南充市下中坝嘉陵江大桥工程A合同段主桥上部构造缆索吊装方案

四川路桥桥梁工程有限责任公司南充市下中坝嘉陵江大桥工程A合同段 主桥上部构造缆索吊装方案(文字说明)编 制 依 据1.施工承包合同书2.南充市下中坝嘉陵江大桥工程招标文件技术规范3.南充市下中坝嘉陵江大桥工程两阶段施工图设计第二分册(主桥上部构造)4.公路桥涵设计规范(JTGD60-2004)5.钢结构设计规范(GB50017-2003)6.公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)7.公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004)8.公路工程水泥混凝土试验规程(JTJ053-94)9.公路工程集料试验规程(JTJ058-2000)10.公路工程金属试验规程(JTJ055-83)11.公路工程施工安全技术规程(JTJ076-95)南充市下中坝嘉陵江大桥主桥上部构造缆索吊装施工组织设计一、工程概况1.设计概况南充市下中坝嘉陵江大桥主桥设计为2160m下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥，主拱为横哑铃式平行拱，拱轴线为悬链线，拱轴线系数m=1.167，矢跨比为1/5。图主桥桥型布置图(一)图2主桥桥型布置图(二)2.技术标准 道路等级：城市主干道级 行车道数：双向六车道 设计车速：40公里/小时 设计荷载：公路级，人群荷载3.5KPa 环境类别：类环境 设计基准期：100年 主桥桥面宽度：整幅标准宽度为31.5m，具体布置为：0.25m(护栏)+2.5m(人行道)+1.75m(吊杆保护区)+0.25m(路缘带)+33.5m(行车道)+1.0m(中间带)+33.5m(行车道)+0.25m(路缘带)+1.75m(吊杆保护区)+2.5m(人行道)+0.25m(护栏)=31.5m 桥面横坡：2.0% 设计洪水频率：1/300 航道等级及通航标准：内河级航道 最高通航水位：270.25m，历史最高洪水位：275.17m 地震：地震基本烈度小于6度，场地类别为类，场地设计基本地震动峰值加速度0.05g。3.设计要点3.1 拱肋与横撑主拱拱肋采用悬链线无铰拱，拱肋为钢管混凝土桁式结构，截面全宽2.0m，高度为3.6m。每片拱肋由4根750mm20mm的钢管组成(弦杆内灌注C60微膨胀混凝土)。上、下弦横向两根钢管之间分别用钢板作为平联，拱肋腹杆采用325mm12mm的钢管，吊杆处加厚为16mm。主拱肋所有钢材均为Q345D。拱肋横向中心距为26.7m，分别在每跨拱肋的拱顶设置1道一字型横撑，拱脚附近设置一道K型横撑。所有横撑弦管采用325mm12mm钢管，腹杆分别为180mm8mm钢管。3.2 吊杆中间吊杆、端吊杆及其锚具分别选用OVMLZM7-109、OVMLZM7-121型拱桥专用吊杆，所用平行钢丝抗拉强度1670MPa，外包PE护套。3.3 系杆主桥采用柔性系杆平衡拱脚恒载下的水平推力，系杆锚固于两侧过渡墩拱座的背侧。每片拱肋设8束可更换式15.2-31环氧树脂涂层预应力钢绞线，每束均外包双层PE热挤塑护套。3.4 桥面系为减小活载下的挠度，增加行车舒适行性，同时减轻结构自重，桥面系设计为由两个部分组成：1、钢纵梁和钢横梁通过螺栓连接形成的梁格体系；2、型混凝土桥面板。两部分通过湿接缝和剪力钉连接形成一个整体。桥面活载通过以下途径最终传至拱肋：型混凝土桥面板钢纵梁钢横梁吊杆拱肋。钢横梁分为中横梁和端横梁，各有型和型两种型号。型中横梁长31.5m，跨中高2.0m，全桥共32片；为了架设人行道绕行平台，型中横梁加长至为35.1m，跨中高2.0m，全桥共4片。型端横梁位于两侧过渡墩处，长22.8m，跨中高0.872m，全桥共2片；型端横梁位于中墩处，长22.8m，跨中高1.122m；全桥共2片。钢纵梁分为中纵梁和边纵梁，根据跨径不同各有型3种型号。中纵梁设置在型板下方，标准跨径8m，梁高0.6m；边纵梁设置在吊杆附近，标准跨径8m，梁高0.9m。预制人行道路缘石通过湿接缝和剪力钉与钢中横梁相连以限制中横梁悬臂自由长度。桥面板标准预制块尺寸为7.5m(长)1.92m(宽)0.12m(高)，通过湿接缝和剪力钉与纵横梁连接形成整体。3.5 附属结构3.5.1桥面铺装桥面铺装采用8cm厚C40防水混凝土现浇层+10cm厚沥青砼。3.5.2吊杆保护区护栏为了防止车辆进入吊杆保护区，在路缘石顶设置32cm高的钢护栏加强对吊杆的保护。3.5.3人行道将8cm厚C30砼预制人行道板(上铺6mm厚塑胶地板)直接搁在钢横梁外侧缘石上形成净宽2.5m的人行道，并在人行道外侧设置1.2m高不锈钢栏杆。3.5.4伸缩缝在两侧过渡墩主桥侧各设置一道160型减噪伸缩缝，在中墩处设置2道80型减噪伸缩缝。3.5.5钢结构防腐涂装根据本项目环境分类及作用等级进行防腐设计。钢结构外表涂装参照如下涂装体系，也可采用其他满足15年防腐周期的涂装体系，但使用前应得到监理工程师及业主批准。对于密封构件(钢管内壁)，仅需车间底漆。(1) 钢结构涂装体系为：表1 钢管桁架涂装体系推荐方案项目涂层道数最小干膜厚度预处理除锈、无机硅酸锌车间底漆120um底漆喷砂Sa3.0电弧喷铝1200um环氧专用封闭底漆130um中间漆环氧云铁中间漆280um面漆聚氨脂面漆(工厂)140um聚氨脂面漆(工地)140um表2 桥面系钢梁涂装体系推荐方案项目涂层道数最小干膜厚度预处理除锈、无机硅酸锌车间底漆120um底漆喷砂Sa 2.5环氧富锌底漆160um中间漆环氧云铁中间漆2140um面漆聚氨脂面漆(工厂)140um聚氨脂面漆(工地)140um(2) 摩擦面水性无机富锌(进口)(暂定) IC531 两道共80um(3) 与水泥砼或沥青砼结合面水性无机富锌(国产) WB-100 两道共80um(4) 高强度螺栓头底 漆 环氧富锌 两道共80um中间漆 环氧云铁中间漆 两道共70um面 漆 可复涂聚氨酯面漆(暂定) 两道共70um(1) 防腐工艺要点 钢板在切割之前先进行喷砂或抛丸处理到Sa2.5级，并涂无机富锌类车间底漆一道约20um。钢结构加工完毕要进行二次喷砂清除车间底漆。 二次喷砂前对自由边进行打磨形成导角以利涂料粘附。 表面处理：按铁路钢桥保护涂装(TB/T1527-2004)的要求，钢表面清理应达到GB/T8923-1988规定的Sa3级。特别注意钢材表面不得被油、蜡及有机溶剂污染。受污染的部位必须进行彻底的除油清洗。 作业环境不允许在气温5以下、相对湿度80%以上、雨天、雾天或风沙场合施工。为使涂装作业不受或少受气候条件影响，应尽量在室内作业。 涂料、涂装遍数、涂层厚度均应符合设计要求。(GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范) 涂层厚度检测按照两个80%的原则，即80%的测点涂层厚度不低于设计值，另外20%的测点涂层厚度不低于设计值的80%。 检查数量和检验方法按(TB/T1527-2004)规定执行。 表面处理及每一涂层完成后经检查合格，方可进入下一道工序。 涂装单位与涂料供应商应一道制定涂装作业指导书。 涂装采用喷涂工艺。 需要先涂装后焊接的部位，水性无机富锌可涂至焊缝12cm处，待焊接完成并验收合格后，清除焊渣，并用电动工具处理焊缝至St3级，再补涂涂料。 高强螺栓施拧完毕后，对螺栓头要进行除油处理，并用工具清除表面锈蚀，再按设计要求涂各层涂料。 涂层质量要求及检验方法按公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件(JT/T722-2008)执行。4.主要材料4.1混凝土(1)钢管拱内：泵送C60号微膨胀混凝土；为防止管内混凝土与管壁间脱空，管内混凝土技术性能要求如下： 混凝土采用微膨胀、低水化热的流态混凝土。要求水灰比不大于0.45，坍落度不小于15cm，级配粗骨料(卵石)粒径为530mm，粒径20mm及其以下者占粗骨料95%。 进行微膨胀混凝土的多组配合比试验，确定实际的微膨胀剂使用量。 使用微膨胀剂后混凝土膨胀率控制指标为：标准养护14d膨胀率不超过2.010-4，28d混凝土膨胀率为1.810-40.110-4。同时应做相应试件的强度和弹性模量试验。 良好的和易性：拱肋内填充混凝土要求达到自密实混凝土要求，即流动性高、扩展性好，不分层离析、坍落度经时损失小且要缓凝。具体要求：出机混凝土坍落度220mm，经4h坍落度损失40mm；出机混凝土扩展度600mm，经4h扩展度损失200mm；初凝时间16h；拌合物含气量3%；拌合物压力泌水率1%。 足够的强度：要求混凝土强度等级为C60早强混凝土，具体要求为：5d强度80%配置强度，28d强度100%配置强度。胶凝材料总量控制在530570kg/m3范围内。 管内混凝土应具有良好的体积稳定性、低水灰比、高流动性、低收缩、低水化热、缓凝、早强等特点。(2) 帽梁、拱座：C50混凝土(3) 桥墩及桥面板：C40混凝土(4) 桥面防水混凝土现浇层：C40防水混凝土(5) 人行道盖板及系杆箱盖板：C30混凝土(6) 路缘石：C30混凝土(7) 桥面铺装：10cm沥青混凝土4.2预应力体系及普通钢筋(1) 镀锌高强钢丝(吊杆)Rby=1670MPa，应符合GB/T171011997的标准。吊杆的冷铸镦头锚、防护材料应按JT/T4492001的标准生产。(2) 钢绞线系杆、桥墩帽梁钢束Rby=1860MPa，应符合GB/T5224-1995的标准；HRB335钢筋材料和连接应满足钢筋混凝土用热轧带肋钢筋(GB 1499.2-2007)的要求；HPB235钢筋材料和连接应满足钢筋混凝土用热轧光圆钢筋(GB1499.1-2008)的要求。4.3钢材(1) Q345D钢材(含钢板、钢管、型钢)，材质应符合现行国际GB/T159194的要求。(2) Q235B钢材(钢板、钢管、级螺栓)，材质应符合现行国际GB700-88的要求。5.桥位水文、地形、地质情况5.1水文桥址区主要地表水系为嘉陵江及清溪河。嘉陵江系长江干流上的一级重要支流，发源于陕西凤县东北之秦岭，经阳平关、苍溪、阆中、南部、南充、武胜、合川等市(县)，至重庆注入长江，全长1119.0km，流域面积159812km2。嘉陵江两岸修建有防洪堤，顺庆岸防洪堤按1：1.251：1.5作放坡处理，高坪岸防洪堤按1：1.5 作放坡处理。两岸防洪堤设计防洪标准为2.0%，设计洪峰流量287003/s，设计洪水位274.92m(黄海高程)。警戒水位270.8m(吴淞高程)，相应流量16500m3/S，保证水位272.3(吴淞高程)，相应流量20300m3/S。表3 南充站设计洪峰流量及水位表P(%)125102050备注QM(m3/s)320002870024300208001720011700水位(m)276.80276.00274.50273.20271.60269.00吴淞高程275.72274.92273.42272.12270.52267.92黄海高程嘉陵江河床在桥址区呈“U”字形，河道平直，流向自北向南，主流水面宽360600m，坡降1，常年河床水位深度215。2004年2009年月最高及最低水位为：嘉陵江最高洪水位270.82m(2009年9月，黄海高程系统)，最低枯水位260.23m(2004 年1月，黄海高程系统)；嘉陵江最大年均径流量335亿m3，最小年均径流量160 亿m3。本次勘察期间实测水位262.20m(2010年1月3日，黄海高程系统)。20 年一遇洪水位273.42m，历史最高洪水位275.17m(1981年7月15日)，300年一遇洪水位277.55m。设计最高通航水位270.25m。表4 南充水位站2004年2009年月最低水位(m)年1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月2004260.23260.35260.32260.46260.77261.92261.86263.03262.70262.57262.60262.082005262.08262.26262.17262.01261.79262.27262.48263.65262.35263.5261.91261.982006262.19262.24262.38261.98261.59262.59261.44262.11262.46262.41262.67262.672007262.46262.27262.51262.58261.98262.22262.11262.61262.54262.91262.30262.462008262.81262.28262.50262.40262.05262.18261.84262.03262.09262.5262.25262.232009262.60262.20262.30262.50261.90262.00262.40262.60262.70262.00262.20262.20表5 南充水位站2004年2009年月最高水位(m)年1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月2004261.57261.54261.48261.87263.1263.93264.26264.26267.2264.09263.79263.462005263.65263.55263.68263.58263.94264.13268.23266.26264.97265.85264.1263.62006263.82263.68263.76263.66263.68263.61266.42265.97266.37264.39263.68263.522007263.67263.51263.68263.65263.68263.95266.9265.76268.25268.2263.72263.672008263.61263.62263.68264.23263.76264.04267.06264.66268.06265.28264.11263.662009262.7263.6263.7263.7263.6264.5267.6267.2270.7264.1263.9263.75.2地形地貌桥址区位于南充市辖区，大桥横跨嘉陵江，嘉陵江两岸已修筑防洪堤，地貌单元以河堤为界分为嘉陵江级阶地和河漫滩。阶地和漫滩地势平缓，阶地坡度13，漫滩坡度310。阶地和漫滩间由防洪堤分界。顺庆岸防洪堤按1：1.251：1.5作放坡处理，堤顶高程274.50m左右，堤底高程261.50m 左右，相对高差约13m；高坪岸防洪堤按1：1.5 作放坡处理，堤顶高程274.50m左右，堤底高程265.50m左右，相对高差约8m；清溪河两岸亦修建有防洪堤，按1：1.5 作放坡处理，堤顶高程274.50m 左右，堤底高程264.50m 左右，相对高差约10m。5.3地质4号墩土层为第四系人工填土及第 四系冲洪积成因的砂夹卵石(圆砾)，其中素填土厚 2.30m，砂夹卵石(圆砾)厚 2.004.80m。基岩为砂质泥岩，强风化带厚1.402.60m。5号墩土层为第四系冲洪积成因的砂夹卵石(圆砾)，砂夹卵石(圆砾)厚 1.602.60m。基岩为砂质泥岩，强风化带厚 1.504.50m。6号墩土层为第四系冲洪积成因的砂夹卵石(圆砾)，砂夹卵石(圆砾)厚 1.003.30m。基岩为砂质泥岩，强风化带厚 1.504.10m。6.工程特点及难点本工程为下承式钢管砼系杆拱桥，需专用设备多，跨度大，采用无支架缆索吊装，是本工程的重、难点之一。该桥位于城区，横跨嘉陵江，为两跨结构，缆索系统布置复杂，需对运输、起吊、扣挂、合龙、系杆施工等工艺进行严格控制，同时对作业人员(登高、起重) 素质要求也较高。二、施工组织1.组织机构、队伍资源配备项目部设指挥小组，指挥小组下设： 测量组 机电检查维修组 后勤供应组 安全保卫组 起吊落位组 扣索组 卷扬机组 缆风组 表6 吊装施工分组一览表编号小组名称组长人数操作员人数起重工张拉工机械工其他小计1现场指挥2242测量组2463机电检查维修组14274后勤供应组1895安全保卫组1456起吊落位组212412307扣索组248148卷扬机组28210229缆风组24612全体人员共109人各组工作内容如下： (1) 现场指挥：统一协调各组作业，正确发出各项指令，确保吊装正常进行。 (2) 测量组：作好各段高程、轴线观测点的标识，准确测量并将数据提供给吊装总指挥，以便交扣、合龙顺利完成，符合规范要求，对测量数据记录、存档。 (3) 机电检查维修组：每天检查线路有无损坏、机器运转是否正常、卷扬机刹车是否可靠，及时排除设备故障。 (4) 后勤供应组(包括材料供应)：保证吊装所需材料、设备供应，对易损件应有一定的储备，并根据现场需要及时提供各项生产、生活保障。 (5) 安全保卫组：检查作业安全设施是否可靠，高空作业人员是否正确使用安全防护用品。严禁非施工人员进入现场，非操作人员不得接触机器，更不能乱开闸，安排好现场警卫，保证吊装设施的完好。(6) 起吊落位组：起吊拱肋并牵引到位，同时安装钢管拱肋及落位，挂好吊点进行扣挂。(7) 扣索组：负责扣索的布置，滑车组的连接，扣索的张拉等主要工作。(8) 卷扬机组：负责对卷扬机的操作、检修、保养；负责对牵引、起吊索定长松索并执行临时交办的任务。操作过程中集中精力，一切行动服从现场指挥的安排，接到可靠指令后方可进行操作。(9) 缆风组：负责全桥缆风系统的正常运作，根据现场指挥的指令及时、准确的进行缆风调整，落实各项安全措施。2.各作业队的管理与协调各施工作业组在项目经理部的统一指挥下具体组织施工作业，听从现场指挥安排，项目经理部对业主负责，各施工组对项目经理部负责。 项目部对各施工作业组实行工期、质量、环境保护、安全等全方面考核。3.施工目标3.1工期目标计划于2011年7月开始进行钢管拱加工，并开始缆索系统的布置施工，10月完成缆索系统的布置并进行试吊，11月开始正式吊装，计划2012年1月31日前合龙，2012年7月20日前完成车道板安装。 3.2质量目标杜绝重大质量事故，确保工程项目合格率100%，优良率95%。工程评为优良工程，外露面光滑清爽。3.3安全管理确保本工程无安全事故。3.4环境保护符合地方环保部门的要求。三、施工方案1.方案概述南充市下中坝嘉陵江大桥主桥上部构造为钢管砼系杆拱结构，跨度为2160m，矢跨比为1/5，单跨分为10节段吊装(不含合龙段)，最大吊重约36t，拱肋节段安装采用“两点抬吊、正吊歪扣、斜拉扣挂、悬拼小竖转”的无支架缆索吊装方案。1.1拱肋加工主拱肋采用在工厂(武桥重工)分节段加工制作、组拼并经验收合格后用汽车运至施工现场，在施工现场进行防腐涂装、存放，安装时利用龙门桁车转运到浮箱平台上由拖轮牵引运至吊点下方，采用两组吊点抬吊就位。钢管制作的工艺流程为：管段排版图制样下料切割边缘加工卷管焊接(纵缝，并超声检测)矫圆拼接(接长，焊接对接环缝)超声检测及X射线拍片热弯组装(焊成分段桁架，超声检测必要时X射线拍片)试拼(整体试拼装，含横撑)涂装(含弦管及封端)存放。加工、制作时注意预留灌注孔、排气孔、出浆孔及临时焊接件(如扣点等)。待施工现场安装合龙后，焊接、安装各吊装段接头及相应钢件，焊缝经超声检测合格后进行第一次补充涂装；拱肋浇完管内砼后对浇注孔、排气孔、出浆孔及扣点处进行第二次补充涂装。设计单位仅提供了主桥拱肋成桥线形，拱肋的加工形状(即无应力线形)由监控单位负责提供。1.2拱肋吊装吊装系统主要由索塔(吊塔、扣塔)、缆索、吊点、锚碇四大系统组成，通过各系统的相互配合完成吊装工作。根据现场施工条件在经过加固处理的主墩墩帽上用72010mm钢管拼装两组4.75m4.75m的扣塔(4号主墩扣塔塔高45.37m，5号主墩扣塔塔高42.98m，6号主墩扣塔塔高43.45m)，塔顶标高均控制为328.55m，其上用万能杆件拼装2m4m吊塔(塔高为40.39m，塔顶标高为368.77m)，吊塔与扣塔间采用铰结。扣、锚索的钢锚箱布设在扣塔顶部，分两层布置。主承重索采用456.0的满充式钢丝绳，其抗拉强度为1960Mpa，锚固在两岸引桥(道)上的主锚碇上，索跨设计为320米。锚碇分为主锚(吊、扣锚)和抗风、歪拉锚碇，主锚设计为重力式锚碇。缆索吊装总体布置及施工流程见下页图3图6。图3 缆索吊装系统总体布置图图4 主桥上部构造施工流程图(一)图5 主桥上部构造施工流程图(二)图6 主桥上部构造施工流程图(三)2.索塔(扣塔、吊塔)的设计与施工 在4号、6号主墩墩顶上各布置一组索塔(扣塔吊塔)，5号主墩墩顶布置一组扣塔。索塔采用吊、扣分离的结构形式，其中扣塔采用2472010mm钢管拼装，与墩帽固结，吊塔采用M型万能杆件拼装，与扣塔铰结。图7 索塔结构示意图2.1扣塔的设计与施工2.1.1扣塔的结构设计采用2组472010mm钢管作为扣塔立柱，单组立柱间采用M型万能杆件通过节点板联接，上、下游两组立柱间采用3258mm钢管桁架横联联接，扣塔在锚箱段及塔顶段进行特殊处理，以满足受力要求。扣塔立柱与墩帽预埋钢板焊接固定，拼装时设置临时缆风。施工时将3个主墩扣塔顶标高均控制为328.55m，4号主墩扣塔塔高45.37m，5号主墩扣塔塔高42.98m，6号主墩扣塔塔高43.45m。(各节段立柱长度详见扣塔设计图) 2.1.2扣塔的加工、安装(1) 立柱节段加工、运输扣塔钢管委托有资质的专业厂家加工制造(武桥重工)，运至现场堆放。场地内各种型号钢管分层分型堆码，堆码场地平整密实，作好地面排水，钢管与地面用木垛隔离，并覆盖防雨，各型号钢管挂牌标示，防止混淆。(2) 扣塔第一段立柱安装利用塔吊及工作平台进行钢管立柱的安装。安装前按照施工图纸进行准确放样，划出塔脚钢管边缘线，第一段立柱安装到位后，设置限位装置，保证塔脚不发生移位，再利用缆风索调整上接头平面位置，使立柱处于铅垂位置，待上、下游立柱均调整到位后，再吊竖、平联进行连接形成整体。(3)其它立柱安装待扣塔第一段立柱安装到位形成框架后，经检验合格，再进行上部立柱的安装。在已安装的立柱顶面设置限位钢板(钢筋)，限位钢板伸入待安装钢管接头内，对立柱钢管接头起着导向作用，同时也保证安装时的施工安全。(4)扣塔塔顶结构安装根据吊重利用塔吊分块进行塔顶结构吊装，采用焊接固定。(5)扣塔安装过程的测量控制为保证扣塔各项指标符合规范要求，需加强安装过程的施工控制，及时发现不符合规范要求的偏差，及早进行调整和纠偏。 成立施工监控小组成立扣塔安装监控小组，配备全站仪、水准仪、钢尺、水平仪等测量设备，对安装全过程进行有效的监控。 制定完善的施测方案 在安装扣塔前对原控制网进行复核和网点加密，严密平差和定期复测，两岸进行跨河水准校测，保证两岸高程统一，高程控制网布设与平面控制网同时布置，同时在控制测量时选择较好的测量时机。在安装就位时及时进行监控测量，为杆件调位提供准确依据，发现误差超过允许值时及时纠正。(6) 安装操作人员垂直交通为解决安装操作人员的垂直交通问题，在已安装的扣塔塔身上设置运输电梯作为垂直交通的主要工具，另设置垂直爬梯，周围布设安全护栏，用于应急和电梯检修维护时操作人员上下。施工电梯在投入使用前必须经过生产厂家维护保养，经有关部门检定并发放使用许可证后方可投入使用。(7) 扣塔安装的安全措施a.制定安全技术措施，在进行正式安装前，向作业人员进行安全技术交底，做到操作人员心中人人有底。b.吊装作业设专门指挥，对参加作业的人员进行明确分工。c.安装工程设专职安全员，负责整个过程的安全检查、监督工作，及时发现和消除安全隐患。d.吊装作业前认真检查各起重设备的可靠性和安全性，并进行试吊。e.各起重设备不得超负荷运行。f.施工电梯投入使用前必须以厂家专业人员检修维护、保养，并经有关单位检验合格发给电梯使用许可证方可投入使用，在使用期间严格按规定按时检查、保养。g.扣塔拼装过程随塔高的增加而移动工作平台，工作平台四周设置安全网和护栏。h.扣塔在安装过程中必须根据需要设置临时缆风索，保证塔身的稳定性。i.从事安装作业的人员定期体检，发现有不宜登高的人员应调换工作岗位，严禁酒后作业。j.从事安装作业的人员配备防滑鞋、专用工具和通讯设备，便于统一指挥。k.对用于安装扣塔的起重设备和焊接设备电路进行专门设计，设置良好的绝缘措施和漏电保护措施。(8) 扣塔安装质量标准见下表。表7 扣塔安装质量标准序号检查项目允许偏差1立柱中心线和基础中心线15 mm2立柱顶面标高和设计标高20 mm3立柱顶面不平整度5 mm4各立柱不垂直度长度的1/1000，最大不大于25 mm5各柱之间的间距间距的1/10006各立柱上下两平面相应对角线差长度的1/1000，但不大于20 mm2.2吊塔设计与施工吊塔采用M型万能杆件拼装，4号、6号主墩吊塔标高为368.77m，塔高均为40.39m。塔顶每侧索塔由4肢3N1组成，顺桥向中心间距为2.25m，横桥向中心间距为2.0m，每肢(3N1)容许承受的最大外力为P=100T， 每塔上下游塔柱间设计2道横撑(包括塔顶横联)，分别在17.7m、34.7m处设置，吊塔拼装时需设置临时缆风。2.2.1塔铰设计塔铰采用异形万能杆件与节点板组拼，上部与吊塔立柱连接，底部设铰座，通过钢销形成铰结，塔铰处计算外荷载P=41230KN。图8 塔铰结构示意图2.2.2塔顶设计塔顶采用型钢作为分配梁结构，型钢布设两层，主索鞍、工作索鞍与塔顶型钢的连接采用焊接。2.2.3索鞍设计根据施工需要，1组吊塔共设置四门主索鞍2个、两门工作索鞍4个。图9 塔顶结构示意图2.2.4吊塔施工吊塔为万能杆件结构，塔铰安装利用塔吊配合进行，先精确进行吊塔位置的放样，再进行塔铰组装，在拼装前先对塔铰进行临时固结。塔铰安装完成之后进行塔身及横联拼装，由于所有万能杆件均参与受力考虑，要求在拼装时所有杆件联接板的缀板、螺栓等均应上齐，索塔拼装时随时保持两层临时抗风。吊塔塔身拼装完成之后进行塔顶工字钢分配梁的布置和塔顶索鞍的安装。3.缆索系统设计及施工3.1缆索系统设计 缆索系统主要包括主索系统、工作索系统、缆风系统等。3.1.2主索系统主索系统主跨为320米，全桥共设两套主索吊装系统(对应上、下游拱肋各一套)，每套由456mm(抗拉强度为1960Mpa)满充式钢丝绳组成。起吊系统每组主索上布置2组吊点，每组吊点采用24.0mm(抗拉强度为1550Mpa)的钢丝绳走10线。每一拱肋节段用每套主索上的2组吊点抬吊，每组吊点用1台80KN摩擦式卷扬机作为动力机械。横撑节段利用上、下游内侧的2组工作索上的两组吊点进行抬吊安装。牵引系统每组主索上的两组吊点分别在两岸各用1台100kN摩擦式卷扬机作为牵引动力机械(安装1#节段时需使用1台50KN卷扬机帮拉)，每组牵引索用228mm钢丝绳(抗拉强度为1550Mpa)。主索、起重索、牵引索的规格及数量见下表：表8 主索系统钢丝绳选用规格表名 称主 索起 重 索牵 引 索型号CFRC836SW637+1637+1根数 直径2456.021024.02228单位重量(Kg/m)14.981.9822.768面积(cm2)16.672.112.945抗拉强度(KN/cm2)196015501550钢丝直径(mm)2.31.11.3破断拉力(KN)2777268374工作吊篮主索、起重索、牵引索的规格及数量见下表：表9 工作索系统钢丝绳选用规格表 名 称承 重 索起 吊 索牵 引 索型号637+1637+1637+1根数 直径247.51221.5121.5单位重量(Kg/m)7.9291.6381.638面积(cm2)8.43471.74271.7427抗拉强度(KN/cm2)155015501550钢丝绳直径(mm)2.21.01.0破断拉力(KN)1072222222安全系数分别为：主索：Tmax=2075KN，张力安全系数K=5.35 K =3.0，安装垂度f=18.08m=L/19.91，设计垂度f=22.86m=L/14， 接触应力安全系数K=3.78 K =2， 弯曲应力安全系数K=4.9 K =2起重索：5.22 K =5.0牵引索：3.54 K =3.0工作绳主索：Tmax=361KN，安全系数K=5.9 K =3.0，安装垂度f=21.73m=L/14.73，设计垂度f=26.67m=L/123.2缆索系统施工缆索系统包括主索、牵引索、起吊索、工作索、缆风索等，分述如下：3.2.1主索主索采用456钢丝绳，设计承重约500KN(第二段)，间距同拱肋间距即26.7m，以便于拱肋吊装和合龙。主索起重索采用124.0钢丝绳(穿10线)，牵引索为228钢丝索，经计算满足使用要求。3.2.2工作索工作索设4道，上、下游各两组，由承重索、起重索及牵引索组成，其中承重索外侧两组为147.5钢丝索，内侧两组为247.5钢丝索，起重索为121.5钢丝索，牵引索为121.5钢丝索(穿4线)，经计算满足使用要求。 3.2.3缆索布设(1) 布设准备 索卡索卡主要用于地锚处，根据56和47.5主索分别准备，其中56主索索卡在每一个对接接头处为36个，47.5主索每个接头的对接索卡为14个，固端绳的接头索卡个数56主索为16个，47.5主索为7个。 转线及其滑车、滑车轮准备缆索过江时，前端需要牵引，后端需要拉拽，使缆索不致垂入水中。鉴于现场的实际情况，采用设置转线滑车，以通过该转线滑车牵引主索过河或系住主索不入水，工作天线及转线、收紧滑车组均设在锚碇附近。 卷扬机及其钢绳准备主牵引、起吊卷扬机在顺庆岸布置6台(2台牵引、4台起吊)，高坪岸布置2台(2台牵引)，布设位置为主锚碇前端(实际布设时尽量布设在两岸河堤通视条件好的位置)。工作索的主起吊、牵引卷扬机布设同主索。其它如辅助卷扬机、打杂卷扬机等分两岸布置。为了便于集中管理，两岸卷扬机均集中布置。 牵引索的布置在进行主索布置前，上下游各设121.5钢绳作牵引绳(先头索)，牵引绳长1000m，两岸各经转向滑车后连在5t卷扬机上。牵引绳的过江用人工配合进行，可采用人工布设牵引到位，经转向滑车进卷扬机，牵引索为单线121.5的钢绳(全桥设两根)，；牵引索两端为马鞍式卷扬机(容绳量足够长)。其步骤如下：A、将牵引索整根抬至顺庆岸卷扬机附近，一端头引自顺庆岸经转向滑车至卷扬机 ；B、主端用人工配合卷扬机经索鞍翻过4号主墩吊塔；C、用船牵引主端过江至高坪岸；D 主端用人工配合卷扬机经索鞍翻过6号主墩吊塔；e、将另一端经高坪岸转向滑车后进卷扬机 ；f、收起牵引索离河面一定高度。(2) 牵引主缆索过河 由顺庆岸向高坪岸牵引时，顺庆岸牵引索先到高坪岸与主缆索相连，然后向高坪岸牵引，同时高坪岸也附带一根牵引绳作回牵之用。 在主跨间牵引主缆索时，均采用主动放索，以确保主索离水面不小于30m的高度。由于要求用主动放索，因此主缆索后端须用两台10t卷扬机循环打梢。56主索盘离转线较远，必要时，应主动放盘(放盘时绝对不允许采用抽芯或盘轴竖直放置不转动而直接抽出主缆的方式放索)。(3) 主缆索牵引就位 已牵引过河的某根主缆索，由经扣锚处的牵引索将其拉到东岸扣锚处逐根单独卡牢在扣锚上，当每组的各根主缆均已卡牢在东岸扣锚上后，在西岸逐一用收紧滑轮对其进行调整，可按下列相应垂度要求逐根调整。 主缆索的垂度控制456的吊装用主索的空载垂度为18.47m；247.5的工作索的空载垂度为18.54m；调整垂度时，使56的主索与47.5主索的跨中最低点与两岸等高的标尺对齐(可用肉眼观测，也可由仪器观测)。可在两岸吊塔上设一水平标尺(主索最低点标高控制)，观测跨中该索的最低点位于两岸标尺所在的平面内即可。布设时首先在两岸吊塔上设一醒目标志，由一名工程技术人员在该处观测(目测)指挥操作人员收紧工作索，待垂度达到18.47m时卡紧一岸卡头。工作索布设好后备主绳安装用。每组主绳在布设第一根时应同时采用目测和全站仪观测两种方法进行控制。其目测方法同于工作绳的观测，标志设在吊塔上；全站仪观测法操作如下：图10 主索全站仪控制示意图A：设置观测点A，坐标为A(XA，YA)，HA及方位角AB。B：在A点设置全站仪，根据置仪高度和HA算出HA1B和HAB(主绳对应跨中坐标X，Y已事先计算好)。C：计算竖直角。D：将全站仪调至方位角AB、竖直角位置锁定。待目测接近标高或是计算垂度时沿已调试好的全站仪视线观测收紧主绳；当主绳处于全站仪十字丝正中即说明主绳位于设计安装垂度位置。其余主索在布设及收紧达垂度位置时，先采用吊篮配合工人至主索跨中近距离观测，再用全站仪观测法收紧主索，尽可能保证每组主绳在同一水平面上。 主索的锚固及连接每调整好后一根主索就卡牢一根，56主索的对接接头用索卡36个，固端接头用卡子16个，卡子间间距为40cm，47.5主索对接时用索卡14个，固端连接时用7个，卡子间间距为35cm，所有索卡均采用骑马式。4.主吊具设计及施工4.1主吊具设计拱肋节段采用两点抬吊的方法进行吊装，吊具设计时天车和吊具均设计为两组共4套，主吊具设计见下图。图11 主吊具结构示意图4.2主吊具安装(1) 安装天线滑车及上下吊点滑车组天线滑车及上吊点滑车组均为定型加工件，到现场验收合格后即可进行安装。安装时用运输车运到待安装位置，由人工配合塔吊安装到位，安装时应特别注意将其临时固定在塔顶工字钢上，以防其顺主索下滑至跨间不便处理。下吊点同法置于预先搭好的上吊点下附近的平台上待用。(2) 起吊卷扬机及牵引卷扬机进线主起吊卷扬机为8t中速卷扬机，共使用4台，均安装于顺庆岸。起吊卷扬机设置相应的机动卷绳盘，起吊卷扬机在就位系牢、接好电源调试合格后，通过卷扬机摩擦滚筒进线至卷绳盘，该绳另一端送到主吊具下备用。牵引用卷扬机为10t中速卷扬机，两岸各2台(两岸另各布置2台5t卷扬机作为帮拉)，安装在起吊卷扬机附近，检验合格后即可将牵引钢绳一端入卷扬机，另一端经过转向滑车后备用。(3) 穿线 穿起吊滑车组线起吊滑车组共10线，用预先备好的起吊线逐轮的将滑车组穿线完毕，穿起吊线时可用工作吊篮配合(起吊滑车组穿线示意图如下)。图12 起吊滑车穿线示意图起吊线穿好后，将“活头”牵至固定端的地锚(起吊均为“单抽”)锚固，将吊点拉下至下吊点需要的位置(注意下拉时，卷扬机卷盘内的绳应松出)，至此该吊点穿线完毕，同法穿完全部的吊点。工作索吊点穿法与主吊点基本相同，可参照施工。 牵引绳穿线牵引索每组吊点每端由28钢绳走两线构成，在上吊点的天线滑车背离两吊点间的一侧设转线动滑车，先进牵引绳线端头至靠近吊锚的一个动滑车，拉回进入地锚处固定，再安装好两吊点间与牵引匹配的228的距离绳(长度为212m的闭合线)，将另一吊点用单线牵引至另岸靠吊锚前(牵引走移时，已进线的卷扬机要松绳出来，因双线松出较慢，单线牵引绳应间隔停顿一下，注意走移时吊点配重)，通过该岸天线吊点上转线动滑车、索鞍转线至该岸地锚处固定。至此，该组天线的牵引索布设完成，如法完成全部的牵引索。工作天线牵引为单线牵引，牵引布设为循环线，注意上吊点两起吊滑车(定滑车)间要拉开距离至少3m以上，以防吊篮在空中旋转。工作吊篮卷扬机共8台，采用5t中速卷扬机。工作天线布置示意图如下：图13 工作索布置示意图(4) 安装吊点调平滑车及配重主吊点配重置于下滑车上，各由2t的砼块(或同等的其他构件)来实现。工作索下设吊篮，因无承索器，其跨度大，考虑配重为2t。5.卷扬机群布置为了便于集中控制、管理、视线良好，吊装指挥信号、指令传输方便快捷。两岸卷扬机均集中布置。主卷扬机分设在两岸主锚碇前，其它如辅助卷扬机、打杂卷扬机等分两岸布置。全桥卷扬机数量如下：起重卷扬机为 ： 8t 4台牵引卷扬机为 ： 10t 4台 5t 4台(辅助牵引卷扬机)工作吊篮卷扬机： 5t 8台扣锚索收放卷扬机： 5t 6台拱肋八字抗风卷扬机： 5t 6台其它卷扬机： 5t等 4台主卷扬机群的布置详见施工图。6.锚碇设计及施工主锚设计为重力式锚碇(见下页图14)，分别位于两岸引桥(道)范围内，其中顺庆岸位于引桥SP0桥台后21.6m，距4号墩索塔204.5m；高坪岸位于引桥GP10与GP11墩之间，距6号墩索塔219.5m。两岸土层为素填土、粉土及砂夹卵石层，其中顺庆岸锚碇置于砂土层上，单个锚碇设计砼方量约711m3；高坪岸锚碇置于岩层上，单个锚碇设计砼方量约1219m3(考虑施工常水位以下部份浮力作用)，安全系数为：顺庆岸： 高坪岸：K拔= 7.40 2.0 K拔= 7.02 2.0K滑= 1.62 1.4 K滑= 2.18 1.4K倾= 1.41 1.4 K倾= 1.44 1.4施工时采用挖掘机进行基坑开挖，开挖时注意放坡，然后绑扎钢筋、进行立模现浇锚碇砼，浇筑前注意各锚固预埋件的埋设。同时根据开挖土层情况采用基底换填压实、分层回填压实等措施确保锚碇受力要求，并可根据实际情况在锚碇上设置配重以增加安全系数，保证施工安全。图14 主锚碇结构示意图由于高坪岸锚碇位于河滩地，其顶面标高(265.5)位于洪期水位以下，在锚碇施工及缆索系统布置期间(2011年07月2011年10月)需经历洪期，为确保结构的安全性，采用C20片(卵)石砼对锚碇基坑进行回填，并将锚碇四周10m范围内的原地面清除后用20cm厚C20砼防护，以避免冲刷。同时为确保缆索系统在布置期间安全渡汛，按20年1遇的洪水位标准(273.4m)进行防护，将此标高以下的缆索(钢绳)涂抹油脂后用钢管进行包裹，并在管壁与缆索间紧密填充橡胶泡沫，避免缆索在流水作用下振动与管壁发生碰撞。洪期还需对缠绕在钢管上的杂物及时清理，每次洪水过后，及时检查受影响的缆索部份，以便及时对损坏的防护进行恢复，或采取更为有效的措施进行防护。7.试吊为检验缆索吊装系统的性能，须在正式吊装前进行试吊工作，试吊构件采用预制梁或由万能杆件拼成框架然后在其内加载配重。试吊按75%、100%、110%三种工况进行，试吊前在地锚处、主索、钢绳接头卡子处、吊塔、扣塔顶做好标记，并派专人进行观测，发现超出规定的变形及时报告，以便处理。当吊重运至跨中时，观测各级荷载的工作垂度，作好记录以检验计算的正确性，如误差较大时，则需进行相应调整。图15 试吊示意图 试吊步骤：起吊卷扬机分次受力逐次检查系统各受力部位起吊试吊物距基准面10cm再次检查各受力部位启动牵引系统运梁至跨中测试数据试吊物运回。 地锚：在地锚上设定标志点，起吊后用全站仪观测有无位移变形。 主索：起吊前测量空载时的垂度，起吊后梁运至1/2跨时，再测重载最大垂度。观测方法为在两岸河堤上适当地方确定一控制点，测出控制点标高和距跨中距离，在控制点上置全站仪，观测主索跑车位