中铁十局集团第一工程有限公司 山东济南 250000
摘要:伴随着新时代社会经济的高速发展,桥梁建设随之变得越来越多。而要想保证桥梁转体施工时的安全性与稳定性,就必须在桥梁转提前进行不平衡称重试验。而本文将以某铁路桥主桥为工程背景,确定转动体的不平衡力距与转动体偏心距等有关参数。最终通过实验结果可知本文所描述的两个转动体的偏心距都能满足设计要求,根本不需要额外配重。而主桥实际转体施工证明工程能够稳定顺利的进行。
关键词:连续桥梁;转体施工;不平衡重称重
引言:对于新建桥梁而言,其通过正在运营的高速公路时,不仅需要保证桥梁建设的顺利实施,而且需要降低新建桥梁对所跨越高速公路的影响。这时就必须注重转体施工方式的选择。现阶段我国常见的篆体施工方式主要有三种,由于这三种施工方式所表现出的优势与特征是不同的,所以在实际应用的时候应根据桥梁类型进行科学选择。随着现阶段我国科技与经济的高速发展,桥梁转体施工随之朝向了转体质量大,转体梁悬臂长度长等方面的发展。而这一发展趋势通常要求施工人员在桥梁转体施工前进行精确的计算。然而在桥梁转体的时候,梁体很容易受到张拉预应力束的影响导致内部产生不平衡力距,最终给转体施工带来负面影响。因此,做好桥梁正式转体前的不平衡称重实验显得极为重要。
1.工程背景
南二环西延跨石家庄铁路货迁线工程,主桥布置为2*69.2 T构箱梁。在公路里程K2+350.55处上跨石家庄西环铁路和石太铁路引入线(共4股道,自东向西分别为石家庄西环铁路下行线、石太铁路引入线上行线、石太铁路引入线下行线和石家庄西环铁路上行线),交叉处石家庄西环铁路里程桩号K30+232.995,交叉处石太铁路引入线里程桩号K7+446.5,铁路与设计线路夹角83º,其中铁路股道沿线路线宽度为23.92米(仅为路基顶宽,不含边坡)。转体桥桥宽30.25m,整幅布置,先顺铁路方向在铁路东侧满堂支架预制,预制完成后整幅桥转体法施工,转体长度为64+64m,顺时针转体83°就位,转体重量约为17250t。转体就位后,再搭满堂支架现浇5.2m合拢段,形成2*69.2m的T构桥梁。[1]。铁路桥主桥的布置具体可见图一。
图一主桥布置图
跨铁路主桥:整幅设计,桥宽30.25m=0.5m防撞护栏+12.25m机动车道+0.5m防撞护栏+3.75m中央隔离带+0.5m防撞护栏+12.25m机动车道 +0.5m防撞护栏。铁路跨线桥为T型刚构转体桥,没有斜拉索且两侧悬臂64m,对梁端挠度的控制要求较高,决定着转体后桥梁能否准确合拢。[2]
2.称重试验原理
(1)球转动铰试不平衡立法。不平衡立法假设转动体绕桥墩底部预制球铰发生的转动为钢体转动,通过传感器可以收集转动体发生刚体位移突发时的有关参数。千斤顶在主墩顺桥向一端施力,让梁体顶升,进而实现转动体转动。最终根据记录的结果以及力臂计算力矩就可得到球铰摩阻力矩。主梁脱离临时支架之后,主梁的平衡力矩将给主梁的平衡形态造成直接影响。当转动体的不平衡力矩小于转动体球铰摩阻力矩的时候,将说明在转动体自身质量的作用下,球铰处产生的摩阻力矩将克服两侧悬臂梁体产生的不平衡力距,梁体不会绕球铰中心转动,整个体系都将处于自平衡状态。相反,若转体的平衡力矩大于转动体球铰摩阻力矩,那么则说明在转动体自身质量作用下,球铰处产生的摩阻力矩将不能克服两侧悬臂梁体产生的不平衡力距。(2)工程应用。按照项目施工图纸设计文件。按照现场情况在混泥土上转盘底部滑道的地方安装两台800吨的千斤顶,然后将千斤顶布置在称重测;在上转盘底部对称布置四个位移传感器,用于侧是球铰的微小转动,然后通过千斤顶在滑道上施加顶力,对转体梁进行顶升。具体可见图二[3]。
图二称重布置图
3.称重试验结果分析
(1)10#墩的梁体质心偏向边跨侧。称重测分别为中跨侧与边跨侧的千斤顶顶立。根据现场实际测试结果可知,当千斤顶位于中跨侧的时候,相对于质心侧而言,千斤顶顶力产生的力矩只能克服球铰摩擦力矩,转动体的转动刚度较小,容易发生刚体转动。当10#墩向上发生两毫米左右的位移时,位移的改变将使的转动体发师瞬时转动。当千斤顶位于边跨侧的时候,千斤顶顶力所产生的力矩,首先要平衡转动体两端不平衡的力矩,然后在克服球铰摩擦力矩之后才能发生瞬时转动。总之,不管千斤顶有没有在质心侧,在自身质量作用下,转动体在球铰处产生的摩阻力距都将克服两侧悬臂梁体产生的不平衡力距,让体系处于自平衡状态。(2)11#墩的量体质心偏向中跨侧。称重测分别为中跨侧与边跨侧的曲线。根据现场实测结果可知,当千斤顶位于中跨侧的时候,通过千斤顶施加顶力,此时千斤顶顶力产生的力矩首先需要平衡转体两端的不平衡力矩之后才能发生瞬时转动。当千斤顶位于边跨侧的时候,与质心测相比,千斤顶顶力产生的力矩只能克服球铰摩擦力距,转动体的转动刚度较小,同样容易发生钢体转动[4]。
结束语:总而言之,伴随着现阶段我国桥梁建设数量的不断增加,桥梁不平衡重称重试验随之显得尤为重要。通过上述对该内容的深入分析可知,本文在以某铁路桥主桥为工程背景的研究下,通过求解转体施工中的各重要参数,保证了桥梁在转体过程中的稳定性与安全性。另外,由于转动体偏心距满足有关要求,所以不用再进行额外配重就可实现安全平稳的转体。
参考文献:
[1]马新华.单箱多室连续梁桥病害能力分析及承载能力评估[J].城市道桥与防洪,2020(10):70-72+13.
[2]马新华.单箱多室在役连续梁桥的结构性能计算[J].城市道桥与防洪,2020(09):66-69+13.
[3]梁道宇.单箱多室连续梁桥损伤模拟及体外预应力加固试验研究[D].东北林业大学,2020.
[4]冯义鹏.单箱多室预应力连续梁桥横梁人孔的受力分析[J].中国市政工程,2010(03):24-26+92.