[发明专利]利用引桥抗推刚度的上承式拱桥临时扣塔水平偏位控制新方法

说明书

本发明提供的利用引桥抗推刚度的上承式拱桥临时扣塔水平偏位控制新方法，包括：采用有限元算法确定临时扣塔水平偏位临界值所需的最大水平推力P_max；确定引桥墩柱和主梁顺桥向临时固结形成的排架体系中扣塔和交界墩的抗推刚度K_c；计算扣塔塔顶的水平偏位值δ；判断扣塔塔顶的水平偏位值δ是否小于塔顶水平偏位临界值δ_u，如是，则当前临时扣塔满足施工要求，如否，则调整排架体系中扣塔和交界墩的抗推刚度K_c的值，使得水平偏位值δ小于塔顶水平偏位临界值δ_u，能够对上承式拱桥斜拉扣挂施工的临时扣塔水平偏位进行准确计算和控制。

技术领域

本发明涉及一种桥梁施工领域的控制新方法，尤其涉及利用引桥抗推刚度 的上承式拱桥临时扣塔水平偏位控制新方法。

背景技术

拱桥是我国交通行业中普遍采用的一种桥梁结构形式，拱桥的受力特性相 比其他形式的桥梁更为合理。拱桥的主要受力结构为主拱圈，主拱的成拱线形 是否合理将直接影响拱圈的承载能力。拱圈的施工精度、测量误差、拼接误差、 制造误差以及施工过程中的结构几何非线性等造成的误差都将影响成拱线形， 降低主拱承载力。目前国内常见的施工方法有有支架施工，无支架缆索吊装施 工、悬臂施工、转体施工、劲性骨架施工法等。其中，由于斜拉扣挂悬臂施工 法对施工场地要求低，适应性强，施工效率高，机械设备使用较少，施工难度 低，节约施工成本等优势，成为了我国修建拱桥特别是上承式拱桥最常用的施工方法。斜拉扣挂悬臂施工法主要是利用缆索吊装系统将已经预制好的节段吊 送至预定位置，通过斜拉扣挂系统扣索的张拉将预制节段调控至设计线形完成 拼装直至合龙。

上承式拱桥斜拉扣挂施工中需要搭建临时扣塔完成扣背索的张拉，对于施 工场地受限且矢跨比较大的上承式拱桥施工，往往将扣塔搭建在交界墩上，让 交界墩与扣塔共同承受拉索引起的水平推力。由于交界墩与扣塔固结，两者的 协同受力需考虑长细比的影响，塔架与交界墩整体高度过高会使得整个结构柔 度增加，在施工中由于扣背索在拱肋吊装交扣张拉过程中产生的扣背索力差将 发生较大的挠曲变形，从而引起扣塔水平偏位，且水平偏位存在方向的不确定 性，因此，如何对扣塔的水平偏位进行准确确定成为了一个亟待解决的技术难 题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种利用引桥抗推刚度的上承式拱桥临时 扣塔水平偏位控制新方法，能够对上承式拱桥斜拉扣挂施工的临时扣塔水平偏 位进行准确计算，从而为减小扣塔塔顶水平偏位，提高施工精度提供准确数据 支持，降低拱肋斜拉扣挂的线形控制难度，提高主拱承载力。

本发明提供的利用引桥抗推刚度的上承式拱桥临时扣塔水平偏位控制新方 法，包括以下步骤：

S1.采用有限元算法确定临时扣塔水平偏位临界值所需的最大水平推力 P_max；

S2.确定引桥墩柱和主梁顺桥向临时固结形成的排架体系中扣塔和交界墩 的抗推刚度K_c；

S3.计算扣塔塔顶的水平偏位值δ：

S4.判断扣塔塔顶的水平偏位值δ是否小于塔顶水平偏位临界值δ_u，如是， 则当前临时扣塔满足施工要求，如否，则调整排架体系中扣塔和交界墩的抗推 刚度K_c的值，使得水平偏位值δ小于塔顶水平偏位临界值δ_u。

进一步，步骤S2中，扣塔和交界墩的抗推刚度K_c通过如下方法计算：

其中，δ_A为扣塔塔顶的水平位移；

其中， P为交界墩的顶点所受的水平力，P′为交界墩的顶点对水平力P所产生的抗力，P_s为扣塔背索所产生的水平抗力，K_u为扣塔与交界墩的联合抗推刚度。