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双箱梁下弦钢拉杆施工技术研究与应用

陈柏全  
【摘要】:张拉结构体系,是二十世纪末期的一种新型预应力钢结构形式,通常由压弯构件(又称刚性构件,通常为梁、拱和桁架)、弦(又称柔性构件,通常为索,有时为杆)以及联系二者的撑杆组合而成[1]。张弦梁是张拉结构体系中出现较早,理论较为成熟,工程应用较多的一种。大跨度双箱梁钢棒拉杆组合钢结构即脱胎于张弦梁结构。该种结构以具有相当抗弯刚度的大截面箱梁为压弯构件,高强实心钢棒为弦杆,充分利用拉杆的高强抗拉性能来改善结构整体受力性能,适合于大跨度结构。 双箱梁钢拉杆具有本身的一些特征:①具有一定的刚度[4]。相对高强钢丝、钢绞线等常用的索材,钢棒有一定的刚度,严格意义上讲,属拉弯构件。②具有明显的非线性特征。非线性来自节点的间隙。③若干组拉杆并排布置。由于箱梁通常截面巨大,设计上一般会在箱梁下部并排设置多道拉杆以加强结构的稳定性,但同组并排拉杆间,轴向拉力的一致性较难实现。④拉力衰退快。由于采用栓接连接方式,以及拉杆本身的刚度,张拉力在离张拉点较远一端衰减的很快。 本文研究对象为双箱梁下弦钢拉杆,主要阐述钢拉杆的锻造、非线性分析、计算机模拟、安装及监测技术等。主要内容包括五大方面:①双箱梁钢拉杆的锻造。主要工艺包括锻压、热处理、热镀锌等。②双箱梁钢拉杆的非线性分析。钢拉杆由分段通过中间套筒螺丝配合连接成受力体,且两端的销栓连接形式,存在安装间隙,属非连续体,具有明显的非线性。③张拉过程的计算机模拟。利用有限元软件参照实际结构建模,针对不同张拉顺序,对模型分级加载,进行张拉过程的模拟,考察拉杆内力变化、跨中垂度的变化、箱梁应力变化、水平位移、转角位移等参数,选择最优张拉方案。④安装工艺。包括拉杆的安装、测量及施加轴向拉力。⑤钢拉杆应力监测技术。着重介绍光纤BRAGG 光栅监测技术的原理、特点、器具及工序等。


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