了解华光潭特大桥4×250kn缆索吊机设计

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1、华光潭特大桥4×250KN缆索吊机设计徐茂芬刘政军(江西省路桥工程有限公司南昌330002)摘要：文中介绍了华光潭特大桥缆索吊机的塔架、地锚、主索等设计。缆索吊装的设计是大桥安装成败的关键，也是工程技术人员十分关心的问题，文中对此进行了阐述，可为类似桥梁施工提供借鉴。关键词：桥梁工程；钢管拱桥；缆索吊装；塔架；承重索；扣索0前言临安市华光潭水库大桥系中承式钢管混凝土拱桥，主跨标准跨径165m，矢跨比1／5，拱轴线形式为悬链线，拱轴线系数m=1.3。主拱肋为竖哑铃形钢管混凝土，肋高3.2m，由上、下二根

2、100cm的钢管通过中间腹杆联接而成桁架结构，拱肋内灌C50微膨胀混凝土。两道拱肋间设六道K型风撑，2道X型风撑和2道V型风撑。吊杆总共27对54根，吊杆采用557（2侧短吊杆共12根用617）高强平行钢丝，吊杆锚具为可更换锚具。全桥共29根横梁，吊杆横梁为预应力混凝土结构，肋间横梁为钢结构。桥面行车道板采用普通钢筋混凝土空心板，桥面由板间铰接缝浇筑混凝土构成连续桥面。桥面铺装采用10cm钢筋混凝土和6cm沥青混凝土。主拱拱座为分离式扩大基础，基底落在完整基岩上。(见图1)图11总体缆索吊装方案的确定

3、由于桥址处地形地势陡峻，且2岸在桥址处成圆弧形，侧缆风无法实施，这样单肋吊装合拢的横向稳定系数4以上的要求无法满足。所以本桥只能采用7节段双肋拼成桁架，由2组主索共4个吊点实施抬吊。本桥缆索吊装起重机按吊装跨度194m计，即2岸门式塔架设在南北岸桥台处，起吊控制重量为拱脚段，因其钢管厚为20mm，且有加强钢板，加劲角钢等，单肋桁片加横撑半重和吊具控制在500KN，故设计为4×250KN整体起吊重量。塔架结构、承重索、扣索以及锚碇和相应卷扬机等设备均以此进行设计布置安排。(见图2)图22塔架设计2.1塔

4、架截面设计门式钢塔架采用E型万能杆件拼装，间距12m，塔高44m，塔架柱截面4m*2m。南北塔架跨度B确定为194m，保证引桥吊装及索吊起重死角10m-15m；挠度f=194/15=12.9m→取13m，（安装主索自然垂度9.5m）塔架高度：H=(481-458)+h1+h2+f=23+4+3+13=43m→取44m2.2塔架稳定性验算见图3：主肢L125*125*10mm组合形式：2*4m，图3由于塔架结构形式及受力情况知，在塔高28m处，x-x轴方向为设计验算控制，N中3500KN，下面进行验算：

5、a)因为塔架下部绞结→长度系数μ=1.0塔架计算长度b)回转半径c)换算长细比查表得稳定系数：d)主肢截面积所以：整体稳定系数：验算通过3承载索、起重索、牵引索、扣索3.1承载索计算主索上受力分2部分：一是均匀载荷，G=gl，由起重索、牵引索、主索3部分自重组成；二是集中载荷，P+Q由所吊物件自重及吊具自重组成；当跑车吊重后，位于跨中平衡状态时主索拉力最大(见图4)。图4取安全系数K=3.5（不考虑冲击系数）则承载绳破断拉力：。根据破断拉力5810KN初步选择钢丝绳直径，再进行验算。选用Φ47.5钢丝

6、绳（6*37-180型）破断拉力R=1240KN单边走6绳，则总破断拉力6R=6*124=7440KN查表得Φ47.5钢丝绳单位重：79.43N/m（主索）Φ19.5钢丝绳单位重：13.27N/m（起重、牵引）所以主索所受均匀载荷力故：主索所受总拉力为：实际安全系数：3.2起重索计算主吊起重牵引选用Ф19.5钢丝绳（6*37-180型），单卷扬机布置，走8绳，起重采用40千瓦5吨中速（40m/分）卷扬机，如图5所示：图5拉力Ф19.5钢丝绳破断拉力R=208KN则安全系数3.3牵引索计算主吊牵引力计算

7、：由于跨度194m较大，牵引绳不便走很多绳，牵引力最大时状态为吊装两边拱肋就位时，此时若牵引力不够可采用备用卷扬机在水平方向加力的方法解决，本桥牵引绳设计为Ф17.5钢丝绳，走4绳，5t慢速卷扬机东西两岸2台收放对应操作。(见图6)图6计算时从3方面考虑：坡度力：回复力：摩擦力：所以总牵引力：3.4扣索计算拱肋钢骨架分7段吊装，每段设两个扣点（上、下游各一个），如图7所示：对拱座O点取矩：扣索1：→取350KN（考虑次边段吊装加载）扣索2：→取500KN（考虑第三段吊装加载）扣索3：→取600KN（考

8、虑合拢时加载）所以：扣索1：选用Ф32.5钢丝绳，走2绳，后滑轮组走8绳，选用Ф19.5钢丝绳，安全系数K=3.6>[3]扣索2：选用Ф43.5钢丝绳，走2绳，后滑轮组走12绳，选用Ф19.5钢丝绳，安全系数K=3.8>[3]扣索3：选用Ф43.5钢丝绳，走2绳，后滑轮组走14绳，选用Ф19.5钢丝绳，安全系数K=3.2>[3]图74后锚碇系统主地锚受力为3方面拉力之和：即，主索拉力、主后缆风拉力、扣索3拉力。拉力：由于地锚受力较大，故采用重力式砼地锚锚