一种大跨度钢箱梁斜拉桥液氮恒温合龙装置及施工方法制造方法及图纸

本申请涉及一种大跨度钢箱梁斜拉桥液氮恒温合龙装置及施工方法，装置包括：供氮机构，其用于向钢箱梁箱室内输送液氮；流量调节组件，其设于供氮机构的输送管路上用于调节供氮机构的液氮输送速率；温度传感器，其用于监测钢箱梁温度；控制系统，其根据温度传感器的数据通过流量控制组件控制供氮机构的输送速率。本申请利用液氮挥发降温的原理，可快速将钢箱梁温度降低至设计温度，避免合龙前顶推、配切等造成合龙精度降低，也避免了因环境温度过高，顶推力过大而造成主梁或者主塔结构的损坏；同时在合龙过程中保持钢箱梁恒温，可以保证夜间合龙定位后，焊接期间钢梁不受日间阳光暴晒而升温变形，避免定位冲钉受剪断裂，导致合龙精度和质量降低。合龙精度和质量降低。合龙精度和质量降低。

【技术实现步骤摘要】
一种大跨度钢箱梁斜拉桥液氮恒温合龙装置及施工方法


[0001]本申请涉及桥梁施工的
，特别涉及一种大跨度钢箱梁斜拉桥液氮恒温合龙装置及施工方法。

技术介绍

[0002]目前，随着国家交通行业的发展壮大，钢箱梁桥梁在大跨度斜拉桥的应用越来越广泛。桥梁合龙施工时，施工温度对桥梁结构应力、挠度的影响非常大，大跨度桥梁的合龙施工颇受国内外研究学者和桥梁专家的重视，因气候和地理环境因素的影响，桥梁合龙温度往往达不到设计要求的25℃。因此桥梁合龙施工常作为专项施工工艺单独讨论研究。
[0003]相关技术中，在合龙施工之前往往要进行温度场模拟计算，对环境温差引起的热胀冷缩变形量通过顶推等方式进行弥补，桥梁顶推过程中对顶推力的大小和顶推量要求相当严格，避免因顶推不当对桥梁结构安全和质量造成不可逆的损伤。在某些沿海地区夏季夜间温度高达30℃，日间温度甚至高达40℃，合龙前就需要消除10℃～15℃的温差变形量，需要顶推3～5公分，甚至更大的位移。当桥梁结构刚度较大时，顶推一公分位移需提供2000～3000t的力，要想顶推到位会面临顶推力太大，施力点局部受压破坏的问题，甚至可能无法找到适宜的顶推设备可提供足够顶推力，有些一联多跨塔梁固结的非漂浮斜拉体系的中跨合龙时，可能会面临根本顶不动的问题。
[0004]而且钢材例如Q345钢材的比热容480J/(kg.K)，比混凝土材料比热容970J/(kg
·
K)的一半还低，在相同的环境温度变化下，钢结构桥梁表面的温度变化会比混凝土桥梁表面温度变化快。当夜间合龙定位后，钢箱梁尤其是宽幅钢箱梁的焊接工序往往持续到第二天甚至更久，当第二天日间环境温度随日照升温至40℃时，钢箱梁表面温度可达50℃～60℃。较大的温差会产生极大的温度应力和膨胀变形，合龙临时固定的冲钉很容易受剪断裂导致合龙精度和质量降低。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种大跨度钢箱梁斜拉桥液氮恒温合龙装置及施工方法，以解决相关技术中进行桥梁合龙施工时，通过顶推方式弥补钢箱梁变形的施工方法存在施工难度大，且易受昼夜温差影响导致合龙精度和质量降低的问题。
[0006]一方面，本申请提供一种大跨度钢箱梁斜拉桥液氮恒温合龙装置，所采用的技术方案是：
[0007]一种大跨度钢箱梁斜拉桥液氮恒温合龙装置，包括：
[0008]供氮机构，其用于向钢箱梁箱室内输送液氮；
[0009]流量调节组件，其设于所述供氮机构的输送管路上用于调节所述供氮机构的液氮输送速率；
[0010]温度传感器，其用于监测钢箱梁温度；
[0011]控制系统，其根据所述温度传感器的数据通过所述流量控制组件控制所述供氮机
构的输送速率。
[0012]一些实施例中，还包括用于设在钢箱梁顶面的湿油毛毡。
[0013]一些实施例中，所述控制系统为远程控制计算机。
[0014]另一方面，本申请还提供一种大跨度钢箱梁斜拉桥恒温合龙施工方法，包括：
[0015]向合龙段至少一侧的钢箱梁箱室内通入液氮降温，并监测钢箱梁温度；
[0016]钢箱梁温度达到设计温度范围时，调节向钢箱梁箱室内通入液氮的速率，使钢箱梁温度维持在设计温度范围内，然后进行合龙段施工。
[0017]一些实施例中，所述的监测钢箱梁温度包括：在钢箱梁梁端设置温度传感器监测钢箱梁梁端温度。
[0018]一些实施例中，在所述的进行合龙段施工时，每隔一段时间测量一次钢梁温度，并将温度数据传输至控制系统，钢梁温度不在设计温度范围内时，控制系统通过控制液氮输送管道上流量控制阀的开度来调节液氮通入速率，使钢梁温度维持在设计温度范围内。
[0019]一些实施例中，在向合龙段两侧钢箱梁箱室内通入液氮降温之前，在合拢段钢箱梁顶部铺设湿油毛毡。
[0020]一些实施例中，在合龙段施工时，每隔一段时间在湿油毛毡上浇水。
[0021]一些实施例中，所述的向合龙段至少一侧的钢箱梁箱室内通入液氮降温，并监测钢箱梁温度，包括：
[0022]当对边跨钢箱梁的合龙段进行合龙施工时，向边跨的钢箱梁箱室内通入液氮降温，并监测钢箱梁温度；
[0023]当对中间跨度的钢箱梁之间的合龙段进行合龙施工时，向合龙段两侧的钢箱梁内均通入液氮降温，并监测钢箱梁温度。
[0024]一些实施例中，所述的进行合拢段施工包括：
[0025]吊装合龙段并精确对位；
[0026]合龙冲钉施拧锁定合龙段；
[0027]焊接合龙焊缝。
[0028]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0029]本申请实施例提供了一种大跨度钢箱梁斜拉桥液氮恒温合龙装置，在钢箱梁桥合龙过程中，通过供氮机构向钢箱梁箱室内输入液氮，液氮挥发填充满整个主梁钢箱内部，并使钢箱梁温度降低，通过温度传感器监测钢箱梁温度，直至钢箱梁温度下降至设定温度范围内，并将温度数据传输至控制系统，控制系统根据温度传感器监测的温度数据，通过流量控制组件控制供氮机构的输送速率，使钢箱梁温度保持在设定温度范围内，即根据环境温度变化自动调节液氮输送速率，以使钢箱梁温度维持在设定温度范围内，实现钢箱梁合龙全过程温度恒定并维持在设计温度范围内。从而可避免合龙前顶推、配切等造成合龙精度降低，也避免了因环境温度过高，顶推力过大而造成主梁或者主塔结构的损坏；同时在合龙过程中保持钢箱梁恒温，可以保证夜间合龙定位后，焊接期间钢梁温度不受日间阳光暴晒而升温变形产生温度应力，避免定位冲钉受剪断裂，导致合龙精度和质量降低。可应用于大跨度钢箱梁桥的工程施工及施工控制领域，实现高温恶劣环境下的桥梁高质量高精度合龙，提高桥梁建造质量及安全。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本申请实施例提供的大跨度钢箱梁斜拉桥液氮恒温合龙装置的结构示意图；
[0032]图2为钢箱梁的结构示意图；
[0033]图3为本申请实施例提供的大跨度钢箱梁斜拉桥恒温合龙施工方法的流程图；
[0034]图4为本申请实施例中一联五跨斜拉桥的结构示意图。
[0035]图中：1、供氮罐；2、输氮管；3、流量控制阀；4、温度传感器；5、远程控制计算机；6、湿油毛毡；7、钢箱梁；8、上索塔；9、下索塔；10、斜拉索；12、桥墩；13、第一桥塔；14、第二桥塔；15、第三桥塔；16、第四桥塔；17、左边跨合龙段；18、左次中跨合龙段；19、中跨合龙段；20、右次中跨合龙段；21、右边跨合龙段。
具体实施方式
[0036]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大跨度钢箱梁斜拉桥液氮恒温合龙装置，其特征在于，包括：供氮机构，其用于向钢箱梁(7)箱室内输送液氮；流量调节组件，其设于所述供氮机构的输送管路上用于调节所述供氮机构的液氮输送速率；温度传感器(4)，其用于监测钢箱梁(7)温度；控制系统，其根据所述温度传感器(4)的数据通过所述流量控制组件控制所述供氮机构的输送速率。2.根据权利要求1所述的大跨度钢箱梁斜拉桥液氮恒温合龙装置，其特征在于：还包括用于设在钢箱梁(7)顶面的湿油毛毡(6)。3.根据权利要求1所述的大跨度钢箱梁斜拉桥液氮恒温合龙装置，其特征在于：所述控制系统为远程控制计算机(5)。4.一种大跨度钢箱梁斜拉桥恒温合龙施工方法，其特征在于，包括：向合龙段至少一侧的钢箱梁(7)箱室内通入液氮降温，并监测钢箱梁(7)温度；钢箱梁(7)温度达到设计温度范围时，调节向钢箱梁(7)箱室内通入液氮的速率，使钢箱梁(7)温度维持在设计温度范围内，然后进行合龙段施工。5.根据权利要求4所述的大跨度钢箱梁斜拉桥恒温合龙施工方法，其特征在于，所述的监测钢箱梁(7)温度包括：在钢箱梁(7)梁端设置温度传感器(4)监测钢箱梁(7)梁端温度。6.根据权利要求5所述的大跨度钢箱梁斜拉桥恒温合龙施工方法，其特征在于：在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张美玲，王文洋，任虹昌，彭旭民，曹明明，位东升，王克兵，唐家睿，刘秀岭，陈忠宇，王云，王俊文，谢国武，余毅，许龙，
申请(专利权)人：中铁大桥局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：