500米级钢管混凝土拱桥建造技术

4.4.1.1　总体布置设计

大桥斜拉扣挂系统由锚拉板扣点、分配梁、前锚点、扣索、扣索鞍、后张拉锚固点构件等组成。南岸地质条件较好，岩层主要为中风化灰岩，北岸主要为中风化泥灰岩，局部发育溶洞，岩体较完整。扣地锚均采用重力式结构，南岸扣地锚A和扣地锚B距离南岸塔架中心距离分别为237 m 和117.5 m，北岸扣地锚A和扣地锚B距离北岸塔架中心距离分别为292 m和62.5 m（图4-37）。

图4-37　平南三桥斜拉扣挂体系

4.4.1.2　扣塔设计

平南三桥塔架采用大型钢管搭设，竖向主承重管采用φ610×14、φ610×16及φ610×20钢管，立面斜杆采用φ219×6钢管，水平横杆和斜杆采用φ168×5钢管，横联采用φ245×7水平钢管和φ219×6斜撑钢管。立柱主管的纵向间距为4 m，横向间距为4.9 m，竖向每个节间的高度也为4 m，拱肋两肋中心间距30.1 m。

南北两岸塔架对称，总高200 m，横桥向塔底总宽41.12 m，塔顶总宽48.04 m，顺桥向塔底总宽12 m，塔顶总宽4 m。塔架构造如图4-38所示。

图4-38　塔架总体布置

4.4.1.3　扣索及扣、锚点设计

平南三桥采用斜拉扣挂法施工，斜拉扣挂系统由扣索、水平力调节索两部分组成。设计时考虑了扣索施工的安全便捷性，采用前后索相通、地面张拉的布置形式。水平力调节索主要考虑平衡塔架受到的不平衡水平力，将塔架偏位控制在较小范围，减少吊装段对已扣挂段标高的影响；水平力调节索分主动调节和主动平衡扣索水平力两种构造形式（图4-39）。

全桥共44个吊装节段、1个合龙节段，采用“吊扣合一”式塔架结构，扣索采用1 860 MPaφ15.2高强度低松弛钢绞线，弹性模量E＝1.95×108kN／m2，锚固端采用低回缩锚具，采用文献［12］的方法计算各扣索索力。平南三桥南岸扣挂体系及配索如图4-40所示，见表4-19。

图4-39　平南三桥塔架纠偏系统

图4-40　南岸斜拉扣挂体系(www.xing528.com)

表4-19　配索情况

主拱肋悬臂拼装扣挂体系采用通索设计，即前扣索与尾扣索相连，前端扣、中部挂、尾端拉。扣挂系统主要由锚拉板扣点、扣点分配横梁、扣索、扣索转向索鞍、索鞍平台、地锚等组成。扣索转向索鞍由钢板组焊而成，位于塔架内部，与扣塔索鞍平台栓接，如图4-41、图4-42所示。

图4-41　斜拉扣挂布置

4.4.1.4　地锚设计

地锚均采用重力式地锚结构。地锚埋深控制在6 m 内，便于基坑开挖施工。地锚主要由地锚、锚固肋板、压重块三大部分组成；底板配置底层抗裂钢筋网，锚固肋板配置构造钢筋，在锚固区域内配置加强钢筋网片，其余部位采用素混凝土结构。

地锚长36 m、宽15.5 m、高11 m。底板厚1.5 m，设一排高度为1 m、宽2 m、长36 m的钢筋混凝土齿条，提高地锚的抗滑移安全系数。锚固块高4.5 m，肋宽1 m，为钢筋混凝土结构，肋板前端设半圆形挡块，起转向作用。压重块由两部分组成：定压重块高4 m、宽10.5 m；前压重块高与肋板同高，采用混凝土满槽浇筑。地锚设10个承载索预留槽、4个缆风索预留槽，每个预留槽锚固2根承载索或2束缆风索。

地锚设计时考虑以下外部荷载：主索承载索拉力；工作索承载索拉力；塔架缆风索张力；起重、牵引索拉力。计算结果见表4-20。

图4-42　锚拉板式扣点

表4-20　地锚计算结果

地锚锚固肋前端依据牵引、起重绳转向及辅助绳索锚固需要设置预埋件。预埋件选用25＃工字钢，预埋部分设钢筋剪力键；预埋方向根据索的受力方向进行确定。