[發明專利]一種高墩多跨橋梁頂推懸臂段的振動抑制方法

在審

• 申請號: 202210562848.8
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN114875790A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 張鎖;趙健;林再志;程為;史立偉;趙永振;黃以撒;劉志文;林子楠;宋曰建;李曉燕;王峰
• 申請（專利權）人: 中鐵建大橋工程局集團第四工程有限公司;中國鐵建大橋工程局集團有限公司
• 主分類號: E01D21/00
• 分類號: E01D21/00;E01D21/10;E01D19/02;E01D19/00;E01D19/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高倩

本發明的一種高墩多跨橋梁頂推懸臂段的振動抑制方法涉及高墩多跨橋梁工程頂推施工技術領域，目的是為了克服現有振動控制方法受制于橋位地理環境、施工工程量大且不夠安全穩定的問題，具體步驟如下：步驟一、增設傾斜下拉索；步驟二、設計全橋氣彈模型風洞試驗下的不同工況；步驟三、根據傾斜下拉索的型號計算傾斜下拉索的剛度，換算得到步驟二全橋氣彈模型風洞試驗中模擬傾斜下拉索的剛度；步驟四、進行全橋氣彈模型風洞試驗，得到不同工況的懸臂端抖振位移響應根方差；步驟五、計算得到高墩多跨橋梁結構的應力水平，以評估不同工況下傾斜下拉索的效果，并根據需要選擇對應工況下傾斜下拉索設置方式，以抑制高墩多跨橋梁頂推懸臂段的振動。

技術領域

本發明涉及高墩多跨橋梁工程頂推施工技術領域。

背景技術

近年來，隨著交通基礎設施的進一步發展，越來越多的超長大跨橋梁工程被付諸實施，橋梁工程所要面臨的地理環境也愈加復雜和多變，在當前及今后的若干時期內橋梁工程的施工方法和工藝還將面臨更多的挑戰。而在這其中，頂推施工方法是各類超長、多跨的等截面梁橋的優選施工方案，在頂推施工過程中由風荷載引起的頂推施工懸臂段振動是關鍵性控制因素。同時，頂推施工的周期隨著橋梁總長的增長而增大，在較長的頂推施工周期內大風天及極端風天氣出現的概率進一步增加。若在施工過程中沒有預備必要的抗風措施，主梁結構因風荷載而產生的過大振動響應將對結構造成永久性損傷，如何制定合理有效的措施來抑制頂推施工橋梁結構的振動響應是廣大工程師和研究者們要面對的重要問題。

目前，國內外的橋梁施工采用了一系列的振動控制結構措施以保障大橋的安全。振動控制結構措施主要是指在工程結構的某些關鍵位置加設裝置、機構或施加外力以調整結構的動力特性或氣動性能。目前在施工過程中常采用的臨時抗風措施一般有三種：一是在頂推懸臂段加設豎向下拉索，將拉索錨固于地面以限制懸臂段的位移，如加拿大Annacis橋、中國赤石大橋都采用了此類臨時抗風措施；二是在懸臂段布設臨時支墩以減小懸臂段長度，提高抗風穩定性，如法國Millau Viaduct在頂推施工過程中建造了多個臨時鋼支架墩以控制施工過程中的風致振動；三是在橋面加設臨時拉索塔架，張拉斜拉索以提高結構剛度。在這些措施中，第一種豎向下拉索措施受制于橋位地理環境，當橋位遇環境復雜的江、河時施工困難；第二種臨時支墩措施同樣受制于地理條件，同時施工工程量大、成本高；第三種橋面拉索塔架增加了施工過程中的結構附加荷載，在頂推過程中會對結構受力產生不利影響。因此，急需要一種施工成本小、擺脫橋位環境依賴、安全穩定且有效的臨時結構抗風措施以降低頂推施工懸臂段風致振動響應。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有振動控制方法受制于橋位地理環境、施工工程量大且不夠安全穩定的問題，提供了一種高墩多跨橋梁頂推懸臂段的振動抑制方法。

本發明的一種高墩多跨橋梁頂推懸臂段的振動抑制方法，具體步驟如下：

步驟一、增設傾斜下拉索，并通過傾斜下拉索將高墩多跨橋梁的頂推懸臂段與鄰近的橋墩連接；

步驟二、比較不同剛度的傾斜下拉索在橋墩上不同錨固位置處的動力特性情況，同時計算張拉傾斜下拉索后為結構帶來的附加內力大小，以設計全橋氣彈模型風洞試驗下的不同工況；

步驟三、根據步驟一中增設的傾斜下拉索的型號計算傾斜下拉索的剛度，換算得到步驟二全橋氣彈模型風洞試驗中模擬傾斜下拉索的剛度；模擬傾斜下拉索為彈簧；

步驟四、進行高墩多跨連續梁橋頂推施工期最大單懸臂施工狀態下的全橋氣彈模型風洞試驗，在大氣邊界層紊流場最不利風偏角0度情況下，進行高墩多跨橋梁在設計風速下的風致振動位移響應測量，分別得到增設傾斜下拉索狀態下不同工況的懸臂端抖振位移響應根方差；

步驟五、根據懸臂端位移響應根方差，計算得到高墩多跨橋梁結構的應力水平，以評估不同工況下傾斜下拉索的效果，并根據需要選擇對應工況下傾斜下拉索設置方式，以抑制高墩多跨橋梁頂推懸臂段的振動。