一种非对称荷载钢桁梁斜拉桥边跨合龙施工控制方法与流程

本发明涉及钢桁梁斜拉桥领域。更具体地说，本发明涉及一种非对称荷载钢桁梁斜拉桥边跨合龙施工控制方法。

背景技术：

1、随着大跨钢桁梁斜拉桥地不断发展，桥梁跨度也在不断更新，特别是公铁两用双层钢桁梁斜拉桥因具有十分优越的交通能力得到了快速发展，如沪通长江大桥、常泰长江大桥等跨度均突破千米级。对于多车道公铁两用斜拉桥，通常将铁路桥面设置于钢桁梁下层的中间车道，主梁呈现上下游一期恒载及二期恒载均保持对称分布，这种桥梁在施工控制方面均具有明显优势，但由于铁路线位于桥面中部，过桥后，铁路与公路通常要进行分离，需要专门设计铁路线与公路线分离的匝道，以使铁路线左右侧的公路车道汇聚在一起，匝道的设计必然会占用更多的用地，引起更高昂的造价。

2、随着我国公铁两用斜拉桥的发展，已不再局限于铁路线路位于桥面中部，而是将铁路车道与公路车道分离，即上游车道为铁路，下游车道为公路，或者下游车道为铁路，上游车道为公路，这种设计的优势在于过桥后，铁路线与公路线分离不需要设置专门的匝道，可直接进行分离，减少占地资源。然而这种钢桁梁斜拉桥上、下游荷载分布不对称，铁路侧恒载通常要比公路大得多，主梁横桥向荷载及横向刚度不对称，上、下游容易出现高度差，这必然对施工期主梁线形的控制造成很大的难度，特别是在边跨合龙口处存在一定的无索区，合龙难度有所增大，无法保证合龙精度。

技术实现思路

1、本发明还有一个目的是提供一种避免非对称荷载引起的上、下游之间存在高度差，保持钢桁梁平顺，降低合龙难度的非对称荷载钢桁梁斜拉桥边跨合龙施工控制方法。

2、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种非对称荷载钢桁梁斜拉桥边跨合龙施工控制方法，通过合龙段钢桁梁将位于边跨处的存梁段钢桁梁与位于中跨处的悬臂段钢桁梁对接合龙，边跨合龙施工控制方法包括以下步骤：

3、s1、吊装存梁段钢桁梁至边墩墩顶处，将其安装在边墩上；

4、s2、张拉悬臂段钢桁梁的斜拉索至目标索力，并调整悬臂段钢桁梁的上游/下游标高至上、下游标高位于同一水平高度；

5、s3、吊装合龙段钢桁梁与悬臂段钢桁梁对接；

6、s4、调整合龙段钢桁梁与存梁段钢桁梁对接端的第一高程和第一竖向转角，至其达到设计高程和设计竖向转角；获取合龙段钢桁梁与存梁段钢桁梁对接端的第一横向旁弯量和第一横向转角；

7、s5、调整存梁段钢桁梁与合龙段钢桁梁对接端的第二高程、第二竖向转角、第二横向旁弯量和第二横向转角，至其分别与第一高程、第一竖向转角、第一横向旁弯量和第一横向转角相同；

8、s6、对接存梁段钢桁梁和合龙段钢桁梁，合龙完成。

9、优选的是，所述步骤s1中，存梁段钢桁梁安装在边墩上的初始安装位置为其预设安装位置向边跨侧预偏第一距离处。

10、优选的是，第一距离s满足如下关系式：

11、s≥δs1+δs2+δs3+δs4；

12、式中：δs1为相邻钢桁梁节段斜腹杆的交叉距离；δs2为钢桁梁压缩补偿剩余量；δs3为钢桁梁节段的温度变化伸长量；δs4为操作距离。

13、优选的是，所述步骤s2中，调整悬臂段钢桁梁上、下游标高位于同一水平高度是以上游/下游标高为基准，通过调整下游侧/上游侧斜拉索的索长对悬臂段钢桁梁的下游/上游标高进行调整，具体调整过程如下：

14、s21、计算位于无索区多个钢桁梁节段的上、下游重量偏差；取多个重量偏差之和作为悬臂段钢桁梁的上、下游重量偏差δgi；

15、s22、基于悬臂段钢桁梁的上、下游重量偏差δgi，计算得到待调整的斜拉索上游索力和下游索力之差δti，计算公式如下：

16、

17、s23、获取悬臂段钢桁梁的上、下游累计高差δhi；

18、s24、基于斜拉索上游索力和下游索力之差δti以及悬臂段钢桁梁的上、下游累计高差δhi，计算得到上游侧/下游侧斜拉索无应力索长相对于下游侧/上游侧的无应力索长，计算公式如下：

19、

20、式中：xi—待调整斜拉索塔端锚点纵坐标与梁端锚点纵坐标的差值；

21、yi—待调整斜拉索塔端锚点横坐标与梁端锚点横坐标的差值；

22、zi—待调整拉索塔端锚点竖坐标与梁端锚点竖坐标的差值；

23、e—斜拉索的弹性模量；

24、a—斜拉索有效截面积；

25、q—斜拉索线重度；

26、s1i—为下游侧/上游侧斜拉索无应力索长；

27、s2i—为上游侧/下游侧待调整的斜拉索无应力索长。

28、优选的是，所述步骤s4中，在位于悬臂段钢桁梁下方的辅助墩的墩顶处设置千斤顶，通过千斤顶调节第一高程和第一竖向转角至设计高程和设计竖向转角。

29、优选的是，所述步骤s6中，调整存梁段钢桁梁至预设安装位置后，再对接存梁段钢桁梁和合龙段钢桁梁，完成边跨合龙施工。

30、本发明至少包括以下有益效果：本发明通过先调节悬臂段钢桁梁的上、下游基本无高度差，使其保持平顺，可方便后续通过合龙段钢桁梁将存梁段钢桁梁与悬臂段钢桁梁对接合龙，降低合龙难度。

31、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种非对称荷载钢桁梁斜拉桥边跨合龙施工控制方法，通过合龙段钢桁梁将位于边跨处的存梁段钢桁梁与位于中跨处的悬臂段钢桁梁对接合龙，其特征在于，边跨合龙施工控制方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的非对称荷载钢桁梁斜拉桥边跨合龙施工控制方法，其特征在于，所述步骤s1中，存梁段钢桁梁安装在边墩上的初始安装位置为其预设安装位置向边跨侧预偏第一距离处。

3.如权利要求2所述的非对称荷载钢桁梁斜拉桥边跨合龙施工控制方法，其特征在于，第一距离s满足如下关系式：

4.如权利要求1所述的非对称荷载钢桁梁斜拉桥边跨合龙施工控制方法，其特征在于，所述步骤s2中，调整悬臂段钢桁梁上、下游标高位于同一水平高度是以上游/下游标高为基准，通过调整下游侧/上游侧斜拉索的索长对悬臂段钢桁梁的下游/上游标高进行调整，具体调整过程如下：

5.如权利要求1所述的非对称荷载钢桁梁斜拉桥边跨合龙施工控制方法，其特征在于，所述步骤s4中，在位于悬臂段钢桁梁下方的辅助墩的墩顶处设置千斤顶，通过千斤顶调节第一高程和第一竖向转角至设计高程和设计竖向转角。

6.如权利要求2所述的非对称荷载钢桁梁斜拉桥边跨合龙施工控制方法，其特征在于，所述步骤s6中，调整存梁段钢桁梁至预设安装位置后，再对接存梁段钢桁梁和合龙段钢桁梁，完成边跨合龙施工。

技术总结
本发明公开了一种非对称荷载钢桁梁斜拉桥边跨合龙施工控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将存梁段钢桁梁安装在边墩上；S2、调整悬臂段钢桁梁的上游/下游标高至上、下游标高位于同一水平高度；S3、合龙段钢桁梁与悬臂段钢桁梁对接；S4、调整合龙段钢桁梁与存梁段钢桁梁对接端的第一高程和第一竖向转角，至其达到设计高程和设计竖向转角；S5、调整存梁段钢桁梁与合龙段钢桁梁对接端的第二高程、第二竖向转角、第二横向旁弯量和第二横向转角，至其分别与第一高程、第一竖向转角、第一横向旁弯量和第一横向转角相同；S6、对接存梁段钢桁梁和合龙段钢桁梁，合龙完成。本发明具有保持钢桁梁平顺，降低合龙难度的优点。

技术研发人员：郑建新,孙南昌,李杰,康学云,韩治忠,陈建荣,袁灿,龙强,黄甘乐,周浩,代百华,朱金柱,周仁忠,穆文均,何静,王紫超,刘洋,胡钦侠
受保护的技术使用者：中交第二航务工程局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4