大吨位T形刚构桥转体施工控制与稳定性研究
发布时间：2016-09-28 来源：公路学会管理员 点击量：
项目名称： 大吨位T形刚构桥转体施工控制与稳定性研究
成果所属专题编号： 内蒙古交通科技项目 NJ-2012-18
成果主要完成单位： 武汉理工大学、内蒙古高路公司建设项目管理第八分公司、湖北省公路工程咨询监理中心
联系人：陈小佳 联系电话：18971088060 E-MAIL: xjchen@189.cn
一、内容简介：主要技术内容（技术原理和创新成果）
本项目以京新高速公路（G7）集呼段的一座重要的大跨径桥梁——京包铁路分离式立交桥建设项目为依托工程，针对该桥跨度大、转体吨位重、施工难度与控制精度要求高等特点，并且跨越客货运输均十分繁忙的京包铁路，选取桥梁平转施工最关键受力部件——转动球铰机构、平转施工最关键状态——T构大悬臂状态和平转施工最关键的施工过程——转体过程等作为项目研究的重点进行了系统研究。创新性成果包括：
1. 基于弹性赫兹理论对桥梁平转施工关键受力部位——转动球铰的受力进行了精细化分析，通过精细化数值仿真分析，研究揭示了桥梁转体过程中在竖向荷载、偏心荷载及转体过程中支墩半接触状态三种工况下球铰应力分布规律，提出了球铰接触面应力简化计算方法，为桥梁转体施工的关键受力部件球铰的设计及其优化提供了依据。
2. 运用随机概率模型研究，提出了满足桥梁转体过程中抗倾覆稳定性要求的球铰转盘设计最小尺寸和最大偏心距控制指标。
3. 提出了基于桥梁墩柱截面应力估算不平衡力矩的测试原理及桥梁平衡重量测试方法，并在依托工程桥梁现场称重试验中成功应用和得到验证。
4. 提出了基于声监测原理的桥梁转体过程中球铰工作状态识别与监测方法，实现了对转体过程中球铰工作状态的有效监测，确保了桥梁转体的平顺进行。
5. 对转体桥梁大悬臂T构进行了抖振时域分析，从静风响应分析和抖振分析两个层面研究了京包铁路分离式立交桥转体T构的抗风稳定性，确保了桥梁转体的稳定性与安全。
二、适用范围（成果可应用领域和已应用领域）
本项目成果适用于采用转体施工方案进行建设的桥梁工程技术领域，包括桥梁的设计、施工等多方面均可采用本成果的相关内容，也可推广到采用转体方法的其他工程领域。目前已在全国多座桥梁建设项目中已加以运用。
三、已应用情况（应用本成果解决的关键问题）
项目研究成果直接应用于京包铁路分离式立交桥转体工程，通过分析与现场监测及时正确地提出了有效的施工技术对策，保障了桥梁转体过程的安全、顺利。研究成果还先后应用于沪昆高铁云南张家田特大桥转体施工、天津京秦高速跨大秦铁路转体桥、郑徐客专民权特大桥转体施工等项目，取得了良好的社会和经济效益。同时，项目研究成果还可为今后同类桥梁的设计与施工提供指导。
四、应用效益（取得的经济、社会、环境效益）
研究成果直接应用并指导了内蒙古G7高速公路呼集段建设工程的关键性与控制性工程--京包铁路分离式立交转体桥的建设，有效缩短了工期，确保了施工质量、精度、安全和京包铁路的畅通。研究成果还先后应用于沪昆高铁云南张家田特大桥转体施工、天津京秦高速跨大秦铁路转体桥、郑徐客专民权特大桥转体施工等项目，所产生的直接和间接经济效益达6000万元，其社会效益也十分显著。
成果所属专题编号： 内蒙古交通科技项目 NJ-2012-18
成果主要完成单位： 武汉理工大学、内蒙古高路公司建设项目管理第八分公司、湖北省公路工程咨询监理中心
联系人：陈小佳 联系电话：18971088060 E-MAIL: xjchen@189.cn
一、内容简介：主要技术内容（技术原理和创新成果）
本项目以京新高速公路（G7）集呼段的一座重要的大跨径桥梁——京包铁路分离式立交桥建设项目为依托工程，针对该桥跨度大、转体吨位重、施工难度与控制精度要求高等特点，并且跨越客货运输均十分繁忙的京包铁路，选取桥梁平转施工最关键受力部件——转动球铰机构、平转施工最关键状态——T构大悬臂状态和平转施工最关键的施工过程——转体过程等作为项目研究的重点进行了系统研究。创新性成果包括：
1. 基于弹性赫兹理论对桥梁平转施工关键受力部位——转动球铰的受力进行了精细化分析，通过精细化数值仿真分析，研究揭示了桥梁转体过程中在竖向荷载、偏心荷载及转体过程中支墩半接触状态三种工况下球铰应力分布规律，提出了球铰接触面应力简化计算方法，为桥梁转体施工的关键受力部件球铰的设计及其优化提供了依据。
2. 运用随机概率模型研究，提出了满足桥梁转体过程中抗倾覆稳定性要求的球铰转盘设计最小尺寸和最大偏心距控制指标。
3. 提出了基于桥梁墩柱截面应力估算不平衡力矩的测试原理及桥梁平衡重量测试方法，并在依托工程桥梁现场称重试验中成功应用和得到验证。
4. 提出了基于声监测原理的桥梁转体过程中球铰工作状态识别与监测方法，实现了对转体过程中球铰工作状态的有效监测，确保了桥梁转体的平顺进行。
5. 对转体桥梁大悬臂T构进行了抖振时域分析，从静风响应分析和抖振分析两个层面研究了京包铁路分离式立交桥转体T构的抗风稳定性，确保了桥梁转体的稳定性与安全。
二、适用范围（成果可应用领域和已应用领域）
本项目成果适用于采用转体施工方案进行建设的桥梁工程技术领域，包括桥梁的设计、施工等多方面均可采用本成果的相关内容，也可推广到采用转体方法的其他工程领域。目前已在全国多座桥梁建设项目中已加以运用。
三、已应用情况（应用本成果解决的关键问题）
项目研究成果直接应用于京包铁路分离式立交桥转体工程，通过分析与现场监测及时正确地提出了有效的施工技术对策，保障了桥梁转体过程的安全、顺利。研究成果还先后应用于沪昆高铁云南张家田特大桥转体施工、天津京秦高速跨大秦铁路转体桥、郑徐客专民权特大桥转体施工等项目，取得了良好的社会和经济效益。同时，项目研究成果还可为今后同类桥梁的设计与施工提供指导。
四、应用效益（取得的经济、社会、环境效益）
研究成果直接应用并指导了内蒙古G7高速公路呼集段建设工程的关键性与控制性工程--京包铁路分离式立交转体桥的建设，有效缩短了工期，确保了施工质量、精度、安全和京包铁路的畅通。研究成果还先后应用于沪昆高铁云南张家田特大桥转体施工、天津京秦高速跨大秦铁路转体桥、郑徐客专民权特大桥转体施工等项目，所产生的直接和间接经济效益达6000万元，其社会效益也十分显著。