2基本情況港珠澳大橋主體工程橋梁全長(zhǎng)約22.9km,其中CB05標(biāo)起于K29+237,止于K35+890,分別連接CB04和珠澳口岸人工島,全長(zhǎng)約6.653km,包括九洲航道橋、淺水區(qū)非通航孔橋、珠澳口岸主線連接橋和收費(fèi)站岸橋、立交等。
非通航孔橋采用85m整墩分幅鋼混組合梁結(jié)構(gòu),共64孔,56孔一聯(lián)。主梁采用單箱室鋼一混凝土組合箱梁,高4.3m,單幅橋面寬16.3m,混凝土標(biāo)2.185m組合梁節(jié)段劃分淺水區(qū)非通航孔組合梁橋采用單幅運(yùn)輸,逐跨分幅安裝,先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工工藝。安裝順序由珠??诎度斯u向西人工島方向進(jìn)行。
淺水區(qū)非通航孔85m組合梁共計(jì)128跨,單跨構(gòu)件長(zhǎng)約85m,構(gòu)件*大自重約1900t,梁頂至水面高度約40m,要求船舶吃水深度應(yīng)不超過(guò)5m.中外公路2.2傳統(tǒng)吊具情況表1為國(guó)內(nèi)已建大節(jié)段箱梁吊裝吊具使用情況。
同時(shí)列出相對(duì)于該項(xiàng)目的優(yōu)缺點(diǎn)。
所示。
吊具結(jié)構(gòu)如表1大節(jié)段箱梁吊裝吊具橋梁名稱*大節(jié)段長(zhǎng)度/m*大吊重/t吊具結(jié)構(gòu)形式吊具優(yōu)點(diǎn)吊具缺點(diǎn)蘇通長(zhǎng)江大橋輕型拉壓桿吊具吊具高度小、重量輕、安裝拆卸方便剛度小上海長(zhǎng)江隧橋桁架式吊具自身剛度大,長(zhǎng)距離運(yùn)輸穩(wěn)定性好吊具自重大,達(dá)700t杭州灣跨海大橋海上水中區(qū)引橋桁架式吊具自身剛度大,長(zhǎng)距離運(yùn)輸穩(wěn)定性好吊具自重大青島海灣大橋分離式吊具自重輕,安裝方便剛度小江蘇崇啟大橋自平衡吊索具自重輕、自身調(diào)節(jié)能力強(qiáng)剛度?。╟)分離式吊具(d)自平衡吊索具吊具結(jié)構(gòu)形式針對(duì)該工程,85m組合結(jié)構(gòu)箱梁在吊裝過(guò)程中,由于混凝土橋面板與鋼槽梁只中間部分結(jié)合成整體,端部仍為開口槽形斷面,因此自身剛度較小,在運(yùn)輸和安裝中鋼槽梁容易變形,對(duì)結(jié)構(gòu)造成損害,不利于端部鋼梁定位匹配。因此吊具選擇時(shí),重點(diǎn)考慮吊具自身剛度,彌補(bǔ)組合梁自身剛度小、易變形的缺陷。傳統(tǒng)的輕型拉桿吊具、分離式吊具、自平衡吊索具顯然無(wú)法滿足吊裝需求。而現(xiàn)有的桁架式吊具雖然具有剛度大,大節(jié)段海上長(zhǎng)途運(yùn)輸穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),但吊具自重大,達(dá)700t,再累加組合梁自重,吊重達(dá)2600t,從而限制了起重船的選擇,經(jīng)濟(jì)性差。綜上所述,結(jié)合該工程特點(diǎn)和充分利用施工單位自有設(shè)備,需研發(fā)新型吊具,新吊具設(shè)計(jì)要求如下:1)自重輕;2)自身剛度大;3)安裝拆卸方便。
3吊具設(shè)計(jì)3.1吊點(diǎn)布置吊點(diǎn)布置采用原設(shè)計(jì)布置,同時(shí)考慮以下因素吊點(diǎn)著力點(diǎn)位于空腹式橫梁處,可保證組合梁受力和變形以及穩(wěn)定要求;2)吊點(diǎn)對(duì)稱布置;3)在預(yù)制橋面板預(yù)設(shè)留孔,孔間距115m;)各種梁型吊點(diǎn)設(shè)置一致,可滿足所有組合梁吊裝施工;5)考慮安裝過(guò)程中存在縱坡影響,*大高差近3.0m,擬采用浮吊雙鉤通過(guò)調(diào)整鋼絲繩長(zhǎng)度進(jìn)行縱坡調(diào)整。
吊點(diǎn)布置如所示。利用現(xiàn)有設(shè)計(jì)圖中提供的吊點(diǎn)局部加固方案進(jìn)行加固,如所示。
3.285m組合梁對(duì)吊具的要求85m組合梁采用兩點(diǎn)起吊,受原設(shè)計(jì)制約,采用原設(shè)計(jì)吊點(diǎn)布置,吊點(diǎn)間距達(dá)60m.由于吊點(diǎn)間距大,對(duì)吊具結(jié)構(gòu)合理性和輕型化都提出了要求。此外,淺水區(qū)非通航孔組合梁多達(dá)128跨,吊具安裝及拆卸必須保證高效率,盡量為起重船拋錨定位及組合梁安裝調(diào)位騰出時(shí)間。為此,專門設(shè)計(jì)新型吊具,該吊具具有自重輕、安裝拆卸方便等特點(diǎn)。
3.3吊具結(jié)構(gòu)形式考慮85m組合梁自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)吊裝條件,85m組合梁吊裝擬采用專用主桁大扁擔(dān)和托梁小扁擔(dān)及其附件組合吊具。大扁擔(dān)采用Q345優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼,長(zhǎng)60m,寬15.8m,高6.5m;小扁擔(dān)采用Q390優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼,吊具結(jié)構(gòu)總重約360t(其中主桁大扁擔(dān)320t,托梁小扁擔(dān)40t)比傳統(tǒng)桁架式吊具輕240t.非通航孔85m組合梁吊裝使用托梁小扁擔(dān),吊具結(jié)構(gòu)如所示。
吊具隨整跨組合一起由出梁碼頭出運(yùn)。組合梁吊裝就位后,主桁大扁擔(dān)上的卷?yè)P(yáng)機(jī)拉緊小吊索,拆除吊桿,然后卷?yè)P(yáng)機(jī)啟動(dòng),慢慢下放托梁小扁擔(dān)至下方運(yùn)輸船,*后由運(yùn)輸船運(yùn)至出梁碼頭,進(jìn)行下跨梁段出運(yùn)。3.4吊具受力分析(1)荷載吊具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮的荷載如下:恒載:整個(gè)吊具自重約360t;活載:組合梁自重約1900t;風(fēng)荷載:設(shè)計(jì)風(fēng)速i=25m/s(工作風(fēng)速),則計(jì)算模型采用Ansys建立,主桁大扁擔(dān)結(jié)構(gòu)全部采用Beaml88單元;鋼絲繩采用linkl0單元;托梁小扁擔(dān)采用梁?jiǎn)卧煌辛盒”鈸?dān)自重及組合梁在中跨以集中載荷加載于主桁大扁擔(dān)主橫梁吊桿點(diǎn)處。
吊具計(jì)算分析結(jié)果在荷載基本組合作用下,主桁架扁擔(dān)梁材料為Q345鋼材,相對(duì)*大豎向位移變形為0.*大應(yīng)力出現(xiàn)在下弦桿上,為273MPa<295MPa,滿足規(guī)范要求。
托梁小扁擔(dān)1、2的相對(duì)豎向位移為19.托梁小扁擔(dān)1、材料均為Q390鋼材,*大應(yīng)力分別為302MPa(<335MPa)和足規(guī)范要求。
中外公路枝城長(zhǎng)江大橋公路橋維修加固設(shè)計(jì)方案研究李令喜(青海交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院,青海西寧810003)還在不斷發(fā)展。該橋主橋公路橋部分被鑒定為四類橋梁,亟需進(jìn)行大修或改造。該文重點(diǎn)對(duì)公路橋面板產(chǎn)生的典型病害進(jìn)行了成因分析,提出了更換橋面板的維修加固方案,并對(duì)加固后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了驗(yàn)算分析,結(jié)果表明:加固后結(jié)構(gòu)滿足原設(shè)計(jì)荷載通行要求,并具有定的安全儲(chǔ)備。
1概述枝城長(zhǎng)江大橋位于湖北省宜都市,建成于1971年。它是繼武漢、南京長(zhǎng)江大橋之后,長(zhǎng)江上的第三座大橋。該橋鐵路橋全長(zhǎng)1742.3m,公路橋全長(zhǎng)1744.796m.主橋孔跨布置為4X160+5X128m鋼桁架橋,橋橫斷面布置為6.95m(公路橋)+10m(雙線鐵路橋)+6.95m(公路橋),公路橋橫斷面布置為5m(車行道)+1.45m(人行道)。公路橋位于鐵路橋主桁外側(cè)懸臂伸出的托架之上,每側(cè)托架上設(shè)置4片縱梁,橋面板采用12cm厚鋼筋混凝土預(yù)制板,縱梁頂處利用承托加厚至22cm.主橋橫斷面如所示。
經(jīng)過(guò)40余年的通行運(yùn)營(yíng)和風(fēng)雨剝蝕,枝城長(zhǎng)江大橋主橋公路部分病害不斷出現(xiàn)。2011年7月進(jìn)行了橋梁全面檢測(cè),結(jié)合病害情況以及橋梁技術(shù)狀況評(píng)定3.5組合梁吊裝過(guò)程中局部受力分析根據(jù)現(xiàn)有吊點(diǎn)布置方案,采用Ansys有限元軟件,通過(guò)實(shí)體單元、殼單元、梁?jiǎn)卧Y(jié)合的方式對(duì)混凝土橋面板、鋼梁板件、桁架斜撐等進(jìn)行模擬。在吊點(diǎn)布置處設(shè)約束,考慮自重及施工荷載作用。
在荷載標(biāo)準(zhǔn)組合作用下,計(jì)算了整跨吊裝過(guò)程中梁體變形、鋼梁應(yīng)力、橋面板應(yīng)力。從分析結(jié)果可以看出,兩點(diǎn)吊裝過(guò)程中,梁體*大下?lián)蠟?1mm;除吊點(diǎn)局部,其余鋼梁應(yīng)力都不超過(guò)87MPa<295MPa,局部應(yīng)力*大值為171.7MPa<295MPa,出現(xiàn)在吊點(diǎn)加固板與鋼槽梁底板加勁肋區(qū)域,滿足規(guī)范要求。
吊裝過(guò)程中混凝土橋面板主拉應(yīng)力*大值達(dá)到99MPa,滿足規(guī)范要求,出現(xiàn)在吊點(diǎn)布置區(qū)域;主壓應(yīng)力*大值為3.7MPa,出現(xiàn)在跨中。
4結(jié)語(yǔ)配合投標(biāo),為85m組合梁吊裝設(shè)計(jì)的主桁大扁擔(dān)和托梁小扁擔(dān)及其附件組合吊具,結(jié)構(gòu)輕型化,自重360t,比傳統(tǒng)桁架式吊具輕240t.受力合理,主桁桿件*大應(yīng)力為273MPa<295MPa,托梁小扁擔(dān)*大應(yīng)力為303MPa<335MPa,均滿足規(guī)范要求。大扁擔(dān)采用桁架式結(jié)構(gòu),自身剛度大,吊裝過(guò)程中,*大變形0.179m,滿足組合梁吊裝要求。吊具隨組合梁一起出運(yùn),吊具可在出運(yùn)碼頭安裝,不占用施工工期,橋位處托梁小扁擔(dān)由卷?yè)P(yáng)機(jī)下放,1h內(nèi)可完成下放(而傳統(tǒng)吊具拆除較為麻煩,約需78h),為上部結(jié)構(gòu)調(diào)位騰出了時(shí)間,節(jié)省工期,綜上所述,該吊具能夠勝任85m組合梁吊裝。