摘要：本文針對(duì)跨越207省道及既有隴海鐵路的轉(zhuǎn)體連續(xù)梁展開了系統(tǒng)的研究。通過數(shù)值模擬與試驗(yàn)相結(jié)合的方法，探討其在加速和勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和應(yīng)力分布特性。分析了不同轉(zhuǎn)動(dòng)速度與加速度對(duì)主梁受力狀態(tài)的影響，得出了材料在承載力達(dá)到臨界值后的變形行為。強(qiáng)調(diào)了施工過程中控制荷載施加的必要性，防止因超出抗拉強(qiáng)度而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損壞。結(jié)果表明：隨著荷載的增加，主梁的變形由彈性逐漸轉(zhuǎn)向非線性，應(yīng)力集中現(xiàn)象可能會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成局部損傷。因此，在工程實(shí)踐中需采取監(jiān)測(cè)手段，實(shí)時(shí)追蹤變形情況，以制定有效的控制策略。本研究為轉(zhuǎn)體連續(xù)梁的安全施工和設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)用的數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土；連續(xù)梁橋；球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)法；穩(wěn)定性分析

中圖分類號(hào)：U448.215"" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"" 文章編號(hào)：2096-2118（2024）06-0067-07

Stability Analysis and Control in the Rotating Construction

of Prestressed Concrete Continuous Girder Bridge

FU Lin

（China Railway 14th Bureau Group Corporation Limited，Jinan Shandong 250014，China）

Abstract：A systematic study is carried out on the rotating continuous girder spanning 207 provincial highways and the existing Longhai Railway.The stability and stress distribution characteristics of the structure is investigated in the process of acceleration and uniform rotation through the combination of numerical simulation and test.The effects of different rotation speeds and accelerations on the force state of the main girder are analyzed，and the deformation behavior of the material after the bearing capacity reaches the critical value is derived.Emphasizing the necessity of controlling the load application during the construction process to prevent the structural damage due to exceeding the tensile strength.It is revealed that the deformation of the main girder gradually shifts from elasticity to nonlinearity as the load increases，and the stress concentration phenomenon may cause localized damage to the structure.Therefore， monitoring means are required to track the deformation in real time in order to formulate an effective control strategy in engineering practice.This study provides a solid theoretical foundation and practical data support for the safe construction and design of rotating continuous girders.

Keywords：prestressed concrete；continuous girder bridge；ball-hinge rotation method；stability analysis

隨著交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)尤其是橋梁的需求日益增加。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋因其良好的承載能力、較大的跨越能力以及優(yōu)雅的外觀而成為現(xiàn)代橋梁工程中廣泛應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)形式。在復(fù)雜的施工環(huán)境和不斷變化的荷載條件下，這些橋梁在施工過程中的穩(wěn)定性顯得尤為重要。特別是在橋梁的旋轉(zhuǎn)施工過程中，如何保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，是確保橋梁安全性和施工精確性的關(guān)鍵。旋轉(zhuǎn)施工技術(shù)具有施工作業(yè)面小、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)。然而，在實(shí)際施工過程中，梁體在旋轉(zhuǎn)階段所承受的動(dòng)態(tài)荷載、摩擦力和不平衡力矩等因素對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性形成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。針對(duì)這些問題，進(jìn)行深度的穩(wěn)定性分析與有效的控制措施，旨在確保每一次的旋轉(zhuǎn)都能成功且安全地完成，是當(dāng)前橋梁工程領(lǐng)域亟需解決的重要課題。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者紛紛關(guān)注預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的旋轉(zhuǎn)施工技術(shù)及其穩(wěn)定性研究。國外在這方面起步較早，相關(guān)研究涵蓋了旋轉(zhuǎn)過程中的力學(xué)模型、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究等方面。盡管國內(nèi)該技術(shù)起步較晚，但建造的轉(zhuǎn)體施工橋梁數(shù)量和寬度已超國外，取得了顯著的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益[1]。隨著橋梁工程技術(shù)的發(fā)展，越來越多的研究開始關(guān)注預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的旋轉(zhuǎn)施工。此外，基于球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)法的研究也逐漸受到重視，該方法能夠更精準(zhǔn)地計(jì)算不平衡力矩，從而為施工提供更加可靠的理論指導(dǎo)。

梁體的穩(wěn)定是轉(zhuǎn)動(dòng)的必要條件，對(duì)于大跨度轉(zhuǎn)體懸臂結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)體前需設(shè)置5 cm～15 cm的預(yù)偏量來保持轉(zhuǎn)體體系的穩(wěn)定性，對(duì)于不同轉(zhuǎn)動(dòng)體系橋梁結(jié)構(gòu)預(yù)偏量的設(shè)置需通過轉(zhuǎn)體稱重試驗(yàn)來確定[2]。球鉸是橋梁轉(zhuǎn)動(dòng)支撐體系的關(guān)鍵，轉(zhuǎn)動(dòng)面摩擦力決定轉(zhuǎn)動(dòng)牽引力的大小[3]。盡管我國在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋旋轉(zhuǎn)施工方向的研究已取得了一些進(jìn)展，但是目前的研究多集中于靜態(tài)穩(wěn)定性，忽視了動(dòng)態(tài)條件下的穩(wěn)定性分析，不能全面評(píng)估旋轉(zhuǎn)過程中的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于旋轉(zhuǎn)過程中的動(dòng)態(tài)行為分析仍有待提高，特別是在各種荷載作用下，梁體的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征尚不明晰。此外，在復(fù)雜工況下對(duì)轉(zhuǎn)體梁研究較少，缺乏對(duì)轉(zhuǎn)體速度、加速度等參數(shù)在不同環(huán)境條件下的定量化影響分析。

綜上所述，針對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋旋轉(zhuǎn)過程中的穩(wěn)定性分析與控制還需深入研究。本文旨在結(jié)合理論計(jì)算與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析，明確旋轉(zhuǎn)過程中的關(guān)鍵參數(shù)，并探索有效的穩(wěn)定性控制措施，系統(tǒng)探討了加速和勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和應(yīng)力分布特性，彌補(bǔ)了動(dòng)態(tài)施工工況下非線性行為研究的不足，以期提高橋梁施工的安全性與精確性。針對(duì)復(fù)雜工況提出具體分析，擴(kuò)展了轉(zhuǎn)體梁研究的適用性，為類似工程提供了可靠參考。

1 模型的建立

1.1 工程概況

本文研究對(duì)象為跨越207省道及既有隴海鐵路的（72+120+72）m轉(zhuǎn)體連續(xù)梁，轉(zhuǎn)體重量約為12 000 t。轉(zhuǎn)體連續(xù)梁實(shí)景和立面布置見圖1～圖2。

1.2 有限元模型建立

采用Midas Civil分析軟件進(jìn)行建模，含梁體、橋墩及承臺(tái)的單個(gè)T構(gòu)轉(zhuǎn)體連續(xù)梁有限元模型如圖3所示，共計(jì)54個(gè)梁單元，支座與梁體采用彈性剛性連接。橋梁轉(zhuǎn)體過程通常有加速、勻速、減速、點(diǎn)動(dòng)4個(gè)階段，加速與減速階段是對(duì)稱的階段，同時(shí)該工程在實(shí)際施工時(shí)沒有點(diǎn)動(dòng)階段，故本文僅對(duì)加速與勻速階段的受力進(jìn)行分析。

1.3 數(shù)學(xué)模型的建立

橋梁從靜止?fàn)顟B(tài)達(dá)到勻速狀態(tài)時(shí)，則牽引力需大于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤的摩擦力。因此，橋梁會(huì)有一個(gè)加速轉(zhuǎn)動(dòng)的過程，然后才能達(dá)到勻速狀態(tài)。當(dāng)橋梁接近預(yù)設(shè)位置時(shí)，會(huì)有相應(yīng)的減速過程，從而使橋梁靜止。加速與減速過程中對(duì)單個(gè)T構(gòu)轉(zhuǎn)體連續(xù)梁的影響計(jì)算公式如下。

1） 單個(gè)T構(gòu)轉(zhuǎn)體連續(xù)梁繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)角動(dòng)量為：

M=（1）

LZ=Jω（2）

M=J=Jα（3）

式（1）～式（3）中：MZ為單個(gè)T構(gòu)轉(zhuǎn)體連續(xù)梁轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，kN·m；d為運(yùn)算符；LZ為單個(gè)T構(gòu)轉(zhuǎn)體連續(xù)梁轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量；t為時(shí)間，s；J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kg·m2；ω是轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，rad/s；α為橋體轉(zhuǎn)動(dòng)的加速度，rad/s2。

扭轉(zhuǎn)最大剪應(yīng)力為：

τ=（4）

W=（3h-b）-（3h-b）（5）

式（4）～式（5）中：WP為箱型截面的抗扭截面系數(shù)；bh，h分別為箱型截面的寬度、高度，m；bω，hω分別為截面孔洞的寬度、高度，m。

2） 不同加速度對(duì)橋體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析

結(jié)合施工圖和規(guī)范，混凝土抗拉值的計(jì)算公式為：

y≤1.89（6）

式（6）中：J取4.13×109 kg·m2，y為截面高度，取3.33 m，I為截面慣性矩，取243.11 m4。

當(dāng)混凝土拉應(yīng)力值為設(shè)計(jì)強(qiáng)度（1.89 MPa）時(shí)，可得球鉸的加速度為：

α=

=

=0.12 m/s（7）

1.4 模型驗(yàn)證

基于上述建模方法和數(shù)學(xué)模型，通過李天平等[4]的研究結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證本文的建模方法，誤差lt;5%，證明了模型的準(zhǔn)確性和適用性。

2 梁體穩(wěn)定性分析

2.1 加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)主梁穩(wěn)定性分析

加速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，結(jié)構(gòu)承受的力和應(yīng)力顯著增加，可能導(dǎo)致材料屈服或斷裂。穩(wěn)定性分析有助于預(yù)測(cè)和避免災(zāi)難性故障，從而保護(hù)人員和設(shè)備安全。非線性力學(xué)特性在轉(zhuǎn)體過程中可能引發(fā)局部應(yīng)力集中和累積變形，增加結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。尤其在轉(zhuǎn)動(dòng)加速階段，非線性力學(xué)特性對(duì)結(jié)構(gòu)安全的影響更為顯著。六種工況以加速度不同作為區(qū)分，分別為0.001 m/s2，0.005 m/s2，0.01 m/s2，0.04 m/s2，0.08 m/s2，0.12 m/s2。通過對(duì)前文建立的含梁體、橋墩及承臺(tái)的單個(gè)T構(gòu)轉(zhuǎn)體連續(xù)梁有限元模型的計(jì)算，得出不同加速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的梁體應(yīng)力分布如圖4所示。

由圖4可知，最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在梁體根部，加速度為0.001 m/s2時(shí)，最大值為0.016 MPa；加速度為0.005 m/s2時(shí)，最大值為0.082 MPa；加速度為0.01 m/s2時(shí)，最大值為0.164 MPa；加速度為0.04 m/s2時(shí)，最大值為0.654 MPa；加速度為0.08 m/s2時(shí)，最大值為1.311 MPa；加速度達(dá)到0.12 m/s2時(shí)，最大拉應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉極限應(yīng)力值1.89 MPa。由以上梁體應(yīng)力變化規(guī)律可知，轉(zhuǎn)體連續(xù)梁梁體拉應(yīng)力隨著轉(zhuǎn)動(dòng)加速度的增大而增大，當(dāng)加速度達(dá)到0.12 m/s2，轉(zhuǎn)體連續(xù)梁根部混凝土拉應(yīng)力達(dá)到極值，若超過該數(shù)值梁體混凝土?xí)蚩估瓘?qiáng)度不足而遭到破壞。在動(dòng)態(tài)施工工況下，非線性力學(xué)特性與慣性力的耦合作用會(huì)進(jìn)一步影響轉(zhuǎn)體連續(xù)梁的安全性，適當(dāng)減小轉(zhuǎn)體加速度并優(yōu)化荷載分布策略，可以顯著降低因非線性行為引發(fā)的安全隱患。

2.2 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)主梁穩(wěn)定性分析

由于轉(zhuǎn)動(dòng)過程中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間最長，假設(shè)轉(zhuǎn)速分別為0.02 rad/min，0.05 rad/min，0.1 rad/min，0.5 rad/min，1 rad/min，2 rad/min的六種工況進(jìn)行分析，分析結(jié)果見圖5。

由圖5可知，最大拉應(yīng)力同樣出現(xiàn)在梁體根部，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為0.02 rad/min時(shí)，最大拉應(yīng)力為1.06×10-6 MPa；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為0.05 rad/min時(shí)，最大拉應(yīng)力為6.62×10-6 MPa；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為0.1 rad/min時(shí)，最大拉應(yīng)力為2.65×10-5 MPa；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為0.5 rad/min時(shí)，最大拉應(yīng)力為6.62×10-4 MPa；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為1 rad/min時(shí)，最大拉應(yīng)力為2.65×10-3 MPa；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為2 rad/min時(shí)，最大拉應(yīng)力為1.06×10-2 MPa。由此可得，在施工轉(zhuǎn)體時(shí)，轉(zhuǎn)速不得超過0.02 rad/min。相比加速度對(duì)梁體的應(yīng)力影響而言，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)影響不大。

3 球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)法

3.1 基本原理

1） 不平衡力矩測(cè)試方法及分析

橋梁脫架后懸臂結(jié)構(gòu)有兩種平衡狀況，設(shè)摩阻力矩為MZ，kN·m；不平衡力矩為MG，kN·m。

平衡狀況一： MZ lt;MG

轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)重心偏東邊跨時(shí)：

東側(cè)落頂時(shí)有：

P落·L東+MZ =MG（8）

東側(cè)升頂時(shí)有：

P升·L東=MG+MZ（9）

則有：

M=（10）

M=（11）

式（8）～式（11）中：P落，P升分別為微小轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的支撐力，kN；L東，L西分別為東、西側(cè)支點(diǎn)距離，m。

平衡狀況二： MZgt;MG

假設(shè)條件與狀況一相同，

從東側(cè)頂梁時(shí)

P東·L東=MG+MZ（12）

從西側(cè)頂梁時(shí)

P西·L西+MG=MZ（13）

則有

M=（14）

M=（15）

式（12）～式（15）中：P東，P西分別為微小轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)東、西方向的支撐力，kN。

2） 靜摩擦系數(shù)分析計(jì)算

圖6為球鉸靜摩擦系數(shù)計(jì)算，球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)面上的摩阻系數(shù)和偏心距的計(jì)算過程如下[5]：

由于

dMZ=RcosθdF，dF=μ0 σdA，dA=2πrds，r=Rsinθ，

ds=Rdθ，σ=σcosθ，σ=

則dM=dθ

M=dM=μN(yùn)R（16）

得球鉸靜摩阻系數(shù)：

μ=×（17）

轉(zhuǎn)動(dòng)體偏心矩為：

e=MG /N（18）

式（18）中：N為轉(zhuǎn)體重量，t。

3.2 稱重試驗(yàn)各項(xiàng)參數(shù)估算

μ=×（19）

式（19）中：R為球鉸球徑，取8 m；N取12 000 t。

依據(jù)經(jīng)驗(yàn)可得摩阻系數(shù)μ值約為0.02～0.04，故假設(shè)μ=0.03，得到MZ =28 379 kN·m。

MZ =（F左L左+F右L右）/2（20）

假設(shè)F左=F右，L左=L右，取L=5.5 m，計(jì)算得F=5 159.82 kN，由此得到稱重頂力為5 200 kN。

3.3 測(cè)點(diǎn)布置及數(shù)據(jù)采集

在轉(zhuǎn)體前稱重測(cè)點(diǎn)的布置，按照測(cè)量方便、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)具有一定代表性和說服力的原則進(jìn)行布置，如圖7所示。

3.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及結(jié)果

3.4.1 No.23墩

1） 邊跨側(cè)試驗(yàn)結(jié)果

荷載-位移關(guān)系曲線測(cè)試結(jié)果見表1，千斤頂定力數(shù)值lt;1 126 kN時(shí)，荷載-位移呈非線性相關(guān)關(guān)系，這是由于在這一階段，主梁的剛度較高，能夠有效地承受加載而不發(fā)生明顯的變形。隨著荷載的不斷增加，材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)開始逐步響應(yīng)外部應(yīng)力，出現(xiàn)局部的塑性區(qū)域。千斤頂定力數(shù)值gt;1 126 kN時(shí)，主梁的受力狀態(tài)趨于均勻，塑性變形主要集中在梁的截面上，導(dǎo)致變形速率與荷載成正比，從而形成線性關(guān)系。由此可知P1=1 126 kN。

2） 中跨側(cè)試驗(yàn)結(jié)果

荷載-位移試驗(yàn)結(jié)果見表2，千斤頂定力數(shù)值lt;753 kN時(shí)，結(jié)構(gòu)主要處于彈性狀態(tài)，材料表現(xiàn)出較大的初始剛度。隨著荷載逐漸增加，材料內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)逐步響應(yīng)外部應(yīng)力，導(dǎo)致位移增量相對(duì)較小。千斤頂定力數(shù)值gt;753 kN時(shí)，材料的受力狀態(tài)以塑性變形為主導(dǎo)，遵循線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，符合胡克定律。由此可知P2=753 kN。

3.4.2 No.24墩

1） 邊跨側(cè)試驗(yàn)結(jié)果

荷載-位移試驗(yàn)結(jié)果見表3，千斤頂定力數(shù)值lt;1 872 kN時(shí)，荷載施加后，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力分布往往不均勻，局部區(qū)域可能會(huì)出現(xiàn)更大的變形，這導(dǎo)致整體荷載與位移之間的關(guān)系曲線呈現(xiàn)非線性。千斤頂定力數(shù)值gt;1 872 kN時(shí)，結(jié)構(gòu)中的塑性區(qū)逐漸擴(kuò)大，應(yīng)力在整個(gè)材料中趨于均勻分布。這使得額外的荷載能夠以線性方式傳遞，并導(dǎo)致較快的位移增量。由此可知P2=1 872 kN。

2） 中跨側(cè)試驗(yàn)結(jié)果

荷載-位移試驗(yàn)結(jié)果見表4，千斤頂定力數(shù)值小于lt;材料自身特性，可能存在微小的塑性變形情況。千斤頂定力數(shù)值gt;1 273 kN時(shí)，盡管材料仍能承載更大的荷載，但因塑性變形的發(fā)生，有效剛度會(huì)隨著荷載的增加而減小。此時(shí)，荷載增加導(dǎo)致的位移增量則以線性方式上升。由此可知P2=1 273 kN。

由表1～表4可知，保持梁體平衡狀態(tài)時(shí)球鉸摩阻力矩不得小于轉(zhuǎn)動(dòng)體系的不平衡力矩，因此，不平衡力矩：

M=（21）

摩阻力矩：

M=（22）

球鉸靜摩阻系數(shù)：

μ=（23）

轉(zhuǎn)動(dòng)體偏心距：

e=（24）

不平衡力矩是指作用在轉(zhuǎn)動(dòng)體上的各種力的合成所產(chǎn)生的力矩。在保持梁體平衡的情況下，不平衡力矩必須由球鉸摩阻力矩來抵消，以確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。球鉸摩阻力矩則依賴于靜摩擦系數(shù)和偏心距，起到抵抗不平衡力矩的作用。由表5～表6的計(jì)算結(jié)果顯示了不同墩的轉(zhuǎn)動(dòng)體參數(shù)。通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)施加荷載（P1和P2）不同時(shí)，其不平衡力矩（MZ）也隨之變化。雖然兩個(gè)墩的摩阻力矩都能夠滿足相應(yīng)的不平衡力矩，但需要注意的是，隨著荷載的增加，摩擦系數(shù)的線性假設(shè)可能不再有效，特別是在材料疲勞或磨損的情況下。在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)體系時(shí)，應(yīng)確保摩阻力矩始終≥不平衡力矩，以確保結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性。同時(shí)，應(yīng)考慮摩擦系數(shù)的變動(dòng)帶來的潛在影響，進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌踩６仍O(shè)計(jì)。

4 討論

4.1 環(huán)境因素對(duì)混凝土性能的潛在影響

溫度和濕度是影響混凝土性能的重要環(huán)境因素，尤其在復(fù)雜施工工況下，這些因素可能對(duì)材料的強(qiáng)度、變形和裂縫擴(kuò)展產(chǎn)生顯著作用。在高溫環(huán)境中，混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)可能導(dǎo)致干縮變形加劇，進(jìn)一步加速裂縫的形成。而在高濕度或低溫環(huán)境下，混凝土的硬化速度和強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律會(huì)發(fā)生變化，影響其承載性能。

4.2 環(huán)境因素對(duì)轉(zhuǎn)體施工的影響分析

轉(zhuǎn)體連續(xù)梁施工過程中，溫度梯度可能引起主梁內(nèi)部應(yīng)力分布的不均勻性，進(jìn)而影響其整體受力特性和轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定性。同時(shí)，濕度變化會(huì)通過改變混凝土的收縮與膨脹行為，間接影響主梁的變形與應(yīng)力集中。本文強(qiáng)調(diào)在實(shí)際施工中應(yīng)充分考慮環(huán)境因素的變化，以降低其對(duì)施工安全的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 工程實(shí)踐建議

為降低環(huán)境因素的不利影響，建議在施工過程中采取以下措施：①在施工方案中加入溫濕度的監(jiān)測(cè)與調(diào)整預(yù)案，例如利用遮陽、噴霧等手段控制施工環(huán)境條件；②對(duì)混凝土配合比進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以提高其在極端環(huán)境下的性能穩(wěn)定性；③在施工過程中設(shè)置溫濕度應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)跟蹤環(huán)境參數(shù)與結(jié)構(gòu)響應(yīng)的變化，確保施工安全。

基于成本效益分析的結(jié)果，本文提出以下建議：①在施工方案中引入成本與周期評(píng)估機(jī)制，平衡效率與安全性；②針對(duì)加速度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度的選擇，結(jié)合具體工程條件，優(yōu)先選取性價(jià)比較高的參數(shù)；③利用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)跟蹤施工進(jìn)度與成本消耗，動(dòng)態(tài)調(diào)整施工速度以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。

5 結(jié)論

本文針對(duì)跨越207省道及既有隴海鐵路的轉(zhuǎn)體連續(xù)梁進(jìn)行了全面的有限元模型分析和稱重試驗(yàn)，通過數(shù)值模擬與實(shí)際測(cè)試相結(jié)合的方法，得出以下結(jié)論。

1） 結(jié)構(gòu)的受力特性與轉(zhuǎn)動(dòng)速度和加速度密切相關(guān)。在千斤頂施加荷載過程中，不同的荷載水平導(dǎo)致了材料狀態(tài)的變化，特別是在超過一定臨界荷載后，材料內(nèi)部開始出現(xiàn)塑性區(qū)域，從而影響整體結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性。

2） 確定了不同跨距下的關(guān)鍵荷載值的具體數(shù)值。當(dāng)千斤頂定力達(dá)到850 kN時(shí)，主梁進(jìn)入均勻受力的階段，而中跨試驗(yàn)則顯示600 kN為臨界點(diǎn)。

3） 隨著荷載的增加，主梁的變形表現(xiàn)逐漸由彈性轉(zhuǎn)為非線性，這一現(xiàn)象在工程設(shè)計(jì)中必須予以重視。特別是在梁體承受較大荷載時(shí)，其變形速率顯著增加，可能會(huì)引發(fā)局部的應(yīng)力集中，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷。因此，在實(shí)際施工操作中，應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)手段，對(duì)變形情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并制定有效的控制方案，以確保施工過程的安全性。

4） 未來研究的方向可以進(jìn)一步拓展至轉(zhuǎn)體橋梁在不同環(huán)境條件下的性能評(píng)估，例如溫度、濕度等因素對(duì)材料性能的影響。此外，可以考慮對(duì)更復(fù)雜的操作，如梯級(jí)加速進(jìn)行深入研究，以優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，從而提升類似工程的安全實(shí)施效率。

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編輯：劉 巖