[发明专利]一种管道悬索跨越桥桥身安装的施工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及管道悬索跨越桥的施工技术领域，具体而言，涉及一种管道悬索跨越桥桥身安装的施工工艺。

背景技术

管道跨越河流、峡谷等经常采用管道悬索跨越结构，在两岸分别建设塔架，管道支撑在两岸塔架之间的桥身上，桥身由吊索吊起。悬索跨越结构由于其较低的投资及成熟的施工工艺，在跨越结构中应用较多。通常悬索跨越结构为柔性结构，即塔架脚部采用铰接，桁架桥身的宽跨比远远小于普通悬索桥的宽跨比。

由于建设地点的地貌特点，悬索跨越桥的桥身安装通常采用由两岸往中间安装或中间往两岸安装的对称方式，该传统的悬索结构安装方式可以在安装过程中确保结构受力均匀，成桥线形保持对称。

但是，对称的安装方式需要两岸均具备吊装条件由中间往两岸进行对称安装，或中跨具备驳船停靠条件由两岸往中间进行桥身对称安装。而多数悬索跨越桥的建设地为峡谷、湍急河流等险峻地貌，进场道路及场地平整修筑工作量巨大，采用的方式多为开山劈石、围堰或搭设栈道，施工周期长、风险性高、对原始地貌破坏面积大，涉及河流、山脉等难以避开的问题，对称安装的实施难度大，工程施工费用较高，同时安装时间也较长。因此，寻求一种适用于多种地貌的柔性悬索跨越结构桁架桥身的安装方式，将是提高桥身贯通这一关键施工节点效率的途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于各种地形的管道悬索跨越桥桥身安装的施工工艺，以解决现有的对称法桥身安装带来的场地平整修筑工作量大、实施难度大、周期长、风险性高的问题。

为实现本发明目的，采用的技术方案为：一种管道悬索跨越桥桥身安装的施工工艺，包括以下内容：

A.工艺实施过程分析：以两岸中地势较为平缓的一侧作为发送岸，分析安装过程中管道悬索跨越桥结构的力学状况，读取工艺实施各阶段结构的力学及位置参数，并确定桥身分组参数、塔架预偏值；

B.桥身的分组：根据A中所述桥身分组参数，对每组的各榀桥身进行预连接；

C.两岸塔架的预偏设置：根据A中所述塔架预偏值，调节两岸塔架的预偏量；

D.第一组桥身吊装：按照B中的桥身分组，从发送岸吊运第一组桥身至对岸塔架侧的第一组桥身安装位置，并与对应的吊索连接；

E.剩余桥身吊装：顺序将剩余各组桥身从发送岸吊运至与前一组桥身相连，且分别与对应的吊索相连，最后一组桥身和所述第一组桥身分别与邻近的塔架连接固定；

F.安装过程及成桥后的监测：监测上述各阶段结构的力学及位置参数，分别为背索段的索力监测、桥身的应力监测、塔基的应力监测、塔架的预偏位置和主索的位置监测。

这样结合施工地地貌特点、道路及场地现场条件，选定较为平坦的一侧作为发送岸，只需从两岸的一端，即发送岸，向对岸发送桥身的非对称性安装施工工艺，避免了在陡峭狭窄地区实施两岸往中跨安装或采用驳船中间往两岸安装的对称性安装工艺带来的场地平整修筑工作量大、实施难度大、周期长、成本高的问题，有效拓展了管道悬索跨越的施工范围，提高效率，减小投资成本。

在内容B的桥身的分组中，根据内容A中得出的方案计算结果相关参数，对桥身进行分组，即可以满足多榀桥身的同时吊装。预分组的各榀桥身按序号进行连接，各连接部位采用高强螺栓连接，不应过紧，利于吊装过程中桥身的变形，减小应力集中，待全桥安装完毕后再按照高强螺栓施工规范进行连接施工。

进一步地，在内容A中，采用有限元法对工艺实施过程进行建模及仿真分析，根据全过程仿真工艺实施过程中各关键结构的力学状况，调整确定桥身分组参数、塔架预偏值，直至工艺实施过程各结构受力及位置满足设计要求，读取工艺实施各阶段结构的力学及位置参数。

在该桥身的非对称安装工艺实施过程分析中，因悬索跨越桥身非对称性安装过程非线性现象较为明显，采用传统计算方式误差较大，且结果不直观，需要采用非线性分析手段对工艺实施过程进行计算，掌握塔架、缆索、桥身、塔基等受力部位的力学状况。因此，建立跨越结构非线性分析模型，根据总体方案全过程仿真工艺实施过程中各关键结构的力学状况，并根据计算结果调整桥身分组、塔架预偏值等参数，直至计算结果满足工艺实施过程各结构受力及位置满足设计要求。读取工艺实施各阶段关键结构的力学及位置参数，便于工艺实施过程中对现场进行实际监测对比。

具体采用非线性理论，建立悬索跨越空间结构有限元模型，并利用精确平衡状态分析，模拟跨越结构桥身非对称性吊装过程施工受力状况及边界条件，分析掌握施工过程中悬索索系及塔架的应力及位移状态。