[发明专利]一种转体桥球铰支撑状态下偏转风险评估方法

权利要求书

1.一种转体桥球铰支撑状态下偏转风险评估方法，其特征在于，包括：通过水平力V与重力、摩擦力的静力关系公式来进行风险评估:

当拆除临时主梁与桥墩之间的临时固结设备，在仅有球铰支撑时，具有如下的水平力V的计算公式：

V＝Gtanθ+F_Tsecθ

其中，V为桥梁结构受到的水平力，G为上球铰及以上结构总重；F_T为上、下球铰面之间的切向摩擦力，θ为上球铰竖平面转角；

还包括通过球铰竖平面发生扭转时的转角公式来进行风险评估：

转角θ的弧度公式：

上球铰护筒的滑动的弧长量：

l₁≈d₁

下球铰滑动曲面高度

主梁水平时竖向中心线到撑脚外轮廓线距离：

A＝a/2+b+c

主梁水平时竖平面转动中心到撑脚底面距离：

B＝R₁-(h₁+h₂)

研究平面撑脚最外侧下边点竖平面转动半径：

撑脚最外侧下边点与竖平面转动中心所成的水平面夹角为：

当θ很小时，撑脚最外侧下边点运动弧长l₂视为切向的直线：

l₂＝R₂·θ

因此撑脚最外侧下边点在水平力V作用下滑动过程中竖向下落距离为：

h₃＝l₂cosβ

在以上公式中：

a为下球铰直径；b为撑脚直径；c为选取研究的竖向平面内撑脚内轮廓与上、下球铰外轮廓的距离,I₁为上球铰护筒的滑动的弧长量；R₁为下球铰半径；d₁为上球铰护筒的滑动水平距离；h₁为下球铰滑动曲面高度；h₂为设计图纸中撑脚距滑道距离；

通过确定不同平面扭转产生危险转角的大小来判定风险等级，该判定方法包括以下步骤：

步骤一：假设上球铰钢护筒与定位轴优先碰撞，确定上球铰护筒的滑动的弧长量l₁；

步骤二：计算撑脚最外侧下边点在水平力V作用下滑动过程中竖向下落距离h₃大小；

步骤三：比较h₃与h₂的大小关系，若h₃＜h₂，则说明上球铰钢护筒与定位轴碰撞时，撑脚最外侧下边点滑动过程中竖向下落距离没有达到撑脚预留位移量；

还包括通过选取不同的竖向平面，进行主梁的不同竖平面转角风险等级的划分来进行风险评估，具体包括以下步骤：

步骤一：计算钢护筒-定位销轴碰撞时偏转角为θ₁，即为最小转角；

步骤二：仍以撑脚竖平面计算，取h₃＝h₂，设撑脚最外侧下边点在滑动过程中竖向下落距离为设计预留距离，代入上述公式，并反向推导得到撑脚竖平面情况下，转盘撑脚-滑道面接触时偏转角为θ₂；

步骤三：选取纵平面，确定该平面下c_纵值，并且利用相似比例关系计算此平面内转盘撑脚-滑道面接触时再代入以上公式反向推导主梁纵平面情况下，转盘撑脚-滑道面接触时偏转角为θ₃；

步骤四：选取横平面，确定该平面下c_横值，并且利用相似比例关系计算此平面内转盘撑脚-滑道面接触时再代入以上公式反向推导主梁横平面情况下，转盘撑脚-滑道面接触时偏转角为θ₄；

步骤五：通过比较整理数据，进行不同空间竖平面的球铰支撑下偏转风险评估：

当转角θ＜θ₁时，风险等级为安全；

当转角θ在θ₁-θ₂之间时，风险等级为较安全，应时刻注意；

当转角θ在θ₂-θ₃之间时，风险等级为预警，进行纠偏；

当转角θ在θ₃-θ₄之间时，风险等级为预警，此时定位轴已在剪力作用下产生较大变形；

当转角θ＞θ₄时，风险等级为危险，定位销轴面临剪断，桥梁主梁有倾覆可能。