列车诱发振动对转体施工桥梁稳定性影响分析.pdf

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1、铁道建筑l6RailwayEngineering文章编号：1003·1995(2014)05—0016·03列车诱发振动对转体施工桥梁稳定性影响分析高日，胡志波，高涛，孟兮(北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044)摘要：桥梁在转体施工过程中通常要封闭其所跨越的铁路或公路，因而对交通特别是城市交通造成较大影响。本文以秦皇岛市西部快速路工程跨越京哈铁路转体施工桥梁为依托，利用加速度传感器测试了不同类型列车通过时球铰附近的地基振动情况，并运用有限元软件Midas对测得的加速度时程曲线进行了分析，评估了列车诱发的振动对转体桥稳定性的影响。研究结果表明：列车诱发的振动不会对该转体施工桥梁的稳定

2、性产生很大的影响；梁体各点振动位移和加速度远小于本地区抗震设防烈度值；梁体不会由于列车诱发的地面振动而晃动，更不会倾覆；桥梁在转体施工过程中可以不封闭所要跨越的铁路。其它类似桥梁可采用同样的分析方法评估列车诱发振动对转体施工桥梁稳定性的影响，从而决定是否封闭交通。关键词：桥梁转体施工列车振动球铰稳定性中图分类号：U445．465文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2014．05．05随着我国交通事业的发展，上跨既有铁路、公路的l工程实例的选择及工程概况桥梁工程日渐增多，桥梁转体施工方法越来越多地运用到城市轨道交通建设中。桥梁转体施工是指将桥梁秦皇岛市西部快

3、速路工程跨越京哈铁路采用转体转体结构在非设计轴线位置制作成型后，利用预设的施工桥梁。该桥主桥为双幅独立式桥，处在直线段上，球铰等转动设备将桥梁转动到设计轴线上的一种施工每幅桥宽23．0l'n，全宽47．5m。转体部分为2×42m。方法。它可以将在障碍上空的作业转化为岸上或近地上部结构采用预应力混凝土单箱四室箱梁。下部结构面的作业。根据桥梁结构的转动方向，转体施工可以主桥转体墩采用空心矩形墩柱，下接转体平台。转体分为竖转法、平转法以及平转和竖转相结合的方法，其平台支撑在承台上，采用钻孔灌注桩基础。转盘结构中以平转法应用最多。采用环道与中心支承相结合的球铰转动体系，球铰球平转法施工通常应用在跨越

4、铁路的转体桥中。这面半径为6．048m。该转体桥转动角度为73．3。，每幅种施工方法无需在铁路线侧搭设支架，能最大限度地梁的转体质量达7200t。转体桥沿铁路平面布置图如减少对列车正常通行产生的干扰，经济效益和社会效图1所示。益十分明显。由于转体桥是在铁路线附近施工，转体转，梁脱架后或平衡转体过程中将会不可避免地受到列车，，诱发的地面振动的影响。列车通过时诱发的振动通过1转前0，]I一球铰传递到巨大的悬臂转体梁上，将会对梁体的受力，——————菊■广————一￡———二——————1r———1————产生一定影响。按照一般的处理方法，这种振动可以I0，转前J，7等效为一次有感知的地震波的输入

5、。这种振动能否影，，I转响转体桥梁的整体安全，目前还没有文献对此进行过L分析。因此，有必要开展这一方面的试验研究工作，为图1转体桥沿铁路平面布置类似转体施工桥梁的设计、施工及运营管理积累经验和数据。该桥梁在转体施工前已经完成了称重和配重试验。由试验测得北侧桥梁的纵向球铰摩阻力矩收稿日期：2013-08-19；修回日期：2013—10-20为5995kN·m，不平衡力矩为16650kN·m，摩阻系基金项目：国家863重点项目(2008AA030707)数为0．015，桥梁偏向东侧，选择的配重方案为在东作者简介：高日(1959一)．男．内蒙古兴和县人，教授级高级工程师。侧取下15t挂板。南侧桥梁

6、纵向球铰摩阻力矩为2014年第5期高日等：列车诱发振动对转体施工桥梁稳定性影响分析l710124kN·13，不平衡力矩为8761．8kN·ITI，摩阻系数3梁体稳定性评估为0．025，桥梁偏向西侧。由于该侧桥梁的偏心距已满足5—15em的经验要求，没有进行配重。造成两侧3．1转体梁振动分析转体摩阻力矩相差较大的主要原因是施工误差。评估列车诱发地面振动对梁体稳定性的影响时采用有限元分析法。在Midas中建立桥梁的有限元模2测量时程曲线型，采用梁单元，每幅桥共分为84个单元，85个节点，本次研究将列车诱发的地面振动等效为地震荷球铰简化为固定支座，模型如图3所示。载。目前在工程上求解地震反应的方法

7、分为两类：一类是拟静力法，另一类为时程分析法。。通过时程分析可以得到各质点随时间变化的位移、速度和加速度动力反应，并且可以进一步计算出结构的内力时程变化，同时时程分析法能够比较真实地、合理地模拟机构的地震响应。鉴于转体桥的特点和时程分析的图3转体桥有限元模型优点，本次研究采用时程分析法。利用加速度传感器对球铰附近地面振动情况进行测试，记录每次列车通输入每一趟列车通过时实测的加速度时程曲线，过时的纵向、横向及竖