一种不同底部约束缆塔组合风缆结构及初始塔偏调整方法与流程

1.本发明涉及桥梁工程施工技术领域，尤其是涉及一种拱桥架设所使用的缆索吊一岸塔底铰接、一岸塔底固结情况下的不同底部约束缆塔组合风缆结构及初始塔偏调整方法。


背景技术：

2.随着我国经济和社会的快速发展，基础设施建设规模不断增大，桥梁建设日新月异，跨越江河峡谷的大跨度钢拱桥迎来了建设高潮。
3.修建跨越江河峡谷的大跨度钢拱桥，通常采用的方法是缆索吊悬臂拼装：利用拱座或两岸平坦地形拼装扣塔和缆塔，采用斜拉扣挂法在两岸对称拼装拱肋节段。
4.缆塔是缆索吊的重要组成部分，用于支撑承重索、起重索、牵引索、索鞍等结构，主要承受各种吊装工况下索鞍传递的可变竖向荷载、可变水平荷载。
5.缆索吊两岸高缆塔一般均设计为塔底铰接结构，各种吊装工况下，塔底铰座随荷载变化而转动，塔顶顺桥向水平位移大，缆塔始终处于轴心受压状态。铰接缆塔初始塔偏的精度要求低，一般采用钢丝绳边风缆、钢丝绳通风缆调整塔偏。施工时先采用各塔身独立临时风缆调整初始塔偏，然后两岸缆塔同步收紧钢丝绳边风缆、钢丝绳通风缆，收紧时以风缆水平力平衡控制，收紧过程中两岸缆塔的塔偏保持不变。初始塔偏调整完成后，拆除各塔身独立临时风缆。
6.一岸塔底铰接、一岸塔底固结的高缆塔情况有所不同。各种吊装工况可变荷载作用下，铰接高缆塔处于轴心受压状态，而固结缆塔处于偏心受压状态，固结缆塔底承受复杂的竖向力、水平力、弯矩。当塔顶水平位移过大时，传递至固结缆塔底部水平力、弯矩大，有造成缆塔构件、基础及其连接构件破坏的风险。相较于铰接缆塔，固结缆塔对塔顶水平位移控制要求高，对边风缆的刚度要求大，常规的钢丝绳边风缆不能满足要求。采用临时风缆预设塔偏的调节方式，由于固结缆塔的临时风缆水平力不平衡，在临时风缆拆除时，会在固结高缆塔上出现次内力，影响结构受力安全，因而不能采用常规的调整初始塔偏方法。


技术实现要素：

7.鉴于以上一岸塔底铰接、一岸塔底固结的高缆塔复杂受力情况，本发明的第一个目的在于提供一种通风缆采用钢丝绳、边风缆采用钢绞线的不同底部约束缆塔组合风缆结构，它能够有效地利用钢绞线刚度大、可提供较大拉力以及调节时的便利性等优点。
8.本发明的二个目的在于提供一种铰接缆塔采用临时风缆预偏、固结缆塔采用不同底部约束缆塔组合风缆的初始塔偏调整方法，该方法在固结缆塔调整时能够很好地控制塔身的水平受力，相比钢丝绳边风缆更加容易精确调整塔偏；钢丝绳通风缆较钢绞线具有通风缆抗风振效果更好、便于测量垂度、可减少通风缆安装数量的优点。
9.本发明的第一个目的是这样实现的：一种不同底部约束缆塔组合风缆结构，特征是：由两岸缆塔结构和组合风缆结构
组成，其中：两岸缆塔结构由铰接缆塔、固结缆塔组成，铰接缆塔的底端垂直固定在一边河岸的塔底的铰座上并在铰座的带动下实现转动，固结缆塔的底端垂直固定在另一边河岸的缆塔底部的桥台预埋件上焊接成整体，铰接缆塔和固结缆塔等高；组合风缆结构由钢丝绳通风缆和钢绞线边风缆组成，钢丝绳通风缆的两端分别固定在铰接缆塔的顶端、固结缆塔的顶端且钢丝绳通风缆呈水平状，钢绞线边风缆的两端分别固定在铰接缆塔的顶端、固结缆塔的顶端且钢绞线边风缆向下悬垂。
10.本发明的第二个目的是这样实现的一种采用不同底部约束缆塔组合风缆的初始塔偏调整方法，具体施工步骤如下：a、拼装铰接缆塔和固结缆塔，在拼装过程中设置临时风缆以保证铰接缆塔和固结缆塔拼装时的垂直度及安全性；b、临时风缆挂设时，先挂设两岸的钢绞线边风缆并进行预紧，再挂设钢丝绳通风缆，通过同时调整钢丝绳通风缆的垂度和钢绞线边风缆的拉力，使铰接缆塔和固结缆塔的塔身保持垂直；c、拆除固结缆塔的临时风缆，调整铰接缆塔的临时风缆的拉力，并同步收紧钢绞线边风缆、钢丝绳通风缆，使铰接缆塔的塔身向边跨预偏至设计位置；d、同时收紧固结缆塔侧的钢绞线边风缆、跨中钢丝绳通风缆及铰接缆塔侧的钢绞线边风缆，使固结缆塔的塔偏及钢丝绳通风缆的垂度调整到位，铰接缆塔的塔偏保持不变；e、安装主索、起重索、牵引索，最后再安装天车及止索器，完成塔偏调整。
11.步骤a中，临时风缆在铰接缆塔和固结缆塔拼装时起到了平衡塔身的作用，一般采用钢绞线作为临时风缆，其刚度大，索力调整方便。
12.步骤b中，因固结缆塔对塔顶的水平位移控制要求高，对边风缆的刚度要求大，常规的钢丝绳边风缆不能满足要求，钢绞线边风缆刚度大且便于索力的精确调整；在大跨度情况下，钢丝绳通风缆较钢绞线通风缆的抗风载效果更好，同时安装时更加便利。
13.步骤c中，因固结缆塔承受复杂的竖向力、水平力、弯矩，拆除固结缆塔的临时风缆是为了消除铰接缆塔调整塔偏时给固结缆塔带来的次内力；钢绞线边风缆和钢丝绳通风缆收紧时以钢绞线边风缆的水平力进行平衡控制，收紧过程中铰接缆塔和固结缆塔的塔偏保持不变。
14.本发明采用了一种钢丝绳作为通风缆、钢绞线作为边风缆的不同底部组合风缆结构，来调整一岸是塔底铰接、一岸是塔底固结的缆塔塔偏，能够有效地利用钢绞线刚度大、可提供较大拉力以及调节时的便利性等优点。本发明的初始塔偏调整方法，在固结缆塔调整时能够很好地控制塔身的水平受力，相比钢丝绳边风缆采用更加容易精确调整塔偏；钢丝绳通风缆较钢绞线具有通风缆抗风振效果更好、便于测量垂度、可减少通风缆安装数量的优点。本发明的初始塔偏调整方法充分发挥了材料的力学及物理特性，适用性更加灵活，也在很大程度上减少了大直径钢丝绳作为边风缆时需进行截断而造成的浪费。
附图说明
15.图1为缆索吊结构的立面示意图；图2为钢绞线边风缆和钢丝绳通风缆的结构示意图；图3为图2的a-a向示意图。
具体实施方式
16.下面结合实施实例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
17.一种不同底部约束缆塔组合风缆结构，由两岸缆塔结构和组合风缆结构组成，其中：两岸缆塔结构由铰接缆塔6、固结缆塔7组成，铰接缆塔6的底端垂直固定在一边河岸的塔底的铰座上并在铰座的带动下实现转动，固结缆塔7的底端垂直固定在另一边河岸的缆塔底部的桥台预埋件上焊接成整体，铰接缆塔6和固结缆塔7等高；组合风缆结构由钢丝绳通风缆2和钢绞线边风缆1组成，钢丝绳通风缆2的两端分别固定在铰接缆塔6的顶端、固结缆塔7的顶端且钢丝绳通风缆2呈水平状，钢绞线边风缆1的两端分别固定在铰接缆塔6的顶端、固结缆塔7的顶端且钢绞线边风缆1向下悬垂。
18.一种采用不同底部约束缆塔组合风缆的初始塔偏调整方法，具体施工步骤如下：a、拼装铰接缆塔6和固结缆塔7，在拼装过程中设置临时风缆以保证铰接缆塔6和固结缆塔7拼装时的垂直度及安全性；b、临时风缆挂设时，先挂设两岸的钢绞线边风缆1并进行预紧，再挂设钢丝绳通风缆2，通过同时调整钢丝绳通风缆2的垂度和钢绞线边风缆1的拉力，使铰接缆塔6和固结缆塔7的塔身保持垂直；c、拆除固结缆塔7的临时风缆，调整铰接缆塔6的临时风缆的拉力，并同步收紧钢绞线边风缆1、钢丝绳通风缆2，使铰接缆塔6的塔身向边跨预偏至设计位置；d、同时收紧固结缆塔侧7的钢绞线边风缆1、跨中钢丝绳通风缆2及铰接缆塔侧6的钢绞线边风缆1，使固结缆塔7的塔偏及钢丝绳通风缆2的垂度调整到位，铰接缆塔6的塔偏保持不变；e、安装主索3、起重索5、牵引索4，最后再安装天车及止索器，完成塔偏调整。
19.步骤a中，临时风缆在铰接高缆塔6和固结高缆塔7拼装时起到了平衡塔身的作用，一般采用钢绞线作为临时风缆，其刚度大，索力调整方便。
20.步骤b中，因固结缆塔7对塔顶的水平位移控制要求高，对边风缆的刚度要求大，常规的钢丝绳边风缆不能满足要求，钢绞线边风缆1刚度大且便于索力的精确调整；在大跨度情况下，钢丝绳通风缆2较钢绞线通风缆的抗风载效果更好，同时安装时更加便利。
21.步骤c中，因固结缆塔7承受复杂的竖向力、水平力、弯矩，拆除固结缆塔7的临时风缆是为了消除铰接缆塔6调整塔偏时给固结缆塔7带来的次内力；钢绞线边风缆1和钢丝绳通风缆2收紧时以钢绞线边风缆1的水平力平衡控制，收紧过程中铰接缆塔6和固结缆塔7的塔偏保持不变。
22.本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
23.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。