南盘江特大桥劲性骨架斜拉扣挂悬臂拼装索力优化及线形控制.pdf

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1、2013年第1期缬沪川芝材．163．‘—1I●_J’，⋯笙!!鲞：望篁!!!塑翌塑苎丝“口，zB“f蜘堡^缸胞一口厶2013年2月DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2013．01．075南盘江特大桥劲性骨架斜拉扣挂悬臂拼装索力优化及线形控制杨长京(中铁十八局集团第四工程有限公司，天津300485)摘要：南盘江特大桥是云桂铁路全线的重难点控制性工程，也是世界铁路中斜拉扣挂+分环分段组合法模注拱圈混凝土最大跨度的混凝土拱桥，主桥为单跨416m上承式钢管外包混凝土拱桥。大桥劲性骨架采用斜拉扣挂式无支架缆索吊吊装工艺进行施

2、工，施工过程中对有限元“零位移法”计算方法进行了优化，通过有限元分析软件对劲性骨架安装过程中的索力进行优化计算，对骨架线形起到了有效控制，为解决同类型大跨度拱桥的劲性骨架施工提供了参考。关键词：南盘江特大桥；劲性骨架；索力优化；线形控制中图分类号：u448．2l+4文献标志码：B文章编号：1672—40ll(2013)0l一0163—041工程概述1．1工程设计概况新建云桂铁路南盘江特大桥位于云南省丘北县和弥勒县交界处，为跨越南盘江而设，大桥设计里程范围：DK600+567．76一DK601+420．19，中心里程：DK印1+088，全桥

3、长852．43m，全桥共9个墩台，最大墩高102m，引桥基础全部采用桩基础，主桥5号拱座采用复合地基，6号拱座采用扩大基础，全部采用钻孔桩基，主桥采用l×416m上承式钢筋混凝土拱桥，引桥及拱上孔跨布置为3—42m连续梁+(60+104+60)m连续刚构+2联4—39．5m连续梁+2—60mT构+l一42m简支梁。图l南盘江特大桥孔跨布王图(单位：m)拱圈立面为悬链线，拱轴系数m=1．8，拱圈跨度为416m，矢高99m，矢跨比l／4．2，拱圈为单箱三室的变宽度箱型截面，拱圈采用等高度8．5m，拱圈宽度拱顶水平长度286m范围内为20m等宽

4、，从拱脚至拱顶65m范围内，拱圈宽度由28m线性变化至20m，拱箱中间箱室采用9．8m等宽截面，左、右两侧边箱箱宽采用4．1～9．1m的变宽度。湍，弋陌硼鬟．oA．Z。叁占y5Cj彦300≯jO弋》＼，飞幽目矿r。)呐i～oN沁墨鳓监b【·i80【350【伽罐50【l31。1118001l图2拱圈等宽段截面图图3拱圈拱脚部位截面图1．2地质和气象条件桥位处位于构造剥蚀地貌区，上覆第四系坡残积粉质粘土(Q4d1+e1)，下伏基岩为三叠系中统法郎组上段(12m)，泥质页岩、泥岩夹粉砂岩；下段(12m)为灰岩及泥灰岩。本线所经地区属亚热带湿润季

5、风气候区，其气候特点是温暖湿润，雨量充沛，年平均气温16．4℃；年平均风速为1．8Ⅱ∥s，最高风速14n∥s。2劲性骨架安装总体方案拱肋节段顺桥向半跨分为19个节段，中间设置1个合龙段，全桥共计39个节段，吊装时为整节段吊安，最大吊装重量约125t。拱肋节段安装采用斜拉扣挂式无支架缆索吊吊装方案，安装采用两岸对称悬拼．每半跨拱肋19个节段，每两个吊段设置一道扣索进行固定。全桥共设置正式扣索40根(南宁侧和昆明侧各20根)，共设锚索48根(南宁侧20根、昆明侧28根)，扣、锚索均采用7妒(埘15．24，Rby=l860MPa)钢绞线束。2．

6、1吊装顺序第一步安装第l节段劲性骨架，就位后对称安装并张拉扣索1，同步安装并张拉对应锚索；第二步安装第2节段劲性骨架，就位后应及时采用外法兰高强度螺栓连接，在后一拼装节段扣索张拉后根据监控监测结果调整线形后对接头进行焊连；第三步安装第3节段劲性骨架，对称安装并张拉扣索2，同步安装并张拉对应锚索；第四步安装第4节段劲性骨架，就位后应及时采用外法兰高强度螺栓连接，对接头进行焊连；重复前述工序，直至完成安装第19节段劲性骨架，对称安装并张拉相应的扣索和锚索，所有悬臂在后一拼装节段扣索张拉后根据监控监测结果调整线形后劲性骨架节段安装完成，等待合龙

7、。桶z黛／J，_瞄弋胆￡塑L塑名瓣产b嫠F日一薯r怔酉_[工¨l瓯酬：，硼【6105【9368lb3，44120图4劲性骨架施工总体布置图(单住：cm)2．2骨架合龙骨架合龙采用强制合龙，先按设计尺寸加工嵌填管，在清晨气温稳定时，通过扣索调整合龙口长度、角度、标高至可以连接法兰螺栓，安装法兰螺栓并调整合龙口至设计长度，安装嵌填管至合龙口，并将管口与弦管管口施焊，完成劲性骨架的合龙。2．3拆索骨架合龙后，按照从S10至Sl(SlO—S8一S6一s4一S2一s9一S7一S5一S3一s1)的顺序两岸对称分级松除扣索，扣索拉力分5级放松，每级松l

8、／5，没松一级暂停15—20min后，测试各项数据，经确认合格后再进行第二级放松，循环直至扣索拆除。3索力调整及线形控制3．1计算原理采用斜拉扣挂式无支架缆索吊吊装方法进行钢管混凝土桥拱肋骨架