一种系杆拱桥的系杆更换方法技术

本发明专利技术公开了一种系杆拱桥的系杆更换方法，属于系杆更换技术领域，解决临时系杆索力与旧系杆索力、新系杆索力之间力系平稳转换的技术问题，方法包括临时系杆加载、旧系杆卸载力系转换阶段，以及新系杆加载、临时系杆卸载力系转换阶段，在临时系杆加载、旧系杆卸载力系转换阶段，对临时系杆加载使得临时系杆力加上所有旧系杆力始终大于更换前所有旧系杆力，拱脚向内侧预变位到达允许控制值；通过局部加热的方式依次对待更换旧系杆的单根钢绞线进行加热，使得被加热的钢绞线产生屈服断裂，直至待更换旧系杆所有的钢绞线断裂，完成对待更换旧系杆卸载。本发明专利技术在力系转换过程以拱脚水平预变位进行闭环控制，实现系杆更换快速精细化施工。化施工。化施工。

【技术实现步骤摘要】
一种系杆拱桥的系杆更换方法


[0001]本专利技术涉及系杆更换
，更具体地说，它涉及一种系杆拱桥的系杆更换方法。

技术介绍

[0002]目前系杆拱桥中的系杆大多是由多根钢绞线组成，对系杆拱桥进行系杆更换大多采用临时系杆替代法，通过临时系杆实现与旧系杆、新系杆的两次力系转换，系杆更换过程涉及到桥梁结构各部件的内力重分布变化，尤其是力系转换过程中临时系杆索力与旧系杆索力、新系杆索力、拱脚水平变位之间关系较为复杂，如何在保证对拱桥主结构内力重分布影响较小前提下，实现临时系杆索力与旧系杆索力、新系杆索力之间力系平稳转换是系杆更换过程的难题。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本专利技术的目的一是提供一种系杆拱桥的系杆更换方法，可以实现临时系杆索力与旧系杆索力、新系杆索力之间力系平稳转换。
[0004]本专利技术技术方案是：一种系杆拱桥的系杆更换方法，包括临时系杆加载、旧系杆卸载力系转换阶段，以及新系杆加载、临时系杆卸载力系转换阶段，在临时系杆加载、旧系杆卸载力系转换阶段，
[0005]首先对临时系杆加载使得临时系杆力加上所有旧系杆力始终大于更换前所有旧系杆力，拱脚向内侧预变位到达允许控制值；
[0006]然后通过局部加热的方式依次对待更换旧系杆的单根钢绞线进行加热，使得被加热的钢绞线产生屈服断裂，直至所述待更换旧系杆所有的钢绞线断裂，完成对所述待更换旧系杆卸载。
[0007]作为进一步地改进，实时监测拱脚向内侧预变位变化，当预变位接近0时，主动控制加载所述临时系杆，使得拱脚水平预变位始终向内侧，直至所述待更换旧系杆的最后一根钢绞线断裂，拱脚水平预变位接近0。
[0008]进一步地，所述局部加热的方式包括感应线圈局部加热、火焰局部加热、激光局部加热、等离子局部加热、加热管局部加热中的任意一种。
[0009]进一步地，所述感应线圈为加长“Y”型感应线圈。
[0010]进一步地，在待切断位置两侧的待更换旧系杆分别设有防侧崩机构。
[0011]进一步地，所述防侧崩机构包括分别位于所述待更换旧系杆两侧外壁的第一索夹、第二索夹，所述第一索夹、第二索夹组合将所述待更换旧系杆的外壁包裹，所述第一索夹、第二索夹通过锁紧件锁紧。
[0012]进一步地，所述第一索夹与待更换旧系杆之间、第二索夹与待更换旧系杆之间均设有防滑垫。
[0013]进一步地，所述锁紧件为螺栓。
[0014]进一步地，所述第一索夹、第二索夹为两半式钢构件。
[0015]进一步地，在新系杆加载、临时系杆卸载力系转换阶段，
[0016]首先对新系杆加载使得新系杆力加上剩余旧系杆力及临时系杆力始终大于更换前所有旧系杆力，拱脚向内侧预变位到达允许控制值；
[0017]然后对临时系杆进行放张卸载，实时监测拱脚向内侧预变位变化，当预变位接近0，主动控制加载新系杆，使得拱脚水平预变位始终向内侧，直至临时系杆力卸载为0，拱脚水平预变位接近0。
[0018]有益效果
[0019]本专利技术与现有技术相比，具有的优点为：
[0020]1.本专利技术在两阶段力系转换过程以拱脚水平预变位为主，索力复核的闭环控制，可以满足系杆更换快速精细化施工需求。
[0021]2.本专利技术采取加长“Y”型非接触式感应加热装置，通过局部加热单根钢绞线待切断位置至控制温度，实现单根钢绞线待切断位置局部发生延伸
‑
屈服
‑
颈缩
‑
断裂的应力释放延性过程，同时在待更换系杆各一侧安装防侧崩索夹并设置螺栓连接，在防侧崩索夹预紧力缓冲保护下防止断裂钢绞线侧崩，实现在保证作业人员安全前提下旧系杆力系卸载平稳转换。另外感应加热装置尺寸紧凑，加热温度可控，且可灵活适应系杆间距较小的操作空间。
附图说明
[0022]图1为更换前系杆拱桥的初始状态受力图；
[0023]图2为临时系杆开始加载的受力图；
[0024]图3为待更换旧系杆卸载为0，临时系杆加载的力系转换示意图；
[0025]图4为新系杆开始加载的受力图；
[0026]图5为临时系杆卸载为0，新系杆加载的力系转换示意图；
[0027]图6为感应加热第1根钢绞线卸载示意图；
[0028]图7为感应加热第2根钢绞线卸载示意图；
[0029]图8为感应加热第3根钢绞线卸载示意图；
[0030]图9为感应加热第4根钢绞线卸载示意图；
[0031]图10为防侧崩机构的示意图。
[0032]其中：1
‑
待更换旧系杆、2
‑
钢绞线、3
‑
加长“Y”型感应线圈、4
‑
待切断位置、5
‑
防侧崩机构、6
‑
第一索夹、7
‑
锁紧件、8
‑
手柄、9
‑
导线、10
‑
电磁感应电源、11
‑
拱脚。
具体实施方式
[0033]下面结合附图中的具体实施例对本专利技术做进一步的说明。
[0034]某拱桥主桥为跨径168m下承式钢管混凝土系杆拱，单孔拱桥各设两片主拱肋，两片主拱肋横向中心距离为19m，拱肋矢高32m，矢跨比1/5。拱肋截面为哑铃形，上下钢管直径1.5m，用腹板联结，全高3.75m，钢管和腹板内压注50号混凝土。每片拱肋在拱脚处设8根高强度低松弛预应力钢绞线系杆钢索，每根系杆钢索由37根7
×
φ5
㎜
钢绞线组成，钢绞线的
标准强度Ryb＝1860MPa。系杆钢索设置在两片拱肋下的防撞栏杆之间，锚固于拱脚的墙背。锚具采用带有限位板装置的15
‑
37型锚具，系杆钢绞线钢索采用高密度聚乙烯护层防护。系杆锚固区预埋管及封锚端均灌注高强混凝土。全桥系杆进行更换。
[0035]参阅图1～图10，本专利技术的一种系杆拱桥的系杆更换方法，包括临时系杆加载、旧系杆卸载力系转换阶段，以及新系杆加载、临时系杆卸载力系转换阶段。
[0036]在临时系杆加载、旧系杆卸载力系转换阶段：
[0037]1)首先对临时系杆加载，使得临时系杆力加上所有旧系杆力始终大于更换前所有旧系杆力，拱脚11向内侧预变位到达允许控制值。如图1、2所示，
[0038]即，F1+N1>N0，直至dL1＝dL；
[0039]当dL1＝dL＝10mm(向内侧)时，
[0040]F1＝3360kN，N1＝29368.6KN，N0＝31571.8kN。
[0041]式中：
[0042]F1‑
临时系杆首次加载索力值；
[0043]N1‑
所有旧系杆索力值之和，截面为n根面积为A0钢绞线组成；
[0044]N0‑
更换前所有旧系杆索力值之和，截面为n根面积为A0钢绞线组成；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系杆拱桥的系杆更换方法，包括临时系杆加载、旧系杆卸载力系转换阶段，以及新系杆加载、临时系杆卸载力系转换阶段，其特征在于，在临时系杆加载、旧系杆卸载力系转换阶段，首先对临时系杆加载使得临时系杆力加上所有旧系杆力始终大于更换前所有旧系杆力，拱脚向内侧预变位到达允许控制值；然后通过局部加热的方式依次对待更换旧系杆(1)的单根钢绞线(2)进行加热，使得被加热的钢绞线(2)产生屈服断裂，直至所述待更换旧系杆(1)所有的钢绞线(2)断裂，完成对所述待更换旧系杆(1)卸载。2.根据权利要求1所述的一种系杆拱桥的系杆更换方法，其特征在于，实时监测拱脚向内侧预变位变化，当预变位接近0时，主动控制加载所述临时系杆，使得拱脚水平预变位始终向内侧，直至所述待更换旧系杆(1)的最后一根钢绞线(2)断裂，拱脚水平预变位接近0。3.根据权利要求1所述的一种系杆拱桥的系杆更换方法，其特征在于，所述局部加热的方式包括感应线圈局部加热、火焰局部加热、激光局部加热、等离子局部加热、加热管局部加热中的任意一种。4.根据权利要求3所述的一种系杆拱桥的系杆更换方法，其特征在于，所述感应线圈为加长“Y”型感应线圈(3)。5.根据权利要求1所述的一种系杆拱桥的系杆更换方法，其特征在于，在待切断位置(4)两侧的待更换旧系杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦勇芝，甘科，梁彧，韦福堂，宁绍锋，黄韬，黄昭辉，赵艳，章粒，
申请(专利权)人：柳州欧维姆工程有限公司，
类型：发明
国别省市：