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高强平行钢丝拉索锚固性能及防水密封结构研究
| 论文题名： | 高强平行钢丝拉索锚固性能及防水密封结构研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;平行钢丝拉索;密封防水结构;冷铸锚具;锚固性能 |
| 摘要： | 斜拉索作为斜拉桥结构的重要构件，连接主塔和主梁，具有传递主梁荷载至主塔并最终承担基础荷载的关键作用。随着索承桥梁与建筑结构跨度、设计寿命和构件荷载水平的不断增加，对于其中关键拉索构件的性能和寿命提出了更高的要求。提高冷铸锚拉索的强度及疲劳应力幅对于超大跨径桥梁的设计建造具有重要意义。因此，本文对冷铸锚平行钢丝拉索的结构、冷铸填料性能、锚杯内壁结构进行了研究。本文还针对下锚固区腐蚀难题，对下锚固区密封体系进行研究，提出一种柔性双重密封结构，提高了斜拉索的密封防水能力。主要研究内容及结论如下： (1)对冷铸锚斜拉索的锚固原理和锚固结构进行了分析，利用锚具径向应力在轴向方向分布的数学推导公式得出了斜拉索在锚杯处应力集中（切口效应）的原因。为减小斜拉索在锚固段的应力集中，可通过优化冷铸填料填充方式和锚杯内腔结构。 (2)对冷铸填料的性能进行了研究，基于可变刚度的冷铸料填充方法和楔形锚杯结构提出了一种高强、高抗疲劳应力幅的钢丝斜拉索冷铸锚具。通过LZM7-37、LZM7-379的冷铸锚斜拉索强度2100MPa、疲劳应力幅280MPa的疲劳及静载试验，验证了高强钢丝斜拉索冷铸锚具的可靠性。在LZM7-187静载应力试验中，通过光纤钢丝智能筋采集到的不同位置处钢丝应力，证明了冷铸锚具通过分层灌注不同弹模的冷铸填料优化了钢丝在锚杯内部段应力的分布。 (3)基于有限元分析方法，对斜拉索冷铸锚具进行仿真研究。建立了LZM7-37有限元模型，对LZM7-37有限元模型进行了2100MPa破断力的拉伸仿真。仿真结果表明高强冷铸锚具设计能实现对钢丝的有效锚固。还通过有限元仿真研究了不同刚度冷铸填料对锚具钢丝受力的影响，及锚杯内腔结构对钢丝应力分布的影响。有限元仿真结果表明，变刚度的多种冷铸体填充方式可以降低锚杯和钢丝的最大应力；楔形多级的锚杯和圆弧形锚杯都能有效改善锚具的应力分布。 (4)对斜拉索下锚固区的密封防水结构进行了研究，基于表面过渡膜提出了一种预埋管双重柔性密封防水结构。通过动态水密性试验和静态水密性试验证明了预埋管双重柔性密封防水结构具有优异的密封性能。 |
| 作者： | 赵爽 |
| 专业： | 智能制造技术 |
| 导师： | 李迅波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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