吉林大学学报(工学版) ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (4): 1188-1196.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230719
Yong-jun ZHOU1,2(
),Feng-rui MU2,Cheng CAI3,Fan YANG4
摘要:
为研究悬索桥索夹螺杆紧固力损失的影响因素及敏感度,建立了广西某大桥索夹局部有限元模型,并利用蠕变试验结果对有限元模型进行验证。在此基础上,分别考虑螺杆的应力松弛速率、主缆蠕变速率、主缆空隙率、吊索力大小、螺杆的初始紧固力、索夹倾角和主缆与索夹温差等因素,利用正交试验法设计27种索夹螺杆紧固力损失的有限元分析工况,研究它们对螺杆紧固力的影响。研究结果表明:索夹螺杆紧固力损失随螺杆自身应力松弛速率的增大而增大;主缆蠕变速率对索夹螺杆紧固力损失的影响极其显著,索夹螺杆紧固力损失随主缆蠕变速率的增大而显著增大;索夹与主缆的温差对索夹螺杆紧固力损失的影响显著,螺杆紧固力损失随主缆与索夹温差的增大而减小;常见的主缆空隙率对索夹螺杆紧固力损失的影响相对较小;吊索力大小对索夹螺杆紧固力损失的影响可以忽略不计;螺杆紧固力损失随螺杆初始紧固力增大呈现先增大后减小的规律;索夹倾角对同一索夹不同位置的螺杆紧固力损失的影响有所差异;本文研究结论可为悬索桥的设计及养护提供参考。
中图分类号:
| [1] | 王俊, 李加武, 王峰, 等. 简化U形峡谷风速分布及其对悬索桥抖振响应的影响[J]. 吉林大学学报:工学版, 2023, 53(6): 1658-1668. |
| Wang Jun, Li Jia-wu, Wang Feng, et al. Wind speed distribution in simplified U⁃shaped valley and its effect on buffeting response of long⁃span suspension bridge[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2023, 53(6): 1658-1668. | |
| [2] | Mayrbaurl R M, Camo S. Guidelines for Inspection and Strength Evaluation of Suspension Bridge Parallel-Wire Cables[M]. USA: Transportation Research Board, 2004. |
| [3] | 中国公路学会桥梁与结构工程学会. 日本本州-四国连络桥上部结构设计标准及解说[M]. 北京: 中国公路学会桥梁与结构工程学会, 1998. |
| [4] | 费卿, 梁锦润. 自锚式悬索桥索夹滑移分析及修复技术[C]∥中国公路学会桥梁和结构工程分会2017年全国桥梁学术会议论文集, 广州, 中国, 2017: 654-659. |
| [5] | Tendo M, Yamada K, Shimura Y. Stress relaxation behavior at high-tension bolted connections of stainless-steel plates[J]. Journal of Engineering Materials & Technology, 2001, 123(2): 198-202. |
| [6] | Alkelani A A, Housari A B, Nassar A S. A proposed model for creep relaxation of soft gaskets in bolted joints at room temperature[J]. Journal of Pressure Vessel Technology(ASME), 2008, 13(1): No.011211-1-6. |
| [7] | 徐浩, 王崴, 马跃. 螺栓联接蠕变松弛有限元分析[J]. 机械设计与制造, 2013, 271(9): 39-41, 45. |
| Xu Hao, Wang Wei, Ma Yue. Finite element analysis of creep relaxation in bolted connections[J]. Mechanical Design and Manufacturing, 2013, 271(9): 39-41, 45. | |
| [8] | 刘海波, 吴嘉锟, 王永青. 地脚螺栓蠕变松弛对大型数控机床几何精度衰退的影响[J]. 西安交通大学学报, 2015, 49(9): 14-17, 140. |
| Liu Hai-bo, Wu Jia-kun, Wang Yong-qing. The effect of creep relaxation of anchor bolts on the geometric accuracy degradation of large CNC machine tools [J]. Journal of Xi'an Jiaotong University, 2015, 49(9): 14-17, 140. | |
| [9] | Xu H, Wang F, Cheng X. Pullout creep properties of grouted soil anchors[J]. Journal of Central South University of Technology, 2007, 14(1): 474-477. |
| [10] | Kim N. Performance of tension and compression anchors in weathered soil[J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2003, 129(12): 1138-1150. |
| [11] | 沈锐利, 何恺, 苗如松. 基于多尺度模型的销接式索夹极限抗滑摩阻力分析[J]. 桥梁建设, 2018, 48(5): 16-20. |
| Shen Rui-li, He Kai, Miao Ru-song. Analysis of ultimate sliding friction resistance of pin connected cable clamps based on multi-scale models[J]. Bridge Construction, 2018, 48(5): 16-20. | |
| [12] | 周勇军, 贾利强, 杨帆, 等. 考虑主缆镀锌层蠕变的索夹螺杆紧固力损失预测[J]. 中国公路学报, 2024, 37(7): 157-167. |
| Zhou Yong-jun, Jia Li-qiang, Yang Fan, et al. Research on Preload Loss Prediction of Clamp Bolt Considering Cable Creep of Galvanized Layer[J]. China Journal of Highway and Transport, 2024, 37(7): 157-167. | |
| [13] | 何恺. 铁路悬索桥长索夹下主缆应力及索夹抗滑承载力研究[D]. 成都: 西南交通大学, 2017. |
| He Kai. Research on stress of main cable under long cable clamp and anti sliding bearing capacity of cable clamp of railway suspension bridge[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2017. | |
| [14] | 唐冕, 车天鑫, 宋旭明, 等. 基于蠕变理论的自锚式悬索桥索夹预紧力研究[J]. 华南理工大学学报:自然科学版, 2022, 50(1): 59-68. |
| Tang Mian, Che Tian-xin, Song Xu-ming, et al. Study on pretension force of cable clamp of self anchored suspension bridge based on creep theory[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2022, 50(1): 59-68. | |
| [15] | 梅葵花, 经德良, 黄平明, 等. 悬索桥主缆温度效应的分析研究[C]∥中国公路学会桥梁和结构工程学会2001年桥梁学术研讨会论文集, 重庆,中国,2001. |
| [16] | 吕佳欣, 肖毅. 复合材料螺栓连接预紧力松弛的改进预测模型[J]. 工程力学, 2018, 35(10): 229-237. |
| Jia-xin Lyu, Xiao Yi. Improved approach to modelling preload relaxation in bolted composite joints[J]. Engineering Mechanics, 2018,35 (10): 229-237. | |
| [17] | 陆光闾. 预应力高强钢丝松弛性能研究[J]. 土木工程学报, 1997, 44(6): 41-46. |
| Lu Guang-lyu. Research on relaxation performance of prestressed high strength steel wire[J]. Journal of Civil Engineering, 1997,44(6): 41-46. | |
| [18] | 周勇军, 全伟, 贺拴海. 基于正交试验的连续刚构桥地震响应敏感性参数分析[J]. 地震研究, 2006, 29(2): 176-181, 216. |
| Zhou Yong-jun, Quan Wei, He Shuan-hai. Analysis of seismic response sensitivity parameters of continuous rigid frame bridges based on orthogonal tests[J]. Earthquake Research, 2006, 29(2): 176-181, 216. | |
| [19] | 蒋树勤, 周勇军, 曹资源, 等. 基于拉拔法的索夹螺杆紧固力检测试验[J]. 长安大学学报: 自然科学版, 2024, 44(6): 72-80. |
| Jiang Shu-qin, Zhou Yong-jun, Cao Zi-yuan, et al. Experiment on detection of preload force in bolt clamp by pulling method[J]. Journal of Chang'an University(Natural Science Edition), 2024, 44(6): 72-80. | |
| [20] | 黄铁生. 大岛大桥主缆施工[J]. 国外桥梁, 1993, 21(3): 175-180. |
| Huang Tie-sheng. Construction of the main cable of the Oshima Bridge[J]. Foreign Bridges, 1993, 21(3): 175-180. | |
| [21] | 《中国公路学报》编辑部. 中国桥梁工程学术研究综述·2024[J]. 中国公路学报, 2024, 37(12): 1-160. |
| Editorial Department of China Journal of Highway and Transport. Review on China's pavement engineering research:2024[J]. China Journal of Highway and Transport, 2024, 37(12): 1-160. |
| [1] | 孙永新,蔺鹏臻,杨子江,冀伟. 考虑黏结-滑移效应的UHPC梁裂缝宽度计算方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2024, 54(9): 2600-2608. |
| [2] | 谢朋书,崔达,王国强,李凯. 基于离散元方法的立式螺旋搅拌磨机工作性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2024, 54(9): 2423-2431. |
| [3] | 薛宇欣,周勇军,王业路,范凯翔,赵煜. 基于悬锤系统的简支梁桥冲击系数测试方法适用性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2024, 54(9): 2557-2567. |
| [4] | 郭雪莲,韩万水,王涛,周恺,张修石,张书颖. 大件车通行弯桥抗倾覆稳定安全系数评估方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2024, 54(8): 2229-2237. |
| [5] | 肖林,魏欢博,卫星,康志锐. 钢混组合梁栓钉锈胀下混凝土板开裂行为数值分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2024, 54(7): 1958-1965. |
| [6] | 刘昕晖,相志霖,谭鹏,陈伟,冯吉宇. 基于Fluent的散热系统扩流结构内部流场分析及优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2024, 54(7): 1831-1843. |
| [7] | 张春雷,邵长宇,苏庆田,戴昌源. 球扁钢肋钢纤维混凝土组合桥面板正弯矩受力性能试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2024, 54(6): 1634-1642. |
| [8] | 张彦玲,贾云飞,贾晓远,郑旺,李运生. 装配式小箱梁桥内力横向分布系数建议公式[J]. 吉林大学学报(工学版), 2024, 54(6): 1688-1700. |
| [9] | 黄汉辉,陈康明,吴庆雄. 钢管混凝土桁式弦杆组合连续梁抗弯性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2024, 54(6): 1665-1676. |
| [10] | 李光保,高栋,路勇,平昊,周愿愿. 基于改进神经网络和Fluent的气液固技术的内表面处理[J]. 吉林大学学报(工学版), 2024, 54(6): 1537-1547. |
| [11] | 邵长江,崔皓蒙,漆启明,庄卫林. 近断层大跨RC轻柔拱桥纵向阻尼器减震研究[J]. 吉林大学学报(工学版), 2024, 54(5): 1355-1367. |
| [12] | 赵秋,陈鹏,赵煜炜,余澳. 台后设置拱形结构的无缝桥梁整体受力性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2024, 54(4): 1016-1027. |
| [13] | 刘元义,于圣洁,胥备,王宪良,宋发成. 基于离散元的设施农业就地翻土犁的研究与试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2024, 54(4): 1153-1165. |
| [14] | 张洪,朱志伟,胡天宇,龚燕峰,周建庭. 基于改进YOLOv5s的桥梁螺栓缺陷识别方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2024, 54(3): 749-760. |
| [15] | 韩智强,谢刚,卓亚娟,骆佐龙,李华腾. 基于车轮-桥面相干激励的大跨连续梁桥振动响应[J]. 吉林大学学报(工学版), 2024, 54(2): 436-444. |
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