简支体系系杆钢箱拱桥关键施工技术.docxVIP

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简支体系系杆钢箱拱桥关键施工技术

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摘要：以云南大永高速金鸡达旦桥的主拱施工解决方案为实例，论述了悬浮式系杆拱桥采用缆索无支架施工的关键技术，供同类桥梁建设借鉴。

关键词：系杆钢箱拱缆索吊装扣索扣塔

一概述

金鸡达旦河大桥位于华坪至丽江高速公路K74+020处，为跨越达旦河及二级道路所设，是整条路线的控制线工程之一。全桥纵断面位于1.6%的上坡段上，主桥为265米下承式钢箱系杆拱桥。

拱肋轴线线型采用悬链线，理论拱轴线拱脚水平距离为L=265m，矢高为f=53m，矢跨比为1/5，拱轴系数m=1.3；两拱肋轴线横向间距为30.6m。两片拱肋通过4道K型风撑和2道一字型风撑连为一体。上下游拱肋沿桥轴立面分为25个吊装节段。标准吊装节段在桥轴立面水平线上的投影长度10.8m，合拢段在桥轴立面水平线上的投影长度4m。单肋吊装最重节段为80t。

拱箱采用钢箱截面，宽2800mm，高度为变高，其中拱脚高4500mm，拱顶4m范围（水平投影长度）为3500mm高，变高范围采用水平投影长度上线性渐变。

图1金鸡达旦河大桥主桥总体立面布置图

为满足施工过程及成桥后的需要，全桥设施了永久支座和临时支座。永久支座采用4个摩擦摆式减

隔震支座，单个支座设计竖向承载力为70000KN，减隔震位移为400mm，支座曲率半径为6m,摩擦系数为0.03，分为GD型，DX型和SX型。固定方向设计减隔振力为14000KN。

图2拱座支座立面布置图

主桥成桥结构为内部超静定外部简支体系，根据本桥施工方法及工艺特点，在拱座与墩身间除设置永久支座外，在施工过程中设置临时水平抗推力支座和临时竖向支座，其中临时水平抗推力支座是为抵抗拱肋合拢前扣索产生的水平推力及拱肋合拢后系杆张拉前拱肋自重产生的水平推力和竖向力。

（1）临时水平抗推力支座采用GPZ(II)15SX支座，此支座在成桥后拆除；

（2）临时竖向支座采用GPZ(II)5SX支座，此支座在系杆N1、N2张拉完成，拱肋合拢扣索松弛后拆除。

桥位处河沟深度达40余米，不具备支架施工条件，设计论证采用缆索无支架拱肋斜拉挂扣施工。缆索吊装系统的设计及配套拱座受力体系的转换时本桥施工阶段考虑的重点。

二、缆索吊装系统设计关键技术

缆索吊装系统需要满足的要求：

（1）满足拱箱、桥面格构梁吊装之结构需求；

（2）吊装系统布置、拆除时间段，满足工期要求；

（3）吊装系统对引桥施工影响最小；

（4）满足经济性要求。

经多方案论证后，缆索吊装系统总体布置如图3所示。

图3金鸡达旦河大桥缆索吊装总体布置图（单位：cm）

2.1吊塔设计

支撑系统采用扣塔上设置吊塔方案，为减小缆索吊装系统运行过程中受到前后不均衡水平力对扣塔的影响，将索塔较接于扣塔之上，吊塔设计如图4所示。

图4金鸡达旦河大桥缆索吊装系统索塔布置图（单位：cm）

索塔高14.99m，横桥向宽度：44.36m，顺桥向宽度2.5m。塔身采用钢管立柱+顶部型钢塔头，为减轻自重同时满足强度要求，横梁采用双层贝雷桁片，横梁与塔头型钢先销接再焊接。塔顶分配梁采用I45B工字钢纵横向搭设组合

成索鞍平台。为满足吊装需要，在拱箱安装阶段，主索索

鞍对称布置在桥轴向两侧13.9m位置，拱肋合拢后，主索

索鞍外移4.3m。索鞍外移在纵向工字钢上设置挡块，采用

千斤顶推移滑动。

2.2扣塔设计

2.2.1设计构造

扣塔采用双立柱结构形式，立柱间设置两道横梁。两岸扣塔顶标高相同，两岸扣塔高度为大理岸102.44m(永胜岸85.44m)。

图5扣塔布置图（单位：cm）

扣塔采用钢管塔柱结构，主立柱单元采用4根Q345B的?560×10mm螺旋钢管，单件标准长度12mm，塔顶为满足扣索锚梁布置需要，长度调整为3.8m，主立柱单元间均采用栓接。立柱平联和斜撑采用?219×6mm无缝钢管，锚箱段局部加强斜撑采用?350×10mm无缝钢管。

立柱间横梁长30.48m，采用4根?219×6mm无缝钢管做弦杆，立杆及斜杆均采用?219×6mm无缝钢管，所有接头采用焊接。

为满足抗风需要，立柱间用?560×10mm螺旋钢管设置“米”字斜杆。

2.2.2结构分析

索塔对扣塔最大压力（支点反力）：

内侧：V1=2111kN,H1=456kN（向内）;

外侧：V2=1155kN,H2=458kN（向内）;

营运风荷载：《风荷载计算表》取值加载。

扣塔分析结果如图5.1~图5.4所示。

图6扣塔立柱钢管应力图图7扣塔连杆钢管应力图

图8扣塔塔顶型钢应力图

（1）主钢管容许承载力计算

主钢管采用?559×10mm螺旋钢管，材质Q345。

钢管长系比：λ=L0/i①

i=

代入公式①得

λ=L0/i