某跨度150ｍ的下承式钢管砼系杆拱桥拱肋吊装和扣索索力计算

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1、鉴定文件之五XXX大桥综合施工技术拱肋吊装和扣索索力计算项目完成单位：12拱肋吊装和扣索索力计算1．工程概况XX大桥横跨广深、广九电气化高速铁路及深圳火车北站站场共29股轨道，全长386.37m，其主桥为跨度150m（净跨148m）的下承式钢管砼系杆拱桥，矢跨比为1/4.5，拱轴系数为1.167，拱顶距地面高约43m。主拱结构为两片四肢格构桁式截面，高3.0m，宽2.0m。每段拱肋四根弦管设对接内衬套，合拢段的弦管中设有可移式内衬套，每片拱肋分7段悬拼，最大吊重约37t，两片拱肋的横向中心线距离18.5m，桥面为预应力钢—砼叠合板组合梁结构,宽2

2、3.5m。为安全、优质、快速的安装主拱肋，经过优化比选，施工上采用缆索吊机和扣索的方案进行空中无支架悬拼拼装。2．施工工艺流程根据现场情况并考虑操作简便，经过反复论证，本桥决定采用单肋悬拼合拢的方法。即完成7段拱肋的安装合拢后，移动索鞍再安装另七段拱肋，两片拱肋全部合拢后最后安装中间风构。单肋合拢采用每上一段即进行接头焊接（拱脚段最后才焊接），其施工工艺流程图(图1)如下：12合拢段安装工况4安装拱脚铰支安装第一大段拱肋斜拉扣挂拱肋调整轴线、标高斜拉扣挂调整扣索施焊固结调整轴线标高扣索调整螺栓临时连结安装第三大段调整扣索接头施焊固结螺栓临时连结安

3、装第二大段拱肋斜拉扣挂拱肋工况1工况2工况3123．拱肋悬拼施工3.1各分段长度及质量单片拱肋分7段悬拼，各分段长度及质量见下表段号第一段第二段第三段第四段（合拢段）质量（KN）353295278270水平投影距离（m）19222222另：第一、二段扣点装置重8KN，第三段扣点装置重10KN，各大段接头处的吊蓝等施工荷载考虑12KN。3.2拱脚铰支的安装在拱肋悬拼过程中，为调整线型，拱脚段及预埋钢板要预先设置铰支，本桥的铰支型式如下图：通过扣索的张拉、松放、调整标高，轴线调整及横向稳定是通过侧缆风来完成。3.3各大段的联接根据设计，各大段的接头先

4、采用16棵M24A的螺栓联接，然后待标高、轴线调整到位后，即进行接头环缝的焊接，最后在每根主管外用4块δ=12mm的钢围板进行接头处的外包施焊固结，然后才安装下一段。123.4合拢段的安装合拢段设计长度为22m，为保证能够快速、顺利的进行合拢，本段在工厂制作时，两边端头比设计各加长50cm，以待准确测量实际合拢段的长度后在现场进行划线，切割余量，然后进行合拢。4.扣索计算4.1、结构性状及受力分析4.1.1每段拱肋刚度相对于扣索刚度为极大值，故可视为刚体，各吊装段重力按简支斜梁模式分配于接头A、B、C、D点。4.1.2架设过程中，拱脚（A点）安装

5、了铰，故不存在弯矩。4.1.3其余大段接头（B、C、D）在用临时螺栓联结时可视为铰结，节点弯矩为零，当施焊固结后不再存在接头，二大段（或三大段）形成整体。d、三组扣索均是通过扣鞍轮曲转向地锚进行锚固，扣索在扣鞍轮上属滚动磨擦，故不考虑前后绳的张力差，认为前索与背索张力是一致。e、索塔下端为铰，塔底弯矩为零，扣塔采用缆风进行前后固定，水平位移极小，对整个结构受力可认为不受影响。f、拱肋端头的侧缆风张力一般在30KN左右，其对扣索的影响很小，故计算时不考虑。4.2、计算简图如下图3、412a——A至B点的竖直距离b——I至C点的竖直距离c——II至D

6、点的竖直距离S1——拱脚A至扣索1的垂直距离S2——接头I至扣索2的垂直距离S3——接头II至扣索3的垂直距离αn——各扣索的水平夹角12βn——各段接头至扣点的水平夹角S1′——A至第一组扣索的距离S2′——A至第二组扣索的距离S3′——A至第三组扣索的距离钢拱肋的联接，根据各个工况，按铰接和固接分别考虑，第一、二、三段荷载由钢拱肋加扣点装置和施工荷载组合考虑；合拢时按最不利情况考虑，第四段钢拱肋重量的20%作用于第三段端头。①、工况1—第一段就位A铰：ΣMA=0T11×S1-W1×19/2-8×17-12×19=0T11=（W1×19/2+

7、364）/S1（KN）ΣX=0T11×COSα1-NAX=0NAX=T11×COSα1ΣY=0T11×sinα1+NAy-W1-20=0NAy=W1+20-T11×sinα1②、工况2—第二段就位,分两种情况:a．螺栓定位、调整标高、轴线,此时一、二段接头按铰计算：ΣMI=0T22×S2-W2×22/2-8×20-12×22=0T22=（W2×22/2+424）/S2（KN）ΣX=0T22×COSα2-N1x=0NIx=T22×COSα2Σy=0T22×sinα2+NIy-W2-20=0NIy=W2+20-T22×sinα2ΣMA=0T21×S1

8、+NIx×a-W1×19/2-NIy×19-12×19-8×17=0T21=（W1-19/2+NIy×19+364-NIx×a）/S1（