CN111877183A - 双向纵坡竖曲线桥梁顶推梁体转动自适应控制方法 - Google Patents

双向纵坡竖曲线桥梁顶推梁体转动自适应控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了双向纵坡竖曲线桥梁顶推梁体转动自适应控制方法，所述方法包括以下步骤：将主梁成桥梁底支撑线形拟合为同一半径的圆曲线；抬高主梁，使梁底线形与拟合圆曲线最小高差大于0；调整各个顶推支墩墩顶的高度使墩顶高程位于拟合圆曲线上；在各支墩对应位置处按拟合圆曲线的切线坡度设置滑道坡度，通过主动调整梁底与墩顶支撑间活动垫块的高度，使梁体始终无间隙支撑于拟合圆曲线上，使梁体按照拟合圆曲线自适应转动。本发明将双向纵坡复杂竖曲线桥梁主梁顶推施工转化为主梁以固定圆心转动的施工，将梁的转动分散到每一步顶推过程中，成为一个自适应的过程，控制方法简单明了，减少了单个支墩垫块高度调整的工作量。

Description

双向纵坡竖曲线桥梁顶推梁体转动自适应控制方法
技术领域
本发明涉及一种双向纵坡竖曲线桥梁顶推梁体转动自适应控制方法，属于桥梁施工技术领域。
背景技术
主梁的竖曲线线形不同时其顶推施工方法有很大差异。当主梁竖曲线线形为直线时，其顶推施工为主梁的平动，如下图1所示；当主梁竖曲线线形为圆曲线时，其顶推施工为主梁的转动，如下图2所示；当主梁竖曲线线形为双向纵坡复杂线形，如“直线+圆曲线+直线”时，其顶推施工为主梁的平动和转动，如下图3、图4、图5、图6所示。
主梁竖曲线线形为直线及圆曲线时，顶推施工过程中不存在支点垫块高度的调整，其受力明确。双向纵坡复杂竖曲线桥梁顶推施工过程中，各支点的高程须适应已拼接梁段的无应力线形，控制好各支点的相对高程，确保主梁结构及临时结构受力在安全范围，同时为了达到上坡、下坡的目的，并便于未拼接梁段的拼接，须适时通过支墩垫块高度的调整使主梁整体转动。
整体转动须以某支墩顶部为中心，控制好其它支墩的相对高程，根据到中心支点的距离同时同比例升高或降低，整个过程须各个调整点基本同步进行，操作难度大、风险高；对于顶推距离长、主梁线形复杂的桥梁其顶推过程中转动时机、垫块高度调整是一项复杂的技术工作，需通过不断试算确定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双向纵坡竖曲线桥梁顶推梁体转动自适应控制方法，以解决现有技术须以某支墩顶部为中心，控制好其它支墩的相对高程，根据到中心支点的距离同时同比例升高或降低，实现整体转动，整个过程须各个调整点基本同步进行，存在操作难度大、风险高的缺陷。
双向纵坡竖曲线桥梁顶推梁体转动自适应控制方法，所述方法包括以下步骤：
将主梁成桥梁底支撑线形拟合为同一半径的圆曲线；
抬高主梁，使梁底线形与拟合圆曲线最小高差大于0；
调整各个顶推支墩墩顶的高度，使墩顶高程位于拟合圆曲线上；
在各支墩对应位置处按拟合圆曲线的切线坡度设置滑道坡度；
通过主动调整梁底与墩顶支撑间活动垫块的高度，使梁体始终无间隙支撑于拟合圆曲线上，使梁体顶推施工转化为沿着拟合圆曲线自适应转动。
进一步的，梁体自适应转动过程中，各支墩采取主动落梁控制。
进一步的，所述主动落梁控制包括以下步骤：
顶推前，主梁通过垫块支撑受力，使滑道与梁底间支撑；
通过在滑靴设置竖向千斤顶分级主动顶紧，使主梁梁底与垫块支撑脱离；
通过在滑靴上设置水平千斤顶推出，使滑靴与主梁一起沿滑道滑动；
主动调整支撑处梁底与滑道间的活动垫块高度，以梁底与滑道间无高差为原则控制，滑靴处竖向千斤顶分级卸载，滑靴上水平千斤顶收缩，滑靴归位，进入下一顶推循环。
进一步的，所述拟合圆曲线的方法包括以下步骤：
设A、B、C三点坐标依次为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，根据以下公式计算圆心位置(x0，y0)及圆曲线半径r,
a＝x1-x2；b＝y1-y2；c＝x1-x3；d＝y1-y3
Figure BDA0002542968290000021
Figure BDA0002542968290000022
Figure BDA0002542968290000023
进一步的，所述调整各个顶推支墩墩顶的高度的方法包括以下步骤：
各个支墩的墩顶高程在成桥桥梁底线形的基础上分别增加一固定垫块高度，使各个支墩的墩顶支撑高程位于拟合曲线上。
进一步的，所述调整梁体线性与拟合圆曲线的高差的方法包括以下步骤：
在梁体线形的底部设置活动垫块，使梁体线形与拟合曲线线形吻合。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
1、将双向纵坡复杂竖曲线桥梁主梁的顶推施工转化为主梁的转动施工，将梁的转动分散到每一步顶推过程中，成为一个自适应的过程，控制方法简单明了。
2、减少了单个支墩的垫块高度调整工作量。
3、主梁采取主动落梁控制，确保了各墩支点处的支撑反力在可控范围，降低了施工风险。
4、本方法便于操作，降低了施工风险，减少了施工工序，提高了工作效率，有极大的经济效益。
附图说明
图1是当主梁竖曲线线形为直线时，其顶推施工为主梁的平动示意图；
图2是当主梁竖曲线线形为圆曲线时，其顶推施工为主梁的转动示意图；
图3是直线+圆曲线+直线主梁顶推施工落梁前状态示意图；
图4是直线+圆曲线+直线主梁“直线段A”顶推施工示意图；
图5是直线+圆曲线+直线主梁“直线段A+圆弧段”顶推施工示意图；
图6是直线+圆曲线+直线主梁“直线段A+圆弧段+直线段B”顶推施工示意图；
图7是直线+圆曲线+直线主梁顶推支墩墩顶支撑线形拟合示意图；
图8是直线+圆曲线+直线主梁顶推线形整体抬高示意图；
图9是直线+圆曲线+直线主梁顶推施工过程转化为转动施工过程示意图；
图10是直线+圆曲线+直线主梁顶推施工主动落梁控制示意图；
图11是主梁预拱度；
图12是拟合线形与加工线形对比图；
图13是拟合线形与加工线形高差；
图14是活动垫块高度。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图7-图14所示，公开了双向纵坡竖曲线桥梁顶推梁体转动自适应控制方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一，线形拟合：将主梁支墩墩顶支撑线形拟合为同一半径的圆曲线；
将线形为“直线+圆曲线+直线”主梁的原方案支墩墩顶支撑线形拟合为圆曲线，详见图7。端点A、端点C、最高点B三点均在拟合圆曲线上，设A、B、C三点坐标依次为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，根据以下公式计算圆心位置(x0，y0)及圆曲线半径r,
a＝x1-x2；b＝y1-y2；c＝x1-x3；d＝y1-y3
Figure BDA0002542968290000041
Figure BDA0002542968290000042
Figure BDA0002542968290000043
步骤二，抬高主梁：按梁底线形与拟合圆曲线最小高差大于0进行抬高；由于图7中梁底线形中除A、B、C三点位，其它点均低于拟合曲线，梁体转动时会碰到支墩顶部，无法转动，须将梁体线形整体抬高，按梁底线形与拟合曲线最小高差大于0进行控制，保证梁底线形完全高于拟合曲线，详见图8。
步骤三，支墩固定垫高：调整各个支墩的墩顶高程位于拟合圆曲线上；具体调整方法为，在各个支墩的墩顶高程在成桥梁底线形的基础上分别增加一固定垫块高度，使各个支墩的墩顶高程位于拟合曲线上，详见图8。
步骤四，梁体转动：调整梁体线性与拟合圆曲线的高差，将梁体按照拟合圆曲线纵向转动；具体为，活动垫块保证梁体线形与拟合曲线(支撑线)线形吻合，其高度为主梁整体抬高后梁体线形与拟合曲线的高差，只与梁底位置有关，梁底在不同支墩处支撑受力时为固定值，随着梁体转动，在每一支墩处需动态调整活动垫块高度，其值也是梁底与滑动面之间的高差，此值与理论活动垫块的差别是自动考虑梁底线形制造偏差。各个支墩处滑道按拟合曲线切线方向布置，每一支墩处顶推时局部为纵向移动，整个主梁实际是在自动转动，整体施工过程取消了整体主动转动，顶推施工过程转化为以“转动圆心”为中心的自适应转动施工过程。
步骤五，主动落梁：梁体转动过程中，各支墩采取主动落梁控制，具体为，转动过程中各支墩处采取主动落梁控制，分为四个步骤，如图10所示。图10中滑靴为可移动式滑动支撑，其沿着滑道滑动；滑道为滑靴滑动的平面，须平整且摩擦系数小于0.05。
(1)顶推前主梁为垫块支撑受力，保证滑道与梁底间支撑良好。
(2)滑靴上竖向千斤顶分级主动顶紧，使主梁梁底与垫块支撑刚好脱离。
(3)滑靴上水平千斤顶推出，滑靴与主梁一起沿滑道滑动。
(4)主动调整支撑处梁底与滑道间的垫块高度，以梁底与滑道间不存在高差为原则控制，滑靴处竖向千斤顶分级卸载，滑靴上水平千斤顶收缩，滑靴归位。进入下一顶推循环。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.双向纵坡竖曲线桥梁顶推梁体转动自适应控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将主梁成桥梁底支撑线形拟合为同一半径的圆曲线；
抬高主梁，使梁底线形与拟合圆曲线最小高差大于0；
调整各个顶推支墩墩顶的高度，使墩顶高程位于拟合圆曲线上；
在各支墩对应位置处按拟合圆曲线的切线坡度设置滑道坡度；
通过主动调整梁底与墩顶支撑间活动垫块的高度，使梁体始终无间隙支撑于拟合圆曲线上，使梁体顶推施工转化为沿着拟合圆曲线自适应转动。
2.根据权利要求1所述的双向纵坡竖曲线桥梁顶推梁体转动自适应控制方法，其特征在于，梁体自适应转动过程中，各支墩采取主动落梁控制。
3.根据权利要求2所述的双向纵坡竖曲线桥梁顶推梁体转动自适应控制方法，其特征在于，所述主动落梁控制包括以下步骤：
顶推前，主梁通过垫块支撑受力，使滑道与梁底间支撑；
通过在滑靴设置竖向千斤顶分级主动顶紧，使主梁梁底与垫块支撑脱离；
通过在滑靴上设置水平千斤顶推出，使滑靴与主梁一起沿滑道滑动；
主动调整支撑处梁底与滑道间的活动垫块高度，以梁底与滑道间无高差为原则控制，滑靴处竖向千斤顶分级卸载，滑靴上水平千斤顶收缩，滑靴归位，进入下一顶推循环。
4.根据权利要求1所述的双向纵坡竖曲线桥梁顶推梁体转动自适应控制方法，其特征在于，所述拟合圆曲线的方法包括以下步骤：
设A、B、C三点坐标依次为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，根据以下公式计算圆心位置(x0，y0)及圆曲线半径r,
a＝x1-x2；b＝y1-y2；c＝x1-x3；d＝y1-y3
Figure FDA0002542968280000011
Figure FDA0002542968280000012
Figure FDA0002542968280000013
5.根据权利要求1所述的双向纵坡竖曲线桥梁顶推梁体转动自适应控制方法，其特征在于，所述调整各个顶推支墩墩顶的高度的方法包括以下步骤：
各个支墩的墩顶高程在成桥桥梁底线形的基础上分别增加一固定垫块高度，使各个支墩的墩顶支撑高程位于拟合曲线上。
6.根据权利要求1所述的双向纵坡竖曲线桥梁顶推梁体转动自适应控制方法，其特征在于，所述调整梁体线性与拟合圆曲线的高差的方法包括以下步骤：
在梁体线形的底部设置活动垫块，使梁体线形与拟合曲线线形吻合。
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