桥梁水平转体平衡称重试验测试原理及方法

由于桥梁水平转体施工的误差极易造成转体墩两侧梁体重量不平衡,对转体球铰产生不平衡力矩,使桥梁在转体过程中可能发生倾覆,故转体前应对梁体进行平衡称重试验。从理论上对球铰结构的不同受力阶段进行力学分析,推导出桥梁转体球铰平衡受力原理,结合工程实例,开展了平衡称重试验测试方法研究。实践证明,以上方法测试精度较高,成本较低,可以保证桥梁转体过程的平稳性和安全性。     

桥梁水平转体平衡称重试验测试原理及方法

由于桥梁水平转体施工的误差极易造成转体墩两侧梁体重量不平衡,对转体球铰产生不平衡力矩,使桥梁在转体过程中可能发生倾覆,故转体前应对梁体进行平衡称重试验。从理论上对球铰结构的不同受力阶段进行力学分析,推导出桥梁转体球铰平衡受力原理,结合工程实例,开展了平衡称重试验测试方法研究。实践证明,以上方法测试精度较高,成本较低,可以保证桥梁转体过程的平稳性和安全性。     

大跨度连续梁转体施工平衡称重分析

青连铁路工程牟家村跨同三高速公路特大桥,上跨兖日铁路,采用了转体的施工方法,在桥梁转体之前对转动体进行了称重试验以保证桥梁安全顺利转动。采用了平衡称重的试验方法,对测试结果进行了分析,提出了对转体梁的平衡配重方案,为正式转体牵引力大小的确定提供了基本参数。转体过程表明,桥梁的配重合适,桥梁转体过程进展顺利。     

平转桥梁转动体系受力分析

转动体系在转体施工过程中受力集中且往往存在偏心现象,其受力安全性直接攸关转体施工的成败,分析转动体系受力状态对确保桥梁转体施工具有重要意义。在明确桥梁转体工程转动体系常见受力状态的基础上,以实际工程为背景建立转动体系局部仿真模型,对上转盘、下转盘、球铰及球铰加劲肋进行详细的受力分析。结果表明:无偏心状态球铰接触应力由内向外先增大后减小,最大接触应力出现在球铰边缘附近;各部分Von Mises应力及下转盘竖向正应力随偏心程度的加剧呈一侧增大一侧减小;下转盘偏心方向两侧的混凝土竖向正应力差值随偏心程度的增大而增大,工程上可据此估计不平衡力矩。     

基于球铰应力差法的T构转体桥不平衡力矩预估

为对T形刚构转体桥转体前的平衡配重提供依据,对该类桥梁转体时的不平衡力矩预估方法进行研究。根据偏心受压构件应力分布规律,推导出该类桥梁基于球铰下应力差的不平衡力矩理论计算公式,进而运用通用有限元软件建立球铰细部分析模型,对不平衡力矩的数值进行预估,并结合称重试验实测数据,对比分析预估方法的可行性和预估数值的工程精度。通过工程实例分析表明:基于应力差法预估T形刚构桥转体时的不平衡力矩,方法简便可行,且预估数值具有足够的工程精度,可根据预估结果对该类桥梁转体进行平衡配重。     

桥梁转体施工中球铰静摩擦系数计算方法

为得到桥梁转体施工中球铰静摩擦系数的准确值,对其计算方法进行研究。根据球铰法不平衡称重试验测试球铰摩阻力矩,对桥梁转体施工的不平衡称重进行数学分析,建立新的球铰摩阻力矩计算数学模型,推导了球铰摩阻力矩和静摩擦系数计算公式。采用常规公式和新公式对2个工程实例称重试验过程中的静摩擦系数进行了计算,并与实测值进行比较,对比结果表明,在称重试验过程中,按照常规公式计算的静摩擦系数与实际牵引力反推计算的静摩擦系数存在较大的偏差,按新公式计算的静摩擦系数与实际牵引力反推计算的静摩擦系数吻合较好,验证了新公式的准确性。对桥梁转体施工中球铰静摩擦系数设计取值提出了合理化建议。     

昆楚高速大德大桥转体施工称重与不平衡配重研究

转体施工最重要的步骤是施工前的称重与不平衡配重。以大德大桥上跨成昆铁路桥工程为背景,了解大德大桥在拆除支架后的受力形式,确定它的摩阻系数及偏心距,根据不平衡力矩和摩阻力确定桥梁的称重设备,确定称重千斤顶和百分表的位置布置,进行现场称重试验,对大德大桥进行不平衡配重。研究结果可为类似桥梁实施称重与不平衡配重试验提供技术参考。     

行对岔特大桥主拱圈施工方案构思

行对岔特大桥主桥为净跨径205 m的上承式拱桥,为采用平衡转动体系转体施工的大跨径钢筋混凝土箱形拱桥。重点介绍该主拱圈转体施工方案比选和转动体系设计的主要内容,为同类桥梁的设计提供参考。     

考虑不平衡力矩作用下的转体球铰设计方法研究

针对平转法转体桥梁转体球铰常规设计法忽略不平衡力矩造成球铰设计安全储备不足或后期转体困难等问题,提出考虑不平衡力矩作用下的转体球铰设计方法,以成都某T构转体桥为背景进行研究。采用MIDAS FEA软件建立转体球铰部分有限元模型,分析钢制球铰半径改变对结构受力的影响规律;然后推导不平衡状态下球铰应力计算公式,通过转体结构的受力关系,根据撑脚是否着地的设计目标,按结构对称与非对称,给出球铰半径的确定方法,进而确定启动力矩等其他设计参数;最后结合转体桥梁工程实例验证该方法的适用性及准确性。结果表明：考虑不平衡力矩作用下的球铰设计方法适用于当前不同转体工程实例,其适用范围更广、安全性更好;转体球铰设计时应预先考虑不平衡力矩对球铰设计的影响。     

桥梁平转施工中球铰界面的摩擦力精确计算方法及验证

转体施工是桥梁施工中的重要方法,中国已成功将该技术应用于数百座大跨桥梁的施工。大吨位转体施工中,摩擦力的计算至关重要,但现有工程实践中给出的近似计算方法与工程试验值有较大差距。因此,精确的摩擦力和摩阻力矩计算理论,是转体施工中亟待解决的问题。首先采用称重原理获得竖向摩阻力矩,然后利用接触理论求得接触面的应力分布规律,并推导出竖向摩阻力矩理论公式,进而求得摩擦因数。之后,利用获得的摩擦因数,根据接触面的应力分布规律,获得了平转过程中的水平摩阻力矩和牵引力。最后,进一步将前述方法推广到带滑块的转体装置中,获得统一的摩擦因数、摩阻力矩计算方法。将该方法和有限单元法的计算结果进行对比,两者高度吻合;和实际工程数据对比,显示所提方法的结果更加合理、准确。主要结论如下：①根据称配重方法计算摩擦因数时,现有近似计算方法获得的摩擦因数,随着球铰参数α的增加误差逐渐增大。②球铰表面接触应力呈现出中间向两边逐渐增大的分布特征,现有计算方法假设均匀的法向接触应力分布与实际应力分布差距较大。无滑块转体装置中,有限元模型计算所得水平转动摩阻力矩比现有近似方法计算的大14.3%;而该方法计算值与有限元结果误差仅为3.0%。③在带滑块转体装置中,与工程实测值相比,现有近似方法和该改进方法获得的水平转动摩阻力矩误差分别为31.4%和23.7%。由此可见,该方法进一步提高了计算准确度。     

沪昆高速北盘江大桥钢桥面板偏移病害数值模拟研究

针对G60沪昆高速(镇胜段)北盘江大桥建设项目,对大桥钢桥面偏移分别进行了支座仿真分析和全桥整体仿真分析,旨在针对桥面板支座具体病害分析其对桥面板温度变化下伸缩变形状态的影响,找出钢桥面板温度变化下伸缩变形中心偏离设计中心的原因,以便对桥面板病害进行处置和强化后期养护管理。仿真分析计算采用非线性仿真分析软件ABAQUS和桥梁专用分析软件MIDAS CIVIL为主进行,通用结构分析软件SAP2000V11.08进行建模校核计算。结果表明:支座硅脂流失、下钢板锈蚀等病害是引起桥面板温度伸缩变形中心偏离设计中心位置的重要原因。建议进行桥面板复位顶推施工前,先完成对重点病害支座的更换工作,尽量使得顶推前各桥面板支座均能满足良好滑动状态,同时建议在加固设计中,提高跨中固定支座的抗剪设计承载力等级,避免跨中固定支座的剪切破坏。     

轻型桥台自身平面内的弯曲分析与参数的合理取值

轻型桥台自身平面内的弯曲问题通常采用Winkler地基上Bernoulli-Euler梁理论来进行分析,以对称中心的弯矩和基底应力作为最大值进行验算。考虑轻型桥台的剪切变形影响,采用Winkler地基上Timoshenko梁理论进行分析,得到了最大弯矩偏离对称中心,且比对称中心弯矩大得多;以对称中心弯矩作为最大值进行设计不安全;目前桥梁工程文献所推荐的设计验算方法值得探讨等结论。分析了最大弯矩随剪切刚度和基床系数、最大弯矩位置随襟边宽度的变化规律,探讨了以桥台基础不隆起为条件的襟边宽度合理取值问题。     

双排支座方案在先简支后连续梁桥施工中的应用

该文介绍了双排支座方案在先简支后连续梁桥施工的应用。某工程原设计方案是在桥墩上设置临时支座,中间保留永久支座,永久支座暂不受力,由临时支座参与结构受力,临时支座每跨之间为简支体系,待一联全部吊装完成后,使结构连成整体的连续结构体系,再将临时支座取掉,使永久支座参与结构受力,完成结构体系的从简支到连续的转换。临时支座施工工艺繁琐,操作麻烦,且施工安全方面存在隐患。双支座法是在墩顶中心线两侧对称布置两排永久支座,直接参与结构受力,通过现浇连续段和墩顶负弯矩施工形成结构连续。双支座法并没有改变结构连续的性质,且施工较方便,施工过程中应特别注意对现浇连续段的质量的控制。     

对称悬臂拼装桥梁接缝处承载力数值模拟分析

在目前对桥梁接缝处的承载力数值模拟中,对于影响接缝处承载力的桥梁其它材料缺乏力学分析,数值模拟中的误差较大,影响结果判断。因此提出对称悬臂拼装桥梁接缝处承载力数值模拟研究。首先对于影响接缝处的性能的桥梁主体混凝土进行有限元分析确定力学性能。考虑不同接缝方法下抗剪强度不同,给出了不同接缝方法下的抗剪强度计算公式。而后根据其抗剪强度和主体材料的力学性能得出接缝处纵筋滑移形变参数,完成承载力的数值模拟。为了验证设计方法的可行性,设计实验,使用某地的对称悬臂拼装桥梁作为实验对象,测试在不同荷载下的接缝处承载情况,并采用设计方法以及文献[1]、文献[4]和文献[7]中的数值模拟方法进行模拟,实验结果显示设计方法的数值模拟结果对比其他方法更接近实际实验时的数值,证明设计方法误差较小,满足设计初衷。     

绥芬河斜拉桥转体施工温度影响分析

绥芬河斜拉桥是我国采用水平转体施工长度最长的斜拉桥,文中以绥芬河斜拉桥转体施工过程为背景,在斜拉桥转体施工前后分别进行24 h温度效应观测的基础上,首先运用最小二乘法对斜拉桥主梁和索塔温差公式中的参数及相关材料的线膨胀系数进行了识别,然后运用有限元方法对本桥转体施工前后温度效应进行了理论计算。比较理论计算结果与实测资料,分析温度效应对平面转体施工斜拉桥的影响,提出斜拉桥转体施工会因日照方位的变化引起结构的不对称偏位,相对活动转盘中心产生温度不稳定力矩,使结构整体发生倾斜。     

水平转体独塔单索面斜拉桥静载试验研究

绥芬河斜拉桥为独塔单索面、塔梁墩固结斜拉桥,采用水平转体施工,转体重量达14000 t,在国内尚属首创。介绍了绥芬河斜拉桥静载试验的主要内容和方法,通过对实测数据的分析整理,得出单个测点数值占各测点数值总值比例的方法进行各工况间比较,可以有效地减小环境因素对数值的影响;独塔单索面斜拉桥横向刚度大,偏载效应不明显;采用塔、梁、墩固结设计合理,施工质量优良,桥梁刚度和承载能力满足设计要求。研究结果可为同类型桥梁的设计和成桥试验提供参考。     

非连接式桩筏基础水平特性试验

为了给非连接式桩筏的设计与施工提供参考，针对大型桥梁工程采用的减隔震基础形式--非连接式桩筏，考虑竖向荷载、垫层厚度等因素的影响，进行了非连接式桩筏水平承载性能的室内模型试验研究。采用粒子图像测速法跟踪了土体水平位移路径，利用数字图像关联技术获得了土体位移场与剪切带，分析了竖向荷载、垫层厚度等因素对筏板水平位移、桩身弯矩和剪力分布的影响规律，提出了非连接式桩筏基础水平承载力的简化模型及计算方法，并用试验数据进行了验证。研究结果表明：竖向荷载可有效限制筏板水平位移，设置垫层可显著减小桩身弯矩及剪力，并且桩身弯矩和剪力随垫层厚度的增加而减小；土体在垫层顶部形成位移集中区，产生局部塑性变形并不断扩大，最后局部塑性变形区贯通形成完整的剪切带；非连接式桩筏基础水平承载力与竖向荷载相关，当竖向荷载较小时，其水平承载力由筏板与垫层界面摩擦力控制，当竖向荷载较大时，其水平承载力取决于垫层的水平承载力，这与图像分析获得的垫层破坏结论一致。因此，对于非连接式桩筏基础的设计及具体工程应用，可以通过调整垫层的厚度来减小桩身弯矩及剪力；所揭示的非连接式桩筏基础水平承载力变化规律可为今后大型桥梁隔震基础的设计与研究提供参考。     

漕宝路工程立交改造涉铁桥梁特点分析

上海市漕宝路快速路新建工程涉及对现状嘉闵立交的改造，主要介绍了嘉闵立交的改造方案，重点介绍了跨铁路廊道主桥工程的控制因素、设计特点及项目重难点。工程范围内的涉铁主桥采用异型连续钢箱梁T形刚构桥转体施工跨越高速铁路、普通铁路共7条铁路线路。漕宝路跨铁路主桥宽度非常宽、平面尺寸变化大、断面布置异形，桥梁纵坡达到6%。异形的结构布置带来了纵向、横向极不平衡转体的问题，通过精确配重、临时斜拉索辅助结构受力等措施，解决大跨度桥梁极不平衡转体的难点，可为类似工程提供参考。     

独塔斜拉桥拉索安装施工工艺的应用研究

斜拉索作为斜拉桥的承重构件,斜拉桥梁体施工完成后,主塔采用竖转施工,再进行斜拉索的安装施工,这使得桥梁斜拉索挂设成为全桥的施工难点。以金汇港大桥为王程背景,分析斜拉索施工难点,针对难点的处理对策及施工技术要点,对独塔斜拉桥拉索安装施工工艺进行了应用研究。