转体称重方案(初稿).doc

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1、新建铁路沪杭甬客运专线上海至杭州段(88+160+88)m自锚上承式拱桥转体施工不平衡称重试验方案北京交通大学土木工程试验中心中铁十二局集团公司第四工程公司2010.4一项目概况新建铁路沪杭甬客运专线上海至杭州段跨高速公路特大桥在铁路里程DK59+075.555〜DK59+413.555设计为88m4-160m+88m自锚上承式拱桥，其屮主跨跨越沪杭高速公路主线，沪杭高速公路与沪杭客专轴线夹角为57°,沪杭高速公路净高要求5.5mo拱肋采用抛物线线形，矢跨比为1/6,边、屮跨拱肋跨屮截面高4.Om,边、屮跨拱肋拱脚处截而高6.Onio主拱截而采用单箱单室箱形截而，顶板宽7・5ni

2、,顶、底板及腹板厚度均采用60cm,拱脚处局部加厚。边拱在主拱的端部、拱脚、拱上立柱等处各设相应厚度的横隔板。屮拱主拱的拱脚、拱上立柱、屮合龙等处各设相应厚度的横隔板。为减少上部结构施工对行车安全的影响，确定采用平衡转体的施工技术。根据高速公路管理部门的要求，路两侧两个转体结构进行一前一后顺序施工。转体完毕精确就位后立即锁定，然后进行封较施工,使全桥贯通。每个转体重量约16800吨，球较半径8米。转体施工法的关键技术问题是转动设备与转动能力，施工过程屮的结构稳定和强度保证，结构的合拢与体系的转换。总的来看，桥梁转体技术的原理相同、转体技术也H渐成熟。然血，对于不同的桥梁，必须根据

3、其结构形式、施工过程和场地及环境条件等特点制定出合理可行的转体方案，以便确保结构的稳定和强度要求，不至于由于转体而影响到结构的正常受力或导致不可控制的局面。为此，设计要求在试转前，进行不平衡称重试验，测试转体部分的不平衡力矩、偏心矩、摩阻力矩及摩阻系数等参数，实现桥梁转体的配重，达到安全施工、平稳转体的H的。二试验目的围绕该桥的结构和施工特点，本项Fl将在转动体的不平衡力矩、摩阻系数、转体配重、转体偏心控制等方面开展工作，以保证转体阶段的结构安全，为类似转体桥梁的设计和施工积累经验和数据，为桥梁运营期间的技术管理和技术评估提供依据。达到进一步完善桥梁水平转体施工方法、提升企业施工

4、技术能力的FI的。三试验内容转体竖向不平衡力矩测试、摩阻系数测试、转体姿态分析、转体平衡配重。四试验方案1、试验方法沿桥梁轴线的竖平面内，由于球较体系的制作安装误差和拱体质量分布差异以及预应力张拉的程度差异，导致两侧拱段刚度不同，质量分布不同，从而产生不平衡力矩，使得悬臂段下挠程度不同。为了保证转体过程屮，体系平稳转动，要求预先调整体系的质量分布，使其质量处于平衡状态。原理如下：以球较为矩心，顺、反吋针力矩Z和为零，使转动体系能平衡转动，当结构本身力矩不能平衡吋，需加配重使之平衡。即:式屮：M左——左侧悬臂段的自重对较心的力矩;M右——右侧悬臂段的自重对饺心的力矩;M配配重对较心

5、的力矩。根据实测偏心结果，对于纵向偏心，采用在结构顶面的偏心反向位置，距离墩身屮心线一定距离的悬臂段，堆码加沙袋作为配载纠偏处理法。要使球较克服静摩阻力发生微小转动，需要的转动力矩应大于等于静摩阻力矩。静摩阻力矩可由下式计算：式屮，川为转体重量，7?为球较球面半径，〃〃为静摩擦系数。2摩阻系数及偏心距转动体球较静摩擦系数的分析计算称重试验时，转动体球较在沿梁轴线的竖平而内发生逆时针、顺时针方向微小转动，即微小角度的竖转。摩阻力矩为摩擦而每个微面积上的摩擦力对过球较小心竖转法线的力矩之和（见图l-l）o图1・1转动体球较绕Z轴转动摩擦系数计算示意图由图可以得到：dM=J（Rsin〃

6、cos〃）2+（/?cos〃）2dFclF=//.PclAdA=Rsx6•d（3•R•dO=Pcos0NttR2sin2a所以:RNjjcos0singjsin，Ocos，0+cos?Bd/3d6其中,0w[O,2刃;^a=-吋，代入公式进行积分可以得到：6RNM.=4x0.732619=0・93328“*N•“/rsirra此时,//.=%z0.9328RN当a=—吋，此吋与平面摩擦的结果基本一致。5.75

7、各式为:球狡静摩阻系数:0.98RN转动体偏心距：左二二亠N式屮，/?为球较中心转盘球面半径；N为转体重量。3、施力设备及测点布置1）撑脚处施力N=16800t,R二8m,根据经验摩阻系数取二0.05；得到设计静摩阻力矩为：0.98X0.05X168000X8=65856kN・m本试验拟于上盘承台施加顶力。在距转体屮心线约5.5m处设置三台5000kN的千斤顶，分别对转体梁进行顶放,在每台千斤顶上设置床力传感器，用以测试反力值，同时在上转盘底四周布置4个位移传感器，用以测试球较的