[发明专利]悬索桥索夹安装位置修正方法

说明书

本发明公开了一种悬索桥索夹安装位置修正方法，该方法包括以下步骤：首先根据索鞍实测预偏量和空缆跨中最低点坐标，求出主缆无应力长度；其次根据实测恒载重量修正吊杆力；然后根据主缆实际无应力长度和修正后的吊杆力，求出主缆成桥线形、索夹的成桥位置、每个主缆索段(相邻索夹之间)的无应力长度；最后计算空缆状态下每个索段的水平长度和索夹的安装位置。通过本发明方法可以根据空缆实测线形和恒载称重结果对空缆状态索夹安装位置进行修正，进而保证成桥状态索夹位置和吊杆倾角的准确性。

技术领域

本发明属于桥梁施工监控领域，涉及一套完整的悬索桥索夹安装位置修正方法，尤其适用于根据实测空缆线形和实测恒载重量对索夹安装位置进行修正。

背景技术

悬索桥的跨越能力在常见桥型中独占鳌头。随着桥梁设计和施工水平的不断提高，悬索桥跨度记录不断被刷新，如已建成的日本明石海峡大桥(主跨1991m)和中国西堠门大桥(主跨1665m)，以及正在施工的意大利墨西拿海峡大桥(主跨3300m)和中国的杨泗港长江大桥(主跨1700m)。悬索桥由主缆、吊杆、桥塔、锚碇、主索鞍、散索鞍和索夹等构成。索夹安装在主缆上，用来连接主缆和吊杆。

在施工过程中，索夹的安装是在空缆状态下进行的。此时主索鞍在塔顶不是位于成桥设计位置，而是向边跨有一定的预偏量，因此索夹的安装位置与成桥状态的索夹位置不同。在悬索桥设计时，设计人员根据理论成桥线形和恒载重量计算出索夹的成桥位置，然后根据相邻索夹之间索段无应力长度相等的原则计算出空缆状态下索夹的安装位置。恒载包括主梁、栏杆和桥面铺装等的重量，其中主梁重量的比重最大，一般达75％左右。在悬索桥施工过程中，架设后的空缆线形和恒载重量往往会有误差，如果不对索夹安装位置进行修正，可能造成成桥状态索夹位置不准确，吊杆倾斜。

施工人员按照设计要求、监控指令进行完空缆架设后，将进行空缆线形的连续稳定性测量，以获得实际空缆线形，及其与理论空缆线形之间的误差。空缆线形误差一般是多因素造成的，如索股架设误差、索股材料属性误差等。当实测空缆线形存在着较大误差时，在荷载不变的情况下，主缆设计成桥线形和索夹的成桥状态位置已经不能实现。为了实现索夹的成桥状态位置准确，需要修正索夹在空缆状态下的安装位置，完成施工控制的反馈计算。

另一方面，由于施工进度的需要，在主缆索股制造加工时，主梁和栏杆的制造加工一般还没有开始，因此主缆索股的无应力长度和索夹的空缆安装位置计算只能依据恒载理论值。在主缆索股安装完成后，主梁和栏杆的制造加工基本完成，可以称出其实际重量；桥面铺装材料的容重也可确定。至此，可以确定恒载重量误差。如果恒载误差较大，主缆设计成桥线形和索夹的成桥状态位置已经不能实现，吊杆力也需要修正。为了实现成桥状态下索夹的位置准确和吊杆的倾角准确，需修正索夹在空缆状态下的安装位置。

为了解决上述问题，需要发明一种根据空缆线形误差和恒载重量误差对悬索桥索夹安装位置进行修正的方法。

发明内容

本发明的目的是针对悬索桥施工过程中的空缆线形误差和恒载重量误差，提供一种修正索夹安装位置的方法，从而实现成桥状态下准确的索夹位置和吊杆倾角。

本发明采用的技术方案为：一种悬索桥索夹安装位置修正方法，该方法包括以下步骤：

第一步：已知索鞍实测预偏量和空缆跨中最低点坐标，求出主缆无应力长度。

第二步：利用恒载实际称重结果与理论值的比值修正吊杆力。

第三步：已知主缆实际无应力长度和修正后的吊杆力，求出主缆成桥线形、索夹的成桥位置、每个主缆索段(相邻索夹之间)的无应力长度。

第四步：计算空缆状态下每个索段的水平长度。

第五步：计算空缆状态下索夹的安装位置。

上述悬索桥索夹安装位置修正方法，具体包含以下步骤：