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文档简介

1、第一部份:缆索吊装实施性施工方案一、 工程概况二、 吊装设备配置及要求1、地基承载与埋置要求2、缆索龙门塔架组成3、卷扬机配备及型号4、索具配备及规格5、吊具配备6、吊装动力电装备三、吊装程序及方法1、吊装前的检查2、吊装顺序3、吊装方式4、吊装指挥系统四、拱箱横向稳定缆风索设置五、吊装质量控制措施六、移梁方案七、吊装组织机构及分工负责八、吊装设备配备数量表和吊装设备检查表九、拱箱吊装线型控制十、安全措施第一章 缆索吊装实施性施工方案一、工程概况:卡达1#桥主桥为单孔140米跨箱型拱桥,主拱圈设计为等截面悬链线型无铰拱,矢跨比为f / L=1 / 5,拱轴系数m=1.756,每圈纵向由七段、横

2、向为五箱组成。拱箱高度2.4米、宽1.84米,边箱顶段为最重,重量为60吨,全桥共35段。由于受场地的限制,缆索主塔架跨度为240米,塔架设立于德钦端K132+546位置处及香格里拉端K132+786位置处。由于该桥地势起伏较大,桥梁跨度大,除主拱箱和T梁安装采用无支架缆索吊装外,其余拱上结构,均采用现浇、预制。(见下页缆索吊布置示意图)二、吊装设备配置及要求(一)、地基承载与埋置要求1、主塔架基础必须置于硬土层上基底承载力大于0.3MPa,基础顶部预埋钢轨位置要准确,各支承靴处的标高一致,基础为C20号片石砼,并埋好预埋件。(见主塔基础示意图)2、德钦和香格里拉岸主地锚为深埋式砼地锚,地龙钢

3、轨穿入千斤绳扣内,横于地锚坑距底部1000毫米处,千斤绳用葫芦拉直成束,各束的根数、位置要准确。主地锚为C20号片石砼,并埋好预埋件。(见主地锚示意图)3、卷扬机基础、预埋钢轨底部必须焊接抗拉钢筋,卷扬机的机架与轨面焊接,以及下拉索地锚、横向风缆地锚,均为C20号片石砼,并埋好预埋件。通过在拱座两侧预埋钢筋耳朵作为塔架前风缆地锚。(见卷扬机地锚示意图)(二)、缆索龙门塔架组成塔架:缆索塔架采用万能杆件拼装,实际拼装高度德钦岸塔高为20m,香格里拉岸塔高为20m 。主索跨度为240米。由立柱、横系梁(每隔10或12米联一道)、帽梁及顶部轨道、索鞍等组成。(见塔架示意图)(三)、卷扬机配备及型号卷

4、扬机:卷扬机共16台分别为:起重2台、牵引2台、扣索6台;立架采用1吨卷扬机4台,预制场采用两台2吨卷扬机用于牵引移梁。(四)、索具配备及规格索具:主索采用47.5钢丝绳6根,扣索1、2 、3段采用47.5钢丝绳,起重、牵引、风缆钢丝绳都是21.5。绳卡均按规范配置。(五)、吊具配备吊具:跑车,包括动、定滑轮组、吊杆、吊架、扣梁平衡轮等。(六)、吊装动力电装备吊装需用动力电200千瓦。以上设备都是经过严格设计计算达到安全系数要求而配置的。三、吊装程序及方法(一)、吊装前的检查:1、首先是施工质量的检查,如跨距及两拱座的平行度、倾斜度、倾斜面的平整度,同时划出各箱的位置。梁片检查,进一步核实拱箱

5、内外弧长,预留孔的通畅,端头污垢清凿,拱箱编号及中线标记等。2、缆索吊试吊运营 试吊的目的是观测塔吊位移,主索挠度,并观测主索受力均匀程度,动力设施工作状态、牵引索、起重索在各转向轮上运转情况以及主索地锚稳固情况,通讯指挥系统的性能和各作业之间的工作协调情况,分析设备的技术状态并进行安全鉴定,提出改进措施和确定能否正式吊装。 A:检查设备检查:当吊装设备全部安装就绪后,应进行全面系统的检查验收,如龙门架杆件是否齐全、螺栓是否上紧、帽梁上的索鞍是否对位、主索垂度及缆风索、扣索、起重索、牵引索是否按设计要求布置,接头绳卡是否齐全、上紧,有否安全标记,卷扬机位置是否正确与基础牢固联接,地锚千斤绳是否

6、按设计设置等。检查完毕后召开会议,总结检查情况,交待吊装安全及分工等有关事宜。确保各部位设备完好,工作正常。特别是卷扬机有无损坏,用电器是否有保护等。索引、起吊索、承重索安装正确,穿引平顺。检查缆索吊各部位安装与计算图纸技术交底相一致。牵引索,风缆索等与地锚的连接卡环数量,满足要求,不得小于规定数目,且必须保证卡环环复力,同时在有可能滑动的部分如卡环上涂上油漆等醒目易于观察的标记。检查安全制度、操作细则是否键全,操作室必须建在视野开阔、容易观测的位置,且必须设有防火、灭火设备。测塔架的垂度,空索时容许向后倾斜,但不得超过规定斜度。检查索鞍安装,保证索鞍安装位置的正确,主索平顺通过索鞍。信号明确

7、B:试吊检查:吊装前的全部检查验收,并通过改进复查后才能进行空载运行,再进行吊重试吊,观测缆索各部位变化。试吊前非吊装有关人员必须清除出场并站好警界,安排好的观测人员应到位,于各观测点,如卷扬机、地锚、龙门架、吊点处,观察吊重后的变化情况,然后由总指挥用步话机通知卷扬机司机起动将拱箱就地吊离地面10厘米,并联系各观查点报告变化情况。十分钟后,总指挥和总技术负责人确认无异常时,并通知起高50厘米、100厘米后的观察结果,由技术部门确认无误后,再将拱箱吊到就位的位置进行就位。(二)、吊装顺序:拱箱吊装采用单肋合拢,拱箱吊装顺序只能是先吊德钦端的第一段、第二段后吊香格里拉端的第一段、第二段、第三段,

8、吊德钦端的第三段,最后合拢。如果第一肋成拱后,先吊下游,必须先将主索移至下游,吊完一圈后,才移至上游吊完三圈。即全桥完成(拱箱吊装顺序如下图)段段I段I段顶段段段891314121110第二肋1267543第一肋15162021191817第三肋22232728262524第四肋29303435333231第五肋(三)、拱箱定位拱箱定位要点:首先将龙门塔架上的主索索鞍,移到该圈中线位置,边段就位时,下端先对准拱座上标划的梁端线,当架落到拱座后,挂上扣索平衡轮,配合主索进行标高调整,比设计标高高出10厘米,全部采用塔机收紧扣索并卡紧,中线偏差用梁头风缆左右调整待调整到小于2厘米时,松完起重索,暂

9、不取吊梁千斤绳,再次核实中线和标高,确认无误后,扣索打上保险卡,固定风缆,取出千斤绳。第二段定位时,下端与第一段梁头底板螺栓穿好,暂不上紧,待上端降至比设计标高高出10厘米时,挂扣索平衡轮收扣紧索慢慢降起重,再收扣索,如此反复循环。当扣索全部受力后,梁头标高达到上述要求,利用该段梁头缆风,调整中线允差2.3厘米以内,紧紧接头下部螺栓,再进行焊接,待焊完后松掉起重,取出吊梁千斤。第三段和第二段吊装一样。德钦端和香格里拉端一样。中段拱箱就位,即为合拢,用两台水平仪观测节头标高,两台全站仪观测中线。当梁到位,起重下降至梁嵌入后由施工人员对位好穿好接头螺栓,再降或升起,直到中段两端头标高比设计值高出3

10、-10厘米时停止。扣索按先第一段、后第二段、再后第三段,两端对称松索。如此反复多次,直至接头顶紧合拢,调整两端对称接头标高及中线,当达到设计要求时锁定缆风、拧紧下口螺栓,用钢板嵌塞各拱箱接头缝隙,再穿好上口螺栓并拧紧。此时可卸载70%,电焊各接头部件及拱座。(四)、吊装指挥系统(详见吊装指挥组织分工图)吊运重物特别是合拢调整绝不能分头指挥,在整个架设过程中,除一人总体全面负责外,设一人作现场操作指挥,并由现场指派各部位的负责人,用步话机统一信号联络。四、拱肋横向稳定缆风索稳定拱肋缆风索,是该桥的重点,在吊装过程中的不同施工阶段,具有不同的作用。在边梁段就位时,用以调整和控制拱肋中线,在拱肋合拢

11、时可以约束拱肋的横向偏移,拱肋成拱后,相当于一个弹性支承来减少拱肋的自由长度,而增大拱肋的横向稳定,当拱肋在外力作用下产生位移时,缆风亦有约束作用。经过多个工地的实践证明,横向稳定风缆始终是拱肋在施工过程中的一项主要的行之有效的稳定措施。(见后附扣梁示意图)设置横向稳定缆风应注意下面几个问题:1、缆风索锚固点不应产生位移,如果缆风受力后产生位移,则稳定作用减少。2、缆风索设置与地面夹角最好不大于30度,与梁水平夹角不小于45度、不大于90度。3、缆风索要有一定的安装张力,安装张力越大拱肋在外力作用下的位移越小。特别要注意因接头标高下降而引起的缆风松驰,并及时收紧。4、缆风索力求对称布置,这样不

12、仅约束力好,同时还可以避免因缆风受力不均而引起拱肋接头产生不对称变形。五、吊装质量控制吊装质量大部分取决于制梁精度,吊装前对已成型梁进行全面检查,重点检查几何尺寸、吊点位置,对检查出的问题,须先修整达到要求后再吊装。吊装过程中加强测量力量,指定专人负责对拱箱合拢时的标高、中线位置进行检查,中线偏移控制10mm,拱顶标高取决于梁长的精度,相对应的接头标高不大于20mm,安装完的箱梁要求达到每箱拼拢内弧平顺。六、移梁方案(见后附拱箱预制平面布置图和平板车移梁示意图)七、劳动力组合表和各项吊装施工组织分工负责人劳 动 力 组 合序号名称工作内容人数1总指挥搞好全桥吊装作业达标,如遇有问题时,找技术负

13、责商量解决1人2总负责人负责整个缆索吊装施工吊装作业1人3安全员做好安全交底,负责吊装过程中的安全工作1人4卷扬机司机作好卷扬机的安装调试工作,开卷扬机随时听从总指挥的命令3人5排绳工做好卷扬机的排绳工作,听从卷扬机司机指挥2人6扣、吊梁组听从总指挥的命令,搞好起梁对位及扣梁作业6人7梁头风缆组打好每一段梁的风缆,使每对风缆保持一定的张力6人8电工组保证工地用电及电气维修1人9电焊组搞好段梁的焊接工作质量达标2人吊装总负责人曾旭东吊装指挥吴庭刚卷扬司机组曾应龙扣 梁 组梁头缆风组装折吊架组满世和杨代胜满世和安 全 员测 量 组电 焊 组吊 梁 组电 工陈 刚吴伟华陈 睿吴庭刚张正国吊 装 施

14、工 组 织 分 工 负 责 人八、吊装设备数量表和吊装设备检查表吊 装 设 备 数 量 表编号名称规格数量说明130t主跑车2排12轮1套配10线,动定滑轮组2主索索鞍单排6轮2个3扣索索鞍单排单轮24个4扣索滑轮组单排7轮12个5牵行滑轮双柄4个6转滑轮单柄16个7前风缆滑轮单柄8个不装轴承8后风缆滑轮3柄8个9主索平衡轮特制单排单轮3个10主索收紧滑轮特制单排单轮2个11扣索平衡轮特制单排单轮6个12扣索三角平衡轮特制2轮6个13卸扣40t12个14卸扣50t12个15钢枕72块16卷扬机8t-10t10台17卷扬机1t6台18钢丝绳卡绳径 4320个19钢丝绳卡绳径 3240个20钢丝绳

15、卡绳径 47.550个21钢丝绳卡绳径 47.550个22钢丝绳绳径21.5350个23钢丝绳21.514t包括起动、牵引、风缆等24钢丝绳32110米25钢丝绳47.5240米3第三段扣索26钢丝绳47.5260米2第二段扣索27钢丝绳47.5260米2第一段扣索28钢丝绳47.52800米主绳缆 索 吊 装 设 备 检 查 表序号检查内容要求检查人复查人日期1德钦端主索地锚嵌岩深度2.4米以上2香格里拉端主索地锚同上3德钦端主索地锚焊点不得少于12点4香格里拉端主索地锚同上5德钦端主索地锚47.5千斤绳不得少于3圈6香格里拉端主索地锚同上7第一段扣索千斤绳32千斤绳不得少于2圈8第二段扣索

16、千斤绳同上9第三段扣索千斤绳32千斤绳不得少于3圈10单柄转角千斤绳21.5千斤绳不得少于2圈11牵引滑轮千绳21.5千斤绳不得少于3圈12各段扣索47.5钢丝绳2根13牵引索21.5钢丝绳走3线14起重索21.5钢丝绳走10线15主塔架后缆风21.5钢丝绳6线2组16塔架前缆风21.5钢丝绳2线2组九、拱箱吊装线型及挠度控制拱箱在施工拼装过程中,使用全站仪、经纬仪、水平仪加强桥的三维控制(即平面和挠度)。合拢的温度尽量控制在15。十、安全措施1、项目部安全领导小组,负责组织架桥过程中的安全防范工作,建立吊装前的检查组,对所有设备进行全面配套检查和试吊观察。2、根据现场环境设置禁界区,并设警告

17、标志在吊运程中设专人看守,不许闲人进入警界区。3、吊装架设期间经常与水文气象单位取得联系,以指导安排工作,大风、下雨天气严禁吊装作业。4、对于安全生产作业重大的设施,如地锚、塔架、主索、扣索、卷扬机、跑车及电源线路等,必须指定专人检查做到作业一次检查一次。5、严格执行统一指挥、统一信号、统一行动。6、为了确保施工人员的安全,在单肋一侧设圆钢扶手,靠拱座的边段顶面,还要设防滑拉绳。7、高空作业人员必须戴安全帽、安全带、穿防滑鞋。第二部份:缆索吊装方案计算一、概况二、索道的布置三、索道荷载四、主索计算五、起重索计算六、扣索计算七、塔架计算 (1)、塔架高度计算(2)、塔架外力计算(3)、风缆计算(

18、4)、塔架整体稳定性验算八、地锚选择与计算九、单肋成拱后松去扣索的纵、横向稳定性计算十、拱肋吊装时(单肋合拢)横向稳定风缆系统设计计算第二章 缆索吊施工方案选择和计算一、概况卡达1#桥主桥为140m跨箱形拱桥,纵向分7段,横向分5箱,并且两岸均有引桥,而两岸地形比较陡峭。拱箱采用预制吊装,拱箱预制场设置在卡达1#桥下,合拢方式采用单基合拢成拱,拱上为10m长的T梁。边箱顶段为最重,重量为60吨,以边箱顶段作控制设计。二、索道的布置拱箱预制位置设在卡达1#桥下沟滩上,实行拱箱平移后拱箱正吊装,故将塔架德钦端设立在K132+546位置处,塔高20m;香格里拉端设立在K132+786位置处,塔高20

19、m,缆索跨度240m。塔架宽度为10m,塔顶宽14米。具体见缆索布置示意图。三、 索道荷载1、集中荷载: 拱箱重:以边箱顶段为最重60T,吊具重按:8T重设计(跑车2T、动滑轮加配重2T各两套)总重量: 60+8=68T 按70T进行设计:P=700KN2、均布荷载:钢丝绳的选用索具规格表名 称项 目单位主索起重索牵引索扣索型号股丝+芯637+1637+1637+1637+1根数直径根mm647.51021.5321.5247.5单位长度重力Kg/100m792.9163.8163.8792.9横截面积mm2843.7174.27174.27843.7钢丝直径mm2.21.01.02.2破断拉

20、力KN14302962961430钢丝绳极限抗拉强度Mpa1700170017001700钢丝绳弹性模量Mpa75600756007560075600钢丝绳弹性模量考虑折减系数0.36主索为647.5钢丝绳在行车两边主索上每20m间距设置分(支)索器,支承起重索和牵引索,分索器平均重力按8N/m计算。显然,作用在主索上的均布荷载由下列几部份组成:主 索 重力:q1=6792.9Kg/100m=475.74N/m起重索重力:q2=2163.8Kg/100m=32.76N/m牵引索重力:q3=163.8Kg/100m=16.38N/m分索器重力:q4=8N/mq=q1+q2+q3+q4=533.3

21、N/m=0.5333KN/ mG=0.5333240=127.992KN四、主索计算1、主索的最大张力和相应的垂度当跑车吊重位于跨中时,主索张力最大,控制主索的设计,取控制主索张力的安全系数K=3.5 则主索的容许张力Tmax和相应的跨中垂度f 取HTmax公式:换公式计算最大内力:(在5%内可以)相对垂度:。2、主索的安装张力及安装垂度。为了保证架设的主索在吊重时的最大张力不超过容许值,必须以主索安装张力H0及安装垂度f0控制主索的张力和标高。这时作用在主索的梁中荷载为不计拱箱的重力的跑车空载重力p0(按8t)位于跨中的主索张力由张力方程求得:上式中,两主塔顶等高:cos=1,P=700KN

22、,P0=80KN,Ek主索弹性模量: (多股钢丝绳的拆减系数0.36) 主索截面积: 主索容许张力:代入公式: 代入方程:选代法解方程,经试算:H=612.525KN相应的跨中安装垂度:3、安装段拱肋时主索的张力和垂度安装段时跑车离塔顶的最小水平距离按58m计算,最大吊重按照最重梁段60T,根据张力方程:x取58m代入:则方程为:经计算:Hx= 2169.215KN相应垂度:主索升角:跑车升角,即跑车作用点处的切线倾角。=53754.23” sin=0.098 cos=0.9954、温度改变对主索的影响计划主索在8月下旬架设,9月上旬吊装,这段时间在云南温度变化升高最大值约按5。当温度升高时,

23、跑车吊重于跨中,主索的张力和垂度计算如下:根据张力方程:式中:钢丝的线膨胀系数=0.000012,t=5代入方程得:解:Hx=2446.675KN相应的跨中垂度: 5、塔顶位移对主索的影响 当跑车吊重位于跨中时,允许两塔顶向索跨内位移()塔高,塔高40m,取H/500,=0.08m,验算主索的张力和垂度。张力方程: 解则方程:解:相应垂度:通过以上1、2、3、4、5条计算的主索最大拉力Tmax=2446.675KN根据桥涵公路施工手册P902页:验算主索安全系数:k=P/(1.2T主)34式中:1.2-吊重冲击影响的动载系数 P-钢丝绳的破段拉力如k值与规定出入较大,则调f值或钢丝绳根数,验算

24、如下: k=P/(1.2T主)=(6*1430)/(1.2*2446.675)3.0在34之间(即可以)即上述相应的选择钢丝绳满足受力要求。6、主索应力计算跑车满载位于跨中时主索应力最大,应验算主索与车轮处考虑弯曲影响的应力和主索与平滚接触作用在内的应力,按桥规要求满足: 式中:钢丝绳的极限抗拉强度,=1700Mpa k抗拉安全系数,取k2. 考虑弯曲作用的应力 为跑车车轮个数:46=24个 满足要求 考虑接触作用的应力Dmin索鞍平滚的最小直径取550mm,d为钢丝绳直径,d=2.2mm,一般要求R12倍钢索直径或30d。 主索最大弯曲应力: 取锚固段倾角a1=20跑车吊重后,位于塔架前(安

25、装I段时)时主索的弯曲最利害,在一般情况下,考虑为主索弯曲作用的应力为最大,其塔顶作用力也最大。跑车吊重后,位于塔架前时 a=145013 sin a=0.25606, cos a=0.96665塔顶竖直即塔顶受力为:134.2T以上计算表明,所选用的主索型号,跑车轮个数,平滚直径等符合受力要求。五、起重索计算起重索采用“走10布置”,起重和转向滑轮均采用滚珠轴承滑轮,滑轮系数n=0.98,在起重索各段上的拉力值如图:起重卷扬机收紧拉力:式中为考虑拱肋两点起吊的不均匀受力和起吊时的冲击影响 式中为考虑拱肋两点起吊的不均匀受力和起吊时的冲击影响 =1.5p为起吊时重有拱肋重和吊具重:60+8=6

26、8T两点起吊:则 选用8T卷扬机作起重动力。起重索的安全系数: 起重索的接触应力: 固端锚固力: 以上计算表明,选用21.5的钢束作起重索是安全的。六、牵引索计算跑车在主索上运行是依靠索引索的索引,跑车安装I段离塔架最近时,升角最大,索引力也最大。1、牵引力:索引索的总索引力由三部分:克服跑车运行阻力,起重运行阻力,后索引索的自然张力。跑车运行阻力: 为跑车运行阻力系数:取 ,Q为集中重起重索运行阻力, m=11 后牵引索的松驰张力: 牵引索的单位重力:16.38N/m 跑车后的第一个分索器离跑车的距离:设 牵引索在上述区间内里自然垂度:取=2.05KN2、牵引卷扬机的选择由上面计算受力简图,

27、牵引卷扬机吊点之间有两个转向滑轮,故收紧拉力与总牵引力之间关系为: (采用8T卷扬机,牵引索需采用三线布置的方案。)3、牵引索安全系数:(可以,采用三线布置)考虑接触应力的安全系数: (可)七、扣索计算由于拱箱分7段拱肋安装,所以从连接合拢段的边段即(段)开始计算,循序渐进。扣索将段布置置于主塔顶下6米,、段置于主塔顶。计算原则:以边箱(47)、(48.4)、(44.15)、顶段(58.9)t,底板增加1cm厚计算: (48)、(49.5)、(45.2)、顶段(60)t重量进行计算,考虑最不利位置时的扣索。 各段座标表(X、Y外弧数据参见施工图S5-2-6计算)点名座标A段挂点M1B段挂点M2

28、C段挂点M3DX013.99818.1633.68737.92152.77957.148Y010.58211.92420.47721.36626.01626.080应从第段作受力分析.第段:扣索拉力由如下部份组成: 由段拱肋自重P1引起的扣索拉力T1 段拱肋接头处下缆风拉力P2产生的扣索拉力T2缆风拉力P2取80KN,X2取2.5m由中段自重的30%50%拱肋搁置P3在接头处引起的拉力T3 P3=拱肋自重/2 取上限50% 上面,拱肋自重均按底板增加1cm厚 、由上项各段座标分别代入计算公式。段: T=900.79KN V=336.79KN H=896.16KN同理将段V反作用在段端部,即P3

29、=336.79KN,代入:段:T=767.71KN, V=498.65KN, H=719.87KN再将段V搁置在段端部,即P3=V=498.65KN代入:段:T=781.57KN、段相互比较T最大值为T=900.79KN即:扣索最不利时,Tmax=900.79KN,取扣索247.5 (可)即:扣索采用247.5作扣索是安全的。八、塔架计算:(1)、塔架高度计算由于受现场地理位置的限制,塔架设立在拱座距前端约20m位置处,塔架高度:由塔顶标高和塔架位置处地形标高之差确定,塔顶标高计算:首先根据确定的fmax值来确定索塔高度h: h=fmax+h1+h2h1-索塔底面与吊物需跨越过的障碍物最高点之

30、间的高差:h2-主索临空高度:取7.5m(取值主索跑车和连接起吊滑轮组构造高度取1.8m、吊钩捆绑绳高度取2.15m、起吊物最低点需要跨越障碍物的安全距离取1.5m、拱肋高度为2.2m。共计取7.65m) h=28+3973.901+7.65+25=4034.551m再由扣索扣梁时设计图要求在20度60度之间的扣索倾角:如下图:扣索倾角先暂按20度考虑计算:则塔顶标高值h=3973.901+27.58+(52.48+50)tg20h=4038.78m两者相比较取最大值:塔顶标高取:4038.78m由于考虑一些不利因素的影响,所以塔顶标高取 4046 m作控制:(2)、塔架外力计算A、主索产生的

31、外力:B、起重索、牵引索产生的的外力:V(53.6+92.72)(sin200.25606)87.51KNH(53.6+92.72)(0.9666- cos20)3.94KNC、扣索产生的外力: V值有3种:V1=900.79(sin20+sin24-13-58)= 677.81KNV2=767.71(sin20+ sin31-52-30)= 667.98 KNV3=781.57(sin20+ sin41-01-04)= 780.25KN合计:V2126.04KNH值有3种:H1=900.79(cos20cos24-13-58)= 25.05KNH2=767.71(cos20cos 31-52

32、-30)= 69.47KNH3=781.57(cos 20cos 41-01-04)= 144.74K合计:H顶239.26KND、风力产生的外力:顺桥向:HAWAK1K2W0 基本风压取:500pa,根据塔架形状等因素查得相关系数 K1取1.3,现状地形情况,风力影响塔高按20m计:K2取1.3,塔宽14m。H20m10m0.41.31.3500N/m2=67.6KN作用力点:在塔顶下10m位置处。横桥向:塔宽为6m,H20m4m0.41.31.3500N/m2=27 KN作用力点:在塔顶下10m位置处。(3)、风缆计算和缆风产生的外力、总的水平力:塔顶:H72.463.94+239.263

33、15.66KNV1610.5487.512126.043824.09KN万能杆件、索鞍、塔顶工作平台合计按120T塔架基础受力:V=3824.091200=5024.09KN基础受力面积:A=210=20m2 基底应力:=(5024.09103N)/(102m2)= 0.251Mpa考虑一些影响,塔架基底应力大于0.3Mpa,砼按C20片石砼进行施工。、风缆计算:换算到塔顶水平力:Q(315.662067.6(20-8)/20356.22KN根据公式计算塔架最小位移: Q=356.22KN 1=0 2=30 E=75600 Mpa 1=20 2=30风缆确定采用21.5钢丝绳637+1,公称抗

34、拉强度1700 Mpa,21.5钢丝绳:A174.27mm2 q=16.38N/m P破=296KN后缆风采用两组走6线布置缆风索,前缆风采用两组走2线布置、缆风地锚至塔架的水平距离69.24m。 由于前风缆发生负位移比后缆风正位移时所需的安装张力为大,故选用一组前缆风试确定满足最小位移所需要的安装张力。塔顶位移=0.307,1=0.307cos30=0.265m位移后发生的张力差:H=首先假定风缆的水平安装张力H=200KN,分别代入公式经试算:HX=123.856KN故前风缆需要的水平安装张力定为200KN后缆风安装张力:2H1cos=2H02 H2=200*cos30=173.2KN即为

35、后缆风的安装张力、后缆风安全系数计算当塔架在吊梁过程中和扣梁后,塔架的水平推力应由后缆风和塔架共同来承担,计算时主要由缆风承受,后缆风取21.5。取破断力为1700Mpa,滑轮组2组走6线。后缆风安全系数K(4)、塔架整体稳定验算塔架由万能杆件组拼,采用下端固接,则其水平荷载由塔架和风缆承受。前计算后风缆拉力为:T=173.2 KN 2组:则后缆风受力T=2173.2KN=346.4KN 顺桥向风力均布荷载q=5001.31.3100.4=3.38KN/m 万能杆件自重,索鞍架和平台共按120T计算即1200KN、验算顺桥向整体稳定性:(验算最高塔架)倾覆点为O点(见下页图):则倾覆力矩:M倾

36、=H20+q20(20-10)=315.6620+3.382010=6989.2KNm经计算L=13.5 mM稳=(V+G)3+TL=(3824.09+1200)3+346.413.5=19802.67KNm整体倾覆稳定性安全系数:计算简图如下:塔架整体按压杆稳定进行验算(水平力由风缆承担)塔架计算考虑最危险截面:底部截面(以最高塔架作计算)作用在塔顶V=3824.09KN 万能杆件自重按1200KN。总的向下竖直力V=3824.09+1200=5024.09KN万能杆件塔架采用下端固接,上端自由,取2,万能杆件截面组合形式如下图:组合截面回转半径:查得: ix=iy=0.21h 查得: ix

37、=iy=0.21h 上述:采用N型万能杆件,用N1和N2作立柱为L120*120*10型,相应h=25cm。则: 截面型:ix1=iy1=0.21*25=5.25cm,查:A1 =16.6cm2 截面型:ix2=iy2=0.21*25=5.25cm,查:A2 =93.2cm2则截面型:由I=,则:I1x=I1y=i2*A=5.252*16.6=457.5375cm4I2x=I2y=i2*A=5.252*93.2=2568.825cm4则:塔架总的惯性矩:对x-x轴:代入换算得:IX=138728210.9cm4=1.38m4对y-y轴:代入换算得:Iy=14120210.9cm4=0.1412

38、 m4总惯性矩以Iy为最小,截面验算用Iy进行验算在塔底截面:轴力:即竖直受压力N=5024.09KN弯矩计算时:由于水平力由缆风绳和万能杆件共同承担,当吊重时,后缆风产生的水平力为:173.2*2*cos20=325.51KN作用在塔顶10M高处,则:由风荷载产生的水平力和主索等产生的水平荷载792.21KN即弯矩M截面=383.26*20-325.51*20=1155KNm即截面总面积A=8*(93.2+16.6)=878.4cm2塔架的长细比:N临=根据:公式由=119.88,查钢结构设计规范,=0.4377W=I/y,y=1.0m,y为压力较大分肢的轴心到y轴的距离.代入:主肢角钢稳定

39、性验算:主肢角钢以4N1或4N2作立杆,每节间长度2米,取计算长度L200cm A=93.2cm2 查钢结构设计规范得取塔底为验算截面,在塔顶按超静定连续梁进行计算得:主肢最大轴力N420KN则:即满足要求验算横杆2N4和斜杆N5考虑在起吊梁和风力作用以及扣梁时,风缆均起重要作用,杆件的节间长度为2m按换算的水平力为Q=383.26KN 2N4杆件为2L75758 =3.36cmA=23.0cm2 查钢结构设计规范得则:即满足受力要求九、主地锚选择 地锚沿主索方向拉力F地锚全部采用深埋重力式砼地锚,尺寸为1166m3,浇筑的砼容重为24KN/ m3,则有效砼重。每个地锚须地锚沿主索方向拉力NN

40、=T1+ T2+T3+ T主+ T牵+ T起+ T后缆风=900.79+767.71+781.57+1610.544+53.6+92.72+2*173.2=4553.33KN=455.3t 抗拔稳定性 式中: 与地锚拉力N的水平与垂直分力坑内有效压重,G=9504kN; 与岩层的摩擦力,摩擦系数=0.6,路桥施工计算手册; ,因此所有的梁头缆风地锚的抗拔稳定性能满足施工安全要求。抗滑稳定性 式中:E地锚前后的被动土压力与主动土压力的差;砼与基地岩层的摩擦系数取=0.6;H地锚埋入深度2.4m;L地锚长度6m;h地龙高,1m;K压力差系数,;内摩擦角,查得取400,带入求得K=4.38;r岩层容

41、重,取21KN/m3; 代入求得:;由此得出结论,地锚满足施工要求。十、单肋成拱后松去扣索的纵、横向稳定性补充计算卡达1#大桥为140米净跨的钢筋混凝土拱桥,拟采用单肋吊装合拢后松去扣索,试验算在此状态下的纵横向稳定性?根据现场受施工条件和地形的限制,拟采用先合拢中箱,以下计算以中箱计算为说明:计算跨径:141.672m, 计算矢高:28m,矢跨比: 1/5,拱轴系数:1.756通过计算得单肋拱圈截面特性入下:截面面积:A=0.8143(m2)对水平轴惯性矩I0.5625m4对自身竖直轴的惯性矩I0.3779m4截面扭转惯性矩:I0.6517m4混凝土的弹性模量混凝土的容重5.55/(根据工地

42、试验室和配合比实测)一、 纵向稳定性验算 计算拱箱平均轴向力拱箱恒载内力则:回转半径查公路设计手册拱桥上册表-11得:表值中查得9.10477: 查公路设计手册上册拱桥表-16得:V2值为:0.52774则由: 拱箱平均轴向力:(2)、计算拱箱纵向稳定的平均纵向力NL临界水平推力: , K1查表:无绞f/l=1/5时,K1=63.5则: (3)、计算纵向稳定系数K证明纵向稳定性安全性很大二、横向稳定性验算(1)、计算临界轴向力NL/截面抗弯刚度和抗扭刚度之比G为剪力弹性模量根据和f/L查,K2=40.65则临界推力 (2)、横向稳定系数: 根据公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)第1

43、91页11条“7段拱肋吊装,受施工条件或地形限制无法采用双肋合拢时,在对缆风系统进行专门设计,确保拱肋横向稳定安全系数不小于4可以采用单肋合拢,且在单肋成拱后松去扣索的拱箱纵、横向稳定性计算过程中没有考虑横向缆风、下拉索缆风的作用。横向稳定性大于4施工时并不是不需设置横向缆风,拱箱在吊装就位后仍然需要设置横向缆风、下拉索缆风。十、拱肋吊装时(单肋合拢)横向稳定风缆系统设计计算根据前计算拱箱(单片)在形成无绞拱的纵向稳定性安全系数为20.22。横向稳定安全系数为5.46。凭借以往成功的经验,卡达1#大桥受地形的限制采用单肋合拢进行施工。下对拱箱单肋成拱时的风缆设计如下:由于拱箱安装是将主索移到拱

44、肋的正上方,实行正就位,正吊装,拱肋丧失稳定因素影响最大是受横向风力的影响。拱肋安装时,每片拱肋沿拱箱节头处沿梁肋轴线水平夹角为55度,并与地面夹角为25度,向下锚固于砼缆风地垅上,拱肋缆风按上下游尽量对称布置。根据产生的风力荷载公式H=AW=A*K1*K2*W0 K1,K2,W0查桥梁设计规范。W0为基本风压值:取500Pa,拱肋为矩形截面:K1取1.3,拱肋离地面高70m左右,取K2=1.42,拱肋高度为2.2m,则沿拱肋横向所受风荷载为均布荷载q=2.2*500*1.3*1.42=2030.6N/m=2.0306KN/m假设风往下游吹时:试计算上游侧的水平拉力:T1拱箱肋长按弧长计算取2

45、2m55q 22m 拱箱T1T22525拱肋横向风缆计算简图 则风缆钢丝绳所受拉力为30.09KN缆风绳按取21.5 .6*37+1,公称抗拉强度为1700MPa。其破断力为P=296KN则:缆风绳的安全系数:K=296/30.09=9.83.5(可)拱肋,段左右侧对称设置且均与拱肋水平平角为55,侧向下为25设置,布置时,根据现缆风作用在地锚上,地锚采用砼地垅:缆风布置图见后地锚采用深埋重力式砼地锚,尺寸为2.52.52.5m3, 锚点置于底端向后侧0.5M,各基坑底上0.15M处。浇筑的砼容重为24KN/ m3,则有效砼重。每个地锚须地锚沿主索方向拉力N=T =30.09KN 抗拔稳定性

46、式中: 与地锚拉力N的水平与垂直分力坑内有效压重,G=375kN; 与岩层的摩擦力,摩擦系数=0.6,路桥施工计算手册; ,因此所有的梁头缆风地锚的抗拔稳定性能满足施工安全要求。抗滑稳定性 式中:E地锚前后的被动土压力与主动土压力的差;砼与基地岩层的摩擦系数取=0.6;H地锚埋入深度1.08m;L地锚长度2.5m;h地龙高,0.15m;K压力差系数,;内摩擦角,查得取400,带入求得K=4.38;r岩层容重,取21KN/m3; 代入求得:;第三部份:缆索吊装相关图纸图一:缆索吊装施工示意图图二: 主塔基础平面图图三:主地锚图图四:卷扬机地锚图图五: 下拉索地锚图图六:塔架万能杆件拼装图图七:扣

47、梁示意图图八:拱箱预制平面布置图图九:平板车移梁示意图第四部份拱箱吊装主要技术人员及熟练操作工人的简 历拱箱吊装主要技术人员简历表姓名曾旭东年龄60工作年限38技术职称高级工 程 师主 要 职 务技术主管工 作 经 历年年参加过施工的大桥名称担任何职该大桥简况8586巴县箭滩河大桥技术主管箱型拱跨径80米两跨三段单基合拢90文川县胡塘坝大桥技术主管箱型拱跨径100米单跨五段单基合拢8687洛璜干子溪二号桥技术主管箱型拱跨径90米单跨五段单基合拢91文川县罗轩溪大桥技术主管箱型拱跨径100米单跨五段单基合拢92涪陵涪江大桥技术主管箱型拱跨径100米两跨五段单基合拢9394 潼南大桥技术主管箱型拱跨径120米两跨五段单基合拢95达县川河大桥技术主管箱型拱跨径90米两跨五段单基合拢9697綦江县东溪大桥技术主管箱型拱跨径90米两跨五段单基合拢9799忠县洽井口大桥技术主管箱型拱跨径100米三跨五段单基合拢9899丰都泥巴溪大桥技术主管135m单跨五段四肋单基合拢992000江北区唐栋大桥技术主管90m2两跨五段八肋单基合拢20002001彭水老虎口大桥技术主管1502两跨五段七肋单基合拢20022003温塘河特大桥技术主管箱型拱

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