索夹抗滑试验

《索夹抗滑试验》由会员分享，可在线阅读，更多相关《索夹抗滑试验（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、悬索桥主缆索夹抗滑试验及应力测试分析任洪田 1 赵立哲2 白福军 31.朝阳市公路管理处，朝阳 122000 2.朝阳安信公路工程有限公司，朝阳 1220003.建平县公路工程有限公司，建平 122400）摘要：根据悬索桥主缆索夹抗滑试验及应力测试分析，验证索夹抗滑摩阻系 数、主缆空隙率及索夹力学性能是否满足设计要求，为索夹现场安装提供实测数 据，对指导施工提高工程质量具有重要意义。关键词：悬索桥主缆；索夹；抗滑试验；应力测试分析1 工程简介朝阳市黄河路大桥主桥为钢筋混凝土自锚式悬索桥（73m+180m+73m）,宽 度为31.5m，两侧引桥为现浇预应力混凝土连续箱梁桥（两侧分别为28m+28

2、m + 32.16m）,宽度为25.5m，桥梁全长为508.32m。主缆采用 PPWS 法施工，现场在猫道上逐股安装架设。全桥主缆共两根，每 根主缆由37股预制平行钢丝索组成，每索股含有127根5.2mm高强镀锌平行 钢丝，每根主缆由4699丝钢丝组成，钢丝抗拉强度标准值为1670MPa，弹性模 量为2.0X105 MPa。37束索股构成正六边形，紧缆后主缆为圆形，设计索夹处 直径393mm （空隙率18%）、索夹外直径398mm （空隙率20%）。索夹采用ZG310-570标准制成，全桥索夹共124套，由于各索夹处主缆倾角 不同，索夹长度及螺杆数量也均不同，为方便施工，将全桥索夹分为 6组。

3、索夹 均采用左右对合型的型式，左右两半索夹采用螺杆相连夹紧。在悬索桥中，桥面荷载通过吊索和索夹传递给主缆，为了确保索夹在使用期 间不产生沿主缆方向的滑移，对其进行实物模型抗滑试验是非常必要的，同时对 索夹在紧固完成后的应力进行实测，为今后的索夹设计提供必要的参考依据。2 试验方法2.1 试验设计试验索截面按主缆实际截面制作，采用37股1270 5.2mm预制平行钢丝索股， 试验索长度为7m，在其上安装制动索夹和试验索夹各一只。制动索夹采用D型 索夹（28孔），索夹长度1720mm，试验索夹采用C型索夹（22孔），索夹长度1360mm， 共配50个高强双头螺栓。将20片应变片按照设计布置要求贴好

4、，并与应变仪连 接好（见图 1）。图 1 索夹抗滑试验布置图在两只索夹之间安装推力千斤顶和测力传感器，用推力千斤顶产生的顶推力 模拟索夹在主缆上的下滑力，其值由测力传感器测读。当顶推力逐渐增大，直至 试验索夹开始滑移，这时所测的推力值，就是索夹与主缆之间的最大抗滑摩阻力。为保证测试结果的准确性，本次试验中使用的 22 个螺栓预紧力传感器、顶 推组合千斤顶（由 11 个规格为 100 吨的小千斤顶组合而成，最大可提供 1100 吨的顶推力）都已行了标定。2.2 理论计算2.2.1由吊索拉力产生的索夹在主缆上的下滑力T计算T = T Xsina1式中：T 吊索拉力（理论设计值为1800KN）1a

5、索夹在主缆上的安装倾角（本索夹为 29.736）故下滑力 T = T Xsina =1800Xsin29.736=892.8KN12.2.2 索夹夹紧力产生的理论抗滑摩阻力 F 计算F=mp Q式中：m与主缆在索夹内的紧固程度及索夹内压力分布状态有关的系数，偏于安全考虑时米用m=2.8卩一摩阻系数（设计采用=0.15）Q 索夹上螺栓总的夹紧力（设计单个螺栓夹紧力为345KN，本索夹 共有 22 个螺栓，总夹紧力为 7590KN）故理论抗滑摩阻力 F=mp Q = 2.8X0.15X7590 = 3187.8KN2.2.3实测抗滑摩阻系数卩。的计算|J =F /mQ00在试验中，分若干级逐渐加大

6、顶推千斤顶的推力，同时观察试验索夹有无开 始滑移的迹象，根据试验索夹开始产生滑移时的实测推力值F,就可以算出索夹 0 与主缆之间的实测抗滑摩阻力J。2.2.4索夹内（外）空隙率计算Y = （1A/A）X100%A全部钢丝截面积= 37X 127X5.22Xn /4 = 99742.9mm2A实测索夹内（外）面积= C2/ （4n ）C实测紧缆后索夹内（外）周长2.3 试验过程2.3.1采用螺栓拉伸器先将制动索夹的螺栓预紧，并按设计预紧力的120 130%预紧试验索夹，然后用千斤顶顶推试验索夹，使其产生一个位移，以便消 除索股中因钢丝弯曲而造成的长度不一致（相当于主缆整型预紧工作）。2.3.2

7、螺栓拉伸器加载、持荷，然后测量索夹出口处索股圆周长，计算索夹 内的空隙率。2.3.3在距索夹出口处分别为5mm、10mm、15mm处测量试验索股的圆周长， 计算索夹外的空隙率。2.3.4 组合推力千斤顶顶推试验索夹，并逐渐加载，在索夹开始移动时记录 螺栓上传感器的数据，作为第一组试验数据，同时与应变片连接的应变仪会同步 记录在此过程中试验索夹所产生的环向应力变化。2.3.5 检查螺栓预紧力传感器及应变仪读数，重复上述过程，依次记录试验 数据，试验共进行三次，取其平均值作为测试结果。2.4 试验结果2.4.1 索夹内(外)部实测空隙率将索夹螺栓拧紧到设计夹紧力，用卷尺测量索夹出口处、距离索夹5m

8、m处、 距离索夹10mm处、距离索夹15mm处的圆周长处计算出索夹内(外)实际面积。 根据空隙率公式即可算出索夹内(外)部实测空隙率(见表 1)。表 1 试验主缆不同位置处的空隙率测量位置主缆圆周长 (mm)主缆换算直径 (mm)索夹内(外)实际面积 (mm2)理论面积(mm2)实测空隙率 (%)索夹出口处1222.6389.4119031.499742.916.2距离索夹5mm处1224.6390.0119398.516.516.8距离索夹10nm处1228.0391.1120073.016.9距离索夹15nm处1229.0391.4120257.317.12.4.2 索夹抗滑摩阻系数卩=(

9、+)/3=(0.342 + 0.342 + 0.363) /3 = 0.349123试验数据见表2：表 2 索夹抗滑试验记录表项目名称朝阳市黄河路大桥主缆索夹抗滑及应力测试试验试验索夹开始滑移时千斤 顶油压读数(MPa)363738千斤顶顶推力(KN)5853.966016.576179.18索夹位移(mm)111螺栓拉拔器对应油压读数(MPa)303030试验次数123螺栓传感器读数对应压力(KN)读数对应压力(KN)读数对应压力(KN)11.808241.11.859247.91.823243.121.908257.82.006271.11.709230.931.960316.21.996

10、321.91.931311.544.223377.14.231377.84.553395.953.257325.73.263326.33.246324.661.776236.81.831244.11.349179.972.966296.63.090309.02.968296883.115311.53.203320.33.197319.793.236323.63.249324.93.223322.3102.142246.22.171249.52.153247.5112.636261.02.621259.52.621259.5122.503250.32.589258.92.657265.7132.

11、879287.93.012301.22.812281.2142.953298.33.014304.42.913294.2152.035201.52.078205.72.043202.3162.831280.33.023299.32.818279.0172.770277.02.831283.12.783278.3182.801282.92.944297.42.927295.7192.397275.52.471284.02.493286.6202.145289.92.312312.42.108284.9211.361181.51.461194.81.354180.5222.197289.12.21

12、7291.72.239294.6压力合计（KN）6107.86285.26074.7抗滑摩阻系数0.3420.3420.3632.4.3 试验索夹环向应力情况具体试验数据见表3表 3 索夹环向应力试验数据表应变片序号第一次试验第二次试验第三次试验1283.6282.8283.22229.0228.4228.73171.4171.2171.34275.6274.2274.95261.8261.6261.76210.2210.2210.2718 8.6188.418 8.58143.0142.4142.79225.0224.2224.610232.8233.0232.911193.2192.819

13、3.012145.8145.4145.613165.4163.8164.614265.6265.0265.315135.8134.8135.316217.0214.8215.917197.6196.6197.118243.2243.2243.219246.2245.8246.020207.4206.8207.13 结论通过本次模拟试验，测出主缆与索夹之间的平均抗滑摩阻系数M =0.349,此值远大于规范规定的U =0.15,因此验证设计是可靠的，并有足够的安全储备;试验测得索夹内部空隙率为16.2，索夹外部空隙率为16.7，满足设计要求； 索夹环向应力最大值为283.6MPa，验证索夹材料设计

14、采用ZG310-570标准是安 全可靠的。同时我们也应看到，为了达到设计要求，本试验中螺栓的预紧全部采 用液压螺栓拉伸器进行，这对于简化预紧过程，提高预紧效率，保证预紧质量起 到了关键作用，其试验方法及试验过程对索夹实际安装过程起到指导作用，可作 为实际施工时的首选施工方法。Abstract ： according to anti-slide experiment of cable clip and analysis of stress detecting，validate coefficient of friction resistance of cable clip and porosity of main cable，mechanic