大跨径变截面箱型拱式渡槽扣挂法施工技术.doc

1、1大跨径变截面箱型拱式渡槽扣挂法施工技术摘要：箱型拱施工方法常采用支架法、悬拼法施工。龙场渡槽是大跨度的箱型拱式渡槽，拱跨 200m，拱顶至河水位高差约 242 米，以上两种施工方法均不适用该渡槽箱型拱施工，经研究，该渡槽主拱圈采用缆索吊挂篮悬臂浇筑的扣挂法新工艺施工。本文详细阐述了扣挂系统总体构造、缆索吊机及塔机系统、塔架系统、扣锚索系统、后锚系统及挂篮系统，可为类似工程提供较好且可靠的借鉴。 关键词：渡槽；箱型拱；扣挂；塔架；扣锚索；后锚；挂篮 Abstract: the construction of the box arch may be the support method, the

2、 cantilever construction. Dragon field aqueduct is the large span box arch type aqueduct, arch span of 200 m, vault to the river a difference of about 242 meters, the above two kind of construction method is not applicable to all the aqueduct box arch construction, the research shows that the aquedu

3、ct of the main arch ring cable hoisting system + hanging basket cantilever buckle hanging method new process construction. This paper elaborated on button hang system overall structure, cable crane and installing system, tower system, buckle anchor system, after anchor system and the hanging basket

4、system for similar projects to provide better 2and reliable reference. Keywords: aqueduct; Box arch; Hang buckle; Tower; Button cable; After anchor; Hanging basket 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 1 工程概况 龙场渡槽是黔中水利枢纽一期工程总干渠最大跨度的箱型拱式渡槽，总长 330m，采用单跨拱，拱跨 200m，为国内目前已知最大拱跨的钢筋混凝土渡槽。主拱为变截面悬链线箱型拱，矢高 4

5、0.35m，矢跨比 1/5，拱轴系数 m=2.24，拱箱截面高 3.5m，截面宽度从拱顶至拱脚按二次抛物线变化，拱顶截面宽 5.5m，拱脚截面宽 12.0m。主拱设置三个箱室，采用C45 混凝土，拱座一期采用20 混凝土，二期采用 C25 混凝土。拱上布置 13 副排架用于支承渡槽槽壳，排架间距 15.0m，采用25 混凝土单排架，排架柱尺寸随排架高度不同而变化，主拱中点位置的排架柱高度为1.6m，排架柱截面尺寸为 0.4m0.7m；两端拱座上的排架最大高度达41.817m，排架柱截面尺寸为 5.0m2.5m（空心墩） 。槽壳为型槽壳，采用35 混凝土，宽 5.4m，高 4.6m，设计流量 Q

6、=20.759m3/s。龙场渡槽纵剖面图如图 1，主拱断面和平面图如图 2。 图 1 龙场渡槽纵剖面图 3图 2 主拱断面和平面图 2 总体方案 根据龙场渡槽的结构特点和地形特点，渡槽主拱圈采用缆索吊挂篮悬臂浇筑的扣挂法新工艺施工。 2.1 扣挂系统总体构造 本渡槽设计的扇形式扣挂系统，主要包括塔架系统、扣锚索系统及后锚系统三大部分。塔架安置于 4和 18号槽墩墩帽顶，高 36.0m，采用 630(1016)管径相同、壁厚不等的螺旋焊管通过平联连接而成。扣索和锚索均采用预应力钢绞线，每半跨分 20 对扣索和锚索，每束由1018 根不等的钢绞线组成；后锚系统利用永久结构的墩(或台)，设计成轻型重

7、力锚结合预应力岩锚结构。渡槽扇形式扣挂系统总体布置如图3 所示。 图 3 龙场渡槽扣挂系统总体布置图 2.2 扣挂系统特点 （1）充分利用了 4#和 18#槽墩，在槽墩上塔设 8 根 630(1016)钢管组成扣塔和缆索吊的主塔架，这样不仅降低了直接塔设塔架的费用，而且使缆索吊主塔架和扣挂系统的扣塔两者共用，施工速度快，成本低。4（2）扣索系统的后锚索分别锚固在拱脚两侧 1#（21#） 、2#（20#）槽墩的承台上，缆索吊后锚锚固在 1#和 21#承台上，在承台浇筑时预埋钢管混凝土桩，这样充分利用了既有设计结构，避免了对环境的破坏、加快了施工速度，降低了施工措施费用。 （3）扣索与后锚索分离，

8、不但有效控制了扣塔偏位，而且钢绞线不弯曲，直线张拉，因此扣索、锚索及扣塔受力明确，加大了系统的抗风险能力。 （4）采用强度高、延伸量小、承载力大且变形稳定的钢绞线作为扣锚索，可减少施工过程中不稳定索的非弹性变形。 （5）采用千斤顶作为施工机具，施力准确，施工精度高。 3 缆索吊机及塔机系统 3.1 缆索吊机 为解决龙场渡槽施工过程中水平运输和垂直运输需要，其中主要包括挂篮、模板、钢筋及混凝土等，采用 15t 的缆索吊机，缆索吊机的设计参数如下： 主跨 L=200m； 最大吊重 T=150kN； 主塔高度 77.8m； 承重绳直径 承=52mm； 起重绳直径 起=19.5mm； 牵引绳直径 牵=

9、19.5mm。 5承重绳为 2-152mm 的钢丝绳，起重绳为 2-119.5mm 的钢丝绳，牵引绳为 2-219.5mm 的钢丝绳，钢丝绳均为 637 型钢丝绳，起重牵引作业均采用 8t 卷扬机进行，起重绳均通过自重 1t、载重 20t 四轮起重跑车组走四线，牵引绳走一线。 缆索吊机的组成部分有主塔系统、主索系统、牵引系统、起重系统、主锚锭系统、缆风系统等。 3.2 塔机 为安装主塔架钢管及缆索吊根部附近的拱块施工，本工程分别在4#、18#槽墩处设置自升式塔式起重机，塔机型号为 QTZ50（5013） ，塔机的设计参数如下： 前臂长 50m； 最大起重量 6t； 最大提升高度 140m； 在

10、 50 米的地方最大起重量为 1.3t。 4 塔架系统 塔架系统方案在采用万能杆件拼装和钢管柱拼装两种方案中比选，经优化比选，最终选择纵槽向布置 2 排，横槽向布置 4 排的 8 肢钢管方案。主肢钢管采用 630(1016)管径相同、壁厚不等的螺旋焊管，塔底与预埋在交界槽墩墩帽顶的钢板焊接连接。经计算，塔架高度定为 36m，根据塔架高度和扣锚索布置情况，主肢钢管竖向分为 6 段（每节钢管 6m） ，钢管接长采用法兰盘或通过锚箱支承梁用螺栓进行连接。横槽向主肢钢管间距 0.8m+1.0m+0.8m，横联是通过 3257 的钢管相贯焊接，纵槽向主6肢钢管中到中间距为 1.4m，用 3257 的钢管通过相贯焊接。扣塔顶最外侧立柱钢管中心布置索鞍，通过焊接固定于塔顶。扣塔整体布置如图 4 所示。