乐山市沙湾区住房和城乡建设局 四川乐山 614000
摘要：目前，大跨度钢筋混凝土拱桥因其造型美观，施工简便，承载能力强而受到广泛欢迎，缆索吊装施工是拱桥施工是拱桥施工常用的施工工艺。缆索吊装系统的安全性对于拱桥施工的顺利完成有着重要的作用。本文对大宁河大桥的吊装系统扣索计算进行了分析研究。对大宁河大桥的吊装系统进行了详细的分析计算，大宁河大桥的吊装系统充分利用当地地形采用岩锚的是施工工艺，这种方法对我国的其他桥梁的施工具有一定的指导意义。
关键词：缆索吊装系统；扣索
对于拱桥的施工，重点是对于主拱的施工，而主拱的施工主要受施工方法的影响，主拱的施工方法成为影响拱桥往更大跨径发展的重要因素。而缆索吊装的施工方法有有效的从经济和技术方面解决这方面的问题。本文结合大宁河大桥施工的吊装系统进行分析研究，对于无塔架的吊装系统进行分析，以对以后同类吊装系统具有一定的指导价值。
1缆索吊装系统主要设计参数
大宁河大桥的缆索吊装系统是以钢丝绳作为主要的承重索及运行轨道，配以牵引系统和起重系统的大型吊装设备，采用岩锚的锚固方式。主要用于对主拱圈节段、预空心板进行吊装施工。本缆索吊装系统充分利用地形条件具有吊重能力大、高效率、操作简单方便、总体结构简单、不受气候条件的制约等特点。根据规范及设计资料可知大宁河大桥吊装系统主要安全系数取值为：钢丝绳：主索、工作索、扣索、风缆索等张力安全系数≥3.0，应力安全系数≥2.0；起吊索张力安全系数≥6.0，应力安全系数≥3.0；牵引索张力安全系数≥4.0，应力安全系数≥3.0；千斤绳张力安全系数≥8.0；钢绞线锚索张力安全系数≥2.5。
表1 缆索吊装系统主要钢绳及钢绞线规格性能
.png)
2、承重主索的计算
本吊装系统采用1组5根φ56mm（6×37S+FC）的合成纤维芯钢索作为主索。悬索跨度L＝204m，空索垂度f0＝10.5m。在行车两边主索上每隔20m间距设置一个分索器支承起重索和牵引锁，分索器重量按8N/m计算。对于垂度较小的缆索吊装系统一般可以采用挠度理论进行计算，即可满足要求。在计算过程中需对承重主索的作以下基本假定：
（1）主索在其自重作用下线形为抛物线；
（2）仅作静力计算；
（3）假定主索自重沿其长度均匀分布；
（4）悬索是绝对柔性，任一截面均不能承受弯矩；
（5）不考虑温度及锚梁位移对主索张力的影响。
2.1荷载的计算
1、均布荷载q的计算
主索的均布荷载主要由四个部分组成，分别是：主索自重、起重索自重、分索器自重、连接绳自重。以下分别对主索的自重荷载进行计算：
（1）主索自重的计算：
.png)
5×113.68N/m=568.4 N/m；
（2）起重索自重的计算：
.png)
2×17.67 N/m=35.34 N/m；
（3）分索器自重的计算：
.png)
8N/m；
（4）牵引索自重的计算：
.png)
3×20.972=62.916 N/m；
（5）总均布荷载：
.png)
568.4+35.34+8+62.916=1589.74N/m；
（6）
.png)
=1589.74×204=324.306 KN/m。
2、集中荷载Q的计算
主索所承受的集中荷载主要以下几个部分组成，分别是：拱箱的吊重、行车及定滑轮自重、动滑轮及配重、起重索自重、牵引索重等。以下分别对主索的集中荷载进行计算：
（1）拱箱的吊重（在主索处于安装状态时并无此项）：边箱第二段为边箱第二段最重，按边箱拱脚段计算吊装重量。
计算拱箱横截面面积A：
.png)
由第二段轴线长22.459m。横隔板面积为：
.png)
其中：根据工程实际情况可知边箱第二段厚度0.1m横隔板6块，厚度0.12m横隔板4块，中接头腹板加厚部分长度0.35m，外侧厚度0.23 m，内侧厚度0.2m。
则边箱第二段重量：
.png)
因此：，边箱第二段重量：
.png)
536.029KN。
（2）、跑车、起吊滑车组、起吊牵引钢绳、吊具及配重等的计算：
.png)
90KN。
（3）、起重索的计算（按10线单线长15m计算）：
.png)
；
（4）、总的集中荷载为：
.png)
536.029+90+2.82=628.849KN；
（5）、不计拱肋式
.png)
=92.82KN。
2.2主索水平张力及拉力的计算
由设计文件可知最大吊重时主索工作垂度
.png)
15.227m。对主索工作状态的张力进行计算，分别应该计算当钢筋混凝土拱肋按位于0号桥台上方（后吊点距陕西岸锚碇51.5m）、运输至索跨跨中、重庆岸拱脚段就位（后吊点距陕西岸锚碇158.5m）时，3个工况的张力。
1、主索的最大张力和相应垂度的计算
当跑车吊重位于跨中时，主索张力为最大。由设计文件工程概况可知控制主索张力的安全系数K=3.0，即主索的容许张力Tmax和相应的跨中吹度
.png)
为：
.png)
=2883.33KN
取
.png)
，则
.png)
=2.29m
相对垂度为：
.png)
0.011
2、主索的安装张力及安装垂度的计算
为保证主索在吊重的安全，需计算主索在安装时的安装张力H0和安装垂度
.png)
，此时，作用于主索的集中荷载为没有拱肋重量的跑车空载重要P0，则位于跨中时的张力由张力方程可求出：
.png)
式中：
由于两岸高差为h=6m，跨径L=204m，则
.png)
=0.999568。
带入以上数据可以求得二次项系数为：a=1561.745，常数项
.png)
.png)
采用试算法可以求得在安装时主索的跨中张力
.png)
=1238.73KN，此时的张力小于主索的容许张力H=2883.3KN。因此，张力满足要求。
同样相应跨中安装垂度的计算：
.png)
=11.04m
参考文献：
[1]项海帆.中国桥梁[M].上海：同济大学出版社，1993.
[2]金伟良.大跨度拱桥的横向稳定性研究[D].大连理工大学，1988.
[3项海帆，刘光栋.拱桥结构的稳定与振动[M].北京：人民交通出版社，1991.