一种曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法与流程

本发明涉及桥梁施工领域，具体涉及一种曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法。

背景技术：

1、随着顶推设备和施工工艺的提高，越来越多的跨江桥梁采用顶推施工。一般地，对于无法满足原位拼装的桥梁，采用异位分段拼装再逐步顶推到设计桥位。异位拼装平台通常建立在就近满足拼装条件的永久墩区域。

2、对于具有平曲线的桥梁异位拼装和顶推的线形控制难度较大，若搭建拼装平台的永久墩区域的设计线路与顶推梁段的原位设计线路为相同单曲线，则桥梁的拼装和顶推平曲线可采用设计线路进行控制，将桥梁轴线始终控制在设计轴线上。

3、若为综合曲线，即拼装的设计线路和顶推的设计线路由不同的平曲线要素构成，此时，若梁段的拼装和顶推线形仍按设计线路控制，则在非单一曲线的影响下，曲线桥梁的拼装和顶推线形控制难度大，易出现拼装线形偏差较大和顶推偏离轴线较远的情况，使顶推支点偏离梁底支撑位置，导致支点脱空或偏离加劲位置而造成结构局部失稳和破坏。

技术实现思路

1、本申请提供一种曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法，能够解决现有技术中曲线桥梁的拼装和顶推线形控制难度大，易出现拼装线形偏差较大和顶推偏离轴线较远的情况，导致支点脱空或偏离加劲位置而造成结构局部失稳和破坏的问题。

2、本发明提供一种曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法，包括以下步骤：

3、将综合曲线设计线形基于线形曲率划分为顶推区和拼装区；

4、在顶推区的延长线上设置辅助拼装区；

5、根据顶推区和辅助拼装区的线形建立桥位坐标系，并在拼装和顶推过程中基于桥位坐标系进行跟踪测量和线形控制。

6、在一些可选的方案中，所述的将综合曲线设计线形基于线形曲率变化划分为顶推区和拼装区，包括：

7、获取综合曲线设计线形的曲率变化拐点；

8、基于曲率变化拐点将综合曲线设计线形划分为顶推区和拼装区，其中，里程长度长的为顶推区，里程长度短的为拼装区。

9、在一些可选的方案中，所述的在顶推区的延长线上设置辅助拼装区，包括：

10、根据综合曲线设计线形参数，确定辅助拼装区的设计里程长度；

11、根据综合曲线设计线中顶推区的设计线形，确定辅助拼装区的设计线形；

12、根据拼装区两端的端点坐标，以及辅助拼装区的设计里程长度和设计线形，确定顶推区曲率相同延长线上设置辅助拼装区的端点坐标。

13、在一些可选的方案中，所述的根据综合曲线设计线形参数，确定辅助拼装区的设计里程长度，包括：

14、根据综合曲线设计线形参数，确定顶推区和拼装区的设计线路参数；

15、根据顶推区和拼装区的设计线路参数，得到顶推区的设计终点里程，以及拼装区的设计终点里程；

16、根据顶推区的设计终点里程，以及拼装区的设计终点里程，确定拼装区的设计里程长度，作为辅助拼装区的设计里程长度。

17、在一些可选的方案中，所述的根据综合曲线设计线中顶推区的设计线形，确定辅助拼装区的设计线形，包括：

18、获取综合曲线设计线中顶推区的曲率；

19、根据综合曲线设计线中顶推区的曲率，确定辅助拼装区设计线形的曲率。

20、在一些可选的方案中，综合曲线设计线中顶推区为圆曲线或者直线。

21、在一些可选的方案中，若综合曲线设计线中顶推区设计线路曲线为直线形式，则顶推区曲率相同延长线上设置辅助拼装区的端点坐标(xz,yz)为：

22、xz＝xt+(kp-kt)×cos(arctan((yt0-yt)/(xt0-xt)))；

23、yz＝yt+(kp-kt)×sin(arctan((yt0-yt)/(xt0-xt)))；

24、其中，(xt,yt)为顶推区的设计终点坐标，(xt0,yt0)为顶推区的设计起点坐标，kt为顶推区的设计终点里程，kp为拼装区的设计终点里程。

25、在一些可选的方案中，若综合曲线设计线中顶推区设计线路曲线为圆曲线形式，则顶推区曲率相同延长线上设置辅助拼装区的端点坐标坐标(xz,yz)为

26、xz＝x0+r×cos((kp-kt)/r-arccos((xt-x0)/r)；

27、yz＝y0+r×sin((kp-kt)/r-arccos((xt-x0)/r)；

28、其中，(xt,yt)为顶推区的设计终点坐标，(xt0,yt0)为顶推区的设计起点坐标，(x0,y0)为顶推区设计圆曲线的圆心坐标，r为顶推区设计圆曲线的半径，kt为顶推区的设计终点里程，kp为拼装区的设计终点里程。

29、在一些可选的方案中，根据辅助拼装区的线形建立桥位坐标系，包括：

30、根据顶推区曲率相同延长线上设置辅助拼装区的端点坐标，以及辅助拼装区的终点里程，获取辅助拼装区上任意点的里程和坐标；

31、根据辅助拼装区上任意点的里程和坐标，对辅助拼装区的线形建立桥位坐标系。

32、在一些可选的方案中，所述的在拼装和顶推过程中基于桥位坐标系进行跟踪测量和线形控制，包括：

33、将桥梁轴线任意点坐标转换为里程和偏距；

34、若拼装和顶推过程中，桥梁轴线始终位移线路轴线上，则桥梁轴线上控制点偏距均为0；

35、若桥梁轴线上控制点偏距不为0，则需根据偏距偏差值进行纠偏，确保梁段拼装精度和顶推支点不偏离梁底支撑位置。

36、本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：将设计线路为综合曲线的拼装区和顶推区转换为单曲线线路，桥梁拼装和顶推过程中按转换后的单曲线线路控制，始终保持桥梁轴线在该单曲线上施工，确保曲线桥梁拼装线形精度和顶推施工安全可控。综合曲线转换为单曲线的思路，能有效降低曲线桥梁顶推施工控制的难度，提高结构线形和内力控制的安全和稳定，进而提高施工效率，减少人工成本，同时为本领域的科研人员提供技术参考。

技术特征：

1.一种曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法，其特征在于，所述的将综合曲线设计线形基于线形曲率变化划分为顶推区(1)和拼装区(2)，包括：

3.如权利要求1所述的曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法，其特征在于，所述的在顶推区(1)的延长线上设置辅助拼装区(3)，包括：

4.如权利要求3所述的曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法，其特征在于，所述的根据综合曲线设计线形参数，确定辅助拼装区(3)的设计里程长度，包括：

5.如权利要求3所述的曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法，其特征在于，所述的根据综合曲线设计线中顶推区(1)的设计线形，确定辅助拼装区(3)的设计线形，包括：

6.如权利要求4所述的曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法，其特征在于，综合曲线设计线中顶推区(1)为圆曲线或者直线。

7.如权利要求4所述的曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法，其特征在于，若综合曲线设计线中顶推区(1)设计线路曲线为直线形式，则顶推区(1)曲率相同延长线上设置辅助拼装区(3)的端点坐标(xz,yz)为：

8.如权利要求4所述的曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法，其特征在于，若综合曲线设计线中顶推区(1)设计线路曲线为圆曲线形式，则顶推区(1)曲率相同延长线上设置辅助拼装区(3)的端点坐标坐标(xz,yz)为

9.如权利要求3所述的曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法，其特征在于，根据辅助拼装区(3)的线形建立桥位坐标系，包括：

10.如权利要求9所述的曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法，其特征在于，所述的在拼装和顶推过程中基于桥位坐标系进行跟踪测量和线形控制，包括：

技术总结
本发明涉及桥梁施工领域，具体涉及一种曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法，该曲线桥梁异位拼装及顶推线形控制方法，包括以下步骤：将综合曲线设计线形基于线形曲率划分为顶推区和拼装区；在顶推区的延长线上设置辅助拼装区；根据顶推区和辅助拼装区的线形建立桥位坐标系，并在拼装和顶推过程中基于桥位坐标系进行跟踪测量和线形控制。能够解决现有技术中曲线桥梁的拼装和顶推线形控制难度大，易出现拼装线形偏差较大和顶推偏离轴线较远的情况，导致支点脱空或偏离加劲位置而造成结构局部失稳和破坏的问题。

技术研发人员：王吉,于德伟,杨文树,牛康康,吕宏奎,彭旭民,黄峰,罗力军,彭应川,李苏洋,侯澳星,闫彬,高天翔,薛子硕,赵毅刚
受保护的技术使用者：中铁大桥科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19