一种钢拱钢架空间结构体系景观桥的安装方法技术

一种钢拱钢架空间结构体系景观桥的安装方法，涉及桥梁施工领域。钢拱钢架空间结构体系景观桥的安装方法是以钢主梁为基准建立三维模型；基于三维模型对钢拱钢架空间结构体系景观桥的吊装构件节段进行节段划分、吊点设置和编号处理；在现场根据三维模型建立整体坐标系，沿纵桥方向绘制内吊杆纵基线、钢架纵基线、外吊杆纵基线，沿横桥方向绘制吊杆节点横基线，并搭设支架安装钢拱钢架空间结构体系景观桥，并在安装内吊杆和外吊杆后同时张拉提升直至桥梁完成受力平衡后拆卸钢拱拼装支架。钢拱钢架空间结构体系景观桥的安装方法通过建立三维模型以便于提取桥梁施工的控制节点理论数据进行测量定位，提高构件节段定位的精准性并降低施工难度。并降低施工难度。并降低施工难度。

【技术实现步骤摘要】
一种钢拱钢架空间结构体系景观桥的安装方法


[0001]本申请涉及桥梁施工领域，具体而言，涉及一种钢拱钢架空间结构体系景观桥的安装方法。

技术介绍

[0002]钢拱钢架空间结构体系景观桥主要包含钢桥面、钢拱、钢架、钢横联、吊杆等结构体系，其中钢拱为桥梁的主要承力结构，主要为由桥面端横梁区域引出由单箱室拱箱发散到三根独立空间拱肋结构，拱肋之间采用连杆相接，下拱肋与钢桥面间设置内吊杆。为了平衡独拱的横桥向不稳定性会在钢拱两侧沿纵桥向设置两排钢架，钢架与钢拱间采用钢性横联进行两侧加固，钢拱侧采用铰接且钢架侧焊接，由于钢架结构不能承受横桥向较大弯矩，故在钢架外侧设置外钢横联，外钢横联下部安装外吊杆用以平衡内侧钢横联传递给钢架的弯矩，使其只承受压力。钢拱钢架空间结构体系各结构间连接承力相互传导，设计巧妙，成为一个复杂的受力体系。
[0003]目前的常规钢拱桥施工方法无法解决钢拱钢架空间结构体系景观钢桥的施工难点，其难点主要有如下三个方面：
[0004]一：钢拱钢架空间结构理论定位精度要求极高。钢拱由整体发散为三根拱肋结构，包含纵桥向立面和平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢拱钢架空间结构体系景观桥的安装方法，所述钢拱钢架空间结构体系景观桥包括钢主梁、钢拱、两个分别设于钢拱两侧的钢架及多个钢横联，所述钢架的底部与所述钢主梁连接，所述钢拱包括下拱、两个设于所述下拱上方两侧的上拱、多个分别与所述下拱和所述上拱连接的斜联、多个分别与两个所述上拱连接的平联及两个拱箱段，所述下拱和两个所述上拱的两端分别与两个所述拱箱段连接，两个所述拱箱段分别与所述钢主梁连接，所述下拱和所述钢主梁之间连接有多个内吊杆，每个所述上拱均连接有多个所述钢横联，每个所述钢横联均与所述钢架连接，每个所述钢横联分别与所述钢主梁侧边通过外吊杆连接，其特征在于，所述钢拱钢架空间结构体系景观桥的安装方法包括以下步骤：以所述钢主梁为基准建立所述钢拱钢架空间结构体系景观桥结构的三维模型；基于建立好的三维模型对所述钢拱钢架空间结构体系景观桥的吊装构件节段进行划分，完成吊装构件节段的吊点设置和编号处理；在现场根据所述三维模型建立整体坐标系，沿纵桥方向绘制内吊杆纵基线、钢架纵基线、外吊杆纵基线，沿横桥方向绘制吊杆节点横基线，并搭设支架安装所述钢拱钢架空间结构体系景观桥，并在安装内吊杆和外吊杆后同时张拉提升直至整个所述钢拱钢架空间结构体系景观桥体系完成受力平衡后拆卸钢拱拼装支架。2.根据权利要求1所述的钢拱钢架空间结构体系景观桥的安装方法，其特征在于，以所述钢主梁为基准建立所述钢拱钢架空间结构体系景观桥结构的三维模型包括以下步骤：确立结构体系基准；以所述拱箱段的理论引导线和支座中心线的交点为基准原点O(0，0，0)，以纵桥向为X轴，横桥向为Y轴，立面为Z轴建立整体坐标系；建立钢拱理论引导线，以上拱的引导线立面投影的顶点为原点，上拱的拱脚方向为X正向，铅锤向下为Y正向，以桥面为基准由桥面向钢拱体系建模进行坐标体系的转换，设计坐标系为(X，Y)，新坐标体系为(X1，Z1)，X＝
‑
(X1+D1/2
‑
D2)，Y＝
‑
(Z1+D3)，D1为钢主梁纵向长度，D2为拱箱段支座中心线与对应一端所述钢主梁端面的距离，D3为钢主梁与上拱引导线之间距离；建立钢拱立面线型，将所述钢拱根据结构形式分为立面为标准圆曲线的拱箱段(Xo＜X＜Xa，Xa
’
＜X＜Xo
’
)和立面为抛物线的拱肋段(Xa＜X＜Xa
’
)，所述上拱GL1、GL2的抛物线方程为Y＝4f1/(L12)X2，所述下拱GL3的抛物线方程为Y＝4f2/(L22)X2+c，其中f、L、c为常数，根据坐标转换建模线型为：所述上拱立面方程：Z1＝
‑
4f1/(L12)(X1+D1/2
‑
D2)2‑
D3(Xa＜X1＜Xa
’
)，所述下拱立面方程：Z1＝
‑
4f2/(L22)X12+c
‑
D3(Xa＜X1＜Xa
’
)；建立钢拱空间线型，以拱箱段引导线平面投影为直线，所述上拱GL1、GL2的拱引导线平面投影为圆弧线，所述下拱的中心线平面为直线，所述上拱GL1、GL2的平面曲线相对于所述下拱GL3对称布置，首先在XZ平面内绘制钢拱加设预拱度后的立面线型，再在XY平面内绘制所述上拱GL1、GL2拱引导线平面圆弧线型，在三维软件中拟合成为所述上拱GL1、GL2拱的两条空间线型；建立钢拱模型，以所述钢拱的各个节点平面A
‑
A的X轴的坐标为基准，在所述钢拱的引导线上定位建立所述上拱的节点耳板和普通隔板，其中所述上拱的节点耳板铅锤于XY平面建立，以所述钢拱的引导线为法线建立普通隔板，所述下拱的节点耳板在XZ平面内建立且中心线位于节点平面A
‑
A内，再以所有隔板的外轮廓和所述钢拱的引导线为基准生成所述钢拱的整体外轮廓；建立钢架模型，以所述钢主梁的基点O1(X1，Y1，Z1)、所述钢架与所述钢主梁基点所在竖直平面的距离d1、所述钢架的理论高度dj，计算出钢架基点M(Xm，Ym，Zm)及横梁基点N
(Xn，Yn，Zn)，其中Xm＝X1，Ym＝Y1+d1，Zm＝Z1
‑
di＝Z1
‑
d1
×
i％；Xn＝X1，Yn＝Y1+d1，Zm＝Z1
‑
d1
×
i％+dj；随后以钢架基点M(Xm，Ym，Zm)和横梁基点N(Xn，Yn，Zn)为基础完成所述钢架的三维建模；建立钢横联模型，在所述钢拱侧以建立好耳板销轴孔的耳板基点P(Xp，Yp，Zp)为开始，在所述钢架侧以横梁基点N(Xn，Yn，Zn)为结束，计算出所述钢横联的基线方向在所述钢架侧以横梁基点N(Xn，Yn，Zn)为结束，计算出所述钢横联的基线方向并以此建立三维模型。3.根据权利要求2所述的钢拱钢架空间结构体系景观桥的安装方法，其特征在于，基于建立好的三维模型对所述钢拱钢架空间结构体系景观桥的吊装构件节段进行划分和吊点设置包括以下步骤：根据所述钢拱的结构特点将钢拱分为拱脚段、拱脚拱肋过渡段、整体拱肋段、分体拱肋段进行节段吊装；将所述钢架划分为立柱和钢架横梁进行节段吊装；将所述钢横联长度大于16000mm的分为两个安装节段吊装，长度小于16000mm为一个整体节段吊装。4.根据权利要求1所述的钢拱钢架空间结构体系景观桥的安装方法，其特征在于，基于建立好的三维模型对所述钢拱钢架空间结构体系景观桥的吊装构件节段进行吊点设置时，需要完成两次吊装过程，第一次是装车吊装，第二次为项目现场安装；其中，第一次装车吊装需保证节段与运输车辆的平行关系，以节段重心为基准对称布置钢丝绳，钢丝绳长度均选取为L1，吊耳设置在节段腹板的外侧，安装钢丝绳后夹角为θ(20
°
＜θ＜45
°
，θ＝α、β、γ)，吊耳安装方向需确保耳板与钢丝绳为同向；第二次项目现场安装需保证节段的桥位形态，以高点钢丝绳长度L1为基准对低点钢丝绳长度进行加长，同时改变吊耳的安装方向使其耳板与钢丝绳为同向。5.根据权利要求3所述的钢拱钢架空间结构体系景观桥的安装方法，其特征在于，基于建立好的三维模型对所述钢拱钢架空间结构体系景观桥的吊装构件节段进行编号处理包括以下步骤：对所述钢拱进行编号，由于所述钢拱设计为纵桥向对称结构，将所述钢拱分为小桩号0#侧和大桩号1#侧，编号以所述钢拱最中间节段为ZG
‑
1，由跨中到小桩号节段设置为ZG
‑
i
‑
0#...

【专利技术属性】
技术研发人员：季轩，田小凤，全顺红，方津，李潭，张俊，陈迪锋，沈强，刘有林，张威，陈小山，
申请(专利权)人：中铁重工有限公司，
类型：发明
国别省市：