大跨度箱形拱桥斜拉悬臂施工工法.doc

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1、大跨度箱形拱桥斜拉悬臂施工工法1前言斜拉悬臂法施工是拱桥架设最常用的方法，其吊装常采用缆索吊装系统，因此有时也称为缆索吊装。即利用支承在索塔上缆索运输和安装桥梁构件的施工方法。这种架设方法根据缆索吊机的吊装能力，将拱肋分段预制，由缆索吊机先将拱脚段吊装就位，并用扣索将其固定，再依次吊装其余各段并与先吊段对接，直至全部吊装合龙。缆索吊作为一种特殊类型的起重设备，具有其独特的优越性，不受气候和地形的限制，适用跨越深峡谷或深水地区的大跨度拱桥施工安装，在特定的条件下能够发挥其他起重机械无法比拟的优越性。中铁三局集团第五工程有限公

2、司承建的安康危桥改建加固项目獐河沟大桥，平面位于半径R=253.525及R=260的S型曲线内，主跨为70m矢高10m的等截面悬链线箱形拱桥。一孔主拱圈由6片拱箱组成，每片拱箱分为3段预制吊装，合龙成拱，为大跨径无支架箱形拱桥施工积累了成功经验。2工法特点2.1充分发挥缆索吊空中的运输功能，受地形限制小，减少施工便道和运输成本。2.1跨越能力大强，尤其适用跨越深峡谷或深水及航道，不受水深及通航影响。2.3斜拉悬臂施工，索道架设、下部结构施工及拱肋预制同步进行，缩短工期，缆索系统能够重复使用，装拆方便。2.4水平、垂直运输机

3、动灵活，适应性广，施工比较方便稳妥。3适用范围本工法适用于跨越深谷、深水、通航河道或施工时不能中断交通的桥梁工程，利用支承在索塔上缆索运输和安装桥梁构件。4工艺原理斜拉悬臂缆索吊装箱形拱桥施工，根据施工现场的地形地势进行缆索设计、验算后，在两边架设施工塔架，主拱圈分节段从拱脚向拱顶悬臂施工，用斜拉索将悬臂的拱圈拉扣在塔架上，合龙段由主索形成天扣合龙从成拱，每片拱箱可以扁担梁或通过横移索鞍吊装就位。塔架的平衡是由背索及侧向八字缆风来维持，背索或拉在地锚上或拉在边跨上。见图（4-1）   5施工工艺5.1工艺流程5.2缆索设计

4、要点5.2.1施工方案的确定施工前根据拱桥的设计跨径、结构形式、构件重量及吊装数量，结合施工现场的实际地形地势，因地制宜选择吊装方案，拟定缆索吊的设计跨径、塔架高度及塔架的拼装形式等，研究制定可行的吊装方案及施工步骤，进行缆索的设计、验算及拼装，为拱桥施工做好准备。5.2.2缆索吊设计设计时应满足以下要求：预制拱段能方便进入吊装范围；具有足够的吊装净空；为适应拱肋安装“正吊正扣”情况，采用两组主索，索鞍设计为可移动索鞍，以满足拱肋节段的全方位吊装；吊钩下设扁担梁，以满足在进行绞缝施工后对腹拱进行必要的外观修复。缆索设计为整

5、个拱桥吊装施工的关键工序。直接关系到拱桥施工的安全、质量和工期，关系到施工的成败，必须高度重视。由缆索系统、扣索系统、索塔及锚碇组成。缆索系统：缆索系统一般由承重主索、天线跑车、起重索、牵引索等组成。承重索的直径和根数需根据主索跨度和起吊重量通过计算确定。考虑到减少主索的横移次数、加快吊装进度及单基吊装双基合龙等要求，采取使用两组主索的方案，并通过横移主索满足分片吊装；为使每根主索均匀受力，将一组内的钢绳穿过设于锚碇的特制大滑轮，将各根钢绳用索夹连接起来。扣索系统：拱肋在合龙前不是拱结构，斜拉悬臂施工法将扣索与拱肋组成斜拉

6、结构。有“天扣”、“通扣”、“塔扣”及“墩扣”等形式。本工法采用“墩扣”形式，即在拱座上拼装扣塔，悬挂拱肋边段，合龙段采用主索形成“天扣”，通过横移主索，采用“正吊正扣”的方法就位合龙。扣索的使用的目的是调整和控制拱肋的标高，并于缆风一起维持拱肋的横向稳定性。扣索强度设计安全系数取2.0～2.5。塔架:又称索塔。采用斜拉悬臂施工时，有斜拉扣挂和缆索吊装两套系统，对应需要有扣塔和索塔两种塔架。这两种塔架有分离布置和共用两种方案。本工法采取主索塔架（索塔）和扣索塔架分开布置，扣索和斜拉索不受拱肋吊装时主塔架变形影响，有利于拱肋

7、合龙前的稳定性和拱肋线形的调整。索塔由塔脚、塔身、塔顶、索鞍和抗风绳五部分组成，塔架的结构形式、高度根据缆索吊的水平跨度、最大垂度、拱肋顶标高、地面标高等确定。本工法塔架采用M型万能杆件拼装，塔脚采用固结形式，塔顶位移限制值为H/400。塔顶索鞍采用单滑轮式，滑轮直径宜大于15倍主索直径，滑轮轮槽的宽与深均应略大于主索直径，以减少钢丝绳与塔架的摩擦力，减小钢丝绳磨损同时使塔架受到较小的水平力。锚碇：锚碇作为缆索吊装时主要受力系统，它将主索、工作索、抗风、转向滑轮等传来的力传至地层。锚碇的形式根据锚碇受力和所处的地形地质条件

8、通过计算确定。大型吊装施工中，多采用重力式、埋置式、嵌固式锚桩等。后锚的设计由抗拔、抗滑、抗倾覆计算确定。缆索吊设计内容：5.2.2.1根据设计文件及现场实际地形情况确定施工方案，确定缆索吊总体布置方案（设计跨径、主索布置、塔架高程、主索垂度、最大吊重及最小吊装净空等）；5.2.2.2天车设计；5.2.