CN114438899A - 一种六边形提篮拱的线形控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种六边形提篮拱的线形控制方法，涉及拱肋安装定位技术领域，包括以下步骤：以第i‑1节拱肋单元为基础，将第i节拱肋单元的两节拱肋节段放置到胎架装置上；利用临时风撑将拱肋节段连接固定成满足目标要求的第i节拱肋单元；任一节拱肋单元的拼装工作，包含：判断是否待装拱肋单元的拱肋节段的原测点有效且上一节拱肋单元的拱肋节段的自由端的所有原测点的安装误差在设定安全范围内；若是，根据目标要求进行对接安装；若否，先进行偏差修正后，再安装拱肋单元。本申请的线形控制方法，降低了内倾角的调整难度，降低了线性修正难度，提高了新建测点坐标的准确性和时效性。

Description

一种六边形提篮拱的线形控制方法

技术领域

本申请涉及拱肋安装定位技术领域，具体涉及一种六边形提篮拱的线形控制方法。

背景技术

目前，拱桥在大跨度桥梁中应用较为广泛，形式多样，其中六边形截面的提篮拱结构造型美观，在景观桥梁的应用中，既能凸显其异形特点，也能成为城市的特色。

但是，现有施工技术中没有六边形截面的提篮拱的施工案例。六边形截面的提篮拱空间结构复杂，施工风险高、安装线形控制难度大，其控制难点如下：

①对于大跨度提篮拱拱桥，拱肋节段数较多，重量较大，高空安装中横向调整无受力点，其内倾角调整难度较大；

②当拼装工序为先梁后拱时，拱肋安装采用两边向中间合龙，因主梁跨度大，拱肋安装时，其安装线性受环境温度和拱肋节段加工偏差影响不可忽略。

③提篮拱在空间姿态下安装，极易出现线形控制点与仪器不能通视或棱镜无法保持垂直等情况，随时可能需要重新建点。而大跨度拱桥拱肋节段数多，空间坐标计算复杂，如果不能保证新建控制点坐标计算的时效性和准确性，则必然会影响拱肋安装质量与进度。

因此，本领技术人员亟待设计一种新的线性控制方法，解决上述难点。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种六边形提篮拱的线形控制方法，降低了内倾角的调整难度，降低了线性修正难度，提高了新建测点坐标的准确性和时效性。

为达到以上目的，采取的技术方案是：一种六边形提篮拱的线形控制方法，每节拱肋节段均具有两个箱口和四个原测点；拱肋除合龙单元外，每侧包含n节拱肋单元，每节拱肋单元包含两个同一纵桥向位置的拱肋节段；所述线形控制方法包括以下步骤：

建立拱肋构造坐标系；

将第1节拱肋单元的两节拱肋节段放置到胎架装置拼装至目标姿态；

以第i-1节拱肋单元为基础，将第i节拱肋单元的两节拱肋节段放置到胎架装置上；利用各节拱肋节段的原测点，将第i节拱肋单元的两节拱肋节段调整至目标姿态，利用临时风撑将拱肋节段连接固定成满足目标要求的第i节拱肋单元；2≤i≤n；

吊装第i-1节拱肋单元；同时，以第i节拱肋单元为基础进行第i+1节拱肋单元的预拼装；

吊运安装第i节拱肋单元；重复拱肋单元的预拼装和吊装工作，直至完成所有n节拱肋单元的拼装工作；

当拱肋单元安装至上一节拱肋单元时，包含：

判断是否待装拱肋单元的拱肋节段的原测点有效且上一节拱肋单元的拱肋节段的自由端的所有原测点的安装误差在坐标误差范围内；若是，根据目标要求进行对接安装；若否，先进行偏差修正后，再安装待装拱肋单元。

在上述技术方案的基础上，在吊运安装拱肋单元，还包含：

第1节拱肋单元和第2节拱肋单元通过辅助结构进行支撑；第3节拱肋单元到第n节拱肋单元通过桥位支架进行支撑；若干桥位支架竖直间隔设置于桥梁本体上。

在上述技术方案的基础上，计算每节拱肋节段的自由端的两个原测点在拱肋构造坐标系中的坐标方程如下：

其中：

α＝arctan(-1.7f/(l/2)^1.7X_P ^0.7)

X_C＝X_P-L₁cos(arctan(tanβsinα))cos(α)

γ＝arctan(-1.7f/(l/2)^1.7(cosβ+tanβsinβ)X_C ⁰⁷)

式中，l为计算跨径；f为计算矢高；b为拱脚到桥梁中心线的横向距离；β为拱肋内倾角；h₁为拱肋截面高度；t为拱肋底板厚度；L₁为测点到相邻分段线距离；L₂为拱肋顶板测点横向间距；L₃为拱肋底板测点横向间距；X_P为拱肋截面形心到坐标原点的水平距离。

在上述技术方案的基础上，若原测点失效，以原测点为基础，将拱肋节段的自由端的两个原测点向箱口Y向两侧进行挪移得到4个新测点，4个新测点在拱肋构造坐标系中的空间坐标为：

在上述技术方案的基础上，若上一节的拱肋节段的自由端的原测点的实际测量的里程坐标X₁与理论里程坐标的X₀误差超出坐标误差范围，则对待装的拱肋节段的自由端的坐标进行修正，方法如下：

将X₁代入到对应原测点的坐标方程公式中，以X₁为已知量，以X_p为未知量，反算出X_p；

利用计算得到的X_p，结合选定的L₂、L₃正算得到待装的拱肋节段的自由端的新测点坐标；

用新测点的坐标指导安装待装的拱肋节段。

在上述技术方案的基础上，若待装的拱肋节段的自身尺寸偏差超出尺寸误差范围，对待装的拱肋节段的自由端的坐标进行修正，包含：

测量待装的拱肋节段的顶板弧长或底板弧长，与理论弧长对比，弧长偏差量ΔL＝L_实测-L_理论，超出尺寸误差范围；

令L₁’＝L₁-ΔL，用L₁’替换L₁代入新测点空间坐标计算公式中，结合选定的L₂、L₃正算得到待装的拱肋节段的自由端的新测点的坐标；

用新测点的坐标指导安装待装的拱肋节段。

在上述技术方案的基础上，若原测点失效、上一节的拱肋节段的自由端的原测点的实际测量的里程坐标X₁与理论里程坐标的X₀误差超出坐标误差范围、待装的拱肋节段的自身尺寸偏差超出尺寸误差范围三种情况同时存在两种以上时，采用相同的L₁、L₂、L₃分别计算每种情形的修正坐标值，然后求取坐标平均值，作为修正后的新测点的坐标值。

在上述技术方案的基础上，将两节拱肋节段拼装成拱肋单元，还包含：

所述拱肋节段放置于胎架装置，且拱肋节段的底面和侧面、与胎架装置之间还设置若干垫块；

通过改变垫块的数量调整两节拱肋节段之间的间距。

在上述技术方案的基础上，将两节拱肋节段拼装成拱肋单元，还包含：所述临时风撑为四个，四个临时风撑成品字形设置于两节拱肋节段之间。

在上述技术方案的基础上，四个临时风撑之间还设置若干斜撑杆。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请的一种六边形提篮拱的线形控制方法，先在胎架装置对拱肋节段进行预拼装，使得每个拱肋单元的两节拱肋节段达到目标姿态(包含两节拱肋节段10的内倾角和横向距离)，焊接临时风撑；拼装完成后，将拱肋单元整个吊装至桥位支架上，相对于现有技术单节拱肋节段进行吊装，本申请大大降低了内倾角的调整难度，降低线性修正的难度；同时，本申请还将测点坐标的算法参数化，在需要时，以原测点为基础建立新测点，并进行修正计算，快速计算新测点的坐标，提高拱肋节段安装的时效性和准确性，确保拱肋的安装质量与进度，为本领域的科研人员提供技术参考。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的主桥桥型示意图及其坐标系；

图2为本申请实施例提供的拱肋节段在拼装胎架上预拼的横断面图；

图3为本申请实施例提供的拱肋节段在拼装胎架上预拼的纵断面图；

图4为本申请实施例提供的待装的拱肋节段安装至已装拱肋节段的纵向新测点分布图；

图5为本申请实施例提供的待装的拱肋节段安装至已装拱肋节段的横向新测点分布图；

图6为本申请实施例提供的拱肋节段划分图以及各节拱肋节段的长度；

附图标记：10、拱肋节段；20、胎架装置；30、胎架连接组件；40、垫块；50、临时风撑；60、斜撑杆；70、桥位支架；80、桥梁本体；90、合龙段；1、第一原测点；2、第二原测点；3、第三原测点；4、第四原测点。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本申请公开的一种六边形提篮拱的线形控制方法的实施例，建立拱肋构造坐标系，原点为主桥中心点；X轴为桥面中心线；Z轴表示高程，竖直向上为正；Y轴表示横向偏距，垂直于X-Z平面。如图1所示，在本申请的实施例中，拱肋构造坐标系为：原点位于主桥中心处；X轴表示里程，为桥面中心线，里程向东方向递增为正；Z轴表示高程，为竖直方向，向上为正；Y轴表示横向偏距，垂直于X-Z平面，向南为正。

本申请的六边形提篮拱的拱桥，在横桥向从两侧逐步向中间靠拢(见图1)，拼装完成后，拱桥的两条拱轴线在竖直平面的投影(即拱轴线投影至X-Z平面的曲线)满足1.7次抛物线方程。

每节拱肋节段10均具有两个箱口和四个原测点，四个原测点分为两组原测点，每个箱口设置一组原测点，每组原测点包含两个原测点，一个原测点位于拱肋节段10箱口外的顶板中心线处，且距离顶板端面有一定距离；另一个原测点位于待装的拱肋节段10箱口内的底板中心线处，且同样距离底板端面有一定距离；且两个距离相等。具体地，详见图4和图5中的第一原测点1和第二原测点2的位置。

具体地，拱肋包含2n+1节拱肋单元，中间有一个合龙单元，两侧对称分布n节拱肋单元，每节拱肋单元包含两节拱肋节段10(如图2)；且两节拱肋节段沿XZ平面对称。

本申请的六边形提篮拱的线形控制方法，没有提到的内容，与正常的桥梁设计基本一致。例如，事先对整个拱肋进行建模，并进行正装分析，根据正装分析指导拱肋节段10进行拼装。在一切均没有误差的理想状态下，直接用原测点的空间坐标指导各个拱肋节段10进行安装即可。具体地，各节拱肋节段10的理想状态的原测点在拱肋构造坐标系的坐标已知。

本申请主要保护的是除合龙段90以外的线型控制方法，线形控制方法包括以下步骤：

将第1节拱肋单元的两节拱肋节段10放置到胎架装置20拼装至目标姿态。目标姿态指的是两节拱肋节段10的内倾角(包含图2中拱肋节段10的顶板和底板的倾角)和横向距离的满足目标要求。

以第i-1节拱肋单元为基础，将第i节拱肋单元的两节拱肋节段10放置到胎架装置20上，进行预拼装；利用各节拱肋节段10的原测点，将第i节拱肋单元的两节拱肋节段10调整至目标姿态。具体地，利用第i-1节拱肋单元的拱肋节段的原测点、第i节拱肋单元的两节拱肋节段10的原测点之间的相对距离，使得两者调整至目标倾角姿态。利用临时风撑5将两节拱肋节段10连接固定成满足目标要求的第i节拱肋单元；2≤i≤n。临时风撑5将两节拱肋节段10固定成满足目标要求的第i节拱肋单元，便于后续进行吊运对接拼装。

通过微调胎架装置20的结构，调节第i节拱肋单元的自由端横向和高程坐标，使其达到目标状态。该方法有效降低了拱肋节段在高空中内倾角调整的难度，提高了安装精度。

吊装第i-1节拱肋单元(将拱肋单元吊运至高空中安装位置进行安装)；同时，以第i节拱肋单元为基础，进行第i+1节拱肋单元的预拼装工作，完成后；吊运安装第i节拱肋单元；依次类推逐步递进安装，重复拱肋单元的预拼装工作和吊运工作，直至完成所有n节拱肋单元的拼装工作。

当拱肋单元安装至上一节拱肋单元时，包含：

判断是否待装拱肋单元的拱肋节段的原测点有效且上一节拱肋单元的拱肋节段10的自由端的所有原测点的安装误差在坐标误差范围内；若是，即原测点有效且上一节拱肋单元的所有拱肋节段10的自由端的原测点的安装误差在坐标误差范围内，根据目标要求进行对接安装。具体地，待装拱肋单元的拱肋节段的原测点有效，处于可以被测量的状态；同时，上一节拱肋单元的拱肋节段10的自由端的所有原测点(第一原测点和第二原测点)的安装误差在坐标误差范围内，说明上一节拱肋单元安装状态非常好，接近理想状态，待装拱肋单元只需要根据目标要求继续进行安装即可。

若否，则说明不是上一节拱肋单元不是理想状态，不能按照目标要求进行拼装，需要先进行偏差修正，用偏差修正指导安装待装拱肋单元。

具体地，i＝2，即吊运安装第1节拱肋单元时，将第1节拱肋单元按照目标要求(按照正装设计时，理论原测点的空间坐标位置)安装至桥梁本体上。

之后，吊运安装第2拱肋单元到第n节拱肋单元时，以前一节拱肋单元为基础进行吊装后的对接安装工作。安装时，判定当前的拱肋单元的拱肋节段的原测点是否有效且上一节拱肋单元的所有拱肋节段10的自由端的同一位置的原测点的安装误差(实测原测点与理论原测点的差值)在设定坐标误差范围内；若是，根据目标要求进行对接安装；若否，先进行偏差修正后，再对接安装当前拱肋单元。

在一个实施例中，吊运安装拱肋单元，还包含：桥梁本体还设置若干桥位支架7，第1节拱肋单元和第2节拱肋单元通过辅助结构进行支撑；第3节拱肋单元到第n节拱肋单元通过桥位支架7进行支撑；若干桥位支架7竖直间隔设置于桥梁本体上。

在实际吊装拼装的过程中，以拱肋单元为基础单位吊装至高空安装位，但是拼装时，仍旧以拱肋节段对接拱肋节段进行计算并指导对接拼装工作。此时可以根据需要对临时风撑5进行微调，改变一节拱肋单元中两节拱肋节段的间距。以拱肋单元为基础单位吊装上去，能够减少后续偏差，加快吊装拼装效率。

计算每节拱肋节段10的自由端的两个原测点在拱肋构造坐标系中的坐标方程如下：

α＝arctan(-1.7f/(l/2)^1.7X_P ^0.7)……(1)

X_C＝X_P-L₁cos(arctan(tanβsinα))cos(α)……(2)

γ＝arctan(-1.7f/(l/2)^1.7(cosβ+tanβsinβ)X_C ⁰⁷)……(3)

则

其中，式中，l为计算跨径；f为计算矢高；b为拱脚到桥梁中心线的横向距离；β为拱肋内倾角；h₁为拱肋截面高度；t为拱肋底板厚度；X_P为拱肋截面形心到坐标原点的水平距离。

见图1和图5，上述参数均为已知参数。而α、X_C和γ均为中间过渡参数，无实质意义。上述方程相当于得到了理想状态下的拱肋节段10自由端的两个原测点坐标，显示在图4和图5中的第一原测点1和第二原测点2。

进一步的，对拱肋节段10的原测点坐标进行修正主要分为三种情形，第一种情形，待装拱肋节段的原测点失效，即测量仪器不能通视或棱镜无法保持垂直等情况，则需要重建测点，修正坐标值。第二种情形，上一节拱肋节段的自由端的原测点实际测量的里程坐标误差超过坐标误差范围，如上一节拱肋节段的自由端的第一原测点1的里程坐标超过坐标误差范围时，需要修正坐标值。第三种情形，当拱肋节段自身的制造长度误差超过尺寸误差范围。第二种情形和第三种情形，能够兼容的误差范围极小，即只要有比较小的误差，就开始进行修正计算。

在一个实施例中，若原测点失效，以原测点为基础，将拱肋节段的自由端的两个原测点向箱口Y向两侧进行挪移一定的距离(L₂和L₃)得到4个新测点。

4个新测点在拱肋构造坐标系中的空间坐标计算方法：

其中，L₁、L₂、L₃是已知的，L₁为原测点到相邻分段线距离；L₂为拱肋节段的顶板的原测点到两个新测点的间距；L₃为拱肋节段的底板的原测点到两个新测点的间距。

具体地，见图4和图5，L₁是原测点到拱肋节段箱口的间距，是测量出的已知量。L₂、L₃是根据需要自己设定的已知量，失效后的第一原测点1和第二原测点2在挪移合适的尺寸后，测量仪器一定可以通视并使得棱镜保持垂直。

图4中的第三原测点3和第四原测点4，不在修正时使用，仅仅在图3中的预拼装过程中使用。具体地，新测点1n和1w分别位于截面中心线的Y向两侧，与第一原测点1的距离均为L₂；新测点2n和2w与第二原测点2的距离均为L₃；

运用上述公式在Excel中编制坐标表格，通过改变各项参数值，实现各拱肋节段不同位置测点安装坐标的计算，提高计算效率和准确性。

第二种情形，上一节拱肋节段的自由端的原测点的安装误差超过坐标误差范围，如上一节拱肋节段的自由端的第一原测点1的里程坐标超过坐标误差范围时，需要修正坐标值。

在一个实施例中，满足第二种情形，若上一节的拱肋节段的自由端的原测点的实际测量的里程坐标X₁与理论里程坐标的X₀误差超出坐标误差范围，则对待装的拱肋节段的自由端的坐标进行修正，计算方法如下：

将X₁代入到对应原测点的坐标方程公式，即公式(1)～(4)中，以X₁为已知量，以X_p为未知量，反算出X_p；其余各个参数不变。

再利用计算得到的X_p，代入上述公式中，结合已知的L₁、选定合适的L₂、L₃，正算得到待装拱肋节段的自由端的新测点的坐标；

用新测点的坐标指导安装待装拱肋节段。

在一个实施例中，第三种修正的情形，若待装的拱肋节段的自身尺寸偏差超出尺寸误差范围，对待装的拱肋节段的自由端的坐标进行修正：

测量待装的拱肋节段的顶板弧长或底板弧长，与理论弧长对比，弧长偏差量ΔL＝L_实测-L_理论，超出尺寸误差范围；L_理论长在设计模型中已知。

令L₁’＝L₁-ΔL，用L₁’替换L₁代入新测点空间坐标计算公式中，即用L₁’替换式(2)中L₁，其余参数不变，结合选定的L₂、L₃正算得到待装拱肋节段的自由端的新测点的坐标。

用新测点的坐标指导安装待装拱肋节段。

在一个实施例中，三种修正计算的情形，若同时存在两个或三个时，采用相同的L₁、L₂、L₃分别计算每种情形的修正坐标值，之后再求去坐标平均值，以此作为修正后的新测点的坐标值。

进一步地，将两节拱肋节段10拼装成拱肋单元，还包含：

所述拱肋节段10放置于胎架装置20，且拱肋节段10的底面和侧面、与胎架装置20之间还设置若干垫块40；

通过改变垫块40的数量调整两节拱肋节段10之间的间距等等，能够快捷高效调整倾角姿态。

在一个实施例中，将两节拱肋节段10拼装成拱肋单元，还包含：

所述临时风撑50为四个，四个临时风撑50成品字形设置于两节拱肋节段10之间。

四个临时风撑50之间还设置若干斜撑杆60，结构更加稳固。

在一个具体的实施例中，本申请以某个工程为背景，该桥为下承式简支系杆异形拱桥，跨径213m，矢高46m，拱脚到桥梁中心线的横向距离为17m，拱轴线为1.7次抛物线，两片拱肋向内倾斜16.928°形成提篮状。拱肋采用六边形封闭钢箱型，截面高度由拱脚5m渐变到拱顶3.5m，拱肋宽度为3.0m不变，顶、底板厚40～48mm，主拱按照桥面中心线对称布置。主桥桥型布置如图1所示。

主梁和拱肋拼装姿态为东西侧拱脚旋转至水平，该姿态下跨径为213.014m。拱肋共划分为15个节段，为保证拱肋拼装角度的精确度，左、右幅同编号节段同时在地面胎架以内倾16.928°的空间姿态进行拼装焊接，焊接完成后，将拼装完成的拱肋节段吊装到桥位支架上进行安装，西侧拱肋GL1～GL7和东侧拱肋GL15～GL9同步安装，拱肋GL8为合龙段。拱肋节段划分如图6所示。

拱肋预拼如图2和3所示，胎架装置尺寸和造型不限定，可根据实际需要设置。南北方向同编号节段在前、后端口附近上下腹板上各设置一组临时风撑。拱肋底板、内侧下腹板与胎架装置接触面增设垫块40以便倾角姿态调整。预拼时，先将两幅同编号拱肋节段10的里程坐标和高程坐标调整一致，再调整横向坐标。

临时横撑焊接完成后，将其吊装至桥位支架80上，用螺栓连接对接端口匹配件，对风撑装置进行微调，使其达到目标状态。该方法有效降低了拱肋节段在高空中内倾角调整的难度，提高了安装精度。

为便于理解，对图6中的拱肋节段GL1进行举例说明(该处X_p＝8444-l/2)，给出该位置各项参数值见表1。

表1拱肋节段GL1坐标计算参数

将表1中参数值带入Excel坐标表中，得到测点1、1n、1w、2、2n、2w坐标的计算值。假设拱肋节段的尺寸偏差量ΔL＝-50mm，同理可得测点坐标的修正值，见表2。表中相对偏差值＝修正值-计算值，单幅轴线横向偏差为9mm，高程偏差为-28mm，且该偏差量会随拱肋安装的高度递增。由此可见，环境温度和拱肋节段尺寸偏差对安装线形的影响不可忽略。

采用本申请的线性控制方法进行修正，相对于现有技术单节拱肋节段进行吊装，本申请大大降低了内倾角的调整难度，降低线性修正的难度；同时，本申请还将测点坐标的算法参数化，在需要时进行修正计算，快速计算新测点的坐标，提高拱肋节段安装的时效性和准确性，确保拱肋的安装质量与进度，为本领域的科研人员提供技术参考。同时，修正后的坐标可应用在胎架装置的拱肋节段的姿态调整上，使两节拱肋节段的对称测点横向距离和修正坐标横向距离保持一致。

表2测点安装指令修正前后对比

本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种六边形提篮拱的线形控制方法，其特征在于：每节拱肋节段均具有两个箱口和四个原测点；拱肋除合龙单元外，每侧包含n节拱肋单元，每节拱肋单元包含两个同一纵桥向位置的拱肋节段(10)；所述线形控制方法包括以下步骤：

建立拱肋构造坐标系；

将第1节拱肋单元的两节拱肋节段(10)放置到胎架装置(20)拼装至目标姿态；

以第i-1节拱肋单元为基础，将第i节拱肋单元的两节拱肋节段(10)放置到胎架装置(20)上；利用各节拱肋节段(10)的原测点，将第i节拱肋单元的两节拱肋节段(10)调整至目标姿态，利用临时风撑(5)将拱肋节段(10)连接固定成满足目标要求的第i节拱肋单元；2≤i≤n；

吊装第i-1节拱肋单元；同时，以第i节拱肋单元为基础进行第i+1节拱肋单元的预拼装；

吊运安装第i节拱肋单元；重复拱肋单元的预拼装和吊装工作，直至完成所有n节拱肋单元的拼装工作；

当拱肋单元安装至上一节拱肋单元时，包含：

判断是否待装拱肋单元的拱肋节段(10)的原测点有效且上一节拱肋单元的拱肋节段(10)的自由端的所有原测点的安装误差在坐标误差范围内；若是，根据目标要求进行对接安装；若否，先进行偏差修正后，再安装待装拱肋单元。

2.如权利要求1所述的线形控制方法，其特征在于，在吊运安装拱肋单元，还包含：

第1节拱肋单元和第2节拱肋单元通过辅助结构进行支撑；第3节拱肋单元到第n节拱肋单元通过桥位支架(7)进行支撑；若干桥位支架(7)竖直间隔设置于桥梁本体上。

3.如权利要求1所述的线形控制方法，其特征在于，计算每节拱肋节段(10)的自由端的两个原测点在拱肋构造坐标系中的坐标方程如下：

其中：

α＝arctan(-1.7f/(l/2)^1.7X_P ^0.7)

X_C＝X_P-L₁cos(arctan(tanβsinα))cos(α)

γ＝arctan(-1.7f/(l/2)^1.7(cosβ+tanβsinβ)X_C ⁰⁷)

式中，l为计算跨径；f为计算矢高；b为拱脚到桥梁中心线的横向距离；β为拱肋内倾角；h₁为拱肋截面高度；t为拱肋底板厚度；L₁为测点到相邻分段线距离；L₂为拱肋顶板测点横向间距；L₃为拱肋底板测点横向间距；X_P为拱肋截面形心到坐标原点的水平距离。

4.如权利要求3所述的线形控制方法，其特征在于：若原测点失效，以原测点为基础，将拱肋节段(10)的自由端的两个原测点向箱口Y向两侧进行挪移得到4个新测点，4个新测点在拱肋构造坐标系中的空间坐标为：

5.如权利要求4所述的线形控制方法，其特征在于，若上一节的拱肋节段(10)的自由端的原测点的实际测量的里程坐标X₁与理论里程坐标的X₀误差超出坐标误差范围，则对待装的拱肋节段(10)的自由端的坐标进行修正，方法如下：

将X₁代入到对应原测点的坐标方程公式中，以X₁为已知量，以X_p为未知量，反算出X_p；

利用计算得到的X_p，结合选定的L₂、L₃正算得到待装的拱肋节段(10)的自由端的新测点坐标；

用新测点的坐标指导安装待装的拱肋节段(10)。

6.如权利要求4所述的线形控制方法，其特征在于，若待装的拱肋节段(10)的自身尺寸偏差超出尺寸误差范围，对待装的拱肋节段(10)的自由端的坐标进行修正，包含：

测量待装的拱肋节段(10)的顶板弧长或底板弧长，与理论弧长对比，弧长偏差量ΔL＝L_实测-L_理论，超出尺寸误差范围；

令L₁’＝L₁-ΔL，用L₁’替换L₁代入新测点空间坐标计算公式中，结合选定的L₂、L₃正算得到待装的拱肋节段(10)的自由端的新测点的坐标；

用新测点的坐标指导安装待装的拱肋节段(10)。

7.如权利要求1-6任意一项所述的线形控制方法，其特征在于，若原测点失效、上一节的拱肋节段(10)的自由端的原测点的实际测量的里程坐标X₁与理论里程坐标的X₀误差超出坐标误差范围、待装的拱肋节段(10)的自身尺寸偏差超出尺寸误差范围三种情况同时存在两种以上时，采用相同的L₁、L₂、L₃分别计算每种情形的修正坐标值，然后求取坐标平均值，作为修正后的新测点的坐标值。

8.如权利要求1所述的线形控制方法，其特征在于，将两节拱肋节段(10)拼装成拱肋单元，还包含：

所述拱肋节段(10)放置于胎架装置(20)，且拱肋节段(10)的底面和侧面、与胎架装置(20)之间还设置若干垫块(40)；

通过改变垫块(40)的数量调整两节拱肋节段(10)之间的间距。

9.如权利要求1所述的线形控制方法，其特征在于，将两节拱肋节段(10)拼装成拱肋单元，还包含：

所述临时风撑(50)为四个，四个临时风撑(50)成品字形设置于两节拱肋节段(10)之间。

10.如权利要求9所述的线形控制方法，其特征在于：四个临时风撑(50)之间还设置若干斜撑杆(60)。

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