個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)支井河特大橋鋼管拱肋節(jié)段拼裝施工技術(shù)中鐵十三局集團第一工程有限公司 袁長春內(nèi)容提要：滬蓉國道主干線湖北滬蓉西 （宜昌至恩施）高速公路支井河特大橋主橋為 1-430m 上承式鋼管砼拱橋，其拱肋軸線采用懸鏈線，是目前世界上同類橋梁跨徑最大者 .拱肋縱向分 30個節(jié)段，采用無支架纜索吊機安裝， 兩岸對稱懸拼、齊頭并進至跨中合龍地斜拉扣掛法施工 .介紹了拱肋節(jié)段拼裝系統(tǒng)地施工設(shè)計方案、計算分析等 .b5E2RGbCAP關(guān)鍵詞：拱橋拼裝懸鏈線上承式斜拉扣掛法 纜索起重機1. 工程概況1.1工程簡介湖北滬蓉國道主干線是我國公路主骨架網(wǎng)“五縱七橫”中地“一橫” ，湖北省宜昌至恩施高速公路是其重要地組成部分，是鄂西南地區(qū)必不可少地重要運輸通道 .滬蓉西21合同段工程是該項目中施工條件最惡劣、施工難度最大地工程之一， 其中支井河特大橋位于巴東縣野三關(guān)鎮(zhèn)支井河村一組， 大橋宜昌側(cè)（東側(cè)）接漆樹槽隧道出口，恩施側(cè)（西側(cè)）接廟埡隧道進口，由于橋隧緊密相連，兩側(cè)均為陡峻地懸崖峭壁，交通運輸條件之惡劣、施工場地之狹小、工程之艱巨為全路段之最 .p1EanqFDPw1.1.1 結(jié)構(gòu)型式支井河特大橋中心樁號為 K120+433.507，起點樁號為 K120+170.037，終點樁號為 K120+715.577，橋梁全長 545.54m.主橋為 1-430m上承式鋼管砼拱橋，引橋為簡支梁橋；橋跨布置為 1×36m（引橋）+1×19.1m+19×21.4m+1×19.1m（主橋）+2×27.3m（引橋）.橋臺采用擴大基礎(chǔ)，引橋墩采用樁基礎(chǔ)，過渡墩直接座于拱座上；橋臺身為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，引橋墩（D3墩）為矩形實體墩，過渡墩為鋼筋砼薄壁空心墩，其中D1墩墩身高82.383m，D2墩墩身高73.872m；橋面板采用預(yù)應(yīng)力砼箱梁，先簡支后連續(xù)；橋面鋪裝為6cm防水砼和9cm瀝青砼，全橋在兩過渡墩和兩橋臺位置各設(shè)一道伸縮縫.DXDiTa9E3d主拱橋拱軸線采用懸鏈線，計算跨徑430m，計算矢高78.18m，矢跨比1/5.5，拱軸系數(shù)1.756.拱肋采用鋼管混凝土主弦管和箱形鋼腹桿組成地空間桁架結(jié)構(gòu)，截面高度從拱頂6.5m變化到拱腳13m，拱肋寬度為4m，兩肋間距13m，以20道“米”字橫撐相連.主拱圈鋼管外徑1200mm，管壁厚度：拱腳下弦1/8跨為35mm，1/4跨為30mm，其余下弦及上弦均為24mm，鋼管內(nèi)填充C50砼.主橋拱上立柱為□1400mm×1000mm地鋼箱（內(nèi)壁加勁）與鋼箱橫聯(lián)組成地格構(gòu)體系，高度為 3.153m～71.866m，拱上蓋梁亦為整體鋼箱結(jié)構(gòu).RTCrpUDGiT橋型總體布置見圖 1.1/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)圖1橋型總體布置圖1.1.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1）公路等級：高速公路；2）設(shè)計行車速度：80km/h；3）路基寬度：24.5m；4）設(shè)計荷載：活載：汽車-超20級，掛車-120；溫度荷載：全橋整體升溫：+30℃；整體降溫：-30℃；5PCzVD7HxA5）設(shè)計洪水頻率：1/300；6）地震烈度：Ⅵ度，按Ⅶ度設(shè)防.1.2項目環(huán)境1.2.1 地形地貌支井河特大橋地處構(gòu)造侵蝕溶蝕峰叢峽谷低中山區(qū)， 山頂高程為 1415m，河床高程660m，相對高差755m，地形上屬不對稱“ V”字型峽谷，兩岸地形變化極為復(fù)雜，谷深陡坡、懸崖連綿，整體呈現(xiàn)縱坡陡峻、橫坡起伏變化、切割強烈地幽谷地貌景觀 .東岸沿橋軸線為陡緩相間地折線陡坡，橋面下方斜坡由下至上坡度變化為

45°～30°～20°～45°～64°～73°，橋面上方坡度為

42°陡坡，僅在

760～810m高程為緩坡帶，拱座及橋臺位于

64°～73°急陡坡及陡崖地段，平面投影范圍對應(yīng)地地面高程

850～888m.西岸下方為懸崖峭壁，崖肩高程 855m，以上為 40°陡坡，拱座位于崖肩以上地帶，平面投影范圍對應(yīng)地地面高程887～904m.在高程660～665m段為深切河谷，河流總體由北流向南，河谷谷底寬30m.jLBHrnAILg318國道于擬建橋位北4km以外通過，橋位處交通閉塞，通行條件極差.1.2.2地質(zhì)、水文2/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí) 地質(zhì)巖體裂隙發(fā)育一般，巖性堅硬，整體穩(wěn)定性及持力層條件較好 .從兩岸鉆孔揭露來看，東岸裂隙不甚發(fā)育，西岸地表陡巖邊緣巖體沿節(jié)理松弛開裂、溶蝕，形成穩(wěn)定性較差地危巖體 .xHAQX74J0X 地表水支井河特大橋跨越地支井河，全長數(shù)十公里，流域面積大，總落差

1000余米，平均坡降

18％，年逕流量達億立方米，為常年性河流

.河床寬

30m，水隨季節(jié)變化大，調(diào)查最高洪水位高出河床約

3m，遠低于擬建橋面，對拱橋無影響.據(jù)支井河水質(zhì)分析成果： PH值8.24，硬度111.9mg／Ｌ，礦化度169.98mg／Ｌ，水化學(xué)類型為 HC03·Ca型，屬中性微硬淡水 .參照《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范 (JTJ064—98)》結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)條件綜合判斷，橋址區(qū)地表水、地下水水質(zhì)均較好，對砼無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性 .LDAYtRyKfE 地下水鉆孔未揭露到穩(wěn)定地地下水位，一般為干孔.因此，橋址區(qū)地下水類型主要為季節(jié)性巖溶裂隙水及埋藏較深地巖溶管道水.橋位區(qū)地形切割強烈，橋臺及拱座位分布標(biāo)高較高，地下水徑流及天然排泄條件好，巖溶水位埋藏較深，淺層風(fēng)化、巖溶裂隙季節(jié)性滯水水量極貧乏，對工程施工影響小 .Zzz6ZB2Ltk1.2.3 氣象橋址區(qū)氣候?qū)賮啛釒Т箨懶韵臒岢睗駳夂騾^(qū)，光照充足，降水充沛，嚴寒期短，霧多濕重，最大相對濕度超過 85%，區(qū)域降雨量大，多年平均降水 1084.1mm，多集中于四至八月份 .年平均氣溫 17.4℃，極端最高氣溫 41.6℃，極端最低氣溫 -15.2℃.dvzfvkwMI12.總體施工方案因受到施工空間及運輸條件地限制，拱肋共分成 30個吊裝節(jié)段，節(jié)段長度在 0.6～26.266m之間,水平投影最長為 21.639m(第一節(jié)段)，節(jié)段最大吊重約 281t(雙肋).節(jié)段間采用“先栓后焊、栓焊結(jié)合”地原則連接.本橋主拱肋安裝利用纜索吊裝系統(tǒng)，采用“兩岸對稱懸拼、齊頭并進至跨中合龍地斜拉扣掛法”施工.纜索吊裝系統(tǒng)由纜索吊機系統(tǒng)和斜拉扣掛系統(tǒng)組成 .rqyn14ZNXI3.纜索吊機系統(tǒng)3.1WJLQ3000kN

型無支架纜索起重機3.1.1 概況纜索起重機設(shè)計跨徑 756m，單鉤起吊能力 75t，額定起重量為 4×75t=300t，同等跨度下額定起重量位居國內(nèi)首位 .最大起升高度 Hmax=100m；最小起升高度 Hmin=4m.主索由20根φ62.5mm鋼絲繩組成 “單跨雙索制”，通過穩(wěn)定地板單元結(jié)構(gòu)錨固于重力式錨碇處 .采用先進地“螺旋式摩擦卷揚機”和“增力式自調(diào)平衡運行小車”作為運行和起升機構(gòu)，解決了纜索起重機運行機構(gòu)和起升機構(gòu)運行不穩(wěn)定地問題 .動力源為

4臺

28t

雙筒慢速卷揚機和

4臺

10t

單筒快速卷揚機，牽引速度

0.36～10m/min，起升速度

0.26～3m/min.

總設(shè)計壽命為

12500h，綜合安全系數(shù)

K=3.2，工作級別為

A7

級.纜索起重機總體布置見圖3/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)EmxvxOtOco圖2 纜索起重機總體布置圖3.1.2 組成本纜索起重機主要由組合式索鞍、主索（承重索）導(dǎo)撓系統(tǒng)、牽引索導(dǎo)撓系統(tǒng)、起重索導(dǎo)撓系統(tǒng)、增力式自調(diào)平衡運行小車、定滑輪和動滑輪組、雙鉤回轉(zhuǎn)吊鉤系、懸鏈?zhǔn)街鳈C構(gòu)、動力源（ 10t快速單筒卷揚機 4臺、28t 雙筒慢速卷揚機 4臺），電控柜、防雷系統(tǒng)和重力式錨碇等十一個系統(tǒng)組成單跨雙索制.SixE2yXPq53.1.3 工作原理本纜索起重機采用電控空間調(diào)速運動技術(shù) .在跨度范圍內(nèi)作空間運行，其原理為：縱向移動：是牽引和回空運行 .在電控系統(tǒng)指令下，接收系統(tǒng)啟動電控柜和牽引卷揚機，繞入卷筒地牽引索經(jīng)過一系列導(dǎo)撓后，在索鞍導(dǎo)向滑輪組牽引懸掛式運行小車和起升機構(gòu)，直到需要地位置 .回空時在電控系統(tǒng)地控制下，回空牽引索牽引運行小車，經(jīng)導(dǎo)撓卷入回空卷筒 .牽引索是“一進一出雙繩制”.6ewMyirQFL升降運行：是跨中上下垂直運動 .在電控器地控制下，起重索從 10t 卷揚機卷筒出繩（繩頭固定在對岸索鞍臺車上）經(jīng)導(dǎo)向輪、定滑輪、吊鉤地動滑輪導(dǎo)撓后減速、增力，吊鉤向下運動

.為了避免定、動滑輪組在下降時產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，采用“順繞法” ，（局部“花繞法”）.在機構(gòu)設(shè)計中定滑輪組上增設(shè)四個平衡輪，改善滑輪組中鋼絲繩地受力關(guān)系，克服動滑輪自鎖現(xiàn)象和歪斜現(xiàn)象 .升降運行采用一線制 .kavU42VRUs3.1.4 主要技術(shù)參數(shù)額定起重量：Q=2×750×2=3000kN地雙鉤雙起.建筑跨度和使用跨度（單跨雙索制）：Lj=5+756+5=766m；L=756m；Ls=L-2(L/10)=756-2(756/10)=604.8m.起升高度：本橋跨徑430m，矢高78.18m，矢跨比f=1/5.5，拱肋拱腳高度13m，拱頂高6.5m,根據(jù)此條件設(shè)定了運行小車至吊鉤最小距離h=4.11m,纜索起重機起升高4/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)度H=100m.運行速度：小車運行速度V1=0.36～10m/min，起升速度V2=0.26～3m/min.主索形式：主索采用φ62.5mm地鋼絲繩20根，單跨雙索制.工作級別（GB3811-1983）：總設(shè)計壽命以12500h計算，總地工作循環(huán)次數(shù)2×106利用等級U6,載荷Q3—重,名義載荷譜系數(shù)Kp=0.5,根據(jù)《起重機設(shè)計規(guī)范（GB3811-1988）》,設(shè)計取用工作級別為A7級.主要技術(shù)參數(shù)見表1.y6v3ALoS89表1WJLQ3000KN型無支架纜索起重機主要技術(shù)參數(shù)表項目承重牽引起升荷載10002kN×2=20004kN410×2=820kN750×4=3000kN利用等級A7A7A7滑輪底徑φ412mmφ672mmφ420mm動力系數(shù)ψ1=1.2ψ1=1.2ψ1=1.3鋼絲繩型號8T×36SW+IWR6×36SW+1WR4V×39S+5FC鋼絲繩直徑φ62.5mmφ42mmφ26mm抗拉強度1960MPa1960MPa1870MPa最小破斷拉力3010kN1230kN455kN拉力安全系數(shù)Kmin=2.558Kmin=5.1Kmin=5.1拉應(yīng)力安全系數(shù)Kmin=4.1接觸應(yīng)力安全系數(shù)Kmin=2.3Kmin=3.17Kmin=3.39鋼絲繩折減系數(shù)0.850.850.85速度0～10m/min0～10m/min0.26～3m/min卷揚機型號2JM28F.110A型JK10F26160牽引拉力280kN100kN電機型號YZR280M-6型YZR315S-8型電機功率62kW60kW電機轉(zhuǎn)速N=975r/min733r/min卷筒繩速V=10.023m/minV=25.5m/min容繩量＜48m1600m繩徑φ42mmφ26mm制動器YWZ-400/90YWZ3-315/90減速器ZQ75-40.17-3ZZQ650-12.64-3Z卷筒直徑φ800×1040mmφ620×φ1180×1690mm3.2WJLQ3000KN型無支架纜索起重機設(shè)計計算3.2.1 荷載計算纜索起重機是露天工作， 作用在纜索起重機上主要荷載有自重荷載、 起升荷載、水平荷載、慣性荷載、沖擊荷載、風(fēng)荷載、斜向拉力荷載、碰撞荷載、安裝荷載、試驗荷載、工藝荷載和溫度荷載等 .冰雪荷載5/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)和地震荷載不考慮 .主要地荷載和參數(shù)選取如下： M2ub6vSTnP自重荷載：包括主索自重、牽引索自重、起重索自重、運行小車及滑輪組重、鏈?zhǔn)街飨到y(tǒng)重、索鞍自重、動力源自重 .0YujCfmUCw起升荷載：支井河特大橋鋼管拱肋節(jié)段最大吊重 2800kN（雙肋），吊具重按 100kN考慮，共計起升荷載為PQ=2900kN.eUts8ZQVRd各種系數(shù)：起升沖擊系數(shù) Ψ1=1.0，動荷載系數(shù) Ψ2=1.3，風(fēng)力系數(shù) C=1，風(fēng)壓高度變化系數(shù) kh=2.025，突然卸載沖擊系數(shù) Ψ3=－0.5873，運行沖擊系數(shù) Ψ4=1.1622651.sQsAEJkW5T水平荷載：包括運行慣性力 Ph和水平側(cè)向力 Ps.碰撞荷載 Pb：每一組索道上兩臺起重小車同時運行，設(shè)計上已設(shè)置緩沖器 .但剛體分析法對重量分布和緩沖彈性特性同緩沖力相平衡， 所產(chǎn)生地力和水平慣性力乘以系數(shù) Ψ7等于碰撞載荷 Ψ7=1.2ξ（0≤ξ≤0.5）.GMsIasNXkA3.2.2 設(shè)計計算要點 纜索起重機計算簡圖計算簡圖見圖 3.圖3 計算簡圖 主索（承重索）計算主索設(shè)計采用 φ62.5mm地8t×36SW+IWR型線接觸鋼絲繩，單位重 17.6kg/m，抗拉強度σt=1960MPa，最小破斷拉力為 Fpmin=3010kN，彈性模量 1.16×105，繩截面面積 2086mm2，鋼絲直徑 3.0mm、2.4mm和1.8mm，線膨脹系數(shù) 1.2×10-5.標(biāo)準(zhǔn)抗拉安全系數(shù) K1min=2.5～4，實際抗拉安全系數(shù)為 Kmin=3.01（不考慮鋼絲繩折減系數(shù)）和 Kmin=2.558（考慮鋼絲繩折減系數(shù)） ；標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力安全系數(shù) K2min=2～2.5，實際拉應(yīng)力安全系數(shù)達到 4.1，接觸應(yīng)力安全系數(shù)為 2.3.TIrRGchYzg（1）荷載組合均布荷載 g：由主索自重力 g1；牽引索重力 g2；起重索重力 g3；鏈?zhǔn)街髌髦亓?g4組成.g=g1＋g2＋g3＋g4 則G=g×L集中荷載 P：由跨中起重索重力 P1；運行小車及滑輪組重（含吊鉤） P2；單肋最大起升荷載重 P3組6/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)成.考慮超載系數(shù) 1.2后P=1.2 ×(P1+P2+P3)7EqZcWLZNX（2）主索最大張力和對應(yīng)垂度計算a.相對垂度為 0.07L時主索工況fmax=0.07×L，相應(yīng)跨中 x=L/2處主索水平張力為：x(L-x)(G+2P)PLGLHmax=2fmaxL=(4+8)/fmaxlzq7IGf02EP+G主索豎向張力為：V=2則此狀態(tài)下:①主索最大張力為：T=Hmax2+V2G2P(P+G)②主索弧長為：S=L[1+24H2+8H2]zvpgeqJ1hk溫度改變時主索工況設(shè)橋梁施工時溫度較主索安裝時發(fā)生了 -10℃地變化，此時張力方程為：Ht3+Ht2{EkFcos2βx(L-x)G2EkFcos2β[3P（P+G）+G2]-H+εtEkF}－[P（P+G）EkFcos2β]－24H22L224=0NrpoJac3v1解此方程可得此時主索水平張力Ht此時，跨中主索相應(yīng)垂度為：x(L-x)(G+2P)L(G+2P)ft==1nowfTG4KI2HtL8Ht通過兩個工況比較，主索水平張力在相對垂度為0.07L時地最大，則以此控制主索設(shè)計.（3）主索安裝張力及安裝垂度計算根據(jù)空索結(jié)構(gòu)初張力方程和相應(yīng)垂度計算公式：EkFcos2βG02EkFcos2βgL2H03+H02{24H2[3P（P+G）+G2]-H}－24=0和f0=8H0fjnFLDa5Zo計算出空索安裝狀態(tài)下地安裝張力及安裝垂度同理根據(jù)主索結(jié)構(gòu)初張力方程和相應(yīng)垂度計算公式：EkFcos2βx(L-x)G02EkFcos2β=0tfnNhnE6e5H03+H02{24H2[3P（P+G）+G2]-H}－[P0（P0+G0）EkFcos2β]－2L224L(G+2P0)f0=8H02計算出帶小車安裝狀態(tài)下地安裝張力及安裝垂度利用上述兩種狀態(tài)下地張力及垂度來指導(dǎo)纜索起重機安裝施工 .（4）主索張力及應(yīng)力安全系數(shù)主索張力安全系數(shù)主索張力安全系數(shù)為：Kmax=T/Tmax考慮鋼絲繩折減系數(shù)后地張力安全系數(shù)為： Kmin＞[K]=2.57/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)主索應(yīng)力安全系數(shù)①主索拉應(yīng)力安全系數(shù)TmaxPEkσmax=F＋nTmaxFHbmVN777sL則主索拉應(yīng)力安全系數(shù)為：K=[σ]/σmax＞[K]=2②主索接觸應(yīng)力安全系數(shù)Tmax dmax=F＋EkDmin則主索接觸應(yīng)力安全系數(shù)為： K=[σ]/σmax＞[K]= 起重索計算起重索是一進一固定，一線制，每一組主吊鉤起重載荷 750kN，卷揚機卷筒入端張力為 8kN，定滑輪和動滑輪各 9個，設(shè)計上采用 φ26mm地4V×39S+5FC型線接觸不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩作為起重索 .抗拉強度σt=1870MPa，最小破斷拉力為 Fpmin=455kN，每米重 Q=2.77kg/m，彈性模量 0.75×105，鋼絲繩截面面積298mm2，鋼絲直徑 1.2mm.標(biāo)準(zhǔn)抗拉安全系數(shù) 5～6，實際達到 5.1；標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力安全系數(shù) Fpmin=3，實際接觸應(yīng)力安全系數(shù)達到 3.39.V7l4jRB8Hs繞過卷揚機地張力計算起重索承受集中荷載P作用根據(jù)張力計算公式：Tmax=λP，計算得出Tmaxnη1mη2μ根據(jù)計算出地Tmax可知選用10t卷揚機作為起升動力，滿足要求.則張力安全系數(shù)為： Fpmin×0.85/Tmax＞[K]=5接觸應(yīng)力驗算接觸應(yīng)力安全系數(shù)計算同主索. 牽引索計算每一組纜索起重機牽引索采用一進一出雙線制，兩端各自牽引力為實際為 408.12kN，設(shè)計時按 410kN考慮，設(shè)計上采用了 φ42mm，6×36SW+IWR型線接觸鋼絲繩 .抗拉強度σt=1960MPa，最小破斷拉力為Fpmin=1230KN，每米重為6.54kg/m，彈性模量1.05×105，鋼絲繩截面面積835mm2，鋼絲直徑1.9mm.標(biāo)準(zhǔn)抗拉安全系數(shù)K1min=4～5，實際達到5.1；標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力安全系數(shù)K2min=3，實際達到3.1.83lcPA59W9（1）跑車運行阻力計算跑車靠近索鞍臺時地升角計算當(dāng)?shù)跹b第一節(jié)段主拱肋時，牽引索承受地拉力最大，此時張力方程為：EkFcos2βx(L-x)G2EkFcos2βH13+H12{[3P（P+G）+G2]-H+εtEkF}－[P1（P1+G）EkFcos2β]－24H22L2248/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)=0mZkklkzaaP通過張力方程得出此狀態(tài)下地主索張力H1同時根據(jù)小車靠近索鞍臺地升角公式：(2x-L)P1gAVktR43bpwb.跑車運行阻力根據(jù)此狀態(tài)下地跑車運行阻力公式：W1=P(μ×cosγ+sinγ)，計算出跑車運行阻力W1.（2）起重索運行阻力計算W2=T起（1-ηk）則牽引索總拉力：W=W1+W2經(jīng)計算可知：牽引動力選用 28T卷揚機，牽引索采用 φ42mm鋼絲繩走二線，滿足要求 . 重力式錨碇設(shè)計計算本纜索起重機索鞍臺基礎(chǔ)設(shè)計為重力式錨碇，依靠其自重和特殊地結(jié)構(gòu)造型來平衡纜索起重機地最大張力.根據(jù)主索計算可知，單組主索最大張力為10002kN，設(shè)計時取單組主索最大張力為11000kN進行驗算，則一岸地重力式錨碇所承受地拉力T=11000kN.重力式錨碇設(shè)計采用C25混凝土，容重為2.35t/m3.混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值為f=11.9N/mm，軸心抗拉強度設(shè)計值為f=1.27N/mm，混凝土軸心抗壓疲勞強度設(shè)計值為f和軸心抗拉疲勞強度設(shè)計值f按混凝土強度設(shè)計值乘以γ=08地疲勞強度修正系數(shù)（γ）.混凝土彈性模量為E=2.80×10N/mm，混凝土疲勞變形模量為1.2×10N/mm，混凝土剪變模量為（Gc）混凝土彈性模量地0.4倍，線膨脹系數(shù)a=1×10/℃，泊松比γ=0.2.ORjBnOwcEd設(shè)計宜昌岸索鞍臺基混凝土方量為3，恩施岸索鞍臺基混凝土方量為31715m1724m，設(shè)計基礎(chǔ)底面積為A=245m.基巖摩擦系數(shù)f=0.35，巖石內(nèi)摩擦角=30°.計算簡圖見圖4.2MiJTy0dTT圖4 索鞍臺基礎(chǔ)（重力式錨碇）計算簡圖（1）傾覆穩(wěn)定性驗算M穩(wěn)根據(jù)傾覆穩(wěn)定性驗算公式： KM=M傾，計算可知： KM＞[KM]=1.5式中：M穩(wěn)－穩(wěn)定力矩， M穩(wěn)=Gb；M傾－傾覆力矩， M傾=TL.9/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)（2）抗拔力安全系數(shù)計算G根據(jù)抗拔力安全系數(shù)計算公式： KV=VT，計算可得： KV＞[KV]=2式中：G－重力式錨碇自重力， VT=2Tsin45°.（3）抗滑穩(wěn)定性驗算Hf根據(jù)抗滑穩(wěn)定性驗算公式： KH= ，計算可得： KH＞[KV]=1.4HT式中：Hf－基底摩阻力， Hf=（G-VT）f，f－錨碇與基底地摩擦系數(shù)，取 0.35.在設(shè)計中為確保錨碇地抗滑穩(wěn)定性，在錨碇與地基間增設(shè)了一部分錨桿，這樣錨碇地實際抗滑穩(wěn)定性系數(shù)比計算要大，進一步增強了纜索起重機地安全儲備 .gIiSpiue7A 鏈?zhǔn)街飨到y(tǒng)設(shè)計對于大跨度、大噸位纜索起重機而言，因其牽引、起重索地繩徑和繩長都很大，施工過程中，在風(fēng)荷載和外力作用下極容易產(chǎn)生纏絞現(xiàn)象， 嚴重影響纜索起重機地正常使用； 同時由于起重索繩徑、 繩長很大，起重索地自重很大，這樣導(dǎo)致施工中要大大增加吊具地配重來平衡其自重 .對于上述問題，一般都是通過支索器來解決 .傳統(tǒng)地支索器，其走行輪和支輪系統(tǒng)是剛性連接地，是一個整體，極大地制約了其靈活性和作用地發(fā)揮 .針對這個通病，在本纜索起重機地支索系統(tǒng)設(shè)計時，一改常規(guī)方式，在支索器走行輪和支輪系統(tǒng)間增設(shè)了一根吊軸，使走行輪和支輪系統(tǒng)由傳統(tǒng)地剛性連接變?yōu)殂q接，就象人手臂地關(guān)節(jié)一樣，能自由活動.極大改善了支索系統(tǒng)地靈活性，使其作用能得到充分地發(fā)揮 .支索器詳細構(gòu)造圖和鏈?zhǔn)街飨到y(tǒng)組裝圖詳見圖 5、圖6.uEh0U1Yfmh10/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)圖5 支索器剖面圖圖6 鏈?zhǔn)街髌鹘M裝圖3.3WJLQ3000kN型無支架纜索起重機安裝調(diào)試3.3.1 重力式錨碇施工兩岸錨碇根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件，宜昌岸基坑坑壁采用 10∶1地坡度，恩施岸基坑坑壁采用 8∶1地坡度，開挖過程中可視圍巖變化情況適時調(diào)整坡比并采取防護加固措施 .由于地勢險要，無施工便道通達，開挖均以人力進行 .恩施岸地質(zhì)以強風(fēng)化巖為主，可直接利用鍬鎬剝離；宜昌岸地質(zhì)以微風(fēng)化巖為主，需利用小藥量爆破開挖 .為便于出渣，同時保留跨內(nèi)方向地山體以提供抗滑阻力，開挖采用掏槽式、橫橋向由一端向另一端分層推進地方法進行 （結(jié)合現(xiàn)場地形條件， 宜昌岸為從右向左進行， 恩施岸為從左向右進行） .基底按設(shè)計位置及數(shù)量施打錨桿 .混凝土澆注采用泵送施工，同時由于錨碇混凝土方量較大，屬于大體積混凝土施工，施工時應(yīng)嚴格按照大體積混凝土施工地溫度控制技術(shù)和要求進行 .IAg9qLsgBX3.3.2 組合式索鞍安裝在加工件和非加工件驗收合格后，即可進行組合式索鞍安裝 .安裝之前，還要對地基等按設(shè)計要求全面復(fù)查技術(shù)參數(shù)和性能，不符合者不得安裝 .索鞍地基基礎(chǔ)不平度不得大于 2mm，栓連形位差不得大于±1.26mm，索鞍臺基基礎(chǔ)縱、橫垂直度偏差不得大于 2mm，南北索鞍對稱中心線與橋中心線共線 .索鞍安裝調(diào)整好后，組裝牽引轉(zhuǎn)換輪組、輪座、臥式牽引導(dǎo)向輪組、工作索滑輪組、承力軸、水平承力梁、主索調(diào)緊裝置、主索索鞍等其它地設(shè)備和零部件 .當(dāng)全部構(gòu)件安裝完畢后要對其連接部位進行全面檢查，尤其對螺栓地擰緊度進行檢查 .經(jīng)專業(yè)質(zhì)量檢查員檢查合格后方可進行承重索、牽引索安裝 .WwghWvVhPE3.3.3 主索安裝 主索牽引索安裝主索設(shè)計為公稱直徑為 φ62.5mm地8t×36SW+IWR型線接觸鋼絲繩，自重較大 （176N/m），由于施工現(xiàn)場位于不對稱 V字形峽谷，現(xiàn)場地勢險要，施工場地狹小，因此主索架設(shè)采用“小索（主索牽引索）代主索在索道上拖拉架設(shè)法”地安裝工藝 .asfpsfpi4k11/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)（1）主索一級牽引索安裝在橋頭兩端隧道內(nèi)，各安裝兩臺

10t

卷揚機，卷揚機連線分別對應(yīng)主橋上下游拱肋中心線

.把

2根φ11mm牽引鋼絲繩一端頭分別安裝在兩岸下游卷揚機上，

另一端頭利用人工放到河底，

聯(lián)結(jié)牢固后（宜昌岸繩頭留出 15m），收緊恩施岸卷揚機，將宜昌岸鋼絲繩安裝到恩施岸卷揚機上，調(diào)緊后形成第一級牽引索.ooeyYZTjj12）主索二級牽引索安裝將一根6×36SW+IWR型、公稱直徑為φ16mm地鋼絲繩卷入宜昌岸上游卷揚機上，活端頭固結(jié)在一級牽引索上（繩頭留出15m），啟動卷揚機，將φ16mm地鋼絲繩拖拉安裝到恩施岸上游卷揚機上，形成二級牽引索.BkeGuInkxI（3）主索三級牽引索安裝拆除一級牽引索， 將一根6×36SW+IWR型、公稱直徑為φ26mm地鋼絲繩卷入宜昌岸下游卷揚機上，活端頭固結(jié)在二級牽引索上（繩頭留出 15m），啟動卷揚機，將 φ26mm地鋼絲繩拖拉安裝到恩施岸下游卷揚機上，形成三級牽引索 .拆除二級牽引索 .PgdO0sRlMo 主索滑道索安裝滑道索采用兩根 6×36SW+IWR型、公稱直徑為φ42mm地鋼絲繩，利用三級牽引索拖拉安裝， 方法同上，最后將滑道索兩端分別固定在兩岸安裝臺架上，垂度控制在 60m，雙索間距與牽引天車行走輪距匹配.3cdXwckm主索安裝在滑道索上安裝一個自制地天車，天車上安裝4個行走輪，2個為一組，下面安裝2個定滑輪，將主索一端頭用小繩固定在天車后定滑輪上，且端頭伸出15m左右.牽引索采用φ26mm鋼絲繩，將其一端固定在恩施岸錨點上，另一端利用三級牽引索牽引至宜昌岸，通過天車定滑輪后，轉(zhuǎn)向牽引安裝在恩施岸上游10t

卷揚機上

.然后開始牽引，將主索牽引過河，按圖紙要求固定在調(diào)緊裝置上

.為了防止?fàn)恳^頭，在主索后頭設(shè)置預(yù)留卷揚機

.利用三級牽引索將天車拉回宜昌岸，同理牽引安裝剩余主索

.所有主索固定在調(diào)緊裝置后，利用拉力傳感器逐一進行調(diào)整，并用儀器觀測其撓度，將其撓度調(diào)整控制到設(shè)計值 .h8c52WOngM3.3.4 牽引索安裝牽引索地安裝方法基本上和主纜索相同 .安裝前，先在兩岸隧道內(nèi)各安裝兩臺 28t摩擦式卷揚機.安裝時，借助于工作繩和主纜索做依托，把牽引索一端通過 28t 摩擦式卷揚機.牽引索在卷揚機上纏繞可采用小繩徑拖帶地方法安裝，當(dāng)牽引索通過卷揚機后，按圖紙要求，安裝成一個閉合地線路，死頭采用導(dǎo)鏈?zhǔn)站o，然后固定在運行小車上 .v4bdyGious3.3.5 運行小車及起重索安裝運行小車通過安裝架吊裝 .在場外將運行小車分解成三大部分：車身、定滑輪部分、動滑輪部分 .按照12/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)設(shè)計圖，抽出行走輪軸后，利用安裝架把運行小車吊在主索上，然后用繩留住，再使動滑輪和運行小車通過行走輪軸連成一個整體且保持垂直，最后按照設(shè)計圖紙要求穿繞 φ26mm起重索.運行系統(tǒng)組裝完畢后，先在原裝配地點做上、下空載運行，檢查鋼絲繩纏繞方法地正確性和運行小車組裝地精度 .J0bm4qMpJ93.4試吊3.4.1 靜載試驗首先用全站儀測定南北索鞍架橫、縱向垂直線作為檢驗索鞍架地剛度測量基準(zhǔn)線 .吊物按0.75、1.0、1.1、1.25倍額定載荷分級配重，起升重物至離地 100～200mm處停懸10min，測量索鞍垂直軸線位移情況和地基穩(wěn)定性，做好記錄 .經(jīng)10min后慢慢卸載，檢查彈性變形和非彈性變形，做好記錄 .如此反復(fù)三次，并記錄永久變形量 .確認無異?，F(xiàn)象時，兩岸吊鉤進入跨中央（L/2）同時起升 1.25倍額定荷載，停懸10min，檢測方法同上 .XVauA9grYP3.4.2 動載試驗靜載試驗通過后，進入動載試驗 .動載試驗吊物按 0.5、0.75、1.0、1.1 倍額定載荷分級配重，并分別進行單鉤、同索雙鉤、異索雙鉤及四鉤同時起吊試驗 .試驗中按工作級別規(guī)定地時間做復(fù)查、起動、運轉(zhuǎn)、停車、正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)等動作，累計時間達到 1h.如果各機構(gòu)動作靈敏，工作平穩(wěn)可靠，各項性能達到設(shè)計要求，各限位開關(guān)及安全保護聯(lián)銷裝置地動作準(zhǔn)確可靠，各部零部件和結(jié)構(gòu)無損傷現(xiàn)象，電器系統(tǒng)和電機無過熱現(xiàn)象，所有指標(biāo)經(jīng)有資質(zhì)地檢測單位簽字認可，則可以進入使用階段 .bR9C6TJscw4.斜拉扣掛系統(tǒng)4.1 施工設(shè)計思路根據(jù)本橋上承式結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場地形特點，主拱肋斜拉扣掛系統(tǒng)設(shè)計利用兩岸交界墩（蓋梁）作為支點，以墩頂錨梁、橋臺身作為剛性傳力梁，通過扣索、平衡索、預(yù)應(yīng)力錨索、引橋箱梁，形成力地轉(zhuǎn)換與平衡體系.斜拉扣掛系統(tǒng)總體布置見圖 7、圖8.pN9LBDdtrd13/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)圖7 斜拉扣掛系統(tǒng)（宜昌側(cè)）總體布置圖圖8 斜拉扣掛系統(tǒng)（恩施側(cè)）總體布置圖4.2 斜拉扣掛系統(tǒng)設(shè)計主要由扣點、扣索、扣墩及錨梁、平衡索及錨碇、扣墩錨梁地支承系統(tǒng)五部分組成 .4.2.1 扣點為減少傳統(tǒng)地扣點由于焊縫過多給主結(jié)構(gòu)帶來地不利影響，吊段斜拉扣索地扣點采用在上弦鋼管之下設(shè)置地鋼錨梁，連接吊裝地主拱肋與扣索 .鋼錨梁通過拱肋地節(jié)點板支承拱肋，并以螺栓與拱肋節(jié)點板地綴板臨時連接 .DJ8T7nHuGT鋼錨梁由鋼板焊接而成，依扣索位置及索力不同，其寬、高、長分別為（ 400～500）mm、（450～650）mm，(5060～7340)mm，頂?shù)装搴穸?20～40mm，腹板厚 20～25mm，并設(shè)有厚 20mm橫隔板8～11組.鋼錨梁在扣索固定端設(shè)置厚 30mm錨墊板.QF81D7bvUA主結(jié)構(gòu)扣點處主弦鋼管及節(jié)點板進行了局部加強，增加 1～4道寬100mm厚16mm地加勁板.對于受力較大地L9、L10、Z4、Z5地扣點在主拱鋼管內(nèi)增設(shè)寬 50mm厚16mm加勁環(huán).對于索力大于 1000kN地扣索（L9、L10、Z2、Z4、Z5），在每一扣點處加設(shè)反力架，全橋共設(shè) 40個反力架.反力架結(jié)構(gòu)型式為鋼板焊接而成地工形塊，高 270mm，與拱肋節(jié)點板接觸面為 500mm×680mm，與鋼錨梁接觸面為 200mm×500mm.4B7a9QFw9h4.2.2 扣索扣索地作用是將拱肋安裝期間地拱肋自重等施工荷載傳遞于扣墩及錨梁，并適當(dāng)調(diào)整主拱肋地標(biāo)高 .半跨拱肋共分 15節(jié)段吊裝，各吊裝節(jié)段均設(shè)扣索，其中第 3、6、9、12、15節(jié)段編號依次為 Z1～Z5；其余節(jié)段編號依次為 L1～L10.每組扣索4束，對稱布置于拱肋地內(nèi)側(cè)或外側(cè) .扣索采用強度標(biāo)準(zhǔn)值 1860MPa鋼絞線，依據(jù)各扣索地最大索力不同，分別采用 3φj15.24～18φj15.24. ix6iFA8xoX扣索采用單端張拉， 張拉端位于交界墩錨梁， 固定端位于拱肋扣點 .Z1～Z5扣索張拉端采用 OVM25O可調(diào)整錨具，L1～L10扣索張拉端采用 OVM15型普通夾片錨 .所有預(yù)應(yīng)力鋼束地固定端均采用“ P”型錨具.14/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)由于L1～L4索力較小，為使結(jié)構(gòu)受力比較明確及重復(fù)使用鋼錨梁，在 Z1，Z2扣好后，可拆除 L1～L4扣索，其余扣索待主拱肋合龍后拆除 .wt6qbkCyDE扣索橫向?qū)ΨQ布置于拱肋鋼管內(nèi)側(cè)或鋼管外側(cè)，在空間上避開了所有地主拱地橫向聯(lián)結(jié)構(gòu)件 .扣索安裝豎向角度：宜昌側(cè)為 76.132°～3.095°，恩施側(cè)為 74.416°～0.795°.Kp5zH46zRk4.2.3 扣墩及錨梁本設(shè)計利用上承式拱橋交界墩墩身較高地特點，將交界墩作為吊裝扣墩，并在其上設(shè)置錨梁，以承受扣索、平衡索傳遞地全部施工荷載 .Yl4HdOAA61交界墩共兩個空心墩柱，每墩柱截面外廓尺寸為 500cm×350cm，壁厚60cm.墩高：宜昌側(cè)為 82.38m，恩施側(cè)為 73.87m.交界墩蓋梁高 150cm，蓋梁頂面順橋向?qū)?660cm.其中引橋及主橋上部結(jié)構(gòu)地小箱梁伸入蓋梁共213cm外，其余長 447cm設(shè)置п形塊以銜接主橋小箱梁和引橋小箱梁，作為橋面系地過渡孔 .п形塊高度：宜昌 215cm，恩施側(cè) 195cm.ch4PJx4BlI為在交界墩頂設(shè)置錨梁，將原蓋梁頂?shù)?п形塊改為實心體并作為錨梁下部（同時作為永久結(jié)構(gòu)地橋面系過渡孔），其上加設(shè)二塊實體作為錨梁上部，其尺寸為 750cm×280cm×227cm.錨梁為現(xiàn)澆地鋼筋混凝土結(jié)構(gòu).當(dāng)全橋吊裝工作完成后，錨梁上部予以切除 .在混凝土錨梁配筋設(shè)計時，充分考慮了錨梁下部作為過渡橋面系永久結(jié)構(gòu)地需要 .qd3YfhxCzo錨梁上部地橫橋向位置與主拱拱肋相對應(yīng) .錨梁地扣、平衡索地錨固端及鋼絞線孔道均與扣索、平衡索地空間位置相對應(yīng) .平衡索張拉端設(shè)在錨梁河側(cè)下部，順橋向留有寬 190cm地作業(yè)寬度.扣索張拉端面除二組（L1、L2）設(shè)在河側(cè)地蓋梁頂，其余均設(shè)在錨梁岸側(cè)或錨梁頂，其作業(yè)空間與已安裝地引橋相連通.E836L11DO54.2.4 平衡索及錨碇為平衡交界墩頂錨梁扣索水平力而設(shè)置地平衡索每側(cè)共

24束，編號為

A～F（每組

4束）.其一端連接于交界墩頂錨梁，另一端連接于橋臺

.橋臺通過預(yù)應(yīng)力錨索錨固于山體巖石上

.S42ehLvE3M各平衡索依據(jù)最大索力分別采用

4φj15.24

～18φj15.24

鋼絞線

.采用單端張拉，張拉端位于交界墩頂錨梁，采用

OVM15型普通夾片錨；固定端位于橋臺背面，采用

OVM-P錨.錨索安裝豎向角度

:宜昌側(cè)為5.3°，恩施側(cè)為

6.8°.平衡索地張拉采取分批張拉地方式進行，宜昌側(cè)按

121kN/根進行張拉，恩施側(cè)按134kN/根進行張拉

.501nNvZFis橋臺兼作為平衡索 -預(yù)應(yīng)力錨索地錨梁，臺身背面作為平衡索地固定端錨固面，臺身前面作為預(yù)應(yīng)力錨索地張拉端錨固面

.jW1viftGw9臺身背面設(shè)置

5道肋墻直頂臺后巖面，寬分別為

225cm、200cm、2×291cm、200cm、225cm.通過該

5道肋墻設(shè)置

24束預(yù)應(yīng)力錨索

.每束預(yù)應(yīng)力錨索均采用

12φj15.24mm

無粘結(jié)鋼絞線

.預(yù)應(yīng)力錨索長度為：宜昌岸長錨索

38m，短錨索

28m；恩施岸長錨索

36m，短錨索

26m，預(yù)應(yīng)力錨索錨固長度

8m.設(shè)計錨固力

1600kN，15/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)張拉安裝力 1840kN.預(yù)應(yīng)力錨索俯角 20°，錨索端部深入巖體地豎向深度 8～13m.xS0DOYWHLP4.2.5 扣墩錨梁地支撐系統(tǒng)由于扣墩較高屬于柔性結(jié)構(gòu)，錨梁上較小地水平力都會導(dǎo)致扣墩產(chǎn)生較大地水平位移（例如， 170kN地水平力會產(chǎn)生 3cm地水平位移） .假定以交界墩偏位不超過 3cm控制每次平衡索及扣索張拉力，則施工及其控制較為困難，需要多次反復(fù)小噸位地交錯張拉平衡索及扣索 .為此，本設(shè)計借助引橋小箱梁－橋臺—臺后巖面構(gòu)建交界墩錨梁地支撐系統(tǒng)，使錨梁可以先承受較大地向岸側(cè)地平衡索水平力 .由于向岸側(cè)地平衡索水平力先期存在，使向河側(cè)地每一次張拉地扣索水平力地幅度得以較大地提高 (僅需累計扣索水平力不超過累計地平衡索水平力 )，方便了施工及其施工控制 .LOZMkIqI0w宜昌岸引橋為 36m小箱梁，恩施岸引橋為 2×27.3m連續(xù)小箱梁，橫橋向均布置小箱梁 8片.兼作為拱肋拼裝平臺，小箱梁在拱肋吊裝前已經(jīng)安裝在交界墩及橋臺上 .為借助引橋小箱梁支撐錨梁，取消引橋與交界墩錨梁間地伸縮縫， 箱梁端部與錨梁一并現(xiàn)澆，每片小箱梁頂板增加 φ22鋼筋伸入錨梁， 形成與錨梁地鉸接結(jié)構(gòu).引橋橋臺端，與橋臺背墻間預(yù)留有伸縮縫間隙 （寬8～12cm），除橋中線兩側(cè)地第二片小箱梁，因其對應(yīng)地橋臺背部空缺支頂肋墻外，其余 6片小箱梁均以硬木與橋臺背墻楔緊，橋梁安裝完成后硬木即予拆除.同時，對橋臺背墻適當(dāng)加強，通過背墻后地 5片肋墻及臺背巖面地鋼筋混凝土護墻，將橋臺背墻直頂于臺后地巖面 .ZKZUQsUJed引橋小箱梁支頂交界墩錨梁，平衡索通過錨梁傳遞地水平力作用點位于小箱梁中性軸以下（約 30～50cm），其產(chǎn)生地負彎矩尚可部分抵消小箱梁施工期間拼裝拱肋及龍門吊機產(chǎn)生地正彎矩，是一種有利地效應(yīng).dGY2mcoKtT4.3 斜拉扣掛系統(tǒng)計算分析4.3.1 扣索系統(tǒng)計算分析扣索系統(tǒng)計算，恒載考慮了結(jié)構(gòu)自重，拱圈、豎腹桿、斜腹桿、交界墩、蓋梁均采用空間梁單元，扣索模擬為只受拉索單元.全橋共化分了5672個單元，2834個節(jié)點，其中梁單元5552個，索單元120個，靜力分析運用MIDAS軟件，有限元模型見圖9.扣索地安全系數(shù)均大于2.按照結(jié)構(gòu)地實際受力狀態(tài)，考慮施工階段如下：rCYbSWRLIA(1)吊第一階段，張拉L1扣索.(2)吊第二階段，張拉L2扣索.(3)吊第三階段，張拉Z1扣索.(4)封鉸，由鉸接變固結(jié).(5)調(diào)整Z1扣索，拆除L1，L2扣索.(6)吊第四階段，張拉L3扣索.(7)吊第五階段，張拉L4扣索.16/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)吊第六階段，張拉Z2扣索.調(diào)整Z2扣索，拆除L3，L4扣索.吊第七階段，張拉L5扣索.吊第五階段，張拉L6扣索.吊第九階段，張拉Z3扣索.吊第十階段，張拉L7扣索.吊第十一階段，張拉L8扣索.(15)吊第十二階段，張拉 Z4扣索.吊第十三階段，張拉L9扣索.吊第十四階段，張拉L10扣索.(18)吊第十五階段，張拉 Z5扣索.拱頂合龍.松所有扣索.圖9 結(jié)構(gòu)有限元模型主要計算成果有： (1)扣索索力；(2)節(jié)段安裝標(biāo)高； (3)鋼管拱肋應(yīng)力應(yīng)變； (4)安裝過程中拱肋地穩(wěn)定性.FyXjoFlMWh4.3.2 交界墩計算分析采用有限元軟件 ANSYS進行分析計算,模型見圖 10.在墩頂扣索、平衡索力偶地作用下， 彎矩出現(xiàn)在墩頂和墩底位置，經(jīng)計算彎矩值小于設(shè)計值 .按照扣索及平衡索地張拉順序，墩頂錨梁位移很小，且均不會出現(xiàn)向河側(cè)地位移 .TuWrUpPObX17/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)圖10交界墩有限元模型4.3.3 橋臺及巖錨分析 橋臺分析采用有限元軟件 ANSYS分別對各種工況進行了計算 ,模型見圖 11.圖11橋臺三維有限元模型模擬中，橋臺按彈性體模型進行計算，采用8節(jié)點實體單元.X方向為橋地軸線方向，取向河側(cè)為正；Y方向為豎直方向，取向上為正；三維中地

Z方向取橋臺軸線方向

.取鋼筋混凝土材料參數(shù)近似取

E＝41GPa，u＝0.17

，ρ＝26KN/m3.模型底部和接觸面上分別加法向和切向兩向約束，其他面為自由面

.錨桿力以同方向集中力模擬 .結(jié)果表明：接觸面不出現(xiàn)拉應(yīng)力，壓應(yīng)力從上至下逐漸增大，最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在接觸面底18/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)部，數(shù)值較小，局部應(yīng)力亦滿足要求 .7qWAq9jPqE4.3.4 橋臺及巖錨相互作用分析采用FLAC進行三維數(shù)值模擬，模型取橋地軸線方向為 X方向，宜昌岸指向河側(cè)為正，恩施岸向岸側(cè)為正；Y方向為豎直方向，取向上為正； Z方向取橋臺軸線方向 .錨桿地幾何及力學(xué)參數(shù)參考 GB1499-98，橋臺周圍巖體地力學(xué)參數(shù)參考橋梁詳堪報告 .橋臺采用elastic 彈性模型進行模擬，周圍巖體采用 Mohr-Col進行模擬.模型底部全部約束，左、右兩側(cè)及前后兩端施加法向約束 .以宜昌岸為例，模型共有節(jié)點 32103個，單元 26531個，宜昌岸橋臺網(wǎng)格圖見圖 12.llVIWTNQFk通過對橋臺－巖錨地錨固體系在拱肋吊裝過程中以及與周圍巖體相互作用地分析計算，橋臺工作地最不利情況為平衡索全部張拉后，橋臺和巖體在自重及預(yù)應(yīng)力錨索共同作用工況 .該工況下巖錨在拱肋吊裝施工過程中地強度和穩(wěn)定性都處于安全范圍內(nèi)，并且橋臺及其周圍地巖體均無出現(xiàn)塑性區(qū)，預(yù)應(yīng)力錨索地承載力完全能夠滿足平衡索系統(tǒng)施工過程對其提出地各項要求 .yhUQsDgRT1FLAC3D2.00Step37399ModelPerspective15:59:19SunNov262006Center:Rotation:X:1.960e+001X:100.628Y:-3.000e+000Y:19.683Z:1.240e+001Z:356.384Dist:1.812e+002Mag.:1.56Ang.:22.500AxesLinestyleBlockStateZNoneItascaConsultingGroup,Inc.Minneapolis,MinnesotaUSA圖12 橋臺模型網(wǎng)格剖分圖4.3.5 錨梁計算分析考慮平衡索、扣索對錨梁地作用，按施工階段最不利荷載進行控制計算 .對于配筋計算，采用按撐桿——系桿體系計算地同時還采用了深梁理論和純梁理論進行計算比較，后者配筋數(shù)量均少于按撐桿——系桿體系計算結(jié)果 .從偏安全角度考慮，最后采用撐桿——系桿體系計算結(jié)果 .MdUZYnKS8I4.3.6 箱梁計算分析在施工過程中，控制平衡索與扣索水平力分量差值最大為 4000kN.假定4000kN地水平力作用在箱梁地中心處，此時，箱梁只承受軸向力地作用 .每片小箱梁受到地力 N＝4000/7=680kN.對于36m箱梁和27.3m箱梁，由于不平衡力差使箱梁增加地應(yīng)力值計算結(jié)果均小于 1MPa，結(jié)構(gòu)足夠安全.09T7t6eTno鋼管拱肋節(jié)段拼裝施工工藝19/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)5.1工藝流程鋼管拱肋在工廠加工并進行 “5＋1”單肋臥拼后，再以散件汽運至現(xiàn)場， 利用兩岸引橋橋面作為平臺，進行立式“ 1＋1”雙肋立體組拼，通過纜索吊裝系統(tǒng)安裝合龍 .鋼管拱肋節(jié)段安裝工藝流程見圖e5TfZQIUB5施工準(zhǔn)備節(jié)段立體組拼平衡索安裝、張拉 起吊 扣索單端安裝對位、栓結(jié)纜索起重機摘鉤 扣索張拉 索力、高程監(jiān)控合攏卸扣圖13鋼管拱肋節(jié)段安裝施工工藝流程圖5.2節(jié)段安裝順序拱肋雙肋組拼拼裝，有橫撐地節(jié)段，雙肋間靠橫撐（半“米”撐）聯(lián)結(jié)，無橫撐地節(jié)段，雙肋間靠臨時聯(lián)結(jié)系固定，落位栓結(jié)后隔節(jié)段拆除臨時聯(lián)接系，周轉(zhuǎn)使用.兩側(cè)采取對稱安裝地施工順序，兩側(cè)原則上最多允許相差2個節(jié)段.s1SovAcVQM5.3施工準(zhǔn)備鋼管拱肋節(jié)段現(xiàn)場立體組拼工作需要在下述項目完成后方可進行：⑴完成纜索吊地安裝和試吊，確認達到使用條件.⑵完成扣掛體系土建工程施工，包括橋臺預(yù)應(yīng)力錨索.⑶完成引橋箱梁架設(shè)，形成完整橋面.⑷完成立體組拼平臺地搭設(shè)和龍門吊地安裝、驗收；⑸完成鋼管拱肋地工廠加工、臥拼，并分批次運至現(xiàn)場存放，存放量以滿足兩節(jié)段“1＋1”組拼為準(zhǔn).5.4立體組拼按以下步驟進行雙肋立體組拼，形成吊裝單元.⑴．在引橋上安裝一臺龍門吊機，吊機凈跨20m，凈.20m，龍門吊機跨中與橋面道路中心重合.⑵．M在橋面上指定支點位置安裝墊枕，墊枕頂面高度按拱肋下弦軸線放樣確定.20/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)組裝

⑶組裝拱肋 n節(jié)段下弦管及其間地橫聯(lián)桿件和中間下橫撐 .⑷組裝n節(jié)段腹桿.兩相鄰腹桿以臨時連接件固定，拉纜風(fēng)或加支撐，以防止傾倒 .⑸安裝n節(jié)段斜撐，并將其與上弦管連接地節(jié)點板栓在斜撐上端 .⑹將n節(jié)段上弦弦管及其間地橫聯(lián)桿件在兩拱肋間地橋面上組裝好，然后安裝于設(shè)計位置 .⑺按照n節(jié)段順序安裝 n+1節(jié)段.⑻依次定位安裝中間斜撐，上橫撐和 M撐.⑼焊接為方便安裝預(yù)留地工廠焊焊縫，緊固螺栓 .⑽拆開n、n+1節(jié)段接頭，并用纜索起重機吊裝 n節(jié)段.⑾重新調(diào)試支點墊枕位置及頂部標(biāo)高 .將n+1節(jié)段移到岸端，以 n+1節(jié)段為基準(zhǔn)，按上述相同地方法n+2節(jié)段拱肋.依此類推，直至十五節(jié)段拼裝完成 .GXRw1kFW5s每次立體組裝兩段，拼裝完成后，拆下前一段吊往安裝位置正式安裝，后一段留下作為再下一段立體組裝地基準(zhǔn).正式安裝前，取下遮蓋安裝測量基準(zhǔn)地鐵皮 .即雙肋立體組拼次序為 1#+2#→2#+3#→3#+4#→4#+5# .跨兩個節(jié)段地斜腹桿，在立體組拼時，裝在下一個節(jié)段上，并用臨時撐桿點焊固定或用繩索將其固定.安裝M撐及橫向聯(lián)接桿件時要考慮焊縫收縮，預(yù)留焊縫收縮間隙，保證工件吊裝過程中地對位準(zhǔn)確.立體組拼采用沖釘定位，高強度螺栓緊固 .測量調(diào)整合格后，焊接節(jié)點板焊縫 .焊接完成后，取下沖釘，裝上螺栓擰緊，然后進行局部清理，補噴鋁層和油漆 .UTREx49Xj95.5拱肋節(jié)段安裝5.5.1 起吊 扣、平衡索安裝為了不影響關(guān)鍵工序，平衡索在吊裝前一次安裝到位 .平衡索規(guī)格及索力在設(shè)計時考慮與扣索對應(yīng)設(shè)置，鋼絞線在隧道內(nèi)采用單根下料，由于平衡索長度較短，重量較輕，安裝采用人工直接拖拉；具體做法是：8PQN3NDYyP⑴平衡索主要是起到平衡交界墩錨梁水平力地作用，其一端連接橋臺，另一端連接交界墩砼錨梁，其安裝均在引橋下方施工 .部分平衡索要通過墩身、蓋梁及 27.3箱梁橫隔板預(yù)留孔，故須在引橋下方做一個懸掛操作平臺，以利于安裝平衡索 .mLPVzx7ZNw⑵在引橋橋面上（濕接縫處）預(yù)留

1～1.5m地空間（有平衡索通過墩身和蓋梁地地方預(yù)留）

，然后將2個自制地鋼筋直爬梯分別放入預(yù)留空間形成一個懸梯，在直爬梯之間安放木跳板做為施工人員操作

平臺.AHP35hB02d將下料完成地鋼鉸線一端穿過橋臺預(yù)留孔置于固定端，用擠壓機將擠壓套壓緊把鋼絞線固定，另一端利用人工把鋼絞線拖到要通過地預(yù)留孔下方，站在引橋上方地施工人員用麻繩把單根鋼絞線拉到懸梯操作平臺處，該處施工人員將鋼絞線穿過預(yù)留孔，然后再利用人工把鋼絞線牽引至墩頂錨梁，安裝工作錨21/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)夾片預(yù)張鎖緊.NDOcB141gT每一節(jié)段吊裝就位后即進行扣索安裝，扣索安裝采用在鋼管拱端口處掛1個10t地轉(zhuǎn)向滑車，在引橋上安裝2臺10t卷揚機，一臺做為牽引固定端鋼鉸線用，另一臺做為溜放和提升張拉端鋼鉸線用，具體安裝方法如下： 1zOk7Ly2vA⑴利用人工把牽引卷揚機鋼絲繩通過導(dǎo)向滑車后拉到引橋 .⑵把牽引鋼絲繩和已經(jīng)成束地鋼絞線用繩卡連接，鋼絞線固定端要預(yù)留 15米長度以保證鋼絞線能夠通過張拉鋼箱梁預(yù)留孔 .fuNsDv23Kh⑶為了防止鋼絞線在拖拉過程中滑落河底同時也為了安裝張拉端，在鋼絞線張拉端安裝一臺 10T溜放卷揚機，張拉端要預(yù)留一定地長度便于安裝 .tqMB9ew4YX⑷開動牽引卷揚機，待固定端到達鋼錨梁時，利用人工把鋼絞線穿過預(yù)留孔，然后在安裝平臺上進行P錨安裝.松開固定端繩卡，溜放卷揚機開始牽引把張拉端綱鉸線穿過張拉孔，安裝工作錨夾片預(yù)張鎖緊后松開繩卡.起吊在立體組拼檢驗通過并確認吊裝體系運轉(zhuǎn)正常和扣、平衡索體系完備后，即可進行拱肋吊裝作業(yè).拱肋吊裝采用“四點抬吊、正吊正落”方法，雙肋同時起吊，吊點盡量靠近腹桿節(jié)點板.起吊前對兩岸卷揚機統(tǒng)一編號，具體為：HmMJFY05dE宜昌岸牽引卷揚機東岸2#（上游）、4#（下游）宜昌岸起重卷揚機東岸1#（上游）、3#（下游）恩施岸牽引卷揚機西岸2#（上游）、4#（下游）恩施岸起重卷揚機西岸1#（上游）、3#（下游）拱肋吊裝通過對講機傳遞信號統(tǒng)一指揮.鋼管拱肋吊裝捆綁結(jié)構(gòu)見圖14.主吊具捆綁繩主拱肋圖14 鋼管拱肋吊裝捆綁結(jié)構(gòu)示意圖22/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)捆綁吊裝鋼絲繩地選?。核狞c抬吊拱肋最大重量為

270t,

操作平臺及人員重量：

2t,

動載系數(shù)

K1=1.1則：最大吊重

Q=272*1.1=299.2t

，每個吊點為：

74.8t.吊裝角度按： α=45°2Tcos22.5°=74.8T=40.5t

，由于是物體捆綁安全系數(shù) k要求不小于 6.查表：需要 2根φ42鋼絲繩，其抗拉強度為： 1960MPa、破斷拉力 p=1230kN鋼絲繩安全系數(shù)：K=2*1230/405=6.07＞6滿足要求.拱肋吊裝繩需用量：φ42鋼絲繩：350mφ26鋼絲繩：130m起吊：鋼管拱肋采用 1+1在引橋上立拼且四點同時起吊地施工方法，由于第 n段鋼管拱肋在第 n＋1段拱肋地后方，第 n段鋼管拱肋吊裝時必須要跨過第 n＋1段拱肋，第 n段拱肋節(jié)段采取以下吊裝方法： ViLRaIt6sk⑴當(dāng)?shù)趎、n＋1段鋼管拱肋在引橋上立拼完成以后開始吊裝，吊點位于上弦管節(jié)點板位置 .⑵吊點捆綁好以后，在指揮人員地指揮下第 n段鋼管拱肋緩慢提升，在鋼管拱肋上升過程中要盡可能保持拱肋水平 .9eK0GsX7H1⑶當(dāng)?shù)趎段拱肋起升高度能夠跨過第 n＋1段拱肋時，四吊點同時停止提升 .然后在指揮人員地指揮下，鋼管拱往安裝位置運行，在運行過程中要注意四吊點地同步性 .naK8ccr8VI⑷當(dāng)鋼管拱肋節(jié)段運行到拱肋節(jié)段安裝位置正上方時停止運行，然后四吊點同時緩慢下落 .⑸當(dāng)?shù)趎段拱肋后端和已安裝完成地前一段接口基本上在一水平時停止下落，調(diào)整水平度 .⑹啟動前端兩吊點，使拱肋緩慢向上提升，后端兩吊點根據(jù)情況進行位置調(diào)整 .⑺當(dāng)?shù)趎段拱肋后端口和 n-1前端口能夠結(jié)合時，吊鉤停止運動，開始臨時用螺栓連接接口 .5.5.2 對位栓結(jié)鋼管拱肋慢起慢落，在測量組地指示下，初步落位，再精確對位 .拱肋順橋向水平位置由運行小車地移動進行調(diào)整，豎直位置由吊鉤起落調(diào)整；橫橋向水平位置由吊點確定（吊點正對拱肋中心線） ，豎直位置由吊鉤起落調(diào)整 .B6JgIVV9ao第一節(jié)段與預(yù)埋鋼管座采用套接方式，在第三節(jié)段安裝完成前保持鉸接狀態(tài) .預(yù)埋鋼管座內(nèi)徑比主弦鋼管外徑大 6cm，富余量較小，為了縮短對位時間，施工時先精確定位預(yù)埋固定下弦四根管座，上弦四根管座粗定位并可進行調(diào)節(jié) .下弦管對位時，依靠吊鉤地起落并配備導(dǎo)鏈調(diào)整位置，測量工作全程跟蹤，及23/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)時傳遞數(shù)據(jù)，確保三維定位準(zhǔn)確 .P2IpeFpap5以后各節(jié)段間均以高強螺栓聯(lián)結(jié)，螺栓連接前操作人員進入已安裝完成地主弦管內(nèi)，待主弦管對位后進行螺栓連接操作 .對位時依靠吊鉤地起落并配備導(dǎo)鏈調(diào)整位置 .節(jié)段間均以高強螺栓聯(lián)結(jié)牢固后，松掉后吊鉤.3YIxKpScDM5.5.3 平衡索、扣索張拉及線形調(diào)整每一節(jié)段吊裝前進行平衡索張拉，吊裝基本就位后張拉扣索，二者采用不同步地原則 .平衡索按照計算得出地數(shù)據(jù)進行吊裝前張拉，每次張拉地力可平衡 1到2個節(jié)段地扣索力 .扣索張拉地基本原則是始終保持水平方向扣索索力總值小于平衡索索力總值 .該規(guī)定需在施工中嚴格執(zhí)行，一旦發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即停止，分析原因，進行糾偏.gUHFg9mdSs平衡索地張拉YCD－24型千斤頂分批進行單根張拉張拉地方式進行，宜昌側(cè)按12.1t/根進行張拉，恩施側(cè)按13.0t/根進行張拉，張拉到位后不再做調(diào)整.張拉時上下游同號平衡索對稱進行.uQHOMTQe79節(jié)段就位后，根據(jù)監(jiān)控標(biāo)高用扣索進行調(diào)整.張拉扣索地同時松吊點，待力全部交于扣點且拱肋標(biāo)高（監(jiān)控單位修正計算后給出） 、軸線調(diào)整滿足規(guī)范要求后，取下吊點 .拱肋端為錨固端，張拉端在交界墩砼錨梁上，張拉端用 YCW250～YCW350型穿心式張拉千斤頂張拉調(diào)整；張拉到位后將張拉端夾片鎖定.IMGWiDkflP扣索張拉按分級、對稱地原則進行，即4個工作點同步張拉.前八個吊段地扣索一次張拉到位，從第九個吊段開始，扣索地張拉分2～3個等級進行.張拉順序及索力嚴格按照設(shè)計文件進行，每索同級索力允許誤差為±1%，且各千斤頂?shù)赝街畈坏么笥谟捅碜x數(shù)地最小分格.各扣索張拉一級，暫停15至20min后，測試各項數(shù)據(jù)，經(jīng)有關(guān)各方確認后，再進行第二級張拉循環(huán).為使同組各根鋼絞線受力均勻，現(xiàn)場配備YCD－24型千斤頂進行單根張拉調(diào)整.張拉控制以標(biāo)高控制（一次到位，不做調(diào)整）為主，同時兼顧索力.索力用頻譜分析儀測試，在調(diào)索過程中實施監(jiān)控，確保施工安全.WHF4OmOgAw5.5.4 節(jié)段施焊節(jié)段及節(jié)段間地焊接可以在節(jié)段繼續(xù)向前安裝過程中進行，焊接工作不再占用關(guān)鍵工序時間 .在n+4節(jié)段安裝就位后，可進行 n節(jié)段地焊接操作 .焊接設(shè)備可置于橫撐處地平臺上，焊接位置設(shè)鋼筋制作地操作吊籃以滿足焊接空間地需要 . aDFdk6hhPd5.5.5 合龍拱肋第15#節(jié)段安裝完成后，盡快地實施合龍 .合龍前通過扣索，對拱肋進行線形、標(biāo)高地調(diào)整，并根據(jù)需要進行溫度修正，選擇溫度穩(wěn)定時段實施瞬時合龍.在拱頂中部預(yù)留節(jié)段合龍缺口， 在扣點高程滿足設(shè)計要求地情況下 （高程內(nèi)應(yīng)計入溫差校正值） ，丈量缺口長度，加工合龍節(jié)段，并在一天內(nèi)較低溫度時合龍 .合龍操作細節(jié)要求如下： ozElQQLi4T⑴合龍溫度：由于施工進度地不確定因素很多，要求在一個固定地溫度下進行合龍是不切實際地 .合24/28個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)龍溫度可以是任意地，但必須計算出合龍溫度與本設(shè)計圖設(shè)計合龍溫度（ 20℃）之差引起拱軸線高程地變化值并加入到各扣點高程內(nèi)校正以后再進行合龍 .合龍溫度尚應(yīng)定為 1d（24h）內(nèi)地最低溫度附近為宜， 有利于施工操作 .為此，在合龍前應(yīng)先對當(dāng)時地氣溫進行 2～3d地觀測，畫出溫－時變化曲線，在其上選定能滿足工序操作時間地較低合龍溫度 .CvDtmAfjiA⑵合龍節(jié)段為一與該桿同規(guī)格地短管（同直徑、同厚度、同材料） ,其長度應(yīng)在已定地合龍溫度下現(xiàn)場實際丈量缺口尺寸確定，并在現(xiàn)場下料加工 .節(jié)段下料長度應(yīng)為缺口長度減去 4～5cm（兩道焊縫寬）.QrDCRkJkxh⑶在兩側(cè)拱肋軸線和標(biāo)高均調(diào)到允許值后，利用合龍位置設(shè)置地千斤頂實現(xiàn)臨時合龍 .⑷在合龍口處焊接伸入兩端地鋼板條正式合龍，之后進行抱板安裝，兩道合龍環(huán)縫地正式施焊 .完成以后即拆除所有臨時固定裝置，磨光痕跡，補加表面防護 .4nCKn3dlMX⑸合龍施工統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮，確保合龍時各臨時合龍構(gòu)件同步完成作業(yè) .合龍前對拱肋線形及位置實施精確測量，通過扣索和拱頂合龍裝置進行精確調(diào)整（可借助纜索吊機） ，調(diào)整合格后固定合龍裝置，進行各扣段間連接地焊接工作，完成后拆除臨時