运河大桥拱箱吊装施工技术方案(4)

2019-03-03 10:40

吊点垂度F= 4.562891 米

跨间主索水平张力H= 182.1061 千牛 主索最大张力T= 199.1668 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 17.21021 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 93.293 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 6.8614 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 175.2921 千牛 2、温度降低 20 度时 吊点垂度F= 4.452112 米

跨间主索水平张力H= 186.6373 千牛 主索最大张力T= 203.2901 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 17.65947 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 95.31065 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 7.764527 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 177.1808 千牛

结构吊运至跨中时的情况: ─────────── 1、不计温度影响

跨中主索最大垂度F= 13.06265 米 跨间主索水平张力H= 322.9029 千牛 跨中主索最大张力T= 327.1717 千牛 主索安全系数K= 3.591387

起吊岸塔架主索水平力差H1= 27.60382 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 193.5319 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 36.32067 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 197.3809 千牛 2、温度降低 20 度时

跨中主索最大垂度F= 12.87527 米 跨间主索水平张力H= 327.6022 千牛 跨中主索最大张力T= 331.8222 千牛 主索安全系数K= 3.541053

起吊岸塔架主索水平力差H1= 28.10567 千牛

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起吊岸塔架主索竖直力V1= 195.6073 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 36.92844 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 199.5172 千牛

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应力安全系数计算略。 2.5、索塔(见图02~08)

塔架采用常备M型万能杆件组拼成三柱门式钢桁架结构,塔脚与基础固接,通过风缆来约束塔顶位移。塔顶设钢板箱上、下分配梁来支承主索及工作索座滑轮,并将悬索系统传递来的荷载分配到塔顶各节点上。塔顶标高由拱顶标高259.86+fmax+工作高度来决定,即为259.86+15.029+9.0=283.889m,实际双江岸塔顶标高284.207m,塔架基础顶面标高261.0m,塔高23.207m;新县城岸塔顶标高287.207m,塔架基础顶面标高264.0m,塔高23.207m。塔架横向宽塔顶30m,纵向宽度2m。索塔采用M型万能杆件组拼,需杆件钢材总重144.197t。为克服塔架纵横向水平力,两岸塔架设置3组5∮19.5mm后风缆和两侧各1组5∮19.5mm横风缆;后风缆拉于每笼立柱顶部中间位置,侧风缆拉于上分配梁端头位置;后风缆进入两岸主锚碇锚固,横风缆设置抗拉力不小于20吨的风缆锚碇锚固;横风缆与水平面夹角按塔架构造图(图04)中的说明进行布置。两岸塔架∮19.5mm风缆索用量约2500m。为减小风缆垂度的影响,塔架后风缆及横风缆每道安装张力按5t控制;所有风缆千斤绳考虑8倍的安全系数后布置。

塔架按预制场起吊、运输拱箱至索跨跨中、双江岸右幅拱脚段就位等运输状态按塔架的最大受力组合进行计算,计算时综合考虑了主索、工作索、起吊牵引索的共同作用。因两岸塔架结构相同,双江岸塔架受力较大,仅取双江岸塔架做控制计算,并按吊运1#拱箱(靠桥轴线)至9#拱箱(外侧边箱)的不同的索力作用位置(共计算了9个工况)对塔架分别进行了计算。在最不利情况下(双江岸塔架在9#拱顶段拱箱运输至索跨跨中时)由主索、工作索及牵引索(不含风缆初张力)产生的塔顶最大竖直压力为1253.302KN,纵向水平力为213.415KN(向河方向),横向水平力为206.658KN,见图(4)。

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图(4)、吊9#拱箱(左幅外侧边箱)至索跨跨中时塔顶力作用图

其余8个工况塔顶力作用图略。

塔架作为空间杆系结构利用《微机结构分析通用程序SAP2000》进行了电算,万能杆件各节点看成空间铰结点,计算时未考虑风缆对塔架的约束作用,偏于安全,计算模型见图(5)示。

按各个计算状态各单元的最大受力值进行单肢杆件、杆端连接螺栓及节点板孔壁挤压的强度复核,另对不能满足受力要求的2N5斜杆皆用2N3代替,2N4水平杆

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皆用4N4代替,使所有的杆件及连接皆在规范容许受力范围之内。吊9#拱箱(左幅外侧边箱)至索跨跨中时塔架轴力计算结果见图(6),该工况立杆(4N1)有最大轴力。

图(5)、塔架计算拉伸模型

图(6)、吊9#拱箱(左幅外侧边箱)至索跨跨中时塔架轴力填充图(其余工况未示)

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综合塔架在各工况的最大内力计算结果如下:

塔脚竖直杆4N1最大压力N=-102.254t<[133t],最大拉力N=36.145t<[135t联结控制];水平杆(4N4)最大压力N=-27.692t<[42.6t联结控制],最大拉力N=31.871t<[42.6t联结控制];斜腹杆(2N3)最大压力N=-27.094t<[37.8t联结控制],(2N3)最大拉力N=29.633t<[37.8t联结控制]。

索塔位移计算结果:

吊9#拱箱(左幅外侧边箱)至索跨跨中时塔架纵向位移6.46cm(向前),横向位移0.91cm;在风缆初张力作用下,塔架初始纵向位移-2.30cm(向后)。

2.6、塔顶分配梁(附图09~12)

塔顶设上、下分配梁。两岸上下分配梁结构相同,上分配梁为470mm×700mm钢箱梁,下分配梁为400mm×600mm钢箱梁。下分配梁简支于万能杆件柱头上,上分配

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