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。     

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。     

连续箱梁独柱墩桥抗倾覆能力分析

桥梁倾覆临界状态及倾覆荷载的确定是计算桥梁抗倾覆能力的关键。新《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)对桥梁的抗倾覆能力计算做出了规定,但比较直桥和弯桥会发现条文说明中推荐的方法存在不足。采用较高精度的实体块单元桥梁计算程序对直桥和弯桥分别进行计算分析,探讨其抗倾覆能力及倾覆荷载,进而提出在实际工程中可采用的桥梁抗倾覆能力计算方法。     

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。     

公路桥涵施工技术规范即将出版

《公路桥涵施工技术规范》已由交通部批准执行,并交由人民交通出版社出版,约1980年内可出版。全书共分二十章,并附录有桥涵施工常用的参考资料。与1957年交通部颁布的《公路混凝土、钢筋混凝土及砖石桥涵施工暂行技术规范》和《公路木桥涵施工暂行施工技术规范》相比,修订了很多     

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。     

基于齿轮齿轨传动的斜拉桥多点支撑转体系统设计及应用

跨襄阳北编组站大桥为转体斜拉桥,转体时梁面以上塔高73 m,最大转体重量32 000 t,为提高转体过程中桥梁的抗倾覆稳定性,设计了基于齿轮齿轨传动的多点支撑转体系统。转体系统主要由转动系统(中心球铰、常规撑脚、滑道、齿条)及辅助支撑系统(驱动承力支腿、电气控制系统)组成。中心球铰设计最大承载28 000 t, 6个驱动承力支腿总设计承载6 000 t,通过6个驱动承力支腿的齿轮啮合齿轨实现桥梁转体。该转体系统通过降低中心球铰承受的竖向荷载,改善了承台及桩基的受力状态;转体过程中6个驱动承力支腿实时与滑道保持接触状态,提高了转体桥梁的抗倾覆稳定性。对转动结构和辅助支撑系统受力进行计算,结果表明该转体系统受力满足要求。工程实践验证了该转体系统的可靠性。     

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。     

独柱墩箱梁桥抗倾覆验算及加固设计研究

近些年,我国桥梁上部结构倾覆事故多发,给人民生命和财产安全造成了较大损失。其中,独柱墩桥梁为易出现倾覆事故的典型结构之一。结合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362—2018）及《公路危旧桥梁排查和改造技术要求》（交办公路函〔2021〕321号）对桥梁抗倾覆评估验算提出的新要求,对某高速公路独柱墩现浇箱梁桥的抗倾覆能力进行验算评估,同时按照现行车辆荷载标准对桥梁加固前、后墩顶、墩底、墩身控制截面的承载能力极限状态进行验算。根据验算结果和桥梁结构特点,采用桥墩新增钢盖梁和横向增加支座、桥台处梁端新增抗拔销的加固方式,从而提高桥梁抗倾覆能力。目前桥梁加固施工已完成,运营状况良好。     

《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)及配套实施手册隆重上市

根据交通运输部2011年第32号公告,《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)(定价:110元,以下简称新《桥规》)作为公路工程行业推荐性标准,自2011年8月1日起施行,原《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000)同时废止。     

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。     

独柱墩桥梁抗倾覆稳定性分析

以某高速公路立交四跨一联独柱曲线连续箱梁桥为背景,基于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)对桥梁抗倾覆的相关规定进行研究.利用Midas Civil建立桥梁有限元模型,分析该桥的抗倾覆稳定性,并研究了联端支座间距、中支座外偏心距及温度效应对独柱墩桥梁倾覆稳定性的影响.结果表明,增大联端支座间距、设置合理中支座外偏心距可有效提升桥梁抗倾覆能力;温度效应在独柱墩梁桥抗倾覆设计验算中不可忽视.     

上海地区独柱墩连续箱梁横向稳定性计算分析

以上海某高速立交匝道4联独柱墩连续箱梁桥为研究对象,分别根据2017年《上海地区梁桥横向稳定验算指南》和2018年《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的相关规定,利用Midas Civil对其进行数值模拟,分析其横向抗倾覆稳定性,比较两种方法的异同,研究独柱墩连续箱梁横向抗倾覆稳定性能与曲率半径的关系,对独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆的计算方法进行探讨,旨在为上海地区同类桥梁的抗倾覆验算提供一定的参考。     

转体施工连续刚构桥主墩群桩基础受力分析

转体施工连续刚构桥在跨铁路桥型中具有施工干扰小、工期短的突出优点,其在中国应用日益广泛。桥梁转体施工时,上部结构及主墩自重全部由球铰传递至墩底承台,承台受力状态与成桥阶段差异显著。该文结合武汉市长丰大道跨汉宜铁路、汉丹铁路转体施工连续刚构桥群桩基础设计,建立承台-桩-土整体分析模型,分析转体球铰集中荷载作用下群桩基础的受力性能。结果表明:考虑桩-土接触的数值分析方法模拟球铰集中荷载作用下群桩基础荷载传递机理是可行的,并据此验证了承台结构设计的合理性。     

某连续箱梁弯桥抗倾覆验算及支座更换设计

以某立交桥南引桥为例,在《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)体系下,同时考虑《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)的温度梯度作用,按汽车荷载最大偏载布置车道荷载,通过空间有限元软件,对原设计进行承载能力极限状态抗倾覆验算;并在计算的基础上,对桥梁进行顶升箱梁、更换支座的方案设计.     

国内首例小曲径大偏心15000 t刚构转体桥球铰成功安装

<正>近日,宁波市轨道交通4号线上跨杭深、萧甬铁路工程15 000 t转体主桥球铰成功安装,标志着国内首例小曲径大偏心复杂刚构转体桥正式进入实质性施工阶段。球铰安装为该转体桥关键技术节点,其直径4 m,自重14.4 t,采用整体加工成型,较以往拼装式有较高的技术难度,曲面打磨精度达到6.3μm,相当于一根头发丝的1/10,球铰安装完成后将在其上部建造重达15 000 t的刚构桥梁,球铰的自重与承重比例达到1∶1 042,在施工中所有安装平面的高程误差     

PC弯曲孔道摩阻预应力损失试验与分析

预应力混凝土桥梁结构过大的预应力损失,导致了桥梁结构过早失效或破坏。笔者针对预应力混凝土结构设计中弯曲孔道摩阻预应力损失问题,基于接触应力理论,试验研究了不同张拉力下,连续弯曲孔道和夹角之和相等的非连续弯曲孔道所产生的摩擦力矩;通过分析说明现行JTG D62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中预应力混凝土结构设计接触应力假设的弊端,从而指出现有结构设计方法的缺陷和对结构预应力损失计算所带来的偏差;同时指出弯曲孔道摩阻预应力损失随着外力的增加迅速增大,是结构预应力损失的主要因素。