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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

大直径转体平铰下混凝土浇注工艺

随着我国基础建设技术的不断创新,桥梁建设更是向着越来越大、越来越重、越来越高的方向发展。转体桥梁施工技术的发展更是突飞猛进,转体重量从最早的几千吨已发展到现在的几万吨。与此同时,转体技术核心—球铰也正在向平铰转化。球铰施工技术经过近年的发展现已非常成熟,各项施工技术难题也已得到很好的解决。平铰作为新型施工技术,正在被开发应用,平铰下混凝土施工密实度一直是一大技术难题。本论文主要就平铰施工过程中针对平铰底面混凝土密实性差展开研究,为类似工程施工提供参考依据。     

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。     

转体施工工艺

为减少上跨结构施工对运输繁忙的通航河流(或铁路)的影响,采用转体施工工艺,转体结构由转体下盘、球铰、上转盘、转动牵引系统组成。     

基于声发射技术的转体桥转动球铰内部受力状态监测

为了掌握桥梁在转体过程中球铰内部受力状态,优化转动球铰的参数设计,根据声发射技术的特点,提出转体过程声发射技术的基本思路和方法,设计声发射装置和传感器布置方案。通过监测信号频率分析,评价转动球铰内部是否出现异常情况。结果表明,基于各向量组相识程度MAC取值的异常判别准则,认为当实时MAC0.5时存在声信号异常。同时根据声信号时间差确定声异常信号的发生位置。通过工程实例,证明监测方法简便可行。     

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.     

跨沪宁高速公路大吨位钢球铰转体施工工艺

以无锡市高浪路跨沪宁高速公路箱梁成功转体为背景,详细介绍用大吨位钢球铰转盘及预埋牵引索进行连续牵引跨线的转体工艺。与传统混凝土球铰转体相比,能克服球铰加工制作、磨合等工艺烦琐复杂、控制精度低等缺点,可使整个转体施工更加快速、简便、安全、易控,是一种值得推广的新型转体工艺。     

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。     

RPC球铰的应用

为了保证转体施工的质量、进度和使用的安全性,采用RPC(活性粉末混凝土)球铰。对比了混凝土球铰、钢球铰、RPC球铰之间的优劣性,并验证了其安全性。以实际的工程为例,分析了RPC球铰在转体施工中的应用过程。结果表明:工程中使用的RPC球铰承载力大、加工工序简单、成本投入小,在保证转体施工的质量、进度和施工安全性方面都有积极的作用。     

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。     

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     

某铁路跨线桥主桥转体结构设计

转体施工方法具有安全可靠、费用低、工期短、适用范围广等特点,常用于跨既有线路或跨越大河及山谷等地段的桥梁施工。文中以郑州市一座跨铁路斜拉桥为例,介绍了转体结构中转盘、球铰等主要构造设计要点,以及转体施工实施方案。     

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。     

某跨铁路大吨位转体斜拉桥球铰设计研究

转体铰是转体施工中的核心部件,目前使用最多的转体铰是平铰和球铰,选择和设计合理的转体铰对保证工程质量和节省工程成本具有重大的意义[1]。某跨铁路转体斜拉桥,其转体重量约为8万吨,远远超过了已有的工程实践。文章以该大桥项目为工程背景,主要通过平铰和球铰物理特性的比较,以及预应力混凝土和钢材两种转体铰材料的比选,选择合理的转体铰类型和材料进行设计分析,并通过有限元分析软件Midas Civil来分析转体铰的强度和刚度是否满足承载要求,为本工程超大吨位转体施工选择和设计合理的转体铰提供依据。