陳建強(qiáng)++黃平++曹選珠
摘要:研究目的:為了確保秦沈客專既有線行車安全和減少對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的干擾,沈陽(yáng)四環(huán)快速路秦沈客專公鐵分離立交橋采用2-80mT型鋼構(gòu)轉(zhuǎn)體工藝。轉(zhuǎn)體橋轉(zhuǎn)體,最重要的是保證轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)性,理論上水平轉(zhuǎn)體應(yīng)該對(duì)保證轉(zhuǎn)體中心支點(diǎn)兩端重量一致,保證轉(zhuǎn)體橋兩端達(dá)到平衡狀態(tài)。在轉(zhuǎn)體過(guò)程中,轉(zhuǎn)動(dòng)體的自平衡或配重平衡對(duì)施工過(guò)程的安全性和轉(zhuǎn)體順利轉(zhuǎn)動(dòng)起著至關(guān)重要的作用,本文結(jié)合該工程對(duì)轉(zhuǎn)體橋施工中重要的稱重原理及簡(jiǎn)要操作步驟進(jìn)行闡述。
研究結(jié)論:在轉(zhuǎn)體橋施工中,其技術(shù)核心是轉(zhuǎn)體,而轉(zhuǎn)體橋?qū)嵤┺D(zhuǎn)體的關(guān)鍵在稱重,通過(guò)稱重,測(cè)試轉(zhuǎn)體部分的不平衡力矩、摩阻力矩、偏心距、上下球鉸間的摩擦系數(shù)等參數(shù),通過(guò)參數(shù)測(cè)定與計(jì)算,判定轉(zhuǎn)體橋的平衡與穩(wěn)定狀況,如果轉(zhuǎn)體橋體經(jīng)稱重計(jì)算梁體兩端重量不平衡,則需通過(guò)配重來(lái)調(diào)整梁體重心,使梁體的重心位置居中,從而已達(dá)到梁體平衡,保證轉(zhuǎn)體順利與安全。
關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)體橋 稱重試驗(yàn) 沈陽(yáng)四環(huán)
1 概述
2012年9月25日,沈陽(yáng)四環(huán)快速路轉(zhuǎn)體橋成功轉(zhuǎn)體,該橋于K3+667.4處同既有秦沈客專(K679+420處)交叉,轉(zhuǎn)體角度52°,梁端轉(zhuǎn)動(dòng)長(zhǎng)度63.530m。上部結(jié)構(gòu)為2孔80mT型剛構(gòu)連續(xù)箱梁,箱梁頂寬17.1m,梁高3.6m~7m,梁底為二次拋物線,單幅橋轉(zhuǎn)體重量11800t。本文結(jié)合該工程對(duì)轉(zhuǎn)體橋施工中非常重要的稱重原理及簡(jiǎn)要操作步驟進(jìn)行闡述。
平衡轉(zhuǎn)體橋作為近年來(lái)一種新工藝發(fā)展較快,因在施工支架完全拆除后以及在轉(zhuǎn)體過(guò)程中,轉(zhuǎn)動(dòng)體的自平衡或配重平衡對(duì)施工過(guò)程的安全性和轉(zhuǎn)體順利實(shí)施起著至關(guān)重要的作用。為確保轉(zhuǎn)體的順利實(shí)施,對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行稱重試驗(yàn),測(cè)試轉(zhuǎn)動(dòng)體部分的不平衡力矩、摩阻力矩、偏心距、摩擦系數(shù),并完成配重。
2 稱重試驗(yàn)原理
2.1 轉(zhuǎn)動(dòng)體球鉸摩阻力矩MZ大于轉(zhuǎn)動(dòng)體不平衡力矩MG
采用球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)試不平衡力矩,這種方法采用測(cè)試剛體位移突變的方法進(jìn)行測(cè)試,受力明確,而且只考慮剛體作用,而不涉及撓度等影響因素較多的參數(shù),結(jié)果比較準(zhǔn)確。
當(dāng)脫架完成后,整個(gè)梁體的平衡表現(xiàn)為兩種形式之一:
①轉(zhuǎn)動(dòng)體球鉸摩阻力矩MZ小于轉(zhuǎn)動(dòng)體不平衡力矩MG。此時(shí),梁體發(fā)生繞球鉸的剛體轉(zhuǎn)動(dòng),直到撐腳參與工作,體系的平衡由球鉸摩阻力矩、轉(zhuǎn)動(dòng)體不平衡力矩和撐腳對(duì)球心的力矩所保持。
②轉(zhuǎn)動(dòng)體球鉸摩阻力矩MZ大于轉(zhuǎn)動(dòng)體不平衡力矩MG。此時(shí),梁體不發(fā)生繞球鉸的剛體轉(zhuǎn)動(dòng),體系的平衡由球鉸摩阻力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)體不平衡力矩所保持。
當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)體球鉸摩阻力矩MZ小于轉(zhuǎn)動(dòng)體不平衡力
矩MG時(shí),意味著支架拆除后,轉(zhuǎn)動(dòng)體部分在自身的不平衡力矩作用下即發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。以沈陽(yáng)四環(huán)轉(zhuǎn)體橋?yàn)槔藭r(shí)進(jìn)行不平衡稱重試驗(yàn),轉(zhuǎn)動(dòng)體東側(cè)支點(diǎn)落頂,使轉(zhuǎn)動(dòng)體在沿梁軸線的豎平面內(nèi)發(fā)生順時(shí)針?lè)较蛭⑿∞D(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)西側(cè)支反力為零。然后東側(cè)支點(diǎn)升頂,發(fā)生逆時(shí)針?lè)较蛭⑿?/p>
轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)西側(cè)支反力為零。記錄轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中百分表讀
數(shù)。(圖1)
假設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)體重心偏向東(邊跨)側(cè),
東側(cè)落頂時(shí)有P落·L落+MZ=MG,
東側(cè)升頂時(shí)有P升·L東=MG+MZ,
則MG=■,MZ=■。
式中:MG——轉(zhuǎn)動(dòng)體不平衡力矩,
MZ——轉(zhuǎn)動(dòng)體球鉸摩阻力矩,
P落、P升——梁體東側(cè)落頂、升頂時(shí)支點(diǎn)支反力,
L東、L西——梁體東、西側(cè)支點(diǎn)距轉(zhuǎn)動(dòng)球鉸幾何中心的距離。
當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)體球鉸摩阻力矩MZ大于轉(zhuǎn)動(dòng)體不平衡力矩MG時(shí),意味著支架拆除后,轉(zhuǎn)動(dòng)體部分在自身的不平衡力矩作用下不能發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)進(jìn)行不平衡稱重試驗(yàn),分別從轉(zhuǎn)動(dòng)體東、西側(cè)支點(diǎn)頂梁,使轉(zhuǎn)動(dòng)體在沿梁軸線的豎平面內(nèi)發(fā)生逆時(shí)針、順時(shí)針?lè)较蛭⑿∞D(zhuǎn)動(dòng),記錄轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中百分表讀數(shù)。(圖2)
假設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)體重心偏向東(邊跨)側(cè),
從東側(cè)頂梁時(shí)有P東·L東=MG+MZ,
從西側(cè)頂梁時(shí)有P西·L西+MG=MZ,
則MG=■,
MZ=■
式中:P東、P西——梁體發(fā)生微小轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)東側(cè)、西側(cè)支點(diǎn)支反力。
2.2 轉(zhuǎn)動(dòng)體球鉸靜摩擦系數(shù)
稱重試驗(yàn)時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)體球鉸在沿梁軸線的豎平面內(nèi)發(fā)生逆時(shí)針、順時(shí)針?lè)较蛭⑿∞D(zhuǎn)動(dòng),即微小角度的豎轉(zhuǎn)。摩阻力矩為摩擦面每個(gè)微面積上的摩擦力對(duì)球鉸中心豎轉(zhuǎn)法線的力矩之和(圖3)。
■
圖3 轉(zhuǎn)動(dòng)體球鉸靜摩擦系數(shù)計(jì)算示意圖
dMZ=RcosθdF,
dF=μ0σdA,dA=2πrds,r=Rsinθ,ds=Rdθ,
σ=σ豎cosθ,σ豎=■,
則dMZ=■dθ,
MZ=■■μ0NR,
將此球鉸參數(shù)α=13.725°代入得:球鉸靜摩阻系數(shù)μ0=■,摩擦面按平面計(jì)算時(shí):球鉸靜摩阻系數(shù)μ0=■。計(jì)算結(jié)果兩者相差1.4%,故當(dāng)球鉸球面半徑較大而矢高較小時(shí),可將摩擦面近似按平面來(lái)計(jì)算μ0。
2.3 偏心距
根據(jù)研究成果及工程實(shí)踐,使用聚四氟乙烯片并填充黃油的球鉸,其偏心距可用下列各式計(jì)算:
轉(zhuǎn)動(dòng)體偏心距e=MG/N,式中:MG為不平衡力矩; N為轉(zhuǎn)體重量。
2.4 稱重試驗(yàn)各項(xiàng)參數(shù)估算
u=Mz/0.986NR,
Mz——轉(zhuǎn)動(dòng)球鉸摩阻力矩,
R——球鉸球徑為8.008m,
N——轉(zhuǎn)體重量為11800t(118000kN)。
根據(jù)研究成果及工程實(shí)踐u值約在0.02-0.04之間,故假設(shè)u=0.03,反算Mz=27951 kN.m。
Mz=(F左L左+F右L右)/2,endprint
假設(shè)F左=F右,L左=L右,取L=5.4m,
計(jì)算得F=5176kN。
稱重時(shí)千斤頂頂力約在5200kN。
2.5 梁體縱向配重
采用重量平衡轉(zhuǎn)體配重方案。該轉(zhuǎn)體方案的思路是:通過(guò)配重,使轉(zhuǎn)體梁在靜力狀態(tài)保持平衡,即轉(zhuǎn)體梁的重心線通過(guò)球鉸豎軸線。此時(shí),配重可按下式計(jì)算:
需要配重=N·e /配重懸臂長(zhǎng)度。
該方案的好處是配重量小,啟動(dòng)所需牽引力相對(duì)較小。由于該方案中對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)體為一點(diǎn)支承,在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中易導(dǎo)致轉(zhuǎn)體梁在豎平面內(nèi)的晃動(dòng)。因此,若采取該方案,應(yīng)盡量減小撐腳與滑道間的間隙。
3 測(cè)點(diǎn)布置
在兩幅梁的承臺(tái)底面布置如圖4的千斤頂和位移傳感器,在上轉(zhuǎn)盤下用千斤頂施加力,分別用位移計(jì)測(cè)出球鉸由靜摩擦狀態(tài)到動(dòng)摩擦狀態(tài)的臨界值,從而測(cè)出梁體的不平衡力矩。
■
圖4 測(cè)點(diǎn)布置圖
4 儀器設(shè)備及其安裝(表1)
儀器設(shè)備安裝布置圖5。
5 稱重工藝試驗(yàn)分析
5.1 前期梁體施工的進(jìn)度要求
①所有張拉、壓漿工作完成;
②梁體(包括梁體護(hù)欄)裝修做完,防拋網(wǎng)安裝完成;
③連續(xù)千斤頂作業(yè)平臺(tái)搭設(shè)完成;
④基坑、上下轉(zhuǎn)盤和反力座鑿毛,撐腳、滑道清理,基坑雜物清理完成;
⑤牽引設(shè)備安裝調(diào)試到位,鋼絞線清理穿鋼絞線并預(yù)緊;
⑥轉(zhuǎn)體牽引配電箱安裝連接到位;
⑦撐腳間隙砂子清理干凈;
⑧稱重前撤除梁頂所有材料、機(jī)具、設(shè)備;
⑨千斤頂校準(zhǔn)完成。
5.2 梁頂標(biāo)高、軸線測(cè)量準(zhǔn)備;撐腳編號(hào),撐腳間隙測(cè)點(diǎn)標(biāo)示;在梁頂用白水泥線將配重塊放置區(qū)域畫出。然后測(cè)量梁頂標(biāo)高、復(fù)測(cè)梁體軸線;測(cè)量撐腳間隙。安放位于上下承臺(tái)之間臨時(shí)支撐,臨時(shí)支撐銷緊。最后再次復(fù)測(cè)梁面標(biāo)高、軸線及撐腳間隙。
5.3 安放稱重千斤頂,全部施加5噸預(yù)頂力,并檢查排除影響梁體轉(zhuǎn)動(dòng)的障礙物。隨后拆除砂箱,測(cè)量撐腳間隙,之前配重塊和吊車需提前就位,這時(shí)方可拆除臨時(shí)固結(jié),然后再拆除臨時(shí)支撐。
5.4 稱重前初步觀察百分表,察看梁體傾斜方向,初步判斷梁體平衡或偏移狀態(tài);再次查看撐腳間隙。稱重時(shí)緩慢頂升,分級(jí)加載讀數(shù)。稱重時(shí)考慮從偏心側(cè)施加頂力,分級(jí)施加頂力的大小及加載步驟(見(jiàn)表2);稱重時(shí)觀測(cè)梁端高程變化與千斤頂行程、壓力及百分表讀數(shù)之間的關(guān)系。
表2 稱重千斤頂加載施力等級(jí)表
■
注:此表實(shí)際應(yīng)用時(shí)根據(jù)千斤頂校準(zhǔn)報(bào)告換算為壓力表的壓力分級(jí)表。
5.5 落頂、讀數(shù)。每次完成稱重,待指針?lè)€(wěn)定后讀數(shù)、計(jì)算。計(jì)算主要內(nèi)容有:e、μ、Mz、MG,同時(shí)計(jì)算出配重量并按計(jì)算結(jié)果配重。配重完成后要進(jìn)行二次稱重,檢驗(yàn)配重情況;直到兩端平衡。
5.6 配重完成,上臨時(shí)支撐,最后再次復(fù)測(cè)梁體標(biāo)高、軸線、撐腳間隙。
5.7 試驗(yàn)結(jié)果匯總。通過(guò)拆架時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)表明:轉(zhuǎn)動(dòng)體縱向球鉸摩阻力矩大于轉(zhuǎn)動(dòng)體不平衡力矩(偏向大里程)??v向稱重試驗(yàn)實(shí)測(cè)位移、頂力數(shù)據(jù)見(jiàn)圖6、圖7。
①17#墩轉(zhuǎn)體縱向不平衡力矩估算為:不平衡彎矩MG=
1338.75kN·m,偏心距e=0.011m;MZ=55781.25KN·m;μ0=0.0589。
②15#墩轉(zhuǎn)體縱向不平衡力矩估算為:不平衡彎矩M=3137kN·m,偏心距e=0.026m。
6 結(jié)論
為保證轉(zhuǎn)體的同步、緩慢勻速轉(zhuǎn)動(dòng),其轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的稱重、配重是該轉(zhuǎn)體施工中核心工作,通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)體球鉸部位摩擦力、不平衡力矩的測(cè)試,掌握梁體的穩(wěn)定與平衡情況,在通過(guò)配重,使梁體達(dá)到平衡,為標(biāo)高調(diào)整、變位和受力狀況提供依據(jù),從而確保轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)安全。
6.1 通過(guò)以上論述發(fā)現(xiàn),通過(guò)稱重,能夠準(zhǔn)確確認(rèn)轉(zhuǎn)體橋的平衡狀態(tài),是確保轉(zhuǎn)體順利進(jìn)行,確保轉(zhuǎn)體安全平穩(wěn)的必要程序。
6.2 稱重前要對(duì)梁體的高程進(jìn)行仔細(xì)測(cè)量,支撐的拆除要按步驟進(jìn)行,實(shí)時(shí)監(jiān)控,配重設(shè)備提前到位,是確保所有約束解除,這些工作要求必須在正式稱重前做好。
6.3 在施加稱重頂力時(shí)要分級(jí)逐步進(jìn)行,超過(guò)摩擦平衡點(diǎn)時(shí),稱重百分表會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng),此時(shí)應(yīng)停止施加頂力。此時(shí)臨界狀態(tài)下的數(shù)據(jù)為有效測(cè)量數(shù)據(jù)。
參考文獻(xiàn):
[1]張聯(lián)燕等.橋梁轉(zhuǎn)體施工[M].人民交通出版社,2002-3-1.
[2]魯建生,楊永宏,劉繼龍.保阜高速公路跨京廣鐵路轉(zhuǎn)體橋稱重試驗(yàn)研究[J].鐵道建筑技術(shù),2009(05).
[3]孫士彥,張華,皮銀.轉(zhuǎn)體施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),1998(9):34-39.endprint
假設(shè)F左=F右,L左=L右,取L=5.4m,
計(jì)算得F=5176kN。
稱重時(shí)千斤頂頂力約在5200kN。
2.5 梁體縱向配重
采用重量平衡轉(zhuǎn)體配重方案。該轉(zhuǎn)體方案的思路是:通過(guò)配重,使轉(zhuǎn)體梁在靜力狀態(tài)保持平衡,即轉(zhuǎn)體梁的重心線通過(guò)球鉸豎軸線。此時(shí),配重可按下式計(jì)算:
需要配重=N·e /配重懸臂長(zhǎng)度。
該方案的好處是配重量小,啟動(dòng)所需牽引力相對(duì)較小。由于該方案中對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)體為一點(diǎn)支承,在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中易導(dǎo)致轉(zhuǎn)體梁在豎平面內(nèi)的晃動(dòng)。因此,若采取該方案,應(yīng)盡量減小撐腳與滑道間的間隙。
3 測(cè)點(diǎn)布置
在兩幅梁的承臺(tái)底面布置如圖4的千斤頂和位移傳感器,在上轉(zhuǎn)盤下用千斤頂施加力,分別用位移計(jì)測(cè)出球鉸由靜摩擦狀態(tài)到動(dòng)摩擦狀態(tài)的臨界值,從而測(cè)出梁體的不平衡力矩。
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圖4 測(cè)點(diǎn)布置圖
4 儀器設(shè)備及其安裝(表1)
儀器設(shè)備安裝布置圖5。
5 稱重工藝試驗(yàn)分析
5.1 前期梁體施工的進(jìn)度要求
①所有張拉、壓漿工作完成;
②梁體(包括梁體護(hù)欄)裝修做完,防拋網(wǎng)安裝完成;
③連續(xù)千斤頂作業(yè)平臺(tái)搭設(shè)完成;
④基坑、上下轉(zhuǎn)盤和反力座鑿毛,撐腳、滑道清理,基坑雜物清理完成;
⑤牽引設(shè)備安裝調(diào)試到位,鋼絞線清理穿鋼絞線并預(yù)緊;
⑥轉(zhuǎn)體牽引配電箱安裝連接到位;
⑦撐腳間隙砂子清理干凈;
⑧稱重前撤除梁頂所有材料、機(jī)具、設(shè)備;
⑨千斤頂校準(zhǔn)完成。
5.2 梁頂標(biāo)高、軸線測(cè)量準(zhǔn)備;撐腳編號(hào),撐腳間隙測(cè)點(diǎn)標(biāo)示;在梁頂用白水泥線將配重塊放置區(qū)域畫出。然后測(cè)量梁頂標(biāo)高、復(fù)測(cè)梁體軸線;測(cè)量撐腳間隙。安放位于上下承臺(tái)之間臨時(shí)支撐,臨時(shí)支撐銷緊。最后再次復(fù)測(cè)梁面標(biāo)高、軸線及撐腳間隙。
5.3 安放稱重千斤頂,全部施加5噸預(yù)頂力,并檢查排除影響梁體轉(zhuǎn)動(dòng)的障礙物。隨后拆除砂箱,測(cè)量撐腳間隙,之前配重塊和吊車需提前就位,這時(shí)方可拆除臨時(shí)固結(jié),然后再拆除臨時(shí)支撐。
5.4 稱重前初步觀察百分表,察看梁體傾斜方向,初步判斷梁體平衡或偏移狀態(tài);再次查看撐腳間隙。稱重時(shí)緩慢頂升,分級(jí)加載讀數(shù)。稱重時(shí)考慮從偏心側(cè)施加頂力,分級(jí)施加頂力的大小及加載步驟(見(jiàn)表2);稱重時(shí)觀測(cè)梁端高程變化與千斤頂行程、壓力及百分表讀數(shù)之間的關(guān)系。
表2 稱重千斤頂加載施力等級(jí)表
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注:此表實(shí)際應(yīng)用時(shí)根據(jù)千斤頂校準(zhǔn)報(bào)告換算為壓力表的壓力分級(jí)表。
5.5 落頂、讀數(shù)。每次完成稱重,待指針?lè)€(wěn)定后讀數(shù)、計(jì)算。計(jì)算主要內(nèi)容有:e、μ、Mz、MG,同時(shí)計(jì)算出配重量并按計(jì)算結(jié)果配重。配重完成后要進(jìn)行二次稱重,檢驗(yàn)配重情況;直到兩端平衡。
5.6 配重完成,上臨時(shí)支撐,最后再次復(fù)測(cè)梁體標(biāo)高、軸線、撐腳間隙。
5.7 試驗(yàn)結(jié)果匯總。通過(guò)拆架時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)表明:轉(zhuǎn)動(dòng)體縱向球鉸摩阻力矩大于轉(zhuǎn)動(dòng)體不平衡力矩(偏向大里程)??v向稱重試驗(yàn)實(shí)測(cè)位移、頂力數(shù)據(jù)見(jiàn)圖6、圖7。
①17#墩轉(zhuǎn)體縱向不平衡力矩估算為:不平衡彎矩MG=
1338.75kN·m,偏心距e=0.011m;MZ=55781.25KN·m;μ0=0.0589。
②15#墩轉(zhuǎn)體縱向不平衡力矩估算為:不平衡彎矩M=3137kN·m,偏心距e=0.026m。
6 結(jié)論
為保證轉(zhuǎn)體的同步、緩慢勻速轉(zhuǎn)動(dòng),其轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的稱重、配重是該轉(zhuǎn)體施工中核心工作,通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)體球鉸部位摩擦力、不平衡力矩的測(cè)試,掌握梁體的穩(wěn)定與平衡情況,在通過(guò)配重,使梁體達(dá)到平衡,為標(biāo)高調(diào)整、變位和受力狀況提供依據(jù),從而確保轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)安全。
6.1 通過(guò)以上論述發(fā)現(xiàn),通過(guò)稱重,能夠準(zhǔn)確確認(rèn)轉(zhuǎn)體橋的平衡狀態(tài),是確保轉(zhuǎn)體順利進(jìn)行,確保轉(zhuǎn)體安全平穩(wěn)的必要程序。
6.2 稱重前要對(duì)梁體的高程進(jìn)行仔細(xì)測(cè)量,支撐的拆除要按步驟進(jìn)行,實(shí)時(shí)監(jiān)控,配重設(shè)備提前到位,是確保所有約束解除,這些工作要求必須在正式稱重前做好。
6.3 在施加稱重頂力時(shí)要分級(jí)逐步進(jìn)行,超過(guò)摩擦平衡點(diǎn)時(shí),稱重百分表會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng),此時(shí)應(yīng)停止施加頂力。此時(shí)臨界狀態(tài)下的數(shù)據(jù)為有效測(cè)量數(shù)據(jù)。
參考文獻(xiàn):
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[2]魯建生,楊永宏,劉繼龍.保阜高速公路跨京廣鐵路轉(zhuǎn)體橋稱重試驗(yàn)研究[J].鐵道建筑技術(shù),2009(05).
[3]孫士彥,張華,皮銀.轉(zhuǎn)體施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),1998(9):34-39.endprint
假設(shè)F左=F右,L左=L右,取L=5.4m,
計(jì)算得F=5176kN。
稱重時(shí)千斤頂頂力約在5200kN。
2.5 梁體縱向配重
采用重量平衡轉(zhuǎn)體配重方案。該轉(zhuǎn)體方案的思路是:通過(guò)配重,使轉(zhuǎn)體梁在靜力狀態(tài)保持平衡,即轉(zhuǎn)體梁的重心線通過(guò)球鉸豎軸線。此時(shí),配重可按下式計(jì)算:
需要配重=N·e /配重懸臂長(zhǎng)度。
該方案的好處是配重量小,啟動(dòng)所需牽引力相對(duì)較小。由于該方案中對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)體為一點(diǎn)支承,在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中易導(dǎo)致轉(zhuǎn)體梁在豎平面內(nèi)的晃動(dòng)。因此,若采取該方案,應(yīng)盡量減小撐腳與滑道間的間隙。
3 測(cè)點(diǎn)布置
在兩幅梁的承臺(tái)底面布置如圖4的千斤頂和位移傳感器,在上轉(zhuǎn)盤下用千斤頂施加力,分別用位移計(jì)測(cè)出球鉸由靜摩擦狀態(tài)到動(dòng)摩擦狀態(tài)的臨界值,從而測(cè)出梁體的不平衡力矩。
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圖4 測(cè)點(diǎn)布置圖
4 儀器設(shè)備及其安裝(表1)
儀器設(shè)備安裝布置圖5。
5 稱重工藝試驗(yàn)分析
5.1 前期梁體施工的進(jìn)度要求
①所有張拉、壓漿工作完成;
②梁體(包括梁體護(hù)欄)裝修做完,防拋網(wǎng)安裝完成;
③連續(xù)千斤頂作業(yè)平臺(tái)搭設(shè)完成;
④基坑、上下轉(zhuǎn)盤和反力座鑿毛,撐腳、滑道清理,基坑雜物清理完成;
⑤牽引設(shè)備安裝調(diào)試到位,鋼絞線清理穿鋼絞線并預(yù)緊;
⑥轉(zhuǎn)體牽引配電箱安裝連接到位;
⑦撐腳間隙砂子清理干凈;
⑧稱重前撤除梁頂所有材料、機(jī)具、設(shè)備;
⑨千斤頂校準(zhǔn)完成。
5.2 梁頂標(biāo)高、軸線測(cè)量準(zhǔn)備;撐腳編號(hào),撐腳間隙測(cè)點(diǎn)標(biāo)示;在梁頂用白水泥線將配重塊放置區(qū)域畫出。然后測(cè)量梁頂標(biāo)高、復(fù)測(cè)梁體軸線;測(cè)量撐腳間隙。安放位于上下承臺(tái)之間臨時(shí)支撐,臨時(shí)支撐銷緊。最后再次復(fù)測(cè)梁面標(biāo)高、軸線及撐腳間隙。
5.3 安放稱重千斤頂,全部施加5噸預(yù)頂力,并檢查排除影響梁體轉(zhuǎn)動(dòng)的障礙物。隨后拆除砂箱,測(cè)量撐腳間隙,之前配重塊和吊車需提前就位,這時(shí)方可拆除臨時(shí)固結(jié),然后再拆除臨時(shí)支撐。
5.4 稱重前初步觀察百分表,察看梁體傾斜方向,初步判斷梁體平衡或偏移狀態(tài);再次查看撐腳間隙。稱重時(shí)緩慢頂升,分級(jí)加載讀數(shù)。稱重時(shí)考慮從偏心側(cè)施加頂力,分級(jí)施加頂力的大小及加載步驟(見(jiàn)表2);稱重時(shí)觀測(cè)梁端高程變化與千斤頂行程、壓力及百分表讀數(shù)之間的關(guān)系。
表2 稱重千斤頂加載施力等級(jí)表
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注:此表實(shí)際應(yīng)用時(shí)根據(jù)千斤頂校準(zhǔn)報(bào)告換算為壓力表的壓力分級(jí)表。
5.5 落頂、讀數(shù)。每次完成稱重,待指針?lè)€(wěn)定后讀數(shù)、計(jì)算。計(jì)算主要內(nèi)容有:e、μ、Mz、MG,同時(shí)計(jì)算出配重量并按計(jì)算結(jié)果配重。配重完成后要進(jìn)行二次稱重,檢驗(yàn)配重情況;直到兩端平衡。
5.6 配重完成,上臨時(shí)支撐,最后再次復(fù)測(cè)梁體標(biāo)高、軸線、撐腳間隙。
5.7 試驗(yàn)結(jié)果匯總。通過(guò)拆架時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)表明:轉(zhuǎn)動(dòng)體縱向球鉸摩阻力矩大于轉(zhuǎn)動(dòng)體不平衡力矩(偏向大里程)??v向稱重試驗(yàn)實(shí)測(cè)位移、頂力數(shù)據(jù)見(jiàn)圖6、圖7。
①17#墩轉(zhuǎn)體縱向不平衡力矩估算為:不平衡彎矩MG=
1338.75kN·m,偏心距e=0.011m;MZ=55781.25KN·m;μ0=0.0589。
②15#墩轉(zhuǎn)體縱向不平衡力矩估算為:不平衡彎矩M=3137kN·m,偏心距e=0.026m。
6 結(jié)論
為保證轉(zhuǎn)體的同步、緩慢勻速轉(zhuǎn)動(dòng),其轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的稱重、配重是該轉(zhuǎn)體施工中核心工作,通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)體球鉸部位摩擦力、不平衡力矩的測(cè)試,掌握梁體的穩(wěn)定與平衡情況,在通過(guò)配重,使梁體達(dá)到平衡,為標(biāo)高調(diào)整、變位和受力狀況提供依據(jù),從而確保轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)安全。
6.1 通過(guò)以上論述發(fā)現(xiàn),通過(guò)稱重,能夠準(zhǔn)確確認(rèn)轉(zhuǎn)體橋的平衡狀態(tài),是確保轉(zhuǎn)體順利進(jìn)行,確保轉(zhuǎn)體安全平穩(wěn)的必要程序。
6.2 稱重前要對(duì)梁體的高程進(jìn)行仔細(xì)測(cè)量,支撐的拆除要按步驟進(jìn)行,實(shí)時(shí)監(jiān)控,配重設(shè)備提前到位,是確保所有約束解除,這些工作要求必須在正式稱重前做好。
6.3 在施加稱重頂力時(shí)要分級(jí)逐步進(jìn)行,超過(guò)摩擦平衡點(diǎn)時(shí),稱重百分表會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng),此時(shí)應(yīng)停止施加頂力。此時(shí)臨界狀態(tài)下的數(shù)據(jù)為有效測(cè)量數(shù)據(jù)。
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