核桃沟大桥拱箱吊装施工技术

核桃沟大桥拱箱吊装施工技术

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1、核桃沟大桥拱箱吊装施工技术  摘要:本文以重庆市云阳县的核桃沟大桥为例,从悬索吊装系统的总体布置、试吊装前的准备工作、试吊方案、拱肋安装方法等方面详细介绍了拱箱吊装施工技术。  关键词:桥梁;拱桥;缆索吊装;施工技术  中图分类号:U416文献标识码:A  1.工程概况  核桃沟大桥位于重庆市云阳县,是云万高速公路云阳互通连接线上的一座大型桥梁。主桥结构为净跨100m钢筋混凝土箱形板拱桥,引桥为20m简支预应力带翼小箱梁,桥跨组合为4×20m(黄石岸)+100m+2×20m(双江岸),桥总长236m。桥面净宽:2.0m人行道+净-8.0m+2.0m中央分隔带+

2、净-8.0m+2.0m人行道,桥梁全宽22m。核桃沟大桥总体布置如图1和图2所示。12  在其结构中,主桥上部所采用的结构是钢筋混凝土等截面悬链线箱形板拱。它的主孔的跨度为100m,净矢跨比1/4,拱轴系数m=1.543。它的主拱圈内,有一个高度为1.8m的拱箱。在这个拱箱内,预制拱箱的高度为1.7m,现浇顶板厚0.1m;拱圈顶宽19.6m,由11片1.5m宽中箱及2片1.55m宽边箱构成,图2为拱圈横断面尺寸图。在设计当中,每片箱肋分5段预制吊装合拢,节段最大吊装净重量45t。全桥共需预制安装拱箱65段。拱箱节段全部吊装完成,等完成接头焊接之后,对纵横接缝及

3、顶板现浇层混凝土进行浇筑,保持拱圈的整体性。  2.悬索吊装系统的总体布置  参考核桃沟大桥实际的地形状况,将吊装主索跨设计为282.77m。其中,黄石岸塔被架设在①号桥台的台尾旁边;双江岸塔被架设于⑧号桥台台后42m处。将拱箱预制场设置在⑧号桥台与索塔之间,利用轨道平车,可以将预制好的拱箱节段横移至天线下方起吊。两岸主锚碇为钢筋砼桩式锚碇,用于主索、二扣扣索、工作索及塔架后风缆等的锚固;两岸一扣扣索分别利用引桥墩进行锚固。在拱箱安装系统中,使用的是单组主索,同时按照吊箱肋位置在塔顶进行横移。在这个过程中,由于桥梁的宽度比较大,所以在主索横移后,拉索会给塔架造

4、成较大的横向水平力。为减少这种荷载力,需要主索在主锚碇上的锚固位置上横移3次,之后产生的后拉索横向水平分力也需要采取一定的措施解决,通常需要借助塔架的刚度或者是设置塔架横向风缆的方式来解决。图3为缆索系统总体布置图。  (1)主索  运输主索采用4φ56.5mm(6×37+FC)钢索,公称抗拉强度1670MPa。主索正对所安装肋布置,并随安装程序进行横移。主索跨径L=282.77m,空索垂度f0=14m,按引桥主梁计算重量66.4t(含吊具及冲击系数),吊重最大垂度fmax=22.905m,最大张力Tmax=215.530t,安全系数K=3.04>[3];拱肋

5、计算重量60t(含吊具及冲击系数),吊重最大垂度fmax=22.412m,最大张力Tmax=200.960t,安全系数K=3.26>[3]。  (2)扣索  单肋合拢共4道扣索,扣索采用(6×1237+FC)钢索,公称抗拉强度1670MPa;两岸一扣采用1φ43mm钢索,二扣采用2φ43mm钢索,扣索张力安全系数按大于3控制。  扣索张力利用《微机结构分析通用程序SAP2000》按空间梁单元计算,拱脚与各分段点按铰接考虑,风缆用两端铰接梁单元模拟,每道风缆按初始张力5t进入计算,风缆初张力用单元初始应变模拟。在计算过程中,每岸按扣挂拱脚段、第二段和拱顶合拢段分

6、别进行计算,每道扣索按各阶段的最大索力控制设计。计算合拢状态时,按规范合拢段计入一半重量。  扣挂系统计算模型如图4所示,各阶段扣索力计算结果见表1。可见,各扣索安全系数皆满足大于3的规范要求。  两岸一扣及黄石岸二扣扣索与扣点捆绑千斤绳的连接采用H板及转向轮;双江岸为拱箱起吊岸,为便于单肋合拢拱箱出台,二扣扣索利用扣架将两根钢索分开,拱箱从两根扣索之间吊运通过。扣索采用滑车组卷扬机调整。  (3)起吊、牵引索  拱箱两个吊点抬吊,起重索采用φ19.5mm(6×37+FC)的麻芯钢索,公称抗拉强度1670MPa,钢绳破断拉力为19.65t。起吊滑车组走12线布

7、置,跑头拉力F=3.276t,安全系数K=6.0>[5],采用5t中速卷扬机做起吊动力。  吊拱箱阶段最大牵引力W=14.041t,选用φ24mm钢索,滑车组穿4线布置(不含来回线通线),跑头最大拉力F=3.767t,安全系数K=7.79>[5],采用8t中快速卷扬机作为牵引动力。  (4)拱箱浪风绳12  在使用2φ19.5mm钢索的过程中,要控制好风缆和地面的夹角,一般以30°左右为宜,而水平面投影与桥轴线夹角则以控制在50°左右为宜;为减少风缆垂度的影响和风力作用下的拱肋的横向位移,每道风缆安装张力按5t控制。  (5)塔架  塔架用M型万能杆件组拼,考

8、虑塔架较宽,设计塔架为三柱式;两岸塔架

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