武汉长丰大道高架桥不平衡重称重试验

武汉长丰大道高架桥为(55+90+90+55) m预应力混凝土连续刚构桥,位于曲线上。38号、39号墩上部箱梁采用先支架浇筑后平转的施工方法,转体重量分别约155 000 kN、135 000 kN。为指导该桥正式转体,采用球铰竖向转动法进行不平衡重称重试验。首先通过理论分析称重过程中球铰受力,推导球铰处于静、动摩擦状态之间的极限状态时最大静摩阻力矩、不平衡力矩、重心偏心量及静摩擦系数公式;然后分析顶升力与位移试验结果,确定极限状态时的顶升力并代入公式,推算转动相关参数值。该桥横向、纵向重心偏心量分别设置为0 m、0.050 m;根据不平衡力矩,设置纵横向配重;试转时38号、39号墩转动体启动牵引力实测值分别为674 kN、531 kN,与计算值较接近,满足平转牵引要求。     

桥梁初始偏心下桥梁平衡转体称重实验原理研究

现有桥梁转体称重实验未考虑初始偏心距的影响,导致转体施工计算球铰摩擦系数、启动牵引力误差较大。文中通过考虑初始偏心距,对称重实验原理进行改进,并运用实际工程实验进行计算分析,得出考虑初始偏心距可以提升计算启动牵引力精度60%的结论,保证了桥梁转体施工安全平稳地进行。     

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。     

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。     

基于非赫兹接触理论下的转体施工过程抗倾覆分析

以往转体桥球铰受力分析均基于《公路桥涵施工技术规范》,即简化为平面来进行协调接触应力计算,其转体过程中转动系统的抗倾覆能力由球铰的竖向摩阻力矩提供。文中基于非赫兹接触理论进行球铰接触应力的计算,进而推导球铰的抗倾覆力矩,并通过与实际测量结果与计算倾覆力矩的比较,得出相对于《公路桥涵施工技术规范》的简化算法,基于非赫兹接触理论下转体施工的桥梁抗倾覆能力算法的优越性,结果显示该算法的精度较基于简化算法的计算精度更高。     

跨既有线大跨度曲线梁桥平转牵引力和摩阻系数测试分析研究

在大跨度曲线梁桥平转施工中,发现按照常规计算公式计算的理论牵引力和摩阻系数与实测数据存在较大的偏差,为解决这一问题,有必要进行针对性的牵引力和摩阻系数测试分析研究。通过对不同结构支撑形式及转体形式建立相应的数学模型,进行公式推导和计算,并与实测数据进行比较分析,归纳总结出准确可靠且易于今后工程采纳的牵引力计算方法。同时对转体桥球铰安装施工提出合理化建议。     

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。     

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。     

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。     

大吨位曲线T形斜拉桥平转施工自平衡方法

桥梁转体施工是地形险峻、交通复杂地区桥梁架设的有效方法。随着现代城市交通网络的密集化发展,现代转体施工对象逐渐采用具有曲线线形特征的组合式T形桥梁,其抗倾覆能力决定了转体施工的成败。该文依托跨越京广高铁的郑万铁路上行联络线工程,对中国首座较小曲线半径的曲线T形斜拉桥平转施工状态进行了分析,推导了不同工况下摩阻力矩、不平衡力矩的计算公式,并根据设计配重提出了有效的自平衡配重方法。     

桥梁转体施工中球铰接触应力分析研究

转体施工是桥梁建造中重要的方法之一。转体施工中,其转动装置处于高应力状态。因此,对转动装置的接触应力分析是确保结构安全、转动顺利完成的关键性工作。获得准确的接触应力分布,亦是后续计算摩擦力、摩擦力矩的基础。以茂湛铁路跨线桥为例,建立了两种有限元接触模型,对转动球铰进行数值分析,获得了球铰表面接触应力分布规律。数值分析表明: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。两种有限元模型的结果基本一致,其中弹簧模型有更高的计算效率。按照获得的接触应力分布计算摩擦力,比规范方法更接近试验值。采用的有限元模型及得到的接触应力分布规律,可以在转体施工接触应力分析中应用与推广。     

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。     

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。     

转体施工转动体系不平衡力矩测试方法研究

桥梁转体施工中保证转动体系重心位于转轴中心较小的范围以内对顺利转体十分重要,表现为转动体系以转轴中心的刚体不平衡力矩尽量小。然而实际施工中不可能做到转轴中心两侧完全对称,特别是转体前采取支架现浇方式施工的桥梁均存在不同程度的不平衡力矩,需要通过一定方法进行不平衡力矩测试,用于转体前的配重设计。探讨了转动体系不平衡力矩的测试方法,提出了利用墩柱应变（应力）检测不平衡力矩的方法,并以实际某转体桥梁为实例,采用上述测试方法与转动体系称重试验结果进行了对比,结果显示利用墩柱应变（应力）检测不平衡力矩方法可以准确地获得转动体系偏心大小。方法简便易行,可大大减少称重所需的人力物力投入,节省施工时间,为今后转体施工不平衡力矩测试提供借鉴。     

桥梁T型悬臂转体施工的钢球铰节点应力研究

桥梁转体施工整个工程最重要的核心设备是转动球铰,转动球铰承担着整个桥体旋转过程中载荷传递的重任,转动球铰制作和操控精度,事关整个工程质量甚至工程施工的成败。对桥梁T型悬臂转体施工的钢球铰节点应力进行专题研究。     

杭州石大路大桥转体施工工艺研究

杭州石大路大桥为一座上承式拱桥,跨径组合为88+160+88 m,采用水平转体施工,转体角度26°,转体重量16800t,在同类型桥梁中其转体重量位居世界第一.该文主要介绍转体施工中上下球铰、滑道、牵引及助推系统等的设计,并对转体施工进行了监控计算.该桥梁的成功转体合龙对以后同类型桥梁的转体施工具有一定的技术指导作用.     

T形刚构桥平转施工球铰体系安装技术

随着现代城市交通网络的密集化发展,采用转体施工工艺的桥梁建设日益增多,城市内跨既有线中高速公、铁T形刚构桥梁多采用球铰平转施工,而转铰体系安装是保证大吨位桥梁安全平转施工的关键技术。该文主要对球铰体系构成进行分析,归纳了T形刚构桥平转施工球铰体系的安装流程与施工技术要点。     

连续刚构桥双幅T构同步转体施工技术

太原市北中环涧河路立交分南、北两幅,上跨铁路处分别为(54+57)m、(67+67)m连续刚构桥,其中箱形T构按全预应力构件设计,以墩底同步转体方式施工,转体重量超万吨。转体结构由下转盘、球铰钢销轴、上转盘、撑脚、钢板滑道、千斤顶反力座等构成。在下承台施工时预埋转体结构的牵引力座、反力座、滑道支架等的钢筋和钢构件,分3次浇筑下转盘混凝土,吊装并精确定位上球铰;采用定型钢模板、塔吊施工主墩;双幅T构平行铁路线同步预制,通过竖向预应力完成T构墩台锚固、墩梁锚固;对T构进行不平衡力矩测试,经配重、试转后,双幅T构均采用2台QDCL200型穿心式连续提升千斤顶同步转体,转体到位后进行后浇段和球铰封固作业。     

多点支撑转体系统球铰受力特性模型试验研究

球铰作为桥梁转体系统的关键承力构件,其受力特性对桥梁转体安全至关重要。该文以跨襄阳北编组站大桥为对象,开展多点支撑转体系统球铰受力特性模型试验,详细分析承力支腿数量、桥梁转动速度、轨道平顺性和风荷载对球铰应力的影响,探讨不同工况下球铰应力的变化规律。试验结果表明：增加承力支腿数量可以使上、下球铰受力更为均匀;在转动加速阶段,球铰受加速度效应影响显著,在匀速转动阶段,上球铰的应力变化随着转体角度的增大逐渐增大,而下球铰受力较为均匀,建议转速控制为0.02～0.04 rad/min;轨道不平顺会增大球铰应力变化,随着不平顺度的增大,球铰应力变化也随之增大;在风荷载作用下,下球铰受力较为均匀,而上球铰应力变化随着转动角度的增大而增大,应避免在高风速下进行转体。