大跨缆索吊装技术在斜拉桥建设中的应用研究

发布时间：2020-09-14 13:53

　　伴随西部大开发的战略要求,山区公路、铁路项目越来越多,无论从经济资本还是从桥梁建设技术实力,我国高速公路跨越深切峡谷的能力也越来越强,尤其在大跨径主桥钢梁安装方面,研发出了很多新工艺、新技术,最常见、最具有代表性的就是桥面吊机整体吊装技术和桥面悬臂散件拼装技术,但在使用中逐步发现,这两种最经典的技术在深切峡谷地区其优点难以实现。峡谷地区往往河谷呈“U”型深切,河岸地势陡峭,施工场地极为狭小;峡谷沟深桥高且不通航,主梁无法正位吊装;同时山区突发大风天气频繁,长时间的高空作业风险极大。失去平原江河地区运梁便利的桥面整体吊装技术很难实现其两岸同步拼装、整体快速对拼的优势,桥面悬臂拼装也因对拼速度慢、高空作业多而受到质疑。因此,对于工期要求紧、深切峡谷地区的大跨径斜拉桥主梁安装技术急需再次突破。本论文以工程实践为依托,对深切峡谷区大跨径大吨位缆索吊的结构及力学特点、工作性能进行了分析研究,主要包括以下内容:⑴大跨大吨位缆索吊机结构系统的研究(1)缆索承重系统的结构理论;(2)大跨大吨位缆索系统受力特点的分析;(3)当前缆索吊技术在大跨大吨位方面难以突破的原因;⑵新型缆索吊机的结构构造研究:(1)缆索系统、跑马系统、地锚等各关键部位的构造研究;(2)利用上横梁外伸部分,对索鞍支撑系统优化;(3)溶洞裂隙带地锚的选址及预应力岩锚处治措施;(4)背索在系统中的意义和结构研究;⑶理论软件对缆索系统的结构分析:(1)主缆、背索和牵引索吊装施工索力;(2)主缆承重索施工应力及位移;(3)数值模拟分析与常规经验公式分析的对比。⑷新型大吨位缆索吊机试运行的状态分析;⑸斜拉桥钢桁梁节段采用缆索吊机整体吊装的实施。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U448.27
【部分图文】：

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第二章新型大吨位缆索吊机系统研究和结构设计第二章新型大吨位缆索吊机系统研究和结构设计托项目工程慨况池河特大桥是贵州省贵黔高速公路的控制性桥梁工程。桥梁全长 1466.5 800m 双塔双索面混合梁斜拉桥，是世界上最大跨径的钢桁梁混合式斜大桥主桥为 72+72+76+800+76+72+72m 大跨径钢桁梁-混凝土混合式斜钢桁梁，边跨采用 PC 箱梁，边中跨比 0.275。其中，中跨钢桁梁采用“宽 28m，梁高 8m，标准节段长 16m，最大吊重为 2800KN。采用这种组于边跨混凝土梁可平衡主跨钢梁重量，避免单一主梁形式引起边墩出现主塔偏位移和主梁挠度，既满足了结构的受力要求，又能达到经济合理的。

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图 2-2 鸭池河特大桥绳索系统组成2.2.1 总体布置缆索吊机采用悬索桥结构形式，承重索的索鞍直接安装在鸭池河特大斜拉桥塔之上，两端分别设置锚碇锚固主缆。两侧锚碇根据实际地质条件均设计为预应力结构方法。鸭池河特大桥缆索起重机工作跨度 L 为 800m，最大吊重时跨中最大为 61.53m，空缆状态下（只有承重绳自重）矢跨比 f/L=1/19，设计最大矢跨比 f/L=其中贵阳侧锚固跨左右幅分别为 230m 和 209m，黔西侧锚固跨左右幅均为 230m。与缆索吊机总体布置如下图 2-3，计算模型简图如图 2-4 所示。同时为了考虑减少吊机对主塔侧移的影响，设置了专用背索进行调整主塔的侧移[6]。缆索吊机沿桥跨布置有左右两组承重索，每组承重索由 12 根 φ60 的钢丝绳组两组承重索工作跨中心距为 35.5m，两侧锚固点中心距都为 40m。黔西和贵阳两侧置有两个承重索的锚碇系统，均为岩锚结构，锚碇距桥梁纵向中心距离为 20m。鸭池河特大桥上横梁顶面标高为 1359.009m，主梁顶面标高为 1272.509m，

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规格 6*37S+IWR 6*37S+FC 6*37S+FC 6*37S+FC钢丝绳直径（mm） 60 32 36 12单位长重量（kg/m） 15 3.8 4.81 0.534钢丝绳公称强度（MPa） 1870 1870 1870 1770单根钢丝绳最小破断力（KN）2400 632 800 84.1钢丝绳破断拉力安全系数≥3.0 5 52.3.1 承重绳的校核计算缆索吊设计承重能力为 3500KN，最大起吊梁段重余约 2500KN，承载绳采用 2 组12 根φ60rnrn(6×37+IWR）钢丝绳，设计额定载荷最大垂跨比约为 1/13；两索道之间中心距为 35.5m。由于桥梁左右两侧的锚碇位置有差别，因此对左右两幅承重索道分别进行校核计算：2.3.1.1 承重索系统计算简图及参数

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