【摘 要】
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转体施工是跨越河流沟壑,尤其是既有线路的连续刚构桥梁的重要施工方法。转动体重心和转铰中心轴之间的偏心距是影响转体顺利和转动过程安全的重要因素,因结构异形、跨径不对称以及曲线线形导致的非对称结构的转体施工受偏心距影响更甚,尤以曲线连续刚构桥梁为典型。本文以曲线连续刚构为主,研究了导致转动体偏心距产生的原因和处理方式,分析了曲线连续刚构大悬臂状态与成桥状态的偏心距变化,由此提出了利用偏心状态主动控制撑
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转体施工是跨越河流沟壑,尤其是既有线路的连续刚构桥梁的重要施工方法。转动体重心和转铰中心轴之间的偏心距是影响转体顺利和转动过程安全的重要因素,因结构异形、跨径不对称以及曲线线形导致的非对称结构的转体施工受偏心距影响更甚,尤以曲线连续刚构桥梁为典型。本文以曲线连续刚构为主,研究了导致转动体偏心距产生的原因和处理方式,分析了曲线连续刚构大悬臂状态与成桥状态的偏心距变化,由此提出了利用偏心状态主动控制撑脚支撑的偏心转体方法,并进行了轴心受压和偏心受压状态下转铰接触应力变化规律的研究,主要研究内容及结论如下:(1)以曲线连续刚构转体(大悬臂)阶段和成桥阶段偏心状态分析。在分析对称直线连续刚构桥梁和异形或跨径不对称连续刚构桥转体施工过程偏心状态基础上,开展了小半径曲线连续刚构桥大悬臂状态和成桥状态的内力和偏心距变化规律研究,研究表明:曲线连续刚构悬臂状态重心偏向曲线内弧侧,而成桥阶段二期恒载会产生向外弧侧的偏心,在曲率半径200~500m,中跨跨径100~200m范围内,两阶段偏心距差异为20~30厘米,合理利用该偏心距,以成桥状态结构偏心距为转铰中心,为曲线连续刚构桥开展带撑脚支撑的偏心转体提供可能。(2)撑脚主动支撑的偏心转体施工法研究。根据转体状态和成桥状态的偏心状态差异,提出以该偏心距为球铰重心与结构重心之间的偏心,构建使偏心侧撑脚主动落地支撑,并带动滑动的偏心转体施工方法,通过主动支撑脚下含压力传感器的滑动块,达到预知偏心、主动控制、可测可控、安全稳定目的,同时还可变双向不平衡称重为单向不平衡称重,并避免转体后二次调整线形的安全风险。(3)中心受压和偏心受压下球铰接触应力形成机理和分布规律。利用数值模拟和模型实验方法,开展了压力增大过程中球铰接触应力变化历程研究,得到了中心受压和偏心受压状态下球铰应力形成机理和分布规律。结果表面:随着压力增大,球铰上下球面通过变形增大接触形式不断发生变化,从开始球铰中心点接触逐渐变成面接触,继而逐渐扩大至整个球铰面,应力分布也通过中心大边缘小逐渐演变成内部均匀而边缘激增的趋势;偏心受压相较轴心压球铰接触面偏心侧受力变化趋势更明显,更早的进入完全贴合状态,因此边缘应力激增出现的更早,边缘应力也更大。当上、下球铰完全贴合之后,球铰边缘形变增大趋势变缓。
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