一种斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法与流程

本发明涉及索塔施工。更具体地说，本发明涉及一种斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法。

背景技术：

1、随着大跨斜拉桥地不断发展，斜拉桥跨度持续在增大，其索塔也随之不断增高。为抵抗由索塔增高造成的巨大荷载效应，须增强桥塔的纵向刚度和结构受力性能；同时，考虑到大混凝土结构的开裂风险，从工程角度出发，采用空间四塔肢钻石型桥塔无疑更为合理。然而，空间四塔肢索塔的线形较难控制，需要同时考虑四肢相对变形，且环境温度、风荷载以及超高塔柱配套使用的大型塔吊附墙力对合龙段影响较大，合龙精度要求高，受力体系转换及施工难度比常规索塔更大。而现有技术中在合龙段施工时通常仅考虑了温度对塔肢顶口线性的影响，合龙施工的精度仍然无法满足要求。因此，为解决此类索塔四塔肢合龙口线形控制问题，提高四塔肢合龙的施工效率和精确度，亟需提出一种斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

2、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法，四个塔肢呈田字形分布，任意相邻的两个塔肢之间沿高度方向间隔设置有多层横撑装置，靠近塔吊的两个塔肢与塔吊之间沿高度方向间隔设置有多层附墙装置，其特征在于，包括以下步骤：

3、s1、在四个塔肢施工过程中通过各所述横撑装置调整各塔肢的线形，预先初步固定合龙口位置；

4、s2、在相邻的两个塔肢的顶口节段之间安装对顶装置；

5、s3、对四个塔肢顺桥向和横桥向的倾角、环境温度和结构温度进行连续监测；

6、s4、考虑温度、塔吊附墙力以及横撑力对塔肢顶口线形的影响，计算各塔肢的顶口的纵桥向线形修正量和横桥向线形修正量；

7、s5、根据各塔肢的纵桥向线形修正量和横桥向线形修正量，计算各塔肢的顶口需调整的纵桥向位移量和横桥向位移量，进而计算各所述对顶装置所需施加的对顶力；

8、s6、在符合设计安装条件的时间段内，通过各所述对顶装置按计算的对顶力对各塔肢的顶口线形进行调整，并通过锁定结构将合龙口进行锁定；

9、s7、在合龙口施工合龙段。

10、优选的是，步骤s3中，各塔肢的顶口节段和顶口前一节段上，沿纵桥向和横桥向的外侧面分别设置有一个倾角仪；各塔肢的顶口节段内均匀埋设有多个温度传感器。

11、优选的是，步骤s4中，各塔肢的顶口的纵桥向线形修正量和横桥向线形修正量通过下式计算：

12、δx＝δxt+δxf+δxh

13、δy＝δyt+δyf+δyh

14、式中，δx为各塔肢的顶口的纵桥向线形修正量，δxt、δxf、δxh分别为温度、塔吊附墙力、横撑力产生的纵桥向变形量；δy为各塔肢的顶口的横桥向线形修正量，δyt、δyf、δyh分别为温度、塔吊附墙力、横撑力产生的横桥向变形量。

15、优选的是，步骤s5中，各塔肢的顶口需调整的纵桥向位移量和横桥向位移量通过在纵桥向线形修正量和横桥向线形修正量基础上结合施工控制调整量来确定。

16、优选的是，步骤s5中，沿纵桥向设置的两个塔肢之间的所述对顶装置对两个塔肢分别施加对顶力n1和对顶力n2，沿横桥向设置的两个塔肢之间的所述对顶装置对两个塔肢分别施加对顶力n3和对顶力n4，

17、

18、

19、式中，e为混凝土弹性模量，ix为各塔肢顺桥向抗弯惯性矩，iy为各塔肢横桥向抗弯惯性矩，hn为对顶力施加位置距离各塔肢底部之间的距离，x为各塔肢的顶口需调整的纵桥向位移量，y为各塔肢的顶口需调整的纵桥向位移量和横桥向位移量。

20、优选的是，步骤s4中，各塔肢的顶口由温度产生的纵桥向变形量和横桥向变形量通过下式计算：

21、δxt＝lx·sin(θx1-θx2)

22、δyt＝ly·sin(θy1-θy2)

23、式中，lx为各塔肢的顶口节段和顶口前一节段上沿纵桥向设置的倾角仪之间的距离，ly为各塔肢的顶口节段和顶口前一节段上沿横桥向设置的倾角仪之间的距离，θx1为各塔肢的顶口节段上沿纵桥向设置的倾角仪测得的角度，θx2为各塔肢的顶口前一节段上沿纵桥向设置的倾角仪测得的角度，θy1为各塔肢的顶口节段上沿横桥向设置的倾角仪测得的角度；θy2各塔肢的顶口前一节段上沿横桥向设置的倾角仪测得的角度。

24、优选的是，步骤s4中，各塔肢的顶口由塔吊附墙力产生的纵桥向变形量和横桥向变形量通过下式计算：

25、

26、

27、式中，fix为第i层所述附墙装置对各塔肢施加的纵向力，fiy为第i层所述附墙装置对各塔肢施加的横向力，hai为第i层所述附墙装置施加附墙力的位置距离各塔肢底部的距离，ix为各塔肢纵桥向抗弯惯性矩，iy为各塔肢横桥向抗弯惯性矩，e为混凝土弹性模量。

28、优选的是，各塔肢的顶口由横撑力产生的纵桥向变形量和横桥向变形量通过下式计算：

29、

30、

31、式中，fjx为第j层所述横撑装置对各塔肢施加的纵向力，fjy为第j层所述横撑装置对各塔肢施加的横向力，hbj为第j层所述横撑装置施加横向力的位置距离各塔肢底部的距离，ix为各塔肢纵桥向抗弯惯性矩，iy为各塔肢横桥向抗弯惯性矩，e为混凝土弹性模量。

32、优选的是，所述对顶装置包括千斤顶和对顶型钢，所述千斤顶的活动端与塔肢的侧壁抵接，其固定端与所述对顶型钢的一端固定连接，所述对顶型钢的另一端与另一塔肢抵接。

33、优选的是，所述锁定结构包括支架牛腿和锁定型钢，各塔肢与相邻的塔肢相对的侧壁上分别安装有所述支架牛腿，两相对的所述支架牛腿之间固定连接有所述锁定型钢。

34、本发明至少包括以下有益效果：

35、本发明提供的斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法，通过对四个塔肢顺桥向和横桥向的倾角、环境温度和结构温度进行连续监测，并根据监测的数值分别计算温度、塔吊附墙力、横撑力对各塔肢顶口产生的纵桥向变形量和横桥向变形量，结合设计顶口线形得出各塔肢的顶口需调整的纵桥向位移量和横桥向位移量，并换算成各所述对顶装置所需施加的对顶力，在各所述对顶装置将塔肢顶口微调至索塔结构受力和线形目标状态后，再通过各所述锁定结构将各塔肢顶口进行锁定，最后再施工合龙段；上述过程同时考虑了四个塔肢的相对变形、环境温度、、大型塔吊附墙装置以及横撑装置对合龙段的影响，能够对四塔肢合龙口的线形进行精确控制，有效提高了四塔肢合龙段的施工效率和精确度。

36、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法，四个塔肢呈田字形分布，任意相邻的两个塔肢之间沿高度方向间隔设置有多层横撑装置，靠近塔吊的两个塔肢与塔吊之间沿高度方向间隔设置有多层附墙装置，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法，其特征在于，步骤s3中，各塔肢的顶口节段和顶口前一节段上，沿纵桥向和横桥向的外侧面分别设置有一个倾角仪；各塔肢的顶口节段内均匀埋设有多个温度传感器。

3.如权利要求2所述的斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法，其特征在于，步骤s4中，各塔肢的顶口的纵桥向线形修正量和横桥向线形修正量通过下式计算：

4.如权利要求3所述的斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法，其特征在于，步骤s5中，各塔肢的顶口需调整的纵桥向位移量和横桥向位移量通过在纵桥向线形修正量和横桥向线形修正量基础上结合施工控制调整量来确定。

5.如权利要求4所述的斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法，其特征在于，步骤s5中，沿纵桥向设置的两个塔肢之间的所述对顶装置对两个塔肢分别施加对顶力n1和对顶力n2，沿横桥向设置的两个塔肢之间的所述对顶装置对两个塔肢分别施加对顶力n3和对顶力n4，

6.如权利要求3所述的斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法，其特征在于，步骤s4中，各塔肢的顶口由温度产生的纵桥向变形量和横桥向变形量通过下式计算：

7.如权利要求3所述的斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法，其特征在于，步骤s4中，各塔肢的顶口由塔吊附墙力产生的纵桥向变形量和横桥向变形量通过下式计算：

8.如权利要求3所述的斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法，其特征在于，各塔肢的顶口由横撑力产生的纵桥向变形量和横桥向变形量通过下式计算：

9.如权利要求1所述的斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法，其特征在于，所述对顶装置包括千斤顶和对顶型钢，所述千斤顶的活动端与塔肢的侧壁抵接，其固定端与所述对顶型钢的一端固定连接，所述对顶型钢的另一端与另一塔肢抵接。

10.如权利要求1所述的斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法，其特征在于，所述锁定结构包括支架牛腿和锁定型钢，各塔肢与相邻的塔肢相对的侧壁上分别安装有所述支架牛腿，两相对的所述支架牛腿之间固定连接有所述锁定型钢。

技术总结本发明公开了一种斜拉桥索塔四塔肢合龙施工控制方法，包括以下步骤：S1、通过各所述横撑装置调整各塔肢的线形，预先初步固定合龙口位置；S2、在相邻的两个塔肢的顶口节段之间安装对顶装置；S3、对四个塔肢顺桥向和横桥向的倾角、环境温度和结构温度进行连续监测；S4、考虑温度、塔吊附墙力以及横撑力对塔肢顶口线形的影响，计算各塔肢的顶口的纵桥向线形修正量和横桥向线形修正量；S5、计算各所述对顶装置所需施加的对顶力；S6、按计算的对顶力对各塔肢的顶口线形进行调整，并通过锁定结构将合龙口进行锁定；S7、在合龙口施工合龙段。本发明能够对四塔肢合龙口的线形进行精确控制，有效提高了四塔肢合龙段的施工效率和精确度。技术研发人员：袁灿,孙南昌,郑建新,陈鸣,唐衡,曾健,龙强,李杰,厉勇辉,陈建荣,王超,胡培,陈诚,吴柱,许灿,杨柳,朱金柱,吕昕睿受保护的技术使用者：中交第二航务工程局有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11