[发明专利]一种高墩多跨桥梁顶推悬臂段的振动抑制方法

说明书

本发明的一种高墩多跨桥梁顶推悬臂段的振动抑制方法涉及高墩多跨桥梁工程顶推施工技术领域，目的是为了克服现有振动控制方法受制于桥位地理环境、施工工程量大且不够安全稳定的问题，具体步骤如下：步骤一、增设倾斜下拉索；步骤二、设计全桥气弹模型风洞试验下的不同工况；步骤三、根据倾斜下拉索的型号计算倾斜下拉索的刚度，换算得到步骤二全桥气弹模型风洞试验中模拟倾斜下拉索的刚度；步骤四、进行全桥气弹模型风洞试验，得到不同工况的悬臂端抖振位移响应根方差；步骤五、计算得到高墩多跨桥梁结构的应力水平，以评估不同工况下倾斜下拉索的效果，并根据需要选择对应工况下倾斜下拉索设置方式，以抑制高墩多跨桥梁顶推悬臂段的振动。

技术领域

本发明涉及高墩多跨桥梁工程顶推施工技术领域。

背景技术

近年来，随着交通基础设施的进一步发展，越来越多的超长大跨桥梁工程被付诸实施，桥梁工程所要面临的地理环境也愈加复杂和多变，在当前及今后的若干时期内桥梁工程的施工方法和工艺还将面临更多的挑战。而在这其中，顶推施工方法是各类超长、多跨的等截面梁桥的优选施工方案，在顶推施工过程中由风荷载引起的顶推施工悬臂段振动是关键性控制因素。同时，顶推施工的周期随着桥梁总长的增长而增大，在较长的顶推施工周期内大风天及极端风天气出现的概率进一步增加。若在施工过程中没有预备必要的抗风措施，主梁结构因风荷载而产生的过大振动响应将对结构造成永久性损伤，如何制定合理有效的措施来抑制顶推施工桥梁结构的振动响应是广大工程师和研究者们要面对的重要问题。

目前，国内外的桥梁施工采用了一系列的振动控制结构措施以保障大桥的安全。振动控制结构措施主要是指在工程结构的某些关键位置加设装置、机构或施加外力以调整结构的动力特性或气动性能。目前在施工过程中常采用的临时抗风措施一般有三种：一是在顶推悬臂段加设竖向下拉索，将拉索锚固于地面以限制悬臂段的位移，如加拿大Annacis桥、中国赤石大桥都采用了此类临时抗风措施；二是在悬臂段布设临时支墩以减小悬臂段长度，提高抗风稳定性，如法国Millau Viaduct在顶推施工过程中建造了多个临时钢支架墩以控制施工过程中的风致振动；三是在桥面加设临时拉索塔架，张拉斜拉索以提高结构刚度。在这些措施中，第一种竖向下拉索措施受制于桥位地理环境，当桥位遇环境复杂的江、河时施工困难；第二种临时支墩措施同样受制于地理条件，同时施工工程量大、成本高；第三种桥面拉索塔架增加了施工过程中的结构附加荷载，在顶推过程中会对结构受力产生不利影响。因此，急需要一种施工成本小、摆脱桥位环境依赖、安全稳定且有效的临时结构抗风措施以降低顶推施工悬臂段风致振动响应。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有振动控制方法受制于桥位地理环境、施工工程量大且不够安全稳定的问题，提供了一种高墩多跨桥梁顶推悬臂段的振动抑制方法。

本发明的一种高墩多跨桥梁顶推悬臂段的振动抑制方法，具体步骤如下：

步骤一、增设倾斜下拉索，并通过倾斜下拉索将高墩多跨桥梁的顶推悬臂段与邻近的桥墩连接；

步骤二、比较不同刚度的倾斜下拉索在桥墩上不同锚固位置处的动力特性情况，同时计算张拉倾斜下拉索后为结构带来的附加内力大小，以设计全桥气弹模型风洞试验下的不同工况；

步骤三、根据步骤一中增设的倾斜下拉索的型号计算倾斜下拉索的刚度，换算得到步骤二全桥气弹模型风洞试验中模拟倾斜下拉索的刚度；模拟倾斜下拉索为弹簧；

步骤四、进行高墩多跨连续梁桥顶推施工期最大单悬臂施工状态下的全桥气弹模型风洞试验，在大气边界层紊流场最不利风偏角0度情况下，进行高墩多跨桥梁在设计风速下的风致振动位移响应测量，分别得到增设倾斜下拉索状态下不同工况的悬臂端抖振位移响应根方差；

步骤五、根据悬臂端位移响应根方差，计算得到高墩多跨桥梁结构的应力水平，以评估不同工况下倾斜下拉索的效果，并根据需要选择对应工况下倾斜下拉索设置方式，以抑制高墩多跨桥梁顶推悬臂段的振动。