高速铁路曲线梁桥转体施工不平衡力测试方法技术

本发明专利技术公开了高速铁路曲线梁桥转体施工不平衡力测试方法，包括如下步骤：步骤一：测试前的准备：安装千斤顶及布置位移计；步骤二：称重试验：割掉临时支撑后，调整千斤顶顶推力大小，当位移计读数发生突变时，千斤顶顶推力产生的弯矩、转体不平衡力矩、转动体球铰摩阻力矩三者之间达到瞬时平衡，可求出转体不平衡力矩、转动体球铰摩阻力矩；步骤三：绘制荷载与位移曲线，并计算球绞摩阻系数、转动体偏心距。本发明专利技术通过转体不平衡称重现场试验，以保证转体施工阶段的结构安全，提高施工质量；同时，也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。

Test method for unbalanced force of curved girder bridge in high speed railway

The invention discloses a method for measuring unbalanced force during the construction of High-speed Railway Curved Girder bridges, including the following steps: preparation before testing: installing jacks and arranging displacement meters; step 2: weighing test: after cutting off temporary support, adjusting the thrust of the jack, when the displacement meter reading mutates, the jack The instantaneous balance among the bending moment, the unbalanced moment and the friction moment of the spherical hinges of the rotating body can be obtained. The unbalanced moment of the rotating body and the friction moment of the spherical hinges of the rotating body can be obtained. Step 3: Draw the load and displacement curves, and calculate the friction coefficient of the spherical strand and the eccentricity of the rotating body. The method ensures the structural safety and improves the construction quality by on-site test of rotating unbalanced weighing, at the same time, accumulates experience and data for the design and construction of similar rotating bridges, and provides a basis for technical management and technical evaluation during the operation of bridges.

【技术实现步骤摘要】
高速铁路曲线梁桥转体施工不平衡力测试方法
本专利技术涉及桥梁转体施工
更具体地说，本专利技术涉及高速铁路曲线梁桥转体施工不平衡力测试方法。
技术介绍
转体施工法的关键技术问题包括：(1)转动设备与转动能力；(2)施工过程中结构的强度和稳定性的保证；(3)结构合拢过程中的体系转换。尽管目前桥梁转体技术日渐成熟，但是对于不同的桥梁，必须根据其结构形式、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，以确保转体过程中结构具有足够的稳定性和强度保证，避免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。连续梁桥的转体系统由上盘、下承台、上下球铰、撑脚、滑道、牵引系统组成。整个转体系统以球铰支承为主，撑脚起控制转体稳定的作用。球铰由上球铰、下球铰、摩擦副、上套筒、下套筒、销轴、下球铰骨架组成。转动球铰是转体施工的关键构件，它承载整个转动体的重量，转动中其摩擦系数的大小直接影响着转动时所需牵引力矩的大小。在施工支架完全拆除后一直到转体结束，转动体的自平衡或配重平衡对转体施工过程的安全性起着至关重要的作用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供高速铁路曲线梁桥转体施工不平衡力测试方法，通过转体不平衡称重现场试验，确定梁体转动不平衡力矩、转体配重、摩阻系数、转体偏心距等，以保证转体施工阶段的结构安全，提高施工质量；同时，也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。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了高速铁路曲线梁桥转体施工不平衡力测试方法，包括如下步骤：步骤一：测试前的准备：主梁施工完成，支架拆除前，在球绞的上下转盘之间的外环道位置关于转盘中心对称安装4台400t千斤顶，沿梁体大里程侧和小里程侧分别放置2台，同时，在球铰转盘底四周布置4个位移计；步骤二：称重试验：割掉临时支撑的工字钢后，调整大里程侧或小里程侧千斤顶顶推力P1大小，通过位移计观察P1改变过程中的梁体位移变化；当位移计反应的梁体位移读数发生突变时，说明球铰产生了微小转动，则此时千斤顶顶推力P1产生的弯矩P1L1、转体不平衡力矩MG、转动体球铰摩阻力矩MZ三者之间达到瞬时平衡，通过这种平衡关系求出转体不平衡力矩MG、转动体球铰摩阻力矩MZ；步骤三：绘制荷载与位移曲线，并计算球绞摩阻系数、转动体偏心距，再确定配重重量、位置及新偏心距。优选的是，所述千斤顶与转台以及下承台两接触面各放置钢板，以防止集中受力造成混凝土破坏。优选的是，梁体分别进行纵向称重和横向称重，以确定转体不平衡力矩MG、转动体球铰摩阻力矩MZ以及球绞摩阻系数、转动体偏心距；步骤二中，割掉临时支撑的工字钢后，观察撑脚是否着地，如果撑脚着地，先进行第一次称重，得到实际需要配重块的重量，进行配重使得撑脚全部离地，然后进行复称；如果全部撑脚未着地，则不需要配重，直接进行称重；其中，配重块采用混凝土折板。优选的是，所述千斤顶包括：千斤顶本体，其具有上表面开口的中空腔体；活塞，其为上小下大的阶梯型，所述活塞位于所述千斤顶本体的腔体内，以将千斤顶本体的腔体分为上部的型腔和下部的液压腔，所述千斤顶本体具有贯通液压腔的第一进液口，所述活塞下部具有向内凹陷的一圈环形第一凹槽，所述第一凹槽槽口通过弹性板与活塞外侧密封连接，所述活塞下底面具有向上凹陷的第二凹槽，其为上大下小的阶梯型，所述第二凹槽靠近槽底的侧面具有多个贯通第一凹槽的倾斜通道，所述通道沿第一凹槽向第二凹槽向下倾斜设置；顶推机构，其包括工字型的顶推块和阻挡环，所述顶推块上部和中部配合于第二凹槽内，且可沿第二凹槽上下滑动，所述第二凹槽槽底与顶推块上表面之间填充有液体，所述顶推块下部外侧密封连接阻挡环下侧，阻挡环上侧固定于活塞下底面，所述阻挡环上侧位于顶推块下部的外侧，且所述阻挡环为高强柔性材质制得。优选的是，所述弹性板包括外层、中层和内层，所述内层为弹性材质，所述外层为耐磨弹性材质且外层具有贯通中层的多个微孔洞，所述中层为海绵且浸满润滑油。优选的是，所述千斤顶本体还具有贯通液压腔的第二进液口，所述第一进液口和第二进液口均固定连通有第一进液管和第二进液管，两者管口相对设置于液压腔内，第一进液管和第二进液管之间设置有调节阀，其由球体均分为四等分且其中三等分均向内形成弧形凹陷，所述调节阀未凹陷的一等分恰好可密封住第一进液管或第二进液管的管口，所述调节阀中心固定有转动轴一端，转动轴另一端水平穿出千斤顶本体外并通过驱动机构驱动转动，所述转动轴与千斤顶本体内壁之间设置有密封圈。优选的是，所述调节阀未凹陷的一等分两侧设置有远离调节阀中心向外延伸的一对挡板，所述第一进液管或第二进液管的上侧端部具有向内凹陷的凹通道，其恰好可容纳调节阀转动时挡板通过，所述第一进液管或第二进液管的下侧具有向内凹陷的第三凹槽，其恰好与挡板相配合。本专利技术至少包括以下有益效果：1、受梁体质量分布不均、梁体纵坡等因素影响，T构桥转体前通常承受着结构的纵向和横向不平衡力矩MG。称重试验的主要内容是通过试验测试纵向和横向不平衡力矩MG和转动体摩阻力矩MZ，进而计算球铰静摩阻系数和转动体偏心距，通过对摩阻系数及偏心距的综合分析，为转体姿态分析及平衡配重提供技术支持，确保转体安全。2、由于上、下承台的刚度很大，变形很小，容易使球铰发生微小转动。采用球绞的转动不平衡力矩测试方案操作相对简单，安全性高，是目前应用较多的桥梁转体施工不平衡称重方法。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术当Mz>MG，千斤顶在大里程侧时的结构示意图；图2为本专利技术当Mz>MG，千斤顶在小里程侧时的结构示意图；图3为本专利技术当Mz<MG，千斤顶在大里程侧时的结构示意图；图4为本专利技术转动体球铰绕Z轴转动擦系数计算示意图；图5为本专利技术千斤顶及位移计布置图；图6为本专利技术实施例中45#墩复称荷载位移曲线(千斤顶在大里程加载)；图7为本专利技术实施例中45#墩复称荷载位移曲线(千斤顶在小里程加载)；图8为本专利技术千斤顶结构示意图；图9为本专利技术活塞结构放大图；图10为本专利技术调节阀的一种状态示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术采用球绞的转动不平衡力矩测试法，即用测试刚体位移突变的方法，该方法假设转动体系为一刚体，通过使刚体由静摩擦力转为动摩擦来建立刚体的平衡方程。4.1不平衡力矩与摩阻力矩的测试方法如图5所示所示，梁体下部是球铰，球铰两侧在大里程方向放置千斤顶4，小里程侧放置位移计5。P1为千斤顶4产生的顶推力，MG为转体不平衡力矩(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高速铁路曲线梁桥转体施工不平衡力测试方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：测试前的准备：主梁施工完成，支架拆除前，在球绞的上下转盘之间的外环道位置关于转盘中心对称安装4台400t千斤顶，沿梁体大里程侧和小里程侧分别放置2台，同时，在球铰转盘底四周布置4个位移计；步骤二：称重试验：割掉临时支撑的工字钢后，调整大里程侧或小里程侧千斤顶顶推力P1大小，通过位移计观察P1改变过程中的梁体位移变化；当位移计反应的梁体位移读数发生突变时，说明球铰产生了微小转动，则此时千斤顶顶推力P1产生的弯矩P1L1、转体不平衡力矩MG、转动体球铰摩阻力矩MZ三者之间达到瞬时平衡，通过这种平衡关系求出转体不平衡力矩MG、转动体球铰摩阻力矩MZ；步骤三：绘制荷载与位移曲线，并计算球绞摩阻系数、转动体偏心距，再确定配重重量、位置及新偏心距。

【技术特征摘要】
1.高速铁路曲线梁桥转体施工不平衡力测试方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：测试前的准备：主梁施工完成，支架拆除前，在球绞的上下转盘之间的外环道位置关于转盘中心对称安装4台400t千斤顶，沿梁体大里程侧和小里程侧分别放置2台，同时，在球铰转盘底四周布置4个位移计；步骤二：称重试验：割掉临时支撑的工字钢后，调整大里程侧或小里程侧千斤顶顶推力P1大小，通过位移计观察P1改变过程中的梁体位移变化；当位移计反应的梁体位移读数发生突变时，说明球铰产生了微小转动，则此时千斤顶顶推力P1产生的弯矩P1L1、转体不平衡力矩MG、转动体球铰摩阻力矩MZ三者之间达到瞬时平衡，通过这种平衡关系求出转体不平衡力矩MG、转动体球铰摩阻力矩MZ；步骤三：绘制荷载与位移曲线，并计算球绞摩阻系数、转动体偏心距，再确定配重重量、位置及新偏心距。2.如权利要求1所述的高速铁路曲线梁桥转体施工不平衡力测试方法，其特征在于，所述千斤顶与转台以及下承台两接触面各放置钢板。3.如权利要求1所述的高速铁路曲线梁桥转体施工不平衡力测试方法，其特征在于，梁体分别进行纵向称重和横向称重，以确定转体不平衡力矩MG、转动体球铰摩阻力矩MZ以及球绞摩阻系数、转动体偏心距；步骤二中，割掉临时支撑的工字钢后，观察撑脚是否着地，如果撑脚着地，先进行第一次称重，得到实际需要配重块的重量，进行配重使得撑脚全部离地，然后进行复称；如果全部撑脚未着地，则不需要配重，直接进行称重；其中，配重块采用混凝土折板。4.如权利要求1所述的高速铁路曲线梁桥转体施工不平衡力测试方法，其特征在于，所述千斤顶包括：千斤顶本体，其具有上表面开口的中空腔体；活塞，其为上小下大的阶梯型，所述活塞位于所述千斤顶本体的腔体内，以将千斤顶本体的腔体分为上部的型腔和下部的液压腔，所述千斤顶本体具有贯通液压腔的第一进液口，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迎军，郭炜欣，徐德生，刘伟，谭云亚，夏旺，张传林，祁子鹏，余建华，
申请(专利权)人：中铁七局集团第四工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42