[發(fā)明專利]一種大跨度柔性懸索橋主桁架非對稱施工方法及控制方法

有效

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• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109137744B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張勤;詹勝文;蔡偉民;曾靖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司
• 主分類號: E01D21/00
• 分類號: E01D21/00;E01D11/02
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

本發(fā)明屬于油氣管道懸索橋施工領(lǐng)域，公開了一種大跨度柔性油氣管道懸索橋主桁架非對稱施工方法及控制方法，解決由于施工場地限制使得主桁架無法采用對稱吊裝的技術(shù)難題，具有投資省、施工速度快、施工安全等特點。在大跨度柔性懸索橋主桁架非對稱吊裝施工過程中，其施工方法和施工控制技術(shù)必須同時使用，才能使得橋梁施工能最大限度的達到橋梁設(shè)計狀態(tài)，確保施工過程安全。本發(fā)明成功解決了大跨度柔性懸索橋由于施工場地限制使得主桁架無法采用對稱吊裝的技術(shù)難題，并通過控制技術(shù)確保了施工過程狀態(tài)安全、成橋狀態(tài)盡可能與設(shè)計狀態(tài)完全一致、橋梁工程技術(shù)滿足相應(yīng)規(guī)范要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油氣管道懸索橋施工，尤其涉及一種大跨度柔性懸索橋主桁架非對稱施工方法及控制方法。

背景技術(shù)

目前，業(yè)內(nèi)常用的現(xiàn)有技術(shù)是這樣的：

懸索橋是一種結(jié)構(gòu)合理的橋梁型式，能充分發(fā)揮索受拉、梁受彎、塔受壓構(gòu)件性能，是大跨度橋梁中最具競爭能力的橋型之一。在公路市政行業(yè)中，懸索橋是常用的橋型。目前，公路和市政行業(yè)內(nèi)的懸索橋主桁架吊裝工法均采用一下兩種較為成熟的施工方法：(1)兩端對稱吊裝向跨中合龍工法；(2)跨中開始向兩端對稱吊裝工法。以上兩種方法中，桁架吊裝均為對稱吊裝工法。

常規(guī)公路市政懸索橋具有結(jié)構(gòu)大位移幾何非線性、施工過程工況繁多、結(jié)構(gòu)自身對施工誤差的容差能力較小等特點。油氣管道懸索橋除具有公路懸索橋特點外，還具有其自身獨特特點如結(jié)構(gòu)更柔、非線性更顯著、溫度敏感性更強烈、活載比重更大、獨特的氣管和油管安裝荷載工況、獨特的管道試壓工況等。因此，基于油氣管道懸索橋的受力特點，其主桁架吊裝工法和控制技術(shù)就顯得尤為重要，對橋梁的施工過程質(zhì)量和安全提出了更高的要求。

由于大管道油氣工程通車為國家級能源與戰(zhàn)略工程，特別是油管和天然氣管道同橋設(shè)置的懸索橋通常修建在深山溝壑之中，橋塔兩岸地形條件復(fù)雜，施工條件惡劣，施工場地偏遠(yuǎn)。正常情況下，油氣管道懸索橋主桁架吊裝工法采用公路懸索橋的對稱吊裝技術(shù)是可行的。油氣管道懸索橋主桁架一般采用工廠節(jié)段焊接拼裝，運輸至現(xiàn)場進行吊裝拼接施工，能最大限度的確保橋梁質(zhì)量。由于橋梁場址位于山區(qū)，例如本發(fā)明的背景工程，油氣管道橋偏遠(yuǎn)山區(qū)，進場便道山路坡陡路窄彎急，橋梁桁架、機械設(shè)備等大型構(gòu)件的運輸就存在較大的困難。當(dāng)橋梁桁架采用兩段對稱吊裝工法時，則需要在橋梁兩岸均修建進廠便道，通常山區(qū)修建便道難度大費用高。業(yè)主和施工單位出于節(jié)省投資出發(fā)，只修建單側(cè)施工便道用于項目部、主纜索股、桁架、機械設(shè)備等運輸，另外一岸便道能保證正常通行而適當(dāng)修整即可。由于油氣管道橋采用桁架結(jié)構(gòu)，單榀桁架節(jié)段的重量約為5t左右，油氣管道橋的桁架起吊重量不大，單側(cè)起吊桁架的工法理論上是可行的，但目前尚無大跨度懸索橋(主跨310m)的單側(cè)吊裝先例和經(jīng)驗。因此，根據(jù)現(xiàn)場條件和各單位技術(shù)要求，油氣管道橋梁的單側(cè)吊裝工法能夠?qū)嵤┚哂酗@著的節(jié)省便道工程量和投資的效果；而非對稱吊裝主桁架施工方法下的結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力分配較于主桁架對稱吊裝施工情況更復(fù)雜，因此其控制技術(shù)顯得尤為重要以保障橋梁結(jié)構(gòu)安全、人員安全和工程質(zhì)量。解決山區(qū)大跨度油氣管道懸索橋不能對稱吊裝問題的難點在于合理的主桁架非對稱吊裝工法和相對于的控制技術(shù)。

綜上所述，現(xiàn)有的對稱施工方法技術(shù)是不能適應(yīng)山區(qū)大跨度油氣管道橋無法采用對稱吊裝工法及對岸不具備吊裝條件，或者對岸修建施工便道工程費相比橋梁費用比較較高，或者要求工期緊張、項目部人員配置較少等情況的油氣管道懸索橋施工的。

解決上述問題的難度是采用主桁架非對稱施工方法和控制技術(shù)。大跨度柔性懸索橋主桁架非對稱施工方法是基于無法采用對稱吊裝及對岸不具備吊裝條件，或者對岸修建施工便道工程費相比橋梁費用比較較高，或者要求工期緊張、項目部人員配置較少情況下提出來的；施工方法的難度主要在于桁架起吊、運輸、空中預(yù)拼裝、后期連接等工程技術(shù)。大跨度柔性懸索橋主桁架非對稱施工控制技術(shù)是基于上述主桁架非對稱吊裝工法提出來的一種控制方法，主要目的是保證非對稱施工方法能夠有效并成功實施。控制技術(shù)的難度主要在于在結(jié)構(gòu)全過程仿真計算分析模擬、預(yù)測及糾偏技術(shù)等。