跨大秦铁路大桥转体称重试验及配重研究

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1、跨大秦铁路大桥转体称重试验及配重研究宋满荣，柳炳康，杨玉龙，冯然63跨大秦铁路大桥转体称重试验及配重研究宋满荣--。柳炳康，杨玉龙。，冯然。(1．合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥230000；2．安徽省土木工程结构与材料重点实验室，安徽合肥230000；3．中铁四局集团建筑工程有限公司，安徽合肥230OOO)摘要：新建张唐铁路跨大秦铁路大桥上跨繁忙电气化大秦铁路，同时与铁路左右线相交，交角为45。58。转体跨度64m，转体高度13～20m，转体重量达11000t。为确保转体过程安全、顺利地进

2、行，利用有限元建模分析，在转体前对转动桥梁进行了针对性称重试验，并根据试验结果进行合理配重。研究结果及工程实践表明：称重试验中，在拆除支架的过程中同时读取砂箱里土压力盒的数值，可以定量分析不平衡荷载；多点埋设的竖向位移传感器和水平向位移传感器实测数值为判断转动临界点提供了依据。配重计算中考虑正式转体时可能遭遇的风荷载，能有效防止转动失稳；试转后的二次配重能更好地确保转体过程的平稳、安全。关键词：刚构桥；跨线桥；转体施工；称重试验；配重；有限元法；桥梁施工中图分类号：U448．231；U448．17；

3、U445．465文献标志码：A文章编号：1671—7767(2O15)06—0063—051工程概况当前，我国正进行着大规模的基础设施建设，随接触网回流线着高速铁路和高速公路路网的逐渐完善，有越来越既有线铁路限界多的跨线桥梁适宜采用转体施工技术，因为可以避转免中断或干扰繁忙的运输线路，经济效益突出E1,23。。号墩新建张唐铁路跨大秦铁路大桥跨度为(64+64)m，线警线路同时与大秦铁路左右线相交，交角为45。58(见右线现段转体＼现段图1)。转体时长度为117m，转体高度13～20m，转体总重量达1

4、1000t，是目前我国铁路桥跨铁路＼＼>桥转体施工中跨度最长、转体吨位最大的T形刚构桥。转体前悬臂最大长度达58．5m，在竖平面内由图1张唐铁路跨大秦铁路大桥于不平衡力矩使球铰产生极微小转动，对悬臂梁端的应力状态，采用ABAQUS有限元分析软件对整的竖向位移也会产生很大影响。因而施工全过程中个T构转体结构进行了数值模拟(见图2)。混凝土尤其是在施工支架完全拆除后的桥梁转体时，T构采用三维实体线性减缩积分单元(C3D8R)，型钢骨两侧平衡重量控制对结构安全性至关重要。为此需架和滑道部件采用线框单元(W

5、ire)，角钢采用桁架要在上部箱梁施工完毕，落架后转体前进行称重试单元(T3D2)，预应力钢筋采用桁架单元(Truss)嵌验并合理配重[3]，从而严格控制最后转体时的入混凝土体单元中]。模型总共有90553个节点，姿态。56192个单元。本文针对传统称重试验偏于经验化的不足，结合新建跨大秦铁路大桥，运用有限元模拟和理论分3称重试验析系统地研究了T形刚构铁路桥称重试验及配重。3．1试验总体方案称重试验前预先用软件模拟分析，判断出不平2有限元建模衡荷载的控制值，判定支架全部拆除后平衡状态，分为了解称重试

6、验全过程中上部结构及球铰体系析加载点位置和位移测试点位置。实施加载，判断收稿日期：2015—07—30基金项目：中国铁路总公司科技研究开发计划项目作者简介：宋满荣(1978～)，女，讲师，2001年毕业于武汉工程大学土木工程专业，工学学士，2004年毕业于华中科技大学结构工程专业，工学硕士，2015年毕业于合肥工业大学结构工程专业，工学博士(E-mail：fgmsong@163．corn)。64世界桥梁2015，43(6)定临界力值。3．3试验步骤为避免支架完全拆除后可能出现过大的不平衡弯矩造成结构

7、损伤或倾覆，预先计算出不平衡荷载的控制值，即倾覆或上部结构与球铰内出现超出允许范围的应力。以往支架拆除过程中，观察撑脚是否随砂箱拆(a)转体T构整体模型除连续向一侧下沉，记录百分表读数来定性判断平衡状况。该桥承台施工时在每个砂箱里均埋设了土压力盒，在拆除支架的过程中同时读取砂箱里土压力盒的数值，可以定量分析不平衡荷载状况。支撑未拆除以前，大、小里程方向均值一直很接近，处于一个较平衡的状态。当支撑逐渐拆除(砂箱最后拆)，砂箱承受的压力逐渐向大里程转移，小里程梁端也有轻微上升，非常直观且准确地表明不平衡

8、荷载在大里程一侧。(b)转盘结构模型当所有支撑完全拆除后，所有撑脚均未与滑道图2T构有限元模型钢板接触，说明转动体球铰摩阻力矩(M2)大于转动转动临界点，分析转体桥梁在绝对平衡配重和倾斜体不平衡力矩(M。)。此时，分别从转动体大、小里配重不同工况下的球铰应力和上部结构应力，同时程方向支点顶升T构，使转动体在沿梁轴线的竖平考虑正式转体时，在可能遭遇的风荷载情况下，结构面内发生逆时针、顺时针方向微小转动。位移出现的应力状况和抗倾覆情况，为更合理选择配重方式明显突变，停止加