[终审稿]【2011112301639】长输管道斜拉桥桁架分段发送施工技术研究.doc
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1、长输管道斜拉桥桁架分段发送施工技术研究 张俊岭 刘晓实 吕达来 毕彩玉(中原油田建设集团公司)摘要:本工法适用于跨径100300米的江、河、湖泊、水库、大型沟谷等工程地质复杂地段的长输油气管道斜拉桥跨越施工。长输管道斜拉桥桁架分段发送施工技术与传统的悬索加顶推、水中脚手架相比,更为快捷、安全和经济适用,稳定性更好,不受两岸地势、场地大小、跨越高度的影响,经济效益、社会效益、环保效益显著,具有一定的推广价值。关键词:斜拉桥;桁架分段发送;快捷;安全;经济;环保;推广价值1工艺原理本工法主要是根据力学平衡原理,利用桥塔和临时悬索作为承重结构,通过计算模型算出绳索受力和牵引力大小,在安全状态下将桁架
2、分段发出,在卷扬机和施工索作用下实现提升、平移、降落直至到达预定位置,然后进行空中组对、法兰连接。2、工艺流程及操作要点2.1工艺流程 工艺流程为:施工准备测量放线修筑施工便道和场地清理两岸塔架基础和锚固墩基础施工及验收承台施工两岸钢塔架预制吊装主索安装施工索安装桁架桥预制及分段发送斜拉索安装施工索拆除2.2 操作要点2.2.1主索安装(1)主索即吊装承重绳索。两岸的钢塔架吊装并进行临时固定后,在塔架顶端处安装两根吊装承重绳索,每套吊装承重绳索由承重钢丝绳、1 套32t滑车组、2 个10t导向单滑车及1台卷扬机组成。(2)利用一艘摆渡船和一根15mm钢丝绳牵拉主索的活动端,通过卷扬机的不断收紧
3、,使两根主索分别从两岸的钢架立柱上的挡管槽内穿过后连接到两岸的地锚上。2.2.2 施工索安装 (1)人工安全保护索安装首先在两岸架塔上用人工拉设一根钢丝绳,两端分别固定在两岸的锚固墩上,作为以后各工序操作中的人工安全保护索,施工时可将安全绳的挂扣链挂于安全保护索上。同时,该索也作为安装施工索时的辅助索。(2)桁架提升绳索设置桁架跨越吊装共需设置2 套桁架提升绳索,其作用为将预制完毕的桁架段分别连接到2套吊装承重绳索上,通过吊装城中绳索两端最后连接到跨越两岸的2 台卷扬机上,2台卷扬机通过提前埋设的钢丝绳与锚固墩以及北岸临时地锚连接固定。(3)牵引(回拽)绳索安装桁架跨越吊装共需设置1套牵引绳索
4、及1套回拽绳索。牵引绳索作用为将在跨越北侧预制完毕的桁架段牵引到安装位置。为保证单滑车同步滑移,需要利用钢丝绳将第一、二、三个单滑车侧面的钢管进行串联。2.2.3桁架桥分段发送(1)桁架分段发送施工工艺的确定斜拉桥面采用钢桁架作为主梁。综合管长、桁架段长度、焊接安全性等因素,桁架分为11段预制(见图3)。每段长度不一,结构相同,都包括吊架弦杆,连接支撑、走道板和两侧护栏、两侧吊耳和用于与斜拉索连接的销轴。为减少两岸施工占地,跨越钢桁架采取分段发送,然后空中法兰组对连接的施工工艺进行安装。桁架段发送顺序为:桁架段1桁架段11桁架段2桁架段10桁架段3桁架段9桁架段4桁架段8桁架段5桁架段7桁架段
5、6。跨越北岸桁架段1L=13.75m桁架段2L=13.9m桁架段3L=13.9m桁架段4L=12m桁架段5L=13.9m桁架6L=6.1m桁架段7L=13.9m桁架段8L=12m桁架段9L=13.9m桁架段10L=13.9m桁架段11L=13.75m跨越南岸图3 桁架分段布置图(2)吊装计算 吊装用绳索受力计算根据力矩平衡原理可以计算出吊装用绳索受到的拉力,吊装绳索受力安全系数应符合规范要求。 后背缆索受力计算根据三角函数计算得到安装完毕后的一侧后背缆索与垂直线的夹角;由于两侧后背缆索与铅垂线的夹角十分接近,在安装过程中按照后背缆索受力相对较大的南岸进行受力计算。HFF3F2F1锚固墩fhL1
6、375013900139001375027650G 图 4 后备缆索受力示意图 (单位:mm)fcosL=G/227.65mFsin=fsin+HTg=L/h由以上公式可以计算得出后背缆索受力F的值。G1:桁架段1、2、3、4的总重 G1=26.775tf:F1、F2、F3的合力:合力f与铅垂线的夹角H:吊装桁架段5时吊装承重缆索的水平力F1:正式缆索1受到的轴向拉力F2:正式缆索2受到的轴向拉力F3:临时缆索所受的轴向拉力F:南岸后背缆索所受的轴向拉力 牵引力计算F1=0.15G=11760N F3=0.15G=11760NF= F1+ F2+ F3=28520N按照本技术措施,牵引系统选用
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