一种管道悬索跨越桥桥身安装的施工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种管道悬索跨越桥桥身安装的施工工艺，属于管道悬索跨越桥的施工技术领域，包括以下内容：A.工艺实施过程分析：以两岸中地势较为平缓的一侧作为发送岸，分析安装过程中管道悬索跨越桥结构的力学状况；B.桥身的分组；C.两岸塔架的预偏设置；D.第一组桥身吊装；E.剩余桥身吊装；F.安装过程及成桥后的监测。实现了桥身的非对称性安装，对工程地域的适应性强，对绝大多数跨越结构均有可移植性，场地平整修筑工作量及施工难度小、周期短，效率更高。

【技术实现步骤摘要】
一种管道悬索跨越桥桥身安装的施工工艺
本专利技术涉及管道悬索跨越桥的施工
，具体而言，涉及一种管道悬索跨越 桥桥身安装的施工工艺。
技术介绍
管道跨越河流、峡谷等经常采用管道悬索跨越结构，在两岸分别建设塔架，管道支 撑在两岸塔架之间的桥身上，桥身由吊索吊起。悬索跨越结构由于其较低的投资及成熟的 施工工艺，在跨越结构中应用较多。通常悬索跨越结构为柔性结构，即塔架脚部采用铰接， 桁架桥身的宽跨比远远小于普通悬索桥的宽跨比。 由于建设地点的地貌特点，悬索跨越桥的桥身安装通常采用由两岸往中间安装或 中间往两岸安装的对称方式，该传统的悬索结构安装方式可以在安装过程中确保结构受力 均匀，成桥线形保持对称。 但是，对称的安装方式需要两岸均具备吊装条件由中间往两岸进行对称安装，或 中跨具备驳船停靠条件由两岸往中间进行桥身对称安装。而多数悬索跨越桥的建设地为 峡谷、湍急河流等险峻地貌，进场道路及场地平整修筑工作量巨大，采用的方式多为开山劈 石、围堰或搭设栈道，施工周期长、风险性高、对原始地貌破坏面积大，涉及河流、山脉等难 以避开的问题，对称安装的实施难度大，工程施工费用较高，同时安装时间也较长。因此，寻 求一种适用于多种地貌的柔性悬索跨越结构桁架桥身的安装方式，将是提高桥身贯通这一 关键施工节点效率的途径。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于各种地形的管道悬索跨越桥桥身安装的施工 工艺，以解决现有的对称法桥身安装带来的场地平整修筑工作量大、实施难度大、周期长、 风险性高的问题。 为实现本专利技术目的，采用的技术方案为：一种管道悬索跨越桥桥身安装的施工工 艺，包括以下内容： A. 工艺实施过程分析：以两岸中地势较为平缓的一侧作为发送岸，分析安装过程中管 道悬索跨越桥结构的力学状况，读取工艺实施各阶段结构的力学及位置参数，并确定桥身 分组参数、塔架预偏值； B. 桥身的分组：根据A中所述桥身分组参数，对每组的各榀桥身进行预连接； C. 两岸塔架的预偏设置：根据A中所述塔架预偏值，调节两岸塔架的预偏量； D. 第一组桥身吊装：按照B中的桥身分组，从发送岸吊运第一组桥身至对岸塔架侧的 第一组桥身安装位置，并与对应的吊索连接； E. 剩余桥身吊装：顺序将剩余各组桥身从发送岸吊运至与前一组桥身相连，且分别与 对应的吊索相连，最后一组桥身和所述第一组桥身分别与邻近的塔架连接固定； F. 安装过程及成桥后的监测：监测上述各阶段结构的力学及位置参数，分别为背索段 的索力监测、桥身的应力监测、塔基的应力监测、塔架的预偏位置和主索的位置监测。 这样结合施工地地貌特点、道路及场地现场条件，选定较为平坦的一侧作为发送 岸，只需从两岸的一端，即发送岸，向对岸发送桥身的非对称性安装施工工艺，避免了在陡 峭狭窄地区实施两岸往中跨安装或采用驳船中间往两岸安装的对称性安装工艺带来的场 地平整修筑工作量大、实施难度大、周期长、成本高的问题，有效拓展了管道悬索跨越的施 工范围，提高效率，减小投资成本。 在内容B的桥身的分组中，根据内容A中得出的方案计算结果相关参数，对桥身进 行分组，即可以满足多榀桥身的同时吊装。预分组的各榀桥身按序号进行连接，各连接部位 采用高强螺栓连接，不应过紧，利于吊装过程中桥身的变形，减小应力集中，待全桥安装完 毕后再按照高强螺栓施工规范进行连接施工。 进一步地，在内容A中，采用有限元法对工艺实施过程进行建模及仿真分析，根据 全过程仿真工艺实施过程中各关键结构的力学状况，调整确定桥身分组参数、塔架预偏值， 直至工艺实施过程各结构受力及位置满足设计要求，读取工艺实施各阶段结构的力学及位 置参数。 在该桥身的非对称安装工艺实施过程分析中，因悬索跨越桥身非对称性安装过程 非线性现象较为明显，采用传统计算方式误差较大，且结果不直观，需要采用非线性分析手 段对工艺实施过程进行计算，掌握塔架、缆索、桥身、塔基等受力部位的力学状况。因此，建 立跨越结构非线性分析模型，根据总体方案全过程仿真工艺实施过程中各关键结构的力学 状况，并根据计算结果调整桥身分组、塔架预偏值等参数，直至计算结果满足工艺实施过程 各结构受力及位置满足设计要求。读取工艺实施各阶段关键结构的力学及位置参数，便于 工艺实施过程中对现场进行实际监测对比。 具体采用非线性理论，建立悬索跨越空间结构有限元模型，并利用精确平衡状态 分析，模拟跨越结构桥身非对称性吊装过程施工受力状况及边界条件，分析掌握施工过程 中悬索索系及塔架的应力及位移状态。 这样结合悬索跨越桥身非对称性桥身安装工艺的实施特点，通过三维仿真分析工 艺实施过程中关键结构的受力特点及状态，并给工艺优化提供确切依据，同时，给塔架预 偏、桥身分组及吊装顺序等关键工序提供明确的要求，使非对称性安装工艺施工过程满足 方案要求，与仿真分析趋势一致，施工过程安全、可控、准确。 进一步地，在第一组桥身吊装之前，根据A中所述桥身分组参数，在发送岸搭设用 于承载和吊运各组桥身的桥身发送平台，在桥身发送平台将预连接的各组桥身吊运发送至 对岸。 桥身发送平台可根据实际情况搭设土石结构或钢桁架结构平台，在承载力、高度、 宽度等方面满足桥身分组的发送需要。预连接完毕的桥身可用吊车吊运至发送平台。 进一步地，在第一组桥身吊装之前，根据A中桥身分组参数，设计满足吊装载荷需 求的桥身吊装装置，并在两岸的塔架间安装所述桥身吊装装置，桥身吊装装置沿主索的中 间段在两岸之间往复运动。 具体根据桥身特点及桥身分组参数、吊装载荷需求，设计桥身吊装装置，具体为缆 索吊，其包括锚固装置、承重索、塔顶支撑转向系统、滑动行车装置、滑轮吊升装置，明确缆 索吊的安装程序，确立缆索吊系统的各部位的结构、制作及安装方法。 安装桥身吊装装置时，跨越塔架顶部安装承重索支撑转向系统；安装承重索两岸 锚固系统；安装并张拉承重索满足设计垂度及张拉力；安装牵引及起重用卷扬系统；安装 两组独立的滑轮装置；安装两组独立的滑轮吊升装置；安装并调整起重索、牵引索；检查并 验收。 进一步地，在内容C中，采用背索调节装置张拉主索的背索段使塔架预偏，并同步 采用全站仪测量，直至塔架的偏角符合塔架预偏值。 由于在桥身安装过程中，跨中载荷的不断增加，两岸塔架有逐渐往河中方向摆动 的趋势，通过预偏设置抵消这部分摆动量，因非对称安装跨中受力不均衡状态明显，因此预 偏设置量与对称安装的不同。 预偏安装时，根据A中明确的两岸塔架需要的预偏值，在桥身吊装前通过背索段 的张拉将塔架预偏到位，实现跨越结构完成后塔架的垂直度满足规范要求。跨越桥的主索 分为背索段和位于两塔架之间的中间段。 进一步可分别在桥身两侧垂直于桥身方向架设全站仪，具体可在垂直于桥身方 向50m位置架设，使跨越桥在全站仪可视范围内，在两岸塔架的顶部设置标记点，在背索段 张拉使塔架发生偏移时，同时通过全站仪观测塔架顶部的标记点，通过观测出的标记点的 坐标值与塔架垂直时该标记点的坐标之间的偏差即可计算出该点偏移的位置，确定塔架偏 移的角度，当塔架预偏角度满足预偏值时停止张拉背索段，即停止塔架的预偏，塔架位置确 定，完成预偏设置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道悬索跨越桥桥身安装的施工工艺，其特征在于，包括以下内容：A.工艺实施过程分析：以两岸中地势较为平缓的一侧作为发送岸，分析安装过程中管道悬索跨越桥结构的力学状况，读取工艺实施各阶段结构的力学及位置参数，并确定桥身分组参数、塔架预偏值；B.桥身的分组：根据A中所述桥身分组参数，对每组的各榀桥身进行预连接；C.两岸塔架的预偏设置：根据A中所述塔架预偏值，调节两岸塔架的预偏量；D.第一组桥身吊装：按照B中的桥身分组，从发送岸吊运第一组桥身至对岸塔架侧的第一组桥身安装位置，并与对应的吊索连接；E.剩余桥身吊装：顺序将剩余各组桥身从发送岸吊运至与前一组桥身相连，且分别与对应的吊索相连，最后一组桥身和所述第一组桥身分别与邻近的塔架连接固定；F.安装过程及成桥后的监测：监测上述各阶段结构的力学及位置参数，分别为背索段的索力监测、桥身的应力监测、塔基的应力监测、塔架的预偏位置和主索的位置监测。

【技术特征摘要】
1. 一种管道悬索跨越桥桥身安装的施工工艺，其特征在于，包括以下内容： A. 工艺实施过程分析：以两岸中地势较为平缓的一侧作为发送岸，分析安装过程中管 道悬索跨越桥结构的力学状况，读取工艺实施各阶段结构的力学及位置参数，并确定桥身 分组参数、塔架预偏值； B. 桥身的分组：根据A中所述桥身分组参数，对每组的各榀桥身进行预连接； C. 两岸塔架的预偏设置：根据A中所述塔架预偏值，调节两岸塔架的预偏量； D. 第一组桥身吊装：按照B中的桥身分组，从发送岸吊运第一组桥身至对岸塔架侧的 第一组桥身安装位置，并与对应的吊索连接； E. 剩余桥身吊装：顺序将剩余各组桥身从发送岸吊运至与前一组桥身相连，且分别与 对应的吊索相连，最后一组桥身和所述第一组桥身分别与邻近的塔架连接固定； F. 安装过程及成桥后的监测：监测上述各阶段结构的力学及位置参数，分别为背索段 的索力监测、桥身的应力监测、塔基的应力监测、塔架的预偏位置和主索的位置监测。2. 根据权利要求1所述的管道悬索跨越桥桥身安装的施工工艺，其特征在于，在内容 A中，采用有限元法对工艺实施过程进行建模及仿真分析，根据全过程仿真工艺实施过程中 各关键结构的力学状况，调整确定桥身分组参数、塔架预偏值，直至工艺实施过程各结构受 力及位置满足设计要求，读取工艺实施各阶段结构的力学及位置参数。3. 根据权利要求1所述的管道悬索跨越桥桥身安装的施工工艺，其特征在于，在第一 组桥身吊装之前，根据A中所述桥身分组参数，在发送岸搭设用于承载和吊运各组桥身的 桥身发送平台，在桥身发送平台将预连接的各组桥身吊运发送至对岸。4. 根据权利要求1所述的管道悬索跨越桥桥身安装的施工工艺，其特征在于，在第一 组桥身吊装之前，根据A中桥身分组参数，设计满足吊装载荷需求的桥身吊装装置，并在两 岸的塔架间安装所述桥身吊装装置，桥身吊装装置沿主索的中间段在两岸之间往复运动。5. 根据权利要求1所述的管道悬索跨越桥桥身安装的施工工艺，其特征在于，在内容C 中，采用背索调节装置张拉主索的背索段使塔架预偏，并同步采用全站仪测量，直至塔架的 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，王学军，来阳月星，罗子波，王志强，黄正，
申请(专利权)人：四川石油天然气建设工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51