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500米级钢管混凝土拱桥斜拉扣挂技术应用简况

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,斜拉扣挂是拱桥拱圈悬臂施工的最常用技术,见表4-1。大跨度钢管拱肋斜拉扣挂法施工主要存在如下问题:表4-1采用钢绞线斜拉扣挂技术悬臂施工的大跨径拱桥扣索力合力过大,通常接近几千吨,且对地锚而言,扣索力方向为斜向上方受拉,无法进行地锚加载试验,地锚为主要受力构件,一旦失效,将引发连锁反应,因此需严格控制地锚的设计施工。因此为促进该技术的合理应用与发展,有必要对斜拉扣挂体系的各种形式进行系统研究。

500米级钢管混凝土拱桥斜拉扣挂技术应用简况

1968年,我国第一座无支架施工双曲拱桥——跨径46 m 的三里江桥在广西灵山建成通车,首创了钢丝绳斜拉扣挂松索合龙工法。该工法适合跨径100 m左右,拱肋分5段以内的悬拼施工,在全国普遍推广。1992年建设跨径312 m 的钢管混凝土劲性骨架拱桥,显然用钢丝斜拉扣挂松索合龙工法难以保证安全。为此,广西壮族自治区交通厅成立了“邕宁邕江大桥SRC拱桥设计与施工技术研究”课题组,在1968年首创的“钢丝绳斜拉扣挂松索合龙工法”的基础上创立了千斤顶钢绞线斜拉扣挂悬拼拱骨架,合龙松索技术和连续浇筑拱骨架外包混凝土技术。采用该技术于1996年建成了主跨为312 m的广西邕宁邕江大桥钢管混凝土劲性骨架拱桥;于1998年建成了跨径270 m的三岸邕江钢管混凝土拱桥和跨径180 m 的来宾磨东钢筋混凝土箱拱桥。采用此工艺,对扣索力的调整只需张拉和放松千斤顶就可实现,可以做到无应力状态下合龙拱肋,使拱肋分段吊装的段数大大增加,解决了拱圈多段悬臂施工的安全性、准确性等难题[1]。目前,斜拉扣挂是拱桥拱圈悬臂施工的最常用技术,见表4-1。在多年的工程实践应用中,斜拉扣挂技术随着拱桥跨径的增长而发展,而且由于施工方案制定和施工单位传统、现有材料、施工条件不同,而导致其形式呈现出多样性[2-11]

在斜拉扣挂施工过程中,随着拱肋节段安装,悬臂长度和扣索力合力越来越大,施工安全风险也逐渐加大。大跨度钢管拱肋斜拉扣挂法施工主要存在如下问题:

表4-1 采用钢绞线斜拉扣挂技术悬臂施工的大跨径拱桥(不完全统计)

(1)扣索力合力过大,通常接近几千吨,且对地锚而言,扣索力方向为斜向上方受拉,无法进行地锚加载试验,地锚为主要受力构件,一旦失效,将引发连锁反应,因此需严格控制地锚的设计施工。

(2)扣挂施工越接近合龙风险越大,拱肋一旦开始安装,必须一气呵成,否则一旦扣索、扣塔等临时结构的安全性储备不足,如扣索断丝、大风、地震等问题出现,将严重影响桥梁整体安全。

(3)常用钢管混凝土拱桥斜拉扣挂施工优化方法计算过程烦琐、约束条件多、计算效率较低、各扣索索力均匀性较差、施工过程线形难以控制,难以满足工程施工要求。(www.xing528.com)

此外,随着拱桥跨径的不断增大,斜拉扣挂形式呈现出多样性,若对斜拉扣挂体系认识不够深刻,细节问题处理不善,将可能导致大悬臂拱肋整体垮塌。因此为促进该技术的合理应用与发展,有必要对斜拉扣挂体系的各种形式进行系统研究。

典型的斜拉扣挂体系通常由扣塔、地锚、扣索及其相应的扣点、转点、锚点等几部分组成,如图4-1所示。

图4-1 典型的拱桥斜拉扣挂体系

而扣索按在塔上是否断开,分为通长式扣索和塔上断开式扣索,其组成部分和张拉位置如图4-2、图4-3所示。

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