松岙大桥钢管拱肋吊装方案Word文档下载推荐.docx
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松山岸索塔设置在桥台前,索塔高度以吊装中跨钢结构为设计控制高度:
中跨拱顶到塔脚的高差45.5m
骑马滑车高度1m
上骑马滑车至三角滑车之间的安全距离3m
三角滑车和卸扣高度1.5m
捆绳高度3m
主索垂度23.42m
则索塔高度45+1+3+1.5+5+4.2+23.42=81.97m
根据现场拼装的实际情况,利用万能杆件拼装80m,适当调整塔脚基础高度,保证主索标高92.2m。
b.岙山岸索塔高度确定:
岙山岸索塔设置在桥台前,索塔高度以吊装中跨钢结构为设计控制高度:
中跨拱顶到塔脚的高差47.5m
捆绳高度5m
中段梁从最高点至最低点高度4.2m
则索塔高度47.55+1+3+1.5+5+4.2+23.42=85.67m
根据现场拼装的实际情况,利用万能杆件拼装84m,适当调整塔脚基础高度,保证主索标高
92.2m。
C索塔塔体的组拼
索塔采用M型万能杆件组拼成双柱门式索塔,松山岸塔高80米,岙山岸塔高84米,每柱截面为4m×
4m;
中部设一道横梁;
两柱之间的中心距离为16m;
索塔塔顶顺河向宽度为24m。
塔顶分配梁采用I45b工字钢组拼。
其布置图详见附后《索塔总体布置图》。
D索塔塔顶索鞍及塔脚铰脚的布置
1)索鞍布置及结构设计
①索鞍布置
塔顶索鞍包括吊装主索、缆风索(压塔索)、工作天线主索、牵引索、起吊索等索鞍。
所有索鞍均采用单轮滚动结构形式的索鞍;
在万能杆件吊塔塔顶采用I45b工字钢铺设两层分配梁,由于拱肋内倾,为满足吊装需要,主索索案采用移动索鞍。
为此,在塔顶分配梁上在设立一型钢平台,用来安放主索索鞍。
扣索索鞍直接安放在塔顶分配梁上。
索鞍布置详见《塔顶索鞍构造图》所示。
②索鞍结构
*a设计指标及技术标准(以吊装主索受力控制设计)
Ⅰ、主索直径φ56mm;
Ⅱ、单索垂直压力T=413KN;
Ⅲ、索鞍轮直径D与主索直径φ之比为:
D/φ=15;
Ⅳ、索鞍轮接触应力安全系数K1=2.15;
Ⅴ、滑动轴承钢销抗剪安全系数K2=3.0。
*b索鞍结构设计(以吊装主索索鞍为例)
索鞍结构如图2.1所示。
图2.1索塔塔顶索鞍构造图
2)索塔塔脚铰脚设计
①铰脚的布置
索塔铰脚布置在桥台台身混凝土内的预埋钢板上,在位置确定后铰脚与预埋钢板焊接相连,索塔铰脚的连接如图2.2所示。
②铰脚的结构设计
铰脚由铰座、铰板、钢销等几部分组成,其结构设计如图2.2所示。
图2.2索塔铰脚设计图
E索塔避雷设施布置
两岸索塔高度极大,达84m,因此必须设置避雷设施。
按照Ⅱ级结构物避雷要求设置,通路电阻小于4Ω。
吊塔防雷装置由接闪器、引下线和接地装置等三部分组成。
采用φ22圆钢制作接闪器,其长度为1.5m,每塔的两根立柱上分别设置一根;
同时用φ16圆钢外套PVC防护管作为引下线,接至地面与相应的接地装置相连接,接地装置采用型钢L100×
100×
10打入地中设置,打入深度不小于1.5m。
2主索
每段拱肋采用前后两吊点吊安,由于安装需要将拱肋内倾8°
使两吊点不能利用一组天线来吊装,故两个吊点天线分离设置,以利于安装。
全部共设置4组主索,对应于两拱肋各两组。
每组主索采用2根φ56mm满充式钢丝绳(CFRC8×
36SW-56mm),两端锚固在两岸主地锚上。
3扣索
拱肋扣索均选用钢绞线,钢绞线配置见表2.1“扣索索力汇总表”
钢绞线前端锚固在拱肋上,拱肋上焊接相应的扣点,扣点处钢绞线采用YMP挤压式锚具。
拱肋后端集中锚固在主地锚上,采用我公司自行开发的“可调索低应力夹片锚固系统”进行锚固。
扣索索力根据施工工况用千斤顶进行调整。
4缆索吊装系统风缆布置
本吊装系统位于台风区,除设置前后风缆外,还需要设置侧向风缆。
拱肋吊装时,需设置侧向风缆来调整拱肋轴线,协助拱肋就位和防止拱肋向侧面倾覆。
拱肋风缆选用2φ28的钢索连接到拱肋上下游的地垄上。
第三节缆索无支架吊装系统设计验算
一.验算说明
本计算书分四部分对整个吊装系统进行施工验算:
1、主索验算;
2、扣索验算;
3、索塔;
4、主地锚验算。
(一)主要计算参数:
M型万能杆件:
编号
截面组成
界面积cm2
栓孔面积cm2
回转半径cm
自由长度cm
长细比
容许外力
受拉(kN)
受压(kN)
4N1
4L120×
120×
10
93.2
11.2
5.25
200
88
1360
1330
4N3
66.8
3.72
283
79
945
775
2N5
2L75×
75×
8
23
3.7
2.28
124
328
196
全桥吊装系统用的钢索分两种型号:
a)满充式钢索(CFRC8×
36SW-56mm),抗拉强度1960MPa,破断拉力2500KN。
b)普通钢索,抗拉强度1550MPa。
岩石土力学参数:
弱风化凝灰岩容许承载力δ0=2000KPa,桩周极限摩擦力τ=150Kpa。
C30混凝土设计抗压强度:
17.5MPa;
弹性模量3.0×
104MPa。
I级钢筋设计强度:
240MPa;
弹性模量2.1×
105MPa。
II级钢筋设计强度:
340MPa;
弹性模量2.0×
设计基准风速取:
40.5m/s,基本风压:
964.8Pa。
(二)、吊装系统计算说明
1、受力分析
吊装工况分为:
最重节段(A节段)吊装及合龙段安装。
最大吊装重量为583KN,合龙段吊装重量为225KN。
主缆索吊装系统以A节段荷载为控制验算荷载。
扣索系统的受力分析,将拱肋合拢前的拱肋接头看为刚接。
根据计算结果采用不同的扣索。
索塔受力包括:
主索、起吊索、牵引索、扣索、风荷载等。
风荷载:
吊装期间,最大风速按40.5m/s考虑,基本风压取965Pa。
吊装避开台风季节。
2、索塔验算
索塔采用万能杆件拼装,塔高80(84)m,采用门形塔架,两立柱断面分别为4m×
4m,立柱间设置两道横撑(包括塔顶)。
塔脚与基础预埋钢板铰接。
根据索塔受力情况,两组吊装系统的作用力分别作用于索塔两立柱上,分别对两立柱在各工况作用下进行整体稳定性验算(压杆稳定分析)、单肢杆件稳定性及强度验算。
验算结果:
万能杆件所受最大压应力98MPa。
(三)、主地锚计算说明
根据两岸的地质状况,岸采用桩锚。
桩锚采用嵌岩桩设计,根据基岩顶面力距进行配筋验算。
二、吊装系统
主吊装系统主跨径310。
14m,后锚端跨径为120m(松山岸)与水平线夹角33.09°
。
后锚端跨径岙山岸:
102.3m、与水平线夹角29.97°
全桥两幅拱肋,设置两套主索吊装系统,每套系统各种钢索的规格如下表所示:
主吊装系统钢索规格表
名称
项目
主索
起吊索
牵引索
缆风索(压塔索)
型号
满充式钢丝绳
(CFRC8×
36SW-56mm)
6×
37+1
根数-直径
2Ф56
8Ф24
2Ф28
2Ф47.5
每沿米重()()()()()()()
14.98
1.982
2.768
7.929
截面积()
1667
210.87
294.52
843.47
钢丝直径
Ф1.2~Ф3.0
Ф1.1
Ф1.3
Ф2.2
抗拉强度(MPa)
1960
1550
破断拉力(kN)
2500
326.8
456.5
1305.0
张力安全系数
3.3
5.59
3.01
4
1主索。
如图3.1(主索计算简图)所示。
图3.1主索计算简图
1)荷载分析
作用于主索的作用由两部分组成:
一是集中荷载;
一是均布荷载。
集中荷载由吊装节段重P1=1.2×
583/2=350KN,考虑1.2的吊重不均衡系数,吊具重P2=3KN、起吊索重P3=6KN、配重P4+=25KN组成。
控制设计荷载:
P=P1+P2+P3+P4
=350+3+6+25
=384KN
均布荷载由主索重G1、起吊索重G2、牵引索重G3、分索器重G4组成:
g=g1+g2+g3
=149.8×
2+19.82+27.68
=347.1N/m
2)设计荷载受力分析
①主索垂度取L/13,则此时主索最大垂度为23.86m。
由索鞍处主索弯矩平衡得:
由
Hmax=(PL/4+gl2/8)/f
=(384×
310.14/4+0.347×
310.142/8)/23.86
=1423KN
上式中为两吊点间距离,x为吊点距索塔距离。
如图3.2所示。
图3.2主索计算示意图
则主索最大张力:
Tmax=Hmax/cosβ=1427KN
上式中β=tan-1(23.86/310.14)=4.56°
主索张力安全系数:
K=2×
2500×
0.9/Tmax=3.2(满足要求)
②主索应力验算
i)主索在跑马滑车作用下弯曲应力:
式中:
,主索弹性模量,
,主索最大张力,Tmax=1253KN
,集中荷载,P=384kN
,主索截面积,F=2×
1667=3334mm2
,跑车轮数,n=4
则:
σ=341+528.5
=869.5MPa
则:
K=[1960]/869.5=2.25>
2.0(满足要求)
ii)主索在索鞍处的接触应力:
=801MPa
K=[1960]/801=2.45>
③主索安装张力及安装垂度。
吊点空载时作用于主索的集中荷载
根据索结构张力方程:
其中
对线接触索
上述公式假设钢索在索鞍上不发生滑移,若考虑锚跨端主索滑动对主跨端的影响,则:
Ek=115×
310.14/(120+310.14+102.3)=67GPa
―主索截面积。
H=1423KN;
;
P=385kN;
G=310.14×
g=108KN;
解得H0=267kN
对应空载垂度为:
f=gl2/(8H0)=0.347×
304.52/(8×
196)
=15.63m
对应空载相对垂度为:
f/L=1/19.85
2起吊索
1)荷载分析
起吊索仅受到集中荷载P(不含吊具重)的作用,考虑吊装拱