新型大吨位桥梁转体支座受力性能计算与试验研究

发布时间：2020-09-19 17:35

　　目前桥梁转体施工法已被广泛运用于我国公路、铁路的建设中,该方法具有施工速度快、安全性能高、对既有线路干扰小的特点。作为施工中的关键结构,转体支座承担着重要的承载与转动功能。为检验支座在工作状态下的安全性及稳定性,本文以某跨铁路转体桥为背景,在承载与转动工况条件,对该桥所采用的新型大吨位转体支座的受力进行了研究。文章首先介绍了球铰转动法及球铰下应力评估法两种不平衡力矩的分析方法,结合支座实际构造计算了使用球铰转动法进行不平衡力矩分析所需的支座端抬升力。针对我国规范在计算转动牵引力时未充分考虑球铰接触面实际构造的问题,使用简化法、解析法和规范法对球铰接触面不同半径位置处的应力及转动所需的牵引力进行了计算和对比,结合分析结果,提出了工程中可优先使用简化法计算牵引力的建议。其次,文中使用了Ansys15.0模拟该支座在均布承载和偏心承载情况下的工作状况,得到了不同承载情况下支座的整体竖向位移,耐磨板的竖向位移、竖向应力,耐磨板、球铰、内嵌混凝土的Mises应力,通过与设计容许值对比,验证了在设计承载下转体支座受力的安全性。在此基础上,文章对同类型其他型号的转体支座进行了均布承载与偏心承载验算,同时针对部分型号上座板内嵌混凝土应力超规现象,提出了改变钢板厚度与支座外径的优化建议。随后,本文提出了转体支座模型实验的设计方案,对设计承载为600T的转体支座进行测试,在加载压缩及转动测试过程中支座结构受力符合规范要求,接触面摩擦系数小于设计值。为了解该大吨位转体支座承载施工时的受力情况,本文现场测定了承载施工时混凝土上转盘的竖向位移、球铰下的应力及球铰上下座板的应力。利用球铰下的应力测值计算得到了支座承载后的不平衡力矩及偏心距,承载测试结果显示,球铰上下座板测点应力值均满足设计要求,下座板外延面应力相对于其他位置较大。试转过程中,对支座球铰下及混凝土转盘的应力进行了监测;转体过程中,对支座球铰下、球铰上下座板、混凝土转盘的应力及撑脚受力进行了监测。通过分析球铰下的应力可知试转前后、转体前后支座状态已平衡,同时计算了试转后的不平衡力矩和偏心距。试转及转体过程监测结果显示球铰与转盘测点应力值满足设计要求,结构安全。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U445.4

【参考文献】