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        烏龍江特大橋主墩吊箱設(shè)計(jì)要點(diǎn)

        2016-11-24 11:12:56張宏虎樊建虎
        工程技術(shù)研究 2016年9期
        關(guān)鍵詞:施工設(shè)計(jì)

        張宏虎,樊建虎

        (中鐵建設(shè)投資集團(tuán)有限公司,福建 廈門 361000)

        烏龍江特大橋主墩吊箱設(shè)計(jì)要點(diǎn)

        張宏虎,樊建虎

        (中鐵建設(shè)投資集團(tuán)有限公司,福建 廈門 361000)

        烏龍江特大橋跨風(fēng)、雨季節(jié)施工時(shí)間長(zhǎng),工期非常緊張,主墩基礎(chǔ)施工受各種條件限制,施工難度大,采用單壁鋼吊箱進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工,節(jié)省材料,速度快。文章對(duì)烏龍江特大橋主墩吊箱設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了論述。

        主墩吊箱;單壁;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

        1 工程概況

        新建福廈鐵路烏龍江特大橋跨越烏龍江,位于324國(guó)道烏龍江公路橋上游約220m處,全長(zhǎng)868.178m。上部結(jié)構(gòu)橋跨布置為5×32m簡(jiǎn)支箱梁+(80+3×144+80)m連續(xù)梁+3×32m簡(jiǎn)支箱梁。6、7、8、9#四個(gè)主墩基礎(chǔ)采用16根D2.5m鉆孔灌注柱樁,行列式布置。主墩承臺(tái)為臺(tái)階式,下臺(tái)階厚5.0m,平面尺寸為20.5×19.6m,上臺(tái)階厚2.0m,承臺(tái)底標(biāo)高-3.106m,基礎(chǔ)布置圖如圖1。

        圖1 基礎(chǔ)總體布置圖

        2 工程特點(diǎn)

        (1)水文條件。橋位處水位受潮汐影響,洪水高潮為5.38m,十年一遇水位為4.48m,烏龍江口為強(qiáng)潮陸相河口,潮型為正規(guī)半日潮型,每年在農(nóng)歷7、8月份間為年大潮期,每月農(nóng)歷初三、十八前后月潮期,每天兩漲兩落,出現(xiàn)兩次高潮兩次低潮。

        (2)氣象條件。每年4~9月份為烏龍江汛期,其降雨量占全年的69%~77%。日降雨量在302~445hm之間,降雨多集中在4~6月份,8~9月份為臺(tái)風(fēng)季節(jié),易形成雷雨。

        (3)通航情況。本橋所在河段為通航河段,橋位處為兩航道交叉處,常年通航30t左右的客班船,乘潮可通航300t級(jí)船舶,汛期可通航500t船舶。

        (4)工程特點(diǎn)。①基礎(chǔ)為深水基礎(chǔ),地質(zhì)條件復(fù)雜,施工技術(shù)難度大;②工期緊。根據(jù)總體施工組織設(shè)計(jì)要求,承臺(tái)吊箱施工無(wú)法避開(kāi)汛期施工。

        3 吊箱設(shè)計(jì)

        6、7、8、9#墩承臺(tái)尺寸相同,下面以首先施工的7#墩吊箱為例介紹其設(shè)計(jì)。

        (1)設(shè)計(jì)參數(shù)。設(shè)計(jì)取最高潮水位+4.0m,最低潮水位-1.5m,設(shè)計(jì)流速V=2.0m/s,吊箱設(shè)計(jì)風(fēng)壓W=1.347kN/m2。

        (2)吊箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。采用單壁吊箱,吊箱側(cè)板與側(cè)板采用傳統(tǒng)的螺栓連接,吊箱側(cè)板和底板采用拉桿對(duì)拉,側(cè)板上設(shè)置上、中、下三層導(dǎo)環(huán),用作加勁圈梁,兼作吊箱側(cè)板與側(cè)板間連接。吊箱在鋼結(jié)構(gòu)車間制造,在兩艘300t鐵駁上拼裝,浮運(yùn)至墩位處用浮吊整體起吊安裝(見(jiàn)圖2)。

        圖2 吊箱結(jié)構(gòu)總體布置

        ①底板。吊箱底板采用6mm面板,井字梁結(jié)構(gòu),H型鋼作為受力主龍骨,主龍骨間橫向次肋采用∠75×8×75mm角鋼,間距0.375~0.39m。橫橋向主龍骨為主梁,共設(shè)置8道,每道由通長(zhǎng)HN400×200型鋼組成,順橋向龍骨為次梁,間距約為1.20m。主龍骨和次肋均布置在面板上面,為便于焊接后底板翻身和運(yùn)輸,底板分為4塊。底板和側(cè)板之間無(wú)螺栓連接,底板和側(cè)板間采用直徑為22mm的圓鋼作為拉桿拉緊。拉桿下端與底板主肋連接,上端與一道外圈梁連接(見(jiàn)圖3)。

        圖3 側(cè)板與底板連接

        ②側(cè)板。側(cè)板采用單壁結(jié)構(gòu),為肋板式焊接結(jié)構(gòu),面板為δ=6mm鋼板,豎楞均為I22a工字鋼,間距為610mm左右,水平加勁肋為∠75×75×8角鋼,側(cè)板制作時(shí)分成左右對(duì)稱的兩塊,單塊側(cè)板重量10t左右。為抵抗側(cè)板承受的水平荷載,吊箱在側(cè)板外側(cè)標(biāo)高為-0.10m處設(shè)置一層導(dǎo)環(huán)。為便于拆卸倒用,側(cè)板在鐵駁上拼接完成后,導(dǎo)環(huán)通過(guò)連接板用螺栓連接形成閉合結(jié)構(gòu)。

        ③內(nèi)支撐系統(tǒng)。為保證吊箱在整體起吊和混凝土澆筑時(shí)平面幾何尺寸不變,吊箱在標(biāo)高為+3.60m、+2.10m、-0.10m側(cè)板處設(shè)置三層內(nèi)支撐,并形成桁架結(jié)構(gòu)以加強(qiáng)整體剛度。底層桁架在承臺(tái)混凝土范圍內(nèi),圈梁設(shè)在側(cè)板外側(cè),由HN400×200型鋼組成的水平環(huán),支撐桁架采用H型鋼,與圈梁間利用螺栓連接,利于側(cè)板拆除。中、上層圈梁設(shè)在側(cè)板內(nèi)側(cè),支撐桁架由雙根槽鋼組成的組合桿件,各桿間及與圈梁間均焊接連接。④吊掛系統(tǒng)。吊掛支撐系統(tǒng)由吊掛分配梁、底板抗浮支撐桿及鋼護(hù)筒組成,吊掛分配梁的作用是承擔(dān)吊箱安裝的電壓相比較,經(jīng)過(guò)運(yùn)放OP07比較放大后,作用在功率管2N3055的基極,從而使系統(tǒng)的輸出電壓趨于穩(wěn)定。

        2.3穩(wěn)壓模塊設(shè)計(jì)方案

        穩(wěn)壓模塊是由運(yùn)放OP07、三極管、功率三極管三部分組成。運(yùn)算放大器的第4引腳供-17V直流電,第7引腳供+17V直流電。數(shù)控量經(jīng)D/A模塊與穩(wěn)壓模塊的運(yùn)放OP07正輸入端連接,反饋電壓與運(yùn)放OP07負(fù)輸入端連接。運(yùn)放OP07的輸出電壓隨著D/A的輸出電壓變化而變化。運(yùn)放OP07輸出電壓經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大后,作用在功率三極管的基極,從而的改變功率三極管2N3055的輸出電壓。而輸出電壓經(jīng)過(guò)采樣后,反饋回運(yùn)放的反向輸入端,數(shù)控電壓與反饋電壓經(jīng)過(guò)運(yùn)放的再次比較放大后,作用在功率管2N3055的基極以改變其導(dǎo)通率,從而穩(wěn)定系統(tǒng)的輸出電壓,并與輸入的電壓成1/3的比例。

        3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

        3.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思路

        當(dāng)系統(tǒng)上電之后,分別對(duì)單片機(jī)的GPIO、D/A轉(zhuǎn)換以及LCD1602進(jìn)行初始化操作,并且對(duì)DAC0832賦初值0, DAC0832轉(zhuǎn)換的電流信號(hào)經(jīng)運(yùn)放OP07后變成電壓信號(hào),從而使調(diào)整管截止。單片機(jī)與LCD界面的實(shí)現(xiàn)人機(jī)操作界面,可顯示本課題具體要求,電壓輸出狀態(tài)以及預(yù)置電壓等界面。

        3.2系統(tǒng)軟件執(zhí)行流程

        系統(tǒng)程序分為三部分,分別為L(zhǎng)CD液晶程序、D/ A轉(zhuǎn)換程序、主程序,在這三部分程序中,主程序起主導(dǎo)作用,負(fù)責(zé)與各個(gè)子程序的接口和檢測(cè),并實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面和數(shù)據(jù)輸出。當(dāng)程序開(kāi)始執(zhí)行時(shí),系統(tǒng)對(duì)LCD液晶程序和D/A轉(zhuǎn)換程序中相對(duì)應(yīng)的接口進(jìn)行初始化,P2.0、P2.2、P2.4、P2.5,對(duì)應(yīng)的按鍵名稱分別為。主控器檢測(cè)到有按鍵按下時(shí),相對(duì)應(yīng)的GPIO的電平則被拉低,主控器立即記錄GPIO的狀態(tài)并執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的程序。

        3.3閉環(huán)回路調(diào)節(jié)

        程控出來(lái)的電壓經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓模塊中的運(yùn)放比較放大,再經(jīng)過(guò)兩級(jí)三極管放大作用后驅(qū)動(dòng)功率三極管,從而調(diào)節(jié)輸出電壓。通過(guò)反采樣電阻對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣,并反饋回運(yùn)放OP07的反向輸入端,再與輸入電壓相比較后繼續(xù)作用在功率三級(jí)管的基極,實(shí)現(xiàn)電壓的穩(wěn)定輸出。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        相比于開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō),數(shù)控線性電源是沒(méi)那么復(fù)雜的,但在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí),由于個(gè)人的一時(shí)疏忽都會(huì)耽擱整個(gè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展。目前市場(chǎng)上的數(shù)控電源或者穩(wěn)壓電源,大到電壓輸出可實(shí)現(xiàn)0至幾千伏可調(diào),輸出功率可以去到幾百瓦甚至上千瓦。小到拇指到的電源適配器,高頻低壓穩(wěn)定輸出。

        [1]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2006.

        [2]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2006.

        [3]郭天祥.新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程——入門、提高、開(kāi)發(fā)、拓展全攻略[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.

        U443.22

        A

        1671-3818(2016)09-0231-02

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