重庆某公路大桥悬索吊装施工技术方案_第1页
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文档简介

1、1、编制依据本方案编制依据的主要技术资料有:(1)、重庆市巫山县错开峡大桥施工图设计(2008年07月)长江水利委员会长江勘察规划设计研究院;(2)、公路桥涵施工技术规范(jtj041-2000);(3)、公路桥涵钢结构及木结构设计规范jtj 025-86;(4)、混凝土结构设计规范gb50010-2002;(5)、预应力混凝土用钢绞线gb/t 5224-2003;(6)、建筑边坡工程技术规范gb 50330-2002;(7)、起重吊装常用数据手册(2002年2月)人民交通出版社;(8)、sap2000中文版使用指南(2006年9月)人民交通出版社;(9)、钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收

2、规程jgj82-91。2、工程概况错开峡大桥位于重庆市巫山县境内,为跨越三峡库区支流错开峡的一座桥梁,桥梁设计起点桩号k0+137.516,设计终点桩号k0+240.556,设计桥型为75m上承式钢筋混凝土悬链式箱形拱桥,两岸引桥为一跨8m简支空心板,跨径组合为8m+75m+8m,全桥长103.04m,桥面净宽:0.5m防撞护拦+7m车行道+0.5m防撞护拦,桥梁全宽8m。桥面铺装采用810cm厚c40防水混凝土,路线为1.5%单向纵坡,桥面为2%双向横坡,设计荷载为:汽车荷载公路级。桥位处覆盖层较薄,其下为灰岩。主桥采用计算跨径75m上承式钢筋混凝土悬链式箱形拱桥,净跨径73.91m,计算矢

3、跨比为1/5,拱轴系数m=2.240,拱肋为等截面钢筋混凝土箱型结构,拱箱高1.7米,其中预制拱箱高1.6米,预制顶板厚0.1米,腹板均厚10cm(边箱外侧腹板厚12cm),底板厚15cm,现浇横缝厚24cm,拱圈每隔约5m设置一道20cm厚的中空横隔板。拱圈顶宽7.6米,由3片1.5米宽中箱及2片1.55米宽边箱构成。设计每片箱肋分五段预制吊装合拢,节段最大吊装净重量33吨。全桥共需预制安装拱箱25段。全部拱圈安装完成,接头焊接完毕后,浇筑纵横接缝及顶板现浇层混凝土,整体化拱圈。拱上采用垫梁、双柱式排架和悬臂盖梁来支承桥面结构,桥面板为8米跨径钢筋混凝土简支空心板。两岸拱座均宽8.6m,高4

4、.2m,拱座设计为c30钢筋混凝土实体基础。引桥桥台台身、侧墙及基础为m15浆砌块石,块石采用强度等级为mu100细料石。拱箱及桥面空心板预制场考虑设置在左岸引道上,通过轨道平车运输至0号桥台台尾。拱箱采用无支架缆索吊装系统进行安装,吊装系统布置见下节。3、悬索吊装系统的布置3.1、总体布置根据错开峡大桥实际地形特点,确定吊装索跨为225.07m。两岸根据现有地形、地质情况,大桥两侧山势较陡,布置吊装索塔无施工操作空间(影响构件运输等)且措施费用较高,因而我们设计吊装系统时考虑两岸皆不用索塔,悬索系统直接利用现有地形锚固于两岸山体上。同时考虑山体覆盖层较薄,下伏基岩强度及整体性较好,适合洞锚及

5、锚索结构,因而两岸主锚碇设计为锚索分配梁结构,通过锚索锚固型钢分配梁,再在分配梁上设置座(拉)板和转向滑轮来锚固钢索。主锚碇用于主索、二扣扣索、工作索及起吊牵引千斤索等的锚固。根据实际地形,确定拱脚段扣索通过交界墩顶座滑轮转向后,直接在引桥台前墙内的预埋锚固拉板上进行锚固,锚固拉板预埋高度以一扣前后水平倾角基本一致为原则,以减小施工过程中对交界墩的水平荷载作用;全桥横向五片预制拱箱,每道一扣索由两个锚固拉板承载,两岸桥台共预埋12个锚固拉板。起吊场地设置于左岸引道路基上,拱箱通过钢绳捆绑进行抬吊。缆索吊装系统总体布置见附图01。3.2、吊重的确定经计算,拱箱节段最大净重量为33吨,在吊装计算中

6、,按拱箱g=33吨控制设计,计算重量为pmaxg1.2+4+144.4t444kn,4吨为吊具(含跑车、起吊滑车、起吊牵引钢绳),1吨为配重,1.2为冲击系数。3.3、主索主索按静力平衡原理进行计算,先假定主索初始垂度,计算重索垂度。初始(空索)垂度(f0)自定以后,空索长度(s0)为定值,在荷载作用下必然引起弹性伸长,受载后的总长度s应等于空索长度s0加上由于荷载引起的弹性伸长值s,即s=s0+s。重索长度有两个途径计算:一是按假设重索垂度,以图形几何关系算得s;二是按假设重索垂度,以计算主索内张力得到弹性伸长s算得重索长度s=s0+s。当ss(在要求的精度内),则假设重索垂度为所求解,重索

7、垂度求出后,其它需要值即可解出。详细计算原理及过程见附件2:缆索吊机设计计算书。在塔顶布置1组356.5mm(637+fc)的麻芯钢索作为主索,公称抗拉强度170kg/mm2。单根钢绳破断拉力为164吨。悬索跨度l225.07m,空索垂度f011m,矢跨比约为120.5,当吊运至索跨跨中时,主索垂度为fmax16.727m,矢跨比1/13.46,主索最大张力tmax1571.221kn,拉力安全系数k3.133。张力安全系数满足要求。跑车轮作用处考虑弯曲作用的主索应力581.1mpa,安全系数k2.932;考虑接触作用的主索应力501.2mpa,安全系数k3.392 ;应力安全系数满足要求。每

8、根主索空索计算长度225.846m,考虑主索回头锚固长度,每根主索实际需要长度2705m,全桥主索用量3275=825m。3.4、工作索考虑到吊运扣索、检修滑车及运送小型机具等的需要,在主索旁布置了1根47.5mm(637+fc)工作索。工作索公称抗拉强度1700mpa,破断拉力为 1175kn。工作索安装垂度f08.0m,按最大吊重80kn(含吊具、配重及冲击系数)进行控制,吊重索跨跨中垂度fmax14.215m,最大张力tmax355.433kn,拉力安全系数k3.313。工作索用量为275m。3.5、拱箱扣索扣索皆采用637+fc的麻芯钢索,公称抗拉强度170kg/mm2。拱脚段每道采用

9、228mm钢索,破断拉力820.82kn;左岸二段每道采用243mm钢索,破断拉力1943.4kn;右岸二段每道采用239mm钢索,破断拉力1573.58kn。拱脚段扣索过交界墩顶座滑轮后进入0号(3号)桥台前墙内的预埋锚固拉板进行锚固,每道1扣扣索应至少由两个锚固拉板承载;二段扣索直接锚固于主锚梁上的滑轮座上,每个扣索滑轮座分开于主索两侧对称布置,相距主索中心1.34m(边箱外侧相距1m),每个扣索滑轮座锚固1根二扣扣索。扣点采用捆绑的形式与拱箱连接。吊、扣点连接构造见图1620。单肋共计4道(8根)扣索,扣索长短采用滑车组卷扬机调整。1扣扣索长约40m,左岸二扣扣索长约155m,右岸二扣扣

10、索长约90m((每根扣索长度皆考虑了15m左右的回头卡锚固长度))。全桥扣索用量(按单肋扣索计算):28mm(637+fc)钢索160m,39mm(637+fc)钢索180m,43mm(637+fc)钢索310m。扣挂体系采用通用结构分析与设计软件sap2000v14.0按平面杆系结构进行计算。因在拱肋合拢及轴线标高调整完成之前,各分段接头是通过接头连接螺栓进行临时连接;在拱肋合拢及轴线标高调整完成之后,才进行接头的焊接;因而各分段点按头按铰接考虑(含拱脚)。因而在吊装过程中,扣索与扣段一起构成一平面静定结构,每道风缆按初始张力50kn进入计算,计算时考虑拱肋自重(考虑1.1倍的预制超重,但不

11、考虑冲击)作用。每岸按安装拱脚段、第二段和拱顶合拢段分别进行计算,每道扣索按各阶段的最大索力控制设计。计算合拢状态时,按规范要求合拢段计入一半重量。图(1) 扣挂系统计算模型(拉伸图)1扣扣挂阶段计算模型:2扣及合拢段安装阶段计算模型:扣挂体系计算模型见图(1),各阶段扣索力计算结果见表(1),各阶段钢筋混凝土拱箱内力及强度验算结果见表(2)。详细计算原理及过程见附件2:缆索吊机设计计算书。表(1) 各阶段扣索力计算成果表扣挂状态左岸扣索力(kn)右岸扣索力(kn)t1(1扣)t2(2扣)t1(1扣)t2(2扣)安装拱脚段164.741159.210安装第二段161.285422.349200

12、.483309.464安装合拢段95.522598.607154.663441.882张力安全系数k4.983.254.093.56从表(1)中可以看出,各扣索安全系数皆满足大于3的规范要求。表(2) 各阶段拱肋内力及强度计算成果表安 装状 态两岸最大弯矩截面内力(kn.m)对应砼最大拉应力(mpa)对应砼最大压应力(mpa)拱脚段m=393.771n=-249.5050.726-1.672拱脚段m=423.032n=-917.3000.665-1.912合拢段m=305.839n=-479.5240.161-1.702而c40混凝土轴心抗压强度设计值为18.4mpa,轴心抗拉强度设计值为1.

13、65mpa,可见拱箱在安装过程中受力是安全的。3.6、起重索(附图15)起重索采用19.5mm(637+fc)的麻芯钢索,公称抗拉强度1700mpa,钢绳破断拉力为196.4kn。按天索前后两个吊点抬吊拱肋,每个吊点采用1台5吨中速卷扬机起吊,跑头经左岸锚梁处导向滑轮后进入设置平台位置的起吊卷扬机。全桥运输天线需2台5吨起吊卷扬机,起吊卷扬机容绳量应不小于570m。按吊装拱脚段边箱(计算重量444kn)控制计算,起吊滑车组走8线布置,跑头拉力f=31.61kn,张力安全系数k=6.215,考虑接触作用的应力安全系数k=6.943。全桥起重索19.5mm钢索用量2620=1240m。3.7、牵引

14、索(附图10)牵引索采用24mm(637+fc)的麻芯钢索,公称抗拉强度1700mpa,钢绳破断拉力为293.56kn。牵引滑车按来回线走三线布置(不含来回线通线),设置1台8吨中快速卷扬机牵引天跑车,跑头经左岸锚梁处导向滑轮后进入牵引卷扬机。全桥共需1台8吨牵引卷扬机。前后两台天跑车之间采用239mm(637+fc 1700mpa)钢绳进行连接并同步。牵引导向滑轮连接固定千斤绳卡在主索旁锚梁上,使索力传入锚碇。计算最大牵引力136.91kn,跑头拉力f=49.471kn,张力安全系数k=5.935,考虑接触作用的应力安全系数k=6.623。全桥牵引索24mm钢索用量1050m。3.8、工作索

15、起吊与牵引工作起吊采用19.5mm麻芯钢索(637+fc 1700mpa),滑车组走23线布置,采用5t卷扬机做起吊动力。工作牵引采用19.5mm麻芯钢索(637+fc 1700mpa),滑车组走单线布置(不含来回线通线),采用5t卷扬机牵引。全桥工作索起吊牵引需5吨中速卷扬机2台。全桥工作索起吊、牵引索19.5mm钢索用量960m。3.9、天跑车系统及起吊滑车组天跑车组装图见图11,全桥2个天跑车。跑车采用400mm铸钢轮,圆锥滚子轴承套及45号钢销轴,销轴直径为65mm,下部与吊点连接轴为90mm的45号钢钢轴,肋板中部为210mm钢板,边板为10mm钢板,材质q345。肋板之间采用m24

16、套筒螺栓限位。每个吊点采用23门25吨滑车组1付(全桥2付),滑车组在市场上购置专业起重设备生产厂家生产的合格产品。3.10、拱肋风缆索每道拱肋风缆绳采用219.5mm(637+fc)的麻芯钢索,公称抗拉强度1700mpa,钢绳破断拉力为392.8kn(双线)。风缆与地面夹角不大于30,风缆水平投影与桥轴夹角不小于50,为减小风缆垂度的非弹性影响,风缆初张力按50kn控制。全桥按两个肋需16道风缆绳。拱箱风缆绳用量约1600m。拱肋风缆位置根据设计的风缆角度要求放样后确定,锚碇根据具体地质情况可采用锚环(锚环必须采用韧性较好的钢材)或埋置式地垄等形式,工地自行设计布置,要求每道风缆锚碇容许抗拉

17、力不小于150kn。3.11、主锚碇(附图0209)两岸根据现有地形、地质情况,引桥台台尾后方沿桥轴线两岸皆为坡度较陡的岸坡,因而我们设计吊装系统时考虑两岸皆不用索塔,悬索系统直接利用现有地形锚固于两岸山体上;同时考虑山体覆盖层较薄,下伏基岩强度及整体性较好,适合洞锚及锚索结构,因而两岸主锚碇设计为锚索分配梁结构,通过锚索锚固型钢分配梁,再在分配梁上设置座(拉)板和锚固滑轮来锚固钢索。经计算,左岸主锚碇最大索外力为:水平力h2667.615kn,相应竖直力v474.703kn;右岸主锚碇最大索外力为:水平力h2400.236kn,相应竖直力v514.241kn。每岸主锚碇设计24束钢铰线锚索来

18、固定型钢分配梁,内侧22束采用1215.24钢绞线,外侧22束采用815.24钢绞线;分配梁上栓接滑轮座并通过滑轮与主扣索及工作索等进行连接,锚索锚入基岩中的有效深度14.18m。锚索采用标准抗拉强度ryb1860mpa、ey1.95105mpa、松弛率满足级要求的 15.24高强度低松弛钢绞线;锚固控制张拉应力为70%ryb。主索拉(座)板和锚固滑轮设计成可滑移结构,便于主索在吊不同位置箱肋时进行横移,横移在空索状态下进行,通过倒链葫芦及滑车组横移到位,再用m30高强螺栓(10.9s级)进行连接固定。安装拱肋时,主索锚固滑轮正对所安装肋轴线布置;工作索锚固滑轮座距主索中心0.65m布置,二扣

19、扣索锚固滑轮座距主索中心1.34m(边箱外侧1m)对称布置,扣索、工作索滑轮座也皆用m30高强螺栓(10.9级)与锚梁之间进行连接。10.9s级m30mm高强螺栓的施工预拉力p=390kn,施工扭矩tc=1521n.m;高强螺栓应严格按钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程jgj82-91进行施工验收。所有锚固滑轮皆为直径500mm的铸钢轮(见图附07),轮轴为90mm的45号钢钢轴,肋板为20mm钢板,座板为25mm钢板,材质q235;座板与锚梁之间采用m30高强螺栓(10.9s级)进行连接固定。锚梁由q345钢板焊接而成(见图附03、04),锚梁高500mm,与锚固滑轮座板连接面宽515

20、mm,与锚索连接面宽1095mm,锚梁长8.5m。锚梁腹板与底板(连接锚索)为16mm厚钢板,顶板(连接锚固滑轮座)为20mm钢板。内侧1215.24钢铰线单束最大拉力1169.135kn,拉力安全系数为2.672.5;索体在岩石中的锚固安全系数及钢索在浆体中的锚固安全系数按3倍考虑,计算最大锚固长度需要12.914m,实际设计锚固长度14.18m,应很安全。外侧815.24钢铰线单束最大拉力837.386kn,拉力安全系数为2.5=2.5;索体在岩石中的锚固安全系数及钢索在浆体中的锚固安全系数按3倍考虑,计算最大锚固长度需要10.021m,实际设计锚固长度14.18m,应很安全。锚梁按支承于

21、锚索上的连续梁计算,最大横向(主受力方向)弯矩m3max-741.2138kn.m,相应的竖向弯矩m2-119.2025kn.m,最大剪力qmax-1774.852kn;弯曲应力:max148.978mpaw=210mpa,剪应力:max112.298mpa120mpa。另对锚梁还进行了局部强度计算:锚具对底板的局部冲切应力为62.274mpa120mpa,高强螺栓对顶板的局部冲切应力为63.619mpa120 mpa。可见,锚梁受力安全。3.12、一扣锚固拉板(附图2122)一扣锚固拉板由h型钢板、锚固钢筋、连接钢销等构成,h型钢板前端通过钢销与扣索连接,后端与锚固钢筋焊接并预埋于0、3号桥

22、台前墙内,建议经设计同意将桥台改为c25片石混凝土,锚固拉板埋入混凝土中深度约1.9米;锚固拉板使用前做抗拉试验,每个拉板试验抗拉力控制在150kn左右。每个桥台共埋设6个锚固拉板,相对于桥轴线对称布置,每道一扣扣索应至少由两个锚固拉板承载(每个拉板锚固1根28mm扣索),锚固位置以扣索力的合力与所安装肋在同一竖直面内为原则(即两根扣索尽量与所安装肋对称布置)。扣索不能直接捆绑在钢销上,需通过转向滑轮来扩大扣索弯折半径,并通过h板与钢销连接。3.13、主要钢索组成参数表表(3) 主要钢索组成参数表钢索规格单位主扣索工作索扣 索扣 索扣 索牵引索起吊索钢索直径dmm56.547.54339282

23、419.5钢丝直径mm2.62.22.01.81.31.10.9钢索型号19.5637+1637+1637+1637+1637+1637+1637+1重量kg/m11.0997.9296.5535.3082.7681.9821.326金属截面积fkmm21178.1843.47697.08564.63294.52210.87141.16弹性模量ekmpa75600756007560075600756007560075600线膨胀系数1/1.2e-51.2e-51.2e-51.2e-51.2e-51.2e-51.2e-5破断拉力tpkn1641172.6971.7786.79410.41293.

24、5619.65钢丝公称强度mpa1700170017001700170017001700拉力安全系数应大于3333355应力安全系数应大于22222334、拱箱的吊装吊装系统安装完成,正式吊装前,应进行以下几方面的工作:(1)、复核跨径、起拱线标高,放样拱脚对位大样并画线。(2)、对拱脚预埋件进行检查和校正。(3)、检测吊装段拱箱的几何尺寸及预制施工质量。(4)、对吊装系统进行全面检查并进行试吊,以检验吊重能力及系统工作状态。缆索系统的试吊包括吊重的确定及重物的选择、系统观测、试验数据收集整理。4.1、试吊装前的准备工作对整套缆索系统的全面检查验收,各关键设备材料检查主要项目如下:(1)、卷扬

25、机安装布置合理、排绳顺畅、锚固牢靠、电线接驳符合安全要求、机械电器运行良好(特别是刹车系统)。(2)、钢丝绳(牵引、起重)钢丝绳质量、磨损、断丝情况、转向的布置、摩擦等,穿索是否正确。(3)、转向滑车、索鞍、跑车、滑车组转动顺畅,与钢丝索联接平顺、固定牢靠。(4)、主锚碇检查施工记录:锚固深度及锚索张拉力是否符合设计要求,锚固滑轮座与锚梁间m30高强螺栓连接是否紧固。(5)、缆风索初张力是否符合设计要求、锚固牢固、钢丝绳质量、磨损、断丝情况。(6)、主索主索养护、钢丝绳质量、磨损、断丝情况、锚固、联接可靠(绳卡数量、拧紧情况)、垂度与设计相符。(7)、拱肋风缆、卷扬机锚固等各类地锚牢固,砼、钢

26、筋、结构尺寸、锚固深度等符合设计要求。(8)、对试吊的物件及工具进行检查,检查起重、牵引、跑车、吊点连接、锚固滑轮、卷扬机、转向滑车等各部位运行情况,发现问题及时调整解决。(9)、指挥系统(通讯)、准备工作检查。(10)、缆索系统空载运行试验。4.2、试吊方案(1)、根据有关技术规范的规定并结合本桥的实际情况,以本桥拱肋节段最大设计吊重g=33t为100试吊重量,按60%g(19.8t)100%g(33t)120%g(39.6t)确定。吊重物分别选用:桥面空心板中板3块(20.34t)拱顶段边箱(33t)拱顶段边箱+6.6吨钢材(39.6t)。(2)、试吊的目的是为了检查以下几个方面的情况、检

27、查加载起吊后至跨中主索的垂度情况与设计是否相符。、观测主锚碇锚索、锚梁的变形数据及各部焊缝受力后变形情况。、牵引索、起重索的动作情况,跑车、倒拐滑车、滑车轮组的运转情况,卷扬机组的运行情况等。 、测试指挥系统的调度配合能力。(3)、试吊需要检查项目和检查方法、主索的吊重最大垂度:试吊最大重量节段,跑车运行至跨中,使用全站仪进行悬高测量,参照标高为两岸锚固滑轮中心连线标高(240.35)。、锚碇锚梁位移量:使用经过计量部门标定好的千分表测量,试吊前在锚梁(在锚梁上焊接钢板条)与找岩体平混凝土之间安装并固定好千分表,千分表固定座与找平混凝土利用环氧树脂粘接,顶杆接触锚梁上焊接出来的钢板条,记录每个

28、千分表初读数,试吊过程中观测并记录吊运过程中千分表读数。并及时将变化量反馈到指挥小组。、锚梁结构、锚固滑轮座、紧固件的局部变形情况:通过目测、辨别异常声音等手段检查。、检查牵引索、起重索、滑车轮的动作情况,跑车、卷扬机组的行走和运转速度。通过目测和计时试运行等手段检查。、检查缆索吊装系统设备满负荷运行时,供电系统和用电设备线路能否满足施工要求。通过电表读数和各电路的电压数据检查。、检查通讯设备是否足够,并能保持清晰的对话。4.3、拱肋安装方法每肋分5段吊装,全桥拱肋共25个吊装节段。预制好的拱箱通过轨道平车横移至主索垂直下方位置,经检验节段几何参数和质量符合设计要求后,准备吊装。拱肋吊装利用千

29、斤绳配合吊架捆绑吊装,吊点位置设置在端头第二块横隔板附近。扣点采用捆绑连接,扣点设置于端头第二块横隔板处;两岸一扣通过30吨h板及转向轮与扣索连接,右岸二扣通过60吨h板及转向轮与扣索连接(见图18);左岸为起吊岸,二扣设置60吨扣架将两根扣索分开(见图16),以利在单组主索吊运的情况下后续拱箱从两根扣索之间通过,以免与扣索发生干扰。捆绑千斤绳安全系数应大于8;拱箱每个吊点采用247.5mm捆绑千斤绳,按图20进行布置;一扣扣点采用247.5mm捆绑千斤绳,二扣扣点采用447.5mm捆绑千斤绳,按图16、图18进行布置。同时注意吊、扣点捆绑位置应预留槽口和埋设粗钢筋或型钢,防止捆绑绳滑移。(1

30、)、拱肋合拢施工工艺:、先吊装两个拱脚段,设置不小于10cm的施工预抬高值;、再安装两个第二段,设置不小于20cm的施工预抬高值;、最后吊运拱顶段至跨中并下放至约高于设计标高,同时两岸对称循环逐渐下放拱脚段扣索、第二段扣索和拱顶段滑车组,使接头慢慢抵紧,尽量避免拱顶段简支搁置冲击第二段。 、合拢松索控制:当下放至第二段前接头与拱顶段端头标高基本一致时,拱顶段先上好一端接头螺栓,然后观测拱顶及接头标高,若低于设计标高并超过规范容许值,在另一接头处加垫钢板进行调节至设计标高后上好螺栓完成合拢,将加垫钢板焊于连接角钢上。扣索及起吊滑车组松索过程中,除应注意同时两岸对称循环逐渐下放拱脚段扣索、第二段扣

31、索和拱顶段滑车组外,拱顶段起吊滑车组及各扣索一次松索长度应尽量小,通过增加循环次数来达到扣索基本放松的目的,以保证施工安全。松索采取定长松索方法进行,扣索一次松索量可采用23cm,起吊滑车组跑头可采用2030cm,并用粉笔在滑车组跑头钢索上做好标记;每松一次索(对称),应进行一次各接头及拱顶的标高观测,并根据反馈的标高数据随时进行松索量调整。扣索的调整利用滑车组和卷扬机进行。经过多次松索循环,各扣索及起吊滑车组皆基本放松(保持1020左右索力),拱肋标高亦符合设计要求后,再进行一次拱肋轴线的精确调整。、拱肋轴线控制:拱肋轴线横向偏位、标高是吊装拱肋的控制指标。在整个吊装过程中,测量技术人员进行

32、跟踪观测,使用拱肋侧风缆对轴线偏位进行调节。风缆的锚固设置在两岸陆地上。拱肋轴线标高调节依靠调整扣索长度来实现;拱肋轴线横向偏位调节依靠调整拱肋侧风缆长度来调节,扣索收紧、放松(合拢)的同时,测量小组对整个过程进行跟踪观测,同时将所有已安装拱肋的标高和轴线横向偏位观测数据反馈到指挥台,由技术组分析数据后制订出扣索和拱肋侧风缆调整措施,确保吊装节段准确、快速完成对接就位并转换到完全扣挂状态。拱肋完成合拢扣挂体系基本放松以及标高调整完成后,应再一次通过侧风缆对拱肋横向偏位进行一次精确调整,最后再进行拱肋接头的焊接。、拱肋接头焊接:各接头焊接利用在拱肋上设置吊架,吊架可采用钢筋焊接结构,也可采用脚手

33、架管,吊架必须经过受力验算并保证足够的安全度,并有安全防护措施。在吊架上铺设脚手板作为操作平台。、单肋合拢的稳定性措施由于拱肋本身横向宽度较小,单肋横向稳定性差,拱肋的横向稳定主要依靠每吊装段上下河各设一道缆风索来保证,缆风索对拱肋的作用,相当于拱肋在横向的弹性支承,减小了拱肋的自由长度, 因而我们在设计风缆时,不仅考虑了它的强度,而且考虑了它的刚度(风缆截面积),以保证在最大设计风力作用下拱肋的横向位移尽量小。风缆的初始张力按在最大设计风力作用下拱肋横向位移较小为计算原则,通过其较大的初张力减小垂度等非线性影响,同时对拱肋产生约束作用。同时,在风缆布置时,尽量满足上下河对称的原则,并尽量满足

34、公路桥涵施工技术规范所要求的风缆角度。(2)、拱箱总体吊装顺序:、先吊装中肋,单肋合拢调整好拱肋轴线和标高后,拧紧接头螺栓,吊、扣索松而不解 (保持1020左右索力),收紧拱肋浪风,并进行拱肋接头焊接。、进行次边肋的吊装,将已安装完成的中肋扣索解除用于本肋扣索。合拢调整好拱肋轴线和标高后,拧紧接头螺栓,吊、扣索松而不解 (保持1020左右索力),收紧拱肋浪风,并进行两肋间横向连接接头的焊接。、双肋合拢,纵横向接头焊接完成后,解除吊、扣索用于后续拱肋的安装,但保留两肋风缆索;然后安装另一次边肋和两边肋,后续安装可不设置风缆,利用倒链葫芦和木契块连接于已安装的两拱肋上来保证横向稳定和调整横轴线。两

35、边肋安装完成,纵横向焊接全部完成后,解除扣索和全部浪风索,拱肋安装完毕。最后浇注纵横接缝混凝土,整体化拱圈。拱肋吊装顺序如下图(2)示。(3)、拱肋安装过程中应注意的几个问题:、在拱肋安装的几个主要受力阶段,对主索、扣索、锚碇进行张力、应力、垂度和位移观测,并作好记录,以指导确保施工安全。、各扣段安装应设置一定的施工预抬高值(拱脚段10cm,第二段20cm),此预抬高值为合拢前各段预抬高值,在各段安装过程中,应注意扣索及起吊滑车的调整,确保施工预抬高值始终不小于上述数值,以便拱顶段的顺利安装;在拱顶合拢段安装并松索完成后,此施工预抬高值消失。、拱顶段就位合拢时,两岸逐渐对称循环下放拱脚段、第二

36、段扣索,同时缓慢下降拱顶段滑车组,使接头缝慢慢抵紧,尽量避免拱顶段的简支搁置和冲击作用。、接头焊接应在轴线标高调整完成,松扣(保持10-20扣索力)和接头充分抵紧后进行。、施工过程中应注意千斤绳的配套使用,千斤绳的安全系数应大于8倍;同时各钢绳的索卡数量应满足规范及起重操作手册的要求,索卡间距应满足规范及起重操作手册的要求;索塔的连接螺栓及钢索的索卡等必须拧紧。、吊环、倒拐滑车锚环、风缆锚环等应采用韧性较好的钢材,不能使用脆性大的钢材。、拱肋合拢时的温度应按设计要求进行控制,设计没明确要求的应控制在当地年平均温度值附近。、大风(风力六级以上)及雷雨天气禁止吊装作业。5、施工观测控制拱肋安装施工

37、观测主要分为六个方面:拱肋轴线控制;拱肋各分段点在各阶段的标高控制;扣索各阶段索力观测;缆索吊装系统主缆垂度及索力观测;锚碇的位移变形观测。5.1、主索垂度和张力观测主索垂度直接影响主索张力,同时影响牵引升角、牵引力及锚碇受力。必须控制好安装初始垂度,同时监测吊重最大垂度及主索张力,并与理论计算值进行比较。其测量方法及仪器如下:、起吊前测量空载时的垂度,起吊后拱肋运至1/2跨时,再测重载最大垂度。观测方法是在岸坡上适当地方确定一控制点,测出控制点标高和距跨中距离,在控制点上置经纬仪,观测主索跑车位置,读出竖直角,即可计算得垂度值。、主缆索力用频谱分析仪测出。5.2、锚梁、锚具变形观测用肉眼观测

38、锚梁及各主要受力焊缝在试吊装的各阶段是否有变形情况发生;锚具夹片是否有松动,锚索伸长量情况及锚梁是否与混凝土垫梁分离等情况进行观测。并及时将观测情况反馈到指挥小组。5.3、扣索索力观测各阶段的扣索索力见前面的各阶段扣索力计算成果表。扣索力采用频谱分析仪观测;扣索力观测需在每段拱肋安装时进行。5.4、拱肋轴线的控制、在两岸的拱肋轴线上适当高程位置(利用两岸地形条件)各设一个拱肋轴线观测站,观测本岸吊装节段上弦顶面拱肋轴线。、拱肋吊装前,在每节段拱肋轴线上顶面贴上用白漆打底划红漆的三角标志。、需配置j2经纬仪2台,测量人员4人。拱肋轴线观测需在每段拱肋安装及合拢调整阶段进行。5.5、拱肋各扣点在各

39、阶段的标高控制利用红外仪进行拱肋各扣点在各阶段的高程控制测量,具体方法如下:、拱肋各扣点在各阶段的标高由设计单位和施工监控单位提供,并换算至实际观测点上进行控制。、全桥需两台电子全站仪,单棱镜2个,多棱镜及镜杆2套,观测人员2 人,记录计算2人,前视2人(每岸各1人),后视1人。、在合适位置设置一个高级后视水准点,两套经红外仪都用这个水准仪点作后视高程。后视点到仪器距离大于仪器到后视点的距离。、在拱肋起吊前,在扣点位置拱箱顶面用红油漆标明扣点的编号,以便查找。、观测中需盘左盘右各观测一次组成一个测回,取换算高程的平均值。、记录表上应注明观测时的温度、时间、编号。、测量方法:红外仪架在任意位置,

40、用水准点高程为后视高程,测前视测点高程。后视水准仪点a高程ha,镜高a,红外仪与镜高a的高差ha;前视镜高b,红外仪与镜高b的高差hb,求高程hb。从后视计算仪站高程:h=ha+a-ha;从前视计算仪站高程:h=hb+b-hb;则:测点高程:hb=ha+a-ha+hb-b。拱肋标高观测需在每段拱肋安装、调索及合拢索松索过程中进行观测。图图(3) 标高观测示意图6、吊装系统主要材料、设备、劳动力及工期安排6.1、主要机械设备计划表(4) 悬索吊装系统主要材料设备表名 称规 格长 度数量合 计备 注钢 索 1主 索56.5275m3825m2扣 索43310m扣 索39180m名 称规 格长 度数

41、量合 计备 注扣 索28160m3工作索47.5275m1275m4起吊、牵引索19.542200m主起吊,工作牵引、起吊24950m11050m主牵引5拱箱风缆索19.5161600m6牵引联车绳3950m150m7扣索滑车组19.5100m5500m8吊点捆绑绳43.57.2m428.8m9扣点捆绑绳47.5690m10起吊牵引千斤39100m11安全网431002200m12其 它19.5600m卷 扬 机:12台。1主起吊5t22主牵引8t13扣 索5t54工作索5t25预制场5t2吊 具一滑 车1三线跑车25t2套跑车轮6个2起吊滑车25t4个4门8线3扣索滑车20t10个4门8线4

42、牵引滑车15t2个3门5工作索起吊15t2个单门或2门6工作索牵引10t2个2门7风缆滑车15t16个单门8导向滑车16t4个主牵引10t4个单门、开口9扣点连接轮30t4个钢管、钢板加工扣点连接轮60t1个钢管、钢板加工名 称规 格长 度数量合 计备 注二索 卡1主 索y5590个56.5 按15道卡2扣 索y2696个y3648个y4048个3工作索y4524个4安全网y4240个5主牵引y2248个6主起吊y1864个7其 它y18250个用于19.5钢索三卸 扣1起 吊25t2个2扣 索20t8个3其 它525t6个连接钢索1t120个安全网四手拉葫芦1倒链葫芦5t6个2倒链葫芦3t6

43、个3手搬葫芦1t8个五座滑轮11扣扣索1门2个锚 碇座滑轮1钢板、轴、钢筋8.829t2锚固滑轮50012个3钢绞线3.728t4锚 具ovm15-88套ovm15-128套5m30高强螺栓10.9s56套6c30混凝土38m3吊扣连接1型钢、钢板、轴1.303t不包含转向轮6.2、劳动力计划拱肋吊装期间由项目经理部成立大桥吊装指挥组,对吊装期间的各种工作进行较为明确的分工。组织机构如下:指挥组组长(总指挥):1人(项目经理)副总指挥:1人(项目总工程师)现场指挥:2人(两岸起重工长)起吊落位组:8人扣索作业组:8人卷扬机组:11人抗风作业组:4人测量观测组:8人(含各部位移观测及索力、应力观

44、测)安全治安组:2人后勤保障组:2人拱肋吊装工作人员共计46人。6.3、吊装工期初步安排表(5) 吊装系统施工初步进度计划表年度、月份工程项目2011789101112主锚碇施工悬索系统布置拱肋安装备 注主要工作内容为:1、主锚碇施工;2、吊装系统3根主索、1根工作索及相应起吊、牵引系统安装;3、扣索系统布置、25段拱肋安装。初步计划2011年7月1日至8月15日完成主锚碇施工,2011年8月16日至9月30日完成吊装系统布置,拱肋试吊及正式吊装施工工期计划于2011年10月1日至11月15日。7、施工保证措施7.1、质量保证措施缆索吊装系统所有受力结构要求认真进行计算、复核,在技术上确保结构

45、的安全。进场地钢丝绳和机械设备均要求进行全面的检查,检查项目包括:生产合格证、型号规格和数量、保养情况、有无磨损等等。对于钢丝绳必要时进行破断拉力试验。锚碇使用的砼要抽取砼试件进行试验,保证砼强度达到设计要求。根据本桥缆索吊装施工特点,应建立无支架缆索吊装系统施工监测系统,在锚碇施工、缆索架设、风缆索设置、临时锚固设施、扣索张拉等,要进行必要的监控和检测,如:对主锚碇锚具夹片是否有松动,锚索伸长量情况及锚梁是否与混凝土垫梁分离;主索的垂度、磨损情况;扣索的锚固情况等等。充分保证整个缆索吊装系统在后期运行期间的安全性。使整个缆索吊装系统施工过程处于全控状态。测量系统负责测量地锚在试吊阶段的位移,

46、扣索调整时拱肋轴线、标高、变形观测,并掌握气候情况(主要是风力、温度、晴雨变化情况等)。缆索吊装系统安装完成后,要按照试吊程序进行试吊,以检验缆索吊装系统的运行情况和安全性,发现问题及时调整、改正。7.2、工期保证措施(1)、为了加快缆索吊装系统的施工进度,保证拱肋吊装和其它安装工作的顺利进行。缆索吊装系统施工必须运用科学的方法,精心编制施工计划,进行动态计划管理。(2)、成立缆索系统施工指挥机构,由指挥机构统一调度安排施工管理。形成一个反应迅速,工作效率高的决策层。(3)、实施方案确定后,尽早开工,并充分利用有利季节,掀起施工高潮。(4)、投入足够的机械设备和劳动力,优化人、机组合,同时保证

47、设备的正常使用,提高利用率,力争提前完工。(5)、积极开展劳动竞赛,采用合适的激励措施鼓舞每一个建桥员工,以最佳的工作状态投入到工作中。(6)、建立合理化意见奖励基金,积极采用广大建桥员工提出合理化建议。7.3、安全保证措施7.3.1、组织措施 (1)、成立错开峡大桥吊装领导小组,由施工单位、监理单位、设计单位、施工监控单位人员组成。(2)、项目经理部成立错开峡大桥吊装指挥组。指挥组设组长(总指挥)一人,副指挥1人,成员若干人。(3)、吊装作业组下设4个作业小组:起吊落位组;扣索作业组;卷扬机组;抗风作业组。(4)、制定作业组“工作范围”及“操作注意事项”,使全体施工操作人员明确职责。(5)、

48、建立安全规章、措施。(6)、吊装作业工班设专职巡视检查员1人,负责施工过程中吊装全系统各部的检查。(7)、吊装系统周围设置隔离措施,配置专职警卫人员,禁止非工作人员进入现场,保护吊装设施安全。(8)、吊装作业前,技术负责人向参加吊装的所有施工人员进行全面细致的技术交底,做到人人心中有数。7.3.2、各作业班组工作范围及操作注意事项(1)、吊装作业工班吊装作业工班主要负责拱肋吊运、安装、调整拱肋轴线、高程,连接节段螺栓等,对吊装全过程的安全及质量负责,作业小组工作范围及操作注意事项如下: 、起吊落位组工作范围:a、负责吊运系统的全面检查处理。b、拱肋起吊、运输。 c、与扣索组、抗风组互相配合,负

49、责拱肋轴线、标高的调整。 d、负责拱肋节段间螺栓连接。 e、执行指挥及工班长临时交办的任务。操作注意事项: a、必须严格遵守高空作业规程。 b、拱肋起吊运输过程中,提升、下落、运行要求平稳,防止突然停动增大荷载对天线的冲击。 c、节段安装就位后,用抗风索保证横向稳定。 d、拱肋吊运到安装位置,通过前后吊点的缓慢收放、牵引,使拱肋待安装节段后端靠近对位已就位拱肋的前端拼装接头,拼装时,先用螺栓拼装,螺栓不完全拧紧,以便于拱肋高程,轴线调整。拱肋高程通过扣索调整,拱肋轴线通过抗风索调整。拱肋吊点在力完全交予扣索且抗风调整好之后松下。、扣索作业组工作范围:a、负责扣索系统的检查处理。b、负责各段拱肋

50、的扣索安装及调整,按指令“定长松索”,对拱肋进行调整。c、配合起吊落位组,测量观测组进行拱肋高程调整工作。d、执行指挥及工班长临时交办的任务。操作注意事项:a、坚守工作岗位,不得擅自离开。b、与测量观测组、起吊落位组、抗风作业组密切配合,进行扣索张拉及调索工作。c、两岸拱肋扣索张拉及调整对称进行,同步作业。、卷扬机组负责全桥卷扬机的操作、检修、保养;操作过程中精力集中,一切行动服从现场指挥的指令,接到可靠指令后才能进行操作。、抗风作业组负责抗风系统的检查、处理,配合起吊落位组对拱肋横向偏移进行调整。经常性检查抗风地锚及抗风索的牢固情况。在拱肋安装完毕、接头焊接完成和拱脚封闭后方可拆除抗风索。收

51、紧浪风索时,拱肋上、下游同步进行,且拉力横向分力应相等。(2)、测量观测小组工作范围:、负责拱肋轴线观测;、负责拱肋各扣点在各阶段的标高控制;、负责扣索各阶段索力观测;、负责缆索吊装主缆索垂度、索力观测;、负责吊装锚碇变形观测;、汇总和整理测量数据。操作注意事项:测量观测结果要求准确、迅速、及时地报告指挥台。(3)、安全治安组、负责吊装期间的施工安全布置、督促、检查工作。、负责在施工区域布置安全哨。、负责全桥吊装期间的治安保卫工作,对于吊装系统各部必须严加防范,以保证吊装安全.7.3.3、安全规章及措施(1)、按时进入工作岗位,未经同意不得擅自离开工作岗位。(2)、施工操作人员上班前不得饮酒。

52、(3)、一切行动听指挥,严格遵守操作规程。(4)、指挥人员站位要适当,发生的信号要明确、及时、无误。(5)、施工人员上班必须戴安全帽,不准穿硬底鞋,高空作业必须拴安全带、安全绳。(6)、 施工工具(如撬棍等)、螺栓及螺帽应妥善放置,作业区下方布置钢丝网,防止滑落伤人。严禁向下抛掷物件,严禁坠物伤人。(7)、停止作业时,所有吊装机具、设备应加防护,起重绳、牵引绳、扣索等都应卡死固定,并去掉电源保险。次日上班应进行全面检查。(8)、由于自然条件(如大雨、大风、大雾)的影响及夜间停止作业。(9)、指挥联络设施失灵或缺乏可靠的安全防护措施,发现吊装设备工作不正常等原因影响吊装作业时,现场指挥应及时采取

53、措施或暂停吊装作业,不得冒险施工。(10)、起重作业时,重物下方不得有人员停留或通过;无论何种情况,严禁用起重设备吊运人员。严禁斜拉、斜吊,吊挂时应平稳,钢丝绳与被吊物的夹角应大于60。(11)、卷筒上的钢丝绳应连接牢固,排整齐,放出钢丝绳时,卷筒上必须保留三圈以上。钢丝绳不得打环、打结、弯折和有接头。(12)、与气象部门加强联系,及时取得有关气象资料,根据气象预报结合本合同段现场具体情况,确定施工部位,工作内容,并及时编制和调整施工计划,提交工程师审查批准后实施。7.4、缆索吊机使用过程中的安全控制7.4.1、缆索吊机操作口令缆索吊机使用操作需有严格的操作程序,配置相对固定的操作人员和通讯设备。本缆索吊机的起吊功能,主要是桥面板,拱肋节段的吊运、安装。操作步骤是跑车、重物的提升、

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