預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工稱重試驗(yàn)研究

龐建利 彭曉菊

（1西北民族大學(xué)土木工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730124；2蘭州市永登縣職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校，甘肅 蘭州 730300）

橋梁的轉(zhuǎn)體施工是整個(gè)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工最為重要的環(huán)節(jié)。目前，轉(zhuǎn)體施工技術(shù)在橋梁的建設(shè)中已經(jīng)日漸成熟，但不同的橋梁都有其各自的特點(diǎn)，這就需要不斷完善這一技術(shù)在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用。不同的橋梁有著不同的結(jié)構(gòu)形式和不同的施工過程，即使結(jié)構(gòu)形式和施工過程相同，也會(huì)有不同的場(chǎng)地及環(huán)境條件，為了滿足橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求，必須結(jié)合實(shí)際情況制定出切實(shí)可行的轉(zhuǎn)體方案，使得轉(zhuǎn)體施工不會(huì)影響到橋梁結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)或產(chǎn)生無法控制的后果。因此，不平衡稱重試驗(yàn)必須在橋梁正式轉(zhuǎn)體前進(jìn)行，通過試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果分析得到連續(xù)梁轉(zhuǎn)體部分的摩阻力矩、摩阻系數(shù)、不平衡力矩以及偏心距，選擇適當(dāng)合理的配重來保證整個(gè)轉(zhuǎn)體過程的順利進(jìn)行。

1 工程概況

商丘特大橋跨西南聯(lián)絡(luò)線及京九下行線（48＋80＋48）m連續(xù)梁（轉(zhuǎn)體）位于商丘市梁園區(qū)，連續(xù)梁起訖里程為DK4+282.47～DK4+460.17（80?！?3＃墩），連續(xù)梁全聯(lián)長(zhǎng)177.5m，一聯(lián)三孔（48.75+80+48.75）m 。該連續(xù)梁為預(yù)應(yīng)力混凝土雙線連續(xù)箱梁，梁體為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。箱梁頂寬12.6m，底寬為6.7m。

該連續(xù)梁轉(zhuǎn)體部分總長(zhǎng)度為78m，由上轉(zhuǎn)盤、球鉸、下轉(zhuǎn)盤以及轉(zhuǎn)體牽引系統(tǒng)組成轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)。連續(xù)梁轉(zhuǎn)體部分的全部重量由下轉(zhuǎn)盤支承，轉(zhuǎn)體施工結(jié)束后由上轉(zhuǎn)盤與下轉(zhuǎn)盤共同形成基礎(chǔ)，下轉(zhuǎn)盤的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50。

2 稱重試驗(yàn)

2.1 稱重試驗(yàn)的目的

連續(xù)梁轉(zhuǎn)體部分的全部重量由轉(zhuǎn)動(dòng)球鉸承載，轉(zhuǎn)動(dòng)球鉸摩擦系數(shù)的大小影響著轉(zhuǎn)體牽引力矩的大小。轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)在豎平面內(nèi)，由于梁體質(zhì)量分布差異或者球鉸體系的制作誤差等因素，引起連續(xù)梁兩端懸臂段的質(zhì)量分布和剛度不同，從而產(chǎn)生不平衡力矩。因此，為滿足橋梁轉(zhuǎn)體的穩(wěn)定性和安全性，不平衡稱重試驗(yàn)必須在橋梁正式轉(zhuǎn)體前進(jìn)行。連續(xù)梁轉(zhuǎn)體部分在砂箱和施工支架全部拆除后方可進(jìn)行稱重試驗(yàn)，測(cè)試內(nèi)容主要包括:1）轉(zhuǎn)體部分的不平衡力矩和縱向偏心矩；2）轉(zhuǎn)體球鉸的靜摩擦系數(shù)和摩阻力矩。

2.2 稱重前準(zhǔn)備工作

1）安裝和調(diào)試設(shè)備；2）現(xiàn)場(chǎng)清理。包括環(huán)道清理，解除臨時(shí)支座，結(jié)構(gòu)平轉(zhuǎn)范圍內(nèi)障礙物的清除；3）安裝中間合龍段施工模板；4）檢查上轉(zhuǎn)盤撐腳下滑板；5）確定出千斤頂和百分表的位置，放置平穩(wěn)；6）拆除砂箱和施工支架；7）仔細(xì)檢查轉(zhuǎn)體T構(gòu)傾斜與否，如有傾斜，通過傾斜方向確定其狀態(tài)。

2.3 測(cè)點(diǎn)布置及說明

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，上轉(zhuǎn)盤兩側(cè)的力差即為不平衡重量。在梁的承臺(tái)底面布置如圖1所示的位移計(jì)和千斤頂，實(shí)施連續(xù)梁轉(zhuǎn)體部分的稱重試驗(yàn)。

圖1 稱重試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置圖

表1 81#墩測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)

稱重試驗(yàn)所采用的設(shè)備：1）千斤頂，量程4000kN；2）位移計(jì)，量程±10mm，精確度0.01mm；3）應(yīng)變綜合參數(shù)測(cè)試儀，用于采集應(yīng)變式位移傳感器的信號(hào)；4）大噸位應(yīng)變式壓力傳感器，用于測(cè)試千斤頂?shù)膭?dòng)態(tài)壓力。

3 稱重試驗(yàn)測(cè)試方法及結(jié)果分析

圖2 81#墩1#測(cè)點(diǎn)頂力與位移關(guān)系曲線

圖3 81#墩2#測(cè)點(diǎn)頂力與位移關(guān)系曲線

圖4 81#墩3#測(cè)點(diǎn)頂力與位移關(guān)系曲線

圖5 81#墩4#測(cè)點(diǎn)頂力與位移關(guān)系曲線

采用球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)法測(cè)試不平衡力矩，這種方法是采用剛體位移突變的方法進(jìn)行測(cè)試，受力明確，僅考慮剛體作用，不涉及撓度等因素的影響，結(jié)果比較可靠。測(cè)試所需儀器不多，且實(shí)驗(yàn)過程簡(jiǎn)單。本橋當(dāng)所有臨時(shí)固結(jié)全部拆除后，梁體未發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，說明摩阻力矩大于不平衡力矩。

1）81 #墩稱重試驗(yàn)實(shí)測(cè)位移、頂力數(shù)據(jù)如表1所示，頂力與位移關(guān)系曲線如圖2-圖5所示。

81#墩在大里程1#加載情況下的頂力-位移變化表明，當(dāng)荷載小于1234kN時(shí)，位移很小，荷載-位移呈線性變化；當(dāng)荷載大于該值后，位移迅速增加，荷載則變化緩慢。在大里程2#加載情況下的頂力-位移變化表明，當(dāng)荷載小于1258kN時(shí)，位移很小，荷載-位移呈線性變化；當(dāng)荷載大于該值后，位移迅速增加，荷載則變化緩慢。由此判別出P1=2492kN時(shí)，球鉸處于克服靜摩阻力的臨界狀態(tài)。在小里程3#加載情況下的頂力-位移變化表明，當(dāng)荷載小于1411kN時(shí)，位移很小，荷載-位移呈線性變化；當(dāng)荷載大于該值后，位移迅速增加，荷載則變化緩慢。在小里程4#加載情況下的頂力-位移變化表明，當(dāng)荷載小于1489kN時(shí)，位移很小，荷載-位移呈線性變化；當(dāng)荷載大于該值后，位移迅速增加，荷載則變化緩慢。由此判別出P2=2900kN時(shí)，球鉸處于克服靜摩阻力的臨界狀態(tài)。

表2 82#墩測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)

大里程稱重試驗(yàn)頂力臨界值：P1=2492kN

小里程稱重試驗(yàn)頂力臨界值：P2=2900kN

千斤頂中心到球鉸中心的距離：L1=4.5m，L2=4.5m

所以，球鉸縱向摩阻力矩：

轉(zhuǎn)動(dòng)體縱向不平衡力矩：

轉(zhuǎn)體重量：N=59900kN

縱向滑動(dòng)時(shí)球鉸靜摩阻系數(shù)：

2）82 #墩稱重試驗(yàn)實(shí)測(cè)位移、頂力數(shù)據(jù)如表2所示，頂力與位移關(guān)系曲線如圖6-圖9所示。

圖6 82#墩1#測(cè)點(diǎn)頂力與位移關(guān)系曲線

圖7 82#墩2#測(cè)點(diǎn)頂力與位移關(guān)系曲線

圖8 82#墩3#測(cè)點(diǎn)頂力與位移關(guān)系曲線

圖9 82#墩4#測(cè)點(diǎn)頂力與位移關(guān)系曲線

82#墩在大里程1#加載情況下的頂力-位移變化表明，當(dāng)荷載小于1874kN時(shí)，位移很小，荷載-位移呈線性變化；當(dāng)荷載大于該值后，位移迅速增加，荷載則變化緩慢。在大里程2#加載情況下的頂力-位移變化表明，當(dāng)荷載小于1610kN時(shí)，位移很小，荷載-位移呈線性變化；當(dāng)荷載大于該值后，位移迅速增加，荷載則變化緩慢。由此判別出 1P=3484kN時(shí)，球鉸處于克服靜摩阻力的臨界狀態(tài)。在小里程3#加載情況下的頂力-位移變化表明，當(dāng)荷載小于1574kN時(shí)，位移很小，荷載-位移呈線性變化；當(dāng)荷載大于該值后，位移迅速增加，荷載則變化緩慢。在小里程4#加載情況下的頂力-位移變化表明，當(dāng)荷載小于1694kN時(shí)，位移很小，荷載-位移呈線性變化；當(dāng)荷載大于該值后，位移迅速增加，荷載則變化緩慢。由此判別出P2=3268kN時(shí)，球鉸處于克服靜摩阻力的臨界狀態(tài)。

大里程稱重試驗(yàn)頂力臨界值：P1=3484kN

小里程稱重試驗(yàn)頂力臨界值：P2=3268kN

千斤頂中心到球鉸中心的距離：L1=4.5m，L2=4.5m

所以，球鉸縱向摩阻力矩：

轉(zhuǎn)動(dòng)體縱向不平衡力矩：

轉(zhuǎn)體重量：N=59700kN

縱向滑動(dòng)時(shí)球鉸靜摩阻系數(shù)：

4 結(jié) 語

1）根據(jù)81#墩縱向稱重結(jié)果，縱向小里程頂升力為2900kN，大里程頂升力為2492kN。頂升力點(diǎn)距球鉸中心為4.5m。81#墩球鉸縱向摩阻力矩= 1 2132kN·m，縱向不平衡力矩= 9 18kN·m，縱向偏心距e= 0.015m，縱向滑動(dòng)時(shí)球鉸靜摩阻系數(shù)= 0.034。

2）根據(jù)82#墩縱向稱重結(jié)果，縱向大里程頂升力為3484kN，小里程頂升力為3268kN。頂升力點(diǎn)距球鉸中心為4.5m。82#墩球鉸縱向摩阻力矩= 1 5192kN·m，縱向不平衡力矩= - 486kN·m，縱向偏心距e=? 0.0081m，縱向滑動(dòng)時(shí)球鉸靜摩阻系數(shù)= 0.043。

中國建材總院牽頭組織建材領(lǐng)域科技治理大氣污染——環(huán)保部總理基金項(xiàng)目課題“建材領(lǐng)域大氣污染治理及調(diào)控政策研究”研討交流會(huì)在北京順利召開

2018年03 月07 日，中國建筑材料科學(xué)研究總院（以下簡(jiǎn)稱中國建材總院）牽頭承擔(dān)的環(huán)保部總理基金項(xiàng)目“大氣重污染成因與治理攻關(guān)”重點(diǎn)課題“建材領(lǐng)域大氣污染治理及調(diào)控政策研究”在北京召開方案交流和工作進(jìn)度匯報(bào)會(huì)。中國建材聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)喬龍德，中國工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長(zhǎng)賀克斌，中國建材集團(tuán)副董事長(zhǎng)、中國建材總院院長(zhǎng)姚燕，國家大氣污染攻關(guān)聯(lián)合中心運(yùn)營管理部主任鮑曉峰等出席會(huì)議并分別做重要講話。課題負(fù)責(zé)人姚燕主持會(huì)議。建材領(lǐng)域各專業(yè)協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人和主要科研骨干人員50余人參加了會(huì)議。

環(huán)保部總理基金項(xiàng)目“大氣重污染成因與治理攻關(guān)”源于2017年政府工作報(bào)告提出的“堅(jiān)決打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”工作要求，同年4月，總理在北京主持召開國務(wù)院常務(wù)會(huì)議，部署對(duì)大氣重污染成因和治理開展集中攻關(guān)，并確定成立環(huán)保部牽頭，多部門和單位參加包括多名院士在內(nèi)、1500多名科研工作者參與的集中攻關(guān)項(xiàng)目—大氣重污染成因與治理攻關(guān)項(xiàng)目?？偫砘鸸苍O(shè)有四大專題28個(gè)課題。中國建材總院牽頭承擔(dān)該項(xiàng)目的“建材領(lǐng)域大氣污染治理及調(diào)控政策研究”課題。