玻璃溝大橋纜索吊機(jī)設(shè)計(jì)與施工

王鴿 WANG Ge；肖稀 XIAO Xi；曾建偉 ZENG Jian-wei；吳智宇 WU Zhi-yu

（雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，成都 610000）

（Yalong River Hydropower Development Company，Ltd.，Chengdu 610000，China）

玻璃溝大橋纜索吊機(jī)設(shè)計(jì)與施工

王鴿 WANG Ge；肖稀 XIAO Xi；曾建偉 ZENG Jian-wei；吳智宇 WU Zhi-yu

（雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，成都 610000）

（Yalong River Hydropower Development Company，Ltd.，Chengdu 610000，China）

以玻璃溝大橋?yàn)楸尘?，對工作主索、起重索、錨梁、牽引索的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析計(jì)算，并介紹了吊運(yùn)纜索吊機(jī)承重主索的工作原理,對高原上類似橋梁的施工具有一定的參考價(jià)值。

工作主索；塔架荷載；錨梁；施工

1 概述

玻璃溝大橋?yàn)檠诺a江兩河口水電站庫區(qū)復(fù)建縣道X037線溪工溝至尤拉西溝段的一座勁性骨架鋼筋砼箱型拱橋，位于甘孜州新龍縣境內(nèi)，在玻璃溝溝口以內(nèi)約150m附近跨越玻璃溝，溝口為現(xiàn)有X037公路，主孔為凈跨170m，拱橋總長247m。雅江岸3×13m連續(xù)板引橋位于平曲線上。主橋鋼管勁性骨架鋼筋砼箱型拱凈跨徑為170m，矢跨比1/5，凈失高34m。主拱圈采用等截面懸鏈線無鉸拱，主拱圈采用在預(yù)制吊裝完成的鋼管勁性骨架上外包鋼筋砼工藝施工。勁性骨架為槽鋼與鋼管混凝土組成的桁架結(jié)構(gòu)，全橋共兩片拱肋，兩片拱肋間以橫聯(lián)進(jìn)行連接，拱肋高2.64m，單肋寬2.25m?？傮w布置圖如圖1。

圖1 玻璃溝大橋總體布置圖

2 工作主索的設(shè)計(jì)

采用 2×2φ56mm（6×37S+FC）的合成纖維芯鋼索作為主索，2組主索間距5.25m，每組正對拱肋布置；主索公稱抗拉強(qiáng)度1770MPa，單根鋼繩鋼絲截面積A=1178.07mm2，鋼絲繩最小破斷拉力為 Tp＝1830kN。懸索跨度 L＝288.175m，空索垂度f0＝12.5m，約為索跨的1/23。每組主索設(shè)置前后2個(gè)吊點(diǎn)，吊點(diǎn)間間距24m，整個(gè)勁性骨架分段由2組主索共4個(gè)吊點(diǎn)抬吊安裝。

為加快施工進(jìn)度，同時(shí)增強(qiáng)鋼管拱肋安裝時(shí)的穩(wěn)定性，確保施工安全，吊裝設(shè)計(jì)考慮雙肋橫向連接成整體吊裝。受力分析按鋼管勁性骨架按兩岸拱腳就位、運(yùn)輸至索跨跨中共計(jì)算3個(gè)工況計(jì)算，并依此得出主索最大張力，由于新龍地處高原，晝夜溫差較大，需要考慮溫度的作用。

①結(jié)構(gòu)后吊點(diǎn)距新龍岸塔架37.5米時(shí)的情況（新龍岸拱腳段就位）：

不計(jì)溫度影響：主索最大張力T=1800.013kN。

溫度降低30度時(shí)：主索最大張力T=1830.16kN。

②結(jié)構(gòu)后吊點(diǎn)距新龍岸塔架182.5米時(shí)的情況（新龍岸拱腳段就位）：

不計(jì)溫度影響：主索最大張力T=2117.343kN。

溫度降低30度時(shí)：主索最大張力T=2149.623kN。

③結(jié)構(gòu)吊運(yùn)至跨中時(shí)的情況：不計(jì)溫度影響：跨中主索最大張力T=2201.524kN。溫度降低30度時(shí)：跨中主索最大張力T=2234.501kN。

結(jié)果表明：在鋼管拱吊運(yùn)至索跨跨中時(shí)，主索最大張力Tmax=2201.524kN，安全系數(shù)K=3.32，滿足規(guī)范主索張力安全系數(shù)不小于3的要求。

3 起重索計(jì)算

3.1 跑頭拉力F計(jì)算

圖2 一臺起吊滑車走線布置示意圖

根據(jù)前面的計(jì)算，考慮吊具、配重及1.2倍沖擊系數(shù)后，起吊重量共計(jì)643.272kN，則每個(gè)吊點(diǎn)起吊重量G1=G/4=643.272/4=160.818kN。每臺起吊滑車走4線布置，動(dòng)頭繞過塔頂及塔腳導(dǎo)向滑輪后均進(jìn)入80kN起重卷揚(yáng)機(jī)，定頭卡于定滑車軸上，起重滑輪效率系數(shù)η=0.98（軸承），參考圖2，則跑頭拉力F為：

F＝1.25（不均勻系數(shù)）×G1/（η3＋η4＋η5＋η6）＝55.025kN＜=56kN。

3.2 安全系數(shù)校核

3.2.1 起吊索拉力安全系數(shù) 采用φ24mm麻芯鋼繩（6×37S+FC），公稱抗拉強(qiáng)度1770MPa，鋼絲繩最小破斷拉力 TP=336kN，則：K＝TP/F＝336/55.025＝6.11＞[5]，滿足規(guī)范要求。

3.2.2 起吊索應(yīng)力安全系數(shù) 滑輪直徑D=400mm，φ24mm 麻芯鋼繩（6×37S+FC）鋼絲直徑 δ=1.1mm，截面鋼絲面積An=210.87mm2，則：接觸應(yīng)力安全系數(shù)：K＝σmax/σ＝1.77/0.2836＝6.24＞[3]，結(jié)果證明應(yīng)力安全系數(shù)滿足要求。

4 牽引索

牽引索每組主索設(shè)置一組，每組牽引滑車按來回線走3線布置(不含來回線通線)，設(shè)置1臺80kN中快速卷揚(yáng)機(jī)牽引天跑車，跑頭經(jīng)新龍岸塔頂及塔腳導(dǎo)向滑輪后進(jìn)入牽引卷揚(yáng)機(jī)。前后兩臺天跑車之間采用2φ30mm（6×37S+FC1770MPa）鋼繩進(jìn)行連接并同步。塔頂牽引導(dǎo)向滑輪連接固定千斤繩卡在主索后拉索上，使索力直接傳入錨碇。

牽引索牽引力由跑車運(yùn)行阻力、起吊索跑頭阻力、后牽引松弛張力三部分組成，按新龍岸及雅江岸拱腳段安裝、運(yùn)輸至索跨跨中共計(jì)算3個(gè)狀態(tài)的牽引力，最大牽引力發(fā)生在雅江岸拱腳就位階段，計(jì)算兩組一共的最大牽引力329.515kN，單個(gè)跑頭最大拉力F=59.534kN，張力安全系數(shù)K=5.64＞[5]?？紤]接觸作用應(yīng)力σ＝305.0MPa，應(yīng)力全系數(shù) K＝σmax/σ＝1770/305.0＝5.80＞[3]。安全系數(shù)皆滿足要求。

5 纜索吊機(jī)安裝與試吊

5.1 纜索吊機(jī)安裝 纜索系統(tǒng)安裝工藝流程見圖3。

5.2 纜索吊機(jī)試吊方案 根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定并結(jié)合本橋的實(shí)際情況，以本橋勁性骨架節(jié)段最大設(shè)計(jì)吊重G=643.272kN為100%試吊重量，按50%G(322kN)→100%G(643.272kN)→120%G(772kN)確定。

圖3 纜索系統(tǒng)安裝工藝流程

吊重物分別選用：20m空心板邊板1塊（325kN）→勁性骨架最重節(jié)段（643.272kN）→勁性骨架最重節(jié)段+129kN鋼筋等配重（772kN）。重物行走完索跨全程后再回到起吊位置；試吊過程中，分別在起吊處、索跨跨中位置、及兩岸拱腳位置做短暫停留（約5分鐘），主要目的是檢查加載起吊后至跨中主索的垂度情況與設(shè)計(jì)是否相符；觀測主塔受力變形情況、塔架基礎(chǔ)、主錨碇錨索、錨梁的變形數(shù)據(jù)及各部焊縫受力后變形情況；牽引索、起重索的動(dòng)作情況，跑車、倒拐滑車、滑車輪組的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，卷揚(yáng)機(jī)組的運(yùn)行情況等；測試指揮系統(tǒng)的調(diào)度配合能力。

纜索吊機(jī)相關(guān)荷載檢驗(yàn)，結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形實(shí)測結(jié)果與理論計(jì)算基本吻合，各連接及錨固處穩(wěn)定牢固，滑輪運(yùn)轉(zhuǎn)正常，結(jié)構(gòu)均處于安全狀態(tài)，設(shè)備及其操控滿足設(shè)計(jì)及使用要求。

[1]魏磊.瀑布溝大橋工作索的設(shè)計(jì)及工作原理[N].山西建筑，2007，33（6）.

[2]馬祖橋,楊東海.梅山水庫金桃大橋無支架纜索吊裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].橋梁建設(shè)，2008(06).

[3]胡家玲.烏江三橋大跨度纜索吊機(jī)安裝施工[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2007(03).

The Design and Construction of Cable Crane of Glass Channel Bridge

Based on the glass channel bridge,this paper analyzes and calculates the design of the main cable,the hoisting cable,anchor beam and cable in detail,and introduces the working principle of lifting cable crane load bearing cable,which provides a certain reference for the similar bridge construction on the plateau.

the main cable；tower load；anchor beam；construction

王鴿（1984-），男，湖北天門人，工程師，從事水電開發(fā)方面工作。

U445.4

A

1006-4311（2014）11-0126-02