2023年連續(xù)梁系桿拱橋吊桿安裝及索力張拉探析

2023年連續(xù)梁系桿拱橋吊桿安裝及索力張拉探析

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摘要：隨著時代經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代化橋梁建設(shè)進(jìn)程不斷加快，拱橋作為我國古代的橋型，近些年來伴隨著技術(shù)水平的不斷提高，逐漸發(fā)展出一種新型的連續(xù)梁系桿拱橋，對于如何做好系桿拱橋吊桿的安裝和索力張拉始終是橋梁建設(shè)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。本文以新建廣珠鐵路復(fù)工工程白坭河特大橋主橋為例，主要分析論述了系桿拱橋吊桿安裝和索力張拉的施工工藝及質(zhì)量控制措施，可為提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：系桿拱橋；吊桿安裝；索力張拉

前言

連續(xù)梁系桿拱橋式結(jié)構(gòu)因具有結(jié)構(gòu)剛度大、動力穩(wěn)定性好等優(yōu)越性，相繼在鐵路橋梁的設(shè)計中得到應(yīng)用。連續(xù)梁組合系桿拱，可有效減少大跨連續(xù)梁的自重，最大程度降低橋面標(biāo)高，節(jié)省工程造價。但連續(xù)梁系桿拱橋技術(shù)復(fù)雜，施工難度大，尤其是吊桿索力的張拉，一般分多次進(jìn)行，才能保證橋梁后期有著合理的應(yīng)力和線型。因此，對系桿拱橋吊桿安裝質(zhì)量、索力張拉順序及張拉力控制研究具有重大意義。

1工程概況

新建廣珠鐵路復(fù)工工程白坭河特大橋主橋橋址位于珠江三角洲平原，跨越白坭河水道，北向于江村。主橋橋式布置為（70.7+145+69.2）m連續(xù)梁拱橋，橋長為284.9m，主跨為145m，矢跨比為f/1=1：5，拱肋平面內(nèi)矢高29m，拱肋軸線為二次拋物線型，該橋吊桿全部采用OVMLZM7-61類型吊桿系統(tǒng)，PES（HD）低應(yīng)力防腐索體，索體采用1670MPa高強(qiáng)低松弛鍍鋅鋼絲，張拉端錨具帶球型支座，置于拱肋頂端。（70.7+145+69.2）m連續(xù)梁拱橋有28對（56根）吊桿，總重約64噸。

2系桿拱橋吊桿安裝和索力張拉方案

2.1工藝流程

吊裝安裝和張拉的工藝流程為：做好施工的前期準(zhǔn)備，利用小型起重設(shè)備進(jìn)行放索，進(jìn)行吊裝安裝和索力張拉，對索力進(jìn)行調(diào)整，安裝減震器和保護(hù)罩，做好吊索防腐工作。

2.2放索和吊桿安裝

2.2.1放索

吊桿拉索由工廠制作卷盤成捆，然后運(yùn)至施工現(xiàn)場，安裝之前須把索放出來。放索的目的：（1）檢查吊桿拉索在制作及運(yùn)輸過程中有否損傷；（2）把卷盤時產(chǎn)生的應(yīng)力釋放掉。

2.2.2吊桿安裝

吊桿的安裝采用2T卷揚(yáng)機(jī)作為牽引動力，卷揚(yáng)機(jī)定位位置根據(jù)現(xiàn)場實際情況而定。設(shè)在拱腳附近，牽引鋼絲繩通過導(dǎo)向引至拱肋吊桿錨箱處，并在拱肋預(yù)理孔上端附近焊接簡易人字扒桿。在扒桿上安裝一個2T導(dǎo)向滑輪作為起重吊點(diǎn)。安裝步驟：牽引卷揚(yáng)機(jī)啟動釋放牽引鋼絲繩、鋼絲繩穿過工作螺母、拱肋端錨墊板、上導(dǎo)管、鋼絲繩通過特制的牽引頭與吊桿錨頭連接、開動牽引卷揚(yáng)機(jī)收緊鋼絲繩，把吊桿牽引進(jìn)上導(dǎo)管，然后從拱肋端錨墊板穿出，擰上工作螺母，放松牽引鋼絲繩，解除鋼絲繩與吊桿錨頭連接，吊桿上端安裝完成。下端吊桿的安裝借助起重設(shè)備，把下端吊桿提起，放進(jìn)下端導(dǎo)管，穿出下端錨墊板，然后扭上工作螺母。繼續(xù)安裝下一根吊桿。

2.2.3索力張拉

吊桿安裝完成后，根據(jù)施工監(jiān)控的要求對吊桿進(jìn)行張拉，吊桿張拉力由現(xiàn)場監(jiān)控根據(jù)實際工程工況而定，吊桿張拉如圖1所示。吊桿張拉設(shè)備采用YC60千斤頂，吊桿張拉對稱進(jìn)行，張拉順序按照施工監(jiān)控要求進(jìn)行，每一輪張拉分兩次進(jìn)行。

2.2.4吊桿調(diào)索、安裝減震器和保護(hù)罩及防腐

二期恒載上橋后，根據(jù)橋面標(biāo)高和吊桿應(yīng)力進(jìn)行吊桿索力調(diào)整，調(diào)整順序按施工監(jiān)控指令進(jìn)行。吊桿索力調(diào)整至最終索力后，安裝減震器和錨具保護(hù)罩，并在錨具保護(hù)罩內(nèi)灌注防腐油脂。保護(hù)磁通量傳感器引線，以利于吊桿的索力監(jiān)測。吊桿張拉好后，在上下預(yù)埋管管口塞入減振橡膠并固定牢固。吊桿錨頭部分采用防護(hù)專用油脂進(jìn)行防護(hù)。

3質(zhì)量控制

3.1在實際的質(zhì)量控制過程中，要保證吊桿索在生產(chǎn)之后，和質(zhì)檢部門的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)符合。

3.2在吊桿索實際的運(yùn)輸過程中，做好HDPE外防保護(hù)層的合理設(shè)置，吊桿索在工地搬運(yùn)中，避免在地面上進(jìn)行來回的拖動，在地面上用麻袋等軟墊層進(jìn)行鋪設(shè)。

3.3對吊點(diǎn)中的吊鉤進(jìn)行合理的特制，吊桿在實際的起吊過程中，保證有緩慢的速度，對牽引力進(jìn)行合理的控制，使得有著平順性的控制，吊桿索在實際的轉(zhuǎn)角中，對滾輪以及橡膠墊進(jìn)行安裝。

3.4在吊桿索的安裝中，對牽引設(shè)備以及吊具進(jìn)行檢查，保證有著安全可靠的連接。

3.5對調(diào)索進(jìn)行對稱連接，張拉速度合理控制，張拉的速度不大于100MPa/min，在實際的讀數(shù)中保證準(zhǔn)確合理的讀數(shù)。

3.6吊桿在實際的安裝過程中，嚴(yán)格按照規(guī)定的張拉順序?qū)山M對稱的吊桿同時張拉，如果受條件所限不能同時對兩組（共八根）進(jìn)行同時張拉時，可將屬于同一張拉階段內(nèi)的兩組吊桿再分成小組分批張拉，分組原則是關(guān)于跨中截面對稱的吊桿分為一組。

4吊桿張拉順序及張拉力控制

本橋采用“先梁后拱”的施工方法：利用掛籃懸臂澆注主梁；合攏主梁邊跨，拆除臨時支墩；合攏主梁中跨；以橋面為作業(yè)面，低支架拼裝鋼管拱肋；利用橋面貝雷支架及其它設(shè)備吊裝拱肋，合龍拱頂、固結(jié)拱腳；分別一次頂升拱肋上弦管、下弦管、綴板內(nèi)混凝土；按指定順序初張拉吊桿，調(diào)整索力；施工橋面系；調(diào)整吊桿索力到成橋設(shè)計索力。因此本橋需進(jìn)行初張拉及橋面系竣工后二次張拉以至設(shè)計索力。

初張拉：待拱肋內(nèi)混凝土頂升完畢，混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的90%后，按指定順序和合理初張力張拉吊桿，使每組吊桿索力達(dá)到300KN。

二次張拉：橋面系竣工后，按指定順序和合理初張力張拉吊桿，使每組吊桿索力達(dá)到設(shè)計值。

吊桿初張拉時，吊桿間會相互作用影響，從而導(dǎo)致實際的索力值與目標(biāo)值發(fā)生不閉合的問題，這就需對張拉順序進(jìn)行分析研究，計算14組吊桿的合理初張力及其張拉順序。針對本橋，為了使所有吊桿初張后的吊桿索力達(dá)到設(shè)計值（300KN），首先利用大型有限元程序Midas和Bsas分別建立全橋有限元仿真分析模型，采用迭代法計算吊桿剛度影響矩陣，優(yōu)化張拉次序，求得安裝初張力，使各吊桿一次安裝即達(dá)到300KN的目標(biāo)值；將Midas和Bsas計算出的初張力進(jìn)行對比，采用倒拆法對計算的安裝初張力的可靠性進(jìn)行互相驗證，本橋初張拉力的控制如表1所示。

二次張拉吊桿時，同樣因吊桿之間相互作用影響，導(dǎo)致最終的索力值與設(shè)計目標(biāo)值發(fā)生不閉合的問題，利用大型有限元程序Midas和Bsas分別建立全橋有限元仿真分析模型，采用迭代法計算吊桿剛度影響矩陣，優(yōu)化張拉順序，求得吊桿調(diào)整量，使各吊桿二次張拉之后達(dá)到設(shè)計目標(biāo)值，本橋吊桿二次張拉順序及調(diào)整量如表2所示。

模擬計算值與現(xiàn)場實際較吻合，根據(jù)二者的差值，現(xiàn)場技術(shù)人員對張拉力進(jìn)行微調(diào)，使索力值與目標(biāo)值閉合。

5結(jié)語

系桿拱橋吊桿安裝和索力張拉施工工藝較為復(fù)雜，調(diào)索施工難度較大，其重點(diǎn)在于合理的張拉順序及張拉力控制，本例根據(jù)實際情況，通過有限元程序，優(yōu)化了張拉順序，達(dá)到一次張拉接近設(shè)計值的目的，將現(xiàn)場施工的工作量顯著減少，綜合提高調(diào)索效率，保證了較好的施工效果。

參考文獻(xiàn)：

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[2]秦鴻