该工况下分配梁有最大竖向剪力。
综合各工况分配梁内力计算结果如下: (1)、上分配梁
最大弯矩Mmax=8172528.66kg.cm,相应平面外弯矩M2=-845247.81kg.cm;最大剪力Qmax=119925.65kg。最大弯曲应力σmax=135.8MPa<[σ]=145MPa,最大剪应力τmax=50.6MPa<[τ]=85MPa。材质为Q235。
(2)、下分配梁
最大弯矩Mmax=6033069.56kg.cm,相应平面外弯矩M2=-27051.23kg.cm;最大剪力Qmax=60456.47kg。最大弯曲应力σmax=125.4MPa<[σ]=145MPa,最大剪应力τmax=38.2MPa<[τ]=85MPa。材质为Q235。
可见,两岸上、下分配梁受力皆在容许范围之内。钢材容许应力根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86取值。
2.7、锚碇(附图14~16)
两岸主锚碇设计皆采用桩式锚碇,锚桩嵌入中风化基岩。主锚碇布置于左右半幅桥轴线上,分别距全桥轴线11m,对称布置。每岸设置2×4根直径1.5m的钢筋混凝土
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锚桩,每根桩长6m,桩与桩横向中心距离2.5m,横向通过素混凝土托板连接成整体。主锚碇用作主索、工作索、2段扣索、起吊牵引千斤索及塔架后风缆等的锚固。两路岸锚碇最大索外力为F=2×360.869t,碾子湾岸锚碇最大索外力为F=2×359.991t,按图15锚固布置,单桩最大拉力为100.274t,其水平分力为H=92.536t,竖直分力V=38.627t。锚桩按水平荷载桩利用m(地基比例系数m按硬性黏土取为30MN/m4,实际为中强风化泥岩)法计算锚桩内力(剪力Q和弯矩M),并进行配筋设计。计算桩身最大弯矩Mmax=2514.2KN.m,最大剪力Qmax=925.36KN,侧壁最大土应力0.12MPa,桩顶最大位移2.2mm。设计要求基底及侧壁承载力不小于0.3MPa。锚桩采用C35砼,两岸主锚碇C35砼用量321.26立方米。
实际单桩配置主筋为21根Φ28mmⅡ级钢筋,箍筋为间距15cm的υ8mmⅠ级钢筋。实际锚桩允许抗弯承载力为M=2583KN.m,抗剪承载力Q=1508.04KN。可见主锚桩受力安全。
两岸拱脚段扣索分别利用埋置于塔架基础内的I32B工字钢进行锚固,注意每根工字钢上只能锚固1根φ36.5mm扣索(一道1扣扣索为2根,应分别锚固)。
2.8、扣索
扣索皆采用6×37+FC的麻芯钢索,公称抗拉强度170kg/mm2。第一段采用2∮36.5mm钢索,破断拉力140.396吨;第二段采用2∮47.5mm钢索,破断拉力235吨。
二段扣索皆通过塔顶座滑轮锚固于主锚碇上,一段扣索通过设置于交界墩顶的座滑轮分别进入塔架基础内锚固。扣点采用捆绑的形式与拱箱连接。两路岸为起吊岸,为方便拱箱吊运,二段利用扣架将同一扣点的两根扣索分开,便于后续拱肋从其间吊运通过。吊、扣点连接构造见附图17~21。
半幅桥单肋合拢共计4道(8根)扣索,扣索长短采用滑车组卷扬机调整。两路岸一段扣索长约90m(含回头卡长度)碾子湾岸一段扣索长约95m,两路岸和碾子湾岸二段扣索长皆约200m。全桥扣索用量(按左右幅各一个单肋扣索计算):∮36.5mm(6×37+FC)钢索740m,∮47.5mm(6×37+FC)钢索1600m。
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本桥扣挂体系中扣索数量按照静力平衡计算方法的结果配索,按平面杆系结构进行计算。因在拱肋合拢及轴线标高调整完成之前,各分段接头是通过接头连接螺栓进行临时连接;在拱肋合拢及轴线标高调整完成之后,才进行接头的焊接;因而各分段点按头接铰接考虑,扣索与各扣段一起构成一静定结构,按照静力平衡方法的计算结果来配索是比较合理的,并能够保证有足够的安全系数。
因而在吊装过程中,各分段点按铰接考虑,扣索与各扣段一起构成一平面静定结构,每道风缆按初始张力5t进入计算,计算时考虑拱肋自重(考虑1.1倍的预制超重,但不考虑冲击)作用。每岸按安装第一段、第二段和拱顶合拢段分别进行计算,每道扣索按各阶段的最大索力控制设计。计算合拢状态时,按规范要求合拢段计入一半重量。各阶段扣索力见各阶段扣索力计算成果表。
各阶段扣索力计算成果表(吨)
扣 挂 状 态 第一段 第二段 合拢段 张力安全 系数K 两路岸 碾子湾岸 一扣索力(T1) 二扣索力(T2) 一扣索力(T1) 二扣索力(T2) 30.813 42.855 35.328 3.28 50.265 73.253 3.21 31.387 43.102 35.184 3.26 52.624 76.690 3.06 可见,各扣索安全系数皆满足大于3的规范要求。 2.9、起重索、牵引索(附图25~26)
拱肋前后两个吊点抬吊,起重索采用∮19.5mm (6×37+FC)的麻芯钢索,公称抗拉强度170kg/mm2,钢绳破断拉力为19.64吨。起吊滑车组走12线布置,跑头拉力F=3.316t,安全系数K=5.92>[5],采用5t中速卷扬机做起吊动力。起吊卷扬机容绳量应不小于700m。
牵引索采用∮24mm(6×37+FC)的麻芯钢索,公称抗拉强度170kg/mm2,钢绳破断拉力为29.356吨。碾子湾岸拱脚段就位时有最大牵引力W=14.009t,牵引按来回线布
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置,滑车组走4线(不含通线),跑头拉力F=3.835t,安全系数K=7.66>[5],采用8t中快速卷扬机牵引。
工作起吊采用∮19.5mm麻芯钢索,滑车组走2~3线布置,采用5t卷扬机做起吊动力。工作牵引采用∮19.5mm麻芯钢索,滑车组走1~2线布置(来回线),采用5t卷扬机牵引。
起吊、牵引千斤绳不能在塔顶转向而增加塔架的水平力,转向滑轮的千斤绳必须卡在主索后拉索上,使索力传入锚碇。起吊、牵引对塔架的外作用力已进入前面的塔架受力计算,其计算资料整理略。
全桥起吊、牵引索用量(左右半幅同时安装):∮19.5mm钢索5100米(主起吊、工作索起吊和工作索牵引),∮24mm钢索2480米(主牵引)。
2.10、拱箱风缆索
每道拱肋风缆绳采用2∮19.5mm(6×37+FC)的麻芯钢索,公称抗拉强度170kg/mm2,钢绳破断拉力为39.3吨(双线)。
风缆与地面夹角不大于30°,风缆水平投影与桥轴夹角不小于50°,为减小风缆垂度的非弹性影响,风缆初张力按5吨控制。全桥4(4个拱圈)×2个肋需64道风缆绳。拱箱风缆绳用量约8000m。
拱肋风缆位置根据设计的风缆角度要求放样后确定,锚碇根据具体地质情况可采用锚环(锚环必须采用韧性较好的钢材)或埋置式地垄等形式,工地自行设计布置,要求每道风缆锚碇容许抗拉力不小于15吨。
2.12、主要钢索组成参数表
主要钢索组成参数表
钢索规格 钢索直径d 钢丝直径δ 单位 mm mm 主扣索 56.5 2.6 6×37+FC 工作索、扣索 47.5 2.2 6×37+1 扣 索 36.5 1.7 牵引索 24 1.1 起吊索 19.5 0.9
钢索型号 6×37+FC 6×37+FC 6×37+FC 18
重量 金属截面积FK 弹性模量EK 线膨胀系数 破断拉力TP 钢丝公称强度 Kg/m mm2 MPa 1/℃ t MPa 11.099 1178.1 75600 1.2E-5 164 1700 3 2 7.943 843.47 75600 1.2E-5 117.5 1700 3 2 4.734 503.64 75600 1.2E-5 70.198 1700 3 2 1.982 210.87 75600 1.2E-5 29.35 1700 5 3 1.326 141.16 75600 1.2E-5 19.65 1700 5 3 拉力安全系数 应大于 应力安全系数 应大于 3、拱箱的吊装
吊装系统安装完成,正式吊装前,应进行以下几方面的工作,以便发现问题及时处理:
(1)、复核跨径、起拱线标高,放样拱脚对位大样并画线。 (2)、对拱脚预埋件进行检查和校正。
(3)、检测吊装段拱箱的几何尺寸及预制施工质量。
(4)、对吊装系统进行全面检查并进行试吊,以检验吊重能力及系统工作状态。缆索系统的试吊包括吊重的确定及重物的选择、系统观测、试验数据收集整理。
3.1、试吊装前的准备工作
对整套缆索系统的全面检查验收,各关键设备材料检查主要项目如下: (1)、卷扬机
安装布置合理、排绳顺畅、锚固牢靠、电线接驳符合安全要求、机械电器运行良好(特别是刹车系统)。
(2)、钢丝绳(牵引、起重)
钢丝绳质量、磨损、断丝情况、转向的布置、摩擦等,穿索是否正确。 (3)、转向滑车、索鞍、跑车、滑车组转动顺畅,与钢丝索联接平顺、固定牢靠。 (4)、塔架
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