CN109137744B - 一种大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法及控制方法 - Google Patents

一种大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于油气管道悬索桥施工领域,公开了一种大跨度柔性油气管道悬索桥主桁架非对称施工方法及控制方法,解决由于施工场地限制使得主桁架无法采用对称吊装的技术难题,具有投资省、施工速度快、施工安全等特点。在大跨度柔性悬索桥主桁架非对称吊装施工过程中,其施工方法和施工控制技术必须同时使用,才能使得桥梁施工能最大限度的达到桥梁设计状态,确保施工过程安全。本发明成功解决了大跨度柔性悬索桥由于施工场地限制使得主桁架无法采用对称吊装的技术难题,并通过控制技术确保了施工过程状态安全、成桥状态尽可能与设计状态完全一致、桥梁工程技术满足相应规范要求。

Description

一种大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法及控制方法
技术领域
本发明属于油气管道悬索桥施工,尤其涉及一种大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法及控制方法。
背景技术
目前,业内常用的现有技术是这样的:
悬索桥是一种结构合理的桥梁型式,能充分发挥索受拉、梁受弯、塔受压构件性能,是大跨度桥梁中最具竞争能力的桥型之一。在公路市政行业中,悬索桥是常用的桥型。目前,公路和市政行业内的悬索桥主桁架吊装工法均采用一下两种较为成熟的施工方法:(1)两端对称吊装向跨中合龙工法;(2)跨中开始向两端对称吊装工法。以上两种方法中,桁架吊装均为对称吊装工法。
常规公路市政悬索桥具有结构大位移几何非线性、施工过程工况繁多、结构自身对施工误差的容差能力较小等特点。油气管道悬索桥除具有公路悬索桥特点外,还具有其自身独特特点如结构更柔、非线性更显著、温度敏感性更强烈、活载比重更大、独特的气管和油管安装荷载工况、独特的管道试压工况等。因此,基于油气管道悬索桥的受力特点,其主桁架吊装工法和控制技术就显得尤为重要,对桥梁的施工过程质量和安全提出了更高的要求。
由于大管道油气工程通车为国家级能源与战略工程,特别是油管和天然气管道同桥设置的悬索桥通常修建在深山沟壑之中,桥塔两岸地形条件复杂,施工条件恶劣,施工场地偏远。正常情况下,油气管道悬索桥主桁架吊装工法采用公路悬索桥的对称吊装技术是可行的。油气管道悬索桥主桁架一般采用工厂节段焊接拼装,运输至现场进行吊装拼接施工,能最大限度的确保桥梁质量。由于桥梁场址位于山区,例如本发明的背景工程,油气管道桥偏远山区,进场便道山路坡陡路窄弯急,桥梁桁架、机械设备等大型构件的运输就存在较大的困难。当桥梁桁架采用两段对称吊装工法时,则需要在桥梁两岸均修建进厂便道,通常山区修建便道难度大费用高。业主和施工单位出于节省投资出发,只修建单侧施工便道用于项目部、主缆索股、桁架、机械设备等运输,另外一岸便道能保证正常通行而适当修整即可。由于油气管道桥采用桁架结构,单榀桁架节段的重量约为5t左右,油气管道桥的桁架起吊重量不大,单侧起吊桁架的工法理论上是可行的,但目前尚无大跨度悬索桥(主跨310m)的单侧吊装先例和经验。因此,根据现场条件和各单位技术要求,油气管道桥梁的单侧吊装工法能够实施具有显著的节省便道工程量和投资的效果;而非对称吊装主桁架施工方法下的结构变形和内力分配较于主桁架对称吊装施工情况更复杂,因此其控制技术显得尤为重要以保障桥梁结构安全、人员安全和工程质量。解决山区大跨度油气管道悬索桥不能对称吊装问题的难点在于合理的主桁架非对称吊装工法和相对于的控制技术。
综上所述,现有的对称施工方法技术是不能适应山区大跨度油气管道桥无法采用对称吊装工法及对岸不具备吊装条件,或者对岸修建施工便道工程费相比桥梁费用比较较高,或者要求工期紧张、项目部人员配置较少等情况的油气管道悬索桥施工的。
解决上述问题的难度是采用主桁架非对称施工方法和控制技术。大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法是基于无法采用对称吊装及对岸不具备吊装条件,或者对岸修建施工便道工程费相比桥梁费用比较较高,或者要求工期紧张、项目部人员配置较少情况下提出来的;施工方法的难度主要在于桁架起吊、运输、空中预拼装、后期连接等工程技术。大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工控制技术是基于上述主桁架非对称吊装工法提出来的一种控制方法,主要目的是保证非对称施工方法能够有效并成功实施。控制技术的难度主要在于在结构全过程仿真计算分析模拟、预测及纠偏技术等。
本发明的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法和有控制技术具有较强的工程实践意义,能成功避免因不当的施工方法下的桥梁主桁架受力破坏、桥塔塔顶位移过大、主缆变形过大与猫道锁死、吊杆索夹受力不合理而滑移失效等桥梁结构安全、工期延误或者工程投资费用增加等不良后果。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法及控制方法,解决由于施工场地限制使得主桁架无法采用对称吊装的技术难题,具有投资省、施工速度快、施工安全等特点。
本发明是这样实现的,一种大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工装置,所述大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工装置包括:塔柱、地锚、主缆、吊杆、主桁架、塔架平台、卷扬机及地锚、施工承重索、走线滑轮卷扬机跑绳、吊装滑轮卷扬机跑绳、走线滑车、吊装滑轮组、转向滑轮、施工吊篮、主桁架发射起吊平台。
大跨度柔性悬索桥主要由塔柱、地锚、主缆、吊杆、主桁架构成,见图1。。在吊装前,悬索桥的主塔、地锚、主缆、吊杆均已施工和安装完毕,即桥梁主体结构即将进入主桁架吊装施工阶段。
非对称吊装系统主要由塔架平台、卷扬机及地锚、施工承重索、走线滑轮卷扬机跑绳、吊装滑轮卷扬机跑绳、走线滑车、吊装滑轮组、转向滑轮、施工吊篮、主桁架发射起吊平台组成,见图2。主桁架吊装准备阶段主要为以上各装置和系统的安装和试运行,确保吊装系统可靠和运行平稳。主桁架吊装阶段的主要过程是首先在主桁架发射起吊平台上布置即将吊装的主桁架、连接主桁架与施工吊篮、平稳收紧本岸和放松对岸吊装滑轮卷扬机跑绳提升吊装滑轮和起吊主桁架、平稳运行走线滑轮卷扬机使得走线滑车在施工承重索上行走至主桁架安装位置、运行吊装滑轮卷扬机提升或降低吊装主桁架至上一个阶段安装位置、连接主桁架与吊杆、预连接本节段与上节段主桁架、释放走线滑轮卷扬机并解除主桁架与施工吊篮连接、运行走线滑轮卷扬机使得施工吊篮归位至主桁架发射起吊平台、下一节段主桁架吊装直至全部组桁架吊装完毕。各节段主桁架吊装前、吊装过程中、吊装完毕后三阶段均伴随着吊装控制方法,使得每一步主桁架在吊装中,悬索桥结构变形、受力状态都处于可控和安全状态。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工装置的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法,所述大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法包括:
1)主桁架吊装控制技术开始;
2)全过程仿真计算模型参数测定:包括索股弹性模量、钢丝容重、强度、泊松比、有效面积、施工图图纸相关技术参数的测定;
3)全过程理论仿真计算模型建立:根据施工图设计图和主桁架非对称吊装工序,建立主桁架逐节段吊装施工过程仿真计算模型,并确定拟定的在理论状态时主桁架非对称吊装施工的方案是可行;
4)理论模型实测参数修正:实测各节段吊装时桥梁的实时温度、主塔跨径、塔顶位移、梁段重量、施工偏差;
5)全过程仿真计算与结果输出:将实测相关计算参数修正理论计算模型,通过计算后续一个或多个节段吊装时的桥梁结构的内力、应力、位移结果,输出桥塔位移、主缆吊杆钢丝绳的索力、桁架结构内力效应;
6)计算结果与实测数据比较分析:将计算的桥梁内力、应力、位移的结果与桥梁实测的参数进行对比分析,结构构件的安全性,预测并判断下一节段或多个节段的吊装时桥梁结构的变化趋势,并制定合适的对应措施;
7)预测计算值实测值与预警值判定:判定模型计算值、主桁架吊装过程中的桥梁控制参数的实测值与设定的结构安全风险预警值对比分析;
8)提前一个或多个节段的纠偏和处理措施:当塔顶位移、吊杆和钢丝绳索力、主桁架内力接近或超过设置的预警值力时,则采取措施处理,如顶推塔顶的索鞍、主桁架配重措施,以确保主桁架在吊装过程中桥梁结构都处于安全和可控状态;
9)控制技术循环使用:当结构处于安全可控状态,则进入下一节段的主桁架吊装工序;
10)主桁架吊装控制技术结束。
本发明的另一目的在于提供一种控制所述大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工装置的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工控制装置,所述大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工控制装置包括:温度传感器及测试仪、全站仪、混凝土应变计、倾角测试仪、第一索力动测仪、第二索力动测仪、全自动综合采集仪。
在主桁架吊装前、中、后的三阶段过程中,必须确保悬索桥结构本身和吊装控制系统是时刻处于安全可控状态,结构的变形和受力是可控制的。在主桁架吊装前,先通过测量悬索桥等结构的参数并建立起相应的全过程仿真计算模型,得出主桁架非对称吊装过程中的各阶段桥梁主体结构关键位置的计算结果。在吊装时,用温度传感器及测试仪实时测量环境温度并将结算结果进行修正,通过全站仪测量塔柱塔顶位移值、倾角仪用于测量塔顶倾角、混凝土应变计用于测量塔柱的混凝土应力、第一索力动测仪用于测量悬索桥主缆的索力、第二索力动测仪用于测量计算最不利吊杆索力、全自动综合采集仪用于收集以上数据并形成实时图像和结果。非对称吊装的控制系统的核心是将悬索桥在吊装前、中、后的实测状态值与温度修正的计算结果进行比较分析,当实测值位于理论计算值偏差范围内,则主桁架吊装过程是可控和安全的。当实测值偏离理论计算值较大时,则立即分析原因并及调整方案,让主桁架吊装过程回归至正常可控和安全状态。以上控制方法贯穿于主桁架吊装全过程中,并与主桁架吊装实施过程同步实施和控制。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工控制装置的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工控制方法,所述大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工控制方法包括以下步骤:
1)主桁架吊装控制技术开始;
2)全过程仿真计算模型参数测定:包括索股弹性模量、钢丝容重、强度、泊松比、有效面积、施工图图纸相关技术参数的测定;
3)全过程理论仿真计算模型建立:根据施工图设计图和主桁架非对称吊装工序,建立主桁架逐节段吊装施工过程仿真计算模型,并确定拟定的在理论状态时主桁架非对称吊装施工的方案是可行的;
4)理论模型实测参数修正:实测各节段吊装时桥梁的实时温度、主塔跨径、塔顶位移、梁段重量、施工偏差;
5)全过程仿真计算与结果输出:将实测相关计算参数修正理论计算模型,通过计算后续一个或多个节段吊装时的桥梁结构的内力、应力、位移结果,输出桥塔位移、主缆吊杆钢丝绳的索力、桁架结构内力效应;
6)计算结果与实测数据比较分析:将计算的桥梁内力、应力、位移的结果与桥梁实测的参数进行对比分析,结构构件的安全性,预测并判断下一节段或多个节段的吊装时桥梁结构的变化趋势,并制定合适的对应措施;
7)预测计算值实测值与预警值判定:判定模型计算值、主桁架吊装过程中的桥梁控制参数的实测值与设定的结构安全风险预警值对比分析;
8)提前一个或多个节段的纠偏和处理措施:当塔顶位移、吊杆和钢丝绳索力、主桁架内力接近或超过设置的预警值力时,则采取措施处理,如顶推塔顶的索鞍、主桁架配重措施,以确保主桁架在吊装过程中桥梁结构都处于安全和可控状态;
9)控制技术循环使用:当结构处于安全可控状态,则进入下一节段的主桁架吊装工序;
10)主桁架吊装控制技术结束。
综上所述,本发明的优点及积极效果为:
综上所述,本发明的有点和积极效果是能够适应山区大跨度油气管道桥无法采用对称吊装工法及对岸不具备吊装条件,或者对岸修建施工便道工程费相比桥梁费用比较较高,或者要求工期紧张、项目部人员配置较少等情况的油气管道悬索桥施工情况。
本发明是基于以下背景工程提出的,某油气管道悬索桥主跨跨度310m,南岸边跨75m,北岸边跨95m,全长480m。主缆矢跨比采用1/10。风缆立面投影跨度310m,平面投影总宽67m,风缆矢跨比采用1/10。南岸主塔下部受力构件垂直高度为39.5m,上部装饰构件垂直高度为6m,总高45.5m;北岸主塔下部受力构件垂直高度为41m,上部装饰构件垂直高度为6m,总高47m(不计避雷针高度)。桁架桥面宽2.6m,两管道采用上下双层布置,上层横断面布置为: 0.8m(检修道)+1.016m(天然气管道)+0.8m(检修道)=2.6m;下层横断面布置为:0.8m(检修道)+0.2m(结构宽度)+0.610m(原油管道)+0.8m(检修道)+0.2m(结构宽度)=2.6m。全桥共分为62个桥面桁架单元。每一个桥面桁架单元长度为5m,宽度2.6m。每一榀桥面桁架单元总重量5t(包括滚轮重量、桥面桁架钢格栅板重量、管线管托的重量)。桥面总重量为230t,辅助设施总重量52t。
通过本发明的大跨度油气管道悬索桥主桁架非对称施工方法和控制技术,在背景工程中,带来最直接的经济和技术效益。采用本发明,背景工程节约对岸施工便道工程费用约100万,节约一套起吊吊装设备和安装平台约50万元,节约运输、吊装等燃料动力费用约20万元,节约吊装施工和管理人员班子一套成本约10万元,节约吊装工期约15天等。同时,对称吊装控制技术提升了项目管理班子的管理水平、技术水平,达到了精细化管理和施工水平,确保施工过程状态安全、成桥状态尽可能与设计状态完全一致、桥梁工程技术满足相应规范要求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工装置结构示意图;
图2是本发明实施例提供的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工控制装置示意图;
图3是本发明实施例提供的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法流程图;
图4是本发明实施例提供的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工控制方法流程图;
图5是本发明实施例提供的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法与控制方法耦合示意图;
图6是本发明实施例提供的大跨度柔性悬索桥主桁架油气管道同桥布置主桁架断面结构布置图;
图中:1、塔柱;2、地锚;3、主缆;4、吊杆;5、主桁架;6、温度传感器及测试仪;7、全站仪;8、混凝土应变计;9、倾角测试仪;10、第一索力动测仪;11、塔架平台;12、卷扬机及地锚;13、施工承重索;14、走线滑轮卷扬机跑绳;15、吊装滑轮卷扬机跑绳;16、走线滑车;17、吊装滑轮组;18、转向滑轮;19、施工吊篮;20、主桁架发射起吊平台;21、第二索力动测仪; 22、全自动综合采集仪。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明实施例提供的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工装置包括:塔柱1、地锚2、主缆3、吊杆4、主桁架5、塔架平台11、卷扬机及地锚12、施工承重索13、走线滑轮卷扬机跑绳14、吊装滑轮卷扬机跑绳15、走线滑车16、吊装滑轮组17、转向滑轮18、施工吊篮19、主桁架发射起吊平台20。
图1中大跨度柔性悬索桥跨度参数为左边跨L1=75m、右边跨L3=90m、中跨L2=310m、全桥跨度L=475m。吊装结构参数卷扬机及地锚12采用4台10 吨卷扬机和配套地锚、施工承重索13采用两根Ф50-6×19-1770钢丝绳、走线滑轮卷扬机跑绳14和吊装滑轮卷扬机跑绳15均采用Ф19.5-6×19-1770钢丝绳、走线滑车16采用定制,吊装滑轮组17采用两组H20×3滑轮组、施工吊篮19 采用配重式约2吨吊篮。其中工程设备物资的选型和使用均应根据相应特种设备使用要求和选型,其受力应根据控制技术中的计算模块功能提供力学与结构使用要求,同时应满足相应的工程技术标准。
如图2所示,本发明实施例提供的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工控制装置包括:温度传感器及测试仪6、全站仪7、混凝土应变计8、倾角测试仪 9、第一索力动测仪10、第二索力动测仪21、全自动综合采集仪22。
作为优选实施例,混凝土应变计8采用ZRQ-N3000、倾角测试仪9采用 ZCT600ML、第一索力动测仪10和第二索力动测仪21采用JMM-268、全自动综合采集仪22采用CDJM-TEST-MB、温度传感器及测试仪6采用IFT-36A、全站仪7采用Leica TS09。以上仪器的使用是为了获取桥梁实测参数,但不限于以上仪器设备,其它同功能但不同仪器设备均可替换使用。
如图3所示,本发明实施例提供的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法包括以下步骤:
S101:主桁架吊装开始;
S102:主桁架吊装准备;
S103:主桁架起吊;
S104:主桁架运输;
S105:主桁架预连接;
S106:吊装设备归于起始位;
S107:主桁架重复吊运与安装;
S108:主桁架连接;
S109:主桁架吊装收尾;
S110:主桁架吊装结束。
主桁架吊装准备包括主桁架吊装所需要的吊装工具、设备、机械等准备和吊装滑轮组17、施工吊篮19归位至主桁架发射起吊平台20上方两个工序;
主桁架起吊的步骤主要包括连接施工吊篮19与本节主桁架5和收吊装滑轮组15卷扬机起吊本节主桁架5两个工序;
主桁架运输的步骤主要包括收北侧放南侧轴线滑轮组16卷扬机移动主桁架 5至安装位置和收吊装滑轮组15卷扬机提升本节主桁架5至略高于吊杆4连接位和靠近上一节段主桁架5两个工序;
主桁架预连接的步骤主要包括调节悬索桥吊杆4长度为理论计算长度后与主桁架5吊耳有效连接和螺栓连接本节主桁架5和上节主桁架5的上弦杆,上弦杆穿好螺栓但不拧紧、下弦杆暂不上螺栓而自由活动两个工序;
吊装设备归于起始位的步骤主要包括分离主桁架5与施工吊篮19的连接和收南侧放北侧轴线滑轮组16卷扬机移动至起点发射平台两个工序;
主桁架连接的步骤主要为连接并紧固全桥主桁架上弦杆和下弦杆全部螺栓;
主桁架吊装收尾的步骤主要包括全桥吊杆索力按需进行局部调整和拆离桥梁后续施工不再使用的吊装有关设备。
如图4所示,本发明实施例提供的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法包括以下步骤:
S201:主桁架吊装控制技术开始;
S202:全过程仿真计算模型参数测定;
S203:全过程理论仿真计算模型建立;
S204:理论模型实测参数修正;
S205:全过程仿真计算与结果输出;
S206:计算结果与实测数据比较分析;
S207:预测计算值实测值与预警值判定;
S208:提前一个或多个节段的纠偏和处理措施;
S209:控制技术循环使用;
S210:主桁架吊装控制技术结束。
全过程仿真计算模型参数测定的步骤主要为索股弹性模量、钢丝容重、强度、泊松比、有效面积;施工图图纸相关技术等参数的测定;
全过程理论仿真计算模型建立的步骤主要为根据施工图设计图和主桁架非对称吊装工序,建立主桁架逐节段吊装施工过程仿真计算模型,并确定拟定的在理论状态时主桁架非对称吊装施工的方案是可行的;
理论模型实测参数修正的步骤主要为实测各节段吊装时桥梁的实时温度、主塔跨径、塔顶位移、梁段重量、施工偏差等;
全过程仿真计算与结果输出的步骤主要为将实测相关计算参数修正理论计算模型,通过计算后续一个或多个节段吊装时的桥梁结构的内力、应力、位移等结果,输出桥塔位移、主缆吊杆钢丝绳等索力、桁架结构内力等效应;
计算结果与实测数据比较分析的步骤主要为将计算的桥梁内力、应力、位移的结果与桥梁实测的参数进行对比分析,结构构件的安全性,预测并判断下一节段或多个节段的吊装时桥梁结构的变化趋势,并制定合适的对应措施;
预测计算值实测值与预警值判定的步骤主要为判定模型计算值、主桁架吊装过程中的桥梁控制参数的实测值与设定的结构安全风险预警值对比分析;
提前一个或多个节段的纠偏和处理措施的步骤主要为当塔顶位移、吊杆和钢丝绳索力、主桁架内力接近或超过设置的预警值力时,则采取措施处理,如顶推塔顶的索鞍、主桁架配重等措施,以确保主桁架在吊装过程中桥梁结构都处于安全和可控状态;
控制技术循环使用的步骤主要为当结构处于安全可控状态,则进入下一节段的主桁架吊装工序。
如图5所示,本发明实施例提供的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法与控制方法是耦合存在的。大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法脱离了本施工控制技术则桥梁结构在施工过程是危险的、不可控制的;大跨度柔性悬索桥主桁架吊装施工控制技术脱离了其施工方法则是无效的、不科学的。在大跨度柔性悬索桥主桁架非对称吊装施工过程中,其施工方法和施工控制技术必须同时使用,才能使得桥梁施工能最大限度的达到桥梁设计状态,确保施工过程安全。
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作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工装置,其特征在于,所述大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工装置包括:塔柱、地锚、主缆、吊杆、主桁架、塔架平台、卷扬机及地锚、施工承重索、走线滑轮卷扬机跑绳、吊装滑轮卷扬机跑绳、走线滑车、吊装滑轮组、转向滑轮、施工吊篮、主桁架发射起吊平台;
大跨度柔性悬索桥由塔柱、地锚、主缆、吊杆、主桁架构成;在吊装前,悬索桥的主塔、地锚、主缆、吊杆均已施工和安装完毕,即桥梁主体结构即将进入主桁架吊装施工阶段;
非对称吊装系统由塔架平台、卷扬机及地锚、施工承重索、走线滑轮卷扬机跑绳、吊装滑轮卷扬机跑绳、走线滑车、吊装滑轮组、转向滑轮、施工吊篮、主桁架发射起吊平台组成;在主桁架发射起吊平台上布置即将吊装的主桁架、连接主桁架与施工吊篮、平稳收紧本岸和放松对岸吊装滑轮卷扬机跑绳提升吊装滑轮和起吊主桁架、平稳运行走线滑轮卷扬机使得走线滑车在施工承重索上行走至主桁架安装位置、运行吊装滑轮卷扬机提升或降低吊装主桁架至上一个阶段安装位置、连接主桁架与吊杆、预连接本节段与上节段主桁架、释放走线滑轮卷扬机并解除主桁架与施工吊篮连接、运行走线滑轮卷扬机使得施工吊篮归位至主桁架发射起吊平台、下一节段主桁架吊装直至全部组桁架吊装完毕;各节段主桁架吊装前、吊装过程中、吊装完毕后三阶段均伴随着吊装控制方法,使得每一步主桁架在吊装中,悬索桥结构变形、受力状态都处于可控和安全状态;
所述大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工方法包括:
1)主桁架吊装控制技术开始;
2)全过程仿真计算模型参数测定:包括索股弹性模量、钢丝容重、强度、泊松比、有效面积、施工图图纸相关技术参数的测定;
3)全过程理论仿真计算模型建立:根据施工图设计图和主桁架非对称吊装工序,建立主桁架逐节段吊装施工过程仿真计算模型,并确定拟定的在理论状态时主桁架非对称吊装施工的方案是可行;
4)理论模型实测参数修正:实测各节段吊装时桥梁的实时温度、主塔跨径、塔顶位移、梁段重量、施工偏差;
5)全过程仿真计算与结果输出:将实测相关计算参数修正理论计算模型,通过计算后续一个或多个节段吊装时的桥梁结构的内力、应力、位移结果,输出桥塔位移、主缆吊杆钢丝绳的索力、桁架结构内力效应;
6)计算结果与实测数据比较分析:将计算的桥梁内力、应力、位移的结果与桥梁实测的参数进行对比分析,结构构件的安全性,预测并判断下一节段或多个节段的吊装时桥梁结构的变化趋势,并制定合适的对应措施;
7)预测计算值实测值与预警值判定:判定模型计算值、主桁架吊装过程中的桥梁控制参数的实测值与设定的结构安全风险预警值对比分析;
8)提前一个或多个节段的纠偏和处理措施:当塔顶位移、吊杆和钢丝绳索力、主桁架内力接近或超过设置的预警值力时,则采取措施处理,如顶推塔顶的索鞍、主桁架配重措施,以确保主桁架在吊装过程中桥梁结构都处于安全和可控状态;
9)控制技术循环使用:当结构处于安全可控状态,则进入下一节段的主桁架吊装工序;
10)主桁架吊装控制技术结束。
2.一种控制权利要求1所述大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工装置的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工控制装置,其特征在于,所述大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工控制装置包括:温度传感器及测试仪、全站仪、混凝土应变计、倾角测试仪、第一索力动测仪、第二索力动测仪、全自动综合采集仪。
3.一种实现权利要求2所述大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工控制装置的大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工控制方法,其特征在于,所述大跨度柔性悬索桥主桁架非对称施工控制方法包括以下步骤:
1)主桁架吊装控制技术开始;
2)全过程仿真计算模型参数测定:包括索股弹性模量、钢丝容重、强度、泊松比、有效面积、施工图图纸相关技术参数的测定;
3)全过程理论仿真计算模型建立:根据施工图设计图和主桁架非对称吊装工序,建立主桁架逐节段吊装施工过程仿真计算模型,并确定拟定的在理论状态时主桁架非对称吊装施工的方案是可行的;
4)理论模型实测参数修正:实测各节段吊装时桥梁的实时温度、主塔跨径、塔顶位移、梁段重量、施工偏差;
5)全过程仿真计算与结果输出:将实测相关计算参数修正理论计算模型,通过计算后续一个或多个节段吊装时的桥梁结构的内力、应力、位移结果,输出桥塔位移、主缆吊杆钢丝绳的索力、桁架结构内力效应;
6)计算结果与实测数据比较分析:将计算的桥梁内力、应力、位移的结果与桥梁实测的参数进行对比分析,结构构件的安全性,预测并判断下一节段或多个节段的吊装时桥梁结构的变化趋势,并制定合适的对应措施;
7)预测计算值实测值与预警值判定:判定模型计算值、主桁架吊装过程中的桥梁控制参数的实测值与设定的结构安全风险预警值对比分析;
8)提前一个或多个节段的纠偏和处理措施:当塔顶位移、吊杆和钢丝绳索力、主桁架内力接近或超过设置的预警值力时,则采取措施处理,如顶推塔顶的索鞍、主桁架配重措施,以确保主桁架在吊装过程中桥梁结构都处于安全和可控状态;
9)控制技术循环使用:当结构处于安全可控状态,则进入下一节段的主桁架吊装工序;
10)主桁架吊装控制技术结束。
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