菜园坝长江大桥4200kN缆索起重吊机设计与施工
菜园坝大桥工程简介
重庆菜园坝长江大桥工程资料一、工程简介一、工程名称重庆菜园坝长江大桥工程二、工程建设必要性及意义2.1建设的必要性重庆市直辖以后，随着国发经济持续健康的发展，主城区道路状况存在以下几个方面的问题：如道路结构的失衡、道路容量不足、交通阻塞点多、主城区中心道路扩容余地不大、缺乏相应配套的道路设施、因道路坡度较大而影响车辆运行的舒适度及安全性、交通流量的运行分配及交通方式单一等。
现有的石板坡长江大桥是连接渝中区、江北区、南岸区的主要交通动脉，设计流量仅为30000辆/日，而目前实测流量为75000辆/日，其服务水平太低，已经成为渝中区和南岸区对外交通的瓶颈。
在菜园坝地区修建一座长江大桥，分担从渝澳大桥至长江大桥以南地区的车流量，彻底解决渝中区、江北区、南岸区、巴南区等区域的交通拥挤问题，并籍此有效地带动沿线地区的经济发展，越加显得迫切和必要。
2.2工程建设的意义该项目作为城市发展所必需的市政工程，属于社会公益性项目，是政府为民办实事的工程之一。
建成后对于实现“半小时主城”目标、改善投资环境、塑造长江上游经济中心城市的形象等有着重大的社会效益和经济效益。
1）改善了城市交通条件。
菜园坝大桥北岸为渝中区的繁华商业区及重要交通枢纽，南岸为我市的经济技术开发区，两岸建成的交通道路网较发达，通过本项目建设，可将两岸路网连为一体，改善了城市的交通条件。
2）本项目的建成将带动渝中区、南岸区和江北区的建设和发展，促进土地资源的开发利用（特别是铜元局片区），带动第二、第三产业的发展，为社会提供更多的就业机会，发挥更大的经济和社会效益。
3）项目的建成将使周边居民的生活质量和生活水平得到提高。
4）该项目的建成将带动渝中区、南岸区和江北区以及整个重庆市旅游资源及相关产业的进一步发展。
三、工程简介3.1工程城市交通地位重庆菜园坝长江大桥工程是1996年国务院批准的重庆总体规划中的主城区的一座特大桥梁，同时也是主城区规划中又一条南北大通道上的关键工程。
重庆菜园坝长江大桥缆索吊机
14 缆吊使用和维护
编制了缆吊使用手册和缆吊操作规程，详细 规定了缆索吊机使用过程中的检查内容、检 查周期，检查责任落实到人，制定了详细的 检查记录表格。
4 扣塔塔柱安装
5 缆塔安装
6 塔顶鞍座
7.1 北地锚布置设计图
7.2 北地锚局部构造图
8 天车系统
9 主索及缆风绳锚固
10 热铸锚头
11 缆索吊机拼装步骤
1 主墩、锚碇施工 2 塔架施工并按设计要求挂设临时缆风 3 张拉扣塔缆风，拼装缆塔 4 张拉缆塔缆风，按设计要求设置预偏 5 安装牵引索 6 安装主索 7 安装起重索 8 安装跑车 9 试吊
重庆菜园坝长江大桥缆索ห้องสมุดไป่ตู้机 情况介绍
重庆菜园坝长江大桥总体布置
1 菜园坝长江大桥主桥结构形式
A1~A5 A6、A7 A8～A16
P15
P16
P17
A8～A16 A6、A7 A1~A5
P18
P19
P20
2 缆索吊机功能 （之一）：吊装边、侧跨钢梁
2缆索吊机功能（之二）：吊装钢箱拱、吊挂钢箱拱
2 缆索吊机功能（之三）：吊装中跨钢桁梁、吊挂中跨钢箱拱 和钢桁梁，致钢梁合拢并张拉中跨系杆
中铁大桥局集
3 缆索吊机设计概况
3.1 缆索吊机的主要组成为： 塔架结构:扣索塔架和缆索塔架 锚碇 主索系统 缆风系统:扣塔缆风、缆塔缆风 天车系统：跑车及其上下挂架 机电系统：牵引、起重、鞍座及转向滑轮
3 缆索吊机设计概况
3.2 主要设计参数 设计跨度:420m 设计最大吊重420t（含吊具） 扣索塔架高度126m、缆塔高度26m 设计盲区35m 空缆设计垂跨比1/19,最大吊重垂跨比1/13 塔柱横向静空41m 扣塔底部与墩顶固接,缆塔与扣塔间铰接
重庆菜园坝长江大桥钢桁梁整体节段施工技术
重庆菜园坝长江大桥钢桁梁整体节段施工技术李德坤李兴华涂满明魏善平(中铁大桥局集团菜园坝大桥)摘要：本文介绍了重庆菜园坝长江大桥正交异性桥面板整体节点钢桁梁设计、施工的新理念，并对钢桁梁整体施工关键技术进行了研究，总结了钢桁梁工厂组拼、整体节段运输、吊装、现场、对接拼装等工艺措施及要点。
关键词：钢桁梁施工技术1 工程概况重庆菜园坝长江大桥为特大公轨两用无推力钢箱系杆拱桥，主桥采纳刚构与提篮式钢箱系杆拱、钢桁梁的组合结构。
系杆拱主跨420m，桥跨布置为(88+102+420+102+88)m，主桥全长800m。
主梁为正交异性桥面板钢桁梁，钢桁梁上弦平面为公路桥面，设六线汽车行车道及双侧人行道，下弦平面的横梁上布置双线都市轻轨，构成双层特大公轨两用桥，其规模为世界同类桥梁之首。
桥型设计新颖、美观，见图1。
钢桁梁采纳桁架和正交异性桥面板组合体系，标准节段长16m，宽39.8m，高11.2m，重230t，节段最大重量为360t(拆分后最大吊装重量280t)。
桥面为正交异性板，采纳工厂分单元制造，然后预拼为16m的标准节段，整体运输到桥位，通过大型缆索吊机提升，实现整体对接拼装，以便实现快速、优质架梁。
其中边侧跨在支架上对接拼装，中跨采纳缆索吊机直截了当拼装，这种技术在国内是首次应用(国内钢桁梁悬臂拼装均是逐根拼装的)。
2 钢桁梁节段设计特点本桥钢桁梁共51个正交异性桥面板钢桁梁整体节段，一个正交异性桥面板钢桁梁整体节段由以下杆件单元组成：正交异性桥面板块、带桥面的中上弦杆及边上弦杆、桥面横梁、主桁斜腹杆、下弦杆、下横梁、下平纵联、斜撑杆、吊点整体节点、下弦整体节点，见图2。
标准的正交异性板由厚16mm的桥面板、纵向“U肋”和横梁组成。
“U肋”间距为320mm，横梁间距为4m，车道以外的桥面板由板肋加劲。
桥面系的中弦杆既是钢桁梁的上弦杆又是桥面系的纵梁，故为要紧的压(拉)弯杆件。
桥面系的边弦杆则要紧是为桥面系局部承力体系所设。
重庆菜园坝长江大桥报告
自振特性分析
结构动力特性分析是进行风致振动研究的基础， 结构动力特性分析是进行风致振动研究的基础，模型风洞试 验及风致振动分析都必须以结构动力特性分析结果为依据。 验及风致振动分析都必须以结构动力特性分析结果为依据。 桥梁结构动力特性计算采用了通用有限元分析软件 ANSYS8.0，计算中考虑了重力作用后变形和索初张力的影 ， 以下为该大跨度拱桥在施工及成桥阶段的主要计算状态： 响。以下为该大跨度拱桥在施工及成桥阶段的主要计算状态： 1、拱1/2悬臂状态（拱肋合拢前）； 悬臂状态（ 、 悬臂状态 拱肋合拢前）； 2、最大悬臂状态（拱肋合拢前）； 、最大悬臂状态（拱肋合拢前）； 3、全桥合拢状态（主桥合拢前）； 、全桥合拢状态（主桥合拢前）； 4、全桥临时状态（索塔拆除前）； 、全桥临时状态（索塔拆除前）； 5、全桥成桥状态（实际运营时）。 、全桥成桥状态（实际运营时）。
颤振临界风速的测定
α 风速比 (m/s) >9.9 (m/s) e >232.65
23.5
>9.9
>232.65
>9.9
>232.65
节段动力试验
涡激振动试验
扭转振动涡振分析 6.00E-03 5.00E-03 位移响应均方值 4.00E-03 3.00E-03 2.00E-03 1.00E-03 0.00E+00 0 5 10 模型风速m/s（实桥:×23.5) 15 0度 3度 －3度
全桥气动弹性模型的设计
相似原理
无量纲参数的相似要求 无量纲参数 Reynolds 数 Froude数 数 Strouhal数 数 Cauchy数 数 密度比 阻尼比 表达式 ρUB/µ GB/U2 FL/U E/ρU2 ρs、ρ δ 物理意义 气动惯性力/空气粘性力 气动惯性力 空气粘性力 结构物重力/气动惯性力 结构物重力 气动惯性力 时间尺度 结构物弹性力/气动惯性力 结构物弹性力 气动惯性力 结构物惯性力/气动惯性力 结构物惯性力 气动惯性力 每个周期耗能/振动总能量 每个周期耗能 振动总能量 相似要求 钝体可不模拟 严格相似 严格相似 严格相似 严格相似 严格相似
大跨度公轨桥梁机械化与信息化施工管理
大跨度公轨桥梁机械化与信息化施工管理摘要:目前我国的交通基础建设发展较快,桥梁建设的新技术不断出现,相应的机械化与信息化施工管理技术越加严格。
本文主要讲述大跨度公轨两用桥梁的机械化与信息化施工技术,采用大型缆索吊机施工,确保工程施工经济、合理、安全。
关键词:桥梁施工机械化信息化近十几年来,国民经济迅猛增长,基础建设投资越来越大,特别是西部大开发对工程技术施工提供了极大的挑战。
随着设计理论、建筑材料和施工方法等各方面的突破,现代桥梁工程设计为适应社会的发展,各种新颖的、特大跨径和跨海大桥相继涌现,因此,为实现这些特殊桥梁,桥梁工程机械化施工显得越来越重要,甚至成了工程实现的生命线。
比如东海大桥施工用的专用船造价达1个亿,又如杭州湾跨海大桥施工机械更是起非常重要作用。
本文主要讲述重庆菜园坝长江大桥主桥缆索吊机械化与信息化施工管理情况。
1 机械化施工与管理1.1 工程简介和主要施工机械重庆菜园坝长江大桥主桥[1]是一座公轨两用特大桥,主跨为420m的中承式刚构与提篮式钢箱杆拱、钢桁梁的组合结构。
由于该桥坐落在长江上,而且位于市区,江面与两岸高差较大,因此施难度非常大。
水中基础采用围堰法,桩基采用冲击钻,许多附属性的工程基础也必须采用冲击钻;桥墩最高达近80m,因此每墩配有台重型塔吊,总共塔吊11台;该桥钢箱提篮拱和钢桁梁施工均采用大型缆索吊机节段吊装施工,最大重量约350t。
通过分析计算,南岸主索和缆风在单个锚碇上引起的上拔力约626t、水平推力约988t,北岸主索和缆风在单个锚碇上引起的上拔力约518t、水平推力约935t。
经过选择和设计计算,采用大型机械系统缆索吊施工。
由此可知施工难度极大,机械化施工成了主桥工程施工的一大控制点。
1.2 机械化施工组织与管理机械化施工组织和管理须建立专门机构、安排专职人员负责此事,并对整个过程中碰到的问题及时解决和优化。
它主要包括工程质量、工期、安全性、经济性、周围环境以及相互之间的协调关系,其中的每一项都将影响到工程的经济效益,因此须进行严格控制和管理。
重庆菜园坝长江大桥主桥-优秀PPT文档
二、主桥工程
三、主桥结构设计
1、总体布置图
P15
155.547 P16
200.782
159.522 P17
162.00 P18
203.26 195.330 P19
184.894 P20
三、主桥结构设计
2、Y型刚构结构
三、主桥结构设计
3、钢桁梁结构（单节段）
三、主桥结构设计
4、钢箱拱总体布置
1、Y型刚构悬臂（梁3施）工温难度度变化、支架变形对砼的影响。
在拱节段安装过程中，拱座会与Y构一起产生变位，这样线型控制、扣锚索力量控制要求更加严格。 菜园坝长江大桥的建成，将缓解南岸区至渝中区的道路交通，也将成为重庆市长江上又一新的游景点。 五、施工中的重点和难点
五、施工中的重点和难点
2、钢箱拱吊装、对接安装，受场地、制作条件限制，采用了单榀吊装方案，此
六、结 语
菜园坝长江大桥的建成，将缓解南岸区至渝中区的道路交通，也 将成为重庆市长江上又一新的游景点。该桥的钢箱提篮拱、钢桁梁主 梁结构型式，继其上游的鹅公岩长江大桥的悬索桥结构，下游的石板 坡长江大桥的砼连续刚构结构，又一个新的结构造型。该桥跨度大、 造型独特，在Y型刚构设计、主梁设计和拱与梁结合，以及桥梁美学 处理上的做法，对同类型桥梁精度高，主要在于节段与节段对接同时要对接八个 节点。一方面要求在预拼场对接制作时，要求对接精度高，拆开后变形要小。 特别是跨中整体节段对接，在缆索吊机提吊状态下实现对接，要求更好的辅
助调整措施。
五、施工中的重点和难点
4、缆索吊机设计技术含量高
缆索吊机作为本项目重要的吊装临时设施，功能多，要求高。一方面作 为上部结构安装的起吊设备，有着吊重大，跨度大的特点。同时在安装钢箱 拱时，下塔柱又作为扣锚索的塔架，类似于斜拉桥的塔柱功能。因此，缆索 吊机的安装使用，相当于修建了一座斜拉桥，又拆除了一座斜拉桥。
菜园坝长江大桥
主要完成单位
•重庆市城市建设投资公司
•招商局重庆交通科研设计院有限公司
•林同棪国际咨询工程（中国）有限公司
2020/6/10
•中铁大桥局集团有限公司 •中铁山桥集团有限公司
汇报人
祁仁俊
1
2020/6/10
2
上承式拱桥
中承式拱桥
下承式拱桥
31
重庆市城市建设投资公司 招商局重庆交通科研设计院有限公司 林同棪国际工程咨询（中国）有限公司
中铁大桥局集团有限公司 中铁山桥集团有限公司
重庆大学 西南交通大学 重庆交通大学 重庆建筑科学研究院 重庆万桥交通科技发展有限公司 威胜利工程有限公司 铁道科学研究院
2020/6/10
32
菜园坝长江大桥—中承式拱桥
2020/6/10
3
2020/6/10
汇报内容
1 项目建设规模与复杂程度 2 主要技术创新 3 总体技术水平 4 对相关领域科技进步的推动作用 5 综合效益和战略意义
4 重庆市菜园坝大桥
一、项目建设规模与复杂程度
菜园坝立交
菜园坝大桥
苏家坝立交
2020/6/10
新结构构造 核心结构构造确保大桥安全，提高结构
效率，主要包括世界首创三项重大结构构造
(1) 公轨两用板桁组合钢梁结构 (2) 超大吨位（3000吨）大跨度柔性支撑结构 (3) 长悬臂空间三维预应力重载接头构造
2020/6/10
15
二、主要技术创新 （1）公轨两用板桁组合钢梁结构
2020/6/10
2020/6/10
29
五、综合效益和战略意义
◆节约建设资金2亿元
重庆菜园坝长江大桥
重庆菜园坝长江大桥一、工程概况菜园坝长江大桥是国内最大的公共交通和城市轻轨两用大桥，属特大公轨两用无推力刚构一系杆拱桥．大桥全长1866m，其中主桥长800m，北引桥长886m，南引桥长180m，主桥420m主跨居世界公轨两用系杆拱桥之首。
主桥设计为两层，上层为双向六车道，下层为轻轨。
主桥主体结构体系包括南北两侧的边跨预应力Y型刚构、中跨320m钢箱提篮拱和800m连续正交异形板组合钢桁梁等子结构，Y型刚构与钢箱拱通过系杆连接成420m跨的系杆拱，正交异形板连续钢桁梁将活载传递到刚构和拱结构之上，形成了多种结构体系的组合，该结构体系在国内系首次采用，结构受力复杂，体系转换频繁。
二、科技创新与新技术应用1、设计：首创刚构一系杆拱组合结构体系。
这一开拓性刚构一系杆拱组合结构体系最大限度地利用了混凝土具有耐久、抗压、经济以及钢具有轻质、高强的特性，是“经济一美观”的理念与“安全一实用”原则统一的实现。
2、施工：(1)首次采用大型结构智能化主动控制体系。
采用了分次张拉的施工工艺，实现系杆拱桥系杆索的可视、可检、可调、可换，确保大桥重要构件的耐久性。
(2)国内首创的斜拉扣挂法进行钢箱提篮拱单榀节段安装新技术。
解决了钢拱肋节段空间对接、特殊条件下双榀安装受预拼场地限制，运输受通航条件限制等难题，实现了三维立体拱肋的高精度安装定位和合龙。
(3)首次应用钢桁梁整体节段架设方法。
实现了钢桁梁制造、组拼工厂化，运输、吊装整体化的施工工艺。
(4)预应力混凝土Y型刚构为三维空间非对称变截面薄壁箱形结构．采用支架法悬臂现浇施工技术、悬臂现浇节段吊挂施工和底模侧模一体化整体模板拖拉技术．成功地解决了特殊预应力混凝土Y型刚构施工的难题。
(5)研发的缆吊系统，其塔高152m，起吊高度达202m，跨度420m，缆索承受集中荷载达420t，规模和起吊能力居全国之最。
提出了多跨缆索吊机承重索的非线性数值计算方法，改善了主索非线性控制技术。
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文章编号:1003-4722(2006)S1-0109-04菜园坝长江大桥4200kN 缆索起重吊机设计与施工李军堂,姚发海,王东辉(中铁大桥局股份有限公司,湖北武汉430050)摘 要:重庆菜园坝长江大桥主桥采用刚构与提篮式钢箱系杆拱、钢桁梁的组合结构,大桥主桥上部结构采用4200kN 缆索起重吊机吊装施工,介绍通过荷载计算,确定缆索起重吊机的基本参数,进行分项设计。
关键词:缆索起重吊机;桥梁施工;设计中图分类号:U445.32文献标识码:ADesign and Construction of 4200kN C able Cranefor C aiyu anba Changjiang River B ridgeL I J un 2t a ng ,Y AO Fa 2hai ,WAN G Dong 2hui(China Zhongtie Major Bridge Engineering ,Inc.,Wuhan 430050,China )Abstract :The main bridge of Caiyuanba Changjiang River Bridge in Chongqing is designed as a hybrid arch bridge compo sed of rigid 2f rame struct ure ,basket handle steel box tied arch and steel t russ girder.In t he const ruction ,t he superstruct ure blocks of t he main bridge are lifted and erected wit h t he 4200kN cable crane.In t his paper ,t he determination of t he basic parameters of t he crane and design of each part of t he crane component s based on t he load calculations are de 2scribed.K ey w ords :cable crane ;bridge const ructio n ;design收稿日期:2006-02-21作者简介:李军堂(1968-),男,高级工程师,1990年毕业于西南交通大学桥梁与地下工程系,获学士学位。
1 工程概况重庆菜园坝长江大桥主桥采用刚构与提篮式钢箱系杆拱、钢桁梁的组合结构。
主桥全长800m ,其中系杆拱桥主跨420m ,对称布置的边跨和侧跨分别为102m 及88m (见图1)。
主桥设6线行车道、双线城市轻轨、双侧人行道。
6车道及双侧人行道设在上弦平面,双线轻轨设在主桥桁梁下弦平面的横梁上,构成双层特大公轨两用桥。
图1 主桥桥式布置钢桁梁梁高11.2m ,标准节段长16m (节段重量230～350t ),顶宽42.6～39.8m ,底宽13m 。
提篮式钢箱拱采用封闭式钢箱,宽2.4m ,高4m ,标准节段水平投影长16m (节段最大重量91.6t );钢箱拱每4m 设1道横隔板;全桥设6道钢箱横撑。
在桥址处河面宽600～1000m ,常年洪水位一般为180.00～181.00m ,最大流速4.07m/s ,历史最高水位为196.25m ,最低水位为158.08m 。
2 缆索起重吊机总体设计钢桁梁和钢箱提篮拱采用缆索起重吊机整节段吊装安装,其中钢箱拱为单榀安装。
缆索起重吊机工作阶段分为:①安装边侧跨钢桁梁,最大吊重控制在280t 以内;②安装钢箱拱,起升高度达150m ,吊点横桥向变化大;③安装中跨钢桁梁,吊重256t ,缆吊在全跨范围内吊重起吊。
结合本桥主跨的结构特点和缆索起重吊机的使用要求,确定缆索起重吊机的净吊重为280t ,两塔架支在P 17、P 18墩墩顶和中横梁上,跨度为420m (见图2)。
图2 缆索起重吊机总体布置形式2.1 塔架高度的确定经多种方案比选,确定扣索塔架与墩顶固结,缆索吊塔架铰接于扣索塔架之上的方式。
钢箱拱肋顶标高为303.69m ,按最上面1根扣索的倾角约为7.5°,可得到扣塔顶标高为331.874m 。
南岸扣索塔架高度为128m ,北岸扣索塔架高度为126m 。
缆索起重吊机最大吊重时垂跨比按照1/13设计,考虑跑车及挂架高度、吊梁扁担,以及分索器等与扣索之间的净空后,并同时考虑缆塔有一定的高度,以减小缆吊塔顶偏位对扣索塔架的影响,同时满足规范规定的[1/150]的要求。
选定缆索塔高度为26m ,塔顶鞍座顶面标高为364.729m ,起吊扁担距拱顶最小距离为19m 。
2.2 缆索起重吊机跨度、宽度的确定两塔架分别支撑于P 17、P 18墩Y 构中横梁上,因此吊机中跨为420m 。
北锚在河滩上,南锚在山坡上,考虑南北边跨主索水平倾角相等和现场地质条件及空间位置等因素,选取北跨360m ,立面夹角28.28°,南跨238m ,立面夹角32.5°。
钢梁的横向宽度约40m ,故吊机横桥向立柱间净距定为41m 。
2.3 2组主缆间距的确定根据提篮拱肋平面位置进行扣索的布置,同时考虑边孔钢桁梁吊点在横桥向均为12.1m ,综合比较吊具和缆塔的横梁受力,以及主索锚碇处与索塔的水平角等因素,确定2组主索间距为34m 。
3 缆索起重吊机荷载计算作用于缆索起重吊机上的荷载主要有自重荷载、惯性荷载、冲击荷载、风荷载、支架发生位移时的斜向拉力、撞击荷载、冰雪荷载、安装荷载等。
3.1 自重荷载包括主索自重,各工作索及辅助索自重,结构及零部件自重,以及安装在支架上其他装置的自重。
3.2 起重荷载缆索起重吊机能够起吊的最大结构体的重量,包括吊重系统装置的自重。
3.3 动荷载缆索起重吊机在提升运行机构,制动时所产生的振动和惯性荷载以及其他原因引起的冲击力的总和,一般取υ=1.2～1.3,本桥设计中取1.2。
3.4 风荷载验算风载400Pa ,工作风载300Pa 。
4 缆索起重吊机分项设计缆索起重吊机主要由主索及起重牵引系统、缆索吊塔架及其缆风系统、扣索塔架及其缆风系统、锚碇系统及机电系统五大部分组成。
4.1 主索及起重牵引系统4.1.1 主索主索计算的基本假定有:①不计承载索在塔顶的摩阻力(承载索为通长索);②承载索所承受的均匀荷载是沿水平跨分布的单位长度索重;③承载索为柔性体,除在与搬运小车走行轮和索鞍接触处检算弯曲应力外,承载索只承受张力(轴向拉力);④主索总长度在考虑弹性变形后,在各工况下均不变;⑤计算基本图式:视承载索为两端固定,即承载索在索鞍处不能滑动及支架顶部不产生位移;承载索在自重作用下,其轴线为抛物线;⑥作用于主索上的2个天车相距4m ,与跨度相比很小,为了便于计算,将2个集中荷载合为1个集中力计算,对结果影响很小。
根据最大吊重和主索的破断力以及最大垂跨比,运用有关悬索理论试算,确定主索采用2组12<60(8×36SW +IWR )钢芯钢丝绳,主索间距230mm (见图3)。
主索支承于塔架索鞍上,锚固于两岸锚碇。
主索两端为热铸锚头,南北岸设置可调设备。
每组主索均设有2台起吊小车,并设有独立的牵引及起重系统。
最大吊重在跨中的垂跨比f =32.3m ,f /L =1/13。
主索在空索状态f =17.2m ,f /L =1/22.4。
主索最大承载力为760kN ,安全系数为3.32。
图3 主索布置示意4.1.2 牵引系统和起重系统缆索起重吊机的牵引力包括:牵引索初张力、搬运小车沿承重索运行时的坡度阻力、搬运小车运行时的摩擦阻力、滑轮转动阻力。
根据计算,牵引索需最大有效牵引力为96t 。
选用<34的麻芯钢丝绳,起吊小车纵移采用两岸对拉的牵引方式,牵引索走6布置,动滑轮置于天车上,22台22t 牵引卷扬机,牵引索布置见图4。
图4 牵引索布置起重采用4台90t 跑车起吊。
每线主索2台跑车,间距为4m ,用<44钢丝绳连接,走行轮组为每台跑车48个走行轮,为减轻重量,走行轮采用尼龙轮。
起重轮组由上挂架和5个定滑轮及下挂架和4个动滑轮组成。
每台跑车配置2台15t 起重卷扬机,起重索选用<32的麻芯钢丝绳。
起重卷扬机放置在Y 构后悬臂上,以89°的竖直角出绳上塔顶。
4台天车提供的最大起升力为42120kN 。
支缆器每30m 设1道,起重索布置见图5。
由于钢桁梁重心偏后,因此特设计了纵向扁担、横向主扁担和分配梁扁担,使前后四吊点受力均匀,并使每线2台天车受力均匀。
4.2 扣索塔架及其缆风系统图5 起重索布置4.2.1 扣索塔架扣塔由万能杆件拼装而成,底部固结于主墩和中横梁上,缆吊塔架铰接于扣塔顶部。
扣索塔架的受力比较复杂,其承受的主要载荷为自重、扣锚索竖向力及不平衡水平力、前后缆风的力量、缆塔传下来的竖向力和水平力以及风力等。
单侧单个塔柱承受的竖向力约40000kN (其中自重11000kN ,缆塔传下的竖向力11000kN ,扣、锚索竖向力18000kN ),纵桥向不平衡水平力为600kN 。
按格构式压弯杆件和空间刚架验算其整体稳定和杆件强度。
断面尺寸横桥向宽度6m ,纵桥向宽度7.68m 。
4.2.2 扣塔缆风系统由于扣塔底部固接,因此塔架自身具有一定的刚度,塔架不平衡水平力由塔架和缆风共同承受。
为确保塔架的受力安全,严格限定塔顶偏位在10cm 以内。
根据计算确定采用2×5-<52钢丝绳为扣塔后缆风,单根初张力420kN ,通风缆采用2×5-<48钢丝绳,单根初张力370kN 。
后缆风锚固在主锚碇上。
4.3 缆索吊塔架及其缆风系统4.3.1 缆索吊塔架缆索吊塔架也是采用万能杆件拼装,立柱为6m ×6m 见方的万能杆件立柱,高度26m 。
上横梁为变高度变截面梁;桁高8～16m ,宽度6～10m ,两立柱中心距离47m ,净距41m 。
在主索鞍与缆风间的顶层平联上用型钢设置加强平联以传递水平力。
4.3.2 缆塔缆风系统缆风配备和确定初张力的原则是平衡塔顶水平力,并限定塔顶位移在一定的幅度范围内。
塔顶不平衡力主要包括:主索不平衡水平力;风力;牵引索不平衡拉力;起重索不平衡拉力。
空载时,塔顶不平衡水平力为650kN ;跨中最大吊重时,塔顶不平衡水平力为1970kN ,塔顶不平衡水平力变化幅度为1320kN 。
根据计算,后缆风选用2×(6+2)-<52钢丝绳,单根初张力420kN (其中上下游各2根在安装完跑车后再挂设张拉);前缆风为通风缆,采用2×6-<48钢丝绳,单根初张力360kN 。