萬(wàn)噸級(jí)雙柱斜拉橋平轉(zhuǎn)體系研究與應(yīng)用

1、2.5萬(wàn)噸級(jí)雙柱斜拉橋平轉(zhuǎn)體系研究與應(yīng)用,一. 小組簡(jiǎn)介,第一部分 工程概況,二. 選擇課題,山東省鄒城市上跨鐵路立交橋主橋?yàn)?x110斜拉橋，項(xiàng)目組上次QC活動(dòng)中開(kāi)創(chuàng)性的完成了橋梁方案選型工作，確定采用如下圖所示的雙柱斜拉橋橋型，同時(shí)確定了雙柱斜拉橋采用轉(zhuǎn)體方式跨越鐵路局站場(chǎng)。此后，該橋進(jìn)入了深度的技術(shù)論證及施工圖階段。由于該橋在轉(zhuǎn)體施工領(lǐng)域具有獨(dú)創(chuàng)性，同時(shí)其轉(zhuǎn)體重量等多項(xiàng)指標(biāo)均有突破，因此，需要對(duì)本項(xiàng)目雙柱斜拉橋轉(zhuǎn)體方式方法進(jìn)行深入研究。,（一）選題背景1設(shè)計(jì)任務(wù)的需要,二. 選擇課題,（二）選題背景2橋梁發(fā)展的需要,已建成部分轉(zhuǎn)體施工斜拉橋列表,近年來(lái)，斜拉橋由于其跨越能力大、橋型美觀在

2、轉(zhuǎn)體施工中也逐漸得到應(yīng)用。目前，采用轉(zhuǎn)體施工方法的斜拉橋橋型只有單塔柱斜拉橋一種。結(jié)構(gòu)形式單一，近年來(lái)，隨著老百姓對(duì)橋梁審美水平的提高，可以預(yù)見(jiàn)，非單柱形式的斜拉橋設(shè)計(jì)項(xiàng)目今后將會(huì)逐漸增多。,二. 選擇課題,（二）選題背景2橋梁發(fā)展的需要,黑龍江省 綏芬河斜拉橋,北京石景山 南站斜拉橋,北京跨風(fēng)沙鐵路斜拉橋,鄭州解放路 跨鐵 斜拉橋,二. 選擇課題,（三）確定課題,針對(duì)目前在轉(zhuǎn)體施工領(lǐng)域中沒(méi)有單柱斜拉橋?qū)嵤┑默F(xiàn)狀，尤其是解決當(dāng)前面臨的鄒城斜拉橋設(shè)計(jì)任務(wù)，經(jīng)過(guò)我們小組的反復(fù)調(diào)查研究并充分討論，一致認(rèn)為我們必須完成雙柱斜拉橋轉(zhuǎn)體這一創(chuàng)新任務(wù)，同時(shí)以轉(zhuǎn)體重量2.5萬(wàn)噸為設(shè)計(jì)目標(biāo)。所以我們小組以確定本

3、次QC活動(dòng)課題為：,2.5萬(wàn)噸級(jí)雙柱斜拉橋平轉(zhuǎn)體系研究與應(yīng)用,三. 設(shè)定目標(biāo),研究適合于鄒城上跨鐵路項(xiàng)目主橋方案的雙柱斜拉橋轉(zhuǎn)動(dòng)受力體系，使得該斜拉橋順利轉(zhuǎn)體。,（一）設(shè)定目標(biāo),即使目標(biāo)困難重重，需要?jiǎng)?chuàng)新突破，有大量的優(yōu)化分析工作。我們的理由在于,三. 設(shè)定目標(biāo),（二）目標(biāo)可行性分析,第三部分 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),根據(jù)設(shè)定目標(biāo)，QC小組制定了詳細(xì)的計(jì)劃實(shí)施表，要求全組成員按計(jì)劃時(shí)間進(jìn)行活動(dòng)。(虛線表示計(jì)劃完成時(shí)間，下方實(shí)線表示實(shí)際完成時(shí)間。),三. 設(shè)定目標(biāo),（三）制定活動(dòng)計(jì)劃,四.提出方案并確定最佳方案,針對(duì)本設(shè)計(jì)方案的斜拉橋雙柱轉(zhuǎn)體體系，小組成員運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法充分討論，提出了不同的想法和意見(jiàn)

4、。下圖為方案親和圖。,（一）提出方案,由方案親和圖可以總結(jié)出，本橋型的轉(zhuǎn)體方案有三種。分別是,一塔繞著另一塔轉(zhuǎn),一塔以鋼棒為軸，另一塔用不銹鋼板,一塔以鋼棒為軸，另一塔底墊四氟滑板,大半徑單滑道支撐體系,兩塔柱連接中部以鋼棒軸心,兩塔底設(shè)滑道,中心為軸，磨盤(pán)方式,環(huán)道支撐體系,兩塔柱連接中部設(shè)平面鉸,兩塔柱連接中部設(shè)球面鉸,中心為軸也為支撐面,中心支撐體系,雙柱轉(zhuǎn)體方案親和圖,四.提出方案并確定最佳方案,（一）提出方案,三種方案的優(yōu)劣到底如何，如何評(píng)判選擇，小組成員再次運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法，最終歸納了評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)體的指標(biāo)，小組成員繪制了評(píng)判指標(biāo)系統(tǒng)圖,承臺(tái),中心 轉(zhuǎn)軸,支撐 滑動(dòng)面,承臺(tái),支撐 滑動(dòng)面,承

5、臺(tái),支撐 滑動(dòng)面,中心 轉(zhuǎn)軸,支撐 滑動(dòng)面,中心 轉(zhuǎn)軸,方案一 大半徑環(huán)道支撐體系,方案二 小半徑環(huán)道支撐體系,方案三 磨心支撐體系,四.提出方案并確定最佳方案,（二）方案評(píng)判,雙柱斜拉橋方案選擇評(píng)價(jià)指標(biāo),現(xiàn)場(chǎng)的可控性,施工的難易性,轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性,轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間性,方案的經(jīng)濟(jì)性,雙柱斜拉橋轉(zhuǎn)體方案評(píng)價(jià)系統(tǒng)圖,四.提出方案并確定最佳方案,根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，小組成員繪制了各方案評(píng)判表，通過(guò)打分的方式評(píng)判各方案的優(yōu)劣性，最終方案三由于其良好的可操控性，易于施工，轉(zhuǎn)體穩(wěn)定，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間短及造價(jià)較低等優(yōu)勢(shì)被確定為最佳方案。,（三）確定最佳方案,四.提出方案并確定最佳方案,根據(jù)選擇的最佳方案，小組成員分工協(xié)作，細(xì)化了

6、轉(zhuǎn)動(dòng)體系及與之相關(guān)的上下部轉(zhuǎn)盤(pán)的構(gòu)造。細(xì)化的主要項(xiàng)目及相應(yīng)尺寸見(jiàn)下表。為最佳方案。,（四）方案細(xì)化,五.制定對(duì)策表,根據(jù)最佳方案，小組首先繪制了關(guān)鍵部位分析流程圖：,雙柱斜拉橋轉(zhuǎn)體關(guān)鍵部位分析流程圖,雙塔斜拉橋轉(zhuǎn)體關(guān)鍵部位受力分析,轉(zhuǎn)體設(shè)施分析,上轉(zhuǎn)盤(pán)分析,下轉(zhuǎn)盤(pán)分析,牛腿局部分析,塔座局部分析,牽引分析,防傾措施,接觸面 分析,承臺(tái)局部分析,成橋運(yùn)營(yíng),轉(zhuǎn)體穩(wěn)定性,施工階段,五.制定對(duì)策表,雙柱斜拉橋轉(zhuǎn)體關(guān)鍵部位分項(xiàng)分析列表,五.制定對(duì)策表,下轉(zhuǎn)盤(pán)分析有限元模型,五.制定對(duì)策表,上轉(zhuǎn)盤(pán)分析有限元模型,五.制定對(duì)策表,全橋混合有限元模型,五.制定對(duì)策表,動(dòng)力分析有限元模型,五.制定對(duì)策表,抗分分

7、析“魚(yú)骨”模型,五.制定對(duì)策表,四氟滑片壓應(yīng)力偏大。 撐腳受力偏大。 上轉(zhuǎn)盤(pán)塔柱交界處混凝土應(yīng)力偏大。 下轉(zhuǎn)盤(pán)在施工過(guò)程中變形超過(guò)預(yù)期值。,1,2,3,4,經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算分析，得到有部分力學(xué)指標(biāo)超過(guò)許可值,QC小組根據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)局部進(jìn)行了加強(qiáng)。 加強(qiáng)措施主要有： 1、減小四氟滑板間距，增加四氟滑片數(shù)量； 2、增加撐腳直徑； 3、增加上轉(zhuǎn)盤(pán)預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量，并增加牛腿預(yù)應(yīng)力鋼筋； 4、增加混凝土承臺(tái)厚度。,六.實(shí)施對(duì)策,七.效果檢查,1、通過(guò)采取以上具體措施的實(shí)施，小組人員調(diào)整了模型，再次進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明以上問(wèn)題得到解決。該橋在施工階段、轉(zhuǎn)體、成橋階段各項(xiàng)力學(xué)行為均滿足要求。,2、根據(jù)選定的最終轉(zhuǎn)體方案及構(gòu)造細(xì)節(jié)。設(shè)計(jì)小組優(yōu)質(zhì)完成了本項(xiàng)目主橋施工圖設(shè)計(jì)。,以下圖片，為本方案實(shí)施的主要構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)物圖,七.效果檢查,下 轉(zhuǎn) 盤(pán) 施 工,七.效果檢查,四氟滑片安裝,七.效果檢查,上轉(zhuǎn)盤(pán)安裝,七.效果檢查,預(yù)應(yīng)力安裝,七.效果檢查,轉(zhuǎn)體現(xiàn)場(chǎng),七.效果檢查,七.