玻璃沟大桥缆索吊机设计与施工

王鸽 WANG Ge；肖稀 XIAO Xi；曾建伟 ZENG Jian-wei；吴智宇 WU Zhi-yu

（雅砻江流域水电开发有限公司，成都 610000）

（Yalong River Hydropower Development Company，Ltd.，Chengdu 610000，China）

玻璃沟大桥缆索吊机设计与施工

王鸽 WANG Ge；肖稀 XIAO Xi；曾建伟 ZENG Jian-wei；吴智宇 WU Zhi-yu

（雅砻江流域水电开发有限公司，成都 610000）

（Yalong River Hydropower Development Company，Ltd.，Chengdu 610000，China）

以玻璃沟大桥为背景，对工作主索、起重索、锚梁、牵引索的设计进行了详细的分析计算，并介绍了吊运缆索吊机承重主索的工作原理,对高原上类似桥梁的施工具有一定的参考价值。

工作主索；塔架荷载；锚梁；施工

1 概述

玻璃沟大桥为雅砻江两河口水电站库区复建县道X037线溪工沟至尤拉西沟段的一座劲性骨架钢筋砼箱型拱桥，位于甘孜州新龙县境内，在玻璃沟沟口以内约150m附近跨越玻璃沟，沟口为现有X037公路，主孔为净跨170m，拱桥总长247m。雅江岸3×13m连续板引桥位于平曲线上。主桥钢管劲性骨架钢筋砼箱型拱净跨径为170m，矢跨比1/5，净失高34m。主拱圈采用等截面悬链线无铰拱，主拱圈采用在预制吊装完成的钢管劲性骨架上外包钢筋砼工艺施工。劲性骨架为槽钢与钢管混凝土组成的桁架结构，全桥共两片拱肋，两片拱肋间以横联进行连接，拱肋高2.64m，单肋宽2.25m。总体布置图如图1。

图1 玻璃沟大桥总体布置图

2 工作主索的设计

采用 2×2φ56mm（6×37S+FC）的合成纤维芯钢索作为主索，2组主索间距5.25m，每组正对拱肋布置；主索公称抗拉强度1770MPa，单根钢绳钢丝截面积A=1178.07mm2，钢丝绳最小破断拉力为 Tp＝1830kN。悬索跨度 L＝288.175m，空索垂度f0＝12.5m，约为索跨的1/23。每组主索设置前后2个吊点，吊点间间距24m，整个劲性骨架分段由2组主索共4个吊点抬吊安装。

为加快施工进度，同时增强钢管拱肋安装时的稳定性，确保施工安全，吊装设计考虑双肋横向连接成整体吊装。受力分析按钢管劲性骨架按两岸拱脚就位、运输至索跨跨中共计算3个工况计算，并依此得出主索最大张力，由于新龙地处高原，昼夜温差较大，需要考虑温度的作用。

①结构后吊点距新龙岸塔架37.5米时的情况（新龙岸拱脚段就位）：

不计温度影响：主索最大张力T=1800.013kN。

温度降低30度时：主索最大张力T=1830.16kN。

②结构后吊点距新龙岸塔架182.5米时的情况（新龙岸拱脚段就位）：

不计温度影响：主索最大张力T=2117.343kN。

温度降低30度时：主索最大张力T=2149.623kN。

③结构吊运至跨中时的情况：不计温度影响：跨中主索最大张力T=2201.524kN。温度降低30度时：跨中主索最大张力T=2234.501kN。

结果表明：在钢管拱吊运至索跨跨中时，主索最大张力Tmax=2201.524kN，安全系数K=3.32，满足规范主索张力安全系数不小于3的要求。

3 起重索计算

3.1 跑头拉力F计算

图2 一台起吊滑车走线布置示意图

根据前面的计算，考虑吊具、配重及1.2倍冲击系数后，起吊重量共计643.272kN，则每个吊点起吊重量G1=G/4=643.272/4=160.818kN。每台起吊滑车走4线布置，动头绕过塔顶及塔脚导向滑轮后均进入80kN起重卷扬机，定头卡于定滑车轴上，起重滑轮效率系数η=0.98（轴承），参考图2，则跑头拉力F为：

F＝1.25（不均匀系数）×G1/（η3＋η4＋η5＋η6）＝55.025kN＜=56kN。

3.2 安全系数校核

3.2.1 起吊索拉力安全系数 采用φ24mm麻芯钢绳（6×37S+FC），公称抗拉强度1770MPa，钢丝绳最小破断拉力 TP=336kN，则：K＝TP/F＝336/55.025＝6.11＞[5]，满足规范要求。

3.2.2 起吊索应力安全系数 滑轮直径D=400mm，φ24mm 麻芯钢绳（6×37S+FC）钢丝直径 δ=1.1mm，截面钢丝面积An=210.87mm2，则：接触应力安全系数：K＝σmax/σ＝1.77/0.2836＝6.24＞[3]，结果证明应力安全系数满足要求。

4 牵引索

牵引索每组主索设置一组，每组牵引滑车按来回线走3线布置(不含来回线通线)，设置1台80kN中快速卷扬机牵引天跑车，跑头经新龙岸塔顶及塔脚导向滑轮后进入牵引卷扬机。前后两台天跑车之间采用2φ30mm（6×37S+FC1770MPa）钢绳进行连接并同步。塔顶牵引导向滑轮连接固定千斤绳卡在主索后拉索上，使索力直接传入锚碇。

牵引索牵引力由跑车运行阻力、起吊索跑头阻力、后牵引松弛张力三部分组成，按新龙岸及雅江岸拱脚段安装、运输至索跨跨中共计算3个状态的牵引力，最大牵引力发生在雅江岸拱脚就位阶段，计算两组一共的最大牵引力329.515kN，单个跑头最大拉力F=59.534kN，张力安全系数K=5.64＞[5]。考虑接触作用应力σ＝305.0MPa，应力全系数 K＝σmax/σ＝1770/305.0＝5.80＞[3]。安全系数皆满足要求。

5 缆索吊机安装与试吊

5.1 缆索吊机安装 缆索系统安装工艺流程见图3。

5.2 缆索吊机试吊方案 根据有关技术规范的规定并结合本桥的实际情况，以本桥劲性骨架节段最大设计吊重G=643.272kN为100%试吊重量，按50%G(322kN)→100%G(643.272kN)→120%G(772kN)确定。

图3 缆索系统安装工艺流程

吊重物分别选用：20m空心板边板1块（325kN）→劲性骨架最重节段（643.272kN）→劲性骨架最重节段+129kN钢筋等配重（772kN）。重物行走完索跨全程后再回到起吊位置；试吊过程中，分别在起吊处、索跨跨中位置、及两岸拱脚位置做短暂停留（约5分钟），主要目的是检查加载起吊后至跨中主索的垂度情况与设计是否相符；观测主塔受力变形情况、塔架基础、主锚碇锚索、锚梁的变形数据及各部焊缝受力后变形情况；牵引索、起重索的动作情况，跑车、倒拐滑车、滑车轮组的运转情况，卷扬机组的运行情况等；测试指挥系统的调度配合能力。

缆索吊机相关荷载检验，结构应力、变形实测结果与理论计算基本吻合，各连接及锚固处稳定牢固，滑轮运转正常，结构均处于安全状态，设备及其操控满足设计及使用要求。

[1]魏磊.瀑布沟大桥工作索的设计及工作原理[N].山西建筑，2007，33（6）.

[2]马祖桥,杨东海.梅山水库金桃大桥无支架缆索吊装系统设计[J].桥梁建设，2008(06).

[3]胡家玲.乌江三桥大跨度缆索吊机安装施工[J].铁道标准设计，2007(03).

The Design and Construction of Cable Crane of Glass Channel Bridge

Based on the glass channel bridge,this paper analyzes and calculates the design of the main cable,the hoisting cable,anchor beam and cable in detail,and introduces the working principle of lifting cable crane load bearing cable,which provides a certain reference for the similar bridge construction on the plateau.

the main cable；tower load；anchor beam；construction

王鸽（1984-），男，湖北天门人，工程师，从事水电开发方面工作。

U445.4

A

1006-4311（2014）11-0126-02