菱形变截面钢管拱桥吊装系统主索设计

菱形变截面钢管拱桥吊装系统主索设计菱形变截面钢管拱桥吊装系统主索设计 摘要：本文以芜湖市袁泽桥主拱圈及钢构格子梁吊装施工，介绍国内首座带副拱的中承式变截面钢管混凝土拱桥缆索吊装系统的设计及应用。 关键词：变截面；钢管拱；钢构格子梁；缆索吊装；主索设计验算及应用 中图分类号：U448.22+2 文献标识码：A 文章编号： 前言 钢管混凝土拱桥是我国桥梁建筑中的新型结构形式，具有自重轻、强度高、抗变形能力强、抗腐蚀性和耐久性好、施工简便、工期短、外型美观等优点 ，近几年进展迅速。本桥根据青弋江两岸现场施工条件，经多种方案比选，决定采纳塔架缆索吊装系统和扣挂系统，分段悬臂安装，单肋合拢（见图 1）。 图 1 袁泽桥桥拱肋安装过程照片 1.工程概况 芜湖市弋江路改建工程袁泽桥主桥采纳带副拱的中承式钢管砼拱桥：拱圈由主拱和副拱组成。横向采纳两幅桥分幅设计，并分期实施。主桥拱圈与拱座基础固结，主桥跨中主梁采纳钢格构叠合梁模式，半飘浮体系设计。主拱圈轴线采纳悬链线，理论拱轴线拱脚水平距离为 135m，矢高 30m，矢跨比 1:4.5，拱轴系数 m=1.5，两拱肋轴线横向间距 26.75m。 设计考虑拱肋安装采纳缆索吊装方案，并根据航道通航能力和现场实际情况，将主拱圈共划分为 11 节段，即： 2A 段:28.7t、2B段：33.6t、2C 段：25.1t、2D 段：23.0t、2E 段：28.6t、F 段：17.6t. 2.缆索吊机及扣挂系统的设计 表 2-1 一套吊装系统钢索规格表 2.1 缆索吊机的选用 根据现场实际情况，结合我公司同类工程施工经验和施工技术水平，主桥钢结构采纳缆索吊装、节段扣挂法施工。根据拱节最大吊重 360kN（含跑车、起重索等）,选用每组承载力为 470kN 的缆索吊机。缆索吊装系统分为主塔（包括塔顶构造）、索道（主索、工作索、压塔索、风缆）、扣索和主地锚四大部分。吊装系统主跨径150m，后锚端跨径为 112m, 与水平线夹角 30°。全桥设置 2 套主索吊装系统，主索塔和扣索塔合一，系统各种钢索的规格表 2-1。 2.2 缆索吊机主索(承重索)的设计 2.2.1 承重主索的受力分析及计算 按最大吊重的 1.3 倍考虑的缆索吊机。主索垂度取 L/15，则此时主索最大垂度为 10m。 承重主索的简化受力计算模型见图 3-1 所示。 计算如下： 图 2-1 承重主索受力计算模型 对于缆索这种柔性结构，几乎不具备抗弯能力，即主索索长范围内的任意一点弯矩可以认为是零（固定端除外。两端点存在微小弯矩...