不同梁体形式对横移梁摩擦系数的影响分析.pdf

文章编号:()收稿日期:基金项目:山东省技术创新项目()作者简介:任冰心()男河南上蔡人高级工程师主要从事铁路工程专业施工技术研究:.引文格式:任冰心.不同梁体形式对横移梁摩擦系数的影响分析.铁道建筑技术():.不同梁体形式对横移梁摩擦系数的影响分析任冰心(中铁十四局集团第四工程有限公司 山东济南)摘 要:根据成自铁路项目道岔梁横移施工前期充分实践对不同梁体形式下对横移梁摩擦系数的影响进行总结分析以便后续施工采用更加合理吨位的滑移设备使横移施工方案更加经济、高效 采用竖向、横向、纵向三向千斤顶及滑移小车等滑移设备竖向千斤顶顶升梁体、横向千斤顶施加顶推反力提供动力、纵向千斤顶调整偏位最终使横向千斤顶顶推反力和滑移小车的摩擦力相平衡 通过连续梁、简支梁不同梁体形式在横移施工过程的对比结合现场竖向、横向千斤顶受力数据进行分析从而得出连续梁、简支梁在相同滑移设备下的摩擦系数变化规律关键词:梁体形式 横移梁 滑移设备 摩擦系数中图分类号:.文献标识码:./.(.):.:引言近年来高速铁路发展迅猛我国的高速铁路网已初具规模 因为既有铁路线的存在使得后续新建铁路线施工时间和范围受到限制出现邻近既有线施工或跨既有线施工等现象 为此桥梁转体、拖拉、顶推、横移等特殊施工工艺应运而生并逐渐趋于成熟其中横移梁是指在原位置旁整体现浇成型采用横移就位的方式完成施工达到节省天窗点施工的目的具有经济实用、施工简便、施工工期短和安全性高等特点同时还能减小封停线路对运输的影响降低运输损失保证施工质量 横移梁概况成自铁路项目施工的成都南联络右线特大桥变截面横移梁共有 联道岔连续梁、孔道岔简支梁 连续梁共 跨梁体全长.宽由 渐变至 高.梁体重约 简支梁梁体全长.宽由 渐变至.高.梁体重约 (见图、图)在锦绣隧道顶搭设现浇支架浇筑道岔连续梁成型待梁体养护完成达到设计强度后再进行梁体顶升 在梁端底部安装滑移小车等滑移设备通过搭设好的现浇支架和滑移支架将道岔连续梁和道岔简支梁依次横移就位落梁于既有墩身上平移距离为.铁道建筑技术 ()任冰心:不同梁体形式对横移梁摩擦系数的影响分析图 连续梁平面(单位:)图 简支梁平面(单位:)滑移体系梁体横移过程为:通过千斤顶横向施加顶推力反力点作用在滑移支架上部横向工字钢上产生的顶推反力促使梁体移动平移一个行程后收缩横向千斤顶重新固定反力点进行顶推滑移梁横移过程控制要点:()所有滑移小车、千斤顶就位后主顶向上施加 的推力使主千斤顶贴合梁底部再同步顶升 梁段上升脱离现浇支架观察所有主顶压力确认所有支点反支力()千斤顶平移油缸预加推力消除连接部位间隙后在同步器的控制下以相同速度向前推动到达预定行程后停止同时观察累计行程有无误差 千斤顶回缩准备下一步同步位移 整个移梁过程中全程监控主顶油压确保变化小于规定值如变化过大查明原因再确认是否需要单独对主顶行程进行调节 为确保安全起见在对应每条轨道滑移终点处设置铁楔等刹车措施进行二次防护()油缸的位移通过位移传感器检测 油缸大腔的压力通过压力传感器反馈所有传感器信号通过总线传送给主控计算机进行分析和处理然后根据控制软件输出泵站驱动信号调节油缸动作和速度从而实现各桥墩上的顶推系统同步上升或者同步下降也可对单个油缸调整高差分析对象共分为两部分一是道岔梁及下部滑移设备二是用于横移的现浇支架及滑移支架 图 滑移体系受力简图.道岔梁及下部滑移设备对于道岔梁及下部滑移设备横向千斤顶的顶推反力朝向滑移方向滑道上产生的摩擦力朝向相反方向 顶推反力大于摩擦力使其移动在匀速缓慢滑移过程中两个力大小相等、方向相反(见图).支架对于现浇支架及滑移支架从横向千斤顶的反力点至滑移小车与滑道的接触点是其受力作用范围摩擦力产生的反力朝向滑移方向顶推力朝向相反方向在匀速缓慢的滑移过程中两个力大小相等、方向相反共同作用于现浇支架及滑移支架工字钢分配梁上使工字钢产生拉力利于工字钢受力整个滑移体系理论上受力平衡不会产生外力作用无需在桥墩等与滑移体系接触部位施加受力使其平衡使得结构体系更加安全 支架体系及滑移设备 图 支架体系.支架体系横移梁支架体系共分为两个部分一是浇筑道岔连续梁成型及横移的现浇支架二是用于横移就位的滑移支架(见图)现浇支架分为两部分在梁端位置采用特制的钢箱梁作为横梁其下为工字钢分配梁及钢管立柱其余位置采用上下加强弦杆型贝雷梁作为横梁其下为工字钢分配梁及钢管立柱 在浇筑过程中两部分现浇支架共同受力在梁体浇筑完成顶升过程中梁端位置钢箱梁现浇支架单独受力滑移支架采用纵、横向工字钢分配梁及钢管立柱组合 在滑移过程中承受梁体及滑移设备的重力及滑移设备作用在滑移支架上的拉力.滑移设备横移梁滑移设备主要包括:滑移轨道、滑移小车、三向千斤顶、平移油缸、控制系统等(见图)图 滑移设备模型滑移轨道采用双拼槽钢中间间隔 焊接夹轨器以便给平移油缸提供反力支点 轨道下部平铺一层 厚的钢板保证轨道平滑顺直钢板与滑移轨道焊接固定采用角焊缝焊高不小于 花焊间隔 一道每道 保证连接为一体不发生相对位移滚动小车选用 型号 四个滚动小车组成一个完整的滑移小车每个滑移小车上安装一个三向千斤顶滑移小车间连接及千斤顶底部支撑结构采用加工成型的钢板组合箱体钢板材质采用 上下钢板厚 加筋肋厚度 以保证结构强度根据每个墩顶的支座反力设置不同数量的滑移铁道建筑技术 ()任冰心:不同梁体形式对横移梁摩擦系数的影响分析小车和三向千斤顶 滑移小车采用滚轴滑行三向千斤顶可在、轴三个方向进行施顶操作可以多个千斤顶同步作业也可个别千斤顶单独控制(见表)表 竖向千斤顶设计数据统计支座位置数量/个每个千斤顶设计受力/墩.墩.墩.墩小里程.墩大里程.墩.每个滑道安装一个横向千斤顶为横移提供动力(见表)表 横向千斤顶设计数据统计支座位置数量/个每个千斤顶设计受力/墩.墩.墩.墩小里程.墩大里程.墩.控制系统主要接收千斤顶的实时数据根据数据进行同步作业或者单独操作实现力和位移的双控 摩擦系数分析梁体首先顶升而后进行横移 横移需要控制竖向千斤顶和横向千斤顶采用同步作业偏差较大时单独操作个别千斤顶横移距离为.横移调整到位后进行落梁横向千斤顶施加顶推力大于滑移装置最大静摩擦力时梁体开始滑移 在缓慢均速滑移过程中产生滑动摩擦力 大小与顶推力相等 此次研究的摩擦系数即为滑动摩擦系数 滑动摩擦系数:式中:为顶推力数值可通过横向千斤顶油表读数计算得出 为梁体重量数值可通过竖向千斤顶油表读数计算得出.连续梁摩擦系数分析 墩跨为连续梁墩竖向千斤顶设置 台横向千斤顶设置 台墩竖向千斤顶设置 台横向千斤顶设置 台墩竖向千斤顶设置 台横向千斤顶设置 台墩小里程侧竖向千斤顶设置 台横向千斤顶设置 台针对此次横移过程选取 组数据进行分析(见表、表)表 连续梁横移过程竖向千斤顶数据统计墩号千斤顶编号受力 受力 受力 受力 墩.墩.墩.墩小里程.表 连续梁横移过程横向千斤顶数据统计墩号千斤顶编号受力 受力 受力 受力 墩.墩.墩.墩小.根据上述 组数据由滑动摩擦系数公式计算可得:/./././././././.则:().简支梁摩擦系数分析 墩为简支梁墩大里程侧竖向千斤顶设置 台横向千斤顶设置 台墩竖向千斤顶设置 台横向千斤顶设置 台针对此次横移过程选取 组数据进行分析(见表、表)表 简支梁横移过程竖向千斤顶数据墩号千斤顶编号受力 受力 受力 受力 墩大.墩.铁道建筑技术 ()任冰心:不同梁体形式对横移梁摩擦系数的影响分析表 简支梁横移过程横向千斤顶数据墩号千斤顶编号受力 受力 受力 受力 墩大里程.墩.根据上面 组数据由滑动摩擦系数公式计算可得:/./././././././.则:().结论通过连续梁、简支梁不同梁体形式横移施工过程的对比结合竖向、横向千斤顶受力数据进行分析得出在相同滑移设备下连续梁的滑动摩擦系数为.简支梁的滑动摩擦系数为.该计算结果可为后续项目采用更加合理吨位的滑移设备提供参考使得横移方案更加经济有效参考文献 相浩义.铁路多线梁避免架梁横移梁施工的方案优化.价值工程():.卢朋.同步控制顶升、摩阻自平衡平移连续箱梁技术研究及其应用.铁道建筑技术():.袁新华陈绪刚.摩擦阻荷原理在桥梁平移工程中的应用.结构工程师():.刘胜尧.桥整体横向移梁施工技术.铁道工程学报():.刘春生.多跨桥整体横向移梁施工.铁道建筑():.赵春生.石太客运专线 级箱梁滑移技术.山西建筑():.王然君.液压横移顶推法在铁路电气化区段换梁施工中的应用.中国建筑金属结构():.姜福香候瑞林王玉田等.多跨混凝土连续梁桥整体转动提升技术.公路():.蓝戊己顾远生束学智等.大型桥梁整体顶升平移关键技术.建筑结构():.胡云华.浅析铁路既有线桥涵顶推施工中的新技术要点分析.城市建设理论研究(电子版)():.刘鹏涛.曲线地段铁路既有线桥梁封锁点内整体横移施工技术.铁道建筑():.付永乐.通惠河桥钢箱梁顶推施工技术.铁道建筑():.(上接第 页)的因素众多相互之间具有相关性且各指标量纲不统一未来研究可考虑量纲归一化后进行多指标、分层次的综合评价参考文献 刘波 陶龙光 李希平 等.地铁盾构隧道下穿建筑基础诱发地层变形研究.地下空间与工程学报 ():.陈湘生 李克 包小华 等.城市盾构隧道数字化智能建造发展概述.应用基础与工程科学学报 ():.康洪信.上软下硬地层大直径盾构下穿密集浅基础施工技术研究.铁道建筑技术():.苏翠侠 王燕群 蔡宗熙 等.盾构刀盘掘进载荷的数值模拟.天津大学学报 ():.李雪 周顺华 周俊宏.复杂地层大直径泥水盾构刀具磨损规律分析.地下空间与工程学报 ():.汪波 孔恒 张稳军 等.不截流条件下长距离穿湖盾构的选型及控制参数研究.土木工程学报 ():.杨振兴 曾垂刚 张凯 等.软硬不均地层对盾构刀盘受力计算方法与分析.科学技术与工程 ():.曾垂刚 陈瑞祥 杨振兴 等.盾构直接掘进含孤石地层的刀盘刀具振动相似模型试验.施工技术(中英文)():.于方正 乔浩利 朱荣辉 等.软硬混合地层盾构滚刀磨损规律研究 以北京市团城湖 第九水厂输水隧洞为例.隧道建设(中英文)():.韩伟峰 陈馈 李凤远 等.软硬不均地层盾构滚刀受力特性研究.建筑机械化():.韩伟锋 周建军 李凤远.大直径盾构刀盘受力不均分析及对策研究.隧道建设(中英文)():.夏鹏举 包世波 任浩 等.软硬不均地层泥水盾构施工关键技术.现代隧道技术():.周纯择 阳军生 牟友滔 等.南昌上软下硬地层中盾构施工地表沉降的 神经网络预测方法.防灾减灾工程学报 ():.林荣安 孙钰丰 戴振华 等.基于 的上软下硬地层盾构施工地表沉降预测.中国公路学报 ():.曹利强 张顶立 房倩 等.软硬不均地层中盾构施工引起的地层隆沉预测.岩石力学与工程学报 ():.铁道建筑技术 ()