浏览次数：260随着我国桥梁建造技术的进步，组合桥式结构得到了广泛的应用。刚性梁与柔性拱的结合，充分发挥了拱与梁各自在受力方面的优点：梁部承担了梁体的自重，二期恒载及活载由梁、拱共同承担。荷载在梁和拱中产生的内力大多转变为它们之间自平衡体系的相互作用力，使得主要永久荷载不引起对桥墩的水平推力，改善了桥梁受力性能。此结构桥梁的施工关键在于柔性拱的施工，通常大跨柔性拱圈的安装主要有支架拼装法、缆索吊装法和转体法等。采用支架拼装法安装时，需要在跨中主梁搭设高支架，在高空进行拱肋的匹配和焊接，临时措施量大；且由于跨度大，荷载重，大桥主梁强度难以满足要求，需在跨中搭设临时墩，影响航道通航。采用缆索吊装法安装时，高空拱肋扣挂悬拼周期长，遭遇极端天气的风险很高，缆索系统的抗风索和地锚的设置对施工场地和环境要求较，该方法投入大，风险高，施工质量难以保证。常规的转体法存在转体结构跨度小、对多主肋结构的转体施工缺乏研究和应用实例以及合龙过程控制自动化程度较低，精度难以保证的问题。
沪通大桥天生港专用航道桥柔性拱跨度达到336m，拱肋最高点距水面130m，主跨超过之前同类型最大跨度桥梁106.5m；拱圈为三主肋结构，是世界同类桥梁首次采用这种结构；大桥中跨位于天生港航道上，桥下航运繁忙，施工不得对桥下交通造成干扰；桥址处大风天气多发，最高基本风速达38.2m/s。
本技术结合天生港航道桥柔性拱结构和施工环境特点。对施工工艺、装备以及控制系统进行专门设计，主要包括以下三点：（1）提出了超大跨多肋柔性拱结构智能竖转技术，形成了柔性拱竖转施工方法和控制指标体系，成功实现了跨度达336m的三主肋柔性拱竖转。采用三轴同心度测量控制工艺，结合已安装好的边拱肋进行调整，控制三转铰同轴度。柔性拱转体前，对牵引索和背索进行分级加载，加载过程中控制扣塔塔偏量和背索锚固点变形量使柔性拱平稳脱离的支架；在转体过程中，采用位移控制为主，索力控制为辅的双控策略。实时采集拱肋高差和索力等数据，调节液压系统速度，保证三拱肋同步提升；通过理论分析，模拟出柔性拱在转体至任意角度时理想线形下的主副索的索长与索力，规划出柔性拱转体的理论路径，牵引索进行比例动作，主副索按不同角度下的理论索长曲线拟合。从而达到柔性拱均衡受力，另一方面，转体过程中，通过控制塔偏量来保证整个转体系的稳定性；柔性拱合龙时，首先控制主副索进行合龙口标高和转角调整，然后通过合龙口调位装置进行精确对接，调整到位后对龙口临时固结，焊接合龙段。通过以上新型工艺和控制技术，可以有效解决多肋柔性拱转体同步要求高、变形量大、抗风能力差、合龙敏感等难题。
（2）研发了成套多肋柔性拱结构转体智能化装备，该装备集自动提升、下放、主副索索力和位移自动协调功能于一体，成功实现了多肋柔性拱结构的同步提升和均匀协同受力。设计多肋柔性拱结构转体智能化装备系统。柔性拱竖转系统是集合机械结构、液压传动、施工控制和监视报警等多功能于一体的综合性施工系统。专用装备包括提升顶，液压系统和控制系统三部分。采用电液控制集成，可实现提升设备多点同步作业和比例动作，同步精度达到3mm。借助多路传感器检测技术采集系统实时数据，将位移、压力传感和锚固动作控制技术进行融合，实现自动化提升。系统采用自适应PID闭合控制，实现了索力自动平衡，最小行程达到1mm，满足了多肋柔性拱转体的动作同步和精确调位要求，为超大跨多肋柔性拱竖转工艺的实施提供了可靠保障。
（3）研发了柔性拱转体智能控制系统，首次实现了转体全过程几何与受力状态自动跟踪与调控。设计柔性拱转体智能控制系统，软件系统通过对关键参量及施工状态的边界条件进行实时监控与对比，当多工位提升节点偏离预定工位时，系统智能的结合各点位置与力的分布设计与规划方案以及软件内嵌的自适应控制算法，实时对转体过程中的设备同步性能衰弱、设备偏离程度以及液压油缸等执行单元错误进行分析与调整，确保拱肋转体的高精度同步实施与完成。通过系统的界面显示，施工指挥和工作人员能更加清晰的掌握设备的状态，为操作人员下一步动作提供参考和依据。提高了超大跨多肋柔性拱竖转工艺的施工效率、施工决策能力与整体施工安全性。
本技术成功应用于沪通长江大桥天生港专用航道桥柔性拱转体工程，在保证桥梁施工质量的同时，为项目节约了2个月的工期，节约成本1268.4万元，具有显著的社会经济效益。
本技术除了可以解决各类拱桥在不同工程环境特点，不同结构特点下转体施工面临关键性技术难题，其柔性结构多点协同控制技术还可应用于建筑行业各类柔性结构的提升、下放和调位等。为提升我国交通建造行业国际竞争力，交通行业明确指出走节能、环保、安全、高效的绿色与智能发展之路。本技术体现了这一发展趋势，同时推动了桥梁转体技术的进步和革新。该技术的突破，响应了国家建设的发展要求，践行了绿色、环保、智能的发展理念，具有广阔的市场前景。