玻璃溝大橋纜索吊機設計與施工

王鴿 WANG Ge；肖稀 XIAO Xi；曾建偉 ZENG Jian-wei；吳智宇 WU Zhi-yu

（雅礱江流域水電開發有限公司，成都 610000）

（Yalong River Hydropower Development Company，Ltd.，Chengdu 610000，China）

玻璃溝大橋纜索吊機設計與施工

王鴿 WANG Ge；肖稀 XIAO Xi；曾建偉 ZENG Jian-wei；吳智宇 WU Zhi-yu

（雅礱江流域水電開發有限公司，成都 610000）

（Yalong River Hydropower Development Company，Ltd.，Chengdu 610000，China）

以玻璃溝大橋為背景，對工作主索、起重索、錨梁、牽引索的設計進行了詳細的分析計算，并介紹了吊運纜索吊機承重主索的工作原理,對高原上類似橋梁的施工具有一定的參考價值。

工作主索；塔架荷載；錨梁；施工

1 概述

玻璃溝大橋為雅礱江兩河口水電站庫區復建縣道X037線溪工溝至尤拉西溝段的一座勁性骨架鋼筋砼箱型拱橋，位于甘孜州新龍縣境內，在玻璃溝溝口以內約150m附近跨越玻璃溝，溝口為現有X037公路，主孔為凈跨170m，拱橋總長247m。雅江岸3×13m連續板引橋位于平曲線上。主橋鋼管勁性骨架鋼筋砼箱型拱凈跨徑為170m，矢跨比1/5，凈失高34m。主拱圈采用等截面懸鏈線無鉸拱，主拱圈采用在預制吊裝完成的鋼管勁性骨架上外包鋼筋砼工藝施工。勁性骨架為槽鋼與鋼管混凝土組成的桁架結構，全橋共兩片拱肋，兩片拱肋間以橫聯進行連接，拱肋高2.64m，單肋寬2.25m。總體布置圖如圖1。

圖1 玻璃溝大橋總體布置圖

2 工作主索的設計

采用 2×2φ56mm（6×37S+FC）的合成纖維芯鋼索作為主索，2組主索間距5.25m，每組正對拱肋布置；主索公稱抗拉強度1770MPa，單根鋼繩鋼絲截面積A=1178.07mm2，鋼絲繩最小破斷拉力為 Tp＝1830kN。懸索跨度 L＝288.175m，空索垂度f0＝12.5m，約為索跨的1/23。每組主索設置前后2個吊點，吊點間間距24m，整個勁性骨架分段由2組主索共4個吊點抬吊安裝。

為加快施工進度，同時增強鋼管拱肋安裝時的穩定性，確保施工安全，吊裝設計考慮雙肋橫向連接成整體吊裝。受力分析按鋼管勁性骨架按兩岸拱腳就位、運輸至索跨跨中共計算3個工況計算，并依此得出主索最大張力，由于新龍地處高原，晝夜溫差較大，需要考慮溫度的作用。

①結構后吊點距新龍岸塔架37.5米時的情況（新龍岸拱腳段就位）：

不計溫度影響：主索最大張力T=1800.013kN。

溫度降低30度時：主索最大張力T=1830.16kN。

②結構后吊點距新龍岸塔架182.5米時的情況（新龍岸拱腳段就位）：

不計溫度影響：主索最大張力T=2117.343kN。

溫度降低30度時：主索最大張力T=2149.623kN。

③結構吊運至跨中時的情況：不計溫度影響：跨中主索最大張力T=2201.524kN。溫度降低30度時：跨中主索最大張力T=2234.501kN。

結果表明：在鋼管拱吊運至索跨跨中時，主索最大張力Tmax=2201.524kN，安全系數K=3.32，滿足規范主索張力安全系數不小于3的要求。

3 起重索計算

3.1 跑頭拉力F計算

圖2 一臺起吊滑車走線布置示意圖

根據前面的計算，考慮吊具、配重及1.2倍沖擊系數后，起吊重量共計643.272kN，則每個吊點起吊重量G1=G/4=643.272/4=160.818kN。每臺起吊滑車走4線布置，動頭繞過塔頂及塔腳導向滑輪后均進入80kN起重卷揚機，定頭卡于定滑車軸上，起重滑輪效率系數η=0.98（軸承），參考圖2，則跑頭拉力F為：

F＝1.25（不均勻系數）×G1/（η3＋η4＋η5＋η6）＝55.025kN＜=56kN。

3.2 安全系數校核

3.2.1 起吊索拉力安全系數 采用φ24mm麻芯鋼繩（6×37S+FC），公稱抗拉強度1770MPa，鋼絲繩最小破斷拉力 TP=336kN，則：K＝TP/F＝336/55.025＝6.11＞[5]，滿足規范要求。

3.2.2 起吊索應力安全系數 滑輪直徑D=400mm，φ24mm 麻芯鋼繩（6×37S+FC）鋼絲直徑 δ=1.1mm，截面鋼絲面積An=210.87mm2，則：接觸應力安全系數：K＝σmax/σ＝1.77/0.2836＝6.24＞[3]，結果證明應力安全系數滿足要求。

4 牽引索

牽引索每組主索設置一組，每組牽引滑車按來回線走3線布置(不含來回線通線)，設置1臺80kN中快速卷揚機牽引天跑車，跑頭經新龍岸塔頂及塔腳導向滑輪后進入牽引卷揚機。前后兩臺天跑車之間采用2φ30mm（6×37S+FC1770MPa）鋼繩進行連接并同步。塔頂牽引導向滑輪連接固定千斤繩卡在主索后拉索上，使索力直接傳入錨碇。

牽引索牽引力由跑車運行阻力、起吊索跑頭阻力、后牽引松弛張力三部分組成，按新龍岸及雅江岸拱腳段安裝、運輸至索跨跨中共計算3個狀態的牽引力，最大牽引力發生在雅江岸拱腳就位階段，計算兩組一共的最大牽引力329.515kN，單個跑頭最大拉力F=59.534kN，張力安全系數K=5.64＞[5]?？紤]接觸作用應力σ＝305.0MPa，應力全系數 K＝σmax/σ＝1770/305.0＝5.80＞[3]。安全系數皆滿足要求。

5 纜索吊機安裝與試吊

5.1 纜索吊機安裝 纜索系統安裝工藝流程見圖3。

5.2 纜索吊機試吊方案 根據有關技術規范的規定并結合本橋的實際情況，以本橋勁性骨架節段最大設計吊重G=643.272kN為100%試吊重量，按50%G(322kN)→100%G(643.272kN)→120%G(772kN)確定。

圖3 纜索系統安裝工藝流程

吊重物分別選用：20m空心板邊板1塊（325kN）→勁性骨架最重節段（643.272kN）→勁性骨架最重節段+129kN鋼筋等配重（772kN）。重物行走完索跨全程后再回到起吊位置；試吊過程中，分別在起吊處、索跨跨中位置、及兩岸拱腳位置做短暫停留（約5分鐘），主要目的是檢查加載起吊后至跨中主索的垂度情況與設計是否相符；觀測主塔受力變形情況、塔架基礎、主錨碇錨索、錨梁的變形數據及各部焊縫受力后變形情況；牽引索、起重索的動作情況，跑車、倒拐滑車、滑車輪組的運轉情況，卷揚機組的運行情況等；測試指揮系統的調度配合能力。

纜索吊機相關荷載檢驗，結構應力、變形實測結果與理論計算基本吻合，各連接及錨固處穩定牢固，滑輪運轉正常，結構均處于安全狀態，設備及其操控滿足設計及使用要求。

[1]魏磊.瀑布溝大橋工作索的設計及工作原理[N].山西建筑，2007，33（6）.

[2]馬祖橋,楊東海.梅山水庫金桃大橋無支架纜索吊裝系統設計[J].橋梁建設，2008(06).

[3]胡家玲.烏江三橋大跨度纜索吊機安裝施工[J].鐵道標準設計，2007(03).

The Design and Construction of Cable Crane of Glass Channel Bridge

Based on the glass channel bridge,this paper analyzes and calculates the design of the main cable,the hoisting cable,anchor beam and cable in detail,and introduces the working principle of lifting cable crane load bearing cable,which provides a certain reference for the similar bridge construction on the plateau.

the main cable；tower load；anchor beam；construction

王鴿（1984-），男，湖北天門人，工程師，從事水電開發方面工作。

U445.4

A

1006-4311（2014）11-0126-02