3-2-51-王容-大跨度钢管拱桥竖向转体施工技术

《3-2-51-王容-大跨度钢管拱桥竖向转体施工技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、大跨度钢管拱桥竖向转体施工技术桂江三桥位于广西梧州市区内,全桥长695m,宽25.6m。主桥为40m+175m+40m三跨自锚中承式拱桥,中孔为钢管混凝土双肋拱,两边孔为钢筋混凝土拱,见图1。图1　桂江三桥主桥立面示意主拱跨度175m,矢高43.75m,拱轴采用悬链线(拱轴系数m=1.347),沿拱轴采用等高度(h=3.3m)等宽度截面(B=1.8m);每片拱肋主要由4根<750mm×14mm的钢管组成(拱脚附近为<762mm×20mm),钢管拱由横向缀板、腹杆连接成双哑铃结构;钢管内填充C50微膨胀混凝土,两边离拱座30m长度范围内,拱肋两边增加2片腹板,腹板

2、内也填充混凝土。2条主拱肋中距17.8m,设6道“K”字形横撑。主拱钢管拱架沿轴线长200m,空管重10000kN。边拱为2片跨度为40m的半拱,拱轴线为抛物线,拱肋为C40钢筋混凝土构件,截面宽度为1.8m,截面高度由2.8m变化到2m,桥面系上承,通过系杆与主跨布置成稳定的自锚结构,系杆锚固于两边拱的端横梁上。2　竖转方案的提出2.1　竖转方案的提出该桥主跨钢管拱施工方案有缆索吊装法、水平转体法、竖向转体法3种施工方案。缆索吊装法施工是该桥设计推荐的方案,分5段吊装合龙,每段吊装重量650kN。该方案有成功的经验借鉴,但需要大跨度大吨位的缆索吊机,临时索塔较

3、高组拼困难,且背索布置引起大量建筑物拆迁。利用缆索系统,在空中实行对接,难度较大,施工周期长,施工质量难以提高。故此方案不可行。水平转体法施工需要大量的施工场地,拆迁量大,故此方案也不可行。竖向转体法施工较好地解决了钢管拱的安装线形。拱肋主要在工厂内焊接,焊接质量可以保证。在施工过程中体系内力容易控制,施工设备自动化程度高,操作方便灵活,安全性好,可靠性高。施工中可协调通航水道,航运不会受到施工的影响。且可减少拆迁量,施工设备、物资及人员投入少,造价低。施工工序简洁,操作规程明确,施工迅速,减少了高空作业量,使安全、质量更有保障。所以本桥施工采用竖向转体法。2.

4、2　整体受力分析竖转系统设计概念是:在两拱脚墩顶设立塔架,塔架顶部设索鞍,牵转扣索前端连接半拱吊点,锚索后端利用边拱端部做支点,安装动力装置。塔架采用六五军用墩构件拼组,动力装置采用穿心式液压连续千斤顶,牵转索采用钢绞线束,在拱座内设一临时铰座,铰轴焊在半拱端板上,形成竖向转动体系。该竖转体系的受力计算简图见图2,施工荷载为:半拱重G1=5000kN,吊具脚手临时荷载G2=200kN,起动动力系数取1.20,则起吊最大荷载为G=1.2(G1+G2)=6240kN。图2　竖转体系受力简图由图2所示几何关系,可计算出在β角不同时竖转起动时各部受力值(施工水位不同),

5、见表1。计算结果表明系统受力随β角(代数值)的增大而减小;β角的变化对塔架的受力影响较大;若β角(代数值)过小则铰轴与铰座对位时,半拱顶端就会落入水中受冲击。为保证施工安全施工时要求β>-8°9′25″(即施工水位大于6m)。表1　β角不同时系统受力序号竖向角β吊索力T/kN塔顶压力V/kN铰座推力H/kN1-8°9′25″74101028061702-6°33′51″73201009061603-4°58′21″7210991061504-3°22′50″7210972061303　牵转系统的设计3.1　拱脚提升对位系统由于施工水位低于拱脚标高,半拱铰轴端必须

6、经过垂直提升、平移,使铰轴与铰座吻合。在墩上安装支架,支架顶部设纵向移动的滑道,利用连续千斤顶垂直提升拱脚与拱座呈水平,再利用200kN倒链牵引承重千斤顶沿滑道纵向移动,完成铰轴就位。待拱肋底端滑至铰座时,以ZCD顶提供辅助动力使其就位,见图3。图3　半拱铰轴端就位系统示意3.2　塔　架根据大桥主拱设计及施工现场地形特征,在每个主墩上分别设置了1组高51m的塔架,塔架采用六五军用墩拼成。塔架设2道横联,每个塔架中心对应拱肋轴线方向,塔脚预埋在拱脚混凝土中,顶部设侧缆、背缆及压塔缆。3.3　竖转牵转系统钢绞线具有强度高,承载力大,延伸量小,变形稳定等优点,可减少在

7、竖转过程中的非弹性变形,所以扣锚索采用高强低松弛的钢绞线。采用大吨位千斤顶做牵转动力,其吨位大,速度快。整个牵转系统控制准确、安全、可靠,其牵转吨位和速度是用传统的卷扬机、滑轮组不可能牵转做到的。3.3.1　竖转动力系统根据受力计算,牵转系统每半拱采用6台QDCL200连续提升千斤顶,3台液压泵站及1套自动控制系统即主控台作动力装置,额定动力达12000kN,牵转能力系数为1.6;牵转扣锚索采用过塔连续式的6束12

8、网。3.3.2　竖转受力