【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢箱梁桥施工，具体而言，涉及一种悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法。
技术介绍
1、受深沟壑谷地区等山川地形条件限制，部分采用螺栓连接的钢箱梁桥需要采用集运输和拼装于一体的缆索吊装系统进行钢箱梁运输和悬臂拼装，悬臂拼装过程中，受到结构自重、制造误差、测量误差、不平衡偏差等因素的影响，会不可避免地产生累计变形，导致实测线形与设计线形不一致的情况，需要对梁段做出调整。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，以解决现有技术中螺栓连接的钢箱梁悬在臂拼装过程中，会不可避免地产生累计变形，导致实测线形与设计线形不一致的问题。
2、本专利技术是采用以下的技术方案实现的：
3、本专利技术提供一种悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，包括以下步骤：
4、s1：采用有限元软件建立钢箱梁计算模型；
5、s2：对悬臂钢箱梁施工过程进行有限元模拟；
6、s3：评估山区风环境对钢箱梁桥安装精度的影响；
7、s4：计算钢箱梁安装与松钩高程；
8、s5：大跨度钢箱梁悬臂法施工监控；
9、s6：调整钢箱梁纵坡线形误差。
10、本专利技术针对螺栓连接的曲线钢箱梁桥段在缆索悬臂吊装过程中的线形控制及调整。
11、作为优选的技术方案：
12、步骤s3包括：计算评估钢箱梁悬臂施工过程中随机抖振响应：确定桥址区风环境参数，并模拟主梁跨向脉动风场；获取主
13、作为优选的技术方案：
14、确定桥址区风环境参数包括：
15、通过桥址区距离最近的气象站推定桥位地区基本风速u10，根据抗风规范需要对桥位基本风速进行地表类别转换，转换后的风速us10为：
16、us10＝kcu10
17、其中，kc为风速地表修正系数；
18、确定主梁高度处的设计基准风速ud为：
19、
20、其中，α0为地表粗糙度影响系数，z为桥梁主梁离地高度，kf为风速高度变化修正系数；
21、水平脉动风速功率谱为：
22、竖向脉动风速功率谱为：
23、其中，su(f)、sw(f)分别为脉动风水平方向和竖直方向的功率谱密度函数；为莫宁坐标；n为频率；u*为气流摩擦速度；
24、横桥向水平方向风速谱采用simiu谱，竖直方向风速谱采用lumley-panofsky谱。
25、作为优选的技术方案：
26、模拟主梁跨向脉动风场包括：
27、自然风中的脉动风是时间和空间上的随机变量，基于三角级数叠加的谱解法模拟随机风场。
28、作为优选的技术方案：
29、获取主梁断面的风荷载系数包括：
30、通过cfd数值风洞技术求解主梁断面在不同风攻角下的静力系数。
31、作为优选的技术方案：
32、通过cfd数值风洞技术求解主梁断面在不同风攻角下的静力系数具体包括：
33、由于主梁为变截面，需要对主梁各典型断面高度处的风荷载系数进行分析计算，计算选取的断面位置分别为跨中断面、1/4跨位置、1/8跨位置、根部位置四个典型位置断面；每个典型位置断面进行0deg、±1deg、±2deg、±3deg七个风攻角的计算，利用fluent流体有限元软件，对钢箱梁主梁断面进行风荷载作用分析；
34、通过对各位置断面主梁表面静风压力积分可以计算风荷载作用下的风阻力、升力和扭矩，进由下式得到各位置计算得到静力三分力系数：
35、阻力系数：cd＝fd/(0.5*ρu2b)
36、升力系数：cl＝fl/(0.5*ρu2b)
37、力矩系数：cm＝m/(0.5*ρu2b2)
38、其中，fd为阻力，fl为升力，m为力矩，ρ为流体密度，u为风速，b为桥面全宽；
39、对不同风攻角下可的三分力系数进行计算，以得到其随风攻角的变化情况。
40、作为优选的技术方案：
41、评估峡谷风荷载对主梁悬臂施工的影响包括：
42、建立大桥悬臂施工阶段有限元模型，接着分析最大双悬臂状态、最大单悬臂状态和合龙状态三个最不利状态，利用cfd计算得到的三分力系数计算静风荷载作用影响下的主梁位移；
43、在进行动力响应分析之前对结构进行特征值分析，以获取结构的各阶模态信息；
44、接着，进一步采用scanlan准定常理论表达式，将沿主梁跨向各点的脉动风速时程转化为作用在桥梁上的抖振力风荷载时程，并按时程荷载加载到有限元模型各个节点上，采用midas/civil瞬态分析，开展主梁最大悬臂和合龙状态的抖振响应计算；
45、由准定常假定表达的抖振力如下式所示：
46、抖振升力：
47、抖振阻力：
48、抖振力矩：
49、其中，ρ为流体密度，u为风速，b为桥面半宽，设风速为u时，u＝u(t)和w＝w(t)分别表示在水平和竖直方向上的脉动分量；
50、根据脉动风模拟结果和准定常表达式即可求得作用在主梁跨向各点处的随机抖振力荷载时程；
51、最终得出该地区设计基准风速下，最大双悬臂、最大单悬臂和合龙三个状态下风荷载影响下结构的最大横向、竖向位移。
52、作为优选的技术方案：
53、步骤s4包括：
54、将安装的梁段自重假设为0，将模拟得出的最大竖向位移、制造预拱度、设计理论高程相加，即可得到钢箱梁段的安装高程；
55、而松钩高程＝钢箱梁竖向位移+制造预拱度+理论高程-自重挠度。
56、作为优选的技术方案：
57、步骤s5包括：
58、布置临时基准点高程；布置各悬臂节段测点，用于悬臂施工过程中钢箱梁变形测量，采用水准仪测量各点标高，获得结构实际线形，为后续节段安装标高控制提供实测依据，也为当前状态判断提供依据。
59、作为优选的技术方案：
60、步骤s6包括：
61、为保证结构顺利合拢，将钢箱梁最大双悬臂、最大单悬臂和合龙三个工况下的松钩计算高程与实际监控高程进行对比，若存在偏差就需要对梁段做出调整。
62、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
63、本专利技术根据结构叠加自身重力及风荷载产生的累计变形确定构件所处的实际安装位置，进而在已安装节段的位置上确定与待安装节段间的相对位置关系，最终可对结构在实际交界面形成位置处的配切参数以及刚性构件实际施工过程的几何安装参数进行计算，为主梁等刚性构件制造和安装过程提供可靠的数据支撑，从而实现对刚性构件施工全过程的几本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，其特征在于：
7.根据权利要求3所述的悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的悬臂钢箱梁吊装线型计算及调整方法，其特征在于：
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【专利技术属性】
技术研发人员：张海川，王云飞，张大林，黄治铭，姜友荣，侯兴宝，汪勇东，殷洪，
申请(专利权)人：中国五冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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