重庆市潼南涪江二桥及引道工程运河桥拱箱吊装施工技术方案 1、工程概况
运河桥距潼南涪江二桥左岸约525m属于潼南涪江二桥引道接线部分。跨越运河。
本桥分左右两幅设置，左幅桥梁起点桩号为K7+184m，终点桩号为K7+274m，全长90m；右幅桥梁起点桩号为K7+179m，终点桩号为K7+269m，全长90m；全桥纵坡为0.629％。桥面净宽：4.0m人行道及栏杆+8.25m车行道+1.5m中央分隔带+8.25m车行道+4米人行道及栏杆，桥梁全宽26m。
两岸桥台为U型重力式桥台，基础嵌入中风化岩层。台身及基础采用C25片石砼，台帽采用C40混凝土，C40砼拱座置于桥台基础内。
上部结构采用钢筋混凝土等截面悬链线箱形板拱，主孔净跨70m，净矢跨比1/8，拱轴系数m=1.543。主拱圈拱箱高1.4m，拱圈单幅宽10.84m，由7片1.2m宽中箱及2片1.22m宽边箱构成。设计每片箱肋分三段预制吊装合拢，节段最大吊装净重量37.02t。全桥共需预制安装拱箱54段。拱箱节段全部吊装完成，接头焊接完毕后，浇筑纵横接缝及顶板现浇混凝土，整体化拱圈。拱上采用垫梁、立柱(横墙)、盖梁及净跨6.6m的小简支空心板来支承桥面系。桥面纵坡由变高立柱形成。
新县城岸引桥台尾与索塔之间距离95m，考虑做为拱箱预制及材料堆放场地。拱箱采用无支架缆索吊装系统进行安装，吊装系统布置见下节。
2、悬索吊装系统的布置
2.1、总体布置(图01)
根据运河桥实际地形特点并结合目前施工场地布置情况，确定吊装索跨为45m+192.5m+50m。双江岸塔架设于0号桥台台尾，索塔中心桩号为K7+176.5m；新县城岸塔架设于1号桥台台后95m处，索塔中心桩号为K7+369.0m。在1号桥台与新县城岸索塔之间设置拱箱预制场，预制好的拱箱节段通过轨道平车横移至天线下方待吊。在双江岸塔后45m处及新县城岸塔后50m处对称于桥轴线各设置5根直径1.5m
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的钢筋砼锚桩来进行主索、工作索及塔架后风缆等的锚固。两岸扣索利用埋置于桥台上部前墙内的2×6个锚固拉板进行锚固。双江岸后拉索水平夹角为28.3710°；新县城岸后拉索水平夹角为25.5005°。拱箱安装系统采用单组主索并根据所吊箱肋位置在塔顶进行横移，考虑桥梁较宽，主索横移后其后拉索对塔架产生的横向水平力很大，为减少塔架横向水平荷载作用，主索在主锚碇上的锚固位置亦进行三次横移，所产生的后拉索横向水平分力通过塔架自身刚度及横向风缆来克服。缆索系统总体布置见图号01。
2.2、吊重的确定
经计算，拱箱节段最大净重量为37.02吨，在吊装计算中，按拱箱G=37.02吨控制设计，计算重量为Pmax＝G×1.2+4+1＝49.424t≈494.24KN，4吨为吊具(含跑车、起吊滑车、起吊牵引钢绳)，1吨为配重，1.2为冲击系数。
2.3、主索 2.3.1、主索布置
在塔顶布置1组3∮56.5mm(6×37+FC)的麻芯钢索作为主索，公称抗拉强度170kg/mm2。单根钢绳破断拉力为164吨。悬索跨度L＝192.5m，空索垂度f0＝8.5m，矢跨比为1／22.65，当吊运至索跨跨中时，主索垂度为fmax＝15.029m，矢跨比1/12.81，主索最大张力Tmax＝1557.845KN，拉力安全系数K＝3.16>[3]。张力安全系数满足要求。主索用量3×350=1050米。为使悬索受力均匀，主索通过120吨大吨位滑轮串联，使张力自动调整均匀，见图(20)～(22)。
2.3.2、主索张力计算
2.3.2.1、主索张力计算原理和方法 2.3.2.1.1、计算原理 计算假定：
(1)、缆索自重荷载假定沿跨长均布，属于近似计算。 (2)、按弹性变形理论计算，未考虑非弹性变形。
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(3)、悬索是绝对柔性，任一截面均不能承受弯矩。 (4)、跑车处于某一平衡状态，即对缆索做静力平衡计算。 (5)、不计跑车、滑轮和缆索之间的摩阻力。
主索按静力平衡原理进行计算，先假定主索初始垂度，计算重索垂度。初始(空索)垂度(f0)自定以后，空索长度(S0)为定值，在荷载作用下必然引起弹性伸长，受载后的总长度S应等于空索长度S0加上由于荷载引起的弹性伸长值ΔS，即S=S0+ΔS。重索长度有两个途径计算：一是按假设重索垂度，以图形几何关系算得S；二是按假设重索垂度，以计算主索内张力得到弹性伸长ΔS算得重索长度S′=S0+ΔS。当S≈S′(在要求的精度内)，则假设重索垂度为所求解，重索垂度求出后，其它需要值即可解出。
根据以上原理，利用BASIC语言编写了主索受力分析计算程序，程序中考虑了主索后拉索的弹性伸长，同时考虑了在张力作用下分段缆索的弦弧差值，使计算结果尽量精确。源程序在《四川公路》1996年第4期及1998年人民交通出版社出版的《中国综合运输体系发展全书》上有登载。
2.3.2.1.2、计算方法 (1)、文中部分符号含义 A—主索截面面积（平方毫米），
α1—起吊岸主索后拉索与水平面夹角（度）， α2—非起吊岸主索后拉索与水平面夹角（度），
△H—两岸塔顶高差（米、起吊岸低取正值，等高取零值）， △S—主索吊重弹性伸长量（米），
△T—安装期与吊运期最大温差（摄氏度，温度升高取正值）， E—主索弹性模量（千牛/平方毫米） F0—主索跨中安装垂度（米）， F1—主索后点吊重垂度（米）， F2—主索前吊点吊重垂度（米），
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H10—起吊岸塔顶空索水平力差（千牛、正值表示向河）， H20—非起吊岸塔顶空索水平力差（千牛、正值表示向河）， H1—起吊岸塔顶重索水平力差（千牛、正值表示向河）， H2—非起吊岸塔顶重索水平力差（千牛、正值表示向河）， K—主索安全系数， L—吊装跨径（米），
L1—后吊点距起吊岸塔顶水平距离（米），
L2—前后两吊点间水平距离（米、单吊点取零值）， L3—起吊岸主锚距塔架水平距离（米）， L4—非起吊岸主锚距塔架水平距离（米）， Q—主索单位重量（千牛/米），
P—起吊结构重量（千牛、包括吊具及冲击系数）， S0—主索初始索长（米、包括后拉索长度）， S—主索吊重索长（米、包括后拉索长度）， TP—主索破断拉力（千牛），
V10—起吊岸塔顶空索竖直力（千牛）， V20—非起吊岸塔顶空索竖直力（千牛）， V1—起吊岸塔顶重索竖直力（千牛）， V2—非起吊岸塔顶重索竖直力（千牛）， △St—主索温度伸缩量（米）。 (2)、计算公式
①、空索计算 图(1)示。
ΔHAF0βDα2T10A′α1T30L3LL4D′图(1)、空索索跨布置图4
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