一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法
【专利摘要】本发明公开了一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法，先将数个箱梁节段在工厂内临时连接成已安装箱梁，已安装箱梁中的各个箱梁节段由两排千斤顶进行支撑，随后将已安装箱梁的一侧端部固定在临时限位装置上，保留各个箱梁节段底部位于安装斜拉索正下方用来模拟斜拉索索力的千斤顶，并拆除其余千斤顶，则已安装箱梁中的各个箱梁节段只有一个千斤顶进行支撑，由于斜拉桥箱梁的斜拉索力只考虑箱梁的横向变形和纵向变形，故后续利用已安装箱梁安装其他单个箱梁节段时，支撑已安装箱梁中的各个箱梁节段的千斤顶可真实反映斜拉桥安装过程中的受力状态，且试验得出的结果可靠，能准确反映出实际桥梁结构安装架设过程中可能产生的问题。
【专利说明】一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及桥梁工程试验领域，具体地指一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法。
【背景技术】
[0002]钢箱梁和钢混组合梁斜拉桥通常采用节段悬拼的方法施工，为验证钢箱梁吊装过程的匹配连接工艺，需要在工厂内对斜拉桥箱梁进行安装试验。
[0003]斜拉桥箱梁进行安装实验主要有以下目的:
[0004]1、通过演练桥面板匹配预制、组合梁节段场地总拼、节段悬臂拼装全过程，验证总体施工方案及工艺可行性；
[0005]2、通过对桥面板匹配预制、组合梁节段场地总拼现场验证，获取主要构件制作误差，分析评估误差来源并大小，提出误差修正措施，减少制作误差对安装的不利影响；
[0006]3、通过钢梁横向反拱及节段悬臂拼装足尺模型试验，验证横向反拱预应力施加效果以及梁段间干接缝的匹配性，寻求节段间安装错台调整方法，为现场实桥节段安装及线形调整提供技术指导；进一步验证节段连接设计构造细节的合理性和可行性，达到优化设计的目的。
[0007]实验中，将数个箱梁节段在工厂内临时连接成大节段，然后在大节段上拼装桥面吊机，用桥面吊机起吊安装单个节段，从而可以验证箱梁匹配连接工艺的可行性。
[0008]为了保证已安装好的大节段箱梁受力状态和实桥一致，核心问题就在于大节段箱梁的支撑条件模，因此需要提出一种试验方法以模拟出斜拉桥中的箱梁的受力状态。
【发明内容】
[0009]本发明的目的就是要解决上述【背景技术】的不足，提供一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法，可准确模拟已安装箱梁的受力状态，从而保证斜拉桥箱梁安装工艺试验的准确性。
[0010]本发明的技术方案为:一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法，其特征在于，它包括以下步骤:
[0011]I)、将数个预制好的箱梁节段在工厂内临时连接，形成已安装箱梁；
[0012]2)、已安装箱梁中的各个箱梁节段底部均安装至少两排千斤顶，已安装箱梁中的各个箱梁节段先通过其底部的千斤顶支撑；
[0013]3)、在已安装箱梁的一侧端部固定安装临时限位装置，并将已安装箱梁的该侧端部与临时限位装置固定连接；
[0014]4)、保留各个箱梁节段底部位于安装斜拉索正下方用来模拟斜拉索索力的千斤顶，并拆除其余千斤顶；
[0015]5)、在已安装箱梁上拼装桥面吊机，利用桥面吊机起吊将单个箱梁节段安装在已安装箱梁的另一侧端部，同时记录已安装箱梁中的各个箱梁节段底部千斤顶的支撑力。
[0016]进一步地，步骤2)中，各个箱梁节段底部的千斤顶由临时搁置墩支撑。
[0017]进一步地，步骤3)中，所述临时限位装置为钢结构桁架或混凝土墩座，所述临时限位装置的下端面固定在试验地面上，所述临时限位装置与已安装箱梁的一侧端部之间设有限位挡块。
[0018]本发明所展示的一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法，先将数个箱梁节段在工厂内临时连接成已安装箱梁，已安装箱梁中的各个箱梁节段由两个千斤顶进行支撑，随后将已安装箱梁的一侧端部固定在临时限位装置上对已安装箱梁以约束已安装箱梁的纵向位移，保留各个箱梁节段底部位于安装斜拉索正下方用来模拟斜拉索索力的千斤顶，并拆除其余千斤顶，则已安装箱梁中的各个箱梁节段只有一排千斤顶进行支撑，由于斜拉桥箱梁的斜拉索力只考虑箱梁的横向变形和纵向变形，故后续利用已安装箱梁安装其他单个箱梁节段时，支撑已安装箱梁中的各个箱梁节段的千斤顶可真实反映斜拉桥安装过程中的受力状态，使试验模拟得出的结果可靠，能准确反映出实际桥梁结构安装架设过程中可能产生的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明在试验过程中箱梁节段由千斤顶支撑示意图；
[0020]图2为本发明在试验过程中箱梁节段安装临时限位装置后状态示意图；
[0021]图3为斜拉索分力示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0023]本实施例的一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法，它包括以下步骤:
[0024]I)、将四个已经预制好的箱梁节段I在工厂内临时连接，形成已安装箱梁；
[0025]2)、参考图1，已安装箱梁中的各个箱梁节段I底部均安装两排千斤顶，此千斤顶由临时搁置墩3进行支撑，本实施例共有八排千斤顶，每排千斤顶包括两个对应设置在桥纵向两侧的千斤顶，从左至右依次为P1、P2……P8，由于千斤顶可以比较方便地调节顶升力，以便于在实验中模拟斜拉索的作用力，已安装箱梁中的各个箱梁节段I先通过其底部的对应两排千斤顶进行支撑；
[0026]3)、在已安装箱梁的一侧端部固定安装临时限位装置2，临时限位装置2主要作用是约束已安装箱梁的纵向位移，可采用图1所示钢结构桁架，也可采用混凝土墩座，但都要求其具有足够的刚度，即变形要小到在可以接受的范围；并将已安装箱梁的该侧端部与临时限位装置2固定连接，在临时限位装置2与已安装箱梁的端部之间设设置有限位块4，以保证临时限位装置2承受的变形在可节省的范围之内；
[0027]4)、参考2，保留各个箱梁节段I底部位于安装斜拉索正下方用来模拟斜拉索索力的千斤顶(P2、P4、P6、P8)，并拆除其余千斤顶(P1、P3、P5、P7)，使已安装箱梁中的各个箱梁节段I只有一排千斤顶支撑；
[0028]5)、在已安装箱梁上拼装桥面吊机，利用桥面吊机起吊将单个箱梁节段安装在已安装箱梁的另一侧端部，同时记录已安装箱梁中的各个箱梁节段底部千斤顶的支撑力。
[0029]在模拟箱梁在斜拉索支撑状态的实验时，实验条件与实桥条件是存在差别的，实验中需要最大程度地消除差别，才能得到符合实际的实验结果。这种差别主要问题为斜拉索力作用方式和边界条件的不同:
[0030]1、斜拉索力作用方式:实验中采用千斤顶模拟斜拉索的作用力，如图3所示，斜拉索与水平面成一个角度α ;斜拉索力F可以分解为水平分力F2和竖向分力F1，其中水平分力对桥梁的作用主要是沿着桥轴向的，对梁的横向变形和纵向变形影响比较小，而本实验主要目的为验证节段的匹配性及梁的安装误差等，不涉及轴向变形；因此在实验中可以忽略水平分力的影响，只考虑竖向分力F1的作用，其大小F1 = Fsina ;在实验过程中，斜拉索下千斤顶(Ρ2、Ρ4、Ρ6、Ρ8)作用力大小精确调整为与各对应斜拉索竖向分力Fl相等的数值；其余千斤顶(PU Ρ3、Ρ5、Ρ7)为辅助千斤顶，在梁节段安装阶段起支撑作用，实验中与梁脱离，不受力；按照以上方法，通过斜拉索下千斤顶(Ρ2、Ρ4、Ρ6、Ρ8)受力值即为竖向分力F1的数值，相应的可推算出斜拉索力F的数值，即可模拟斜拉桥主梁在斜拉索拉力作用下的状态；
[0031]2、边界条件:本实验中，已安装箱梁端部采用临时限位装置2来约束已安装箱梁端部位移，在实桥中，限位支架处原本为与实验梁段类似的箱梁，因此在靠近限位支架附近的区域箱梁受力与实桥有较大不同；但是，远离限位支架区域受边界条件不同的影响比较小，所以实验中采用5个箱梁节段(约50米)，这样可保证离限位支架最远的梁段受力与实际桥梁结构几乎一致。
[0032]按照以上提出的方法，试验模型对边界条件及斜拉索的模拟能真实反映实桥悬臂安装过程中的受力状态。因此采用本发明的模拟方法得出的结果可靠，且能准确反映出实际桥梁结构安装架设过程中可能产生的问题。
[0033]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法，其特征在于，它包括以下步骤: 1)、将数个预制好的箱梁节段在工厂内临时连接，形成已安装箱梁； 2)、已安装箱梁中的各个箱梁节段底部均安装至少两排千斤顶，已安装箱梁中的各个箱梁节段先通过其底部的千斤顶支撑； 3)、在已安装箱梁的一侧端部固定安装临时限位装置，并将已安装箱梁的该侧端部与临时限位装置固定连接； 4)、保留各个箱梁节段底部位于安装斜拉索正下方用来模拟斜拉索索力的千斤顶，并拆除其余千斤顶； 5)、在已安装箱梁上拼装桥面吊机，利用桥面吊机起吊将单个箱梁节段安装在已安装箱梁的另一侧端部，同时记录已安装箱梁中的各个箱梁节段底部千斤顶的支撑力。
2.根据权利要求1所述的一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法，其特征在于:步骤2)中，各个箱梁节段底部的千斤顶由临时搁置墩支撑。
3.根据权利要求1所述的一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法，其特征在于:步骤3)中，所述临时限位装置为钢结构桁架或混凝土墩座，所述临时限位装置的下端面固定在试验地面上，所述临时限位装置与已安装箱梁的一侧端部之间设有限位挡块。
【文档编号】G01M99/00GK104236940SQ201410411370
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】张鸿, 张永涛, 唐启, 陈宏宝, 游新鹏, 巫兴发, 郑和晖, 康学云, 王敏, 黄跃 申请人:中交第二航务工程局有限公司