[發明專利]一種異形塔固結系統支撐件剛度識別的方法

有效

• 申請號: 201910960682.3
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN110472376B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 王石磊;劉伯奇;胡強;巴力;李林杰;嚴國兵;張勇;劉建磊;王凱;蘇力;馮海龍;吳笑雷;宋楠;馮乾寬;王石磊;劉海濤;盧博祎;陳麗娟;胡海天
• 申請（專利權）人: 北京鐵科工程檢測有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 11465 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 曹鵬飛

本發明公開了一種異形塔固結系統支撐件剛度識別的方法，針對異形塔，通過建立局部坐標系，獲取各支撐件變形觀測點參數，在反力點處施加豎向反力；并基于空間平截面假定，獲取以最大級荷載作用下承壓板四角的豎向位移、各支撐件中心的壓縮量，構建承壓板轉動平面擬合方程，求得最大級荷載作用下對應各錨拉桿處的承壓板變形,進而建立受力平衡方程求解支座及砂箱剛度。該方法規避了為獲取支撐件剛度參數傳統比例試驗或有限元計算分析等方法的局限性，識別準確率高，且采用該方法尚考慮了各支撐件的安裝質量，識別結果更為客觀，該方法的提出為采用固結系統的異形塔或其他類似工程的施工安全控制提供了技術支持。

技術領域

本發明涉及土建工程技術領域，特別涉及一種異形塔固結系統支撐件剛度識別的方法。

背景技術

為抵抗因施工荷載或結構自重產生的不平衡彎矩，確保橋梁施工過程中結構體系的穩定，對設計為鉸接的邊界條件在施工過程中往往需要進行固結（如懸臂法施工的連續梁或飄浮體系的斜拉橋主梁施工過程中進行塔梁固結），待結構體系轉換完成后（如跨中合龍）對固結措施再予以解除，固結主要有墩旁支架法、墩上支座法兩種形式，墩旁支架多有豎向鋼管或墩頂三角支撐組成，墩上支座多有硫磺砂漿混凝土支墩或鋼砂箱組成，為避免脫空，尚需將梁體與下部結構采用精軋螺紋鋼進行鎖定，鎖定措施一般采用張拉精軋螺紋鋼。固結系統的可靠性是確保施工過程中結構穩定的關鍵，其中承擔鎖定功能的裝置是固結系統中的薄弱環節，常規橋梁施工過程中一般嚴格控制因架設進度、施工荷載不均等引起的固結系統不平衡彎矩，當因結構特點施工過程中不平衡彎矩不可避免時，如結構呈空間異形，應對固結系統關鍵構件進行全過程監測，確保其始終處于安全可控范圍之內，另外固結系統關鍵參數取值（如支撐件剛度）與斜拉橋幾何形態控制、拉索無應力索長息息相關，在開展施工控制時應予以重視。

為確保異形塔塔肢分節段架設中的穩定性，平衡傾斜塔自重作用下的彎矩，架設過程中塔與承臺之間進行固結，固結系統一般由承壓板下方的支座、砂箱及分布在承壓板四周的錨拉桿組成，見圖1。

支座主要由下座凹板、球面滑板、球冠襯板、平面滑板、上支座板等不同材料特性的部件組成，各部件間物理分離，我國球型支座技術條件的最大規格為60000kN，事實上很多特大型橋梁由于自重較大，實際采用的支座噸位遠超過現行技術條件的最大規格，在支座設計及制造過程中一般主要考察成品支座承載力、轉角、位移等性能指標，對于抗壓性能一般僅規定在設計荷載作用下壓縮變形不大于支座總高度1%，表征支座壓縮剛度的量化指標不做明確要求，若需獲取力與壓縮變形的關系，可通過實體試驗或有限元分析進行研究。受限于試驗設備加載能力，大噸位支座一般采用比例試件進行模擬驗證，試驗結果與幾何、材料、邊界相似程度有關，另外球型鋼支座有限元分析屬于接觸分析問題，分析結果受接觸面模擬、摩擦系數選取等因素影響較大，即傳統的比例試驗或有限元分析結果受各種因素影響較大。

另外，砂箱作為施工過程中的臨時構件，設計及制造過程中主要關心砂箱壁板強度狀態，關于砂箱作為臨時支撐件的整體壓縮剛度未見有公開或研究。承壓板下支撐件剛度是影響固結系統固結效果的關鍵影響因素。

鑒于施工控制與橋塔固結系統固結效果的敏感性及傳統比例試驗或有限元計算分析等方法的局限性，空間異形塔下固結系統支撐件剛度的準確識別是從業人員亟待解決的問題。發明內容

鑒于施工控制與橋塔固結系統固結效果的敏感性及傳統比例試驗或有限元計算分析等方法的局限性，本發明基于現場專項加載提出一種異形塔固結系統承壓板下支撐件剛度識別的方法。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供一種異形塔固結系統支撐件剛度識別的方法，包括：

S1、以承壓板幾何中心建立局部坐標系Xc-O-Yc；所述Xc軸為橋軸方向，所述Yc軸垂直于所述橋軸方向；在所述局部坐標系Xc-O-Yc中，分別獲取各支撐件Bi幾何中心的坐標（Bix，Biy）、承壓板四周錨拉桿Ti中心的坐標（Tix，Tiy）以及承壓板四角點處坐標（Jix，Jiy）；所述支撐件包括：支座和砂箱；