一种平铰的转体施工称重方法
【专利摘要】本发明公开了一种平铰的转体施工称重方法。在该方法中，包括：在设置平铰的上、下转盘之间的左右两端分别设置一个百分表；通过所述百分表测量得到平铰的上平铰两端的压缩量差，并根据所述压缩量差计算平铰处的反力弯矩；根据平铰处的反力弯矩，计算得到转体梁段的偏心值。通过使用本发明所提供的平铰的转体施工称重方法，可以实现对平铰转体施工的称重。
【专利说明】一种平铰的转体施工称重方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及桥梁工程技术，特别涉及一种平铰的转体施工称重方法。
【背景技术】
[0002]在跨越运营繁忙的铁路、公路进行桥梁施工时，转体法施工由于对既有线路的运营影响干扰最小，因此得到了越来越广泛的应用。转体法施工的关键是施工过程中结构的稳定。由于施工过程中可能出现浇筑误差，实际重心与设计重心可能会存在差异，因此为了保证桥梁转动前的拆架过程中的安全和转体过程的顺利进行，在转体前一般必须进行对转体梁称重的操作，该称重操作的主要目的是测量转动梁体的重心位置，从而在必要时进行配重以保证转体梁段重心的位置偏差在安全范围内。
[0003]目前，转体梁的转铰形式主要有球铰和平铰两种。球铰的上下转盘的接触面为球面形式，而平铰的上下转盘为平面形式。因为球铰的接触面为球面形式，而当球面发生滑动时，转铰处反力弯矩Mz为固定值，因此球铰的称重比较容易。但是，平铰的称重操作比较复杂，原因在于转铰处反力弯矩Mz与自重偏心荷载分布相关,在实际应用环境中，由于模板偏差以及浇注等原因，自重偏心荷载分布形式是不确定的，所以在目前的平铰转体施工中，对于平铰的转体施工称重操作多为定性的判定，而无法准确的得到偏心值来指导平铰转体施工和配重。但是，相对于球铰来说，平铰具有制造、加工容易，便于运输、安装等特点，适合大吨位的转体施工，因此，找到一种可以准确进行平铰转体施工称重的方法已经成为本领域中一个亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种平铰的转体施工称重方法，从而可以有效地实现对平铰转体施工的称重。
[0005]本发明的技术方案具体是这样实现的:
[0006]一种平铰的转体施工称重方法，该方法包括:
[0007]A、在设置平铰的上、下转盘之间的左右两端分别设置一个百分表；
[0008]B、通过所述百分表测量得到平铰的上平铰两端的压缩量差，并根据所述压缩量差计算平铰处的反力弯矩；
[0009]C、根据平铰处的反力弯矩，计算得到转体梁段的偏心值。
[0010]较佳的，所述步骤B包括；
[0011]读取两个百分表的读数，获取在两个不同时间点上的两个百分表的读数变化量；
[0012]根据所述读数变化量计算上转盘发生的转动角度；
[0013]根据所述上转盘发生的转动角度计算半圆形形心处变形；
[0014]根据所述半圆形形心处变形，计算半圆形形心处的力；
[0015]根据上述半圆形形心处的力，计算平铰处的反力弯矩。
[0016]较佳的，所述上转盘发生的转动角度的计算公式为:
[0017]Δ θ = ( Δ 1- Δ 2)/2/D
[0018]其中，Λ θ为上转盘发生的转动角度；Λ I和Λ 2为两个百分表的读数变化量；D为上转盘的半径。
[0019]较佳的，所述半圆形形心处变形的计算公式为:
[0020]Ah = 4R/3 31 *( Δ 1- Δ 2)/2/D
[0021]其中，Λ h为半圆形形心处变形，R为上平铰和下平铰的半径。
[0022]较佳的，所述半圆形形心处的力的计算公式为:
[0023]Δ F =Δ h/H*E*A
[0024]其中，Λ F为半圆形形心处的力，H为滑片的原厚度，E为滑片的弹性模量为，A为滑片的总面积。
[0025]较佳的，所述平铰处的反力弯矩的计算公式为:
[0026]Mz = 2* Λ F*4R/3 π
[0027]其中，Mz为所述平铰处的反力弯矩。
[0028]较佳的，所述步骤C包括:
[0029]根据平铰处的反力弯矩计算转体梁段偏心弯矩；
[0030]根据所述转体梁段偏心弯矩计算得到转体梁段的偏心值。
[0031]较佳的，所述转体梁段偏心弯矩的计算公式为:
[0032]Mg = Mz+(F1-F2)L
[0033]其中，Mg为转体梁段偏心弯矩，Fl和F2为转体梁两端的两个刚性支撑反力，且F1>F2 ；L为转体段主梁转铰中心一侧长度。
[0034]较佳的，所述转体梁段的偏心值的计算公式为:
[0035]e = Mg/N
[0036]其中，e为转体梁段的偏心值，N为转体梁段的重量。
[0037]如上可见，通过使用本发明中的平铰的转体施工称重方法，可以实现对平铰转体施工的称重。而且，本发明中所提供的平铰的转体施工称重方法操作简单，所需仪器设备少，仅需百分表进行位移测量，施工测量简单。此外，通过上述平铰的转体施工称重方法所得的测量精度也完全可以满足工程需要。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1为本发明实施例中的平铰的转体施工称重方法的流程示意图；
[0039]图2为本发明实施例中的平铰转体施工称重的原理示意图。
[0040]图3为本发明实施例一中的平铰的转体施工称重方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0041]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
[0042]本实施例提供了一种平铰的转体施工称重方法，从而可以有效地实现对平铰转体梁段的称重。
[0043]图1为本发明实施例中的平铰的转体施工称重方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例中的平铰的转体施工称重方法主要包括如下所述的步骤:
[0044]步骤11，在设置平铰的上、下转盘之间的左右两端分别设置一个百分表。
[0045]图2为本发明实施例中的平铰转体施工称重的原理示意图。如图2所示，平铰包括上平铰3、下平铰5以及上、下平铰间的滑片4。上、下平铰均为圆形截面，半径为R，滑片4均匀的分布在上、下平铰之间。滑片4为弹性可压缩材料，弹性模量为E，总面积为A。上平铰3之上设置有上转盘2，半径为D，下平铰5嵌入在下转盘6内。
[0046]因此，为了对平铰进行称重操作，在本步骤中，可以在上转盘2和下转盘6之间的左右两端分别设置一个百分表7。所述百分表7可以用于测量两端的压缩量差。
[0047]步骤12，通过所述百分表测量得到平铰的上平铰两端的压缩量差，并根据所测量的压缩量差计算平铰处的反力弯矩Mz。
[0048]在本发明的具体实施例中，由于在上述步骤11中，在上、下转盘之间的左右两端分别设置了一个百分表，因此。当上转盘发生转动时，百分表的读数将发生相应的变化。所以，在本步骤中，可以使用上述百分表测量得到上平铰两端的压缩量差。例如，通过读取两个百分表的读数，从而获取在两个不同时间点上的两个百分表的读数变化量Λ I和Λ 2。在测量得到上平铰两端的压缩量差之后，即可根据所测量的压缩量差计算平铰处的反力弯矩Mz0
[0049]举例来说，在本发明的较佳实施例中，当获取到两个百分表的读数变化量Λ I和Λ 2之后，即可根据上述读数变化量先计算上转盘发生的转动角度。例如，上转盘发生的转动角度可以通过如下所述的公式进行计算:
[0050]Δ Θ = ( Δ 1- Δ 2)/2/D
[0051]在计算得到上转盘发生的转动角度之后，即可根据所述转动角度计算得到平铰处的反力弯矩Mz。
[0052]例如，由于半圆形形心距离中轴距离为4R/3 π，因此可先根据上转盘发生的转动角度计算半圆形形心处变形Λ h:
[0053]Ah = 4R/3 π *( Δ 1- Δ 2)/2/D
[0054]根据上述半圆形形心处变形Λ h，可计算半圆形形心处的力Λ F:
[0055]AF=Ah/H*E*A,
[0056]其中，H为滑片4的原厚度，E为滑片4的弹性模量为，A为滑片4的总面积。
[0057]然后，可根据上述半圆形形心处的力Λ F，计算平铰处的反力弯矩Mz:
[0058]Mz = 2* Δ F*4R/3 π
[0059]由上可知，在测量得到上平铰两端的压缩量差，即可根据所测量的压缩量差计算平铰处的反力弯矩Μ。
[0060]另外，在本发明的技术方案中，也可以使用其它的方式根据所测量的压缩量差计算平铰处的反力弯矩Μ，具体的计算方法在此不再赘述。
[0061]步骤13，根据平铰处的反力弯矩Μζ，计算得到转体梁段的偏心值。
[0062]例如，在本发明的较佳实施例中，可以先根据平铰处的反力弯矩Mz计算转体梁段偏心弯矩Mg。举例来说，可以使用如下所述的公式计算Mg:
[0063]Mg = Mz+(F1-F2)L
[0064]其中，Fl和F2为转体梁两端的两个刚性支撑反力，并假定F1>F2 ；L为转体段主梁转铰中心一侧长度，如图2所示。
[0065]在计算得到转体梁段偏心弯矩Mg之后，即可根据该转体梁段偏心弯矩Mg计算得到转体梁段的偏心值e。例如，可以使用如下所述的公式计算e:
[0066]e = Mg/N,
[0067]其中，N为转体梁段的重量。
[0068]由上可知，通过上述的步骤11?13，即可计算得到转体梁段的偏心值e，从而完成平铰的转体施工称重。
[0069]以下，将以一个具体实施例为例，对本发明的技术方案进行更详细的介绍。
[0070]实施例一:斜拉桥上的平铰的转体施工称重方法。
[0071]图3为本发明实施例一中的平铰的转体施工称重方法的流程示意图。如图3所示，在本实施例中，所述斜拉桥上的平铰的转体施工称重方法主要包括如下所述的步骤:
[0072]步骤301，搭设满堂支架，在满堂支架的两端设置梁端刚性支撑8;在满堂支架和梁端刚性支撑8上现浇转体段主梁I和主塔10。如图2所示。
[0073]步骤302，在上转盘2和下转盘6的左右两端分别安置两个百分表7。如图2所示。
[0074]步骤303，张拉斜拉索9，拆除满堂支架，通过梁端刚性支撑8进行辅助支撑。
[0075]步骤304，测量两个百分表7的读数变化量，并根据所测量的读数变化量计算平铰处的反力弯矩Mz。
[0076]步骤305，根据平铰处的反力弯矩Mz，计算得到转体梁段的偏心值。
[0077]例如，当斜拉索9的拉力较大时，转体段主梁I与梁端刚性支撑8脱离，此时Mg =Mz0
[0078]而当斜拉索9的拉力较小时，转体段主梁I与梁端刚性支撑8未脱离，则可测出梁刚性支撑的反力分别为Fl和F2(假定F1>F2)。此时可得:Mg = Mz+(F1-F2) L，其中，L为转体段主梁转铰中心一侧长度。然后，根据Mg可计算得到转体梁段的偏心值e:e = Mg/N。其中，N为转体梁段的重量。
[0079]另外，还可以对上述的平铰的转体施工称重方法进行精度评估。例如，百分表的测量精度为0.0lmm,根据4万吨级的转铰的尺寸可知，平铰的半径R = 2.89m,上转盘半径D=8m,滑片原始厚度为13mm，弹性模量E = 345MPa，面积A = 4.304m2。因此，当百分表读数变化量Λ 1- Δ 2 = 0.0lmm时,计算得到的偏心值偏心距e = 0.6mm,完全可以满足施工需要。
[0080]综上可知，通过使用本发明中的平铰的转体施工称重方法，可以实现对平铰转体施工的称重。而且，本发明中所提供的平铰的转体施工称重方法操作简单，所需仪器设备少，仅需百分表进行位移测量，施工测量简单。此外，通过上述平铰的转体施工称重方法所得的测量精度也完全可以满足工程需要。
[0081]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
【权利要求】
1.一种平铰的转体施工称重方法，其特征在于，该方法包括: A、在设置平铰的上、下转盘之间的左右两端分别设置一个百分表； B、通过所述百分表测量得到平铰的上平铰两端的压缩量差，并根据所述压缩量差计算平铰处的反力弯矩； C、根据平铰处的反力弯矩，计算得到转体梁段的偏心值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括； 读取两个百分表的读数，获取在两个不同时间点上的两个百分表的读数变化量； 根据所述读数变化量计算上转盘发生的转动角度； 根据所述上转盘发生的转动角度计算半圆形形心处变形； 根据所述半圆形形心处变形，计算半圆形形心处的力； 根据上述半圆形形心处的力，计算平铰处的反力弯矩。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上转盘发生的转动角度的计算公式为: Δ Θ = ( Δ 1- Δ 2)/2/D 其中，Λ Θ为上转盘发生的转动角度；Λ I和Λ 2为两个百分表的读数变化量；D为上转盘的半径。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述半圆形形心处变形的计算公式为: Ah = 4R/3 31 *( Δ 1- Δ 2)/2/D 其中，Λ h为半圆形形心处变形，R为上平铰和下平铰的半径。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述半圆形形心处的力的计算公式为: Δ F =Δ h/H*E*A 其中，Λ F为半圆形形心处的力，H为滑片的原厚度，E为滑片的弹性模量为，A为滑片的总面积。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述平铰处的反力弯矩的计算公式为:
Mz = 2* Δ F*4R/3 π 其中，Mz为所述平铰处的反力弯矩。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤C包括: 根据平铰处的反力弯矩计算转体梁段偏心弯矩； 根据所述转体梁段偏心弯矩计算得到转体梁段的偏心值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述转体梁段偏心弯矩的计算公式为: Mg = Mz+(F1-F2)L 其中，Mg为转体梁段偏心弯矩，Fl和F2为转体梁两端的两个刚性支撑反力，且F1>F2 ；L为转体段主梁转铰中心一侧长度。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述转体梁段的偏心值的计算公式为: e = Mg/N 其中，e为转体梁段的偏心值，N为转体梁段的重量。
【文档编号】G01M1/12GK104330212SQ201410540161
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】徐升桥, 焦亚萌, 简方梁, 李圣强, 张崇斌, 魏宇, 靳飞, 殷晓波, 陈万龙, 夏晓东, 鲍薇 申请人:中铁工程设计咨询集团有限公司