吊桥,又名悬索桥,随着我国公路桥梁施工的日益增多,吊桥的施工技术也成了热门课题。是由主索、吊索、桥面梁系、索塔、索鞍等几部分组成。
岚瑞游乐承担的某市河心公园吊桥主索施工,由于受河岸限制,吊桥主索跨度较大,且施工场地狭小,故不能按一般常规的办法进行主索架设。
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(如图1)主索采用6×37S+IWR-1670-52 (钢芯)镀锌钢丝绳,抛物线方程为X2=2x125.525Z。现介绍其施工技术,供参考。
34000TICH-+30000 1200030000
1索塔
2桥面梁系
3 索鞍
4 吊索
5主索图1
某市河心公园吊桥示意图
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主要钢绳的购置长度1.1 主要钢绳中段抛物线的弧线长的计算
抛物线的长度可按下式进行计算(推导略)
1√6P+P
+Ln L=&
L———主索抛物线两端跨度(m)P—抛物线方程常数如上式,将L=I20m,P=125.525代入,算得跨中抛物线长为L=137.876(m)
1.2 主索的斜长计算。
L2=√302+402=50(m)1.3 购置主索钢绳的长度计算。
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L=L1+2La=237.876m 2 主索钢绳的选购要求,预张拉和弹性模量的测定
2.1 主索钢绳的选购要求。钢绳型号、强度、尺寸要符合规定。
2.2 进行预张拉。主要是消除因钢绳缠绕产生的非弹性变形。
2.3 预张拉后,由钢绳厂测出主索钢绳的弹性模量,为下步工作作准备。
2.4 钢绳厂出具钢绳的出厂合格证、材质合格证等系列技术资料,并出厂打盘,涂油脂,经厂家质量检验。
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钢绳的弹性模量为E=1.62×10 MPac//专P+P+分)-)3·P 式(1)P
3. 主索钢绳下料、浇注日
124.18m 150mL 50m
3.1 主索荷载作用下的预拱度∶因为弹性模量的变化,设计的预拱度往往会产生变化,所以施工前必须根据实际情况重新计算拱值。本工程单根主索受恒荷载总数为30t,并将各均布荷载简化成集中荷载来计算(原抛物线方程为X2=2×125.525Z),60°
hi=2×125.525=14.340(m)钢绳支座转角
u=areg las34=arctg0.239=13.440
L=61.689(m)钢绳斜边
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由设计手册钢丝绳截断面A=1830mm²2QSin13.44°=3030
Q=2x anl3.44=64.536(t)钢绳在Q力作用下的伸长量为△L=EA
QL64.536×10³×9.8×61.689×102=132(mm)
1.62x105×1830
简化为
CILILING
主索荷载简化图
L1+△L=61.689+0.132=61.821(m)h2=√61.8212-60°=14.894(m)h2-h1=14.894-14.340=0.554(m)说明∶钢丝绳在受到恒载之后,其抛物线会下挠554mm,如果使钢丝绳达到设计的曲线方程,必须将钢绳张紧 必须说明的是、上述计算是在将均布荷载简化为集中荷载的情况下计算的、数值往往偏大一些、如果用柔性体原理对主索分析下挠值的话,数值精确一些,但计算比较复杂,两者的误差约为3.5%左右。实际上温差的影响对主索的伸长也有一定的影响,但施工一般都是连续进行,温差变化不大,故在此忽略不计。
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3.2 主索预拱后的抛物线长度∶主索中段在跨度不变、矢度变化0.554m的情况下,将形成一个新的抛物线方程,根据新抛物线的长度为13.786m即求得新的抛物线方程为X2=2×130.58Z,再根据(1)式可求得变化后主索中段抛物线长为124.18m。
图3 主索的下料尺寸图
3.4 主索锚头浇注合金∶钢丝索下料后,即浇注合金,浇注时严格控制合金配合比及浇注温度,并进行金属试件分析和强度检验合格后再打盘卷浇。
4 主索的架设施工
4.1 因受场地限制、主缆不能按一般的办法架设猫道,故必须另辟蹊径,将主缆和吊索先行安装运载过河。
主要施工方案
主索由河面通过、由两台卷扬机共同操作完成。对牵引卷扬机的要求是∶
①牵引力达到施工要求∶
②容绳量大于200m,
③在钢绳放松时能产生反拉力。
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施工工具
1 索引卷扬机
2找拉器
3吊索
4主索索夹
5简易拉锚
6主索
7放绳卷扬机
8主索架
4.2 卷扬机及钢丝绳选择∶施工时只考虑主索、索夹的自重、端头锚固力约4.6t,故选择两台5t 的快速卷扬机,钢丝绳直径为16mm,容绳量250m。考虑牵引卷扬机反拉力不够,故在牵引侧另设拽拉器。
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4.3 架设时需注意的事项∶
4.3.1 两台卷扬机工作的顺序为放绳——牵引一放绳一牵引的循环方式,但必须设计可移式锲紧机构的拽拉器,工作时其两端号令鲜明,旗语一致.
4.3.2 主缆架设时必须封锁航道。
4.3.3 卷扬机的安装使用必须符合《起重机械安全使用规范》。
4.3.4 主索架设完毕后,必须检查端头锚具是否牢靠,方可放松卷扬机。