CN111593772B - 一种基于桩基应力测量的转体桥梁称重方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转体桥梁施工的技术领域，尤其是一种基于桩基应力测量的转体桥梁称重方法，方法包括以下步骤：钻孔桩钢筋笼制作时，在钢筋笼的钢筋上安装钢筋应力计；桩基成孔后，钢筋应力计随钢筋笼一并放入孔中并预留出应力导线，应力导线的两侧分别连接于钢筋应力计和应力采集仪，应力采集仪的一侧还连接有补偿应力计；桩基、承台以及墩身混凝土浇筑完成后，采用应力采集仪进行初步读数，读取桩基钢筋应力初读数；待上部结构施工完成后，再次读数，读取桩基钢筋应力再读数；两次应力读数差值乘以桩基础面积求的桩基础轴力，通过每根钢筋的轴力对转动中心取距，求得不平衡弯矩，从而反算上部结构不平衡重量。本发明的原理简单，无需重大设备操作。

Description

一种基于桩基应力测量的转体桥梁称重方法

技术领域

本发明涉及转体桥梁施工的技术领域，尤其是一种基于桩基应力测量的转体桥梁称重方法。

背景技术

桥梁转体施工法在跨越既有线施工的同时既不影响交通运输，也可以将在障碍物上空的施工作业转换到无障碍区施工，极大地减少了施工难度，近年来在市政、公路和铁路施工中得到了快速推广。由于桥梁施工自身的误差，不可能保证结构重量的绝对对称，因此，为保障转体过程中的结构安全，需要在转体前对结构的误差（重量、摩擦）进行测试，根据测试结果，再人为地施加配重，使得结构理想对称。为此很多专家学者做了大量的试验研究工作。

目前比较公认的称重方法是利用球铰转动测试不平衡力矩和摩擦力。该方法在上转盘和下转盘之间的空隙位置设置千斤顶，当千斤顶顶力达到临界值时，桥梁既有的平衡会重新分配，通过测量千斤顶的顶升力和卸载力以及千斤顶支撑点中心到转体结构中心的水平距离，计算不平衡力矩和摩擦力矩。

该种方法需保证千斤顶油压和位移同步，实际操作中很难精准控制。此外结构发生突变位移的时机存在一定的滞后性，临界点的把握需要人为分析把控，存在一定的经验性。

目前基本未见其他手段的测量方法。因此，寻找一种新的测试方案显得较为重要。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种基于桩基应力测量的转体桥梁称重方法，该方法原理简单，无需重大设备操作，通过应力增量计算桩基的轴力，再通过不相等的轴力换算不平衡弯矩，从而反算到上部结构的不对称荷载。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种基于桩基应力测量的转体桥梁称重方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

a、钻孔桩钢筋笼制作时，在钢筋笼的钢筋上安装钢筋应力计；

b、桩基成孔后，钢筋应力计随钢筋笼一并放入孔中并预留出应力导线，应力导线的两侧分别连接于钢筋应力计和应力采集仪，应力采集仪的一侧还连接有补偿应力计；

c、桩基、承台以及墩身混凝土浇筑完成后，采用应力采集仪进行初步读数，读取桩基钢筋应力初读数；

d、待上部结构施工完成后，再次读数，读取桩基钢筋应力再读数；

e、两次应力读数差值乘以桩基础面积求的桩基础轴力，通过每根钢筋的轴力对转动中心取距，求得不平衡弯矩，从而反算上部结构不平衡重量。

本发明的优点是：通过应力增量计算桩基的轴力，再通过不相等的轴力换算不平衡弯矩，从而反算到上部结构的不对称荷载；原理简单，无需重大设备操作。

附图说明

图1为本发明的立面图；

图2为本发明的平面图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-2所示，图中1-10标记分别表示为：桩基1、桩基钢筋2、钢筋应力计3、应力导线4、应力采集仪5、补偿应力计6、承台7、上转盘8、球铰9、墩身10。

实施例：本实施例中一种基于桩基应力测量的转体桥梁称重方法，主要用于转体桥梁的称重。

如图1和图2所示，本实施例的测量方法为：

a、钻孔桩钢筋笼制作时，在钢筋笼的桩基钢筋2上安装钢筋应力计3，并做好保护措施，防止钢筋应力计3受到损坏；

b、桩基1成孔后，钢筋应力计3随钢筋笼一并放入孔中并预留出应力导线4，将应力测试导线4做好保护措施，防止混凝土浇筑过程中损坏，应力导线4的两侧分别连接于钢筋应力计3和应力采集仪5，应力采集仪5的一侧还连接有补偿应力计6，钢筋应力计3用于测量桩基钢筋2的应力，而补偿应力计6用于补正桩基钢筋2的应力，应力采集仪5可显示出补正后桩基钢筋2的应力；

c、先用混凝土浇筑桩基1和承台7，并在承台7设置球铰9和上转盘8，最后在上转盘8上浇筑墩身10，使上转盘8在球铰9的作用下在承台7上转动，从而实现桥梁上部结构的转体。待桩基1、承台7以及墩身10混凝土浇筑完成后，采用应力采集仪5进行初步读数，读取桩基钢筋2应力初读数，由于桥墩墩身10尺寸较小重心位置距离重心近，可忽略墩身10施工误差；

d、待墩身10上的上部结构施工完成后，由于上部结构尺寸较大，且重心位置距离球铰9转动中心较大，此时上部结构的不对称荷载引起的不平衡弯矩就在承台7上产生一定的偏心荷载，再次读数，读取桩基钢筋2应力再读数；

e、两次应力读数差值乘以桩基1面积求的桩基1轴力，通过每根桩基钢筋2的轴力对转动中心取距，求得不平衡弯矩，从而反算上部结构不平衡重量，即转体桥梁的重量。

此外，本实施例的原理为：由于球铰9的存在以及承台7的刚度较大，上部结构不平衡重量基本不会产生弯矩传递到承台7以及桩基1上；转体前承台7中心收到偏压荷载，相对桩基1的刚度而言，承台7可以认为是刚性体，因此，桩基1基本是轴向受力状态；而由于承台7收到的偏压作用，导致桩基1受力存在不均匀性，通过不均匀的轴力来抵抗承台7的偏心荷载。

本实施例的测试方法操作简单，采用的钢筋应力计3、补偿应力计6和应力采集仪5为常规设备，除钢筋应力计3为一次性耗材外，其他可重复利用，采集成本低，不受天气和外界环境的影响，也可以在上部结构施工过程中对施工不平衡荷载进行测量、判断。钢筋应力测量既可以采用成熟的钢筋应力计3，也可以采用成本更加低的应变片。

本实施例与传统的球铰转动测试方法相比，操作极为简单，也不需要大量的设备和人工投入，尤其是，本实施例是通过采集计算已固定的钢筋笼钢筋的应力变化侧面反映桥梁上部结构在转体后的荷载变化，不但可避免人为的操作误差和千斤顶设备的机械误差，同时还可有效缩短测试时间。在一些实施例中，当采用应变片测试时，精度更好。因此，本测试方法具有良好的精度和实用价值。

虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims (1)

1.一种基于桩基应力测量的转体桥梁称重方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

a、钻孔桩钢筋笼制作时，在钢筋笼的钢筋上安装钢筋应力计；

b、桩基成孔后，钢筋应力计随所述钢筋笼一并放入孔中并预留出应力导线，所述应力导线的两侧分别连接于钢筋应力计和应力采集仪，所述应力采集仪的一侧还连接有补偿应力计；

c、桩基、承台以及墩身混凝土浇筑完成后，采用应力采集仪进行初步读数，读取所述钢筋应力计的初读数；

d、待上部结构施工完成后，再次读数，读取所述钢筋应力计的再读数；

e、两次应力读数差值乘以桩基础面积求的桩基础轴力，通过每根钢筋的轴力对转动中心取距，求得不平衡弯矩，从而反算上部结构不平衡重量。

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