1、1桑坝大桥施工缆索塔架设计摘要：正安县桑坝大桥施工采用缆索吊装施工，两岸缆索均设置桩式地笼锚固。黄渡岸缆索直接锚固在地笼上，桑坝岸因地势较低，须设置塔架，缆索需穿过桥头处塔架后再进入地笼。塔架采用 321 桁架片为主要材料进行组装。 关键词：桑坝大桥 塔架 稳定性 抗倾覆力 一、工程概况 贵州省正安县桑坝大桥桥梁全长 158 米，位于正安县桑坝村沿渡河上。主桥为 1115 米钢筋混凝土箱形拱桥，主拱圈高 2.0 米，宽 7.0 米，单箱双室断面，矢跨比 1/5，净矢高 23 米，拱轴线为悬链线，拱轴系数1.756。采用缆索吊装施工，桑坝岸主索经 321 桁架片塔架后锚固在桑坝岸地锚上，塔架顶高
2、程为 647m；黄渡岸主索直接锚固在地锚上，高程为648m，跨度为 225m，高差为 1m，坡度为 0.45%。本文主要对桑坝岸塔架的稳定性及抗倾覆力验算进行阐述。 二、塔架布置 塔架总高 26.5 米，由 321 桁架片三片一组，一组一节，节间以水平、竖向连接片相互联接组拼而成，中部采用 7.5 号热轧角钢及 12 号热轧槽钢组拼的 1.5 米高横梁联结，顶部采用 3 根 20a 热轧工字钢作横梁，塔脚下端铰接，顶部安装索鞍。用 436（637）钢丝绳作稳定缆风索，缆风索在前后方与主索成 45 度方向。黄渡岸地势较桑坝岸高 26.7 米，2不设置塔架，直接连接地锚。 安装塔架所需材料如下：
3、1） 、钢丝绳：21.5800 米；2） 、8 根枕木；3） 、葫芦：3 吨 2 个；4） 、321 桁架片 48 片；5） 、地笼 8 个，C20 砼 1.8/个 m3，采用与大桥主墩基础相同的 C20 混凝土配合比施工。 三、塔架稳定性、抗倾覆力计算 塔架安全性按极限荷载下进行强度、刚度、抗倾覆力的验算，其安全系数符合 JTJ0412000“公路桥涵施工技术规范”中 15.3.1 条规定。由于桁架片本身各部分具备足够的强度和稳定性，主要对塔架的销接部位（即插销）进行验算。 1、塔架及缆风索的计算 塔架外力 1） 、主索产生外力 V1 =551.40KN H1= V1 f0=551.400.
4、2=110.28KN f0 为主索对索鞍的摩擦系数，取 0.2. 2） 、起重索、牵引索产生外力 V2 = 88.21KN H2 =8.11KN 3） 、缆风索产生外力 V3 =110.0KN H3 =77.8KN 34） 、塔架自重 V4=（1+0.25）2758310/1000=82.5KN 注：0.25 为塔架横联、连接片、螺栓、索鞍等按塔架贝雷片重量的25%计算 则塔顶所受总水平力 Q= H1+ H2 + H3 =110.28+8.11+77.8=196.19KN 塔底所受总竖直力 P=V1+ V2 + V3 + V4 =551.4+88.21+110.1+82.5=832.21KN
5、销接点的轴向力 1= P /F 立净 =832.211000/（12.7462/10000） =54.44MPa=200 MPa H 塔架高度，e 竖向力力臂，b 塔架宽度 塔架立杆为 6 根，则每根立杆的轴向力 N=P/6=138.70KN 桁架插销所受剪力即为立杆销接点的轴向力，考虑杆内不均匀受力因素，按单侧受力验算，则销子的剪应力 = N/AQ=138.70/（0.0495/2）2/3.14/2/1000 =36.06MPa=585 MPa 满足要求 安全系数 K=/=16.23 2、稳定性验算 41） 、塔架平面外的稳定性验算 计算简图如下页图： 查路桥施工计算手册附表 3-32 得：
6、A0=12.74cm2 塔柱惯性距 Ix=62A0702+62I0 =6212.74702+62198.3 =751491.6 cm4 A=62A0=12.7426=152.88cm2，Wx=79.4cm3 回转半径：rx= = =70.1111cm 长细比：x=l0x/ rx =2650/70.1111 =37.80 缀条取 321 桁架片四根腹杆，其型号为 8#工字钢，A8=9.53 cm2 Alx=29.53 =19.06 cm2 查钢结构设计手册（上册） 表 3-18 hx= = =41.83 由 hx=41.83，查路桥施工计算手册附表 3-26 得， =0.829 =N/（A） 5
7、=832.211000/（0.829152.88/10000） =65.66MPa=200MPa 2） 、塔架平面内的稳定计算 假设作用在塔架的水平力（风力）由塔架缆风和水平横联承受，塔架为轴心受压构件，计算简图见图二。 塔架平面内的塔柱惯性距 Ix =6A0l2 =612.74（452+8.752） =160643.4cm4 塔柱的自由长度 loy =26.5m=2650cm 回转半径： ry= =32.42cm 长细比： 图二、塔架平面内稳定计算简图 y=l0y/ ry=2650/32.42=81.74 缀条取 321 桁架片二根腹杆，其型号为 8#工字钢，A1y=5.69 cm2 Alx
8、=25.69=11.38cm2 查钢结构设计手册（上册） 表 3-18 hy= = =84.96 6换算长细比： ?hy=hy =84.96 =102.60 式中 s 为 16Mn 钢的屈服极限。 查路桥施工计算手册附表 3-26 得，=0.413 =N/（A） =832.211000/（0.413152.88/10000） =131.81MPa=200MPa 刚度验算 max=102.6=150 满足承载力要求 四、结语 缆索系统安装完毕，用 15T 重的物体反复试吊和水平运行后，检查各部位和部件均正常完好。 本缆索系统设施于 2009 年 12 月试吊完成后即投入使用，至 2010 年6 月停用拆除，期间运行良好，维护得当，塔架工作状况良好，未倾覆、偏移等结构安全事故。
