跨津山铁路主桥转体称重方案北方交大Word文件下载.docx

1、 这种响应究竟 对转体梁有多大影响？能否影响转体的正常进行呢？显然，分析风对转体梁的影响， 确定转体风力（风速）阈值供转体时决策使用，是十分必要的。6、 转体梁幅宽达 27m该桥的另一特点是宽幅，转体梁幅宽达27m 横/纵向尺度比接近1/2。类似于纵 桥向混凝土分布不均匀、 不对称而产生纵向不平衡力矩， 混凝土的横向分布不均匀也 产生横向不平衡力矩。 桥面越宽， 产生横向不平衡力矩的可能性越大。 这种横向不平 衡力矩使球铰侧转、 使转体梁受扭。 如何估计横向不平衡力矩以及对转体梁有多大的 影响？是该桥主桥转体施工中应该把握的问题之一。2项目目的围绕该桥的结构和施工特点， 本项目将在转动梁体的不

2、平衡力矩、 转体配重、 摩 阻系数、 风力对转体的影响、 列车通过时对转体梁的影响、 脱架过程及不对称脱架对 梁体受力的影响等方面开展工作。 对该桥的施工转体全过程进行监测、 监控。通过计 算与测试分析 , 为转体施工过程中梁体的标高调整， 变位和受力状态的控制提供依据 , 以保证转体施工阶段的结构安全 , 提高施工质量。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。 达到进一步完善桥梁 水平转体施工方法、提升企业施工技术能力的目的。3项目内容本项目内容包括三个方面：1、脱架后转体梁段的变形和竖向位移计算分析；2、阵风作用下转体梁施转的安全性分析；3

3、、过路列车诱发的地面振动对转体梁稳定姿态的影响分析；4、宽幅转体梁横桥向不平衡力矩估算；5、转体梁竖向不平衡力矩测试、摩阻系数测试及配重。4试验方案1、 试验目的通过测试及分析 , 为转体施工过程中梁体的标高调整，变位和受力状态的控制提 供依据 ,以保证转体施工阶段的结构安全 , 提高施工质量。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。2、 试验内容、方法（1）平转摩阻力测定。在试转动阶段 , 采用连续顶推千斤顶。通过球铰转动体系由静摩擦向动摩擦转化 时千斤顶的力值，确定静摩擦阻力。通过球铰转动体系平稳转动时千斤顶的力值 , 确定转动摩擦力。并以此

4、计算出牵引力矩和摩阻力矩（可通过积分得到计算式），再根 据力矩的平衡条件，反算出静摩擦系数和动摩擦系数。（2）不平衡力矩测试沿梁轴线的竖平面内， 由于球铰体系的制作安装误差和梁体质量分布差异以及预 应力张拉的程度差异， 导致两侧梁段刚度不同， 质量分布不同， 从而产生不平衡力矩， 使得悬臂梁段下挠程度不同。 为了保证转体过程中， 体系平稳转动，要求预先调整体 系的质量分布，使其质量处于平衡状态。原理如下：以球铰为矩心，顺、反时针力矩之和为零，使转动体系能平衡转动，当结构本身 力矩不能平衡时，需加配重使之平衡。即：M左一 M右=M配式中：M左左侧悬臂段的自重对铰心的力矩；M右右侧悬臂段的自重对铰

5、心的力矩；M配 配重对铰心的力矩。根据实测偏心结果， 对于纵向偏心， 采用在结构顶面的偏心反向位置， 距离墩身 中心线一定距离的悬臂段，堆码加沙袋作为配载纠偏处理法。要使球铰克服静摩阻力发生微小转动，需要的转动力矩应大于等于静摩阻力矩。 静摩阻力矩可由下式计算：M z 0.98 0 N R式中，N为转体重量，R为球铰球面半径，卩0为静摩擦系数。根据设计，N =13300t， R = 8m，卩 o =0.1 ;得到设计静摩阻力矩为：0.98 X 0.1 X 133000X 8=104272kN.m3、现场试验及测点布置现场试验包括不平衡力矩、 摩阻系数及梁体配重测试； 脱架过程梁体位移监测与控制

6、测试；列车引起的地面振动测试等三个方面。试验环节及测点布置叙述如下（1）不平衡力矩、摩阻系数及梁体配重本试验拟于两段悬臂梁距梁端1m处各布置手动式千斤顶8台，分别对转体梁进行 顶放, 在每台千斤顶上设置压力传感器 , 用以测试反力值，同时在上转盘底四周布置 4 个位移传感器，用以测试球铰的微小转动。每台千斤顶需要的顶力：104272/ （8X 60） =217kN根据设计要求，加固后的复合地基承载力达到14.7kPa,即147kN/ml由此可知每 台千斤顶至少需要217/147=1.48m2 1.5m2的地基面积来承受千斤顶施力。对于碗扣式脚手架，每根竖向钢管的承载力按 30kN考虑，则传递每

7、台千斤顶力时至少需要217/30=7.28根竖向钢管。满足地基承载力、 脚手架传力、千斤顶施力条件且达到球铰产生微小转动的不平 衡力矩测点布置图示于图-1、图-2和图-3中。图中，1-LVDT位移传感器；2-30吨压 力传感器； 3-30 吨手动千斤顶； 4- 梁底垫钢板（ 150mmX 150mmX 20mm）； 5-千斤顶底 座（放木或木板垫层） ； 6- 方木（ 200mmX 200mmX 2000mm）本试验环节大致如下：1在选定断面处安装位移传感器和千斤顶及压力传感器；2调整千斤顶， 使所有顶升千斤处于设定的初始顶压状态， 记录此时压力传感器 的反力值；3千斤顶逐级加力，纪录位移传感

8、器的微小位移，直到位移出现突变；4绘制出P- 曲线；5重复以上试验；6对两幅梁共进行 8次上述顶升试验；7确定不平衡力矩、摩阻系数、偏心距；8确定配重重量、位置及新偏心距。9出具供铁路有关部门审批用的转体梁称重试验报告。图-2脚手架局部加密（侧立面）1-LVDT位移传感器；2-30吨压力传感器；3-30吨手动千斤顶；4-梁底垫钢板（150mrK 150mM 20mrh;5-千斤顶底座（放木或木板垫层）；6-方木（200mM 200mrK 2000mm在施工用脚手架的基础上，按图中指定 区域进行脚手架加密即可。图-3脚手架布置（正立面）（2）脱架过程梁体位移监测与控制1在转体梁悬臂端两侧共安装4

9、只大量程位移传感器；2拆卸支架过程中，实时监测、记录各点的位移变化；3若位移差值超过计算设定值，及时通知脱架指挥着，调整脱架进程；4脱架完成后，利用梁端位移纪录进行宽幅转体梁横桥向不平衡力矩估算 测点布置图示于图-4和图-5中。分析 图-4 脱架前转体梁状态测点布置图示于图-6中。正立面图-6隧道测试断面及测点平面布置图4、 测试仪器和设备（1） 传感器试验中采用的传感器及其主要技术指标如下： 应变式位移传感器：用于测试撑脚处和重心位置处的位移。 4 个 主要技术指标：量程 5 mm ，精度 1/1000 ，线性度大于 0.2% 使用条件：受周围环境影响不大。LVDT位移传感器：用于悬臂梁端的

10、位移。4个主要技术指标： 250 mm ，精度 5/1000 ，线性度大于 0.2% 使用条件：891-4 传感器：用于测试列车引起的地面振幅时程。 4个 频率响应： 0-30Hz； 测量范围：最大 5m/s 分辨率： 1x10-75511型伺服式加速度传感器：用于测试列车引起的地面加速度时程。 0-100Hz； 5g分辨率： 0.00005gBLR-1型压力传感器：用于测试千斤顶处的反力。 4个量程： 300kN精度： 1% 灵敏系数： 2.0QLD-50型手动螺旋式千斤顶：用于在悬臂梁端位置处施加支承力。起重量：300KN;起重高度：150mm手柄作用力： 510N；（2）数据采集系统本项

11、目采用美国生产的 IOTECHWaveBook 5 1 2数据采集系统。 IOTECHWaveBook 512的技术参数如下：满足本次测试的要求。采样率： 100万次/ 秒； 12bit通道： 40 个电压通道， 16 个动态应变通道（3）数据分析软件系统。本次试验采用美国DADiSP数据分析软件包。该软件包可实现本次测试中相关数 据的处理及分析，并能做到实时处理，可满足及时提供主要测试结果的要求。（4）紧急备用电源系统2500W汽油发电机一台，UPS不间断电源两台。5进度安排1转体悬臂梁段的变形和竖向位移计算分析 : 20 天；2阵风作用下转体梁施转的安全性分析 :30 天；3过路列车诱发的

12、地面振动对转体梁稳定姿态的影响分析 : 40 天；4宽幅转体梁横桥向不平衡力矩估算： 10 天；5过路列车诱发的地面振动测试： 1 天；6脱架过程梁体位移监测：按照脱架进度计划；7转体梁竖向不平衡力矩测试、摩阻系数测试及配重：（1）研究制订试验实施方案： 3 天（2）试验材料采购及设备配套： 2 天（3）仪器的检测与标定： 2天（4）测点布置及传感器、数据线和相关设备的安装调试；（5）按照进度计划要求完成现场测试 :2 天8宽幅转体梁横桥向不平衡力矩估算结果：脱架完成后 1 小时9转体平衡配重、摩阻系数及配重：不平衡力矩测试后两小时给出；10转体关键技术环节试验及研究总报告： 20 天6经费预

13、算项目总经费 : 53 万元 , 由下列各项费用构成 。1、脱架后转体悬臂梁段的变形和竖向位移计算分析： 4万元（包括管理费 ）2、 阵风作用下转体梁施转的安全性分析：6万元（包括管理费）3、 过路列车诱发的地面振动对转体梁稳定姿态的影响分析：12万元（包括过路列车振动测试费及管理费）4、 宽幅转体梁横桥向不平衡力矩估算：3万元（包括管理费）5、 转体梁竖向不平衡力矩测试、摩阻系数测试及配重试验费：见下表不平衡力矩测试、摩阻系数测试及配重试验经费预算表费用名称金额备注1现 场 试 验 直 接 费人工费2.712教授：360元/人天X 1人X 12天=0.432万元 副教授：300元/人天X 2

14、人X 12天=0.72万元其他：260元/人天X 5人X 12天=1.56万元试验消耗材料费2.35导线0.85万兀，传感器座加工件，粘接胶，高能电池， 各种仪器连线接头，测试人员安全用具以及绷带、砂 纸、电刷、灯泡、部分小工具等 1.50万元仪器使用折旧费6.55本次实验所涉及的仪器总价值 145万元，折旧费145万兀X 3%0/天X 10天=4.35万兀。本次试验所涉及的 传感器总价值12.0万元，损耗率10%，传感器损耗 费总计万元X 10%=1.20万元，标定费：1.0万元千斤顶购置费0.80已有6台，还需增加两台，按两台千斤顶的30%计算仪器设备运输费0.50包括运抵现场和返回以及运

15、输所涉及到的公路、 人工运费、保险费。差旅费1.152交通、食宿：120元/人天X 8人X 12天=1.152万元现场雇佣劳工费（或由甲方负责）2.00主要完成诸如晚上看护仪器；清理混凝土基面；现场 搬运；修搭仪器、设备操作房等方面的工作。试验数据处理及分析费8.00文整费1.00以上小计25.0642 管理费3.0076825.064 万元X 12%3 配重试验费用计28.07168 约28万七工作基础及相关业绩北京交通大学土建学院桥梁及隧道工程学科是为数不多的国家级重点学科， 拥有 结构实验中心及价值超过4000万元的各种先进的测试设备及仪器。该学科拥有多名 国家新近设定的职称系列的教授及

16、副教授，工作重点主要针对交通土建方面的重大科 研和工程项目。近年来，该学科的桥梁研究方向先后承担了国家科委、基金委、北京市、铁道部 交通部及其他省、市的几十项桥梁动、静力分析和试验方面的项目，取得了多方面有 价值的成果，为本次试验提供了理论和试验基础， 使得本次试验的可靠性得到了充分 的保证。1与本次桥梁转体、施工监测及静动载试验有关的主要业绩拟参与本项目主要人员2000年以来的主要业绩项目名称项目时间项目负责人北京市西六环桥梁转体项目进行中高日 12张石高速公路石家庄段跨京广铁路跨线桥转体试验2007.4高日3张家湾铁路专用线跨线桥转体施工技术及试验研究2006.12高日n邯济铁路K085+

17、714、K222+783桥振动分析2006.95宁西线康家沟、西磨沟、小赵峪及丁河桥桥梁动载试验2006.76大秦线郑重庄桥2万吨货车条件下动载试验2006.37邯济铁路K023+231团结渠桥、K210+634赵牛河桥加固后 全桥试验2005.108邯济铁路K012+195、K215+922桥振动检测2005.89青藏铁路桥墩混凝土剥蚀试验2005.510嫩江公路钢桥技术检定及承载力试验2005.411胶新铁路西坡中桥动载试验2004.1012地铁2号线崇文门过管地段动态试验2004.713邯济铁路K003+826框构桥裂缝检测、分析及加固措施2004.614抢修用钢桥墩及钢梁试验及设计 （

18、2004.6）2003.1115青藏线常用跨度桥梁技术和提高耐久性措施补充试验研 究2002.816万州长江二桥结构及结点试验2002.5高日d17小桥涵出入口铺砌保温材料的试验研究2001.318太原卫星发射基地 5号公路桥静、动力试验2000.819大成桥振动计算分析2007.6夏禾20武汉站列车激励计算21南京大胜关长江大桥关键技术研究-大跨度铁路桁拱桥抗 风性能研究2007.122强风作用下大跨度桥梁的动力响应及行车安全控制研究2005.123桥梁加固效果试验分析2003.924巴黎-布鲁塞尔高速铁路 ANTONIN快桥动态性能试验2002.625城市轨道交通高架桥梁结构徐变控制的研究

19、2002.426秦沈客运专线综合试验科技攻关项目 ：桥梁动力性能综合2001.9试验27北京市城市铁路路基桥梁变形观测研究-2001.428既有线路提速刚梁桥加固技术试验研究2001.429广深线雅瑶桥试验2001.130秦沈客运专线桥涵关键技术研究-常用跨度桥梁动力特性312007-2008沿海铁路温福线宁德白马河桥施工监控2007.9季文玉32活性粉末混凝土铁路预制梁的设计与试验研究2006.133北京通惠河北路2标钢梁架设仿真分析及施工监控2005.12季文玉 134金属波纹管涵洞现场及室内试验研究2002.135河南舞阳沙河桥、小石门桥、甘江河桥及澧河桥检测2001.10季文玉n36整

20、孔简支箱型梁桥综合试验2000.937大跨径预应力混凝土梁桥长期变形精细化分析及下挠处 治方案研究2007.5雷俊青38武广客运专线大跨度预应力混凝土桥梁技术研究39山东省临忻市柳青河斜拉桥施工监控技术服务2006.1140公路桥梁承载能力检测评定规程2003.1雷俊青41轨道交通机场线跨四兀桥结合梁顶升施工监测卢文良42内蒙海生不浪黄河特大桥与大黑河桥现场静动载试验分 析姜兰潮43四号线12标区间隧道施工衬砌压力观测和西直门桥变形 监测分析44大跨度连续结合梁桥负弯矩区预应力施加方法及试验2005.3黄炫晔45南阳二大桥检测2002.62、设备条件结构试验中心是国家“ 21T重点建设的实验室

21、，也是铁道部的重点实验室。经 过近二十年的建设，该实验室已经形成了相当完备的桥梁与结构室内外综合试验能 力，拥有多台套世界上先进的试验设备， 有的在国内是独一无二的。如世界上目前最 先进的现场数据采集系统，三十二通道数字式磁带记录仪，各种最新的进口传感器等。 并专门装备了一台具备在任何环境下工作的现场试验车，以保证试验工作能在各种条 件下工作。这些仪器设备不仅能够满足桥梁试验的要求，而且能够大大提高试验的精 度和可靠性。供本次试验使用的主要仪器包括：主要试验仪器列表名称、型号性能指标数量美国I0TECH51动态数据米集系 统100万次/秒12bit40 个电压通道，16个动态应变通道美国MEG

22、ADAC5414数据采集系统25万次/秒16bit48个动态应变通道，16个电荷放大通道， 16个模拟输出通道日本SONY PC216A数字式磁带记录仪16bit 64 倍超取样 频率范围：025KHZ信噪比：78DB动态范围：80DB通道数：32CH瑞士 KISTLER-8305A电容式传感器灵敏度：500mv/g 频率范围：0-300Hz最大加速度：2G日本AKASHI-V401BRH伺服式传 感器1.414v/g 频率响应：0 100HZ5GLVDT位移传感器20mm 分辨率：1/1000mmBJQN光电图象式桥梁挠度检测仪测量范围：5250m 频率响应：020Hz分辩率：测量范围的千分之三891-4型拾振器0-200mm 频率响应：1-30HZ日本三荣7T17数据分析仪4通道高速米集美国DASLab动态数据分析软件美国DADiSP动态数据分析软件日本NEC7V13数据集录器140CH7V14静态电阻应变仪400CH八主要参加人员北京交通大学主要参加人员姓名职称年龄分工全时率（%）姓名 职称 I年龄I 分工 全时率（）咼 日教授48方案、分析、试验9057计算分析5052试验分析副教授47方案、分析70试验、计算、分析张楠60冯东46杨维