【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁施工，尤其涉及一种基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法。
技术介绍
1、空间自锚式悬索桥因造型美观，横向刚度大，抗扭性能好，动力稳定性优等优点，在城市景观桥设计方案中极具竞争力。根据主缆在成桥时横桥向倾斜程度可分为大横向倾角和小横向倾角，横向倾角的大小与主塔高度，桥面宽度及桥梁跨度相关。
2、空间自锚式悬索桥通常采用“先梁后缆”的施工方法，即采用满堂支架法或钢箱梁顶推法，将主梁及吊索锚箱，通过体系转换实现了将主梁自重转换到吊索，继而吊索将荷载传递给主梁，主缆传递给主塔。在空间自锚式悬索桥体系转换过程中，索面从空缆状态到成桥状态差距非常大，主缆及索夹在体系转换过程中，会发生竖向、纵向和横向位移，带来吊索上、下端偏移。同时，由于传统施工中吊索钢锚箱及吊索锚固钢套管在施工过程中是按照设计图纸进行制作与安装，体系转换过程中吊索上下端连线必然与索夹或吊索锚固钢套管轴线产生折角。当折角角度过大必然会影响吊索使用寿命，严重的将导致吊索无法安装。
3、为了解决空间自锚式悬索桥主梁采用步履式顶推法，吊索钢锚箱安装定位不准带来的吊索与索夹或吊索锚固钢套管产生的折角问题，现有的方法通常将钢箱梁施工完成后，根据吊索位置对吊索钢锚箱进行定位放样，如此一来，就必然导致吊索钢锚箱安装成为悬索桥建设项目进度计划中的关键工作，加之吊索钢锚箱安装往往需要工人在狭小空间里焊接作业，不但危害工人健康，焊接质量无法保障，而且近百个吊索钢锚箱安装使得施工工期大大延长。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，旨在缩短施工工期。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
3、对空间自锚式悬索桥搭建时临时结构和辅助结构进行施工；
4、建立空间自锚式悬索桥有限元分析模型，对桥梁体系转换过程进行施工模拟，综合对比得到空间自锚式悬索桥最优体系转换方案；
5、基于空间自锚式悬索桥最优体系转换方案，同时在考虑锚跨轴力、焊缝宽度以及温度因素对钢箱梁伸长率影响的基础上，计算得到吊索钢锚箱在桥梁横断面和立面预偏位，对吊索钢锚箱设计安装位置进行修正，以确定吊索钢锚箱的最终安装位置；
6、根据确定了的吊索钢锚箱在钢箱梁横截面相对位置，在河岸两侧拼装平台上分节段拼装钢箱梁与吊索钢锚箱；
7、同时根据确定了的吊索钢锚箱在桥梁立面相对位置，将钢箱梁与其安装固定的吊索钢锚箱顶推到指定位置；
8、进行主塔、主缆、吊索及附属设施安装，直至悬索桥完成施工。
9、优选地，确定空间自锚式悬索桥最优体系转换方案时，在满足悬索桥合理成桥状态的前提条件下，吊索的倾斜横向与纵向角度均需在吊索钢锚箱横向转角允许的转角范围内，以避免吊索在吊索钢锚箱导管位置附近发生弯折或割索现象。。
10、优选地，确定空间自锚式悬索桥最优体系转换方案时，考虑锚跨轴力、焊缝宽度以及温度因素对主梁伸长率的影响，初步确定吊索钢锚箱的安装位置。
11、优选地，钢箱梁顶推时采用顶推装置，该顶推装置具备纵向、横向及竖向调节能力。
12、优选地，建立空间自锚式悬索桥有限元分析模型，对桥梁体系转换过程进行施工模拟，综合对比得到空间自锚式悬索桥最优体系转换方案的步骤具体包括：
13、根据空间自锚式悬索桥钢箱梁施工要点与吊索张拉原则，制定钢箱梁顶推施工方案与多个吊索张拉方案；
14、利用桥梁有限元分析软件，建立数值分析模型，根据钢箱梁顶推施工方案和吊索张拉方案的不同，分别建立有限元分析模型，对桥梁施工全过程进行模拟；
15、经过多个方案比选得到空间自锚式悬索桥最优体系转换方案，并初步确定吊索钢锚箱的安装位置。
16、优选地，首先利用多道临时横撑或反力架或临时吊索将空缆线形转换为接近成桥缆形，然后在初步确定吊索钢锚箱的安装位置时，吊索连线在横撑状态与成桥状态下的横向倾角αi采用以下公式计算：
17、
18、其中，i为吊索编号，li和di分别为吊索索夹位置距离吊索下锚点横向和竖向距离；δdi为横撑状态相对于成桥状态下相对竖向偏位；
19、根据吊索连线在横撑状态与成桥状态下的横向倾角αi不大于吊索钢锚箱横向转角允许的转角范围来判断辅助空间索面线形转换方法与吊索张拉方案的可行性。
20、优选地，确定吊索张拉方案时采用以下原则：
21、1、采用对称张拉；
22、2、吊索采用连贯的张拉顺序；
23、3、吊索的倾斜横向与纵向角度均在吊索锚固钢套管允许的转角范围内；
24、4、吊索张拉过程中钢梁应力、桥面板应力、桥塔结构中的内力不超过规范允许值。
25、优选地，所述基于空间自锚式悬索桥最优体系转换方案，确定吊索钢锚箱的安装位置的步骤具体包括：
26、根据确定出的空间自锚式悬索桥最优体系转换方案，利用有限元软件，在考虑锚跨轴力、焊缝宽度以及温度因素对钢箱梁伸长率影响的基础上，计算得到钢箱梁沿桥梁纵向和横向发生的变位而引起的吊索钢锚箱位置偏差量dxi和dyi，以此来修正吊索钢锚箱位置，并计算得到钢箱梁在主缆水平分力作用下的累计变形量d。
27、优选地，在河岸两侧拼装平台上分节段拼装钢箱梁与吊索钢锚箱时，制造钢箱梁时根据计算出的累计变形量d对钢箱梁进行补偿，以确保悬索桥体系转换完成以后主缆线形满足设计要求。
28、优选地，将钢箱梁顶推到桥梁合龙口位置时，使得悬索桥在完成体系转换后，其主缆线形、吊索钢锚箱位置及钢箱梁长度满足设计要求。
29、本专利技术提出的基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，通过吊索钢锚箱与钢箱梁同步施工，因此，吊索钢锚箱的施工不占用悬索桥施工进度中的关键线路，在提高施工质量的同时，大大缩短施工工期。
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1.一种基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，确定空间自锚式悬索桥最优体系转换方案时，在满足悬索桥合理成桥状态的前提条件下，吊索的倾斜横向与纵向角度均需在吊索钢锚箱横向转角允许的转角范围内，以避免吊索在吊索钢锚箱导管接触而引发割索现象。
3.如权利要求1所述的基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，确定空间自锚式悬索桥最优体系转换方案时，考虑锚跨轴力、焊缝宽度以及温度因素对主梁伸长率的影响，初步确定吊索钢锚箱的安装位置。
4.如权利要求1所述的基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，钢箱梁顶推时采用顶推装置，该顶推装置具备纵向、横向及竖向调节能力。
5.如权利要求1所述的基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，建立空间自锚式悬索桥有限元分析模型，对桥梁体系转换过程进行施工模拟，综合对比得到空间自锚式悬索桥最优体系转换方案的步骤具体包括：
6.如权利要求5所述的基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，首先利用多道临时横撑或反力架或临时吊索将空缆线形转换为接近成桥缆形，然后在初步确定吊索钢锚箱的安装位置时，吊索连线在横撑状态与成桥状态下的横向倾角αi采用以下公式计算：
7.如权利要求5所述的基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，确定吊索张拉方案时采用以下原则：
8.如权利要求1至7中任意一项所述的基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，所述基于空间自锚式悬索桥最优体系转换方案，确定吊索钢锚箱的安装位置的步骤具体包括：
9.如权利要求8所述的基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，在河岸两侧拼装平台上分节段拼装钢箱梁与吊索钢锚箱时，制造钢箱梁时根据计算出的累计变形量D对钢箱梁进行补偿，以确保悬索桥体系转换完成以后主缆线形满足设计要求。
10.如权利要求8所述的基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，将钢箱梁顶推到桥梁合龙口位置时，使得悬索桥在完成体系转换后，其主缆线形、吊索钢锚箱位置及钢箱梁长度满足设计要求。
...【技术特征摘要】
1.一种基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，确定空间自锚式悬索桥最优体系转换方案时，在满足悬索桥合理成桥状态的前提条件下，吊索的倾斜横向与纵向角度均需在吊索钢锚箱横向转角允许的转角范围内，以避免吊索在吊索钢锚箱导管接触而引发割索现象。
3.如权利要求1所述的基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，确定空间自锚式悬索桥最优体系转换方案时，考虑锚跨轴力、焊缝宽度以及温度因素对主梁伸长率的影响，初步确定吊索钢锚箱的安装位置。
4.如权利要求1所述的基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，钢箱梁顶推时采用顶推装置，该顶推装置具备纵向、横向及竖向调节能力。
5.如权利要求1所述的基于钢箱梁顶推的空间自锚式悬索桥吊索钢锚箱施工方法，其特征在于，建立空间自锚式悬索桥有限元分析模型，对桥梁体系转换过程进行施工模拟，综合对比得到空间自锚式悬索桥最优体系转换方案的步骤具体包括：
6.如权利要求5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：骆发江，任乐平，刘刚，乔小兵，卢华勇，吴军，王招兵，赵正飞，许广兴，黎建宁，田龙，宋道，冯鹤，
申请(专利权)人：中建三局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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