钢混组合梁斜拉桥安装中桥面板横桥向变形量的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种钢混组合梁斜拉桥安装中桥面板横桥向变形量的控制方法，包括S1、采用有限元法计算梁段起吊姿态；S2、起吊新起吊梁段；S3、根据梁段起吊姿态，计算腹板错边量；S4、对腹板错边量进行矫正处理；S5、张拉新起吊梁段拉索，转换新起吊梁段的支撑体系；S6、在新起吊梁段上施加压重荷载，直至新起吊梁段与桥面吊机占位梁段间无高差，并进行桥面板匹配连接。本发明专利技术可有效解决现有技术中由于强迫变形导致的桥面板和钢边箱腹板次生应力，消除匹配、连接中桥面板开裂风险，提高桥面板耐久性，提升桥面板平整度。提升桥面板平整度。提升桥面板平整度。

【技术实现步骤摘要】
钢混组合梁斜拉桥安装中桥面板横桥向变形量的控制方法


[0001]本专利技术属于土木工程的
，具体涉及一种钢混组合梁斜拉桥安装中桥面板横桥向变形量的控制方法。

技术介绍

[0002]组合梁斜拉桥的安装主要有散件拼装和整体节段吊装两种方式。散件拼装将组合梁分为钢主梁、横隔板、桥面板等构件，分别吊装，再集零为整为组合梁，散拼构件重量轻、便于运输，适宜于山区桥梁，但构件在桥位现场拼装时间长；参考图1，整体节段吊装是在工厂内将钢混组合梁各构件拼装为组合梁节段，节段整体运输至桥位现场，并整体吊装的施工方法。整体节段吊装建造高效，而且一期恒载即由钢混组合截面承担，用钢量省。
[0003]但是由于钢混组合梁节段自重大，起吊钢混组合梁节段的桥面吊机自重也较大，钢混组合梁在横桥向的受力类似于简支梁，在桥面吊机重量和组合梁节段节段吊重的作用下，桥面吊机占位梁段桥面板和横隔板将出现横桥向下凹变形、钢边箱产生向内扭转。新起吊梁段的支点在吊点处，受力类似于伸臂梁，自重作用下产生上凸变形，钢边箱产生向外扭转。从而使得新起吊梁段和桥面吊机占位梁段的钢边箱腹板存在错边量，桥面板也存在错边量，二者不能顺畅匹配、连接。
[0004]现有技术一般通过马板及千斤顶配合，对钢边箱腹板和桥面板逐步施加强迫位移，消除错边量，这一方法尽管在几何上可以保证新起吊梁段和桥面吊机占位梁段的匹配和连接，但是由于强迫变形的施加，在两个梁段钢边箱和桥面板连接处存在强大的次生应力，严重者可导致桥面板开裂，桥面板的平整度也会受损失，钢边箱焊缝W处的次生应力还可能导致疲劳寿命受损。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种钢混组合梁斜拉桥安装中桥面板横桥向变形量的控制方法，以解决新起吊梁段和桥面吊机占位梁段的钢边箱腹板存在错边量，桥面板也存在错边量，二者不能顺畅匹配、连接的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0007]一种钢混组合梁斜拉桥安装中桥面板横桥向变形量的控制方法，其包括以下步骤：
[0008]S1、采用有限元法计算梁段起吊姿态；
[0009]S2、起吊新起吊梁段；
[0010]S3、根据梁段起吊姿态，计算腹板错边量；
[0011]S4、对腹板错边量进行矫正处理；
[0012]S5、张拉新起吊梁段拉索，转换新起吊梁段的支撑体系；
[0013]S6、在新起吊梁段上施加压重荷载，直至新起吊梁段与桥面吊机占位梁段间无高差，并进行桥面板匹配连接。
[0014]进一步地，步骤S1具体包括：
[0015]S1.1、采用板壳单元或实体单元有限元法，计算桥面吊机占位梁段前端桥面板在桥面吊机自重P1作用下姿态，该姿态包括：腹板扭转角θ
c1
和最大下挠量d
c1
；
[0016]S1.2、采用板壳单元或实体单元有限元法，计算桥面吊机占位梁段前端桥面板在桥面吊机自重及新起吊梁段重量二者总重P2共同作用下姿态，该姿态包括：腹板扭转角θ
c2
和最大下挠量d
c2
；
[0017]S1.3、采用板壳单元或实体单元有限元法，计算新起吊梁段在自重作用下的姿态，该姿态包括：腹板扭转角θ
c3
和最大上凸量d
c3
。
[0018]进一步地，步骤S3计算腹板错边量为：
[0019]d
w3
＝θ
c
h1[0020]θ
c
＝θ
c2
+θ
c3
[0021]其中，d
w3
为腹板最大错边量，h1为边箱下缘至扭转中心C1的距离，θ
c
为为桥面吊机占位梁段与新起吊梁段边箱腹板相对扭转角。
[0022]进一步地，步骤S4具体包括：
[0023]S4.1、在桥面吊机占位梁段底板两侧设置牛腿，并在牛腿上穿设钢绞线；
[0024]S4.2、计算步骤S4.1中钢绞线的对拉力T；
[0025]S4.3、若对拉力T大于阈值，则d
w3
＝1～5mm，重新计算θ
c
，并返回步骤S4.2；若对拉力T小于等于阈值则进入步骤S4.4；
[0026]S4.4、计算在钢绞线对拉力T作用下的桥面板反拱；
[0027]S4.5、按照T的数值对拉钢绞线，矫正腹板错边量，并第一次减小新起吊梁段与桥面吊机占位梁段的变形差，此时桥面吊机占位梁段桥面板下挠量为d
c2
‑
d
c4
，其中，d
c4
为对拉力T作用下的桥面板反拱；
[0028]S4.6、焊接钢边箱，完成钢边箱匹配连接。
[0029]进一步地，步骤S4.2中计算钢绞线的对拉力T为：
[0030][0031]其中，L为横隔板跨度，L
z
为横隔板间距，G为钢材剪切模量，E
s
为钢材弹性模量，I
0s
为横隔板换算抗弯惯矩，I
d
为箱梁的抗扭惯性矩。
[0032]进一步地，步骤S4.4中计算在钢绞线对拉力T作用下的桥面板反拱，包括：
[0033]计算桥面板反拱的挠曲方程：
[0034][0035]计算桥面板反拱的最大挠度：
[0036][0037]其中，f4(y)为桥面板反拱挠曲方程，M
T2
为在桥面吊机占位横横隔板中产生的弯矩，y为桥面吊机占位梁端桥面板距拉索锚点的横向距离，d
c4
为对拉力T作用下的桥面板反
拱。
[0038]进一步地，步骤S5具体包括：
[0039]S5.1、计算新起吊梁段自重产生的新起吊梁段与桥面吊机占位梁段焊缝W的弯矩M
b1
：
[0040][0041]其中，l为新起吊梁段的长度，q为梁段自重荷载集度；
[0042]S5.2、按拉索一张后，根据新起吊梁段与桥面吊机占位梁段间焊缝W处于轴心受压的状态，计算拉索一张力T
c
；
[0043]S5.3、以T
c
作为一张力张拉拉索，桥面吊机起吊绳Cb释放起吊力，将梁段自重由桥面吊机转移到拉索，将新起吊梁段的结构体系由伸臂梁转换为简支梁，将新起吊梁段的桥面板曲线由上凸量d
c3
，转换为下凹d
c5
；将桥面吊机支点力由P2减小至P1，将减小桥面吊机占位梁段下挠量由d
c2
‑
d
c4
减小至d
c1
‑
d
c4
，此时新起吊梁段与桥面吊机占位梁段间的挠度差d＝d
c1
‑
d
c4
‑
d
c5
。
[0044]进一步地，步骤S5.2中计算拉索一张力T
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢混组合梁斜拉桥安装中桥面板横桥向变形量的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用有限元法计算梁段起吊姿态；S2、起吊新起吊梁段；S3、根据梁段起吊姿态，计算腹板错边量；S4、对腹板错边量进行矫正处理；S5、张拉新起吊梁段拉索，转换新起吊梁段的支撑体系；S6、在新起吊梁段上施加压重荷载，直至新起吊梁段与桥面吊机占位梁段间无高差，并进行桥面板匹配连接。2.根据权利要求1所述的钢混组合梁斜拉桥安装中桥面板横桥向变形量的控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：S1.1、采用板壳单元或实体单元有限元法，计算桥面吊机占位梁段前端桥面板在桥面吊机自重P1作用下姿态，该姿态包括：腹板扭转角θ
c1
和最大下挠量d
c1
；S1.2、采用板壳单元或实体单元有限元法，计算桥面吊机占位梁段前端桥面板在桥面吊机自重及新起吊梁段重量二者总重P2共同作用下姿态，该姿态包括：腹板扭转角θ
c2
和最大下挠量d
c2
；S1.3、采用板壳单元或实体单元有限元法，计算新起吊梁段在自重作用下的姿态，该姿态包括：腹板扭转角θ
c3
和最大上凸量d
c3
。3.根据权利要求2所述的钢混组合梁斜拉桥安装中桥面板横桥向变形量的控制方法，其特征在于，所述步骤S3计算腹板错边量为：d
w3
＝θ
c
h1θ
c
＝θ
c2
+θ
c3
其中，d
w3
为腹板最大错边量，h1为边箱下缘至扭转中心C1的距离，θ
c
为桥面吊机占位梁段与新起吊梁段边箱腹板相对扭转角。4.根据权利要求4所述的钢混组合梁斜拉桥安装中桥面板横桥向变形量的控制方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：S4.1、在桥面吊机占位梁段底板两侧设置牛腿，并在牛腿上穿设钢绞线；S4.2、计算步骤S4.1中钢绞线的对拉力T；S4.3、若对拉力T大于阈值，则d
w3
＝1～5mm，重新计算θ
c
，并返回步骤S4.2；若对拉力T小于等于阈值则进入步骤S4.4；S4.4、计算在钢绞线对拉力T作用下的桥面板反拱d
c4
；S4.5、按照T的数值对拉钢绞线，矫正腹板错边量，并第一次减小新起吊梁段与桥面吊机占位梁段桥面板的变形差，此时桥面吊机占位梁段桥面板下挠量为d
c2
‑
d
c4
，其中，d
c4
为对拉力T作用下的桥面板反拱；S4.6、焊接钢边箱，完成钢边箱匹配连接。5.根据权利要求4所述的钢混组合梁斜拉桥安装中桥面板横桥向变形量的控制方法，其特征在于，所述步骤S4.2中计算钢绞线的对拉力T为：
其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵灿晖，阳晏，沈峰，唐守峰，杨兴旺，王睿鹏，刘朝辉，刘敬，陈华，胡龙泳，
申请(专利权)人：湖北交投十淅高速公路有限公司，
类型：发明
国别省市：