尹耀霄 刘 争 刘 涛

(1.湖北交投智能检测股份有限公司 武汉 430000; 2.武汉马房山理工工程结构检测有限公司 武汉 430070;3.武汉理工大学土木工程与建筑学院 武汉 430070)

Hertz接触力学理论提出在正压力条件下获得了2个不协调的弹性球体表面接触应力的解析解[1]。从20世纪后期到现在，尽管非协调接触[2]的计算方法较为完善，但工程应用中仍大量存在协调接触[3]。转体桥[4-6](见图1)球铰的[7-8]上磨盘与下磨心即为协调接触，同时，球铰磨心表面的应力状态分布直接影响了转体施工(见图2)过程。但是公路桥涵施工技术规范的简化算法[9]中，球铰的相关计算均简化为平面，虽然减少了计算量，随之而来的应力误差也给转体过程带来了不可忽略的隐患。车晓军[10]在计算转体桥球铰时，将上下球铰曲面接触应力等效为均布力，虽然简化了计算过程，但是同时带来了应力分布与实际情况的误差。因为转动系统的抗倾覆能力由球铰的摩阻力矩提供，而摩阻力矩又是由球铰接触应力的分布计算得出，因此，研究非赫兹接触理论下的转动体系抗倾覆力矩计算显得尤为重要。

图1 转体桥上部结构

图2 转体施工示意图

本文引用非赫兹接触理论中Steuermann[11]的协调接触计算模型，并基于该模型推导出转动过程中的抗倾覆力矩，同时将基于简化算法的抗倾覆力矩、基于非赫兹接触理论下的转动体系抗倾覆力矩与实际测试数据进行比较分析，从而验证基于非赫兹接触理论下的转动体系抗倾覆力矩的计算准确性。……