[发明专利]下承式吊杆拱桥的吊杆更换桥面位移控制方法

说明书

本发明公开了一种下承式吊杆拱桥的吊杆更换桥面位移控制方法，将单根吊杆支撑的桥面恒载单独考虑，通过结构力学刚度分配方法对兜吊系统的逐级张拉与吊杆逐级切割的过程进行内力分析，获得基于桥面恒载单独考虑的各级兜吊系统的逐级张拉与吊杆逐级切割的桥面位移；然后考虑相邻吊杆支撑桥面恒载对更换吊杆的影响，通过观测实桥更换吊杆与相邻吊杆之间的每级加载与放载的桥面位移数据统计规律，获得加载时相邻吊杆与更换吊杆的荷载分配系数；再通过规定每级兜吊系统张拉或吊杆切割控制位移阈值来控制实际荷载状态的桥面位移变化。应用本发明可准确的计算与控制吊杆拱桥进行吊杆更换的桥面位移变化情况，具有很好的工程推广价值。

技术领域

本发明属于拱桥吊杆更换技术领域，尤其涉及一种下承式吊杆拱桥的吊杆更换桥面位移控制方法。

背景技术

吊杆拱桥在近些年来使用广泛，但随着使用年限的增加，以及之前吊杆防腐技术较差，吊杆锈蚀破坏严重，许多吊杆拱桥在使用10-15年后即需要更换吊杆。目前，对吊杆拱桥吊杆更换过程中多采用有限元方法进行，但该法需要建立整体桥梁模型，费工费时，并且由于单元模拟简化较大，故而产生的系统性误差较大，在工程应用上难以实施。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种简单易行、准确可靠的下承式吊杆拱桥的吊杆更换桥面位移控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

下承式吊杆拱桥的吊杆更换桥面位移控制方法，在兜吊系统逐级张拉与原吊杆逐级切割吊杆更换方法中，将单根吊杆支撑的桥面恒载单独考虑，通过结构力学刚度分配方法对兜吊系统的逐级张拉与吊杆逐级切割的过程进行内力分析，获得基于桥面恒载单独考虑的各级兜吊系统的逐级张拉与吊杆逐级切割的桥面位移(计算方法)；然后考虑相邻吊杆支撑桥面恒载对更换吊杆的影响，通过观测实桥更换吊杆与相邻吊杆之间的每级加载与放载的桥面位移数据统计规律，获得加载时相邻吊杆与更换吊杆的荷载分配系数；再通过规定每级兜吊系统张拉或吊杆切割控制位移阈值来控制实际荷载状态的桥面位移变化。

所述兜吊系统的逐级张拉与吊杆逐级切割的桥面位移符合以下关系式：

第n次张拉兜吊系统引起的吊杆处桥面位移上升高度ΔH_n-0为：

第n次切割吊杆引起的桥面下降高度ΔH_n-1为：

式中，吊杆索力为F_Y、吊杆弹性模量为E₁、吊杆截面面积为A₁，兜吊系统总面积为A₂、兜吊系统弹性模量为E₂，每次吊杆切割面积为ΔA_n，每次兜吊系统加载荷载为ΔF_n，K_D为分配系数。

所述每级兜吊系统张拉或吊杆切割控制位移阈值符合以下关系式：

ΔH_n-0＜[S]

ΔH_n-1＜[S]

[S]＝min(10mm，S₁/1000)

该式规定每级兜吊系统张拉与原吊杆切割的位移应控制为小于阈值[S]，阈值取为 10mm与吊杆之间距离的S1的1/1000的较小值，S1为吊杆之间距离。