拱桥缆索吊装施工技术分析.docx

??

?

??

拱桥缆索吊装施工技术分析

?

?

?

?

?

??

?

?

?

曾吉策

（重庆交通大学，重庆400074）

摘要：以四川雅安某一拱桥缆索施工方案拟定实践为例，介绍缆索吊装的施工技术，并对施工中稳定性，挠度及拱轴线偏差分析

关键词：拱桥；缆索；吊装方案；分析总结

1、工程概况

此工程实例为40+116+40米的飞鸟式钢管混凝土拱桥，主桥中跨为中承式钢管混凝土拱桥，拱轴线设计为二次抛物线，矢跨比1/4，矢高30.5米,净跨径111.7米。拱肋横桥向设置二片,左右侧距拱肋中心间距30米，拱肋横断面形式为横哑铃形四管桁式，拱肋高3.5m，宽2.0m，主弦管采用φ70cmδ=16mm的钢管,拱肋靠近拱脚处设置9米实心段和4米实腹段，实心段和实腹段钢管间设δ=12mm缀板连成一体，桁架段横向设φ45cmδ=15mm的直联杆，竖向钢管间设φ25cmδ=12mm的直腹杆和斜杆；C50混凝土分别灌注于纵向四根钢管和实心段、实腹段缀板内，剩余均为空钢管。拱肋间设置三道桁架式风撑，平斜风撑分别采用φ30cmδ=10mm及φ20cmδ=10mm的钢管。边跨采用上承式双肋二次抛物线半拱,净半跨31米,拱肋采用2*2.7米的钢筋混凝土结构。

全桥共设44道横梁，其中2道为预应力砼端横梁，42道中横梁。端横梁采用单箱单室截面，采用支架法现浇；中横梁为箱型钢梁，采用Q345C钢预制，钢横梁顶面宽为90cm，底面宽为75.2cm,高度为1.1∽1.75m。

全桥共设吊杆40根,纵桥向间距为4m布置，横桥向吊杆中心距为27m，吊杆为工厂生产，现场安装，由强度为1670Mpa的高强度镀锌钢丝外包双层PE套制成,采用139φ7。锚具采用冷铸锚，吊杆与拱肋采用锚箱连接方案。

桥面板采用悬模现浇施工，与钢横梁通过剪力钉连接，桥面板采用C40砼，厚度为30cm。边跨钢筋砼拱肋采用支架法施工，中跨钢管拱肋每片分5段采用采用“无支架缆索吊装、斜拉扣挂”法施工。

主桥立面图

2、缆吊系统简介

缆索吊机系统是由主索、主索跑车、起重索、起重滑车组、牵引索、起重及牵引卷扬机、锚碇、塔架、风缆等组成。

依据施工场地周边具体环境以及后面的施工计算，该缆索跨分布由北岸至南岸依次为：130m＋200m＋130m。采用单线吊重，塔架横移，跨中最大吊重40t，两端塔架分别设在9#、12#墩外侧地面上，扣索塔与主塔合一，主塔与基础之间采用铰接。主塔高55m，主塔柱采用贝雷片组拚成双柱形式，每根柱采用4组贝雷桁架片所组成，断面2.5m×2.5m,双柱横向净距1m,塔架在横桥向宽6m,顺桥向2.5米。主塔按中心压杆检验。主索分1组，由6根直径47.5mm麻芯钢丝绳组成。最大吊重在跨中的垂跨比f/L=1/15，单组主索最大索力166.3T；塔顶最大位移15cm。后锚固采用重力式锚碇。

2.1主索（承重索）

主索分1组，由6φ47.5mm麻芯钢丝绳组成。主索通过索鞍支承于塔顶并接于两侧后锚处。主索最大矢跨比1/15，安全系数约3.8，单根主索长481m。主索上设有2台30t起吊小车，并设有独立的牵引及起重系统。

2.2扣索、牵引索和起重索

扣索分4组，南北两岸各二组，每组由2φ47.5mm麻芯钢丝绳组成。扣索通过索鞍支承于塔顶并接于两侧后锚处。

牵引索：采用Ф19.5钢丝绳走“4”的方式穿绕，全桥配10t牵引卷扬机两台。为了使同一主索的两台跑车同步运行，在两跑车间连四根Ф19.5的短钢丝绳。

起重索：采用Ф19.5钢丝绳走“12”的方式穿绕，全桥配起重卷扬机两台。

2.3起吊小车

起吊小车分跑车和挂架两部分，跑车为支承于主索，并能在主索上移动的一组滑轮。为减少起吊小车配重及使牵引索和起重索的垂度和主索一致，每20m设支索器将牵引索和起重索支承于主索上。

2.4风缆

缆索吊机的塔架风缆采用横纵风缆，风缆一端固定在地锚上，经过塔架（并在塔顶固定）。一个塔架纵横各四道,风缆采用φ24mm的钢丝绳。

2.5塔架

北岸主塔设在9#墩外侧，塔高约55m,塔架顶标高58.7m；南岸主塔设在12#墩外侧，塔高约47m,塔架顶标高57.6m；主塔均采用贝雷片组拼而成桁架结构，两柱中心距3.5m。顶设刚性型钢横梁，塔柱下端与基础采用铰结,顶部塔架与主索采用固结，主塔按格构式中心压杆检算。

2.6缆索吊后锚碇

缆索吊机后锚为大型混凝土锚锭，吊机主索、牵引索、起重索、前后缆风索均分别设置。

3、方案介绍及施工要点

3.1.1主要施工方法

钢管拱肋、横撑、吊杆、横梁、链杆、立柱、冒梁和预制π板的安装均采用无支架缆索吊装安装，拱圈临时定位采用斜拉扣挂的施工方法。

单根拱肋分十一段制作，十一段吊装，采用空中悬拼方法。拱肋在制作单位预拼和检验合格后，利用运梁设备运至