拉拔试验范文10篇

拉拔试验范文篇1

关键词：加筋土界面摩擦特性拉拔试验土工格栅

一、概述

现代加筋土技术是由法国工程师HemiVida1于20世纪60年代首先提出的，并于20世纪80年代初引入我国，现已在水利、铁路、公路、港口和建筑工程中得到大量应用，解决了许多土木工程中的技术难题，取得了良好的社会和经济效益，因而该技术得以蓬勃发展。

加筋土结构中，筋土间的摩擦特性对结构的性状有着十分重要的影响。工程应用中，筋土间的摩擦特性通常由室内摩擦(剪切)试验、拉拔试验或现场足尺试验来测定。前者主要用于验算筋土界面的抗剪切强度，后者则用来确定土中筋材受拉时的抗拔强度。目前，用于加筋土技术的筋体材料大致可分为两类，一类是刚度较大的刚性筋材，如各种钢筋质的条带；另一类是刚度较小的柔性筋材，如各种土工织物及土工格栅。从目前应用来看，以柔性筋材居多。一般认为，对刚度较小的土工合成材料，用直剪摩擦试验确定其强度参数较符合实际；对刚度较大的材料，则采用拉拔试验更适宜。

二、拉拔试验研究现状

有关拉拔试验的作用机理、试验设备、试验方法及取值标准，国内外仍处于探索阶段，目前还没有推出一种标准的试验设备，大多是结合直剪摩擦试验，将同一仪器略加改进来实施拉拔试验。拉拔试验的原理是摩擦作用，通过施加正应力，使筋材与土体之间紧密结合，从而利用彼此界面上的静摩擦力抵抗外力（拉拔力）。研究表明，筋材在填料土体中的实际有效受拉长度（产生摩擦作用的长度）与拉拔力大小是有关的，试验测得的筋材刚被拉动瞬间的拉拔力视为界面摩擦强度，不同性质的填土及不同规格和材质的加筋材料，其界面摩擦强度是不一样的。影响拉拔试验结果的因素很多，主要有以下几个方面：土与盒(箱)壁间的摩擦作用、填料的压实度、填料的含水量、拉拔速度、筋材水平埋入长度等。目前，用于拉拔实验结果的分析方法主要有极限平衡法和有限元法。极限平衡法原理简单但不能分析破坏过程中筋土产生的应力、应变和位移，无法给出拉拔破坏前筋材产生的位移和应变的充分信息。而有限元法比较适合分析筋材在土中的位移、应变和变形破坏规律，能模拟试验过程，并对测试数据加以处理，其分析结果的可靠性也依赖于不同的因素，如有限元种类、用于建立不同加筋土模型的本构关系和本构模型的参数等。

三、拉拔试验目前取得的主要成果及发展方向

1．拉拔试验目前取得的主要成果

目前，国内有许多学者做过筋土界面的摩擦特性研究，采用不同加筋材料结合不同性质的填料土做拉拔试验，得到了一系列具有参考价值的结论。西南科技大学的何友芳等人做了土工格栅与铜矿尾矿界面作用特性的实验研究，获得了筋土之间的剪切强度系数（C、Φ）、似摩擦系数f*等结果，并对它们的影响因素进行了分析与探讨。昆明理工大学的黄英等人做了不同排水条件加筋红土三轴试验研究，他们以玻璃纤维和土工布作为加筋材料，对比研究了红土在三种不同排水条件下加筋前后的抗剪强度特性。天津市政工程研究院的吴景海用5种不同种类的国产土工合成材料为加筋材料，以砂和石灰粉煤灰为填料进行拉拔试验，比较了各种土工合成材料与填料的界面摩擦特性。中南大学的徐林荣、吕大伟等人做了筋土界面参数的拉拔试验过程划分研究；提出了当量拉拔位移的概念，并将筋土界面的拉拔试验过程划分成可获取不同位移状态下筋土界面参数的两大部分和三个阶段，据此，可合理获取适用于极限平衡和工作力状态下的筋土界面参数。上海交通大学的张鹏等人针对土工织物筋土接触面的软化和塑性流动现象，根据拉拔试验的结果，提出了剪应力与位移关系的三阶段弹塑性模型，并通过有限差分法进行求解，得到了拉拔试验中的非线性位移、应变、拉力和剪应力等参量。此外，上海交大的肖朝昀、王建华等人还做了土工织物拉拔试验接触面的蠕变研究，探讨了接触面蠕变对筋材应力及位移的影响。最后，要着重提到的是长沙理工大学为实施西部膨胀土课题研究开发了大型数控拉拔试验系统。新开发的拉拔试验系统由拉拔测试主机、数据采集系统、压力伺服控制系统及压实与起吊辅助设备4部分组成。设备有5大主要特点：①具有较大的尺寸；②加载方式科学；③实现了多点测量及数据采集的自动化；④夹具的设计有创新；⑤试验辅助设备齐全。经试验操作表明，该仪器性能稳定，使用效果良好，所得数据准确可信。

2．目前拉拔试验的发展方向

拉拔试验的目的是研究土与土工合成材料的界面性质，必须准确记录试验中所施加的压力、拉力和土工合成材料的水平位移，因此，试验的测试系统至关重要。因此，开发大型的数控拉拔试验系统迫在眉睫，它也是拉拔试验研究的热点和发展趋势。人们已经注意到筋材的加筋作用不仅发生在接触面和界面上，而且还发生在界面以外的土体内，使筋材周围一定范围内的土体形成了“加筋土体”。也就是说加筋的主要作用在于增强了土的整体性，使土由散体变为有一定连续性的介质，正是它构成了土中加筋的机理所在。然而，如何通过拉拔试验对此加以验证，是当前土工合成材料界面特性研究急待解决的难题。此外，对柔性边界条件的模拟也越来越受到关注。初期研制的绝大多数拉拔仪，格栅是在试验箱刚性前壁端零位移条件下被拔出，然而在现实的加筋土结构中，不少采用格栅反包形成设计坡面，并非刚性支护，考虑到实际工程中这种柔性边界条件，日本的NagaokaUniversityofEchnology的SugimotoM和AlagiyawannaANN在箱体前壁加上一气囊作为柔性支撑，可以更好的模拟现场实际，并且发现其测试结果(格栅端部的应力应变)也与刚性支撑有一定的差异。四、目前拉拔试验存在的问题及建议

目前，拉拔试验在研究筋土界面摩擦特性方面主要存在以下几个方面的问题：1，试验仪器的问题。到目前为止，还没有形成一个标准的拉拔试验仪器，目前拉拔试验大都是在经改装的直剪仪上进行，由于仪器的尺寸受到限制，加之量测的误差，导致试验结果不准确。2，影响筋土界面摩擦特性的因素太多，十分复杂。目前，很多拉拔试验都是在实验室内进行，填料也是事先设计好的，这里就存在一个问题，如何选择填料，使试验中的筋土界面能够模拟实际工程中的筋土界面特性。否则，我们做出来的试验结果适用性不大。3，缺乏系统和全面的拉拔试验。目前，虽然很多人做过筋土的拉拔试验，但都是针对一个具体方面的研究，没有对拉拔试验各个影响因素或者说试验元素进行全面系统的试验研究。因此，导致在实际工程中，往往缺乏相关的试验数据作为设计依据！4，理论分析与试验研究相对工程实际明显的滞后。到目前为止，对于加筋机理还不十分清楚，主要是缺乏实验验证。这就导致在实际工程中，缺乏理论的指导，有时候往往是凭经验或者并不可靠的数据来进行设计和施工，这也给我们的工程带来安全隐患。

针对以上问题，我们因该从以下几个方面进行努力：首先，我们应该尽快研制出标准化及科学化的拉拔试验仪器，毕竟试验仪器决定了试验结果的可靠性，并且制定相应的试验规程。目前的试验规程过于简单化。新的试验规程应该包括：仪器设备、筋体材料、填料性质、试验方法及试验结果的记录与分析等内容。其次，我们应该进行多种工况下的拉拔试验研究，研究不同加筋材料在各种不同性质填料中的界面特性。弄清楚各种因素的影响范围、程度及机理，将试验结果进行整理、规范化，制成手册，以供设计和施工人员参考之用。最后，我们还是应该多多结合工程实际，将理论研究与工程实际紧密联系起来，有条件的时候，可以进行现场的原位试验，从而得到更符合实际的可靠的数据来有效的指导我们的施工。

五、结语

随着加筋土技术的不断发展及广泛应用，研究筋土界面特性的拉拔试验必然得到重视及发展，相信随着计算机科学的发展，拉拔试验仪器将会被研发出来，试验方法也将会得到改进。随着试验手段的进步，我们必将最终弄清加筋土的加筋机理，从而建立系统完善的加筋土设计理论与方法，更好的指导我们的加筋土工程的施工，为我们的土木工程事业做出更大的贡献。

参考文献

[1]杨和平，万亮，谭波．土工格栅拉拔试验研究的现状与发展．长沙交通学院学报，2006年3月．第22卷第1期．

[2]何友芳，尹光志，张东明．土工格栅与铜矿尾矿界面作用特性的实验研究．重庆建筑大学学报．2006年4月．第28卷第2期．

[3]黄英，符必昌，金克盛，等．不同排水条件加筋红土三轴试验研究．昆明理工大学学报（理工版）．2006年2月．第31卷第1期．

[4]吴景海．土工合成材料界面作用特性的拉拔试验研究．岩土力学．2006年4月．第27卷第4期．

[5]徐林荣，吕大伟，顾绍付．筋土界面参数的拉拔试验过程划分研究．岩土力学．2004年5月．第25卷第5期．

拉拔试验范文篇2

关键词：加筋土界面摩擦特性拉拔试验土工格栅

一、概述

现代加筋土技术是由法国工程师HemiVida1于20世纪60年代首先提出的，并于20世纪80年代初引入我国，现已在水利、铁路、公路、港口和建筑工程中得到大量应用，解决了许多土木工程中的技术难题，取得了良好的社会和经济效益，因而该技术得以蓬勃发展。

加筋土结构中，筋土间的摩擦特性对结构的性状有着十分重要的影响。工程应用中，筋土间的摩擦特性通常由室内摩擦(剪切)试验、拉拔试验或现场足尺试验来测定。前者主要用于验算筋土界面的抗剪切强度，后者则用来确定土中筋材受拉时的抗拔强度。目前，用于加筋土技术的筋体材料大致可分为两类，一类是刚度较大的刚性筋材，如各种钢筋质的条带；另一类是刚度较小的柔性筋材，如各种土工织物及土工格栅。从目前应用来看，以柔性筋材居多。一般认为，对刚度较小的土工合成材料，用直剪摩擦试验确定其强度参数较符合实际；对刚度较大的材料，则采用拉拔试验更适宜。

二、拉拔试验研究现状

有关拉拔试验的作用机理、试验设备、试验方法及取值标准，国内外仍处于探索阶段，目前还没有推出一种标准的试验设备，大多是结合直剪摩擦试验，将同一仪器略加改进来实施拉拔试验。拉拔试验的原理是摩擦作用，通过施加正应力，使筋材与土体之间紧密结合，从而利用彼此界面上的静摩擦力抵抗外力（拉拔力）。研究表明，筋材在填料土体中的实际有效受拉长度（产生摩擦作用的长度）与拉拔力大小是有关的，试验测得的筋材刚被拉动瞬间的拉拔力视为界面摩擦强度，不同性质的填土及不同规格和材质的加筋材料，其界面摩擦强度是不一样的。影响拉拔试验结果的因素很多，主要有以下几个方面：土与盒(箱)壁间的摩擦作用、填料的压实度、填料的含水量、拉拔速度、筋材水平埋入长度等。目前，用于拉拔实验结果的分析方法主要有极限平衡法和有限元法。极限平衡法原理简单但不能分析破坏过程中筋土产生的应力、应变和位移，无法给出拉拔破坏前筋材产生的位移和应变的充分信息。而有限元法比较适合分析筋材在土中的位移、应变和变形破坏规律，能模拟试验过程，并对测试数据加以处理，其分析结果的可靠性也依赖于不同的因素，如有限元种类、用于建立不同加筋土模型的本构关系和本构模型的参数等。

三、拉拔试验目前取得的主要成果及发展方向

1．拉拔试验目前取得的主要成果

目前，国内有许多学者做过筋土界面的摩擦特性研究，采用不同加筋材料结合不同性质的填料土做拉拔试验，得到了一系列具有参考价值的结论。西南科技大学的何友芳等人做了土工格栅与铜矿尾矿界面作用特性的实验研究，获得了筋土之间的剪切强度系数（C、Φ）、似摩擦系数f*等结果，并对它们的影响因素进行了分析与探讨。昆明理工大学的黄英等人做了不同排水条件加筋红土三轴试验研究，他们以玻璃纤维和土工布作为加筋材料，对比研究了红土在三种不同排水条件下加筋前后的抗剪强度特性。天津市政工程研究院的吴景海用5种不同种类的国产土工合成材料为加筋材料，以砂和石灰粉煤灰为填料进行拉拔试验，比较了各种土工合成材料与填料的界面摩擦特性。中南大学的徐林荣、吕大伟等人做了筋土界面参数的拉拔试验过程划分研究；提出了当量拉拔位移的概念，并将筋土界面的拉拔试验过程划分成可获取不同位移状态下筋土界面参数的两大部分和三个阶段，据此，可合理获取适用于极限平衡和工作力状态下的筋土界面参数。上海交通大学的张鹏等人针对土工织物筋土接触面的软化和塑性流动现象，根据拉拔试验的结果，提出了剪应力与位移关系的三阶段弹塑性模型，并通过有限差分法进行求解，得到了拉拔试验中的非线性位移、应变、拉力和剪应力等参量。此外，上海交大的肖朝昀、王建华等人还做了土工织物拉拔试验接触面的蠕变研究，探讨了接触面蠕变对筋材应力及位移的影响。最后，要着重提到的是长沙理工大学为实施西部膨胀土课题研究开发了大型数控拉拔试验系统。新开发的拉拔试验系统由拉拔测试主机、数据采集系统、压力伺服控制系统及压实与起吊辅助设备4部分组成。设备有5大主要特点：①具有较大的尺寸；②加载方式科学；③实现了多点测量及数据采集的自动化；④夹具的设计有创新；⑤试验辅助设备齐全。经试验操作表明，该仪器性能稳定，使用效果良好，所得数据准确可信。

2．目前拉拔试验的发展方向

拉拔试验的目的是研究土与土工合成材料的界面性质，必须准确记录试验中所施加的压力、拉力和土工合成材料的水平位移，因此，试验的测试系统至关重要。因此，开发大型的数控拉拔试验系统迫在眉睫，它也是拉拔试验研究的热点和发展趋势。人们已经注意到筋材的加筋作用不仅发生在接触面和界面上，而且还发生在界面以外的土体内，使筋材周围一定范围内的土体形成了“加筋土体”。也就是说加筋的主要作用在于增强了土的整体性，使土由散体变为有一定连续性的介质，正是它构成了土中加筋的机理所在。然而，如何通过拉拔试验对此加以验证，是当前土工合成材料界面特性研究急待解决的难题。此外，对柔性边界条件的模拟也越来越受到关注。初期研制的绝大多数拉拔仪，格栅是在试验箱刚性前壁端零位移条件下被拔出，然而在现实的加筋土结构中，不少采用格栅反包形成设计坡面，并非刚性支护，考虑到实际工程中这种柔性边界条件，日本的NagaokaUniversityofEchnology的SugimotoM和AlagiyawannaANN在箱体前壁加上一气囊作为柔性支撑，可以更好的模拟现场实际，并且发现其测试结果(格栅端部的应力应变)也与刚性支撑有一定的差异。

四、目前拉拔试验存在的问题及建议

目前，拉拔试验在研究筋土界面摩擦特性方面主要存在以下几个方面的问题：1，试验仪器的问题。到目前为止，还没有形成一个标准的拉拔试验仪器，目前拉拔试验大都是在经改装的直剪仪上进行，由于仪器的尺寸受到限制，加之量测的误差，导致试验结果不准确。2，影响筋土界面摩擦特性的因素太多，十分复杂。目前，很多拉拔试验都是在实验室内进行，填料也是事先设计好的，这里就存在一个问题，如何选择填料，使试验中的筋土界面能够模拟实际工程中的筋土界面特性。否则，我们做出来的试验结果适用性不大。3，缺乏系统和全面的拉拔试验。目前，虽然很多人做过筋土的拉拔试验，但都是针对一个具体方面的研究，没有对拉拔试验各个影响因素或者说试验元素进行全面系统的试验研究。因此，导致在实际工程中，往往缺乏相关的试验数据作为设计依据！4，理论分析与试验研究相对工程实际明显的滞后。到目前为止，对于加筋机理还不十分清楚，主要是缺乏实验验证。这就导致在实际工程中，缺乏理论的指导，有时候往往是凭经验或者并不可靠的数据来进行设计和施工，这也给我们的工程带来安全隐患。

针对以上问题，我们因该从以下几个方面进行努力：首先，我们应该尽快研制出标准化及科学化的拉拔试验仪器，毕竟试验仪器决定了试验结果的可靠性，并且制定相应的试验规程。目前的试验规程过于简单化。新的试验规程应该包括：仪器设备、筋体材料、填料性质、试验方法及试验结果的记录与分析等内容。其次，我们应该进行多种工况下的拉拔试验研究，研究不同加筋材料在各种不同性质填料中的界面特性。弄清楚各种因素的影响范围、程度及机理，将试验结果进行整理、规范化，制成手册，以供设计和施工人员参考之用。最后，我们还是应该多多结合工程实际，将理论研究与工程实际紧密联系起来，有条件的时候，可以进行现场的原位试验，从而得到更符合实际的可靠的数据来有效的指导我们的施工。

五、结语

随着加筋土技术的不断发展及广泛应用，研究筋土界面特性的拉拔试验必然得到重视及发展，相信随着计算机科学的发展，拉拔试验仪器将会被研发出来，试验方法也将会得到改进。随着试验手段的进步，我们必将最终弄清加筋土的加筋机理，从而建立系统完善的加筋土设计理论与方法，更好的指导我们的加筋土工程的施工，为我们的土木工程事业做出更大的贡献。

参考文献

[1]杨和平，万亮，谭波．土工格栅拉拔试验研究的现状与发展．长沙交通学院学报，2006年3月．第22卷第1期．

[2]何友芳，尹光志，张东明．土工格栅与铜矿尾矿界面作用特性的实验研究．重庆建筑大学学报．2006年4月．第28卷第2期．

[3]黄英，符必昌，金克盛，等．不同排水条件加筋红土三轴试验研究．昆明理工大学学报（理工版）．2006年2月．第31卷第1期．

[4]吴景海．土工合成材料界面作用特性的拉拔试验研究．岩土力学．2006年4月．第27卷第4期．

[5]徐林荣，吕大伟，顾绍付．筋土界面参数的拉拔试验过程划分研究．岩土力学．2004年5月．第25卷第5期．

拉拔试验范文篇3

关键词：隧道开挖千枚岩地质施工技术

1.工程概况

1）地理位置及设计概况．

乌鞘岭隧道位于既有兰新线兰武段打柴沟车站和龙沟车站之间,设计为两座单线隧道，隧道长20050m，隧道出口段线路位于半径为1200m的曲线上，右、左缓和曲线伸入隧道分别为68.84m及127.29m，隧道其余地段均位于直线上，线间距40m，两隧道线路纵坡相同，主要为11‰的单面下坡,右线隧道较左线隧道高0.56～0.73m，洞身最大埋深1100m左右。隧道左、右线均采用钻爆法施工，右线隧道先期开通。隧道辅助坑道共计15座，其中斜井13座，竖井1座，横洞1座。

乌鞘岭隧道地层岩性复杂,沉积岩、火成岩、变质岩三大岩类均有,且以沉积岩为主，其分布主要受区域断裂构造控制。区内出露地层主要有第四系、第三系、白垩系及三叠系沉积岩、志留系、奥陶系变质岩，并伴有加里东晚期闪长岩侵入体。隧道横穿祁连褶皱系的北祁连伏地褶皱带和走廊过渡带两个次级构造单元,褶皱及断裂构造发育。主要不良地质为有害气体，湿陷性黄土和膨胀岩。隧道预计最大涌水量为9621.81m3/d，施工中可能发生围岩失稳，突然涌水涌泥、岩爆、热害、含煤层有害气体等地质灾害情况。

乌鞘岭隧道九号斜井工程井口位于天祝县垛什乡龙沟村石头沟组，距312国道约12公里，洞口海拔高度2802米，常年气候寒冷、干燥，冬季及夏季多雨雪，最高峰终年积雪，雨雪天气约占40%，春季多风沙，最大阵风达到12级，历史记录最低气温为零下30度。

9号斜井井口标高2804.20米，井底标高2525.23米，高差278.97米，综合坡度11.9%，扣除会车道的影响，坡度达到13.5%，为尽量减少F7断层的影响，并便于在正洞开设两个工作面，经设计院勘查，斜井在1000米处转向，转向后斜井长达2429米，是乌鞘岭隧道无轨运输辅助导坑中坡度最大的斜井。

九号斜井所承担的区段是控制工期的重点。

2.千枚岩围岩的施工特点

1）地质情况

志留系板岩、千枚岩，以千枚岩为主，局部夹有石英脉，板岩薄层状，层理不明显，节理、裂隙发育，呈薄层状角砾结构，产状不稳定，围岩破碎，局部结构面充填泥质物，面光滑、稳定性较差；千枚岩挤压揉皱，松软破碎，其中石英脉多呈酥碎砂状，以散体结构为主。开挖后呈碎石、角砾状，掌子面无明显渗水，但开挖后有少量渗漏水、滴状及面状洇湿，量小，拱部有掉块、坍塌现象。围岩整体稳定性较差。为V级围岩。

本隧道内出露的千枚岩为黑色至深灰色，千枚状构造，显微鳞片变晶结构，含水量大时呈团块状，含水量少时为鳞片状，片理极其发育，层厚0.01~2mm，岩体破碎，片理面手感光滑，有丝绢光泽。千枚岩属副变质岩，主要由沉积岩中的页岩经区域变质作用形成，主要矿物成分是绢云母、石英、绿泥石等，基本已全部重结晶，软弱矿物成分较多，因而千枚岩硬度小，单轴抗压强度小于1MPa，膨胀率13%，易风化。挤压紧密的炭质千枚岩层具有弱透水性，是相对隔水层。

2）地下水的影响

地下水在隧道施工中，对围岩的稳定性起着很大的作用，特别是在软弱的千枚岩区，更是起着控制作用。

当洞身开挖以千枚岩为主时，开始时无地下水，但不久即出现滴水，甚至股水。究其原因，可能是因为洞身的千枚岩层上部实为板岩层（由于受开挖断面制约，开挖时未揭露出板岩层）。当含有层状板岩时，在构造应力作用下，岩性较硬的板岩中会产生不同方位的贯通裂隙，这样就为地下水的流动提供了通道。一般来说，围岩洞身为千枚岩时，当千枚岩厚度达到一定程度，洞身就不会出现地下水。在开挖时围岩产生应力重分布，发生变形，形成一定的松动区与塑性区。当塑性区的范围还未接近板岩区时，而这个范围不至于使板岩中的地下水由于渗透压力而进入塑性区时，这时洞身也不会出现地下水；当初期支护不及时或初期支护强度不足以抵抗千枚岩的变形时，塑性区的范围可能更大，当超过这一范围时，地下水进入塑性区，而千枚岩遇水即软化、泥化，使塑性区条件恶化，从而使塑性区加大，这又使地下水进一步发育。塑性区的加大与地下水的发育互相促进，互相作用，使围岩稳定性不断变差，变形不断发展，产生各种病害。这一点体现在千枚岩层中地下水的延迟性（即塑性区在地下水作用下逐渐加大的过程）。

乌鞘岭隧道千枚岩区施工难度较大，主要受变质岩的特征、地质构造、千枚岩的特性和地下水所决定。

3）隧道开挖

千枚岩与板岩互层区，软硬岩相间，爆破药量难以控制，一般来说，造成软岩部分超挖、硬岩部分欠挖，导致开挖成型差。这使围岩不同部位的应力释放产生差异，不利于应力重分布，因而产生不同程度的掉块或局部坍塌。

而在全千枚岩区，岩体相当破碎，呈团块状、片状、鳞片状。开挖时易于钻进，但易塌孔。千枚遇水后软化似弹簧土，泥化呈淤泥状。初期支护施作以后，围岩变形大，且长期不收敛，局部地段4~5个月不趋于稳定；开挖时无地下水，后期地下水增大。这些病害都危及到隧道施工安全与结构质量。

3、进行行之有效的各种技术参数的试验

一）、锚杆施工

1、打眼

通过施工现场记录用50mm的钻头打1根3m长的眼孔需要12分钟，同样的钻头4m的眼孔用时16分钟，而6m的眼孔则需用时30~40分钟，φ42的钢管3m和4m深的眼孔进管时间需用1~2分钟，而6m的钢管进管时间则需用2~3分钟，同时6m深的眼孔会有部分钢管不能完全进到围岩里，外露部分长约40~60cm，比例为10%。

2、注浆

注浆用的材料为甘肃永登水泥厂生产的祁连山牌普通硅酸盐水泥P·032.5R水泥净浆，水灰比W/C为0.6

3、张拉

3m长的φ42锚管注浆前的锚杆拉拔力为10.2KN，为1.04t，注好浆后的拉拔力为1.04t，注浆后1天的锚管拉拔力为51KN为5.2t

4m长的φ42锚管注浆前的锚杆拉拔力为12.2KN，为1.24t，注好浆的锚杆拉拔力为12.8KN为1.31t，注浆后1天的锚管拉拔力为51KN为5.2t

6m长的φ42锚管注浆前的锚杆拉拔力为28.6KN，为2.92t，注好浆的锚杆拉拔力为29.1KN为2.97t，注浆后1天的锚管拉拔力为61.2KN为6.24t

3m长的锚杆28天的拉拔力为6~8t。

4、2004年7月2日，在武威方向YDK175+375~+380段边墙部位对φ32的锚管进行试验，其中4m深的眼孔3根，6m深的眼孔3根，注浆浆液配比不变，36h后张拉，4m长的锚管张拉力为81.6KN、81.6KN、96.9KN，平均拉拔力为86.7KN，为8.85t，6m长的锚管张拉力为96.9KN、96.9KN、102.2KN，平均拉拔力为98.6KN，为10.1t。

通过以上试验结果并对比，得出：在施工中采用φ32的锚管可以达到设计要求。

二）、水泥浆液的试配与配比选择

1、2004年7月5日，对浙江金华华夏注浆材料有限公司生产的MC型注浆材料（以下简称超细水泥）掺水玻璃双液浆进行试验试拌

试验条件：水玻璃S=30Be’，W/C=0.8，胶凝时间为24s，室温17℃水温11℃，双液浆W/C=0.8C：S=1：1

试验结果：

时间

4h

6h

8h

1d

2d

3d

强度值（MPa)

1.8

4.8

6.3

8.5

7.0

12.5

超细水泥掺水玻璃：

时间

1d

2d

3d

强度值（MPa)

掺量0%

1.6

1.6

掺量2%

4.1

3.1

掺量3%

3.1

4.1

4.7

2、2004年7月9日，对普通水泥掺早强剂与超细水泥掺早强剂进行强度对比试验试拌

试验条件：室温17℃，水温14℃，

试验结果：

普通水泥

超细水泥

掺量

3d强度值（MPa)

掺量

3d强度值MPa

水灰比0.8

水灰比0.6

水灰比0.8

水灰比0.6

0%

5.5

8.7

0%

10.3

11.0

2%

15.1

2%

13.2

13.1

4%

15.8

4%

10.1

17.0

6%

14.1

6%

7.0

17.5

8%

19.5

8%

7.0

10%

19.5

10%

13.2

15.6

3、2004年7月13日晚，对普通水泥不掺早强剂与超细水泥不掺早强剂进行强度对比试验

试验条件：室温15℃，水温13℃，

试验结果：

普通水泥

超细水泥

时间（h)

强度值（MPa)

时间（h)

强度值（MPa)

水灰比0.8

水灰比0.6

水灰比0.8

水灰比0.6

12

0.07

0.16

12

0.07

0.13

24

0.68

1.53

24

0.81

1.6

36

2.01

3.37

36

1.58

3.29

48

3.2

2.84

48

2.4

4.4

4、2004年7月14日晚，对HSC浆液与硫铝酸盐水泥加外加剂注浆强度对比

试验条件：室温15℃，水温13℃，

试验结果：

HSC

硫铝酸盐水泥（掺3%外加剂）

时间（h)

强度值（MPa)

时间（h)

强度值（MPa)

水灰比0.8

水灰比0.6

水灰比0.8

水灰比0.6

2

无

无

2

无

0.13

4

1.025

0.28

4

2.1

4.5

8

1.5

4.6

8

3.51

6.04

1d

4.2

8.5

1d

8.57

11.55

3d

5.20

9.45

3d

8.21

12.5

5、2004年7月15日，HSC掺1%封口外加剂强度

试验条件：室温17℃，水温14℃，

试验结果：

时间

强度值（MPa)

水灰比0.8

水灰比0.6

2h

1.00

3.75

4h

2.93

7.05

8h

4.55

8.17

1d

4.61

9.82

6、2004年7月16日，各种水泥强度对比(试件放在养护箱养护）

试验结果：

普通水泥

硫铝酸盐水泥

硫铝酸盐水泥

掺3%外加剂

硫铝酸盐水泥

HSC

时间

强度值（MPa)

水灰比0.6

水灰比0.8

水灰比0.8

水灰比0.7

水灰比0.8

8h

无

3.42

4.67

5.87

4.18

24h

2.16

4.83

6.34.

7.82

7.54

48h

3.28

4.68

6.56

9.17

6.82

72h

8.1

5.51

6.62

9.60

9.12

三）、锚索施工

2004年6月29日在B通道开始进行锚索试验，由于风钻的原因直到2004年7月4日才开始锚索注浆工作，7月6日下午锚索注浆后33h进行锚索张拉试验，锚索长度为10m，锚固段长度为2米，张拉结果为16.5t，千斤顶伸长值为34mm。2004年7月8日上午进行第2根锚索张拉试验此时为注浆后3天，锚索长度为10m，锚固段长度为2米，张拉结果为6.4t，千斤顶伸长值为24mm试验失败。与此同时，在正洞YDK175+380~+395段进行锚索钻孔施工，于7月8日打好6m长的眼孔6根，进行锚索下锚并注浆工作，其中锚固段长度为2m，7月11日锚索注浆3天后进行张拉试验，试验结果为锚索张拉力为15t，千斤顶伸长值为18~24mm，试验成功，7月9日，在正洞YDK175+380~+400.5段又进行锚索打眼施工,眼深为9m、10m长度不等，7月12日进行下锚注浆工作，其中锚固段分别为2m、3m、4m和5m，2004年7月15日进行张拉，张拉结果为15t，千斤顶伸长值为17~20mm，通过量测资料表明，在锚索张拉后，正洞变形明显下降，于是把锚索当作一种工序进行推广，截止到目前在武威方面已经试做锚索45根，张拉30根，张拉力为3t，千斤顶伸长值为9~14mm，兰州方向在横通道拱顶及对面边墙施做锚索16根已张拉。

4、采取动态的施工技术

主要施工方法

1、超前支护

超前支护采用Φ42小导管，拱部设置，间距25cm，数量40根。超前注浆排管长度4.0m，排距控制在2.0m以内（每循环进行一次），注水泥水玻璃双液浆。

2、开挖

开挖采用微震光面爆破，辅以人工风镐开挖。

3、扒碴、装碴运输

上断面松碴采用挖掘机扒碴，装碴采用312挖装机，自卸汽车运输。

4、初期支护

4.1立拱挂网

钢支撑采用I20或H175型钢；纵向连接钢筋设双层，为Φ22螺纹钢筋，每层钢筋的间距为1.0m；钢筋网设双层，采用Φ8圆钢焊制而成，网片网格间距20х20cm。

钢支撑架立后，立即打设锁脚锚杆，锁脚锚杆为φ42管式注浆锚杆，长度4.0m。每榀设置，上断面8根，设置在拱脚和两节拱架连接板0.5m范围内，下断面4根，设置在拱脚上1.0~1.3m范围内。

4.2喷射混凝土

喷射混凝土采用钢纤维混凝土，混凝土标号C20。9号斜井位于富水区，临时支护喷砼中可添加微纤维，封闭毛洞壁、增加抗渗性，改善施工作业环境，加快进度。

4.3系统锚杆

系统锚杆采用φ32管式注浆锚杆，间距80х80cm，梅花形布置，拱部长度4.0m，数量16根，边墙长度6.0m，数量10根。

管式注浆锚杆采用硫铝酸盐水泥浆液注浆，注浆结束36h以后安装垫板和螺母。

4.4锚锁

锚锁采用单股钢绞线，截面积15.2cm2，一般地段采用6m长的锚索，特殊地段采用10m长的锚索，锚固长度3m，剩余为自由段长度。注硫铝酸盐水泥注浆，注浆36小时以后开始张拉，初始预应力3t。

4.5回填注浆

对喷射混凝土背后可能存在空洞的地方进行注浆，注浆材料为普通水泥浆或水泥砂浆。位置为拱顶和上断面拱脚。

5、仰拱施工

仰拱采用挖掘机开挖人工配合清碴，必要时进行弱爆破。开挖前加临时横撑，开挖后及时进行封闭，每次的开挖长度2~3m。

5.结论

乌鞘岭隧道在千枚岩地段施工，必须值得引起足够重视的是地下水的影响，在硬岩中裂隙发育，地下水的影响相对较小，而在软弱的千枚岩段，地下水的作用加速了围岩的变形，使围岩稳定条件恶化，易形成大塌方。所以在开挖时如有地下水，就应该及时施作初期支护，而且变化超过正常水平时，应加强初期支护，抑制围岩的进一步变形，防止发生坍塌。

拉拔试验范文篇4

1岩土工程锚杆锚固质量检测技术

无损检测是岩土工程中进行锚杆锚固质量水平检测的基本技术，其是在不损伤岩土基本结构的前提下，通过相关技术手段和数据分析检测岩土结构是否存在缺陷，并判断缺陷可能的类型、位置、以及尺寸等，为岩土锚杆锚固质量水平评估提供重要依据。岩土工程中锚杆锚固质量无损检测主要包括常规锚杆锚固质量检测和当代比较流行的无损检测两种技术方法。由于此两种方法在进行检测时所选用的方法和技术手段不同，因此，其在岩土工程检测过程中各有优缺点。

1．1常规锚杆锚固质量检测技术

常规锚杆锚固质量检测是一种典型的静力锚固质量检测法，即工程中常说的拉拔试验法。该法主要根据岩土中压力计和位移计所获得的数据信息，利用相应转换计算公式整理出岩土中锚固杆位移与荷载间的变化曲线，从而分析出岩土锚杆锚固质量水平。在大量研究和工程实际应用效果分析可知，静力检测法仅仅可以对岩土中损坏性进行静态检测分析，而且其检测结果具有很强局限性，不能对大面积锚杆锚固质量进行动态检测，加上其所选用的拉拔试验手段所获得锚固力是一个综合值，不能定向到锚杆具体某段上，因此，其试验结果只是个结论值，只能对岩土损坏性与否进行静态判断。现代工程中很多高强度螺纹锚杆被广泛应用到岩土锚固实际工程中，据大量研究和实际试验表明：当锚固结构中水泥砂浆的长度(L)大于锚固钢筋直径(D)的40倍以上时，如果采用拉拔试验法判断锚杆锚固力时，即便在拉拔力作用下锚固钢筋出现径缩甚至拉断情况时，其也不会丧失相应锚固力，也就是说采用此法所获得检测结果很难反应高强度螺纹锚杆的锚固性能水平。岩土锚固结构体外包水泥砂浆的质量好坏对锚杆锚固作用力的影响也是非常大，但是采用常规锚固质量检测方法几乎不能检测出整个锚固护体外包水泥砂浆的好坏，同时用拉拔试验法也无法检测出岩土锚固体中锚杆的长度，不能判断施工过程中是否有预埋件错埋、偷工减料等行为。

1．2现代流行的无损检测技术

近几十年，在岩土工程中发展起来的无损探伤检测技术是岩土工程锚杆锚固质量检测的重要技术手段，主要利用相应电子硬件设备和信号传输媒介，采集锚杆锚固性能数据信号，从而对岩土工程锚杆锚固质量水平进行动态安全性评价。现代电子技术、信号处理技术、计算机技术等不断完善发展，为岩土无损探伤检测技术提供了重要技术支持，加上现代岩土工程中迅速发展起来的新设计思路、新材料、以及新施工工艺等又对岩土工程锚杆锚固质量无损检测提出了更高的要求。无损检测技术是岩土工程的一个重要分支，同时也是岩土工程质量综合检测技术现代化发展的必然方向。

2岩土工程锚杆锚固质量无损检测基本原理

当岩土锚固体锚杆锚头受到瞬态外力激振后，就会引起锚杆杆头质点发生剧烈振动，并以应力波的形式向锚杆杆底传播。如果整个锚固体具有完好质量水平，则锚固体内部将给锚杆传输的应力波提供一个均匀传播媒介，此时应力波的传播速度、幅值、以及波类型均保持不变向杆底传播；若锚固体内部存在质量问题，则应力波将会在不均匀介质中传播，相应波速、波幅、以及波的类型等就会在传播过程中发生改变，以反射波、透射波、或者散射波等形式表现出来，即应力波在存在质量问题的地方其波强度将发生突变，从而导致激振扰动能量在该处出现重分配现象，一部分能量穿个扰动界面继续向杆底传播转换成透射波；而其它能量则受到干扰面的影响沿锚杆返回到杆头即为反射波。在实际工程检测过程中发现，透射波由于受到检测体内部非均匀介质的影响，很难精确测到其具体值；而反射波可以在其反向传播到锚杆杆顶时，由安装在锚杆杆顶处相应的应力波传感器(如：加速度计或速度计等仪器设备)实时测得。由于传感器所测得的反射波数据信息中携带着岩土锚固体内部锚杆相关信息，因此对反射波内所包含的数据信息进行分析运算，就可以获得直接反应锚杆锚固质量水平的数据结果(如：锚长、锚固灌浆饱和度、锚固体腐蚀程度、以及锚固锚杆预应力等)，从而可以判断被锚固岩土土体的综合安全性能质量水平。

3岩土锚固锚杆应力波无损检测流程

在进行岩土锚杆锚固质量分析前，先搜集完围岩土地地质质资料后，标定瞬态外力激振所产生的应力波速度大小，然后利用相应数据采集装置动态检测反射波的数据信息，并分别经过拉拔抽检试验、时域波形分析、波频频谱分析、以及时频频谱分析等过程，从而获得岩土锚杆长度、锚固质量水平等结果。在岩土锚杆锚固质量检测数据中，如果频谱分析分析数据中应力波峰值的频率间隔量(即通常所说的频差△f)存在大小不等、变化区间较大等现象时，可以判断锚固体中砂浆的强度较高、握裹力较大；反之，当频差大小基本保持一致，且呈现等间距分布状态时，可以判断砂浆强度较小、握裹力较小。在进行时频谱分析时，其中高频值区域如果出现次数非常多，则可以推断高频区频率值较高，对应锚固体锚固质量就会越差；反之，时频谱分析时仅首波周期内出现高频值时，可以认定该锚固质量水平较高。同时在检测过程中，可以将动态测量获得数据的时频谱分析与时域波形分析相结合，从而确定锚杆的准确长度，从而把检测误差控制在岩土锚固质量检测规范允许范围以内。

拉拔试验范文篇5

山西省万家寨引黄入晋工程位于山西省西北部，由总干线、北干线、南干线三部分组成，经黄河万家寨水利枢纽取水，建成后向太原、大同、平朔三地供水，年引水量为12亿M3。总干6#—7#—8#引水隧洞采用全断面、双护盾TBM掘进机施工，预制混凝土管片式衬砌，衬砌由4片混凝土管片组成。由于6#—7#—8#引水隧洞部分经过红粘土、黄土地段，所以须对此不良地段进行灌浆和锚杆支护处理。

2.加固段工程地质条件：

2.16#隧洞

桩号9+208—9+648段，隧洞围岩为第三系上新统N2红粘土及亚粘土，含有少量钙质结核和灰岩砾石或碎块。开挖期间无地下水活动，围岩有一定自稳能力，隧洞上覆土层厚50—150米，主要为Q3黄土状亚砂土圾少量Q2亚粘土夹层。

桩号10+006—10+388段，隧洞围岩为第三系上新统N2红粘土偶含灰岩及砂岩碎块，开挖期间桩号10+059—10+224段有地下水渗出，围岩稳定性差。其余无水洞段稳定性好隧洞上覆土层厚15—65米，最厚处近90米，主要为Q3黄土状亚砂土及少量Q2亚粘土夹层。

2.27#隧洞

桩号11+065—11+203段，隧洞围岩为第三系上新统N2红粘土及亚粘土含有少量钙质结核及灰岩砾石或碎石。开挖期间岩土渐变段有地下水渗出，围岩稳定性差。隧洞上覆土层厚25—95米，主要为Q3黄土状亚砂土及Q2亚粘土夹层。

经勘察及施工期间取样试验成果表明：N2红粘土粘粒含量因为种种原因较高（20%—40%），有效蒙脱石含量达10%—15%，具有弱—微膨胀性。若隧洞运行期内水外渗，将极大地恶化其工程性质。

3.对N2土洞段锚杆加固的目的

通过对压力注浆和系统锚杆挤压粘结的作用，加固洞周以外一定范围内的土体，提高其自身弹性抗力及改善防渗体并形成一定的连续承载圈。同时，锚杆体作为支撑和拉杆与隧洞衬砌的四块管片镶嵌的机动结构可有机地结合，形成共同工作体。

4.压力注浆锚杆设计、施工工艺

施工工艺流程；钻孔→锚杆埋设（注浆及排气管）→注浆→闭浆→养护→拉拔试验。

4.1钻孔

钻孔采用SGZ—ⅢA型地质钻机，钻孔孔深3.3米,其中外部锚固长3米,孔径为Ф75,孔底扩孔为0.3米,扩孔孔径为Ф100.钻头视不同情况采用金刚石钻头、硬质合金钻头、麻花钻头等。钻孔要求保证长度、方向、倾斜度。扩孔采用偏铣钻进行扩孔。为加快进度，节约钻头，当全孔为红色粘土的孔段，钻机破孔后，用焊接的掏铲进行人工掏孔，人机共用，加快了施工进度，提高了工作效率。

钻机安放在钢管焊制的台车上，从洞口开始逐环沿顶拱和侧拱原管片灌浆孔进行钻孔，每钻孔一环，移动台车进行下一环钻孔。

4.2锚杆的制作和安装

锚杆杆体材料采用20锰硅钢筋,锚杆直径为18mm,锚杆杆体3.3米,锚杆的外露段要有丝扣,或焊接带有丝扣的接长拉杆(焊口强度要大于杆体的抗拉强度).钢筋加工前应进行调直、除油、除锈、去污等处理，沿杆体轴线方向每隔1米设置一个对中支架，排气管和进浆管与杆体结合要牢固。

锚杆安装采用先安锚杆后注浆的程序，将一根与锚杆长度相同的Ф18铁管和锚杆焊接在一起，下到孔底，底部铁管距孔底不大于0.5米,然后在孔口安装一根1米长的Ф18铁管,孔口0.5米长的孔内用高标号水泥砂浆封堵,孔口封堵砂浆待凝3天后进行锚杆注浆.对于仰角孔,短管为进浆管,长管为排气管;对于下倾孔和底板,进浆管和排气管好相反。

锚杆安装前，检查注浆器具的工作性能，在注浆前用水或稀水泥浆润滑管道，并将钻孔吹净。

4.4注浆

注浆水泥厂为普硅425号水泥，砂子用质地坚硬的天然砂，注浆用水为拌制混凝土用水，外加剂用XPM高效减水剂。注浆压力一序孔为1.5Mpa二序孔为2Mpa。施工时视现场具体情况及洞壁变形观测结果进行调整。浆液配比为：水：灰：砂=0.5:1:1,外加剂为水泥重量的5%。

注浆顺序：①压力注浆均按环间分序，环内加密的原则进行。②压力注浆采用单孔或左右成对称上升注浆的方法，同一环上的注浆孔进行并联灌浆，孔数为2个。压力注浆采用全孔一次纯压完成。

4.4闭浆

排气孔出浆后封闭,当吸浆小于0.4L/分时续灌10分钟。

1、压力注浆锚杆施工质量控制要点

（1）检测原材料

对水泥、砂子、外加剂，钢筋抗拉强度、锚杆体部件性能等进行检测、试验，其中水泥、外加剂，钢筋必须有出场合格证。

（2）检查中间产品（全套锚杆）

锚杆直径为18mm,锚杆杆体3.3米,锚杆的外露段要有丝扣,或焊接带有丝扣的接长拉杆(焊口强度要大于杆体的抗拉强度).排气管和进浆管与杆体结合要牢固。垫板（20cm×20cm×1cm）和螺帽齐备。制成的锚杆在放置和运输过程中不得有明显变形。

（3）检查钻孔

孔径75—80mm,孔底扩孔（φ100长30cm）孔位（顶拱和侧拱原管片灌浆孔）孔向为径向，排距1.6m,孔深为3.3m,钻孔成好,孔壁光滑,孔眼直,钻孔终点偏差不应大于1.5cm,钻孔终点偏差不大于25cm，实际孔位要有记录。

（4）注浆设备

首先重点检查压力表。每两班次校正一次，不合格的禁用。其次是要求注浆管路畅通，使用前作耐压试验。

（5）检查浆液和砂浆

检查配合比，采用比重计检验浆液比重，检查水、水泥、砂、外加剂重量比是否符合设计要求，砂浆强度能否达到C20。

(6)检查锚杆安装和注浆

吹孔后安插锚杆，砂浆封孔0.5米深(保证注浆时不使浆液鼓出)3天后开始注浆,排间分序,排内加密。

（7）闭浆标准

排气孔出浆后封闭,当吸浆小于0.4L/分时续灌10分钟。

（8）锚杆端头处理

待注浆强度达到手70%后，切割凿除注浆管和排气管到管片内侧5cm处，用高标号水泥砂浆将孔口抹平，锚杆外露部分用防腐漆涂上。

（9）检查安全监测

周边收敛监测：5米一个测量断面，3个测点，施工期每天测量两次（采用收剑计）用水平仪测量顶拱不沉，每20米设3个测点。施工期每天测两次。

（10）拉拔试验（28天龄期0）每300根锚杆取6根作拉拔试验，3.3米长锚杆拉拔力要求达到7吨.

拉拔试验范文篇6

关键词：异型铜材；模具；设计；优化

在传统管类型材的加工过程中，有通用的流程。一般使用的流程是挤压→轧头→酸洗→一次拉拔出半成品→退火→酸洗→二次拉拔出成品。此种生产方法生产出的产品表面质量好、抗拉强度强、晶粒细化、尺寸无偏差。但是在异型管类的加工过程中，如果采用传统方法就会有问题产生。[1]

1异型铜材的生产加工现状

以某公司生产的异型铜材生产加工过程为例，了解异型铜材的生产加工现状。该公司生产的“D”型管材为异型铜管材。顾名思义，因其横截面与英文字母大写的“D”相似，该管材被称为D型管材。正常的“D”型铜管材结构如图1所示。其机械性能要求十分严格，抗拉强度在300~340N/mm2之间，布氏强度在81.6~107.1单位之间，导电率在97%IACS以上。所以生产难度特别大，产品底面与弧面厚度不一致（即偏壁问题）非常容易出现在生产过程中。经过研究得出，出现偏壁问题的原因主要有两种：①在开坯阶段，使用1800T卧式带水封油压机，成形过程中，受力不均导致成品不达标。金属的流动性未达预期也是失败原因之一。这些都属于工具、设备状况所带来的问题。②在拉拔成品阶段，使用30T拉拔机，模具、设备状况未达设计要求导致偏壁问题产生。

2异型铜管生产过程出现的问题

2.1“D”型铜管热挤压生产阶段出现的问题

“D”型铜管在其热挤压生产阶段会有问题产生，如产品偏壁、模具开裂、产品扭拧等。下面分别进行分析，阐述其形成原因。异型铜材的热挤压原理如图2所示，各组成部分分别是1：挤压轴、2：挤压垫、3：挤压筒、4：穿孔针、5：铸锭、6：挤压模、7：挤压管材。2.1.1“D”型铜管的偏壁及扭拧问题“D”型铜管底面的厚度本应与弧面厚度相等，但是如果两者不等，则为产品的偏壁问题。偏壁问题如图3所示。“D”型铜管应所有角度一致，但如果发生不同角度的扭曲幸亏，那么就是扭拧问题。发生这些情况，铜管就宣告报废，无法使用了。发生偏壁、扭拧主要原因如下：①热挤压模具的工作带设计问题。工作带如果长度不够，那么模孔和金属之间的摩擦作用会变弱，在整个热挤压过程中，金属会快速流动，容易出现金属的流动不均匀情况。流动速度不均匀会发生扭拧、偏壁等问题。②热挤压模具和热挤压用穿孔针相对位置偏移。在热挤压过程中，拉应力与压应力是穿孔针承受的，侧向力与正向力是热挤压模具承受的。这就导致了热挤压模具、穿孔针的相对位置发生改变，最终导致产品的偏壁。③本应处于同一中心线上的穿孔针、热挤压模具、挤压筒、挤压轴相对位置出现偏移。在生产过程中，工作时间的过长会导致挤压轴的活动导轨受损，从而发生上述四者不再处于同一中心线的情况，最终发生产品偏壁现象。2.1.2“D”型铜管的热挤压模具开裂问题在热挤压阶段，如果挤压应力太大，模具本身的挤压比不合理设置等因素都会导致模具的开裂，模具一旦开裂，产品必然质量不好。本文对废弃的“D”型铜管进行分析，也对热挤压模具的开裂部分进行仔细管材研究，发现热挤压模具之所以会开裂，是因为在生产过程中，因压力、摩擦力、温度等因素的影响，模具容易产生热疲劳现象，热疲劳现象使得模具变得脆弱而开裂。

2.2“D”型铜管拉拔生产阶段出现的问题

“D”型管材拉拔模具是锥模，在实际生产过程中，模具与模座的配合不好，两者发生位移，则会出现偏壁、扭拧等问题。在实际拉拔过程中，受力不均的话，多余的力会作用到“D”型管上，管与拉拔用芯头之间产生的轴向应力会导致拉拔用芯头与模具的位置发生改变，也会导致异型管材的偏壁、扭拧。

3异型铜材成形模具的优化方案

3.1“D”型铜管热挤压用模具的优化方案

有足够的稳定性、物理性能是挤压异型铜材所使用的挤压模具的基本要求。具有这些特性才能在生产工作条件下保障产品尺寸标准、品质好，而不是过早塑形变形或者开裂等。设计合理的挤压模具是异型铜管生产效率与质量的可靠保障。导致异型铜材出现问题的主要是挤压模具、穿孔针、拉拔模具等，针对这些模具进行优化势在必行。3.1.1热挤压模具不同问题的应对方案①热挤压模具开裂的应对方案。“D”型铜管在热挤压过程中，模具出现开裂现象是由于热挤压模具的设计缺乏合理性所导致的。“D”型铜管在热挤压过程中所使用的锥模是传统铜材的模具，在生产过程中，工况使得模具有热疲劳产生，最终导致模具开裂。应对模具开裂现象，本文基于传统铜材热挤压锥模基础，对“D”型铜管的热挤压模具进行改造。原理上是要对热挤压模具的挤压比进行缩减，那么实际操作中就是增大入口角的角度，增加工作带的长度。改造之后进行试验，发现模具未开裂，但是成品的质量参差不齐，这表明虽然改进了开裂问题，但其他问题仍需进一步探索解决方案。②热挤压产品偏壁的应对方案。产品偏壁问题产生原因上文已表述，那么现在就针对这些因素进行改进。将不在同一中心线的穿孔针、挤压筒、挤压轴、热挤压模具中心调整一致。此外，热挤压模具工作面和挤压筒的结合部分调整到位，不留空隙。对模具与模座的结合间隙进行细致检查，并调整到位。最后，在进行试验，发现偏壁问题并未解决。此后改变思路，从锭坯加热阶段进行研究。在生产过程中，其他条件不变，只有温度不断升高，以此来判断铜锭的加热是否会引起产品偏壁。试验过程中，先加热至860度，偏壁现象存在；后加热至880度，偏壁问题仍未解决。因此可断定，偏壁与铜锭加热温度关系不大。经排除法排除后，调整挤压筒、挤压轴断面变形、模座支撑面改变、内衬磨损、针支撑连接器、穿孔针等的松动，这些无法与偏壁关联。那么剩下的就是模具本身设计问题，使得金属不能按原计划方式进行流动。[2]原模具除定型孔外的部分都是锥模。异型管材生产过程中，金属流过定型孔时候，在接近模具表面位置有挤压死区呈一定比例形成存在。应力在受挤压时并不能释放完全，导致模具跟穿孔针之间发生相对转动，最后的产品则会发生偏壁。那么，采用定位键进行定位，则可避免模具跟穿孔针发生相对位移。有了模具与模套之间连接键的改良模具在经过测试后，结果合格，基本解决了偏壁问题。3.1.2“D”型铜管生产用穿孔针的优化方案在“D”型铜管生产过程中，其断面不对称，导致其所受的应力不均匀，在穿孔针前端部位有一种弯曲应力产生，所以“D”型铜管受力不均产生壁偏现象。且由于急冷急热，穿孔针的针头就容易出现开裂问题，本文对整体式的穿孔针进行优化改进，改进后的穿孔针由整体式变为两体式，也称组合式，如图4所示，1为针体部分，2为针头部分。穿孔针的设计改为针头与针体两个部分，其中针体设计成管状结构，在其内部可加设水冷却管用来解决穿孔针的高温需要退火的问题。针头部位是可拆卸的，针体则可以循环使用。这种组合式的穿孔针投入试验后，制成异型铜管100段，90根以上未发生偏壁现象。因此，这种改进是正确的。

3.2“D”型铜管的拉拔用模具优化方案

模座设置成浮动形式的。在实际生产过程中，可以根据当时的状况来随时进行调节，把模具与模座之间的相对位置调整成最佳状态，着力解决产品偏壁现象。这种浮动模座最大的优点是根据生产过程中产品状态随时随地调节，非常灵活，用于解决异型管材的偏壁问题大有益处。[3]

4结束语

本文以“D”型铜管的生产过程为例，对异型铜材成形模具提出优化设计方案。主要针对的是异型铜材在生产加工过程中，因拉拔模具、挤压模具等所导致的产品不合格问题。对挤压阶段的模具进行优化设计后，可更好地应对异型铜材的热挤压成形问题；对拉拔阶段的模具进行优化设计后，可更好地应对异型铜材的拉拔成形问题。通过这些改造与优化，可有效解决异型铜材成形过程中的偏差与废品，促进生产的顺利实施，对该类型产品的生产具有积极意义。

参考文献：

[1]卢祥胜，赵庆辉，张永统，陈全明.异型铜材生产工艺优化[J].模具技术，2014（01）：29-33.

[2]赵庆辉.异型铜材成形模具设计与优化[D].河南科技大学，2015.

拉拔试验范文篇7

1.1工程概况

宁车沽防潮闸位于天津市塘沽区宁车沽村西潮白河与永定新河交汇处，是潮白、北运河水系的主要控制工程之一，集防洪、挡潮、排涝和蓄淡于一体，对确保海河流域北系的防洪安全具有重要作用。工程建于1971年。

宁车沽防潮闸设计流量为3060m3/s，为II等工程，主体建筑物的级别为2级。地震设防烈度为8度。

由于防潮闸长期在海水及盐雾环境下运行和受唐山地震破坏影响，该闸存在诸多安全隐患，2000年12月对宁车沽防潮闸进行了安全鉴定，评定该水闸安全类别为三类，需进行除险加固，对部分结构进行拆除重建。

除险加固后，全闸共22孔，其中中部20孔过流，两边孔用混凝土墙封堵。每孔净宽8m，中墩厚1.1m，闸室总宽199.1m，顺水流方向总长123m。工作闸门为升卧式平板钢闸门，位于闸室中部，上下游分别设有检修闸门。闸上设有工作桥、检修桥和交通桥。

1.2工程特点

近年来，我国对许多病险水闸进行了安全鉴定和除险加固，总结积累了大量的设计和施工经验。但是，由于受到资金和工期等条件的限制，在满足水闸运用功能和结构安全的前提下，仅对水闸的部分结构进行拆除重建，宁车沽防潮闸就是一个典型的实例。

宁车沽防潮闸保留了闸底板和部分闸墩，由于闸室整体稳定的需要，闸室底板向上游加长。同时，将原闸墩部分拆除并向上游接长，原闸墩上部也有部分拆除。因此，整个闸室有以下新老混凝土的结合、连接部位：加长段新闸底板与原闸底板、原闸底板顶面与其上层新浇混凝土面、新老闸墩的立面、新老闸墩的水平面、新闸墩与老底板等，见附图。

附图：新老混凝土连接部位示意图

①新老底板连接②老底板顶面新浇砼③新闸墩与老底板连接④新老闸墩立面连接⑤新老闸墩平面连接

2设计方案

新老混凝土的连接一是解决新老混凝土结构本身的结合，使新老混凝土结合面的强度尽可能地达到新混凝土本身的结构强度，限制或减少混凝土裂缝的发生。二是通过插入新老混凝土中的钢筋来加强新老混凝土的结合，当结构承受的拉力超过混凝土本身的抗拉强度时由钢筋来承担。一般来说，钢筋强度的设计能够容易满足，而新老混凝土结合面的处理不易。

根据新老混凝土结合面所处的不同部位，宁车沽防潮闸采取以下相应的处理措施。

加长段新闸底板与原闸底板的连接：利用原闸底板已有的与原铺盖之间的连接钢筋，并在原闸底板内沿水平方向钻孔布置两排插筋，插筋间距为200mm。为保证新老闸底板在接缝处的垂直变位一致，原混凝土闸底板留有长厚均为0.3m的平台，新闸底板位于平台之上。为扩大新老混凝土结合面的面积，将原闸底板结合面的上部凿成45°斜面。

原闸底板顶面与其上层新浇混凝土面的连接：由于地基沉降，原闸底板高程平均降低了0.43m左右。为恢复闸底板高程，需在原闸底板上新浇筑混凝土。为保证新老混凝土的结合，采取以下措施：将原混凝土闸底板沿厚度方向凿除10cm，在原混凝土底板上钻孔埋植插筋，插筋间排距为1m，梅花形布置，插筋埋入原混凝土底板中的长度为0.5m，上部露出0.35m。浇筑新混凝土之前在老混凝土底板顶面铺设一层水泥砂浆。

新老闸墩的立面连接：新老闸墩的立面接缝正处于下游检修闸门槽位置，是闸墩结构强度比较薄弱的部位，容易产生竖向裂缝。设计在原闸墩立面上布置三排插筋，其中，闸墩两侧的插筋为贯穿检修门槽的结构钢筋，中间一排插筋为加强新老混凝土连接的钢筋，其长度比两侧钢筋短些。在浇筑闸墩混凝土时，应随着混凝土仓面的上升，在老闸墩结合面上涂刷（或喷射）一层水泥净浆或无机界面胶，以保证新老混凝土结合面的粘接强度。

新老闸墩的水平面连接：两个边孔闸墩需部分拆除后浇筑混凝土进行加高，原闸墩拆除高度以满足竖向新老钢筋焊接长度要求，并应使钢筋的焊接位置间隔错开。

新闸墩与老底板连接：根据闸室结构布置的需要，将原闸墩上游部分进行了拆除，而原闸墩下的底板予以保留，拆除的闸墩部分将与上游加长的闸墩段一起浇筑，形成整体。在老闸底板上根据闸墩结构强度计算布置所需的闸墩钢筋，以钻孔的方式进行植筋，钢筋的锚固长度必须满足规范要求。在浇筑混凝土之前，需对原闸底板进行凿毛、冲洗，并应在原闸底板上铺设水泥砂浆。

3锚固和粘接材料的选用及现场试验

3.1插筋锚固材料的选用及拉拔试验

在新老混凝土连接中大量使用了插筋，为保证插筋的锚固强度，除满足锚固长度外，在插筋孔中需填充锚固材料，以增加插筋与混凝土之间的粘接强度。用于灌注插筋的锚固材料选用了两种，即TK锚固剂和膨胀砂浆，分别用于水平插筋和垂直插筋。膨胀砂浆中掺入UEA型膨胀剂和早强剂，膨胀剂的掺入量为水泥重量的10%，膨胀砂浆的强度不低于C20混凝土强度等级。

采用TK锚固剂的水平插筋经现场拉拔试验检测，φ20（II级）钢筋拉拔力达106.9kN时仍完好，而II级φ20钢筋设计抗拉力为97.4kN，满足设计要求。采用膨胀砂浆的垂直插筋经现场拉拔试验检测，拉拔力也能满足设计要求。TK锚固剂为独立的筒式包装，便于注入水平钻孔中，施工迅速。膨胀砂浆相对便宜，用于竖向插筋。

3.2水平接缝水泥砂浆的选用

对于新老闸墩、新老底板、闸墩与底板等水平结合面混凝土浇筑前，老混凝土水平缝面上应铺设一层水泥砂浆，砂浆的强度等级不低于C20混凝土强度等级，厚度为20mm左右。

3.3垂直接缝粘接材料的选用

对于新老闸墩竖向结合面，为增加新老混凝土竖向缝间的粘接强度，在浇筑新混凝土之前需在老混凝土面上涂抹粘接材料。设计采用水泥净浆或无机界面胶，并通过现场大“8”字模试验确定。

水泥净浆的水灰比应较混凝土减少0.03~0.05。无机界面胶的抗压强度应大于80MPa，抗拉强度应大于5MPa。

经现场对水泥净浆和4种类型的无机界面胶的大“8”字模试验，在正拉或剪切力作用下，破坏面均未发生在新老混凝土界面胶结处，而是发生在老混凝土内部。由此可知，新老混凝土的结合控制于老混凝土的强度。因此，新老混凝土的立面结合设计采用水泥净浆。

4施工工艺与质量控制

4.1插筋的施工工艺及质量控制

放线：在水平方向或垂直方向的插筋位置应按设计图纸严格放线，做出钻孔标记。

钻孔及洗孔：用电锤钻钻孔，以确保孔壁有足够的粗糙度。孔径比插筋直径大4~8mm（根据钢筋直径确定），孔深比设计的插筋锚固长度略深。钻孔位置与设计孔位偏差不得大于15mm。灌注锚固材料前，应对钻孔用清水冲洗干净。

注浆及植筋：应从钻孔底部开始灌注锚固材料，以确保钻孔完全填充。在植入钢筋时应有一些浆液溢出，24h内不准触动插筋。同一仓面内的插筋应在混凝土开盘浇筑的前7d之前完成。

4.2新老混凝土结合面的施工工艺及质量控制

混凝土凿毛：老混凝土按设计尺寸拆除后，应凿除老混凝土的棱角和尖角，使新老结合面平顺过渡，阳角半径不小于100mm。对老混凝土质地疏松、敲击有哑声的部位，裂缝、孔洞等局部缺陷部位，应凿除至露出新鲜完整的混凝土为止。

缝面清洗：为确保施工质量，须清除老混凝土表面的疏松层、油污、灰尘等杂物，用钢丝刷刷毛后，用高压水冲洗。划出每次粘接材料涂刷（或喷射）的范围，并在待用前保持潮湿24h，在涂刷（或喷射）前混凝土表面潮湿但不积水，保持面干饱和状态。

砂浆铺设：水平接缝的水泥砂浆铺设应随着混凝土的浇筑随铺随浇，不得一次性大面积铺完。水泥砂浆厚度为20mm左右，人工摊平，不得过薄或过厚。

净浆喷涂：水泥净浆的配合比应根据试验结果严格控制，并每天至少一次对其检查。水泥净浆可采用涂刷或高压喷射的方法进行施工。涂抹或喷射水泥净浆厚度控制在3mm以上。为保证施工质量，水泥净浆涂抹施工须由专业人员操作，施工单位应设专人负责施工质量管理和控制。

混凝土浇筑：在水泥净浆初凝后，即可浇筑新混凝土。水泥净浆和新浇混凝土一起养护。

施工记录：施工期间必须有详细的施工记录，内容包括施工地点的气温，基面处理情况，表面温度，原材料品种、质量、数量，材料配合比，喷涂日期、部位、面积，质量事故，养护温度、时间，取样检验结果及其它有关事宜。

拉拔试验范文篇8

1.1工程概况

宁车沽防潮闸位于天津市塘沽区宁车沽村西潮白河与永定新河交汇处，是潮白、北运河水系的主要控制工程之一，集防洪、挡潮、排涝和蓄淡于一体，对确保海河流域北系的防洪安全具有重要作用。工程建于1971年。

宁车沽防潮闸设计流量为3060m3/s，为II等工程，主体建筑物的级别为2级。地震设防烈度为8度。

由于防潮闸长期在海水及盐雾环境下运行和受唐山地震破坏影响，该闸存在诸多安全隐患，2000年12月对宁车沽防潮闸进行了安全鉴定，评定该水闸安全类别为三类，需进行除险加固，对部分结构进行拆除重建。

除险加固后，全闸共22孔，其中中部20孔过流，两边孔用混凝土墙封堵。每孔净宽8m，中墩厚1.1m，闸室总宽199.1m，顺水流方向总长123m。工作闸门为升卧式平板钢闸门，位于闸室中部，上下游分别设有检修闸门。闸上设有工作桥、检修桥和交通桥。

1.2工程特点

近年来，我国对许多病险水闸进行了安全鉴定和除险加固，总结积累了大量的设计和施工经验。但是，由于受到资金和工期等条件的限制，在满足水闸运用功能和结构安全的前提下，仅对水闸的部分结构进行拆除重建，宁车沽防潮闸就是一个典型的实例。

宁车沽防潮闸保留了闸底板和部分闸墩，由于闸室整体稳定的需要，闸室底板向上游加长。同时，将原闸墩部分拆除并向上游接长，原闸墩上部也有部分拆除。因此，整个闸室有以下新老混凝土的结合、连接部位：加长段新闸底板与原闸底板、原闸底板顶面与其上层新浇混凝土面、新老闸墩的立面、新老闸墩的水平面、新闸墩与老底板等，见附图。

附图：新老混凝土连接部位示意图

①新老底板连接②老底板顶面新浇砼③新闸墩与老底板连接④新老闸墩立面连接⑤新老闸墩平面连接

2设计方案

新老混凝土的连接一是解决新老混凝土结构本身的结合，使新老混凝土结合面的强度尽可能地达到新混凝土本身的结构强度，限制或减少混凝土裂缝的发生。二是通过插入新老混凝土中的钢筋来加强新老混凝土的结合，当结构承受的拉力超过混凝土本身的抗拉强度时由钢筋来承担。一般来说，钢筋强度的设计能够容易满足，而新老混凝土结合面的处理不易。

根据新老混凝土结合面所处的不同部位，宁车沽防潮闸采取以下相应的处理措施。

加长段新闸底板与原闸底板的连接：利用原闸底板已有的与原铺盖之间的连接钢筋，并在原闸底板内沿水平方向钻孔布置两排插筋，插筋间距为200mm。为保证新老闸底板在接缝处的垂直变位一致，原混凝土闸底板留有长厚均为0.3m的平台，新闸底板位于平台之上。为扩大新老混凝土结合面的面积，将原闸底板结合面的上部凿成45°斜面。

原闸底板顶面与其上层新浇混凝土面的连接：由于地基沉降，原闸底板高程平均降低了0.43m左右。为恢复闸底板高程，需在原闸底板上新浇筑混凝土。为保证新老混凝土的结合，采取以下措施：将原混凝土闸底板沿厚度方向凿除10cm，在原混凝土底板上钻孔埋植插筋，插筋间排距为1m，梅花形布置，插筋埋入原混凝土底板中的长度为0.5m，上部露出0.35m。浇筑新混凝土之前在老混凝土底板顶面铺设一层水泥砂浆。

新老闸墩的立面连接：新老闸墩的立面接缝正处于下游检修闸门槽位置，是闸墩结构强度比较薄弱的部位，容易产生竖向裂缝。设计在原闸墩立面上布置三排插筋，其中，闸墩两侧的插筋为贯穿检修门槽的结构钢筋，中间一排插筋为加强新老混凝土连接的钢筋，其长度比两侧钢筋短些。在浇筑闸墩混凝土时，应随着混凝土仓面的上升，在老闸墩结合面上涂刷（或喷射）一层水泥净浆或无机界面胶，以保证新老混凝土结合面的粘接强度。

新老闸墩的水平面连接：两个边孔闸墩需部分拆除后浇筑混凝土进行加高，原闸墩拆除高度以满足竖向新老钢筋焊接长度要求，并应使钢筋的焊接位置间隔错开。

新闸墩与老底板连接：根据闸室结构布置的需要，将原闸墩上游部分进行了拆除，而原闸墩下的底板予以保留，拆除的闸墩部分将与上游加长的闸墩段一起浇筑，形成整体。在老闸底板上根据闸墩结构强度计算布置所需的闸墩钢筋，以钻孔的方式进行植筋，钢筋的锚固长度必须满足规范要求。在浇筑混凝土之前，需对原闸底板进行凿毛、冲洗，并应在原闸底板上铺设水泥砂浆。

3锚固和粘接材料的选用及现场试验

3.1插筋锚固材料的选用及拉拔试验

在新老混凝土连接中大量使用了插筋，为保证插筋的锚固强度，除满足锚固长度外，在插筋孔中需填充锚固材料，以增加插筋与混凝土之间的粘接强度。用于灌注插筋的锚固材料选用了两种，即TK锚固剂和膨胀砂浆，分别用于水平插筋和垂直插筋。膨胀砂浆中掺入UEA型膨胀剂和早强剂，膨胀剂的掺入量为水泥重量的10%，膨胀砂浆的强度不低于C20混凝土强度等级。

采用TK锚固剂的水平插筋经现场拉拔试验检测，φ20（II级）钢筋拉拔力达106.9kN时仍完好，而II级φ20钢筋设计抗拉力为97.4kN，满足设计要求。采用膨胀砂浆的垂直插筋经现场拉拔试验检测，拉拔力也能满足设计要求。TK锚固剂为独立的筒式包装，便于注入水平钻孔中，施工迅速。膨胀砂浆相对便宜，用于竖向插筋。

3.2水平接缝水泥砂浆的选用

对于新老闸墩、新老底板、闸墩与底板等水平结合面混凝土浇筑前，老混凝土水平缝面上应铺设一层水泥砂浆，砂浆的强度等级不低于C20混凝土强度等级，厚度为20mm左右。

3.3垂直接缝粘接材料的选用

对于新老闸墩竖向结合面，为增加新老混凝土竖向缝间的粘接强度，在浇筑新混凝土之前需在老混凝土面上涂抹粘接材料。设计采用水泥净浆或无机界面胶，并通过现场大“8”字模试验确定。

水泥净浆的水灰比应较混凝土减少0.03~0.05。无机界面胶的抗压强度应大于80MPa，抗拉强度应大于5MPa。

经现场对水泥净浆和4种类型的无机界面胶的大“8”字模试验，在正拉或剪切力作用下，破坏面均未发生在新老混凝土界面胶结处，而是发生在老混凝土内部。由此可知，新老混凝土的结合控制于老混凝土的强度。因此，新老混凝土的立面结合设计采用水泥净浆。

4施工工艺与质量控制

4.1插筋的施工工艺及质量控制

放线：在水平方向或垂直方向的插筋位置应按设计图纸严格放线，做出钻孔标记。

钻孔及洗孔：用电锤钻钻孔，以确保孔壁有足够的粗糙度。孔径比插筋直径大4~8mm（根据钢筋直径确定），孔深比设计的插筋锚固长度略深。钻孔位置与设计孔位偏差不得大于15mm。灌注锚固材料前，应对钻孔用清水冲洗干净。

注浆及植筋：应从钻孔底部开始灌注锚固材料，以确保钻孔完全填充。在植入钢筋时应有一些浆液溢出，24h内不准触动插筋。同一仓面内的插筋应在混凝土开盘浇筑的前7d之前完成。

4.2新老混凝土结合面的施工工艺及质量控制

混凝土凿毛：老混凝土按设计尺寸拆除后，应凿除老混凝土的棱角和尖角，使新老结合面平顺过渡，阳角半径不小于100mm。对老混凝土质地疏松、敲击有哑声的部位，裂缝、孔洞等局部缺陷部位，应凿除至露出新鲜完整的混凝土为止。

缝面清洗：为确保施工质量，须清除老混凝土表面的疏松层、油污、灰尘等杂物，用钢丝刷刷毛后，用高压水冲洗。划出每次粘接材料涂刷（或喷射）的范围，并在待用前保持潮湿24h，在涂刷（或喷射）前混凝土表面潮湿但不积水，保持面干饱和状态。

砂浆铺设：水平接缝的水泥砂浆铺设应随着混凝土的浇筑随铺随浇，不得一次性大面积铺完。水泥砂浆厚度为20mm左右，人工摊平，不得过薄或过厚。

净浆喷涂：水泥净浆的配合比应根据试验结果严格控制，并每天至少一次对其检查。水泥净浆可采用涂刷或高压喷射的方法进行施工。涂抹或喷射水泥净浆厚度控制在3mm以上。为保证施工质量，水泥净浆涂抹施工须由专业人员操作，施工单位应设专人负责施工质量管理和控制。

混凝土浇筑：在水泥净浆初凝后，即可浇筑新混凝土。水泥净浆和新浇混凝土一起养护。

施工记录：施工期间必须有详细的施工记录，内容包括施工地点的气温，基面处理情况，表面温度，原材料品种、质量、数量，材料配合比，喷涂日期、部位、面积，质量事故，养护温度、时间，取样检验结果及其它有关事宜。

拉拔试验范文篇9

关键词：双曲拱桥；加固改造；有限元；施工工艺；增大截面法

20世纪60、70年代，我国修建了大量的双曲拱桥，距今已经服役近50年。当时设计荷载标准较低，已不适应交通量日益增长的需要，全部重建的思想既不现实，也不科学。实践证明，采用适当的加固改造措施，不仅可以恢复和提高旧桥的承载能力和通行能力，还能延长桥梁的使用寿命。因此有必要对双曲拱桥的加固改造技术进行深入研究。

一、工程概况

位于江西省上饶市万年县的珠山桥，是一座建于上世纪70年代的4×20m上承空腹式钢筋混凝土双曲拱桥，桥宽12.5m。主拱圈每跨由9片拱肋，8道拱波，7道横向联系组成。由于通车时间近40年，原施工图设计文件和竣工图文件均已丢失。且桥位所在地人口集中，交通量大。原珠山桥桥面系、拱圈等均出现不同程度的混凝土剥落，钢筋外露等严重病害，当地政府已采取交通管制措施。

二、桥梁病害情况

江西省万水生态资源开发有限公司于2019年5月委托湖南致力工程科技有限公司对珠山桥进行了桥梁检测工作，并形成检测报告。按《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/TH21－2011）“总体技术状况评定”的规定，珠山桥技术状况评分为55.31分，评定为4类桥梁，其中上部结构技术状况等级为5类，下部结构技术状况等级为2类，桥面系为4类，桥梁主要构件有大的缺损，严重影响桥梁使用功能；或影响承载能力，不能保证正常使用，需对原珠山桥进行加固改造。

三、病害原因分析

主拱拱肋、拱圈、拱波、横向联系梁及腹拱存在混凝土剥落、钢筋外露锈蚀、拱肋析白、结晶、拱肋水侵害、及杂草滋生等病害。（1）钢筋保护层厚度不足，经过长期使用后，混凝土产生风化和剥落，混凝土剥落后产生钢筋锈蚀；（2）部分小型船只经过桥下时，撞击边拱肋，造成混凝土剥落；（3）主拱拱波端部嵌固不牢靠，端部转角太大，使得拱波跨中位置弯矩大于设计值，从而导致下缘开裂；（4）腹拱构造不合理，腹拱拱肋截面高度不够；（5）施工质量较差，拱肋上的现浇层、拱波难以形成整体共同受力。根据以往双曲拱桥加固经验，很多危、旧桥桥面系拆除后发现，拱波仅搁置在拱肋上，拱上现浇层与拱肋剥离，拱上建筑难以形成整体受力，本桥建成时间较早，当时的施工技术水平与如今相差较大，可以推定本桥的拱上建筑也难以整体受力。

四、病害整治措施

原珠山桥上部结构技术状况达到了5类。需将拱上建筑全部拆除，对拱圈的加固方案及拱上结构的改造方案有较高要求。要求加固改造后的珠山桥满足承载能力要求，且桥梁外观与周围环境相匹配。增大截面法是在主拱肋截面上下缘现浇钢筋混凝土来加大结构的截面，同时采用喷射混凝土对拱波进行加厚，从而达到提高结构承载力和刚度的效果。为加强拱肋间的横向作用，提高拱肋的整体受力效果，对于原横系梁四周各外包10cm的钢筋混凝土，以提高主拱圈的横向刚度。1．采用有限元软件模拟增大截面后结构的受力利用通用有限元软件MIDASCIVIL2019，在原有限元模型的基础上，建立加固后的有限元模型。在使用材料与截面特性中添加compositesection中的命令，将新增部分混凝土强度等级设置为C40。经过分析计算，在主拱肋截面上下缘现浇钢筋混凝土加大结构的截面后，拱圈处于受压状态，承载能力、位移及应力均满足规范要求。2．采用植筋胶作为植筋用的粘结材料钢筋拉拔试验一般植筋72h后，可采用拉力计（千斤顶）对所植钢筋进行拉拔试验加载方式见图4。为减少千斤顶对锚筋附近混凝土的约束，下用槽钢或支架架空，支点距离≥max（3d，60mm）。然后匀速加载2~3min（或采用分级加载），直至破坏。破坏模式分为钢筋破坏（钢筋拉断）、胶筋截面破坏（钢筋沿结构胶、钢筋界面拔出）、混合破坏（上部混凝土锥体破坏，下部沿结构胶、混凝土界面拔出）3种，结构构件植筋，破坏模式宜控制为钢筋拉断。试验证明，采用植筋胶作为植筋用的粘结材料满足结构受力要求。3．采用喷射混凝土增加拱波截面采用模筑混凝土加大拱肋截面后在拱波处绑扎钢筋，钢筋绑扎完成后采用喷射混凝土对拱波进行加厚，并保证与拱肋的紧密粘连。由于拱波直径较小，在进行混凝土喷射操作时，严格控制好喷射的厚度，应保证厚度的均匀性。喷射混凝土厚度是反映其工程质量的重要指标之一，现场采用针探法对喷混厚度进行自检。经针探法检测拱波喷射混凝土厚度均在100mm左右，满足设计值要求。4．采用环氧砂浆补强混凝土剥落病害采用与拱肋等强度的环氧砂浆进行填补，具体实施如下：环氧砂浆混凝土剥落处砂浆补强均按上述步骤进行施工，均满足设计要求。

五、结语

本桥已经加固改造完成，并顺利通车，得出结论如下：（1）在主拱肋截面上下缘现浇钢筋混凝土加大结构的截面后，拱圈处于受压状态，承载能力、位移及应力均满足规范要求。（2）通过抗拔试验、针探法和现场观察，现场施工质量均满足设计要求，且桥梁外型美观，与周围环境相呼应。本桥的加固改造方案设计可为同类工程提供借鉴。

参考文献

[1]公路桥涵设计通用规范：JTGD60-2015[S].北京：人民交通出版社，2015.

[2]公路桥涵设计通用规范：JTJ021-89[S].北京：人民交通出版社，1989.

[3]公路工程技术标准：JTGB01-2014[S].北京：人民交通出版社，2014.

[4]公路工程技术标准：JTJ001-97[S].北京：人民交通出版社，1997.

[5]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范：JTG3362-2018[S].北京：人民交通出版社，2018.

[6]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范：JTJ021-89[S].北京：人民交通出版社，2018.

[7]公路工程桥涵地基与基础设计规范：JTGD63-2007[S].北京：人民交通出版社，2007.

[8]公路工程桥涵地基与基础设计规范：JTJ024-85[S].北京：人民交通出版社，1985.

[9]公路桥涵养护技术规范：JTGH11-2004[S].北京：人民交通出版社，2004.

拉拔试验范文篇10

［关键词］土木工程施工；边坡支护；技术

1土木工程中边坡支护技术的主要类型

1.1复合土钉支护技术。边坡支护技术中复合土钉支护就是其技术的一种形式，此技术工期时间短，支护效果高，在达到施工要求的基础之上，能有效减少施工花费成本，其是具有经济和实用性为一体的支护技术。这些技术的优点是，面对超高难度的施工位置可以进行有针对性的支护施工，按照地质情况存在的差异，选取技术组合不同的方式，对支护起到保护效果，对施工项目的安全和坚固性进行有效提升。具体施工的时候，把土钉当成支护点是复合土钉支护技术完成的关键，给边坡壁提供支撑力是由沿土钉完成的，对土体起到稳固作用，此技术的稳定性比较好，通常多使用在深基坑边坡的支护工程之中。1.2锚杆支护技术。挡土墙和土层锚杆两者是锚杆支护技术的主要构成部分，主要是借助锚杆把土墙和土层进行相互连接，保证锚杆能获取额外作用的力量，对边坡进行固定，加强边坡的实际承载力。在进行施工时，支护体系的各类相关参数会因为挡土墙、压力或者锚杆的内力而进行不断的完善、调整。在滑坡区的边皮附近多使用锚杆支护技术，当基坑高度大于六米的边皮时，不能使用这项技术进行施工，其原因是锚杆的实际支护力不能使用实际施工的要求，会造成塌方、坍塌现象的发生。1.3悬臂式支护技术。结构简单、施工便捷是悬臂式支护技术的主要特点，这项技术对土质和开挖深度的要求是比较严格的。进而，对这项技术在进行使用时，要选取土质程度好、开挖深度适中的施工项目。因此施工项目技术使用在使用悬臂式支护技术前期，需要根据项目的土质、土壤、地形结构进行全方位无死角的勘察，结合施工状况对开挖深度进行计算，对悬臂式支护技术能否正常运行进行考察，得出结论。在对悬臂式支护技术应用时，技术人员需要对结构的宽、高度进行控制，降低安全事故的发生频率，按照实际进行施工的情况对结构进行优化设计，进而有效提升对边坡的稳定和坚固性。

2边坡支护技术的应用分析

2.1设计环节。想要保证边坡支护技术使用效果，施工范围需要在前期设计时对边坡支护技术使用前对施工场地进行实地勘探。想要确保施工安全、效益、质量，第一，施工企业需要制定符合施工状况的方案，对方案进行审核后，执行监督工作，确保参照相关施工标准顺序由施工人员进行施工；第二，边坡支护施工前期，需要在施工范围区域做好编号标注工作，按照施工方案对打孔位置进行确定，确定无误后对打孔位置进行标注；第三，组织支护工作的拉拔试验，对钉在土层里面的深度进行确认。通常情况，施工单位不进行喇叭试验，执行拉拔试验是由第三方完成的；第四，施工单位对注浆的比例以及配方进行设计是参照土钉支护的实际深度、牢固程度信息的，对注浆的总量进行明确，使用特定的注浆方式对这一项工作进行完成。2.2挖掘基坑。边坡支护工作的主要内容包括基坑挖掘，对基坑进行挖掘会对土层的实际结构的相对稳定性造成影响，而影响基坑挖掘工作的是施工区域的实际地质状况、当土层结构受到破坏，进行基坑挖掘途中会造成土体发生大面积位置移动或者坍塌情况的发生，鉴于这种情况，在实际基坑挖掘过程中对施工操作的规范性有着较高的要求，施工建设单位根据预先设定的计划分片区进行挖掘作业，保证上一区的基坑完全稳固后才能对下一区进行挖掘工作，进行挖掘施工时，建筑施工范围要在完成相关的挖掘作业之后对支撑建设进行不断巩固落实，实现土层达到稳固性的目的。值得注意的是，距离基坑和边坡支护达到八米的时候，需要对其进行分片区、分时段进行作业，一步一步完成基坑挖掘工作。2.3地质情况监测。对施工地域地质状况进行实际监测，得出是否具有安全隐患，这就是地质情况进行监测的主要内容，进而给边坡支护施工提供安全稳固的保障。比如：实时对土层的实际稳定性进行控制的时候，借助土质情况监测对土层中发现的不稳定不合理现象进行告知，暂停后续施工。边坡支护施工的基础保障是地质情况监测工作，这些工作可以降低施工时造成的地质风险施工发生的频率，特别是进行挖掘基坑过程中，特别需要重视地质情况的检测。专业监测人员对自身工作应该做到尽职尽责，按照制定的相关制度当出现问题时及时给上级部门进行反馈汇报土质结构的实际状况。以此同时，监测工作人员需要重视土层结构，从其土层角度给施工的后续展开提供数据和参考建议，能有益于施工团队发现问题。及时修改方案或技术。不但可以确保施工时施工整体安全得到有效保证，也能有助于施工进度得到明显提升。2.4边坡支护施工的质量把关。土木工程施工时，要保证边坡支护技术的施工建设质量。这是由于边坡支护技术的质量能对土木工程的稳定性造成影响。因此专业技术人员需要对支护设施进行定期保养检查，在天气恶劣的情况下尤其需要仔细检查。在完成支护施工后，也要保留针对性的检测。此外，施工人员对检查记录的数据作为参考，对支护结构的安全方案进行制定。2.5边坡支护施工的安全管理。土木工程施工时，原则性的问题是安全问题，施工人员需要重视安全规章制度，强化安全意识。建筑安全监管范围需要严格执行规章制度，对存在问题及时改正，对存在安全隐患进行及时消除，减少产生安全风险的问题。

3结论

随之经济社会的发展，城市化规模也在随之扩大，进而对土木工程的要求也越来越高，因此，土木工程在建设时面临的问题也逐渐变多。然而土木工程施工时的边坡支护技术就能有效化解施工中的相关问题，因此企业设计人员需要对此技术进行深入研究，对研究发现进行检查和评测相关实施效果，确保在土木工程里有效使用边坡支护技术，为土木工程在未来发展中奠定良好的基础。

参考文献