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耿村阧大桥斜拉索调索方案的研究

2018/2/13 3:00:02
【摘要】   1湖州市交通规划设计院 浙江 湖州 313000   2浙江省交通投资集团有限公司申嘉湖杭分公司 浙江 湖州313000   3 湖州正通交通工程试验检测有限公司 浙江 湖州 313000   摘要:由于耿村大桥斜拉索调索操...

  1湖州市交通规划设计院 浙江 湖州 313000

  2浙江省交通投资集团有限公司申嘉湖杭分公司 浙江 湖州313000
  3 湖州正通交通工程试验检测有限公司 浙江 湖州 313000
  摘要:由于耿村大桥斜拉索调索操作空间的有限性,大型起重设备没法操作和帮助起重千斤顶,700T的千斤顶外观尺寸及重量无法靠人力移动和安装,故提出了组合千斤顶调索的方法,本文主要介绍了组合千斤顶的尺寸和结构工作原理,及安装方法,并通过实际操作验证该方案可行。
  关键词:斜拉索调索 组合千斤顶
  
  1.工程概况:
  耿村阧大桥为主跨150m,跨径组合为75m+150m+75m的斜拉桥。主塔为双柱式钢塔,主墩处为塔、梁固结、梁墩分离体系,主梁采用抗风性能很好的近似三角形断面,单箱三室结构,箱梁顶宽32.5m,箱梁底宽4m,悬臂板长5m,设双向2%横坡。斜拉索按扇形布置,每个索面由32对高强度平行钢丝斜拉索组成。本桥斜拉索按扇形布置,采用OVM250拉索体系。它是由镀锌或环氧喷涂和塑料报复保护的单根钢绞线并置而成,所有斜拉索均在梁端张拉。斜拉索共有φ7×187和φ7×199两种规格,每种规格斜拉索各32根,全桥共计64根斜拉索(见图1)。
  
  图1:耿村阧大桥主桥整体布置图(单位:m)
  2.调索方案的探讨:
  2.1 调索的目的
  耿村阧大桥为塔梁固结、梁墩分离体系,所以斜拉索的张拉属于整个桥梁上部结构的内力,索力偏大或偏大对箱梁根部的混凝土受力都不利:索力偏大会导致现浇箱梁根部底板边缘混凝土拉应力过大,底板混凝土开裂,反之所咯偏小会导致现浇箱梁根部顶板边缘混凝土拉应力过大,顶板混凝土开裂,因此调索主要有以下几个目的:
  1)调节现浇箱梁根部混凝土拉、压应力,保证箱梁根部不开裂;
  2)调节钢塔应力,索力的大小直接影响到钢塔的压应力大小;
  3)微量调节箱梁的整体线形。
  2.2调索的难点
  由于调索的单根最大张拉力为517T,主桥合拢后700T千斤顶自重与外观尺寸较大,现浇箱梁和钢塔内部作业空间受限制,大型起重设备没法操作和帮助起重千斤顶,调索的过程完全靠人工安装和移动千斤顶施工,人的起重能力受制约,由于受上述几个条件的制约,考虑到调索方案的可行性,采用组合千斤顶的模型来调索,技能满足调索的顶升力,又能满足人工在有限空间内作业的可行性。
  2.3组合千斤顶的构造
  组合千斤顶主要有以下几个构件组成:
  1)100T千斤顶(共计8个),100T千斤顶的外观尺寸为φ20cm×0cm,行程为100mm,请专业厂家定做和制造。
  2)千斤顶定位装置。千斤顶定位装置采用规格为φ48×3.5mm的钢管,长度为15cm,将其按千斤顶布置位置焊接在斜拉索锚垫板上,保证钢管与千斤顶同心。
  3)3块30mm厚钢板从内向从大到小一次叠放,3块钢板外观尺寸此次为φ700×300、φ600×30mm、φ500×30mm。
  4)调索张拉施杆,支座与斜拉索张拉端丝扣完全吻合的施杆,将施杆套在张拉端头。
  5)制作与施杆配套的螺母。组合千斤顶三位示意图如下(图3):
  
  图3
  2.4斜拉索调索施工工艺
  斜拉索调索施工工艺基本上靠人工操作,包括千斤顶组装、斜拉索调索张拉、千斤顶拆散、千斤顶位移4个主要步骤,在这4个步骤中需要借助人工受拉葫芦对各个构件定位和临时固定,防止各个构件移位和掉落,4个详细步骤介绍如下:
  1)千斤顶组装
  千斤顶组装顺序如下:
  1.千斤顶定位装置安装。千斤顶定位装置采用规格为Φ48×3.5mm的钢管,长度为15cm,将其按千斤顶布置位置焊接在斜拉索锚垫板上,保证钢管与千斤顶同心。
  2.千斤顶安装。将100T千斤顶套在Φ48×3.5mm的钢管上,用吊绳将千斤顶临时固定,防止千斤顶掉落,至此,一个千斤顶的定位工作完成,其他所有千斤顶的安装照此操作,直至将所有千斤顶固定在对应位置上。
  3.钢板安装。将30mm厚钢板3块中最大的一块套在张拉端的施杆上,并将钢板紧贴千斤顶,用吊绳固定,然后按同样方法一次安装第二块、第三块钢板,按钢板尺寸逐渐减小的顺序安装,3块钢板形成一个金字塔结构。
  4.施杆安装。先将斜拉索张拉端盖板拆除,然后将施杆顺着斜拉索锚头内丝扣拧紧。
  5.螺母安装。将螺母顺着施杆拧转,直至螺母紧贴最外侧钢板表面。
  2)斜拉索张拉
  用油管将8个千斤顶并联在一起,制作一个专门的分配阀,然后再连接在油泵上,采用一台油泵同事带8个千斤顶,4根斜拉索的张拉装置全部组装好后,按标定的千斤顶和给定的索力值计算对应油表读数,4个组合千斤顶同步、同时张拉,随时沟通,一边张拉,一边带紧螺母,确保张拉力的一致性,油表上升到制定索力对应读数后,请监控单位测索力值,监控单位认可张拉力值后,拧紧螺母,保证螺母与锚垫板紧贴。
  3)千斤顶拆散
  千斤顶拆散的方法按千斤顶组装反方向进行,直至组合千斤顶每一个构件全部拆完,在拆散组合千斤顶时,特别应注意还未拆除各个构件的临时固定,避免构件掉落。
  4)千斤顶移位
  千斤顶移位采用人工移动,构件按顺序单个移动,将组合千斤顶每一个构件移动到下一个调索处,等待重新组装。
  2.5调索实施
  专家组对该方案主要提出了两个疑问:一是8个千斤顶能否同时工作;二是张拉时千斤顶与梁体垫块能否无缝隙接触。为了解决这两个疑问,决定采用油压表读数和索力测试仪读数双控的方法先对6#墩的2对索进行试验, 如油压表读数和索力测试仪读数一致则认为该方案可行,反之则不可行。
  具体数据见表一。
  油压表读数与实测值比较表(T) 表一
  索号 油压表换算索力值 索力实测值 理论值
  6Z1-1 318.2 325 332.9
  6Z1-2 319.5 320 332.9
  6B2-1 315 317 335
  6B2-2 319 321 335
  由表一可见,油压表读数换算索力值与索力测试仪读数无太大差距,且均与理论值接近,在控制范围之内,说明该方案可行。
  3.结论
  组合千斤顶对斜拉索调索是可行的,对于调索操作空间小,千斤顶外观尺寸及重量比较大的桥梁,该方法是比较简易方便的。

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