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曾家岩大橋鋼結構高強度螺栓試驗與建築施工研究

發布時間:2019-03-11 20:31 論文編輯:lgg 價格: 所屬欄目:建築學論文 關鍵詞: 大橋鋼結構螺栓試驗建築施工

本文是一篇建築學論文,建築學所涉及的建築藝術和建築技術、以及作為實用藝術的建築藝術所包括的美學的一面和實用的一面,它們雖有明确的不同但又密切聯系,并且其分量随具體情況和建

本文是一篇建築學論文,建築學所涉及的建築藝術和建築技術、以及作為實用藝術的建築藝術所包括的美學的一面和實用的一面,它們雖有明确的不同但又密切聯系,并且其分量随具體情況和建築物的不同而大不相同。本科建築類專業包括:建築學專業、城鄉規劃專業、風景園林等專業。(以上内容來自百度百科)今天為大家推薦一篇建築學論文,供大家參考。
 
第一章 緒論
 
1.1 課題提出的背景和研究意義
1)研究背景
橋梁建設對于完善區域路網,促進區域經濟社會發展,提升區域形象,方便兩岸居民出行等方面都具有基礎性、全局性意義[1]。坐擁長江、嘉陵江、烏江三條大江,重慶擁有大小橋梁 1.3 萬多座,橋型衆多,是名副其實的中國橋都,也被稱為“萬橋之都”。這座城市用熱情和堅韌不斷向天塹挑戰,為老百姓帶來出行便利的同時,書寫着“橋都”新名片。據統計,重慶已建和在建橋梁已達 1.3 萬餘座,其數量在全國城市中列居首位。其中高速公路橋梁 2974 座,普通公路橋梁 8462 座,市政橋梁 1551,輕軌專用橋 4 座,鐵路橋 16 座。重慶主城區長江、嘉陵江已建和在建橋梁 41 座。未來重慶市域内規劃還将新建 30 餘座各類跨江橋梁。在現代橋梁鋼結構的設計中,大量使用的是高強度螺栓組連接設計,因此,橋梁鋼結構高強度螺栓組的連接設計與施工對橋梁工程的質量及安全具有直接的影響。此設計需要考慮到機械性能以及摩擦受力等諸多因素的影響,這就要求橋梁建設者能夠正确分析并核算相應的參數與變量,保證橋梁的設計及施工建設更為安全可靠,相關管理者能夠做到将參數具體化,相關部門和人員各司其職,各道工序有效銜接,才能确保橋梁建設的安全性、可靠性、全面性和完善性,确保橋梁建設質量,在為經濟社會發展做出貢獻的同時,不斷提高企業的競争力。高強度螺栓連接,按照其設計準則的不同,可分為摩擦型連接與承壓型連接兩種類型[2]。其中摩擦型連接是依靠被連接件之間的摩擦阻力傳遞内力,并以荷載設計值引起的剪力不超過摩擦阻力這一條件作為設計準則。螺栓的預拉力 P(即闆件間的法向壓緊力)、摩擦面間的抗滑移系數和鋼材種類等都直接影響到高強度螺栓摩擦型連接的承載力[3]。
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1.2 關于橋梁鋼結構連接的研究現狀和研究成果
對于橋梁鋼結構的連接,國内外的研究己經相當成熟,并且貫穿于研究者和實際工作者的思想和行動中。橋梁鋼結構的連接方式可分為焊縫連接、鉚釘和螺栓連接等。各種連接方法都有了較為成熟的理論并應用于工程設計,其中普通螺栓連接使用最早,而且至今仍然是一種重要方法。随着較大型橋梁鋼結構的使用,上世紀中葉出現了高強度螺栓連接,從而使螺栓連接的使用更加普遍。鉚釘連接構造複雜,施工繁雜,但是其塑性、韌性、整體性和抗疲勞性能均較好。本節對焊縫連接、鉚釘連接和螺栓連接型式分别予以闡述。
 
1)焊縫連接
焊縫連接是現代橋梁鋼結構最主要的連接方法,焊縫連接的優點是對鋼材從任何方位、角度和形狀相交都能方便施工,不附加原材料,不需要開孔,截面無削弱,因此具有經濟、制造方便、生産效率高的優點,更為突出的是,焊縫連接剛度大,密封性好[5]。焊縫連接的缺點之一,是焊縫附近鋼材因焊接高溫作用而形成熱影響區,組織結構和機械性能發生變化,使連接部位材料性能變差。焊縫連接的缺點之二,是焊接過程的不均勻的高溫和冷卻,使結構産生縱向和橫向以及厚度方向的焊接殘餘應力和殘餘變形,尤其是縱向方向的殘餘應力有時會使結構在不受力或隻是受力很小時,其應力就大于屈服應力。這雖然并不影響靜力強度,但此時如果鋼材塑性變形能力差,或者對結構的剛度要求較高,則會影響結構的使用。焊縫連接的缺點之三,是對結構的穩定性産生影響,由于殘餘應力外荷載應力的疊加,使部分闆件提前進入塑性,因而降低了受壓闆件的局部穩定性和整體穩定性。焊縫連接的缺點之四,是荷載應力和殘餘應力的疊加,使實際應力接近疲勞破壞的應力限值,容易産生疲勞裂紋并擴展。此外焊接引起的殘餘變形也會降低結構或構件的強度和穩定承載力。焊接連接還容易出現局部裂紋、氣孔、殘渣等缺陷,結構受力後容易出現應力集中而引起的破壞;焊接連接在重複荷載和反複荷載下塑性和韌性較差,破壞形式往往表現為脆性。
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第二章 鋼結構高強度螺栓連接的工作性能和技術要求
 
2.1 高強度螺栓連接的工作原理
高強度螺栓的連接可以分為摩擦型連接和承壓型連接兩種形式。高強度螺栓摩擦型連接單純依靠被連接構件間的摩擦阻力傳遞剪力,以剪力等于摩擦力為承載能力的極限狀态。高強度螺栓承壓型連接的傳力特征是剪力超過摩擦力時,構件間發生相互滑移,螺栓杆身與孔壁接觸,開始受剪并和孔壁承壓。但是,另一方面,摩擦力随着外力繼續增大而逐漸減弱,到連接接近破壞時,剪力全由杆身承擔。高強度螺栓承壓型連接以螺栓或鋼闆破壞為承載能力的極限狀态,可能的破壞形式有螺栓杆變形破壞,孔壁擠壓破壞以及鋼闆發生拉斷等破壞形式[26-31]。
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2.2 高強度螺栓連接的工作性能
摩擦型高強度螺栓是依靠被連接件之間的摩阻力傳遞内力,并以荷載設計值引起的剪力不超過摩擦阻力這一條件作為設計準則。螺栓預拉力 P(即闆件間的法向壓緊力)、摩擦面間的抗滑移系數和鋼材種類等都直接影響到高強度螺栓摩擦型連接的承載力。高強度螺栓分為大六角頭型和扭剪型兩種,如圖 2.1 所示。雖然這兩種高強度螺栓預拉力的具體控制方法各不相同,但對螺栓施加預拉力的思路都是一樣的。它們都是通過擰緊螺帽,使螺杆受到拉伸作用産生預拉力,而使連接闆件間産生壓緊力。大六角頭型螺栓的預拉力控制方法有力矩法(控制擰緊力矩)和轉角法(控制轉動角度)。扭剪型高強度螺栓具有強度高、安裝簡便、質量易于保證、可以單面拉緊、對操作人員沒有特殊要求等優點。規範中給出了每種型号高強度螺栓的預拉力的設計值,如表 2-1 所示。
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第三章 高強度螺栓施工工藝....12
3.1 高強度螺栓施工工藝流程.......12
3.2 高強度螺栓的采購與保管.......13
3.3 高強度螺栓的領用與配套.......13
3.4 結合面的處理、接頭的組裝.............14
3.4.1 結合面的處理.......14
3.4.2 接頭的組裝...........14
3.5 螺栓的緊固順序.............16
3.6 連接的擰緊與标記.........17
3.7 本章小結.....18
第四章 曾家岩大橋鋼結構高強度螺栓連接試驗研究....19
4.1 曾家岩大橋采用高強度螺栓連接節點簡況.........19
4.2 高強度螺栓在雨天或潮濕環境扭矩系數對比試驗.......19
4.2.1 試驗目的.....19
4.2.2 試驗環境、試驗儀器和工具.............19
4.3 高強度螺栓存放在 3 個月後 4 個月前的複驗試驗.......21
4.4 同一高強度螺栓二次施擰對扭矩值的影響.........22
4.5 曾家岩大橋高強度螺栓連接試驗.....23
4.6 數據分析及結論.............27
4.7 試驗研究結論.......32
第五章 曾家岩大橋鋼結構高強度螺栓安裝施工及質量控制............34
5.1 重慶市曾家岩大橋簡介..........34
5.2 高強度螺栓連接施工方案.......36
 
第五章 曾家岩大橋鋼結構高強度螺栓安裝施工及質量控制
 
5.1 重慶市曾家岩大橋簡介
曾家岩嘉陵江大橋工程連接重慶江北區與渝中區,位于嘉陵江大橋與黃花園大橋之間。主橋北起龍湖春森彼岸,由北向南依次跨越北濱路、嘉陵江、嘉濱路、軌道 2 号線曾家岩車站,南至曾家岩周公館處,主橋樁号 K2+931.169~K3+477.699m,路線總長 546.5m。主橋按城市主幹路設計,設計時速為 50km/h,采用雙層橋面路軌共建形式。結構采用剛性懸索加勁三跨連續鋼桁梁橋,如圖 5.1 所示。大橋跨徑布置為135m+270m+135m,如圖 5.2 所示,橋面寬度 31.4m,上層為雙向 6 車道及兩側人行道,下層為雙線城市軌道交通十号線。全橋含 2 個主墩、2 個橋台及鋼梁 44個節段,主墩處兩側節段長度為 13m,其餘均為 12.2m 長的标準節段。鋼梁主桁結構主要采用 Q370qD 鋼材,杆件之間采用高強螺栓連接形式。全橋用鋼量約24000t,高強度螺栓約 60 餘萬套。主橋跨越嘉陵江,為 III 級航道,可通行 1000t級船舶,水運條件良好。本項目的建設将完善重慶城市路網系統、提升重慶城市形象,緩解主城中北部交通擁堵、嘉陵江過江通道不足等問題,建立主城核心區域與北部新區的快捷聯系,支撐重慶的發展和引導重慶城市發展方向;也是完善城市路網結構,帶動區域經濟發展與土地利用的重要市政工程,預計 2018 年底竣工通車。其效果圖及主橋上部結構立面圖分别如圖 5.1 和圖 5.2 所示。