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)：

[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)。

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