一种斜拉桥梁段标高偏差修正方法及系统与流程

本申请涉及大跨度斜拉桥施工控制，特别涉及一种斜拉桥梁段标高偏差修正方法及系统。

背景技术：

1、目前，大跨度斜拉桥施工控制已广泛采用无应力状态控制法，即控制各构件的无应力长度、无应力曲率与成桥状态一致，以使得无论中间过程如何，最终都能达到与理想成桥状态一样的平衡状态。对斜拉桥来说，在梁段安装期间，需控制的无应力状态量主要为斜拉索的无应力长度与主梁的无应力曲率。其中，斜拉索的无应力长度在施工期间可以通过张拉或放松的方式进行调整，但是主梁的无应力曲率在完成梁段安装后基本不可调整。因此，在施工期间控制主梁的无应力曲率至关重要，其要求梁段之间不出现相对折角，保证梁段平顺过渡。

2、不过，在施工过程中，梁段标高的现场实测值与有限元计算值不可能完全吻合，往往存在偏差，且偏差可能来源于重量误差、索力误差、环境影响等多个方面，而随着斜拉桥跨度的不断增加，节段数量越来越多，各项偏差累积效应将对主梁的无应力曲率产生显著影响，继而影响桥梁后续施工线形，对成桥平顺产生不利影响。由此可见，如何对梁段标高的偏差进行准确识别和修正是当前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种斜拉桥梁段标高偏差修正方法及系统，以解决相关技术中无法准确识别和修正梁段标高偏差的问题。

2、第一方面，提供了一种斜拉桥梁段标高偏差修正方法，包括以下步骤：

3、恒温无日照环境下，当待架梁段在悬臂端完成起吊且变形稳定后，获取已架梁段上各个预设控制点在实测温度下对应的实测标高；

4、构建待架梁段与已架梁段在预设系统温度下所形成的理论线形对应的有限元模型；

5、将所述有限元模型的预设系统温度回归至所述实测温度，以得到各个预设控制点的理论标高和待架梁段的理论安装控制标高；

6、基于所述理论标高和所述实测标高计算得到已架梁段上各个预设控制点对应的标高既成偏差值；

7、根据所述标高既成偏差值确定出待架梁段的标高偏差修正值；

8、通过所述标高偏差修正值和所述理论安装控制标高计算得到待架梁段的实际安装控制标高。

9、一些实施例中，已架梁段的悬臂端上固设有一预设控制点，所述根据所述标高既成偏差值确定出待架梁段的标高偏差修正值，包括：

10、对所述标高既成偏差值进行曲线拟合，得到拟合曲线；

11、对所述拟合曲线进行求导，得到所述悬臂端的转角；

12、基于所述转角、悬臂端处对应的标高既成偏差值以及待架梁段的长度计算得到待架梁段的标高偏差修正值。

13、一些实施例中，所述基于所述转角、悬臂端处对应的标高既成偏差值以及待架梁段的长度计算得到待架梁段的标高偏差修正值，包括：

14、将所述转角、悬臂端处对应的标高既成偏差值以及待架梁段的长度代入第一计算公式，得到待架梁段的标高偏差修正值，所述第一计算公式为：

15、δh＝θl+δh1

16、式中，δh表示悬臂端的标高偏差修正值，θ表示悬臂端的转角，δh1表示悬臂端处对应的标高既成偏差值，l表示待架梁段的长度。

17、一些实施例中，所述曲线拟合为分段三次曲线拟合。

18、一些实施例中，在所述当待架梁段在悬臂端完成起吊且变形稳定后，获取已架梁段上各个预设控制点在实测温度下对应的实测标高的步骤之前，还包括：

19、在已架梁段上固设多个预设控制点，所述预设控制点设于索梁节点处。

20、第二方面，提供了一种斜拉桥梁段标高偏差修正系统，包括：

21、测量模块，其用于恒温无日照环境下，当待架梁段在悬臂端完成起吊且变形稳定后，获取已架梁段上各个预设控制点在实测温度下对应的实测标高；

22、仿真模块，其用于构建待架梁段与已架梁段在预设系统温度下所形成的理论线形对应的有限元模型；

23、校正模块，其用于将所述有限元模型的预设系统温度回归至所述实测温度，以得到各个预设控制点的理论标高和待架梁段的理论安装控制标高；基于所述理论标高和所述实测标高计算得到已架梁段上各个预设控制点对应的标高既成偏差值；根据所述标高既成偏差值确定出待架梁段的标高偏差修正值；通过所述标高偏差修正值和所述理论安装控制标高计算得到待架梁段的实际安装控制标高。

24、一些实施例中，已架梁段的悬臂端上固设有一预设控制点，所述校正模块具体用于：

25、对所述标高既成偏差值进行曲线拟合，得到拟合曲线；

26、对所述拟合曲线进行求导，得到所述悬臂端的转角；

27、基于所述转角、悬臂端处对应的标高既成偏差值以及待架梁段的长度计算得到待架梁段的标高偏差修正值。

28、一些实施例中，所述校正模块具体还用于：

29、将所述转角、悬臂端处对应的标高既成偏差值以及待架梁段的长度代入第一计算公式，得到待架梁段的标高偏差修正值，所述第一计算公式为：

30、δh＝θl+δh1

31、式中，δh表示悬臂端的标高偏差修正值，θ表示悬臂端的转角，δh1表示悬臂端处对应的标高既成偏差值，l表示待架梁段的长度。

32、一些实施例中，所述曲线拟合为分段三次曲线拟合。

33、一些实施例中，所述系统还包括布点模块，其用于：

34、在已架梁段上固设多个预设控制点，所述预设控制点设于索梁节点处。

35、本申请提供了一种斜拉桥梁段标高偏差修正方法及系统，包括恒温无日照环境下，当待架梁段在悬臂端完成起吊且变形稳定后，获取已架梁段上各个预设控制点在实测温度下对应的实测标高；构建待架梁段与已架梁段在预设系统温度下所形成的理论线形对应的有限元模型；将所述有限元模型的预设系统温度回归至所述实测温度，以得到各个预设控制点的理论标高和待架梁段的理论安装控制标高；基于所述理论标高和所述实测标高计算得到已架梁段上各个预设控制点对应的标高既成偏差值；根据所述标高既成偏差值确定出待架梁段的标高偏差修正值；通过所述标高偏差修正值和所述理论安装控制标高计算得到待架梁段的实际安装控制标高。本申请基于偏差类型通过从预设系统温度回归至实测温度进行有限元计算，以消除因环境因素导致的偏差的同时，根据恒定实测温度场下的实测标高和有限元计算得到的理论标高来确定已架梁段各点标高的既成偏差值，进而准确识别出待架梁段的标高偏差修正值，从而实现待架梁段实际安装控制标高的修正，大幅降低了大跨度斜拉桥的误差累积效应，以使得后续梁段的安装与主梁无应力线形一致，保证梁段间不出现相对折角，确保线形平顺。

技术特征：

1.一种斜拉桥梁段标高偏差修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的斜拉桥梁段标高偏差修正方法，其特征在于，已架梁段的悬臂端上固设有一预设控制点，所述根据所述标高既成偏差值确定出待架梁段的标高偏差修正值，包括：

3.如权利要求2所述的斜拉桥梁段标高偏差修正方法，其特征在于，所述基于所述转角、悬臂端处对应的标高既成偏差值以及待架梁段的长度计算得到待架梁段的标高偏差修正值，包括：

4.如权利要求2所述的斜拉桥梁段标高偏差修正方法，其特征在于：所述曲线拟合为分段三次曲线拟合。

5.如权利要求1所述的斜拉桥梁段标高偏差修正方法，其特征在于，在所述当待架梁段在悬臂端完成起吊且变形稳定后，获取已架梁段上各个预设控制点在实测温度下对应的实测标高的步骤之前，还包括：

6.一种斜拉桥梁段标高偏差修正系统，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的斜拉桥梁段标高偏差修正系统，其特征在于，已架梁段的悬臂端上固设有一预设控制点，所述校正模块具体用于：

8.如权利要求7所述的斜拉桥梁段标高偏差修正系统，其特征在于，所述校正模块具体还用于：

9.如权利要求7所述的斜拉桥梁段标高偏差修正系统，其特征在于：所述曲线拟合为分段三次曲线拟合。

10.如权利要求6所述的斜拉桥梁段标高偏差修正系统，其特征在于，所述系统还包括布点模块，其用于：

技术总结
本申请涉及一种斜拉桥梁段标高偏差修正方法及系统，涉及大跨度斜拉桥施工控制领域，包括恒温无日照环境下，当待架梁段在悬臂端完成起吊且变形稳定后，获取已架梁段上各个预设控制点在实测温度下对应的实测标高；构建待架梁段与已架梁段在预设系统温度下所形成的理论线形对应的有限元模型；将有限元模型的预设系统温度回归至实测温度得到各个预设控制点的理论标高和待架梁段的理论安装控制标高；基于理论标高和实测标高计算得到已架梁段上各个预设控制点对应的标高既成偏差值；根据标高既成偏差值确定出待架梁段的标高偏差修正值；通过标高偏差修正值和理论安装控制标高计算得到待架梁段的实际安装控制标高，进而准确识别和修正梁段标高的偏差。

技术研发人员：秦顺全,韩若愚,苑仁安,肖海珠,陈宇,汪珍,王哲尧
受保护的技术使用者：中铁大桥勘测设计院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13