一种悬索桥索夹的空间定位及测量方法与流程

本发明属于悬索桥索夹安装施工，具体涉及一种悬索桥索夹的空间定位及测量方法。

背景技术：

1、悬索桥，是指以通过索塔悬挂并锚固于大地或其他结构的缆索或钢链作为桥跨上部结构主要承重构件的桥梁。它是由主缆、加劲梁、主塔、鞍座、锚硫吊索等构件组成的一种柔性悬吊体系。是跨越能力最大的一种桥型，其传力路径为：桥面重量、车辆荷载等竖向荷载通过吊杆传至主缆承受，主缆承受拉力，而主缆锚固在梁端，将水平力传递给主梁。

2、悬索桥的雏形是中国古代的竹藤索桥，距今已有2300多年历史。清代建成的四川盐源打冲河桥是我国跨径最大的竹藤索桥，其跨径为140m。由于历史原因，1949年建国以后，我国才开始探索和建造现代悬索桥。直到1995年，才建造出第一座真正意义上的现代公路悬索桥—汕头海湾大桥（主跨425m）。1999年，我国建成了第一座主跨超过千米的悬索桥—江阴长江大桥（主跨1385m）该桥，的修建加快了我国千米悬索桥的发展进程。此后，我国先后修建了主跨跨径为1490m的润扬长江大桥、主跨跨径为1650m的舟山西埃门大桥、主跨跨径为1700m的杨泗港长江大桥等。2022年，江苏张靖皋长江大桥主体工程开工，其主跨达到2300米，是中国首座迈入“2000米俱乐部”的大桥。

3、对于悬索桥桥梁设计与施工应用，其结构自重和车辆荷载都通过吊索传递到主缆上，而其传递的有效性都通过合理地设置索夹来实现，故索夹结构的可靠性直接影响着索桥全桥的安全性。索夹是悬索桥上部结构中的主要受力构件，主要有两个作用，一是保持主缆线形，二是连接主缆和吊索。对于其在悬索桥中的设计，较为常规的是所有索夹在一个平面内，即索夹与吊索垂直于主梁，有些桥梁成桥时，主跨主缆在吊索拉力及塔顶主索鞍约束下，横桥向间距由塔顶主索鞍出口4m逐渐过渡到跨中42m，空间性非常显著，索夹在显著空间的定位和安装，是需要攻克的施工组织难题。

4、对于空间缆索新型结构桥梁，其主缆自身重量轻，不确定因素较多，为保障体系转换完成后主缆线形，索夹倾角以及吊索均满足设计要求。

技术实现思路

1、为了克服索夹在平面安装施工工况受限的条件下，常规平测量方法和安装技术不宜施工的问题，本发明提供一种悬索桥索夹的空间定位及测量方法，本发明采取退后分次进行，在铅垂面内放样，主缆初步分开后利用汽车吊或塔吊从主塔向跨中直接进行对称安装索夹。待主缆横移拉开后、吊索安装前，依据监控指令采用游标万能角度尺和水平尺测量索夹横向倾角最终调整索夹耳板角度，进行索夹的终安装。本发明施工安全可靠，安装工效高，大大缩短了索夹的桥位安装施工工期，提高了索夹空间安装定位精度，实用性强。

2、本发明采用的技术方案为：

3、一种悬索桥索夹的空间定位及测量方法，具体步骤为：

4、步骤一，索夹施工放样数据计算，并进行现场数据实测；

5、步骤二，根据步骤一中的放样数据和实测数据进行索夹安装，通过游标万能角度尺和水平尺测量索夹横向倾角，确定调整索夹的耳板角度，进行索夹的终安装。

6、索夹在施工放样之前，通过监控组提供的索夹位置，进行索夹施工放样数据的计算，索夹施工放样数据计算包括三部分，一是吊索中心线与主缆的中心线交点在空缆状态下的坐标计算和吊索中心线与主缆的天顶线交点的坐标计算；二是吊索中心线与主缆的天顶线交点到索夹两端的距离的计算；三是主缆的天顶线交点到索夹两端的距离的计算。

7、所述的步骤一中，实测的现场数据包括：主缆的空缆线形，主、散索鞍间的实际里程以及跨径作为索夹施工放样的初始数据，监控单位据此计算索夹坐标和吊索长度。

8、所述的步骤一中，现场数据实测的过程为：通过对主缆的温度进行昼夜观测，找出温度变化相对稳定的时段进行索夹放样工作；放样时依据监控单位计算结果，首先放出索夹天顶线，索夹天顶线放样时，先在索夹位置放出主缆的天顶线，再采用测距法定出吊索中心线与主缆的天顶线交点位置，同时采用测距法确定索夹两边缘位置，在边缘线外所需位置处处做出参考标志线，则某一索夹位置即可定出；在索夹放样完成后，根据放样方法进行检测，同时采用距离法对所放点位进行索夹位置的检查。

9、所述的步骤二中，索夹安装的具体步骤为：

10、第一步，索夹在主缆竖直面内初步安装，先将索夹拆分为上、下两部分，利用塔吊或汽车吊将上半索夹安装在主缆上方设计位置，再将下半索夹吊在主缆一侧，然后从主缆另外一侧放下吊绳并将其吊起至同一高度后与上半索夹合拢；穿好螺杆，用拉伸器预紧索夹螺杆，保证索夹不沿主缆下滑，索夹吊索耳板处于竖直状态；初安装好后，在上半索夹的上下端口做好标记；

11、第二步，索夹的最终安装，索夹的终安装是在主缆分开后且吊索安装前进行，先将预紧的索夹螺杆松掉并根据监控指令进行索夹倾角的调整，调整索夹角度时，先在索夹下端口安装对应的索夹辅助工装，防止索夹螺杆放松后索夹沿主缆下滑，然后将索夹螺杆逐步放松，直到钢丝绳拉力可使索夹转动为止；然后用钢丝绳配手拉葫芦逐步进行微量调整直至达到所要求的调整角度，角度调整完成并经监理确认后，依据监控要求对索夹螺杆进行紧固，紧固后拆除索夹倾角微调辅助工装。

12、所述的微调辅助工装的微量调整为：索夹的耳板、加劲板及孔眼进行调整，塔吊或吊车进行辅助。

13、所述的索夹在逐个安装的过程中，主缆的扭转会累加，为保持每个索夹安装初始的预偏角度，先在每个索夹前端标记线外侧均安装对应的索夹安装辅助工装并在索夹安装辅助工装上标记出与索夹天顶线的交点，用以确定索夹安装位置，然后再逐个安装索夹，索夹安装完成后拆除索夹安装辅助工装。

14、所述的索夹初安装时，将螺杆紧固临时固定，在吊索张拉各个过程中依据监控指令进行相应的螺杆紧固；螺杆为m45螺杆，每根m45螺杆设计初紧力为826kn，在吊索安装张拉完毕、主缆防护前以及成桥后10个月，分三次再张拉，补足螺杆拉力。

15、对螺杆的紧固力进行检测，当螺杆拉力小于设计应力的70%时，及时补足。

16、所述的步骤二中，游标万能角度尺测试索夹角度，采用了水平尺和角尺作为辅助工具，具体测量方法如下：测量前在索夹侧面所需位置做出标记，即用油漆笔画出索夹测量线，测量时用游标万能角度尺的一个测量边与索夹侧面测量线完全接触，水平尺和游标万能角度尺的另一个测量边完全贴紧，转动水平尺的气泡居中，即可旋紧游标万能角度尺的制动螺母，此时万能角度尺的读数即为索夹角度；测量时利用角尺作为辅助工具卡住水平尺使游标万能角度尺不偏离索夹侧面的测量线。

17、本发明的有益效果：

18、本发明提供的这种悬索桥索夹的空间定位及测量方法，索夹安装采取退后分次进行，即在铅垂面内放样，主缆初步分开后利用汽车吊或塔吊从主塔向跨中直接进行对称安装索夹。待主缆横移拉开后、吊索安装前，依据监控指令采用游标万能角度尺和水平尺测量索夹横向倾角最终调整索夹耳板角度，进行索夹的终安装。游标万能角度尺测试索夹角度，采用了水平尺和角尺作为辅助工具。具体测量方法如下：测量前在索夹侧面所需位置做出标记，即用油漆笔画出索夹测量线，测量时用游标万能角度尺的一个测量边与索夹侧面测量线完全接触，水平尺和游标万能角度尺的另一个测量边完全贴紧，转动水平尺的气泡居中，即可旋紧游标万能角度尺的制动螺母，此时万能角度尺的读数即为索夹角度，为提高测量精度，测量时利用角尺作为辅助工具卡住水平尺使游标万能角度尺不偏离索夹侧面的测量线。通过在悬索桥体系中研究出的索夹安装施工的空间定位及测量方法，解决了同类型桥梁索夹空间安装的技术难题，拓宽了悬索桥索夹安装施工方法，实用性强，安全性能可靠，施工效率高，值得在今后类似条件下的悬索桥索夹安装施工中进一步推广应用。