一种悬索桥主缆索股架设抑位方法

1.本发明涉及主缆索股架设技术领域，尤其涉及一种悬索桥主缆索股架设抑位方法。


背景技术：

2.目前主缆索股架设调整是采用全站仪测量绝对垂度和卡尺测量相对垂度，索股架设过程中，未对待调索股的横向位置进行限制，由于测量方法的限制，需要主缆索股基本静止，对风和温度环境的要求极高。对于大跨度悬索桥，当风速超过3级时，索股会发生显著的振动，待调索股和已架设索股的位置无法测量，进而导致无法调索。由于调索要求的风环境条件苛刻，大跨度悬索桥索股架设工期将会延长，尤其是沿海强风区，架索工效极低。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有技术中存在索股架设过程中易受风力影响导致的索股架设效率低缺点，而提出的一种悬索桥主缆索股架设抑位方法。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
5.一种悬索桥主缆索股架设抑位方法，所述抑位方法包括如下步骤：
6.s1：确定猫道系统中的猫道承重索、门架、底梁各构件的空间位置，确定猫道系统的空间坐标；
7.s2：架设限位器，将限位器安装在底梁上，猫道承重索、底梁、限位器、门架处于同一竖直平面上；
8.s3：安装测距设备，所述测距设备用于对已架设的前期索股和待调索股的相对位置高差；
9.s4：架设安装前期索股，前期索股穿过限位器，坐落在限位器上方，完成前期索股架设工作，以前期索股的架设位置为基准，进行后续索股架设；
10.s5：架设安装待调索股，待调索股继续穿过限位器，限位器对待调索股进行限位，同时通过测距设备测出待调索股与已架设的前期索股之间的相对高差；
11.s6：利用测距设备测出的实际相对高差，调整待调索股使其与已架设的前期索股的实际相对高差满足要求；
12.s7：重复s5、s6步骤，直至完成全部索股的架设。
13.可选的，s1中还包括：
14.s11:门架承重索架设安装，门架承重索架设安装在所述门架上远离猫道承重索的一端处，将所述门架承重索平行设置于猫道承重索上方；
15.s12：横向通道架设，横向通道架设在两猫道系统之间，横向通道用于连接两猫道系统。
16.可选的，所述待调索股坐落设置在所述限位器的限位区域内，所述测距设备的测距方向垂直于所述限位器的限位区域。
17.可选的，所述待调索股在所述限位区域内与已架设的所述前期索股上下层叠设置。
18.可选的，在s4的前期索股架设还包括：
19.s41：第一根前期索股架设，第一根索股通过标记法或绝对垂度法进行架设，配合测距设备构建架设坐标，作为后续索股架设定位的基准。
20.可选的，所述限位器在所述猫道系统上设置有多个，多个所述限位器沿猫道承重索走向设置。
21.可选的，将猫道系统与限位器的连接整体、已架设索股、待调索股三者的整体刚度分别为k1、k2、k3，作用的横向荷载分别为f1、f2、f3；
22.在s4中，k1＞＞k2＞k3，且k2＝nk3；
23.f1＞f2＞f3，且f1＝mf2,f2＝af3；
24.其中，且a≥1、m＞1、n≥1。
25.可选的，在s6和/或s7中，k2≥k1＞k3；
26.f2≥f1＞f3。
27.可选的，将猫道系统与限位器的连接整体、已架设索股、待调索股三者的横向位移分别为δ1、δ2、δ3；
28.其中，
29.本发明的有益效果为：
30.本发明在实施例中通过限位器将猫道系统与已架设的前期索股和待调索股整体联系起来，构建成一个整体，在索股架设过程中对待调索股的位置进行控制，由于猫道系统和已架设前期索股刚度大于待调索股，通过限位器利用猫道系统和已架设的前期索股的整体刚度，可有效的限制待调索股的横向位置，在大风天气下仍然能够进行待调索股和已架设前期索股相对位置测量，从而解决线形调整困难的问题，提高索股架设工效，节约人力物力及时间成本。即实现了解决现有技术中存在索股架设过程中易受风力影响导致的索股架设效率低缺点。
附图说明
31.图1为本发明实施例中提供的一种悬索桥主缆索股架设抑位方法的整体架设安装示意图；
32.图2为本发明实施例中提供的一种悬索桥主缆索股架设抑位方法的限位器部分结构安装示意图(s4中索股安装时)；
33.图3为本发明实施例中提供的一种悬索桥主缆索股架设抑位方法的限位器部分结构安装示意图(s6或s7中索股安装时)。
34.图中标记如下所示：
35.1、猫道系统；11、猫道承重索；12、门架；121、底梁；13、横向通道；14、门架承重索；
36.2、限位器；
37.3、前期索股；
38.4、待调索股。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
41.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
43.实施例
44.参照图1-3，一种悬索桥主缆索股架设抑位方法，所述抑位方法通过设置多个限位器2，让限位器2将猫道系统和/或已架设前期索股3的整体整合成一体，限位器2利用猫道系统、已架设的前期索股3整合为一体的刚度抑制待调索股4的横向受风力的振动，使待调索股4和已架设前期索股3之间的横向相对位置保持稳定。同时利用测距设备采集待调索股4、已架设前期索股3的相对高差曲线，获得索股静止状态下的相对高差，使待调索股4和已架设前期索股3的相对位置关系能够测量且测量结果可靠，从而解决调索困难的问题，提高索股架设工效，减少在对索股架设时受风力的影响，保证了索股的架设安装效率。
45.具体的，所述抑位方法包括如下步骤：
46.s1：确定猫道系统中的猫道承重索11、门架12、底梁121中各构件的空间位置，实现确定猫道系统1的空间坐标。通过确定猫道承重索11、门架12、底梁121的相对空间位置，将猫道系统1整个的安装坐标进行确定，让施工人员便于下列后续的安装操作。同时也能保证在后续施工的稳步按照循序进行。
47.s2：架设限位器2，将限位器2安装在底梁121上，猫道承重索11、底梁121、限位器2、门架12处于同一竖直平面上，猫道承重索11、底梁121、限位器2、门架12从下至上依次设置排布；通过将限位器2安装在底梁121上，底梁121又与门架12、猫道承重索11连接在一起，使得限位器2、门架12、底梁121、猫道承重索11之间构建相对稳定的整体。让猫道系统1和限位器2连接在一起，具有比待调索股4更大的刚度和抗风能力。
48.s3：安装测距设备(图中未视出)，所述测距设备用于对已架设的前期索股3和待调
索股4的相对位置高差；通过安装测距设备，能够实时对已架设的前期索股3和待调索股4的位置进行测距监测，以便于对后续待调索股4架设位进行精确把控。
49.s4：参照图2，架设安装前期索股3，前期索股3穿过限位器2，坐落在限位器2上方，完成前期索股3架设工作，以前期索股3内的架设位置为基准坐标，进行后续索股架设；在此通过在限位器2上架设前期索股3，让架设的前期索股3通过限位器2与猫道承重索11、门架12和底梁121整体连接在一起，有效的提高了限位器2、猫道承重索11、门架12和底梁121之间整体抗风能力。即利用限位器将已架设的前期索股3与猫道系统1整体整合成一体联系起来，有效的整体提升猫道系统1、限位器2和已架设前期索股3之间的抗风能力，为后续的索股安装架设提供稳定的架设安装环境。在本步骤中，为了进一步确定前期索股3的坐标精度，在前期索股3中的第一根索股实际安装时，第一根前期索股3通过标记法或绝对垂度法进行架设，配合测距设备在限位器上构建基本架设坐标。即前期索股3中的除第一根索股的其他索股均以第一根索股的架设位置为坐标基准进行参考架设。另外，后续的待调索股4均以前期索股3中的第一根索股的位置为坐标基准进行参考架设安装，保证待调索股4与前期索股3的架设安装的精确性。
50.s5：架设安装待调索股4，待调索股4继续穿过限位器2，限位器2利用其的限位区域对待调索股4进行限位，同时通过测距设备测出待调索股4与已架设的前期索股3之间的相对高差。待调索股4穿过限位器2，此时待调索股4位于测距设备下方，且位于已架设前期索股3的上方，待调索股4通过限位器2上的限位区域进行限位，减少待调索股4受风力吹动的振动影响，为后续对待调索股4的位置调整提供稳定的施工环境。
51.s6：利用测距设备测出的相对高差，调整待调索股4与已架设的前期索股3的位置；利用测距设备测出已架设前期索股3和待调索股4之间的实际相对高差，调整待调索股4使其与已架设的前期索股3的实际相对高差满足要求。同时通过对测距设备的测出来的数据进行分析，让施工人员监测待调索股4的位置区域，以便于后续施工人员对待调索股4的架设进行调整。需要说明的是，在本实施例中，针对于调整待调索股4与已架设的前期索股3的相对高差位置，可采用激光测距设备或超声波测距设备或红外线设备，且测距设备的设置位置不仅仅局限于设置在限位器2上，还可以设置在门架上或门架底梁121上，只要测距设备能够精确测量已架设前期索股和待调索股的相对位置高差即可。在本实施例中，优选的，所述测距设备的测距端垂直于所述已架设前期索股3和待调索股4。
52.s7：重复s6步骤，直至完成全部索股的架设。通过将后续的待调索股4安装在已架设的索股上，让限位器2对后续的待调索股4继续进行安装，同时利用测距设备对待调索股4与已架设的前期索股3的位置进行测距调整，继续架设安装待调索股4，完成对全部索股的架设安装操作。需要说明的是，在s4中的前期索股3定义为在待调索股4之前架设安装的索股。在s5、s6、s7中所述的前期索股3为包含s4中的全部已安装的索股，还包括已架设安装好的待调索股4。即s5、s6、s7中的前期索股3不仅仅包含s4中的全部前期索股3，还包括已架设且调整好了位置的待调索股4。
53.在本实施例中，为确保所述猫道系统1中的门架12和猫道承重索11的整体强度的稳定性，在s1中还包括：s11:门架承重索14架设安装，门架承重索14架设安装在所述门架12上远离猫道承重索11的一端处，将所述门架承重索14平行设置于猫道承重索11上方；通过在门架12上方设置门架承重索14，让门架承重索14和猫道承重索11共同受力，让猫道系统1
上的门架12和底梁121整体稳定，也确保了后续对安装限位器2的整体稳定起支撑作用。s12：横向通道13架设，横向通道13架设在两猫道系统1之间，横向通道13用于连接两猫道系统1。在此通过架设横向通道13，通过横向通道13将两猫道系统1之间联系起来，使之构成一个稳定的抗风整体，确保后续对全部的索股安装环境稳定性。同时也大大增强了两猫道系统1上的全体抗风稳定性。需要说明的是，所述猫道系统1包括：猫道承重索11、门架、底梁121、横向通道13和门架承重索14。
54.在本实施例中，为了保证测距设备对待调索股4的位置监测的准确性，所述待调索股4贯穿在限位器2的限位区域内，所述测距设备的测距方向垂直于所述限位器2的限位区域。即待调索股4与已架设索股在所述测距设备的测距端的下方。也即待调索股4与已架设索股在限位器2上，且处于测距设备的测距方向上，以便于测距设备利用测距端对待调索股4与已架设索股的安装相对位置，也保证了后续施工人员对待调索股4的架设安装位置调整便捷性和准确性，有效的提高了待调索股4的安装效率。需要说明的是，所述测距设备在对待调索股4和已架设的前期索股3进行定位测距时，所述测距设备不仅仅局限于设置在限位器2上，还可以设置在门架或猫道系统1上。即所述测距设备的测距方式多种多样，能实现对已架设的前期索股3和待调索股4进行相对位置高差的实时监测即可，在此就不作过多概述。
55.另外，在本实施例中，为了保证所述架设索股的安装调整的稳定性，所述限位器2在所述猫道系统1上设置有多个，多个所述限位器2沿猫道承重索11走向设置。即在本实施例中，所述限位器2在猫道系统1上设置有多个，让多个限位器2在猫道系统1对已架设的前期索股3和待调索股4进行分区域进行限位工作，保证了限位器2对已架设的前期索股3和待调索股4的限位工作的稳定。同时通过设置多个限位器2和在限位器2上安装的测距设备，简便了待调索股4之间的架设安装和位置调整的工作程序，同时也减少了施工人员的整体数量。另外在本实施例中，通过在猫道系统1上设置有多个限位器2，多个限位器2将猫道承重索11、门架12、底梁121、已架设的前期索股3和待调索股4整体联系起来，有效的提高了猫道系统1、限位器2、已架设的前期索股3和待调索股4之间的抗风性。即猫道通过限位器2利用猫道和已架设前期索股3的刚度限制待调索股4的横向位置，使达到工作风速6级风时仍然能够进行待调索股4和已架设前期索股3相对位置测量，从而解决线形调整困难的问题，提高索股架设工效，节约人力物力及时间成本。
56.在本实施例中，为了保证所述测距设备能够对限位器2上的限位区域进行分区分批测距，避免待调索股4之间出现测距干扰，所述测距设备设置有多个，多个所述测距设备并排设置在所述限位器2上，且多个所述测距设备的测距端均垂直于限位区域，同时多个所述测距设备的测距端分别对应处于同一竖直线上的已架设前期索股3和待调索股4。即在本实施例中，所述限位器2上的限位区域内的已架设索股和待调索股4进行区域划分，每个划分区域都对应一个测距设备，保证所述测距设备的测距监测的准确性，另外，在本实施例中，所述测距设备为激光测距仪或声波测距仪。
57.需要说明的是，所述抑位方法的工作原理如下：
58.假设猫道系统1(包括：门架12、底梁121、猫道承重索11、门架承重索14)与限位器2的连接整体、已架设前期索股3、待调索股4三者的整体刚度分别为k1、k2、k3，作用的横向荷载分别为f1、f2、f3。其中，由于限位器2安装在门架12上的底梁121上，且限位器2整体尺寸较
小，刚度远大于以上三者，在此可以将猫道系统1和限位器2看做成为一个整体。
59.在s4中架设安装前期索股3的绝大多数时间里，k1＞＞k2＞k3，且k2＝nk3。f1＞f2＞f3，且f1＝mf2,f2＝af3；其中，a≥1、m＞1、n≥1。即k2为k3的n倍，f1为f2的m倍，f2为f3的a倍，由于已架设的前期索股3高度方向有重叠，将猫道系统1与限位器2的连接整体、已架设索股3、待调索股4三者的横向位移分别为δ1、δ2、δ3,三者的横向位移
60.若不利用限位器2，在15m/s风速作用下，猫道系统1的横向位移δ1往往能达到10m以上，已架设前期索股3和待调索股4的横向位移δ2、δ3更大。即10m。在已架设前期索股3为两根时，待调索股与已架设前期索股会发生横向位移差且位移差δ最小，此时f2为f3的1.5倍，k2约为k3的2倍。故2.5m。由此可见，若不利用限位器2，待调索股4和已架设前期索股3的横向相对位置差异非常大。
61.在s6、s7中，随着待调索股4在限位区域处进行不断的增加架设，此时k2≥k1＞k3，f2≥f1＞f3。即已架设的前期索股3的整体刚度会随着限位区域上的待调索股4的架设数量慢慢增大，大于直至超过猫道系统1的刚度。横向载荷也同理会慢慢增大。
62.在索股架设数量较多时，k2＞k1＞＞k3，f1与f2差异不大，且不超过f3的20倍。因此在15m/s的风速作用下，δ3＞δ1＞10m，而δ2往往在10m以内。由此可见，若不利用限位器2，此时待调索股4和已架设前期索股3的横向相对位置差异非常大。
63.若利用限位器2，则三者之间的横向位移将基本保持一致。
64.因此，通过限位器2利用猫道系统1和已架设前期索股3的刚度能够抑制待调索股4的横向位移，使测量工作能够顺利开展，提高索股架设工效。
65.即，基于上述的工作原理，通过限位器2将猫道承重索11、门架12、底梁121和门架承重索14与已架设的前期索股3和待调索股4整体联系起来，构建成一个整体，在索股架设过程中对待调索股4的位置进行控制，由于猫道系统1和已架设前期索股3刚度大于待调索股4，通过限位器2利用猫道系统1和已架设的前期索股3的刚度可限制待调索股4的横向位移位置，使达到工作风速6级风时仍然能够进行待调索股4和已架设前期索股3相对位置测量，从而解决线形调整困难的问题，提高索股架设工效，节约人力物力及时间成本。
66.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。