学文网摘要:缆索吊装系统具有运距远、对环境的适应能力强、吊装能力大、比较经济等优点，是拱桥施工中常用的设备之一。本文介绍了灵江三桥缆索吊装系统方案，并对缆索吊机主索进行了了受力分析。
关键词：拱桥，缆索吊装系统，受力分析
1、工程概况
灵江三桥位于浙江省临海市西郊，是一座36+110+36m的飞鸟式钢管混凝土系杆拱桥，全桥长182m，宽27m。边跨采用上承式双肋二次抛物线半拱,跨径36m,拱肋采用2×2.7m的钢筋混凝土结构。中跨为中承式钢管混凝土拱桥，拱轴线为二次抛物线，矢跨比1/4，矢高27.5m,跨径110m。拱肋横桥向设置二片,左右侧拱肋中心间距27米，拱肋断面形式为横哑铃形四管桁式，拱肋宽2.0m，高2.7m。中跨每片钢管拱肋由5片预制拱肋组成，缆索吊装系统是中跨钢管拱肋吊装施工的主要设备，对缆索系统进行正确的方案设计与受力分析至关重要。
2、吊装系统方案
2.1设计主要技术参数
1）最大拱肋重量：39.9t；2）跑车、吊具和配重4t；3）主索：6Φ47.5mm，每根破断拉力T破=117.58t；4）吊点间距a=15m；5）索道跨度200m；6)设计最大工作垂度:12.5m。
2.2设计构思
缆索吊装系统的设计包括缆索、塔架和地锚。根据该桥的实际地形特点，确定吊装索跨为120 m+200m+120m。在灵江南北两岸直接设置混凝土重力式地锚，在边墩外侧9m处设置塔架，塔顶高程一致。(见***1)。
2.3缆索系统
缆索吊装系统主要材料规格及性能见表1。
表1 缆索吊装系统主要材料规格及性能
2.3.1 主索
根据地形条件，既要兼顾地锚重量，又要考虑塔架的强度和高度，还要满足施工要求。索道主跨度为200 m，主索采用6根47.5 mm的钢丝绳，拱肋最大重量39.9 t，设计垂度12.5 m。在各种工况中，最大吊重位于跨中时为最不利，因此，只需要计算最不利工况下的主索张力，主索安全系数要求不小于3．5。
2.3.2起重索
起重索采用2φ19.5 mm的钢丝绳。拱肋采用双吊点起吊，每一吊点使用1根φ19.5 mm的钢丝绳，2根起重索均分别经过塔顶索鞍，锚固端绑在塔架基础，张拉端进入8 t快速卷扬机，起重索在起重滑车组中走12线方式穿绕。
2.3.3牵引索
通过对跑车运行的阻力和起重索运行的阻力，再加后牵引索松弛张力的综合运算，牵引索选用2根φ28 mm的钢丝绳走2线穿绕，采用10 t卷扬机牵引。
2.4塔架系统
通过对缆索跨度、吊重、主索垂度、吊物的安全高度等的综合考虑，在灵江两岸采用贝雷片组拼成双柱形塔架，北岸塔高59 m，南岸塔高51 m。塔顶标高均为+64 m,底部为顺桥方向的单向铰支。塔架缆风布置一层，前后共4根φ19．5 mm钢丝绳 (前2后2)，侧缆风4根φ19.5 mm钢丝绳，每侧各2根。塔顶产生的不平衡水平力和塔架风荷载水平力均由缆风索承担。
2.5地锚系统
缆索吊装系统采用C25混凝土重力式地锚,主地锚长18m，宽6m，高2.23m。南岸主地锚预埋φ60锚环6根，北岸预埋φ28锚环6组，每组10根。南岸地锚为主索锚固端，北岸地锚为主索张拉端。
扣索地锚长6m，宽5m，高2.27m。每个扣索地锚预埋φ60锚环1根和φ28锚环10根。φ60锚环为扣索锚固端，φ28锚环为扣索张拉端。
3、主索受力计算
3.1荷载计算
3.1.1均布荷载
主索：ql=6×7.929=47.574 kg/m；
起重索2φ19.5mm：q2=2.654 kg/m；
牵引索2φ28mm：q3=5.536 kg/m；
q= ql+ q2+ q3= 55.764kg/m。
3.1.2作用于主索上的集中荷载
拱肋39.9 t，吊具及配重4 t，施工荷载1 t，ΣP=44.9 t。
3.2跑车吊重位于跨中的受力计算
3.2.1 主索张力
最大水平张力： 。
主索最大张力:
则： ,满足规范要求。
3.2.2主索应力计算
1)主索拉应力(主索上车轮数n=8)：
2）主索接触应力
通过上述计算分析可知，由于吊重固定，主索的承载能力将由其垂度决定，主索的垂度越小，则张力越大；反之，主索垂度越大，则张力越小，但此时需增加索塔高度，同时亦需增大牵引力，加大设备的投入量。
4、结语
由于缆索吊装系统具有运距远、对环境的适应能力强、吊装能力大、比较经济等优点，同时又克服了浮吊和汽车吊的诸多缺点，应该说对于大跨度拱桥无支架施工非常值得借鉴应用。
注：本章论文的所有***表及公式以PDF形式查看
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