大跨径斜拉桥主梁与索塔临时固结关键技术.docx

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1、【摘 要】朝鸭绿江界河公路大桥为86+229+636+229+86=1266m五跨连续半漂浮体系 双塔双索面钢箱梁斜拉桥。索塔与主梁间设置竖向支座和横向抗风支座，纵向设置粘滞阻 尼器；辅助墩设置竖向拉压支座，钢箱梁边跨内同时设置压重；过渡墩设置竖向抗压支座和 横向抗风支座。当钢箱梁采用桥面吊机悬臂施工时，为了防止由于施工荷载对桥墩支座产 生的不对称弯矩和水平分力而引起的主梁失稳，必须采取临时固结措施，同时对索塔临时固 结构造措施进行结构验算，保证纵向抗剪承载力和横向抗压承载力满足要求。【关键词】斜拉桥钢箱梁临时固结构造技术1工程概述1.1主梁拼装方案中朝鸭绿江界河公路大桥为86+229+636

2、+229+86=1266m五跨连续半漂浮体系双塔 双索面钢箱梁斜拉桥。索塔与主梁间设置竖向支座和横向抗风支座，纵向设置粘滞阻尼器; 辅助墩设置竖向拉压支座，钢箱梁边跨内同时设置压重；过渡墩设置竖向抗压支座和横向抗 风支座。主梁为流线型扁平钢箱梁，梁高3.5m （中心线），梁宽33.5m，桥面设2%的双向横 坡。钢箱梁内设置两道纵腹板，其距离钢箱梁中心线间距为8.8m，钢箱梁横隔板标准间距 为3.2m。共计87片，由中交一公局海威工程建设有限公司承建1/2主桥及中跨合龙段钢箱 梁架设安装，共计44片。钢箱梁共分为11类（AJ、E1、E2、E3），大桥主桥钢箱梁总 体施工步骤如下：索塔区0103

3、（A、B、C）共5个梁段采用墩旁支架施工，最大起吊重 量约262t。利用浮吊将梁段吊放与支架上，精确定位焊接后，与下横梁临时固结。阻尼器 连接件在施工过程中作为临时拉索在主梁上的锚固装置。然后张拉C梁段拉索，对称拼装 桥面架梁吊机，准备吊装后续梁段。对于索塔，次边跨和中跨的标准梁段采用桥面吊机双悬臂依次吊装，对称挂设、张拉斜 拉索，直至主梁合龙。对位于河床较浅的边跨梁段，采用高支架拼装，用浮吊和滑移结合将 梁段起吊滑移到位，然后再利用桥面吊机逐段起吊安装。1.2塔梁纵向限位及临时锚固构造1.2.1纵向限位构造根据钢箱梁设计资料，在钢箱梁架设施工过程中，在钢箱梁01号段的索塔塔柱两侧的 设置纵向

4、限位装置，构造见图1图2。8您5 7摆蝴脸枸造平面 II瘁MMV .堀W * MM-N1- -1_|n TZ声2L声 七1LrL1共2严JL图1主梁纵向限位构造平面七m蝴Lg碱，林N2tc图2主梁纵向限位构造局部立面图和平面图1.2.2阻尼器连接构件处的临时锚固构造塔梁固结的临时拉索可采用标准强度为1670MPa的铰销式吊杆体系，计算长度为9.095 米。临时拉索每个阻尼器连接构件处设置一根，全桥8根计72.76米长，推荐采用PES7-61丝吊杆。设计建议临时拉索张拉力为150kN（如图3）图3塔梁临时锚固构造1.2.3横向临时固结为了限制主梁拼装过程中的横桥向位移，对于中方侧索塔，拟在索塔抗

5、风支座两侧设置 主梁横向临时固结措施。横向临时固结的一端通过预埋件与塔柱相连接，另一端与01号钢 箱梁段的腹板相连接。横向临时固结措施在钢箱梁上下游侧对称布置，见图4。横向临时固 结构件为双拼240槽钢或双拼2H450X200型钢。h墨R茉总计荏就怙 期区挤回忒若澜:fcg叫里轧中尘世EEsf江大柄塔及畦防玉埋件工理堆彘磺后比号靖因弗蜿u e.a m时耳图4塔梁临时锚固构造2计算工况钢箱梁01节段的钢牛腿主要抵抗主梁拼装施工过程中的纵向不平衡荷载，横向风荷载 引起的主梁水平面内转动，以及竖直面内的主梁转动。横向临时抗风支座抵抗主梁在横向 风荷载作用的位移。对主梁架设的最大双悬臂和最大单悬臂工况

6、进行计算，分析塔梁临时锚 固肯能承受的最大内力值。2.1最大双悬臂工况在主梁A12/J12节段悬臂拼装完毕，主梁尚未与辅助墩支架的合龙梁段连接时，主梁 处于最大双悬臂状态，悬臂长度为201m，见图5。L1WF.7* LjX.图5最大双悬臂架设状态2.1.1最大竖向不平衡力当钢箱梁A12/J12梁段安装完毕，江测悬臂端单独起吊J13梁段。桥面吊机重量按实 重量选取，J13号梁段重量乘以动力系数1.20。2.1.2横向风荷载的对称加载和不对称加载（1）对称横向风荷载作用下的产生的水平力；（2）边跨和中跨两侧不平衡横向风荷 载作用下，对两侧主梁产生的不平衡力。根据公路桥梁抗风设计规范论文写作、期刊发

7、表QQ： 1119336036 （JTG/T D60-01-2004），对于A类地表，主梁高程（43.875m）风速高度修正系数取K1=1.40。施 工阶段风速重现期按20年考虑，风速重现期系数n=0.88。施工阶段，主梁高度处的基准 风速为 VZ=K1V10n=1.40x32.6m/sx0.88= 40.22m/s。静阵风风速：= 1.24x40.22=49.87 m/s式中VZ索塔基准高度处的风速；CV静阵风系数，A类地表，加载长度201m，取1.24。主梁的静风荷载：式中：p空气密度（kg/m3），取1.25；Vg静阵风风速；CH主梁的阻力系数，取1.3；AH 梁投影高度。根据上式计算得

8、到主梁的横桥向静风荷载FH=8.0kN/m。江测和岸侧主梁的不对称系数 取0.5。加载方式分别见图6、图7。图6最大双悬臂架设状态横向对称风荷载作用2.1.3横向风荷载产生的竖向升举力横向风荷载对主梁产生的竖向升举力P参照以下公式进行计算：P=CLS2V2b/1.6文星期刊论文发表网式中CL一升举系数，由规范图表按主梁宽/高比查取，此处取0.35；V设计风速，按10年一遇地面10米高处风速换算至主桥高度（此处按40米计）为 32.5m/s。施工阶段风速重现期按20年考虑，风速重现期系数n =0.88。S阵风系数，查表可得，岸侧S=1.61，江侧S=0.82；b钢箱梁宽度，33.5m。根据上式计

9、算结果，岸侧升举力P1=33.8kN/m，江测升举力为P2=8.5kN/m。加载方式见图8。图8最大双悬臂架设状态横向风荷载产生的升举力2.2最大单悬臂工况在中跨主梁合龙前，主梁处于最大单悬臂架设状态，中跨最大悬臂长度达313m，见图9。图9最大单悬臂架设状态2.2.1最大竖向不平衡力中跨合龙前，合龙段由合龙口两侧桥面吊机同时起吊，当一侧桥面吊机脱钩，合龙段钢 箱梁重量由单侧桥面吊机承受。桥面吊机重量按实际重量选取，合龙段钢箱梁重量乘以动力 系数1.20。2.2.2横向风荷载（1）对称横向风荷载作用下的产生的水平力；（2）边跨和中跨两侧不平衡横向风荷 载作用下，对两侧主梁产生的不平衡力。加载方

10、式分别见图10、图11。图10最大单悬臂架设状态横向对称风荷载作用图11最大单悬臂架设状态横向不对称风荷载作用表1塔梁临时锚固最大内力计算结果计算工况横向力(kN)纵向力(kN)扭矩(kN*m)最大双悬臂3198|2051997639最大单悬臂44962668220813塔梁临时固结内力计算结果按照上述最大双悬臂和最大单悬臂的各个工况进行计算，得出主梁与索塔单侧最大锚固 力计算结果见表1。在最大单悬臂架设状态，主梁承受横向对称风荷载时，塔梁锚固结构承受横桥向最大内 力为4496kN。在最大双悬臂架设状态，且江测悬臂端单独起吊J13梁段时，塔梁锚固结构 承受纵桥向最大内力为20519kN；承受的

11、扭矩为97639kN*m。4塔梁临时固结构造受力验算4.1最大纵向力主梁悬臂拼装过程中，纵向不平衡力主要由钢箱梁01号段的钢牛腿承担。根据钢箱梁 设计图纸，单个钢牛腿的截面面积为A=2x20x1610+2x20x1552=126480mm2。对于 Q345钢材，抗剪容许应力为c=120MPa，钢箱梁纵向临时固结两个钢牛腿的抗剪承载力 为Q=120x126480x2=30355kN主梁最大纵向不平衡力20519kN。4.2最大横向力主梁悬臂拼装过程中，横向风荷载作用下，塔梁锚固结构承受横桥向最大内力为4496kN。对于Q235钢材，轴向容许应力为a=140MPa。单个横向临时固结构件240槽钢的截面面积为A=2x6150=12300mm2,则横向固结的轴向抗压承载力为：N=140x12300x4=6888kN最大横向内力 4496kN。5结语（1）在以上工况的荷载作用下，主梁和索塔临时固结构造措施的纵向抗剪承载力和横 向抗压承载力满足要求。（2）建议设计根据以上横向内力计算结果，考虑是否需要对横向 临时固结接触部位的钢箱梁腹板进行局部加强。