懸索橋主纜分布傳力錨固系統(tǒng)設(shè)計與施工

內(nèi)容簡介

《懸索橋主纜分布傳力錨固系統(tǒng)設(shè)計與施工》針對分布傳力錨固系統(tǒng)，作者從構(gòu)造設(shè)計、計算分析方法、錨固結(jié)構(gòu)制造與安裝、錨體混凝土施工等方面進行了較為詳細(xì)的探討，并提出了相應(yīng)的方法，基本形成了設(shè)計、施工成套技術(shù)。

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據(jù)錨固系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)材料的不同，可分為無預(yù)加力的預(yù)埋型鋼式和有預(yù)加力的預(yù)應(yīng)力鋼束錨固型式。錨碇型鋼型式的錨固系統(tǒng)已很少使用，預(yù)應(yīng)力鋼束錨固型式已成為主要的型式。從錨固系統(tǒng)著力點位置的不同又可分為前錨式和后錨式。

一般而言，越是靠近巖體深部，巖體的強度越高，相應(yīng)的承載能力越高，故相同的錨體長度，錨固系統(tǒng)的著力點放置在錨體后錨面附近有利于提高隧道錨的承載力。此外，考慮到后期維護和長期使用的需要，錨固系統(tǒng)采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼束還具有可換性的優(yōu)勢。具體選用時還需結(jié)合施工條件、施工方法綜合考慮。2100433B

傳力桿1 概述

接縫傳荷能力對水泥混凝土路面使用性能有著重要影響，橫縫處設(shè)置傳力桿能夠明顯提高板間傳荷能力，降低板邊和板角處豎向變形，從而延緩錯臺發(fā)展速度，保證水泥路面的長期使用性能。國外一些現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果也表明，接縫設(shè)置傳力桿后，水泥路面錯臺和板角的開裂率都能夠明顯降低 。我國開始將傳力桿布設(shè)到重載交通水泥路面橫向縮縫位置，由于傳力桿自動植入設(shè)備 (Dowel Bar Inserter)能夠明顯提高施工效率，DBI方法2006 年在廣東省首先應(yīng)用，DBI 方法是我國水泥路面接縫傳力桿主要采用的施工工藝。然而，在施工過程中由于多種因素的影響，傳力桿并不能準(zhǔn)確達到理想的設(shè)計位置，導(dǎo)致傳力桿偏差的發(fā)生 。

因此，很多研究開始分析偏差的傳力桿對路面使用性能的影響。例如，Yu 等人在1998 年通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)傳力桿偏差發(fā)生后對路面使用性能有著較大Leong 等人在2006 年通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)傳力桿豎向和水平偏轉(zhuǎn)對接縫處的剝落病害有著重要影響 。隨著傳力桿在我國接縫水泥路面的廣泛應(yīng)用，我國研究者也開始關(guān)注傳力桿偏差問題，2009 年蔡海斌通過有限元模型分析了傳力桿偏差后對界面應(yīng)力和傳荷能力的影響;2011 年彭鵬，田波等人通過室內(nèi)拔出和重復(fù)彎曲試驗分析了不同偏轉(zhuǎn)程度的傳力桿工作性能狀況 。

上述分析表明，傳力桿偏差程度已經(jīng)成為影響水泥路面板間傳荷能力變化的關(guān)鍵因素。因此，為了降低傳力桿偏差的不利影響，研究人員開始針對傳力桿偏差的允許范圍進行研究。例如，2001 年Lev Khazanovich 等人在美國明尼蘇達州交通部支持下通過有限元和現(xiàn)場調(diào)查分析了傳力桿偏差的可接傳力桿偏差的5 種類型分別是:( 1) 水平偏轉(zhuǎn); ( 2) 水平移動; ( 3) 豎向偏轉(zhuǎn); ( 4)豎向移動; ( 5) 縱向移動。

需要說明的是，傳力桿施工過程中發(fā)生的偏差是 5 種基本偏差類型的組合。多研究機構(gòu)開始頒布相應(yīng)的傳力桿偏差控制指南，例如 2007 年，F(xiàn)HWA 美國聯(lián)邦公路管理局在多個工程實踐的基礎(chǔ)上提出了傳力桿偏差控制標(biāo)準(zhǔn)2013 年，美國水泥路面協(xié)會 ACPA 針對 DBI 設(shè)備的廣泛應(yīng)用，提出了 DBI 植入傳力桿的偏差控制標(biāo)準(zhǔn) 。

雖然傳力桿植入工藝 DBI 已經(jīng)在我國開始廣泛應(yīng)用，然而，關(guān)于我國的傳力桿偏差狀況尚缺少實際數(shù)據(jù)分析。為此，本文采用德國生產(chǎn)的專門用于傳力桿三維定位檢測分析的 MITSCAN2 設(shè)備對北黑高速公路典型路段 ( 108 條接縫) 進行現(xiàn)場檢測，基于美國 ACPA 的傳力桿偏差控制指南進行評估分析，并與美國伊利諾伊州的兩條路段的實際檢測結(jié)果 ( 23 條接縫) 進行了對比分析。

傳力桿2 對比分析

美國伊利諾伊州兩個水泥路面路段的23 條接縫也是采用該設(shè)備進行的傳力桿檢測，這里采用本文的評估標(biāo)準(zhǔn)對北黑高速和美國伊利諾伊州的接縫傳力桿偏差進行了匯總。由對比可以得到如下結(jié)論:

(1)與國外高質(zhì)量施工水平相比，DBI 施工工藝在我國尚處于起步階段，傳力桿偏差控制工藝需要提高。

(2)水平移動偏差導(dǎo)致傳力桿不可接受水平，在美國和北黑高速比例分別是0% 和1. 8% ，說明DBI 工藝能夠較好控制水平移動偏差。

(3) 縱向移動偏差導(dǎo)致傳力桿不可接受水平在美國和北黑高速分別是1. 1% 和5. 6% ，不可接受水平和可接受水平之間比例分別是12. 4% 和29. 3% ，傳力桿縱向移動和切縫位置密切相關(guān)，因此可以通過切縫位置控制降低這部分偏差。

(4) 豎向移動偏差方面美國和中國有著較大的差別，兩者不可接受水平分別為0. 8% 和2. 9% ，但兩者在不可接受和可接受水平之間比例分別為3. 8%和41. 3% ，在北黑高速豎向移動偏差為正值(25 ～66 mm) 比例達到了 39. 8%，由該設(shè)備測量原理可知，偏差為正值主要是由于實際板厚大于設(shè)計板厚導(dǎo)致，對于路面使用性能是有益的。

(5)水平偏轉(zhuǎn)偏差導(dǎo)致傳力桿不可接受水平在美國和北黑高速分別為2. 2% 和33. 8% ，兩者之間存在著較大差別，原因尚不明確。

(6)豎向偏轉(zhuǎn)偏差導(dǎo)致傳力桿不可接受水平在美國和北黑高速分別為8. 2% 和15. 8% ，不可接受和可接受水平之間的比例分別為17. 3% 和34. 3% ，說明無論在我國還是在美國，傳力桿的豎向偏差都是比較嚴(yán)重的，也是DBI 施工過程中難以控制的，應(yīng)該加強該方面的研究。

傳力桿3 結(jié)論

傳力桿偏差控制是接縫水泥路面施工過程的重要環(huán)節(jié)，隨著DBI 方法在我國開始應(yīng)用，傳力桿偏差狀況尚不清楚。因此，本文采用MITSCAN2 設(shè)備對黑龍江省北黑高速公路的典型路段傳力桿偏差狀況進行了檢測分析，發(fā)我國傳力桿偏差問題較為嚴(yán)重，尤其是豎向移動和豎向偏轉(zhuǎn)兩種偏差類型。同時與美國伊利諾伊州兩條公路實際檢測數(shù)據(jù)進行了對比，結(jié)果顯示我國在水泥施工過程中的傳力桿偏差控制方面存在較大差距，除了水平移動偏差外，我國的其他類型偏差都較為嚴(yán)重。 2100433B