桥梁转体过程动力分析与防过转装置研发

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近半个世纪来,我国经济快速发展,我国的基础建设也在逐步扩展,特别是在交通路线方面。在如今日益发展的交通网中,桥梁成为了重点,施工水平也有了较高的水准。特别是在跨越交通线以及河流时,一般常规的施工方法很难适用,而转体施工技术油然而生。由于转体施工技术拥有着其独特的优势,推动了施工技术的进步,该施工技术有着不错的前景,在科研方面也极具价值。本文以(72+128+72)m连续梁转体桥和有砟轨道(60+100+60)m预应力转体桥为工程背景,在归纳了国内外现有的转体桥理论研究成果的基础上,对整个转体过程中所涉及到的施工临时固结以及限位措施进行了研究。主要研究内容和结论总结如下:(1)对临时固结在梁体加速转动阶段的受力进行分析,利用力学原理推导出角加速度预警值的理论计算公式;对临时固结进行不同的设计计算,通过有限元软件Midas/Civil分析不同角加速度下临时固结的受力情况,结果表明角加速度预警值与理论计算值基本一致。通过对各种形式的临时固结计算结果进行对比分析,得出在施工条件以及其他条件满足时,转体连续梁桥在临时固结选择上,优先选择临时支座,并配置一定数量的箍筋;(2)充分考虑转体过程中梁体自身的转动惯量、牵引力、摩擦系数和撑脚半径等影响因素,利用力学原理推导出整个转体过程中的理论计算公式,包括牵引力、角加速度、加速时长和角度、最大角速度、减速时长和角度等计算公式;通过设计角速度和转体结构的动能定理,进一步确定每个转动阶段所花费的转体时间以及转过的具体角度;利用理论公式对工程实例进行分析,确定了理论计算公式的准确性,从而为转体桥能够精准就位提供理论计算依据;(3)针对转体桥梁体精准就位,研发了一套防过转装置。对装置中各个构件的构造和选材进行了详细的表述;介绍了各个构件之间的动作关系,为了提高梁体就位精度,优化了装置的施工顺序;考虑到撑脚位置、装置大小、施工空间及施工条件等因素的影响,合理选择装置的整体布置形式,从而达到转体精准就位的效果;(4)限位钢作为防过转装置中最重要的受力构件,与撑脚直接发生碰撞;通过有限元软件Midas/Civil对不同转速下的碰撞进行分析,得出在设计角速度范围内发生碰撞,防过转装置是安全可行的。
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