[发明专利]大型桥梁深水预制基础定位沉放智能控制方法

说明书

本发明公开了一种大型桥梁深水预制基础定位沉放智能控制方法，预制基础的上部在水面之上，下部在水面之下，顶面安装I个定位装置，四周布置J艘定位船舶，其中，I为大于或等于3的自然数，J为大于或等于4的自然数，定位船舶通过系泊缆索连接于预制基础，该方法是利用风、浪、流耦合作用下预制基础沉放过程的运动方程，由智能调控中心通过系泊缆索对预制基础的运动姿态进行智能调控。本发明利用风、浪、流耦合作用下预制基础沉放过程的运动方程，由智能调控中心通过系泊缆索对预制基础的运动姿态进行智能调控，大幅提高深水预制基础定位沉放的精度、鲁棒性、效率和安全。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其是一种大型桥梁深水预制基础定位沉放智能控制方法。

背景技术

随着桥梁建设从内陆向外海发展，桥梁建设条件越来越复杂。如日本的明石海峡大桥通航净空1500m×65m，海峡中央最大水深110m，主塔处水深达45m，海域最大海流流速达到4.5m/s，索塔基础采用直径80m、高70m的圆形设置双壁钢沉箱基础，总重量达到19000吨。希腊的里翁-安蒂里翁大桥通航净空300m×65m，科林斯海湾水深达到65m，海流最大流速也超过4m/s，大桥主塔采用90m直径沉箱基础。上述跨海桥梁处于近海，虽然水很深，海流影响大，但波浪影响较小。

但是，对于外海海峡修建的跨海桥梁，如我国规划建设的琼州海峡大桥，主通航孔的通航净空达到2650m×73m，工程海域不仅水深、流急，而且波浪巨大，观测到的最大波高已超过12m。如果在琼州海峡建设跨海大桥，桥梁的基础规模巨大，基础施工期波浪影响很大。我国的台湾海峡、印尼的巽他海峡上修建跨海桥梁，也将面临同样严峻的挑战。

外海特大型跨海大桥的基础规模很大，一般采用预制基础。预制基础在定位沉放过程中，大风、波浪、海流相互耦合且其影响很大，很难获得较长时间的良好海况作为施工窗口期，其施工安全和高精度定位沉放面临巨大的挑战。

因此，在跨海特大型桥梁深水预制基础定位沉放过程中，迫切需要研发定位沉放的智能控制方法，有效控制预制基础在大风、波浪、海流耦合作用下的运动响应，确保预制基础的施工安全和高精度定位沉放。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的是为解决现有技术的不足，提供一种用于大型桥梁深水预制基础定位沉放的智能控制方法，以确保预制基础的施工安全和高精度定位沉放。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种大型桥梁深水预制基础定位沉放智能控制方法，所述预制基础1的上部在水面之上，下部在水面之下，顶面安装I个定位装置2，四周布置J艘定位船舶3，其中，I为大于或等于3的自然数，J为大于或等于4的自然数，所述定位船舶3通过系泊缆索4连接于所述预制基础1，该方法是利用风、浪、流耦合作用下预制基础1沉放过程的运动方程，由智能调控中心7通过系泊缆索4对预制基础1的运动姿态进行智能调控。

上述方案中，所述定位装置2固定于所述预制基础1顶面具代表性的控制点，采用“5G+北斗”或“5G+GPS”高精度定位技术同步监测预制基础1在下沉过程中控制点的三维坐标实时动态信息，进而获取预制基础1下沉过程中的实时动态运动响应。

上述方案中，所述定位船舶3在预制基础1周边水域呈水平轴对称布置，对称轴沿波浪主方向，且与通过预制基础1重心的竖轴相交。

上述方案中，每艘定位船舶3通过K条系泊缆索4与预制基础1的锚固点连接，其中K为大于或等于1的自然数；当预制基础1的高度H≥60m、水深D≥50m时，K≥2，其中至少1条系泊缆索4在预制基础1的锚固点位于预制基础1的重心以上，至少1条系泊缆索4在预制基础1的锚固点位于预制基础1的重心以下。

上述方案中，所述风、浪、流耦合作用下预制基础1沉放过程的运动方程为：