落布溪大桥缆索起重机设计.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流落布溪大桥缆索起重机设计.精品文档.落布溪大桥缆索起重机设计桥梁?落布溪大桥缆索起重机设计徐建中(中铁三局集团公司技术开发部,太原030001)摘要:结合宜万铁路落布溪大桥钢管拱肋吊装施工,对大吨位缆索起重机的主要参数进行了确定,对关键结构,部件进行设计计算,井根据该桥实际情况得出合理的设计方案.关键词:铁路桥;缆索起重机;结构设计中图分类号:U445.32文献标识码:B文章编号:10042954(2006)020058021工程概况宜万铁路落布溪大桥位于湖北省宜昌市点军区境内,跨越桥边镇和土城镇分界沟谷落布溪,全长252.3111.桥跨组合为124111的后张梁+1178111的上承式拱桥+132m的后张梁.主跨采用上承式劲性钢管混凝土拱,拱轴线为悬链线,拱轴系数2.814,矢跨比为1/4.5.主拱设计为呈提篮式布置的2条拱肋,拱脚处拱肋中心距l2.5m,拱顶处拱肋中心距5.5m.拱脚处肋高6.0m,拱顶处肋高3.5m,高度按立特规律变化,拱肋宽为2.5m.拱肋劲性骨架上下弦杆采用26×12(20)mm的钢管,两拱肋之间横撑采用+203×10mm钢管.拱肋劲性骨架合龙成型后钢管内灌注C45微膨胀混凝土.桥区属丘陵狭谷地形,呈"U"形,地势陡峻.宜昌侧山顶至谷底高差164m,万州侧山顶到谷底高差151m,谷底至桥面高差138m.2缆索起重机总体布置落布溪大桥主跨钢管拱肋骨架共分1i节段,单段最大质量55t,采用缆索吊机分节段吊装斜拉扣索悬拼对称法施工.缆索起重机主要由缆索系统,吊装塔架,扣索及主索锚碇等部分组成,两组承重索中心距为5.5m,总体布置见图1.3缆索起重机主要参数的确定3.1跨度的确定本桥全长252.3m,根据施工场地情况,考虑缆索起重机爬升角地段长度及钢管拱节段横移和吊装预留场地30m,确定缆索起重机跨度L=300m.3.2矢跨比的确定缆索起重机承重索矢跨比直接影响承重索张力和吊机造价,通常选取承重索矢跨比为1/141/25.根据施工场地情况,承重主索矢跨比选为1/15,即缆索起重机承重索最大垂度=20m.3.3塔架高度的确定考虑最大吊重位于跨中时的安全高度,根据塔架处地面高程计算,宜昌侧塔架高度为38m,万州侧塔架高度为28m.塔架采用门式框架,用万能杆件组拼而成.万州台后锚碇收稿日期2oo5一lO一31作者简介:徐建中(1963一),男,高级工程师.1984年毕业于西南交通大学工程机械专业,工学学士.图1缆索吊机总体布置l单位:cm)4承重索计算4.1承重索选取承重索采用4根+52mm,6×37钢丝绳.钢丝绳重94.36kN/m,抗拉强度=1850MPa,破断拉力大参考文献:【1王磊,刘家锋.顶推架设沃克斯高架桥【J】.铁道标准设计,2001(12),【2】王国栋.京东立交桥钢箱粱的纵拖与拼装工艺【J】.铁道标准设计,1999(10).583】钟启宾.中国连续顶推技术的最新发展概况J.桥梁建设.1994(4).【4何兆益等,路桥施工计算手册【M.北京:人民交通出版社.2002.【5】张霄,王召枯.折塔式斜拉桥设计【J.铁道标准设计,2005(11).铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2006(2)徐建中一落布溪大桥缆索起重机设计于1855kN.承重索钢丝绳的有效破断拉力Tp:4r/o"bF=6084.4kN其中,叼为捻绕效率系数,取0.82.4.2承重索破断拉力检算承重索承受自重产生的均布荷载q和集中荷载P,集中荷载P包括吊重,跑车,吊具,滑轮组,部分起重索及牵引索等重量.考虑冲击系数=0.3,荷载不均匀系数0.2,吊点最大集中荷载P=220kN.吊点集中荷载水平间距.=7.142m.承重索的最大水平分力=+=1676.6kN支点反力:+P:256.62kN承重索最大张力.T/V2+H=1696.13kN承重索破断拉力安全系数.=.=3.587>3(安全)5塔架设计5.1塔架结构(图2)塔架采用用万能杆件组拼而成,为减少设备投入,降低工程造价,将缆索系统塔架和扣索塔架合二为一,进行整体设计.塔架采用双柱门式框架,中部设置两道横梁,塔架立柱为2m×4m截面,主弦杆为4N1,顶部横梁截面2m×6m.5.2塔架受力计算取宜昌侧塔架按吊装合龙段时的工况进行验算.合龙时各段拱肋扣索均通过塔架顶端,此时,塔架受力最大.利用ANSYS软件对塔架空间三维模型(图3)进行计算分析(塔脚按铰接处理).考虑风荷载,风荷载=391Pa.计算结果如下.最大节点位移:fo:12.77mm(水平方向12.6mm,竖直一2.1mm)万能杆件应力-Or=一129.6MPa6起吊机构设计6.1起吊机构两组承重索上共布置4个起吊机构,每个起吊机构由跑车,动滑轮组,吊具及卷扬机组成.卷扬机选用5t慢速起重卷扬机,钢丝绳用+21.5mm,通过滑轮组走6线布置.卷扬机均布置在万州岸一侧./2N4'N29/辱ZN13Nll2N4霪Nl1薹喜N13'辛2罢善4桥粱?图2塔架结构图3塔架三维模型6.2起重索(钢丝绳)索破断拉力验算起重索绕过卷扬机端的张力(两点起吊)pT=A=64.5kNnr/l式中P起吊总重量:n滑轮组起重索工作线数,取6;叼.滑轮组效率,取0.96;叩:转向滑轮效率,取0.96;m滑轮组轮数,取5;m转向滑轮轮数,取4;A受力不均匀系数,取2/3.起重索选用+21.5mm的工作索,其安全系数为K:T264.04:4.125645.式中起重索钢丝绳的破断拉力TP;r/o-bF=264.04kN;叼捻绕效率系数,取0.82.7牵引机构设计7.1牵引机构牵引系统由4台10t起重卷扬机分别双向牵引4个起吊机构,卷扬机布置在两岸.牵引绳用+26mm钢绳走2线.7.2牵引索破断拉力验算起重索一端固定在塔架上,牵引索所承受的最大张力等于跑车运行时的坡度阻力和摩擦阻力,后牵引索的自然张力之和t=t0+l+:138.84kN则牵引索安全系数铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2006(2)59桥粱?用伸长值校核预应力钢绞线张拉控制应力的探析王兴龙,刘凤奎,张学东(兰州交通大学土木工程学院,兰州730030)摘要:结合某预应力混凝土梁张拉过程中出现的问题,探讨后张法预应力钢绞线张拉程序及影响因素,推导钢绞线实际伸长值与理论伸长值差值的精确计算公式.关键词:公路桥:预应力;钢绞线;伸长值;计算控制中图分类号:U448.35文献标识码:B文章编号:10042954(2006)020060031问题的提出后张法预应力钢绞线张拉采用应力控制方法时,应以伸长值进行校核.施工时,由于钢绞线各钢丝分布位置变动,锚具夹片滑移和部分钢绞线非弹性变形以及管道摩阻等,使得实际伸长值与理论伸长值的差值往往超过规范允许的范围.本文针对在安徽无为至长岗改建公路兆河大桥预应力钢绞线张拉过程中出现收稿日期:20051115作者简介:壬兴龙(1978一),男,在读研究生.的问题,探讨钢绞线张拉程序及其影响因素.1.1工程概况(1)20in预应力混凝土空心板梁,梁体高度90am,宽度100am,采用C40混凝土.(2)采用低松弛钢绞线,每束钢绞线为64,15.24mm:Rb_1860MPa,E.=1.96×10MPa(试验值),A140×6=840mm(试验值).(3)钢绞线张拉控制应力的设计值0.75R:=1395MPa,孔道局部偏差对摩擦的影响系数=0.0015(设计值),孔道壁的摩擦因数0.225(设计值).(4)钢绞线的管道为预埋金属螺旋管道,两端各有1.915in的曲线管,0=0.0436rad;中间直线段长15.771in.(5)采用YM156型锚具,YCW150型千斤顶,行程长度为450mm.1.2张拉过程(1)确定张拉程序,计算理论伸长值:5.038t式中.跑车运行的坡度阻力,W=2Psiny;跑车走行轮与承重索间的摩擦阻力,=2Pcosy;t.后牵引索自然张力,t.=;71P牵引索钢丝绳的破断拉力,T=r/o"F=349.73kN;叼捻绕效率系数,取0.82.8锚碇设计宜昌侧锚碇设置在塔架后32m处,万州侧锚碇设置在塔架后66m处,地锚钢丝绳倾角控制在23.左右.宜昌侧和万州侧都分别设置2个主索锚碇和2个扣索锚碇,每个锚碇按照承受2000kN水平力和1000kN竖向力设计.锚碇采用直径1,5in,深6m的钢筋混凝土桩,桩顶部设置牛腿.锚桩施工时.要保证锚桩顶面基岩承载力达到1000kPa.锚碇系统也可采用预应力锚索地锚.根据受力计算,主索锚碇预应力锚索系统,每组为2×9qb15.24低松弛高强度钢绞线,锚固长度为6in,埋深为9in;扣索锚碇预应力锚索系统,每组为2×6qb15.24低松弛高强度钢绞线,锚固长度为5in,埋深为8in.主索和扣索张拉端均在锚梁上进行.9结语缆索起重机是兼有垂直运输和水平运输的起重设备,具有跨大,结构简单,造价低,施工周期短,适应环境强等优点.落布溪大桥地处丘陵狭谷地段,地势陡峻,场地狭小,该缆索起重机塔架采用万能杆件组拼一体化设计,锚碇系统采用预应力锚索地锚,适应施工场地,降低了工程造价.该缆索起重机的设计和使用成功,将为铁路提篮式拱桥大跨度,大吨位吊装施工提供新的经验.参考文献:1张质文.虞和谦.王金诺,包起帆起重机设计手册【K】北京:中国铁道出版社.2001【2陈伟,李明,等.桥梁施工临时结构设计M】.北京:中国铁道出版社.2002.铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2006(2)