預應力混凝土連續梁轉體施工稱重試驗研究

龐建利 彭曉菊

（1西北民族大學土木工程學院，甘肅 蘭州 730124；2蘭州市永登縣職業中等專業學校，甘肅 蘭州 730300）

橋梁的轉體施工是整個預應力混凝土連續梁施工最為重要的環節。目前，轉體施工技術在橋梁的建設中已經日漸成熟，但不同的橋梁都有其各自的特點，這就需要不斷完善這一技術在橋梁建設中的應用。不同的橋梁有著不同的結構形式和不同的施工過程，即使結構形式和施工過程相同，也會有不同的場地及環境條件，為了滿足橋梁結構的強度和穩定性要求，必須結合實際情況制定出切實可行的轉體方案，使得轉體施工不會影響到橋梁結構的受力性質或產生無法控制的后果。因此，不平衡稱重試驗必須在橋梁正式轉體前進行，通過試驗的測試結果分析得到連續梁轉體部分的摩阻力矩、摩阻系數、不平衡力矩以及偏心距，選擇適當合理的配重來保證整個轉體過程的順利進行。

1 工程概況

商丘特大橋跨西南聯絡線及京九下行線（48＋80＋48）m連續梁（轉體）位于商丘市梁園區，連續梁起訖里程為DK4+282.47～DK4+460.17（80＃～83＃墩），連續梁全聯長177.5m，一聯三孔（48.75+80+48.75）m 。該連續梁為預應力混凝土雙線連續箱梁，梁體為單箱單室、變高度、變截面結構。箱梁頂寬12.6m，底寬為6.7m。

該連續梁轉體部分總長度為78m，由上轉盤、球鉸、下轉盤以及轉體牽引系統組成轉體結構。連續梁轉體部分的全部重量由下轉盤支承，轉體施工結束后由上轉盤與下轉盤共同形成基礎，下轉盤的混凝土強度等級為C50。

2 稱重試驗

2.1 稱重試驗的目的

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

2.2 稱重前準備工作

1）安裝和調試設備；2）現場清理。包括環道清理，解除臨時支座，結構平轉范圍內障礙物的清除；3）安裝中間合龍段施工模板；4）檢查上轉盤撐腳下滑板；5）確定出千斤頂和百分表的位置，放置平穩；6）拆除砂箱和施工支架；7）仔細檢查轉體T構傾斜與否，如有傾斜，通過傾斜方向確定其狀態。

2.3 測點布置及說明

在上轉盤下用千斤頂施加力，分別用位移計測出球鉸由靜摩擦狀態到動摩擦狀態的臨界值，上轉盤兩側的力差即為不平衡重量。在梁的承臺底面布置如圖1所示的位移計和千斤頂，實施連續梁轉體部分的稱重試驗。

圖1 稱重試驗測點布置圖

表1 81#墩測點數據

稱重試驗所采用的設備：1）千斤頂，量程4000kN；2）位移計，量程±10mm，精確度0.01mm；3）應變綜合參數測試儀，用于采集應變式位移傳感器的信號；4）大噸位應變式壓力傳感器，用于測試千斤頂的動態壓力。

3 稱重試驗測試方法及結果分析

圖2 81#墩1#測點頂力與位移關系曲線

圖3 81#墩2#測點頂力與位移關系曲線

圖4 81#墩3#測點頂力與位移關系曲線

圖5 81#墩4#測點頂力與位移關系曲線

采用球鉸轉動法測試不平衡力矩，這種方法是采用剛體位移突變的方法進行測試，受力明確，僅考慮剛體作用，不涉及撓度等因素的影響，結果比較可靠。測試所需儀器不多，且實驗過程簡單。本橋當所有臨時固結全部拆除后，梁體未發生轉動，說明摩阻力矩大于不平衡力矩。

1）81 #墩稱重試驗實測位移、頂力數據如表1所示，頂力與位移關系曲線如圖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，當荷載小于1234kN時，位移很小，荷載-位移呈線性變化；當荷載大于該值后，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，當荷載小于1258kN時，位移很小，荷載-位移呈線性變化；當荷載大于該值后，位移迅速增加，荷載則變化緩慢。由此判別出P1=2492kN時，球鉸處于克服靜摩阻力的臨界狀態。在小里程3#加載情況下的頂力-位移變化表明，當荷載小于1411kN時，位移很小，荷載-位移呈線性變化；當荷載大于該值后，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，當荷載小于1489kN時，位移很小，荷載-位移呈線性變化；當荷載大于該值后，位移迅速增加，荷載則變化緩慢。由此判別出P2=2900kN時，球鉸處于克服靜摩阻力的臨界狀態。

表2 82#墩測點數據

大里程稱重試驗頂力臨界值：P1=2492kN

小里程稱重試驗頂力臨界值：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：

轉動體縱向不平衡力矩：

轉體重量：N=59900kN

縱向滑動時球鉸靜摩阻系數：

2）82 #墩稱重試驗實測位移、頂力數據如表2所示，頂力與位移關系曲線如圖6-圖9所示。

圖6 82#墩1#測點頂力與位移關系曲線

圖7 82#墩2#測點頂力與位移關系曲線

圖8 82#墩3#測點頂力與位移關系曲線

圖9 82#墩4#測點頂力與位移關系曲線

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

大里程稱重試驗頂力臨界值：P1=3484kN

小里程稱重試驗頂力臨界值：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：

轉動體縱向不平衡力矩：

轉體重量：N=59700kN

縱向滑動時球鉸靜摩阻系數：

4 結 語

1）根據81#墩縱向稱重結果，縱向小里程頂升力為2900kN，大里程頂升力為2492kN。頂升力點距球鉸中心為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，縱向滑動時球鉸靜摩阻系數= 0.034。

2）根據82#墩縱向稱重結果，縱向大里程頂升力為3484kN，小里程頂升力為3268kN。頂升力點距球鉸中心為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，縱向滑動時球鉸靜摩阻系數= 0.043。

中國建材總院牽頭組織建材領域科技治理大氣污染——環保部總理基金項目課題“建材領域大氣污染治理及調控政策研究”研討交流會在北京順利召開

2018年03 月07 日，中國建筑材料科學研究總院（以下簡稱中國建材總院）牽頭承擔的環保部總理基金項目“大氣重污染成因與治理攻關”重點課題“建材領域大氣污染治理及調控政策研究”在北京召開方案交流和工作進度匯報會。中國建材聯合會會長喬龍德，中國工程院院士、清華大學環境學院院長賀克斌，中國建材集團副董事長、中國建材總院院長姚燕，國家大氣污染攻關聯合中心運營管理部主任鮑曉峰等出席會議并分別做重要講話。課題負責人姚燕主持會議。建材領域各專業協會負責人和主要科研骨干人員50余人參加了會議。

環保部總理基金項目“大氣重污染成因與治理攻關”源于2017年政府工作報告提出的“堅決打好藍天保衛戰”工作要求，同年4月，總理在北京主持召開國務院常務會議，部署對大氣重污染成因和治理開展集中攻關，并確定成立環保部牽頭，多部門和單位參加包括多名院士在內、1500多名科研工作者參與的集中攻關項目—大氣重污染成因與治理攻關項目。總理基金共設有四大專題28個課題。中國建材總院牽頭承擔該項目的“建材領域大氣污染治理及調控政策研究”課題。