预应力混凝土连续梁转体施工称重试验研究

庞建利 彭晓菊

（1西北民族大学土木工程学院，甘肃 兰州 730124；2兰州市永登县职业中等专业学校，甘肃 兰州 730300）

桥梁的转体施工是整个预应力混凝土连续梁施工最为重要的环节。目前，转体施工技术在桥梁的建设中已经日渐成熟，但不同的桥梁都有其各自的特点，这就需要不断完善这一技术在桥梁建设中的应用。不同的桥梁有着不同的结构形式和不同的施工过程，即使结构形式和施工过程相同，也会有不同的场地及环境条件，为了满足桥梁结构的强度和稳定性要求，必须结合实际情况制定出切实可行的转体方案，使得转体施工不会影响到桥梁结构的受力性质或产生无法控制的后果。因此，不平衡称重试验必须在桥梁正式转体前进行，通过试验的测试结果分析得到连续梁转体部分的摩阻力矩、摩阻系数、不平衡力矩以及偏心距，选择适当合理的配重来保证整个转体过程的顺利进行。

1 工程概况

商丘特大桥跨西南联络线及京九下行线（48＋80＋48）m连续梁（转体）位于商丘市梁园区，连续梁起讫里程为DK4+282.47～DK4+460.17（80＃～83＃墩），连续梁全联长177.5m，一联三孔（48.75+80+48.75）m 。该连续梁为预应力混凝土双线连续箱梁，梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。箱梁顶宽12.6m，底宽为6.7m。

该连续梁转体部分总长度为78m，由上转盘、球铰、下转盘以及转体牵引系统组成转体结构。连续梁转体部分的全部重量由下转盘支承，转体施工结束后由上转盘与下转盘共同形成基础，下转盘的混凝土强度等级为C50。

2 称重试验

2.1 称重试验的目的

连续梁转体部分的全部重量由转动球铰承载，转动球铰摩擦系数的大小影响着转体牵引力矩的大小。转体结构在竖平面内，由于梁体质量分布差异或者球铰体系的制作误差等因素，引起连续梁两端悬臂段的质量分布和刚度不同，从而产生不平衡力矩。因此，为满足桥梁转体的稳定性和安全性，不平衡称重试验必须在桥梁正式转体前进行。连续梁转体部分在砂箱和施工支架全部拆除后方可进行称重试验，测试内容主要包括:1）转体部分的不平衡力矩和纵向偏心矩；2）转体球铰的静摩擦系数和摩阻力矩。

2.2 称重前准备工作

1）安装和调试设备；2）现场清理。包括环道清理，解除临时支座，结构平转范围内障碍物的清除；3）安装中间合龙段施工模板；4）检查上转盘撑脚下滑板；5）确定出千斤顶和百分表的位置，放置平稳；6）拆除砂箱和施工支架；7）仔细检查转体T构倾斜与否，如有倾斜，通过倾斜方向确定其状态。

2.3 测点布置及说明

在上转盘下用千斤顶施加力，分别用位移计测出球铰由静摩擦状态到动摩擦状态的临界值，上转盘两侧的力差即为不平衡重量。在梁的承台底面布置如图1所示的位移计和千斤顶，实施连续梁转体部分的称重试验。

图1 称重试验测点布置图

表1 81#墩测点数据

称重试验所采用的设备：1）千斤顶，量程4000kN；2）位移计，量程±10mm，精确度0.01mm；3）应变综合参数测试仪，用于采集应变式位移传感器的信号；4）大吨位应变式压力传感器，用于测试千斤顶的动态压力。

3 称重试验测试方法及结果分析

图2 81#墩1#测点顶力与位移关系曲线

图3 81#墩2#测点顶力与位移关系曲线

图4 81#墩3#测点顶力与位移关系曲线

图5 81#墩4#测点顶力与位移关系曲线

采用球铰转动法测试不平衡力矩，这种方法是采用刚体位移突变的方法进行测试，受力明确，仅考虑刚体作用，不涉及挠度等因素的影响，结果比较可靠。测试所需仪器不多，且实验过程简单。本桥当所有临时固结全部拆除后，梁体未发生转动，说明摩阻力矩大于不平衡力矩。

1）81 #墩称重试验实测位移、顶力数据如表1所示，顶力与位移关系曲线如图2-图5所示。

81#墩在大里程1#加载情况下的顶力-位移变化表明，当荷载小于1234kN时，位移很小，荷载-位移呈线性变化；当荷载大于该值后，位移迅速增加，荷载则变化缓慢。在大里程2#加载情况下的顶力-位移变化表明，当荷载小于1258kN时，位移很小，荷载-位移呈线性变化；当荷载大于该值后，位移迅速增加，荷载则变化缓慢。由此判别出P1=2492kN时，球铰处于克服静摩阻力的临界状态。在小里程3#加载情况下的顶力-位移变化表明，当荷载小于1411kN时，位移很小，荷载-位移呈线性变化；当荷载大于该值后，位移迅速增加，荷载则变化缓慢。在小里程4#加载情况下的顶力-位移变化表明，当荷载小于1489kN时，位移很小，荷载-位移呈线性变化；当荷载大于该值后，位移迅速增加，荷载则变化缓慢。由此判别出P2=2900kN时，球铰处于克服静摩阻力的临界状态。

表2 82#墩测点数据

大里程称重试验顶力临界值：P1=2492kN

小里程称重试验顶力临界值：P2=2900kN

千斤顶中心到球铰中心的距离：L1=4.5m，L2=4.5m

所以，球铰纵向摩阻力矩：

转动体纵向不平衡力矩：

转体重量：N=59900kN

纵向滑动时球铰静摩阻系数：

2）82 #墩称重试验实测位移、顶力数据如表2所示，顶力与位移关系曲线如图6-图9所示。

图6 82#墩1#测点顶力与位移关系曲线

图7 82#墩2#测点顶力与位移关系曲线

图8 82#墩3#测点顶力与位移关系曲线

图9 82#墩4#测点顶力与位移关系曲线

82#墩在大里程1#加载情况下的顶力-位移变化表明，当荷载小于1874kN时，位移很小，荷载-位移呈线性变化；当荷载大于该值后，位移迅速增加，荷载则变化缓慢。在大里程2#加载情况下的顶力-位移变化表明，当荷载小于1610kN时，位移很小，荷载-位移呈线性变化；当荷载大于该值后，位移迅速增加，荷载则变化缓慢。由此判别出 1P=3484kN时，球铰处于克服静摩阻力的临界状态。在小里程3#加载情况下的顶力-位移变化表明，当荷载小于1574kN时，位移很小，荷载-位移呈线性变化；当荷载大于该值后，位移迅速增加，荷载则变化缓慢。在小里程4#加载情况下的顶力-位移变化表明，当荷载小于1694kN时，位移很小，荷载-位移呈线性变化；当荷载大于该值后，位移迅速增加，荷载则变化缓慢。由此判别出P2=3268kN时，球铰处于克服静摩阻力的临界状态。

大里程称重试验顶力临界值：P1=3484kN

小里程称重试验顶力临界值：P2=3268kN

千斤顶中心到球铰中心的距离：L1=4.5m，L2=4.5m

所以，球铰纵向摩阻力矩：

转动体纵向不平衡力矩：

转体重量：N=59700kN

纵向滑动时球铰静摩阻系数：

4 结 语

1）根据81#墩纵向称重结果，纵向小里程顶升力为2900kN，大里程顶升力为2492kN。顶升力点距球铰中心为4.5m。81#墩球铰纵向摩阻力矩= 1 2132kN·m，纵向不平衡力矩= 9 18kN·m，纵向偏心距e= 0.015m，纵向滑动时球铰静摩阻系数= 0.034。

2）根据82#墩纵向称重结果，纵向大里程顶升力为3484kN，小里程顶升力为3268kN。顶升力点距球铰中心为4.5m。82#墩球铰纵向摩阻力矩= 1 5192kN·m，纵向不平衡力矩= - 486kN·m，纵向偏心距e=− 0.0081m，纵向滑动时球铰静摩阻系数= 0.043。

中国建材总院牵头组织建材领域科技治理大气污染——环保部总理基金项目课题“建材领域大气污染治理及调控政策研究”研讨交流会在北京顺利召开

2018年03 月07 日，中国建筑材料科学研究总院（以下简称中国建材总院）牵头承担的环保部总理基金项目“大气重污染成因与治理攻关”重点课题“建材领域大气污染治理及调控政策研究”在北京召开方案交流和工作进度汇报会。中国建材联合会会长乔龙德，中国工程院院士、清华大学环境学院院长贺克斌，中国建材集团副董事长、中国建材总院院长姚燕，国家大气污染攻关联合中心运营管理部主任鲍晓峰等出席会议并分别做重要讲话。课题负责人姚燕主持会议。建材领域各专业协会负责人和主要科研骨干人员50余人参加了会议。

环保部总理基金项目“大气重污染成因与治理攻关”源于2017年政府工作报告提出的“坚决打好蓝天保卫战”工作要求，同年4月，总理在北京主持召开国务院常务会议，部署对大气重污染成因和治理开展集中攻关，并确定成立环保部牵头，多部门和单位参加包括多名院士在内、1500多名科研工作者参与的集中攻关项目—大气重污染成因与治理攻关项目。总理基金共设有四大专题28个课题。中国建材总院牵头承担该项目的“建材领域大气污染治理及调控政策研究”课题。