玻璃沟大桥缆索吊机设计和施工

1概述

玻璃沟大桥为雅砻江两河口水电站库区复建县道X037线溪工沟至尤拉西沟段的一座劲性骨架钢筋砼箱型拱桥，位于甘孜州新龙县境内，在玻璃沟沟口以内约150m附近跨越玻璃沟，沟口为现有X037公路，主孔为净跨170m，拱桥总长247m。雅江岸3×13m连续板引桥位于平曲线上。主桥钢管劲性骨架钢筋砼箱型拱净跨径为170m，矢跨比1/5，净失高34m。主拱圈采用等截面悬链线无铰拱，主拱圈采用在预制吊装完成的钢管劲性骨架上外包钢筋砼工艺施工。劲性骨架为槽钢与钢管混凝土组成的桁架结构，全桥共两片拱肋，两片拱肋间以横联进行连接，拱肋高2.64m，单肋宽2.25m。总体布置图如图1。

2工作主索的设计

采用2×2？准56mm（6×37S+FC）的合成纤维芯钢索作为主索，2组主索间距5.25m，每组正对拱肋布置；主索公称抗拉强度1770MPa，单根钢绳钢丝截面积A=1178.07mm2，钢丝绳最小破断拉力为Tp=1830kN。悬索跨度L=288.175m，空索垂度f0=12.5m，约为索跨的1/23。每组主索设置前后2个吊点，吊点间间距24m，整个劲性骨架分段由2组主索共4个吊点抬吊安装。

①结构后吊点距新龙岸塔架37.5米时的情况（新龙岸拱脚段就位）：

不计温度影响：主索最大张力T=1800.013kN。

温度降低30度时：主索最大张力T=1830.16kN。

②结构后吊点距新龙岸塔架182.5米时的情况（新龙岸拱脚段就位）：

不计温度影响：主索最大张力T=2117.343kN。

温度降低30度时：主索最大张力T=2149.623kN。

③结构吊运至跨中时的情况：不计温度影响：跨中主索最大张力T=2201.524kN。温度降低30度时：跨中主索最大张力T=2234.501kN。

结果表明：在钢管拱吊运至索跨跨中时，主索最大张力Tmax=2201.524kN，安全系数K=3.32，满足规范主索张力安全系数不小于3的要求。

3起重索计算

3.1跑头拉力F计算

根据前面的计算，考虑吊具、配重及1.2倍冲击系数后，起吊重量共计643.272kN，则每个吊点起吊重量G1=G/4=643.272/4=160.818kN。每台起吊滑车走4线布置，动头绕过塔顶及塔脚导向滑轮后均进入80kN起重卷扬机，定头卡于定滑车轴上，起重滑轮效率系数η=0.98（轴承），参考图2，则跑头拉力F为：

F=1.25（不均匀系数）×G1/（η3+η4+η5+η6）=55.025kN[5]，满足规范要求。

3.2.2起吊索应力安全系数滑轮直径D=400mm，？准24mm麻芯钢绳（6×37S+FC）钢丝直径δ=1.1mm，截面钢丝面积An=210.87mm2，则：接触应力安全系数：K=σmax/σ=1.77/0.2836=6.24>[3]，结果证明应力安全系数满足要求。

4牵引索

牵引索每组主索设置一组，每组牵引滑车按来回线走3线布置（不含来回线通线），设置1台80kN中快速卷扬机牵引天跑车，跑头经新龙岸塔顶及塔脚导向滑轮后进入牵引卷扬机。前后两台天跑车之间采用2？准30mm（6×37S+FC1770MPa）钢绳进行连接并同步。塔顶牵引导向滑轮连接固定千斤绳卡在主索后拉索上，使索力直接传入锚碇。

5缆索吊机安装与试吊

5.1缆索吊机安装缆索系统安装工艺流程见图3。

5.2缆索吊机试吊方案根据有关技术规范的规定并结合本桥的实际情况，以本桥劲性骨架节段最大设计吊重G=643.272kN为100%试吊重量，按50%G（322kN）→100%G（643.272kN）→120%G（772kN）确定。

吊重物分别选用：20m空心板边板1块（325kN）→劲性骨架最重节段（643.272kN）→劲性骨架最重节段+129kN钢筋等配重（772kN）。重物行走完索跨全程后再回到起吊位置；试吊过程中，分别在起吊处、索跨跨中位置、及两岸拱脚位置做短暂停留（约5分钟），主要目的是检查加载起吊后至跨中主索的垂度情况与设计是否相符；观测主塔受力变形情况、塔架基础、主锚碇锚索、锚梁的变形数据及各部焊缝受力后变形情况；牵引索、起重索的动作情况，跑车、倒拐滑车、滑车轮组的运转情况，卷扬机组的运行情况等；测试指挥系统的调度配合能力。

缆索吊机相关荷载检验，结构应力、变形实测结果与理论计算基本吻合，各连接及锚固处稳定牢固，滑轮运转正常，结构均处于安全状态，设备及其操控满足设计及使用要求。

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