莲沱大桥钢管拱肋竖转吊装的方案设计与施工.docxVIP

莲沱大桥钢管拱肋竖转吊装的方案设计与施工王道斌3彭济南3 3陈佑新3 3 3薛继连3 3 3 3摘 要 莲沱特大桥是三峡工程对外交通专用公路上的重点工程之一。该桥主桥为三跨中承式钢管混凝土拱桥。本文详细介绍了该桥钢管拱肋竖向转体吊装的方案设计以及吊装施工中的工艺流程和施工技术要点。关键词分类号莲沱特大桥 钢管拱肋 竖向转体吊装法 吊装方案 施工技术U 448. 222承式无铰拱, 两边跨为上承式一端固定另一端铰支拱( 见图1)。主拱肋为两根, 断面为哑铃形, 由直径为1. 2m 的上、下钢管和腹腔构成, 肋高3. 0m 。两拱肋之间设有 钢管混凝土横斜撑联系。拱桥用钢量约900 t。1概况莲沱特大桥位于湖北省宜昌县莲沱镇。该桥全长89m , 桥 面 宽 20m , 主 桥 为 净 跨 48. 3m + 114m +341.48. 3m 的三跨悬链线式钢管混凝土系杆拱桥, 中跨为中图1莲沱特大桥全桥布置图综合以上几种吊装方案, 扒杆吊装具有以下几个显 著特点和优点: ( 1) 半拱拼装胎架较低, 便于施工; ( 2) 无需大型吊装设备; ( 3) 在胎架上静态施焊能够保证焊2钢管拱肋吊装方案比选2. 1方案比选在该桥施工时, 国内钢管拱桥的施工实例还不多,可供借鉴的资料很少。经参考仅有的几座钢管拱桥的施 工及国外的文献资料, 提出了以下几种吊装方案供比 选: ① 缆索吊装方案; ② 水平转体方案; ③ 满堂支架方 案; ④ 扒杆吊装方案。通过认真论证认为: 缆索吊装法 需要大跨度大吨位的缆机, 一是受桥尾场地所限, 二是造价较高; 水平转体法施工与该桥中承式的结构形式不 相配合, 且无平衡配重墩; 满堂支架法施工一是需要大 量支架材料, 二是工期也较长; 而扒杆吊装方法可以克 服上述方法的缺点, 且操作容易、工期快、造价省。故决 定采用扒杆吊装法施工。2. 2 扒杆吊装的特点和优点接质量和成拱后的拱轴线精度; ( 4) 扒杆拆除后可用作拱上立柱, 扒杆背索的地锚可利用桥台, 节省了工程造 价; (5) 工期较短。扒杆吊装系统总布置图见图2。3钢管拱肋竖转扒杆吊装的设计与检算扒杆吊装的总体思路是: 先将中拱分成两个半拱在 地面胎架上焊接完成 (包括横斜撑及附件安装) , 经过对焊接质量、几何尺寸、拱轴线型等验收合格后, 由竖在两个主墩顶部的两付扒杆分别将其拉起, 在空中对接合拢(见图2)。由于两边拱拱下地形、地质条件较好, 故边拱拱肋 直接由吊车在胎架上就位拼接。3 副教授, 050043, 石家庄铁道学院3 3 3 3 3 3 3 3 高工, 101400, 铁道部第十六工程局莲沱大桥钢管拱肋竖转吊装的方案设计与施工 王道斌 彭济南 陈佑新 薛继连19图2 扒杆吊装系统总布置示意图扒杆吊装系统设计的主要技术关键为: 起吊及平衡系统的设计; 扒杆的设计; 扒杆背索及主地笼的设计; 拱 脚旋转装置的设计等。下面分别作以介绍。3. 1起吊过程中扒杆系统各部最大受力计算 由于中拱拱顶有一横撑, 为了避开横撑位置, 将合统包括: 平衡梁、吊索、吊攀等。起吊系统的设计与检算: 根据起重索受力 P 2 的值,起吊系统选用2对200 t 的滑轮组, 起重索选用 d 39 ( 6×37) 的交互捻钢丝绳, 采用双联穿法, 通过平衡梁上的导 向滑轮将两对滑轮组串联起来。每对滑轮组绕8圈钢丝 绳, 共有34道钢丝绳受力 ( 见图3)。经计算得到2个跑头的拉力均为 T = 14. 2 t, 故选用2台20 t 的卷扬机。起重索 的安全系数为 K = 5. 55 ( 5)。平衡系统的设计与检算: 平衡梁采用 ?36 的16M n钢板焊接而成, 上下端的吊耳通过轴销分别与起重索和 吊索的滑轮相连 ( 参见图3)。经检算平衡梁具有足够的强度, 并具有较大的刚度, 在起吊过程中起到一个刚性扁担的作用。根据 P 1 的值, 吊索选用 d 56 ( 6 ×37 ) 交互捻钢丝 绳, 每边走6道, 两边等长且在起吊过程中保持定长。吊 索与拱轴线之间的水平夹角为14°。经检算, 吊索的安全 系数为 K = 6. 12 ( 6)。吊攀设计为双吊耳型。吊耳采用 ?36 的16M n q 钢 板, 直接焊于拱肋上。为了加强与拱肋的连接, 内外侧均设计了弧形板和加劲板。轴销为45号铸钢切削而成。根 据吊索长度计算出吊攀轴线与垂线之间的夹角为34° (见图4)。3. 3扒杆的设计与检算扒 杆 的 结 构 设 计 如 图 5 所 示。两 根 立 柱 采 用 由16M n q 钢板卷制的 800mm ( ?16mm ) 的钢管组成, 顶 部横梁为钢板箱梁。扒杆的计算高度为35m , 顶部立柱拢接头断面取在拱顶偏向宜昌侧