一种用于拼装顶推施工过程温度控制方法与流程

本技术涉及顶推施工，具体是一种用于拼装顶推施工过程温度控制方法。

背景技术：

1、钢箱梁在自然环境的日照、骤降温、环境温度等因素作用下，下部钢梁结构表面与内部形成较大的温度梯度，这种梯度分布不仅表现在竖向，还会随着桥宽及桥长而增加，表现在横向和顺桥向，从而产生温度应力，引起截面应力分布不均、局部屈曲及支座位移等病害，严重时将会导致桥梁结构的垮塌。因此，必须重视钢箱梁在自然环境下的温度场分布与温度效应。

2、桥梁采用顶推方法施工，施工过程中由于阳光的照射，尚未安装混凝土桥面板的封闭钢箱南侧腹板温度将高于北侧腹板，横向温差作用将产生较大的横向弯曲变形，影响顶推过程中的安全性。

3、为此，研究竖向温差和横向温差等温度作用模式外，结合无铺装的钢箱梁顶推过程中的受力特点，计算钢箱梁结构的温度应力和变形，进而为桥梁施工提供技术保障很有必要。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种用于拼装顶推施工过程温度控制的方法，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术公开了一种用于拼装顶推施工过程温度控制的方法，所述拼装顶推施工过程中将钢箱梁顶推至桥墩上，该方法包括：

3、确定参数，所述参数包括纵向摩擦系数和顶推器纵向摩擦力；

4、基于实测温度场对所述钢箱梁进行温度分析，得到实测温度场分析结果；

5、利用有限元软件并基于所述实测温度场分析结果对所述钢箱梁进行建模分析，得到模型分析结果；

6、基于所述模型分析结果，预测并确定出现温度力大于顶推器纵向摩擦力最大值的桥墩，并定义为问题桥墩；

7、对所述问题桥墩采取温控措施。

8、借由上述，通过确定参数优化拼装顶推施工过程中纵向摩擦系数的确定，基于经优化后的纵向摩擦系数得到顶推施工中的顶推器纵向摩擦力，顶推器纵向摩擦力的最大值即为能够承受的最大温度力；通过实测温度场分析得到最不利温度梯度；通过建模得到最不利温度梯度下的钢箱梁的温度效应；通过比较温度力与顶推器纵向摩擦力的最大值确定问题桥墩；对问题桥墩采取温控措施。

9、作为优选，所述纵向摩擦系数，具体包括：

10、在拼装顶推施工过程中，钢箱梁支撑处自上而下依次设有：橡胶垫块、超垫钢板、钢垫块和桥墩；

11、所述纵向摩擦系数的获取包括以下步骤：

12、获取所述钢箱梁的钢面与所述橡胶垫块的橡胶面之间的摩擦系数μ1，所述橡胶垫块的橡胶面与所述超垫钢板的钢面之间的摩擦系数μ2，所述超垫钢板的钢面与所述钢垫块的钢面之间的摩擦系数μ3，所述钢垫块的刚面与所述桥墩的混凝土面之间的摩擦系数μ4，所述摩擦系数由材料性质决定；

13、所述纵向摩擦系数μ＝min[μ1,μ2,μ3,μ4]，其中min[]表示取最小值。

14、借由上述，通过将各接触面之间摩擦系数比较后选取最小值作为纵向摩擦系数，提高了纵向摩擦系数的精度。

15、作为优选，所述的确定参数中的顶推器纵向摩擦力，具体包括：

16、计算顶推器纵向摩擦力ftt，其中，gs为全桥用钢量的重力，qpier为全桥桥墩的数量，qtt为桥墩横向分配顶推器的数量。

17、借由上述，通过计算顶推器摩擦力得到顶推器摩擦力的最大值，该最大值即为钢箱梁与桥段之间所能承受的最大温度力。

18、作为优选，所述的基于实测温度场对所述钢箱梁进行温度分析，具体包括：

19、选取一节钢箱梁作为监测对象，进行持续监测，将该节钢箱梁的一端作为测试断面，并在所述测试断面上布置多个温度测点进行温度数据采集，所述温度测点至少有一个位于所述测试断面的顶板，所述温度测点至少有一个位于所述测试断面的底板，所述温度测点至少有一个位于所述测试断面的一侧腹板，所述温度测点至少有一个位于所述测试断面的另一侧腹板，得到实测数据集；

20、在所述实测数据集中选取任意日期的实测数据，并基于所述任意日期的实测数据对所述钢箱梁的顶板、底板和两侧腹板进行温度分析，并对顶板与底板之间和两侧腹板之间进行温差对比。

21、借由上述，通过在顶板、底板和两侧腹板上布置温度测点并持续监测，为钢箱梁在实测温度场的行温度分析提供了数据基础。

22、作为优选，所述的得到实测温度场分析结果，具体包括：

23、基于所述温差对比，对所述钢箱梁进行温度梯度分析，并选取最大温度梯度，将所述最大温度梯度定义为最不利温度梯度。

24、借由上述，通过对所述钢箱梁进行温度梯度分析，确定了钢箱梁的受热情况，得到的最不利温度梯度为温度力的计算提供了数据基础。

25、作为优选，所述的利用有限元软件并基于所述实测温度场分析结果对所述钢箱梁进行建模分析，具体包括：

26、利用有限元软件对所述钢箱梁节段进行局部建模，并进行局部分析；

27、基于拼装顶推施工顺序和顶推施工中钢箱梁的受力情况，利用有限元软件建立钢箱梁顶推模型，进行整体分析。

28、借由上述，通过局部建模和整体建模，为局部分析和整体分析提供了数据基础。

29、作为优选，所述的得到模型分析结果，具体包括：

30、进行所述局部分析时，选取任意日期，利用有限元软件计算在所述任意日期时所述钢箱梁断面上的位移和应力分布，得到在所述任意日期在所述钢箱梁断面上出现最大形变和最大应力出现的时刻，以及最大应力出现的位置；

31、进行所述整体分析时，利用有限元软件计算所述钢箱梁顶推模型在所述最不利温服梯度和不同整体温度变化下的温度效应，所述温度效应包括位移和应力，所述位移包括纵向位移、横向位移和竖向位移，且所述纵向位移以顶推方向为正；在所述最不利温度梯度作用下比较得到所述纵向位移、所述横向位移和所述竖向位移之间的最大值，还得到所述应力最大值以及所述应力最大值出现的位置；在不同整体温度作用下，得到在整体温度和年平均温度比较下的温度效应。

32、借由上述，通过局部分析和整体分析确定了钢箱梁的温度效应，为问题桥墩的确定提供了依据。

33、作为优选，所述的基于所述模型分析结果，预测并确定出现温度力大于顶推器纵向摩擦力最大值的桥墩，并定义为问题桥墩，具体包括：

34、预计算所述钢箱梁顶推至各桥墩时的温度力fti，fti＝k*δt，其中k为钢箱梁的温度力参数，δt为温度变化量，i为桥墩编号；

35、将各温度力fti与顶推器摩擦力fttmax进行比较，当fti＞fttmax时，将该fti对应的编号为i的桥墩定义为问题桥墩。

36、借由上述，通过各温度力与顶推器摩擦力最大值的比较，确定了问题桥梁，明确了需要采取温控措施的桥墩。

37、作为优选，所述的对所述问题桥墩采取温控措施，具体包括：

38、在所述拼装顶推施工过程中，在所述问题桥墩的临时支点上设置摩擦系数小于纵向摩擦系数的结构层，所述结构层用于将临时支点上因温度变化产生的相对错动限制在该结构层上。

39、借由上述，通过增设摩擦系数小于纵向摩擦系数的结构层，保证了临时支点结构不会被破坏。

40、有益效果：本技术的用于拼装顶推施工过程温度控制的方法，通过确定参数优化拼装顶推施工过程中纵向摩擦系数的确定，基于经优化后的纵向摩擦系数得到顶推施工中的顶推器纵向摩擦力，顶推器纵向摩擦力的最大值即为能够承受的最大温度力；通过实测温度场分析得到最不利温度梯度；通过有限元建模得到最不利温度梯度下的钢箱梁的温度效应；通过比较温度力与顶推器纵向摩擦力的最大值确定问题桥墩，对问题桥墩增设摩擦系数小于纵向摩擦系数的结构层，达到确保拼装顶推过程安全性的目的。