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设置于齿(滑)轮轴间的各类型皮带,当被施于冲(撞)击时,原本静止状态的皮带轮,初期会产生包含了高平成分和冲击成分两种不规则的针对波形,然后逐渐衰减成有规则的波形。由于不同频率的振动会相互交错影响,且振动会在短时间里减弱,所以欲取得皮带或者其他输送带基本波形的周期性是比较困难的。音波式皮带张力计是一种通过传感器采样被测皮带的声波(自然频率)和声压变化后,由微电脑处理器计算出基准信号和振动频率的差异数据,并计算出皮带的实际张力值的仪器。箱形截面梁由于在一定的截面面积下能够获得较大的抗弯惯距,而且抗弯刚度也特别大,在偏心活载的作用下各梁肋的受力比较均匀,故能适用于较大跨径的悬臂梁桥、连续梁桥及预应力混凝土简支梁桥。
本文结合工程实例,主要介绍后张法预应力预制箱梁的施工、有关计算。关键词:后张法,预应力,丹东~拉萨国道主干线马场垣(甘肃境内)至平安(青海境内)高速公路第十三标段上设计有的大峡纵向桥和湟水河特大桥两座特大桥,其中大峡纵向桥1500米,湟水河特大桥500米。主梁均设计为30米后张预应力预制箱梁,混凝土标号为C40,采用国产φj15.2钢绞线。连续梁均采用先单跨简支后连续的施工方案。全标段共500多片箱梁。箱梁采用现场预制、张拉,采用轨道和龙门吊配合将梁运输至桥上,然后用架桥机进行箱梁的安装。预制场的选址定在桥头左侧的空地上,通过轨道运输至起吊区,再安装两台50T跨过桥梁的龙门吊将梁转移到桥面架设。
预制场规模的大小必须满足施工高峰期时能够提供足够的箱梁,同时应该有足够的位置安装龙门吊等起吊设备。根据施工进度,本工程预制场要求设置24个箱梁底座并设置存梁区,预制场面积约6000平方米。现场配置两台50T、跨度30m的龙门吊,用于箱梁的预制过程中的钢筋、模板运输,将梁转移至存梁区等。预制场在浇筑箱梁底座前,根据地势设置好整个预制场的排水,制梁位置采用15cm6%水泥石屑基层,加铺C20混凝土面层15cm;存梁位置采用20cm6%水泥石屑。为保证箱梁底座的整体性及具有足够的强度,底座采用槽形,并用C25混凝土浇筑,然后在底座上安装钢板底模。底模板应按设计要求的预下挠度按二次抛物线设置,经测量复核合格才可投入使用。
混凝土采用现场搅拌楼搅拌,现场使用混凝土输送泵将混凝土从搅拌楼直接输送到要浇筑的位置。浇筑混凝土方向为从两头同时向中间推进。混凝土分两层同时进行浇筑,层浇至翼板下20cm处,第二层浇至梁顶面。上下层浇筑距离保持在2米左右,且前后不超过90min。浇层时,在倾斜面上从低处开始逐层升高,每层30cm,分层振捣密实。振捣采用附着式振捣器及振动棒进行。振捣过程不得用振动棒撬动钢筋或跑模,尤其注重对箱梁底部和两端混凝土的振捣。在箱梁端部各预留一个能容人进出的孔口,以便拆除内模时使用。内模拆除后,再装模板将两端的预留孔用混凝土封好。箱梁施加预应力采用双控,以应力控制为标准,同时以伸长量进行校核。张拉机具在使用前需经过率定。
千斤顶与压力表配套校验,确立张拉力与压力表之间的关系曲线。应力控制由千斤顶所配套的油压表读数反映,所以,千斤顶在使用前应到具备资质的试验室进行率定,根据率定的千斤顶回归方程计算各阶段控制应力相应的油压表读数。回归方程的形式为Y=kX+b。式中,Y为张拉力,单位KN;X为对应的压强值,单位MPa;k、b为率定时所得的系数。根据所得的回归方程,可以列表计算校核双控指标是否在误差允许范围内。预应力筋张拉完毕后,应尽快对孔道进行灌浆,以防锈蚀。灌浆材料用42.5Mpa普通硅酸盐水泥调制的水泥浆,水灰比为0.4~0.45,水泥浆的泌水率大不得超过3%,拌和后3h泌水率宜控制在2%,泌水应在24h内重新全部被浆吸回。
超声波探伤频率4MHz;对于对接焊缝,横波探头折射角分别采用45°,60°和70°对于角焊缝,横波探头折射角采用45°。每天工作前使用CSK-IA型标准试块检查探伤仪的技术状态,测量探头前沿距离、折射角、声轴偏离角等。使用RB-1型对比试块(标准反射体为直径3mm的横通孔)绘制距离-波幅曲线(DAC),分别以DAC-4dB、DAC-10dB、DAC-16dB作为评定线、定量线和判废线,扫查灵敏度为DAC-18dB。由于超声波探伤利用信号比较进行判伤,因而缺陷判定往往较为困难。但综合缺陷回波、动态波形包络、缺陷定位等因素,可大大提高缺陷判定的准确性。因而,在发现缺陷信号时,移动、摆动或旋转探头,使超声波声束方向产生改变,不同类型和状态的缺陷产生的反射回波状态变化往往不同,由此提供了缺陷类型的推知依据。
由于裂纹往往有一定长度,其反射回波将随着探头的移动而在一定范围内连续显示。因其方向不固定,探头的移动方式和位置对裂纹指示长度的真实性有较大影响。裂纹内常含有气体,气体与边界金属声阻抗差异较大,因此回波幅度较高。若缺陷回波图像与图2a类似,且沿探头宽度方向移动时,动态波形包络图像与图2b类似,则缺陷极有可能是形状规则且锯齿状不明显的裂纹;若缺陷回波图像与图3a类似,且沿探头宽度方向移动时,动态波形包络图像与图3b类似,则缺陷极有可能是形状不规则且具有较明显锯齿状的裂纹。若缺陷回波图像与图4a类似,且沿探头宽度方向移动时,动态波形包络图像呈图4b状态,则缺陷极有可能是单个气孔;若缺陷回波图像与图5a类似,且沿探头宽度方向移动时,动态波形包络图像与图5b类似,则缺陷极有可能是密集型气孔。
3)侧壁未熔合。侧壁未熔合发生在焊缝熔合线附近,且有一定指示长度。对缺陷信号进行定位,若发生在熔合线附近,且沿焊缝纵向移动一定范围,有持续近似高度的反射回波信号,则极有可能是侧壁未熔合。层间未熔合由于位置不固定,有可能与裂纹混淆。裂纹取向未必平直且水平,未熔合则往往沿该层焊缝分布,较为平直且水平。使用多种角度的横波探头辅助定位时,若发现缺陷回波信号在一定范围内均有强烈显示,并且深度基本一致,则极有可能是层间未熔合。未焊透往往发生在焊缝根部区域,且呈线状分布。对缺陷信号进行定位,若发生在焊缝根部区域,且沿焊缝纵向移动一定范围,有持续强烈的反射回波信号,则极有可能是未焊透。夹渣反射波幅受夹渣状态及材质影响。
夹渣与焊缝金属之间若呈分层状或含有气体,则声阻抗差较大,反射波幅较高;若夹渣与焊缝金属之间结合较紧密,且夹渣为非金属,则其与焊缝金属间声阻抗差较大,反射波幅较高;若夹渣与焊缝金属之间结合较紧密,且夹渣为金属,则其与焊缝金属间声阻抗差较小,反射波幅较低。对于地铁焊接构架常见的几种缺陷,磁粉探伤及超声波探伤具有良好的检测灵敏度。表面缺陷的判定往往需要综合考虑磁痕形状及清晰程度。内部缺陷的判定往往需要综合比较缺陷波幅和动态波形。合适的磁粉及超声波探伤工艺可保证地铁构架焊缝的质量,终保证地铁行车。采用多目标、多步骤的5因素多水平正交试验,对影响焊接质量的焊接参数进行组合优化设计。试验结果表明:采用前丝电流900A,后丝电流400A,前丝电压36V,后丝电压40V,焊接速度60cm/min的参数组合,可得到优的焊接质量,并通过小批量试验进行了验证,为双丝埋弧焊焊接参数组合优化和质量控制提供指导依据。
双丝埋弧焊;正交试验;工艺优化双丝埋弧焊作为一种先进的焊接方法,在各类高压、超高压压力容器设备焊接中得到了日益广泛的应用,可以满足对焊接中厚壁压力容器在焊接效率和质量方面的要求。与传统的单丝埋弧焊相比,双丝埋弧焊有其独特的工艺参数:双丝电流的种类和大小、双丝的位置组合、双丝的间距、双丝熔池共用与否、不同的坡口形式等。工艺参数的增多,增加了控制焊道成形的因素,同时也增加了质量控制难度。为研究对象,多目标、多步骤的5因素多水平正交试验,对影响焊接质量的焊接参数进行组合优化设计。首先通过单因素试验确定各因素的水平范围,再设计5因素2水平正交试验,通过对试验结果的极差值和方差值的分析,得出影响焊接质量的主次因素,后结合焊缝质量和力学性能进行综合评价确定焊接参数。
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