拱桥节段缆索斜拉扣挂施工技术分析

拱桥节段缆索斜拉扣挂施工技术分析

吴敏卉WUMin-hui

(长安大学公路学院,西安710064)

(HighwayCollegeofChang'anUniversity,Xi'an710064,China)

摘要:近年来,随着我国交通建设事业的不断发展,钢管混凝土拱桥在我国的建设与发展非常迅速,但是对钢管混凝土拱桥的研究则相对滞后于工程实践。现阶段缆索斜拉扣挂施工技术在钢管混凝土拱桥的施工中被应用的越来越多,在钢管混凝土拱桥的施工中合理的应用缆索斜拉扣挂施工技术,不仅可以减小施工应力,提高施工精度,而且能够提高各个施工阶段的稳定性。本文在此根据实际工程介绍了斜拉扣挂施工技术的分析控制要点。

Abstract:Inrecentyears,withthecontinuousdevelopmentofChina'stransportationconstruction,theconstructionanddevelopmentofconcretefilledsteelarchbridgeveryrapidinChina,buttheresearchonconcretefilledsteelarchbridgeislaggingbehindinengineeringpractice.Atthepresentstage,cable-stayedknottingconstructiontechnologyismoreappliedintheconstructionofconcretefilledsteelarchbridge.Thereasonableapplicationofthecable-stayedknottingconstructiontechnologyintheconstructionofconcretesteelarchbridgecannotonlyreducestressandimprovetheaccuracyofconstruction,butalsoimprovethestabilityofthevariousconstructionstages.Thispaperintroducedcontrolpointsofcable-stayedknottingconstructiontechnologyinaccordancewiththeactualprojectconstruction.

关键词:拱桥;缆索吊装;施工技术

Keywords:arch;cablehoisting;constructiontechnology

中图分类号:U445.4文献标识码:A文章编号:1006-4311(2014)14-0107-02

1工程概况

本桥主桥采用上承式悬链线钢管混凝土无铰拱,主拱圈计算跨径L=168m,矢高f=28m,矢跨比1:6,拱轴系数m=1.320。主拱圈上设矩形拱上立柱支撑桥面系,主桥桥面系与两侧引桥上部均采用连续钢箱梁。主体结构施工完成后,通过后期装修使桥梁呈现月牙拱外形(图1)。

2主拱肋构造

4片高2.5m的哑铃形钢管拱肋组成了主拱圈,且它们的横向中距都是4.5m。哑铃型主拱肋上下钢管为?准1000mm×16mm,连接两管的是16mm厚的双缀板,且双缀板外缘间距50cm。使用空钢管横撑连接各拱肋,横撑为桁架式,上下弦主管为?准500mm×16mm,中间斜副管为?准300mm×12mm。要求横撑的设置方向和拱肋中心线垂直,水平方向每间隔4m设置一道横撑(图2)。

3拱上立柱构造

拱上立柱采用0.8m×0.8m箱型截面,钢板厚度16mm,内设16mm厚的纵向加劲肋及横隔板。拱脚附近第一道立柱(3、19号立柱)设有“X”撑2道,较高立柱(4、5、17、18号立柱)设“X”撑1道,其余立柱不设置“X”撑。基本上所有的立柱都是使用0.5m×0.5m钢系梁连接的,但是拱顶11号立柱不是,系梁距柱顶10cm,横向成1.5%横坡。系梁顶底板、侧板、加劲肋钢板厚度均为16mm。

4拱桥主体结构吊装阶段划分

缆索吊塔纵桥向间距为265m,塔顶高程566.287m,未考虑塔架自身变形,拱肋按设计图纸分五段拼装成形。为了更真实的模拟混凝土灌注过程、强度形成过程以及混凝土的收缩徐变,钢管混凝土采用施工阶段联合截面模拟,由于拱座下采用直径为150cm的钻孔灌注桩,长60m左右,为简化计算,分析时突出拱肋结构的主要矛盾,忽略了桩基础对上部结构的影响,具体施工阶段划分见表1,主要施工阶段图如图3所示。

5拱肋扣索控制索力及预抬高量

施工中全桥共分为5段进行吊装,施工时拟采用定长扣索法进行控制。在仿真施工计算过程中,把一节段上的扣索索力增量和这同一阶段的索力值加起来就是下一阶段所要承担的扣索索力值。一直到最后的合拢阶段,得到的最大索力值就是各号扣索的控制索力值。在实际的施工阶段,索力值的具体数据如表2所示。

在实际施工中,如果最大索力是控制索力,那么各阶段的预抬高量如表3所示。

6施工阶段拱肋静力分析结果

6.1安装拱肋第1、5节段

按照相关规定进行控制,拱肋上缘在扣索位置处会产生最大拉应力,最值为1.62MPa,最大压应力为-14.6MPa,拱肋下缘最大压应力发生在扣索位置处,最值为-3.47MPa,最大拉应力为10.7MPa。

6.2安装拱肋第2、4节段

按照上述控制索力进行控制,拱肋上缘在扣索位置处会产生最大拉应力,最值为5.86MPa,最大压应力为

-15.89MPa,拱肋下缘在扣索位置处会产生最大压应力,最值为-15.97MPa,最大拉应力为9.72MPa。

6.3安装拱肋第3节段

按照上述控制索力进行控制,拱肋上缘在扣索位置处会产生最大拉应力,最值为16.69MPa,最大压应力为

-10.35MPa,拱肋下缘在扣索位置处会产生最大压应力,最值为12.35MPa,最大压应力为-19.91MPa。

6.4安装拱肋剩余横撑、钢管固结

按照相关规定进行控制,拱肋上缘在扣索位置处会产生最大拉应力,最值是16.15MPa,最大压应力为-11.62MPa,拱肋下缘在扣索位置处会产生最大压应力,此时最值是-20.30MPa,最大拉应力为11.25MPa。

7结论

①在地面上进行拼装、焊接施工,提高了施工精度和人员施工时的安全性。

②为了方便扣索的挂扣和保证结构的稳定性,需要把两片内倾拱肋节段的水平力转为横撑内力。

参考文献:

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