一種管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝，屬于管道懸索跨越橋的施工【技術(shù)領(lǐng)域】，包括以下內(nèi)容：A.工藝實(shí)施過(guò)程分析：以兩岸中地勢(shì)較為平緩的一側(cè)作為發(fā)送岸，分析安裝過(guò)程中管道懸索跨越橋結(jié)構(gòu)的力學(xué)狀況；B.橋身的分組；C.兩岸塔架的預(yù)偏設(shè)置；D.第一組橋身吊裝；E.剩余橋身吊裝；F.安裝過(guò)程及成橋后的監(jiān)測(cè)。實(shí)現(xiàn)了橋身的非對(duì)稱性安裝，對(duì)工程地域的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)絕大多數(shù)跨越結(jié)構(gòu)均有可移植性，場(chǎng)地平整修筑工作量及施工難度小、周期短，效率更高。
【專利說(shuō)明】一種管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及管道懸索跨越橋的施工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種管道懸索跨越 橋橋身安裝的施工工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 管道跨越河流、峽谷等經(jīng)常采用管道懸索跨越結(jié)構(gòu)，在兩岸分別建設(shè)塔架，管道支 撐在兩岸塔架之間的橋身上，橋身由吊索吊起。懸索跨越結(jié)構(gòu)由于其較低的投資及成熟的 施工工藝，在跨越結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多。通常懸索跨越結(jié)構(gòu)為柔性結(jié)構(gòu)，即塔架腳部采用鉸接， 桁架橋身的寬跨比遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通懸索橋的寬跨比。
[0003] 由于建設(shè)地點(diǎn)的地貌特點(diǎn)，懸索跨越橋的橋身安裝通常采用由兩岸往中間安裝或 中間往兩岸安裝的對(duì)稱方式，該傳統(tǒng)的懸索結(jié)構(gòu)安裝方式可以在安裝過(guò)程中確保結(jié)構(gòu)受力 均勻，成橋線形保持對(duì)稱。
[0004] 但是，對(duì)稱的安裝方式需要兩岸均具備吊裝條件由中間往兩岸進(jìn)行對(duì)稱安裝，或 中跨具備駁船?？織l件由兩岸往中間進(jìn)行橋身對(duì)稱安裝。而多數(shù)懸索跨越橋的建設(shè)地為 峽谷、湍急河流等險(xiǎn)峻地貌，進(jìn)場(chǎng)道路及場(chǎng)地平整修筑工作量巨大，采用的方式多為開山劈 石、圍堰或搭設(shè)棧道，施工周期長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)性高、對(duì)原始地貌破壞面積大，涉及河流、山脈等難 以避開的問(wèn)題，對(duì)稱安裝的實(shí)施難度大，工程施工費(fèi)用較高，同時(shí)安裝時(shí)間也較長(zhǎng)。因此，尋 求一種適用于多種地貌的柔性懸索跨越結(jié)構(gòu)桁架橋身的安裝方式，將是提高橋身貫通這一 關(guān)鍵施工節(jié)點(diǎn)效率的途徑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種適用于各種地形的管道懸索跨越橋橋身安裝的施工 工藝，以解決現(xiàn)有的對(duì)稱法橋身安裝帶來(lái)的場(chǎng)地平整修筑工作量大、實(shí)施難度大、周期長(zhǎng)、 風(fēng)險(xiǎn)性高的問(wèn)題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案為：一種管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工 藝，包括以下內(nèi)容： A. 工藝實(shí)施過(guò)程分析：以兩岸中地勢(shì)較為平緩的一側(cè)作為發(fā)送岸，分析安裝過(guò)程中管 道懸索跨越橋結(jié)構(gòu)的力學(xué)狀況，讀取工藝實(shí)施各階段結(jié)構(gòu)的力學(xué)及位置參數(shù)，并確定橋身 分組參數(shù)、塔架預(yù)偏值； B. 橋身的分組：根據(jù)A中所述橋身分組參數(shù)，對(duì)每組的各榀橋身進(jìn)行預(yù)連接； C. 兩岸塔架的預(yù)偏設(shè)置：根據(jù)A中所述塔架預(yù)偏值，調(diào)節(jié)兩岸塔架的預(yù)偏量； D. 第一組橋身吊裝：按照B中的橋身分組，從發(fā)送岸吊運(yùn)第一組橋身至對(duì)岸塔架側(cè)的 第一組橋身安裝位置，并與對(duì)應(yīng)的吊索連接； E. 剩余橋身吊裝：順序?qū)⑹Ｓ喔鹘M橋身從發(fā)送岸吊運(yùn)至與前一組橋身相連，且分別與 對(duì)應(yīng)的吊索相連，最后一組橋身和所述第一組橋身分別與鄰近的塔架連接固定； F. 安裝過(guò)程及成橋后的監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)上述各階段結(jié)構(gòu)的力學(xué)及位置參數(shù)，分別為背索段 的索力監(jiān)測(cè)、橋身的應(yīng)力監(jiān)測(cè)、塔基的應(yīng)力監(jiān)測(cè)、塔架的預(yù)偏位置和主索的位置監(jiān)測(cè)。
[0007] 這樣結(jié)合施工地地貌特點(diǎn)、道路及場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)條件，選定較為平坦的一側(cè)作為發(fā)送 岸，只需從兩岸的一端，即發(fā)送岸，向?qū)Π栋l(fā)送橋身的非對(duì)稱性安裝施工工藝，避免了在陡 峭狹窄地區(qū)實(shí)施兩岸往中跨安裝或采用駁船中間往兩岸安裝的對(duì)稱性安裝工藝帶來(lái)的場(chǎng) 地平整修筑工作量大、實(shí)施難度大、周期長(zhǎng)、成本高的問(wèn)題，有效拓展了管道懸索跨越的施 工范圍，提高效率，減小投資成本。
[0008] 在內(nèi)容B的橋身的分組中，根據(jù)內(nèi)容A中得出的方案計(jì)算結(jié)果相關(guān)參數(shù)，對(duì)橋身進(jìn) 行分組，即可以滿足多榀橋身的同時(shí)吊裝。預(yù)分組的各榀橋身按序號(hào)進(jìn)行連接，各連接部位 采用高強(qiáng)螺栓連接，不應(yīng)過(guò)緊，利于吊裝過(guò)程中橋身的變形，減小應(yīng)力集中，待全橋安裝完 畢后再按照高強(qiáng)螺栓施工規(guī)范進(jìn)行連接施工。
[0009] 進(jìn)一步地，在內(nèi)容A中，采用有限元法對(duì)工藝實(shí)施過(guò)程進(jìn)行建模及仿真分析，根據(jù) 全過(guò)程仿真工藝實(shí)施過(guò)程中各關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的力學(xué)狀況，調(diào)整確定橋身分組參數(shù)、塔架預(yù)偏值， 直至工藝實(shí)施過(guò)程各結(jié)構(gòu)受力及位置滿足設(shè)計(jì)要求，讀取工藝實(shí)施各階段結(jié)構(gòu)的力學(xué)及位 置參數(shù)。
[0010] 在該橋身的非對(duì)稱安裝工藝實(shí)施過(guò)程分析中，因懸索跨越橋身非對(duì)稱性安裝過(guò)程 非線性現(xiàn)象較為明顯，采用傳統(tǒng)計(jì)算方式誤差較大，且結(jié)果不直觀，需要采用非線性分析手 段對(duì)工藝實(shí)施過(guò)程進(jìn)行計(jì)算，掌握塔架、纜索、橋身、塔基等受力部位的力學(xué)狀況。因此，建 立跨越結(jié)構(gòu)非線性分析模型，根據(jù)總體方案全過(guò)程仿真工藝實(shí)施過(guò)程中各關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的力學(xué) 狀況，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整橋身分組、塔架預(yù)偏值等參數(shù)，直至計(jì)算結(jié)果滿足工藝實(shí)施過(guò)程 各結(jié)構(gòu)受力及位置滿足設(shè)計(jì)要求。讀取工藝實(shí)施各階段關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的力學(xué)及位置參數(shù)，便于 工藝實(shí)施過(guò)程中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際監(jiān)測(cè)對(duì)比。
[0011] 具體采用非線性理論，建立懸索跨越空間結(jié)構(gòu)有限元模型，并利用精確平衡狀態(tài) 分析，模擬跨越結(jié)構(gòu)橋身非對(duì)稱性吊裝過(guò)程施工受力狀況及邊界條件，分析掌握施工過(guò)程 中懸索索系及塔架的應(yīng)力及位移狀態(tài)。
[0012] 這樣結(jié)合懸索跨越橋身非對(duì)稱性橋身安裝工藝的實(shí)施特點(diǎn)，通過(guò)三維仿真分析工 藝實(shí)施過(guò)程中關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)及狀態(tài)，并給工藝優(yōu)化提供確切依據(jù)，同時(shí)，給塔架預(yù) 偏、橋身分組及吊裝順序等關(guān)鍵工序提供明確的要求，使非對(duì)稱性安裝工藝施工過(guò)程滿足 方案要求，與仿真分析趨勢(shì)一致，施工過(guò)程安全、可控、準(zhǔn)確。
[0013] 進(jìn)一步地，在第一組橋身吊裝之前，根據(jù)A中所述橋身分組參數(shù)，在發(fā)送岸搭設(shè)用 于承載和吊運(yùn)各組橋身的橋身發(fā)送平臺(tái)，在橋身發(fā)送平臺(tái)將預(yù)連接的各組橋身吊運(yùn)發(fā)送至 對(duì)岸。
[0014] 橋身發(fā)送平臺(tái)可根據(jù)實(shí)際情況搭設(shè)土石結(jié)構(gòu)或鋼桁架結(jié)構(gòu)平臺(tái)，在承載力、高度、 寬度等方面滿足橋身分組的發(fā)送需要。預(yù)連接完畢的橋身可用吊車吊運(yùn)至發(fā)送平臺(tái)。
[0015] 進(jìn)一步地，在第一組橋身吊裝之前，根據(jù)A中橋身分組參數(shù)，設(shè)計(jì)滿足吊裝載荷需 求的橋身吊裝裝置，并在兩岸的塔架間安裝所述橋身吊裝裝置，橋身吊裝裝置沿主索的中 間段在兩岸之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0016] 具體根據(jù)橋身特點(diǎn)及橋身分組參數(shù)、吊裝載荷需求，設(shè)計(jì)橋身吊裝裝置，具體為纜 索吊，其包括錨固裝置、承重索、塔頂支撐轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、滑動(dòng)行車裝置、滑輪吊升裝置，明確纜 索吊的安裝程序，確立纜索吊系統(tǒng)的各部位的結(jié)構(gòu)、制作及安裝方法。
[0017] 安裝橋身吊裝裝置時(shí)，跨越塔架頂部安裝承重索支撐轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；安裝承重索兩岸 錨固系統(tǒng)；安裝并張拉承重索滿足設(shè)計(jì)垂度及張拉力；安裝牽引及起重用卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)；安裝 兩組獨(dú)立的滑輪裝置；安裝兩組獨(dú)立的滑輪吊升裝置；安裝并調(diào)整起重索、牽引索；檢查并 驗(yàn)收。
[0018] 進(jìn)一步地，在內(nèi)容C中，采用背索調(diào)節(jié)裝置張拉主索的背索段使塔架預(yù)偏，并同步 采用全站儀測(cè)量，直至塔架的偏角符合塔架預(yù)偏值。
[0019] 由于在橋身安裝過(guò)程中，跨中載荷的不斷增加，兩岸塔架有逐漸往河中方向擺動(dòng) 的趨勢(shì)，通過(guò)預(yù)偏設(shè)置抵消這部分?jǐn)[動(dòng)量，因非對(duì)稱安裝跨中受力不均衡狀態(tài)明顯，因此預(yù) 偏設(shè)置量與對(duì)稱安裝的不同。
[0020] 預(yù)偏安裝時(shí)，根據(jù)A中明確的兩岸塔架需要的預(yù)偏值，在橋身吊裝前通過(guò)背索段 的張拉將塔架預(yù)偏到位，實(shí)現(xiàn)跨越結(jié)構(gòu)完成后塔架的垂直度滿足規(guī)范要求?？缭綐虻闹魉?分為背索段和位于兩塔架之間的中間段。
[0021] 進(jìn)一步可分別在橋身兩側(cè)垂直于橋身方向架設(shè)全站儀，具體可在垂直于橋身方 向50m位置架設(shè)，使跨越橋在全站儀可視范圍內(nèi)，在兩岸塔架的頂部設(shè)置標(biāo)記點(diǎn)，在背索段 張拉使塔架發(fā)生偏移時(shí)，同時(shí)通過(guò)全站儀觀測(cè)塔架頂部的標(biāo)記點(diǎn)，通過(guò)觀測(cè)出的標(biāo)記點(diǎn)的 坐標(biāo)值與塔架垂直時(shí)該標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)之間的偏差即可計(jì)算出該點(diǎn)偏移的位置，確定塔架偏 移的角度，當(dāng)塔架預(yù)偏角度滿足預(yù)偏值時(shí)停止張拉背索段，即停止塔架的預(yù)偏，塔架位置確 定，完成預(yù)偏設(shè)置。
[0022] 背索調(diào)節(jié)裝置，在本發(fā)明工藝實(shí)施過(guò)程中對(duì)兩岸的背索段進(jìn)行調(diào)節(jié)，由定位夾緊 部件、張拉部件構(gòu)成，使兩岸塔架的預(yù)偏滿足分析確定的預(yù)偏值，同時(shí)兩岸背索段的索力也 在設(shè)計(jì)值允許范圍內(nèi)。
[0023] 進(jìn)一步地，在內(nèi)容F中，采用傳感器及索力動(dòng)測(cè)儀監(jiān)測(cè)背索段的索力，傳感器與索 力動(dòng)測(cè)儀間用電纜相連，將傳感器固定于背索段上測(cè)量纜索的振動(dòng)頻率，通過(guò)索力動(dòng)測(cè)儀 讀取索力數(shù)據(jù)。
[0024] 由于非對(duì)稱性的安裝管道跨越結(jié)構(gòu)多用于管道跨越山溝、峽谷、大河等陡峭或險(xiǎn) 峻的地貌，安裝工藝實(shí)施過(guò)程中，全橋的非線性狀態(tài)比對(duì)稱性安裝工藝更為明顯，特別是塔 架預(yù)偏、橋身安裝全過(guò)程、橋身安裝完成后的全橋線性調(diào)整等關(guān)鍵工序時(shí)需要重點(diǎn)索力狀 況監(jiān)控，避免工藝實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的受力失控。測(cè)量時(shí)，傳感器用于測(cè)量纜索在收到外力振 動(dòng)情況下的纜索的振動(dòng)頻率，索力動(dòng)測(cè)儀用于把傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為直接讀取的索力數(shù)據(jù)。
[0025] 進(jìn)一步地，在內(nèi)容F中，采用應(yīng)變儀與數(shù)據(jù)采集器監(jiān)測(cè)橋身的應(yīng)力，數(shù)據(jù)采集器與 應(yīng)變儀間用電纜相連，在橋身吊裝前將應(yīng)變儀粘貼于橋身的上弦桿位置，通過(guò)數(shù)據(jù)采集器 讀取橋身吊裝前后應(yīng)變數(shù)據(jù)及確定橋身應(yīng)力狀況。
[0026]因?yàn)槿珮蜉d荷呈非對(duì)稱狀態(tài)，橋身安裝完畢前，其線性與設(shè)計(jì)成橋線性相差較大， 因此橋身的受力狀態(tài)也與成橋狀態(tài)不盡相同，需要對(duì)橋身安裝全過(guò)程的受力狀況進(jìn)行監(jiān) 控，以確定其是否與方案實(shí)施分析時(shí)的參數(shù)計(jì)算值相符，確保工藝實(shí)施過(guò)程中橋身的力學(xué) 狀況良好。應(yīng)變儀在橋身吊裝前粘貼于橋身典型上弦桿位置，數(shù)據(jù)采集器用于把應(yīng)變儀采 集到的應(yīng)變數(shù)據(jù)顯示在LED屏幕上，通過(guò)橋身吊裝前后應(yīng)變數(shù)據(jù)的讀取差值可以計(jì)算出數(shù) 據(jù)采集部位的應(yīng)力狀況，從而了解到橋身吊裝過(guò)程中的橋身應(yīng)力變化狀況。
[0027] 進(jìn)一步地，在內(nèi)容F中，采用預(yù)埋應(yīng)變儀和數(shù)據(jù)采集器監(jiān)測(cè)塔基的應(yīng)力，數(shù)據(jù)采集 器與預(yù)埋應(yīng)變儀間用電纜相連，預(yù)埋應(yīng)變儀在塔基混凝土澆筑前安裝在塔基預(yù)埋鋼筋上， 通過(guò)數(shù)據(jù)采集器讀取橋身吊裝前后應(yīng)變數(shù)據(jù)及確定塔基應(yīng)力狀況。
[0028] 塔架預(yù)偏時(shí)會(huì)承受來(lái)自順橋向的偏載，需要監(jiān)測(cè)混凝土塔基受力是否超限。數(shù)據(jù) 采集器用于把應(yīng)變儀采集到的應(yīng)變數(shù)據(jù)顯示在LED屏幕上，通過(guò)橋身吊裝前后應(yīng)變數(shù)據(jù)的 讀取差值可以計(jì)算出數(shù)據(jù)采集部位的應(yīng)力狀況，從而了解到橋身吊裝過(guò)程中的塔基應(yīng)力變 化狀況。
[0029] 進(jìn)一步地，在內(nèi)容F中，采用全站儀和GPS測(cè)量裝置監(jiān)測(cè)塔架的預(yù)偏位置和主索的 位置，塔架頂部的邊緣在沿橋身方向及垂直橋身方向的中點(diǎn)位置分別設(shè)置塔架標(biāo)定點(diǎn)，在 主索的中點(diǎn)位置設(shè)置主索標(biāo)定點(diǎn)；在兩塔架的沿橋身方向及垂直橋身方向分別架設(shè)測(cè)量塔 架位置的全站儀，并且測(cè)量塔架位置的全站儀與塔架的中心軸線對(duì)齊；測(cè)量主索位置的全 站儀架設(shè)于能觀測(cè)主索標(biāo)定點(diǎn)的位置；GPS測(cè)量裝置設(shè)置基站于跨越工地開闊地帶，通過(guò) 設(shè)有的多個(gè)控制樁的數(shù)據(jù)形成GPS測(cè)量體系，直接測(cè)出塔架標(biāo)定點(diǎn)和主索標(biāo)定點(diǎn)的位置， 并與全站儀的測(cè)量值互相校正，確定塔架的預(yù)偏位置和主索的位置。
[0030] 監(jiān)測(cè)塔架與主索在橋身安裝過(guò)程及安裝完畢后的位置是否與實(shí)施分析的參數(shù)值 一致?？稍谒茼敳康倪吘壴谘貥蛏矸较蚣按怪睒蛏矸较虻闹悬c(diǎn)位置分別設(shè)置塔架標(biāo)定 點(diǎn)，即塔架頂部外緣的4個(gè)中點(diǎn)位置設(shè)置塔架標(biāo)定點(diǎn)。測(cè)量塔架位置的全站儀用于觀測(cè)塔 架預(yù)偏角度；測(cè)量主索安裝位置的全站儀用于觀測(cè)主索中點(diǎn)的垂度是否符合施工方案要 求。架設(shè)GPS時(shí)可具體選擇2-3個(gè)控制樁數(shù)據(jù)建立起GPS測(cè)量體系，測(cè)量標(biāo)定點(diǎn)是否符合 施工方案要求，此方式可以直接測(cè)出標(biāo)定點(diǎn)的位置，作為驗(yàn)證，同時(shí)，可以測(cè)量纜索錨頭位 置是否符合施工方案要求。
[0031] 而傳統(tǒng)方法只利用全站儀進(jìn)行測(cè)量，需要配合的人員較多，時(shí)間也較長(zhǎng)，采用GPS 測(cè)量方式可以實(shí)時(shí)方便的測(cè)量標(biāo)定點(diǎn)誤差，同時(shí)，因GPS不需不斷轉(zhuǎn)站，也可以不用通視狀 態(tài)下測(cè)量，減少了人為誤差因素，同時(shí)還可以在陽(yáng)光較強(qiáng)的時(shí)段作為主要測(cè)量方法，此時(shí)段 河面反光對(duì)全站儀測(cè)量結(jié)果有較大影響，兩種方法互相校正，準(zhǔn)確度更高，同時(shí)也提高了效 率。
[0032] 以上監(jiān)測(cè)狀況的狀態(tài)評(píng)估均以仿真分析所得參數(shù)為準(zhǔn)，監(jiān)測(cè)安裝過(guò)程中各施工內(nèi) 容以及成橋后的相關(guān)參數(shù)是否與分析所得參數(shù)相符，若不相符，可在安裝過(guò)程中及時(shí)調(diào)整 修正、或進(jìn)行各施工內(nèi)容間的調(diào)整。
[0033] 本發(fā)明的有益效果： 一、與傳統(tǒng)管道懸索跨越橋的對(duì)稱性安裝橋身的實(shí)施工藝相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了橋身的 非對(duì)稱性安裝，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在對(duì)工程地域的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)絕大多數(shù)跨越結(jié)構(gòu) 均有可移植性，只需要在地勢(shì)較為有利的一側(cè)設(shè)置橋身發(fā)送場(chǎng)地，無(wú)需在兩岸修筑發(fā)送場(chǎng) 地，也無(wú)需解決河流中使用大型駁船的可行性及安全性等問(wèn)題。
[0034] 二、在施工時(shí)間、施工效率、施工經(jīng)濟(jì)性方面均優(yōu)于傳統(tǒng)對(duì)稱性的橋身安裝方法， 解決了現(xiàn)有安裝方法帶來(lái)的場(chǎng)地平整修筑工作量大、實(shí)施難度大、周期長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)性高、成本 高的問(wèn)題。
[0035] 三、通過(guò)工程的實(shí)踐證明，由于大量減少了道路修筑及場(chǎng)地平整的投入，減少了駁 船租賃及裝運(yùn)碼頭的投入，不同的跨越規(guī)格，橋身安裝費(fèi)用減少了 15%以上；施工時(shí)間減少 了 20%以上；明顯減少了跨越施工對(duì)環(huán)保的影響及地貌恢復(fù)工作量。
[0036] 綜合以上因素，本發(fā)明的管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝為現(xiàn)有的橋身的安 裝方式提供了新的思路，適用性更強(qiáng)，效率更高，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0037] 圖1是本發(fā)明提供的管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝的實(shí)施效果圖； 圖2是本發(fā)明提供的監(jiān)測(cè)塔架位置時(shí)全站儀和標(biāo)記點(diǎn)的布置示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面通過(guò)具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0039] 某油氣管道工程的跨越需要跨越河流，西岸地貌均較為陡峭，平均達(dá)到60度，且 河流不能通航。因此如采用對(duì)稱法進(jìn)行橋身安裝將需要進(jìn)行大量的道路修筑及場(chǎng)地平整工 作,且運(yùn)輸安全風(fēng)險(xiǎn)大。
[0040] 該管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝，包括以下內(nèi)容： 工藝實(shí)施過(guò)程分析，選取較為平緩的東岸作為跨越結(jié)構(gòu)預(yù)制、安裝發(fā)送的發(fā)送岸，橋身 發(fā)送平臺(tái)3設(shè)置在東岸。
[0041] 根據(jù)該跨越的現(xiàn)場(chǎng)情況及結(jié)構(gòu)形式，建立跨越結(jié)構(gòu)橋身安裝非對(duì)稱施工工藝仿真 分析模型，模型為非線性有限元，對(duì)塔架1、纜索、桁架等跨越主要結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行建模、單元 選取、網(wǎng)格劃分、離散分析、邊界條件設(shè)置、載荷加載方式確定、后處理分析等工作。對(duì)吊裝 方案進(jìn)行分析及優(yōu)化，優(yōu)化橋身安裝方案滿足結(jié)構(gòu)受力及位置的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，讀取了工 藝實(shí)施關(guān)鍵階段結(jié)構(gòu)的力學(xué)及位移參數(shù)，調(diào)整橋身分組、塔架預(yù)偏值等參數(shù)。
[0042] 橋身的分組，根據(jù)方案計(jì)算結(jié)果，對(duì)橋身進(jìn)行分組，采用了 3榀標(biāo)準(zhǔn)桁架橋身一組 進(jìn)行預(yù)連接，方便吊裝時(shí)按組進(jìn)行安裝。
[0043] 工藝實(shí)施前對(duì)跨越關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，特別是對(duì)塔架1的安裝、主索4的安 裝、各錨固墩狀況、橋身的預(yù)制情況等，為橋身非對(duì)稱安裝工藝做準(zhǔn)備。
[0044] 平整東岸場(chǎng)地，設(shè)置橋身發(fā)送平臺(tái)3,根據(jù)該跨越的現(xiàn)場(chǎng)情況，采用了土堆平臺(tái)，土 堆規(guī)格為30mX5mX3m，可滿足方案制定的最大5棉|祐 1架的發(fā)送需求。
[0045] 根據(jù)方案的仿真計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)了適合于本跨越橋身吊裝的纜索吊系統(tǒng)作為橋身 吊裝裝置6。系統(tǒng)由錨固裝置、承重索、塔頂支撐轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、滑動(dòng)行車系統(tǒng)、滑輪吊升系統(tǒng)構(gòu) 成。本橋身吊裝裝置6設(shè)置了兩根主承重索，兩套獨(dú)立的行車吊裝系統(tǒng)，滿足非對(duì)稱橋身的 行進(jìn)及吊裝功能。
[0046] 兩岸塔架1的預(yù)偏設(shè)置，按照方案分析過(guò)程中的仿真計(jì)算結(jié)果，利用背索調(diào)節(jié)裝 置5牽引張拉纜索，對(duì)塔架1進(jìn)行預(yù)偏設(shè)置，滿足跨越橋身安裝完成后，塔架1的狀態(tài)符合 設(shè)計(jì)要求。
[0047] 可分別在橋身兩側(cè)垂直于橋身方向架設(shè)全站儀，具體可在垂直于橋身方向50m位 置架設(shè)，使跨越橋在全站儀可視范圍內(nèi)，在兩岸塔架1的頂部設(shè)置標(biāo)記點(diǎn)，在背索段張拉使 塔架1發(fā)生偏移時(shí)，同時(shí)通過(guò)全站儀觀測(cè)塔架頂部的標(biāo)記點(diǎn)，通過(guò)觀測(cè)出的標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo) 值與塔架1垂直時(shí)該標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)之間的偏差即可計(jì)算出該點(diǎn)偏移的位置，確定塔架1偏 移的角度，當(dāng)塔架1預(yù)偏角度滿足預(yù)偏值時(shí)停止張拉背索段，即停止塔架的預(yù)偏，塔架位置 確定，完成預(yù)偏設(shè)置。
[0048] 第一組橋身吊裝，使用纜索吊系統(tǒng)，兩組滑動(dòng)行車分別與預(yù)吊裝橋身的兩個(gè)吊點(diǎn) 連接，連接檢查完畢后操作起重卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)提升，檢查吊點(diǎn)、錨固點(diǎn)、卷?yè)P(yáng)機(jī)系統(tǒng)是否正常，檢 查完畢后提升至發(fā)送高度，牽引兩組滑動(dòng)行車從東岸的橋身發(fā)送平臺(tái)3上發(fā)送第一組橋身 到對(duì)岸，吊裝過(guò)程中保持纜索吊系統(tǒng)的牽拉索與起重索的協(xié)調(diào)平穩(wěn)。牽引到位后，檢查橋身 吊點(diǎn)位置是否與吊索7相對(duì)應(yīng)，兩組起重卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)配合連接橋身各吊點(diǎn)與對(duì)應(yīng)吊索7至有 效銷接狀態(tài)。
[0049] 剩余橋身吊裝，纜索吊系統(tǒng)返回至東岸的橋身發(fā)送平臺(tái)3,吊裝第二組橋身至西 岸，與第一組橋身預(yù)連接，連接螺栓暫不擰緊。采用此方法，往復(fù)進(jìn)行安裝，直至第16組橋 身安裝完畢并與對(duì)應(yīng)吊索7相連接，橋身連接好后，整體橋身的兩端分別與各自所在側(cè)的 塔基2上的橋身銷接裝置相連接，最終完成所有橋身的安裝。
[0050] 橋身安裝過(guò)程及成橋后，通過(guò)監(jiān)控測(cè)試及測(cè)量手段，結(jié)合方案仿真計(jì)算結(jié)果，與現(xiàn) 場(chǎng)塔架1、塔基2、主索4等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的測(cè)量參數(shù)進(jìn)行對(duì)比。
[0051] 測(cè)試主要采用的方式為：混凝土應(yīng)變儀在塔架1基礎(chǔ)部位采用預(yù)埋的方式進(jìn)行塔 基2的應(yīng)力監(jiān)測(cè)及采用智能數(shù)碼應(yīng)變計(jì)安裝于桁架上弦桿的方法進(jìn)行橋身的應(yīng)力監(jiān)測(cè)，掌 握塔架1基礎(chǔ)及橋身在橋身非對(duì)稱安裝工藝實(shí)施過(guò)程中的受力狀況是否在安全范圍之內(nèi)， 采用傳感器和索力動(dòng)測(cè)儀測(cè)量背索拉力是否滿足仿真計(jì)算狀況，采用全站儀和GPS測(cè)量裝 置監(jiān)測(cè)塔架1的預(yù)偏位置和主索4的位置。
[0052] 圖2中的箭頭方向?yàn)闃蛏矸较?，塔?頂部的邊緣在沿橋身方向及垂直橋身方向 的中點(diǎn)位置分別設(shè)置塔架標(biāo)定點(diǎn)8,在主索4的中點(diǎn)位置設(shè)置主索標(biāo)定點(diǎn)；在兩塔架1的沿 橋身方向及垂直橋身方向分別架設(shè)塔架測(cè)量全站儀9,并且塔架測(cè)量全站儀9與塔架1的中 心軸線對(duì)齊；主索測(cè)量全站儀架設(shè)于能觀測(cè)主索標(biāo)定點(diǎn)的位置；GPS測(cè)量裝置設(shè)置基站于 跨越工地開闊地帶，通過(guò)設(shè)有的多個(gè)控制樁的數(shù)據(jù)形成GPS測(cè)量體系，直接測(cè)出塔架標(biāo)定 點(diǎn)8和主索標(biāo)定點(diǎn)的位置，并與塔架測(cè)量全站儀9、主索測(cè)量全站儀的測(cè)量值互相校正，確 定塔架1的預(yù)偏位置和主索4的位置。
[0053] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝，其特征在于，包括以下內(nèi)容： A. 工藝實(shí)施過(guò)程分析：以兩岸中地勢(shì)較為平緩的一側(cè)作為發(fā)送岸，分析安裝過(guò)程中管 道懸索跨越橋結(jié)構(gòu)的力學(xué)狀況，讀取工藝實(shí)施各階段結(jié)構(gòu)的力學(xué)及位置參數(shù)，并確定橋身 分組參數(shù)、塔架預(yù)偏值； B. 橋身的分組：根據(jù)A中所述橋身分組參數(shù)，對(duì)每組的各榀橋身進(jìn)行預(yù)連接； C. 兩岸塔架的預(yù)偏設(shè)置：根據(jù)A中所述塔架預(yù)偏值，調(diào)節(jié)兩岸塔架的預(yù)偏量； D. 第一組橋身吊裝：按照B中的橋身分組，從發(fā)送岸吊運(yùn)第一組橋身至對(duì)岸塔架側(cè)的 第一組橋身安裝位置，并與對(duì)應(yīng)的吊索連接； E. 剩余橋身吊裝：順序?qū)⑹Ｓ喔鹘M橋身從發(fā)送岸吊運(yùn)至與前一組橋身相連，且分別與 對(duì)應(yīng)的吊索相連，最后一組橋身和所述第一組橋身分別與鄰近的塔架連接固定； F. 安裝過(guò)程及成橋后的監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)上述各階段結(jié)構(gòu)的力學(xué)及位置參數(shù)，分別為背索段 的索力監(jiān)測(cè)、橋身的應(yīng)力監(jiān)測(cè)、塔基的應(yīng)力監(jiān)測(cè)、塔架的預(yù)偏位置和主索的位置監(jiān)測(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝，其特征在于，在內(nèi)容 A中，采用有限元法對(duì)工藝實(shí)施過(guò)程進(jìn)行建模及仿真分析，根據(jù)全過(guò)程仿真工藝實(shí)施過(guò)程中 各關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的力學(xué)狀況，調(diào)整確定橋身分組參數(shù)、塔架預(yù)偏值，直至工藝實(shí)施過(guò)程各結(jié)構(gòu)受 力及位置滿足設(shè)計(jì)要求，讀取工藝實(shí)施各階段結(jié)構(gòu)的力學(xué)及位置參數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝，其特征在于，在第一 組橋身吊裝之前，根據(jù)A中所述橋身分組參數(shù)，在發(fā)送岸搭設(shè)用于承載和吊運(yùn)各組橋身的 橋身發(fā)送平臺(tái)，在橋身發(fā)送平臺(tái)將預(yù)連接的各組橋身吊運(yùn)發(fā)送至對(duì)岸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝，其特征在于，在第一 組橋身吊裝之前，根據(jù)A中橋身分組參數(shù)，設(shè)計(jì)滿足吊裝載荷需求的橋身吊裝裝置，并在兩 岸的塔架間安裝所述橋身吊裝裝置，橋身吊裝裝置沿主索的中間段在兩岸之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝，其特征在于，在內(nèi)容C 中，采用背索調(diào)節(jié)裝置張拉主索的背索段使塔架預(yù)偏，并同步采用全站儀測(cè)量，直至塔架的 偏角符合塔架預(yù)偏值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝，其特征在于，分別在 橋身兩側(cè)垂直于橋身方向架設(shè)全站儀，使跨越橋在全站儀可視范圍內(nèi)，在兩岸塔架的頂部 設(shè)置標(biāo)記點(diǎn)，在背索段張拉使塔架發(fā)生偏移時(shí)，同時(shí)通過(guò)全站儀觀測(cè)塔架頂部的標(biāo)記點(diǎn)，通 過(guò)觀測(cè)出的標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)值與塔架垂直時(shí)該標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)之間的偏差確定塔架偏移的角 度，當(dāng)塔架預(yù)偏角度滿足預(yù)偏值時(shí)停止張拉背索段，完成塔架的預(yù)偏設(shè)置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝，其特征在于，在內(nèi)容F 中，采用傳感器及索力動(dòng)測(cè)儀監(jiān)測(cè)背索段的索力，傳感器與索力動(dòng)測(cè)儀間用電纜相連，將傳 感器固定于背索段上測(cè)量纜索的振動(dòng)頻率，通過(guò)索力動(dòng)測(cè)儀讀取索力數(shù)據(jù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝，其特征在于，在內(nèi)容F 中，采用應(yīng)變儀與數(shù)據(jù)采集器監(jiān)測(cè)橋身的應(yīng)力，數(shù)據(jù)采集器與應(yīng)變儀間用電纜相連，在橋身 吊裝前將應(yīng)變儀粘貼于橋身的上弦桿位置，通過(guò)數(shù)據(jù)采集器讀取橋身吊裝前后應(yīng)變數(shù)據(jù)及 確定橋身應(yīng)力狀況。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝，其特征在于，在內(nèi)容 F中，采用預(yù)埋應(yīng)變儀和數(shù)據(jù)采集器監(jiān)測(cè)塔基的應(yīng)力，數(shù)據(jù)采集器與預(yù)埋應(yīng)變儀間用電纜相 連，預(yù)埋應(yīng)變儀在塔基混凝土澆筑前安裝在塔基預(yù)埋鋼筋上，通過(guò)數(shù)據(jù)采集器讀取橋身吊 裝前后應(yīng)變數(shù)據(jù)及確定塔基應(yīng)力狀況。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道懸索跨越橋橋身安裝的施工工藝，其特征在于，在內(nèi)容 F中，采用全站儀和GPS測(cè)量裝置監(jiān)測(cè)塔架的預(yù)偏位置和主索的位置，塔架頂部的邊緣在沿 橋身方向及垂直橋身方向的中點(diǎn)位置分別設(shè)置塔架標(biāo)定點(diǎn)，在主索的中點(diǎn)位置設(shè)置主索標(biāo) 定點(diǎn)；在兩塔架的沿橋身方向及垂直橋身方向分別架設(shè)測(cè)量塔架位置的全站儀，并且測(cè)量 塔架位置的全站儀與塔架的中心軸線對(duì)齊；測(cè)量主索位置的全站儀架設(shè)于能觀測(cè)主索標(biāo)定 點(diǎn)的位置；GPS測(cè)量裝置設(shè)置基站于跨越工地開闊地帶，通過(guò)設(shè)有的多個(gè)控制樁的數(shù)據(jù)形 成GPS測(cè)量體系，直接測(cè)出塔架標(biāo)定點(diǎn)和主索標(biāo)定點(diǎn)的位置，并與全站儀的測(cè)量值互相校 正，確定塔架的預(yù)偏位置和主索的位置。
【文檔編號(hào)】E01D21/00GK104060544SQ201410327599
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】張 杰, 王學(xué)軍, 來(lái)陽(yáng)月星, 羅子波, 王志強(qiáng), 黃正 申請(qǐng)人:四川石油天然氣建設(shè)工程有限責(zé)任公司