[发明专利]桥塔塔柱施工内力控制方法

说明书

本发明涉及桥塔施工领域，具体公开了桥塔塔柱施工内力控制方法，包括制作斜撑装置、逐步施工桥塔塔柱以及在施工过程中将斜撑装置安装到两个桥塔塔柱之间，最后给斜撑装置施加张拉力从而横桥向支撑起两个桥塔塔柱。本发明采用多个三角锥斜撑形式，在斜撑装置顶端施加张拉力，从而分解出多个横桥向水平推力作用在塔柱上，以此减少自重和施工载荷产生的桥塔塔柱底部外侧及第一道斜撑处桥塔塔柱外侧拉应变。斜撑装置施加竖向力的方法简单，内力可调且效率高；在相同支撑效果的要求下，临时多斜撑装置可显著降低临时多水平横撑的道数，斜撑构件截面较传统多道水平横撑具有截面小、重量轻、施工便捷等优点，具有显著的工程意义和经济社会效益。

技术领域

本发明属于桥梁施工领域，特别涉及一种桥塔塔柱施工内力控制方法。

背景技术

桥塔塔柱横桥向多设计为倾斜结构，目的是表达高耸桥塔个性和视觉效果，桥梁的整体造型反映出建造师对美学的追求和文化的表达。更重要的是，桥塔塔柱设计必须适用于拉索或主缆的布置，传力应简单明确，在恒载的作用下，桥塔塔柱应尽可能处于轴心受压的状态。通常来看，桥塔塔柱的布置有单柱式、A字形、倒Y形和H形等几种。其中A字形和倒Y形在顺桥向刚度大，有利于承受桥塔塔柱两侧的不平衡拉力，A字形还可以减少主梁在桥塔塔柱处的负弯矩。由于桥塔塔柱独特的结构，桥塔塔柱自重及施工载荷垂直于桥塔塔柱方向的分力使其根部弯矩随着设计倾斜角度的增大相应增大，无论成桥状态还是施工过程中，桥塔塔柱均在钝角方向产生拉应变或较小的压应变。拉应力边达到一定数值时可能引起桥塔塔柱底部出现较大拉应变或是混凝土的开裂，影响桥塔塔柱的外观和使用寿命。为防止这种情况的发生，通常采用一定的方法使桥塔塔柱的不出现拉应力或拉应力在1MPa左右。

传统控制桥塔塔柱应力的方法有三种：一是满堂支架法，此方法工作量大、工作效率低且具有较大的危险性；二是设置横向水平撑，此法虽减少了工作量，但不能克服桥塔塔柱因自重产生的变形和侧向位移；三是使用千斤顶将方法二中的被动支撑变为主动支撑，此法虽然改进了以上两种方法的缺点，但是水平横撑构造上较长，水平施加效率低，为保障受力稳定性而采取较大截面，致使重量较大，因此现有水平横撑设置难度大、费用高、耗时较长、可靠性差。尤其是桥塔塔柱较高、斜度较大时，需设置多道横向水平撑或前述几种方案进行组合应用，现有技术、装备的弊端愈发突显。为了提高桥塔塔柱施工质量，降低时间成本及经济成本，急需一种横向水平力施加效率高、构造简单、重量较轻、内力可调的桥塔塔柱施工水平横向力施加方法，解决桥塔塔柱施工现有技术及装备的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥塔塔柱施工内力控制方法，使用较小的、可控的力支撑桥塔塔柱，从而方便通过其他设备来自动调节支撑力，应对复杂的施工状况。

为实现上述目的，本发明提供了一种桥塔塔柱施工内力控制方法，包括以下步骤：

S1.制作若干组斜撑装置，每一组所述斜撑装置均包括四条斜撑构件和一个受力件，四条斜撑构件围绕在受力件的侧面形成×形布局，各条所述斜撑构件的一端与受力件之间采用铰接连接，每两条斜撑构件的延伸方向位于同一条直线上，同一组的四条所述斜撑构件的长度相同；

S2.施工桥塔塔柱，两个桥塔塔柱彼此呈靠拢或倾斜状态，在桥塔塔柱的根部外侧位置埋入应力传感器，在地面布置控制中心用电缆连接各个应力传感器，在地面设置施力装置，控制中心实时监控桥塔塔柱的根部外侧位置的应力变化；

S3.继续施工桥塔塔柱的时候，每隔一段高度后往桥塔塔柱的外侧增加新的应力传感器，新的应力传感器电连接控制中心，控制中心通过显示器实时展示各个应力传感器的获得的参数；

S4.当桥塔塔柱施工到设定的高度后，在两个桥塔塔柱彼此靠近的内侧分别设置四个牛腿，以及安装一组斜撑装置到该牛腿所在的位置，此时四条斜撑构件的一端分别铰接牛腿，确保受力件所在高度高于所述牛腿所在高度，受力件位于两个桥塔塔柱的中间，四条斜撑构件均为倾斜状态；