乌龙江特大桥主墩吊箱设计要点 乌龙江特大桥主墩吊箱设计要点
张宏虎,樊建虎
(中铁建设投资集团有限公司,福建 厦门 361000)
摘 要:乌龙江特大桥跨风、雨季节施工时间长,工期非常紧张,主墩基础施工受各种条件限制,施工难度大,采用单壁钢吊箱进行设计与施工,节省材料,速度快。文章对乌龙江特大桥主墩吊箱设计要点进行了论述。
关键词:主墩吊箱;单壁;设计要点
1工程概况
新建福厦铁路乌龙江特大桥跨越乌龙江,位于324国道乌龙江公路桥上游约220m处,全长868.178m。上部结构桥跨布置为5×32m简支箱梁+(80+3×144+80)m连续梁+3×32m简支箱梁。6、7、8、9#四个主墩基础采用16根D2.5m钻孔灌注柱桩,行列式布置。主墩承台为台阶式,下台阶厚5.0m,平面尺寸为20.5×19.6m,上台阶厚2.0m,承台底标高-3.106m,基础布置图如图1。
图1基础总体布置图
2工程特点
(1)水文条件。桥位处水位受潮汐影响,洪水高潮为5.38m,十年一遇水位为4.48m,乌龙江口为强潮陆相河口,潮型为正规半日潮型,每年在农历7、8月份间为年大潮期,每月农历初三、十八前后月潮期,每天两涨两落,出现两次高潮两次低潮。
(2)气象条件。每年4~9月份为乌龙江汛期,其降雨量占全年的69%~77%。日降雨量在302~445hm之间,降雨多集中在4~6月份,8~9月份为台风季节,易形成雷雨。
(3)通航情况。本桥所在河段为通航河段,桥位处为两航道交叉处,常年通航30t左右的客班船,乘潮可通航300t级船舶,汛期可通航500t船舶。
(4)工程特点。①基础为深水基础,地质条件复杂,施工技术难度大;②工期紧。根据总体施工组织设计要求,承台吊箱施工无法避开汛期施工。
3吊箱设计
6、7、8、9#墩承台尺寸相同,下面以首先施工的7#墩吊箱为例介绍其设计。
(1)设计参数。设计取最高潮水位+4.0m,最低潮水位-1.5m,设计流速V=2.0m/s,吊箱设计风压W=1.347kN/m2。
(2)吊箱结构设计要点。采用单壁吊箱,吊箱侧板与侧板采用传统的螺栓连接,吊箱侧板和底板采用拉杆对拉,侧板上设置上、中、下三层导环,用作加劲圈梁,兼作吊箱侧板与侧板间连接。吊箱在钢结构车间制造,在两艘300t铁驳上拼装,浮运至墩位处用浮吊整体起吊安装(见图2)。
图2吊箱结构总体布置
①底板。吊箱底板采用6mm面板,井字梁结构,H型钢作为受力主龙骨,主龙骨间横向次肋采用∠75×8×75mm角钢,间距0.375~0.39m。横桥向主龙骨为主梁,共设置8道,每道由通长HN400×200型钢组成,顺桥向龙骨为次梁,间距约为1.20m。主龙骨和次肋均布置在面板上面,为便于焊接后底板翻身和运输,底板分为4块。底板和侧板之间无螺栓连接,底板和侧板间采用直径为22mm的圆钢作为拉杆拉紧。拉杆下端与底板主肋连接,上端与一道外圈梁连接(见图3)。
图3侧板与底板连接
②侧板。侧板采用单壁结构,为肋板式焊接结构,面板为δ=6mm钢板,竖楞均为I22a工字钢,间距为610mm左右,水平加劲肋为∠75×75×8角钢,侧板制作时分成左右对称的两块,单块侧板重量10t左右。为抵抗侧板承受的水平荷载,吊箱在侧板外侧标高为-0.10m处设置一层导环。为便于拆卸倒用,侧板在铁驳上拼接完成后,导环通过连接板用螺栓连接形成闭合结构。
③内支撑系统。为保证吊箱在整体起吊和混凝土浇筑时平面几何尺寸不变,吊箱在标高为+3.60m、+2.10m、-0.10m侧板处设置三层内支撑,并形成桁架结构以加强整体刚度。底层桁架在承台混凝土范围内,圈梁设在侧板外侧,由HN400×200型钢组成的水平环,支撑桁架采用H型钢,与圈梁间利用螺栓连接,利于侧板拆除。中、上层圈梁设在侧板内侧,支撑桁架由双根槽钢组成的组合杆件,各杆间及与圈梁间均焊接连接。④吊挂系统。吊挂支撑系统由吊挂分配梁、底板抗浮支撑杆及钢护筒组成,吊挂分配梁的作用是承担吊箱安装的电压相比较,经过运放OP07比较放大后,作用在功率管2N3055的基极,从而使系统的输出电压趋于稳定。
2.3稳压模块设计方案
稳压模块是由运放OP07、三极管、功率三极管三部分组成。运算放大器的第4引脚供-17V直流电,第7引脚供+17V直流电。数控量经D/A模块与稳压模块的运放OP07正输入端连接,反馈电压与运放OP07负输入端连接。运放OP07的输出电压随着D/A的输出电压变化而变化。运放OP07输出电压经过两级放大后,作用在功率三极管的基极,从而的改变功率三极管2N3055的输出电压。而输出电压经过采样后,反馈回运放的反向输入端,数控电压与反馈电压经过运放的再次比较放大后,作用在功率管2N3055的基极以改变其导通率,从而稳定系统的输出电压,并与输入的电压成1/3的比例。
3系统软件设计
3.1系统软件设计思路
当系统上电之后,分别对单片机的GPIO、D/A转换以及LCD1602进行初始化操作,并且对DAC0832赋初值0, DAC0832转换的电流信号经运放OP07后变成电压信号,从而使调整管截止。单片机与LCD界面的实现人机操作界面,可显示本课题具体要求,电压输出状态以及预置电压等界面。
3.2系统软件执行流程
系统程序分为三部分,分别为LCD液晶程序、D/ A转换程序、主程序,在这三部分程序中,主程序起主导作用,负责与各个子程序的接口和检测,并实现人机交互界面和数据输出。当程序开始执行时,系统对LCD液晶程序和D/A转换程序中相对应的接口进行初始化,P2.0、P2.2、P2.4、P2.5,对应的按键名称分别为
。主控器检测到有按键按下时,相对应的GPIO的电平则被拉低,主控器立即记录GPIO的状态并执行相对应的程序。
3.3闭环回路调节
程控出来的电压经过稳压模块中的运放比较放大,再经过两级三极管放大作用后驱动功率三极管,从而调节输出电压。通过反采样电阻对输出电压进行采样,并反馈回运放OP07的反向输入端,再与输入电压相比较后继续作用在功率三级管的基极,实现电压的稳定输出。
4结束语
相比于开关电源来说,数控线性电源是没那么复杂的,但在设计系统时,由于个人的一时疏忽都会耽搁整个设计的进展。目前市场上的数控电源或者稳压电源,大到电压输出可实现0至几千伏可调,输出功率可以去到几百瓦甚至上千瓦。小到拇指到的电源适配器,高频低压稳定输出。
参考文献:
[1]阎石.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,.
[2]康华光.电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,.
[3]郭天祥.新概念51单片机C语言教程——入门、提高、开发、拓展全攻略[M].北京:电子工业出版社,.
中图分类号:U443.22
文献标志码:A
文章编号:1671-3818()09-0231-02