某上部构造为连拱4孔大跨净跨132m钢筋混凝土箱形拱大桥缆索吊装系统设计

1、缆索吊装系统设计XX大桥施工的重点、难点是主拱箱吊装合拢，吊装方案合理与否是关系到XX大桥施工成功的关键。1. 吊装方案研究 1.1 设计上对吊装施工要求 主拱箱采用缆索吊装，设计分段最大重量65t，施工吊重按70t考虑。 主墩按单片拱合拢控制设计，故相邻孔合拢片数相差不大于1，拱箱吊装阶段墩顶水平位移不大于3cm，拱上加载各阶段墩顶水平位移不得大于2cm，施工时要注意观测。 单片拱箱合拢后，拱箱横向稳定系数不能满足规范要求，故不能松吊扣索，双片拱箱合拢后，在纵横向连接牢固稳妥，纵向砼强度达到75设计强度后可松吊扣，但不松风缆索。 拱箱吊装过程中加强抗风措施，避免大风天气的不利影响，吊装塔架做

2、好避雷设施。 吊装顺序跨序：涪陵岸跨 中跨 长寿岸跨，严禁先中跨后边跨吊序。片序：先中片后边片并左右对称段序：端段间段顶段并左右对称根据设计要求，我们对主拱箱吊装合拢方案进行了选择与研讨。1.2 双基合拢吊装方案主拱箱采用缆索吊装，设计分五段，分段吊重为65t，设计吊重70t。 由于设计按双基合拢，单片拱箱合拢后不松吊扣索，故需架设两付吊重70t的工作索道。主墩按单片拱合拢控制设计，故相邻孔合拢片数相差不大于。若按设计双基合拢，主墩应能承受双片推力，但设计主墩按单片推力控制，多余一片拱箱推力应增设反拉抵抗推力装置，承担多余一片拱的推力，才能满足双基合拢要求，或改变主墩设计以满足抗推力要求。 拱

3、箱吊装阶段墩顶水平位移不大于cm，拱上加载各阶段墩顶水平位移不得大于cm ，施工时应随时注意观测外，还应随时调整增设的反拉抵抗推力装置拉绳的拉力，用以确保主墩顶水平移位满足设计要求。 反拉抵抗推力装置的拉绳不能采用钢丝绳，因钢丝绳受温度影响较大和弹性伸长较大，须采用钢绞线张拉设置 。 反拉绳上端固定在墩顶，下端需穿过相邻主墩身，在主墩基础承台后设张拉台座。 单片拱箱合拢后，拱箱横向稳定系数不能满足规范要求，故不能松吊扣索，双片拱箱合拢后，在纵横向连接牢固稳妥，纵向接头砼达到设计强度的75后方可松吊扣索或先松吊扣索再浇接头砼，但风缆索不能松。 拱箱吊装过程中应加强抗风措施，避免大风天气的不利影响

4、，吊装塔架作好避雷设施。 吊装顺序：跨序：涪陵岸跨 中跨 长寿岸跨，严禁先中跨后边跨吊序。 片序：先中片后边片并左右对称。段序：端段间段顶段并左右对称。1.3 单基合拢吊装方案 主拱箱采用缆索吊装，分五段预制，分段最大重量65t，按70t设计缆索。 采用单基合拢，只需架设一付吊重70t的工作索道。 满足设计吊装方案中主墩按单片拱合拢控制设计和相邻孔合拢片数相差不大于1，拱箱吊装阶段墩顶水平位移不大于3cm，拱上加载各阶段墩顶水平位移不大于2cm，施工时注意观测。 单片拱箱合拢后，拱箱横向稳定系数不能满足规范的要求，采取松吊不松扣索或松吊、松扣索，加强横向浪风的施工方法，但该方案违背规范和设计要

5、求的双基合拢。 单片拱箱合拢后，在纵向连接牢固稳妥，即可松吊索不松扣索，加强横向浪风，再浇注纵向接头砼，但违背设计吊装方案先浇纵向接头砼，待强度达到设计强度的75后松吊、扣索的原则。 拱箱吊装过程中应加强抗风措施，避免大风天气的不利影响，吊装塔架应做好避雷设施。 吊装顺序 跨序：涪陵岸跨 中跨 长寿岸跨，严禁先中跨后边跨吊序。 片序：无法满足先中片后边片并左右对称的设计片序。片序改为先吊左右线相邻最近的一片，依次往外的吊序。这样全桥单基合拢片数只有8片，同跨左、右线相邻两片合拢后，采用强有力的型钢连接支架刚接后再辅以横向浪风，让两片拱形成稳定结构后，其它拱片依次往外紧靠合拢的施工方法。此方案须

6、验算主墩抗扭刚度。 段序：端段间段顶段并左右对称。2.吊装实施方案根据设计资料，拱箱合拢要求按双基箱合拢，而主墩按单片拱箱合拢设计，导致主墩无法抵抗双基肋合拢推力要求，同时设计吊装跨序未考虑桥址地形、地貌条件限制，主拱箱预制场无法安排在两台后路基上或在45墩之间，只能选择在56墩之间，无法按设计吊装跨序施工。经研究对比双基箱合拢与单基箱合拢方案，虽双基箱合拢方案满足设计要求，但应增设主墩反抵抗单片拱推力装置和架设两付吊重70t的工作索道，且反拉抵抗装置设在靠地面，反拉绳影响拱箱吊装时移梁桁车无法进入主索道下，不能实施，费用也昂贵。而单基合拢方案需改变设计方案，但只架设一付吊重70t的工作索道，

7、费用较双基合拢方案省。综合多种因素，经设计院检算单基合拢时主墩抗扭刚度满足施工需要，经业主、监理、设计、施工几方多次会议研究决定，本桥主拱箱采用先吊装左右线相邻最近的两肋拱片，待左右线相邻最近拱片合拢后用型钢连锁，形成一个稳定“ 桁架拱”结构后，并辅以横向浪风再松开吊扣索，待全桥“桁架拱”形成后，其它辅助箱遵守相邻孔合拢片数相差不大于1的要求依次往外，左、右对称吊装。即穿“钢背心”吊装合拢方案。3. 缆索系统布置3.1 主要高架索道布设 索道布设根据研究的主拱箱吊装实施方案，以及后续工程的实际情况，XX大桥索道设计为跨度655m，吊重70t的主索道一付和吊重为5t的工作索道两付。主索道承重索选

8、用655（日本产）密封式钢丝绳，单根破断拉力为272t，工作索道承重索选用国产47.5钢丝绳。主索道用于吊装主拱箱、墩（拱）上立柱及其盖梁和车道板等，工作索道用于材料、机具、人员运输和砼浇注等。拱箱采用双点起吊,主索起重索采用2根21.5mm钢丝绳，在跑车与滑车组吊点间穿成走10线起吊，通过塔顶架于主地垅前转向进入8t卷扬机，由电气集中控制台操作；主索牵引索选用2根26mm钢丝绳，通过主地垅前的转向滑车，进入12t卷扬机牵引。两跑车间，用长度与吊距相同的短钢丝绳相联，以免发生对拉事故。 塔架支承主索的两端塔架为门式铰结塔架。根据索道跨径、主索最大工作垂度、吊装安全高度、主索长度以及两端高程等综

9、合考虑，两端塔架高度为长寿岸高H=56m，涪陵岸塔高H=66m。每个岸塔的塔身采用万能杆件组拼，有16个支柱组成，每个支柱由四片N1杆件拼装，每个岸塔脚用8片铰友座。（见图1）图1 高架索道示意图主地垅两岸主地垅均设为钢筋混凝土深桩式地垅。每个地垅设22m桩，桩径7m，桩间设主索栓绳横墙。单桩设计拉力894t。3.2.主拱箱吊装系统设计“钢背心”设计“钢背心”是将紧靠桥轴线的相邻两片拱固接，并辅以横向浪风，以便形成稳定的“桁架拱”结构后摘除吊扣索，因此“钢背心”设计应有足够的刚度，将两片合拢后的拱肋连接在一起增强横向刚度以便稳定。(见图2)图2 钢 背 心 示 意 图.1每跨边段顶端和次边段顶

10、端第一个横隔板处，中段中央共计5处设置横向连接，控制两拱箱平面尺寸不变形，及其在风力作用下共同受力达到稳定。.2 钢背心上横梁采用222组成“”字构造，焊在拱箱顶板的预埋钢板上，下横梁同样用222，中部用万能杆件组拼与上横梁形成桁架结构，将两肋拱箱牢固连接。扣索系统设计 该桥分五段吊装，扣索分上扣索、下扣索，扣索索力计算结果分别为上扣索力103.54t，下扣索力为42t，采用443和234钢丝绳。.1 因拱箱预制场据桥址地形、地势实际情况，只能选择在5#6#墩(紧靠6#墩)，墩上立柱盖梁顶至地面高达90m，拱箱起吊过扣索高度较大，无法采用歪拉迈过扣索,只能选择穿扣方案，所以上下扣索分别设置一定

11、宽度(2.5m)的扩张装置以利拱箱能从扣索中间穿过。.2 长寿岸有小工作索道牵引、起重绳影响，扣索在平面位置上应有能躲过工作索道起重、牵引绳的宽度，且路基上预制有众多的拱上立柱无法直接引出，故扣索对称布置在主索两侧米处，挂托索轮从塔架上引出,扣索锚固于主地垅上。.3 索道跨度大，次边段扣索的水平夹角过小，故墩上立柱上设扣搭以增加扣索角度，减小扣力。设计为万能杆件组拼的移动式扣塔，下部用锚拴固定于墩上立柱盖梁上，顶部四周设15.5缆风绳，用小工作索道吊运移动。.4 拱箱就位后平面空隙只有4cm，无法采用传统的捆绑式吊装与挂扣拱箱，拱箱吊、扣点设计为预留洞式，顶板处加设了牛腿，开发设计吊、扣直接转

12、换的吊带式扣挂系统。.5上扣索、下扣索均从主地垅引出，上扣索采用1×2000m，下扣索采用2×1000m绳，采用双头滑车连接。.6 扣索在拱箱吊装时，穿塔架的次数较多，且扣索较长，工作量较大，布置时宜尽量减少退绳长度。 缆风系统设计 本桥设计风速27.9ms，拱箱吊装采用双单基肋合拢方案，横向风力达44t，稳定性较差。设计安全稳定的拱箱浪风系统是不可少的。(见图3).1 缆风设计原则上是尽量少且对称布置，缆风绳要短，能提供足够的拉力且变形量小，要尽量比桥轴线夹角大，与地面的夹角小，且两边长度、角度尽量对称，但该桥地形地势极差无法满足这些一般基本要求。.2 单片拱合拢时设置4

13、对浪风，每根浪风拉力按10t水平力设计，采用219.5钢丝绳。.3 地垅设计，按每个地垅上设组浪风，计拉力78t，4个316预埋环设计，地垅一律采用桩垅，桩径22.5m，深度为35m。.4该桥浪风由于地形条件差，左右浪风长度、角度相差较大，且设置于拱箱下，拱箱易扭转，同时长度过长（最长达250m），受力差，竖角度大（达30多度），增大了扣力，施工中应加强观测。.5扣塔设计由于主索道跨度大、水平夹角偏小，加之拱箱预制场在桥下，起吊拱箱采用穿扣的方法。根据拱箱吊装的要求，在4#8#墩设扣塔，用万能杆件组拼，塔顶安设水平梁，以支承及扩张上扣索，墩柱盖梁上设置下扣索支承及扩张装置，上下扣索扩张宽度2.5m，扣塔下部锚栓固定于墩上立柱盖梁上，顶部四周设15.5缆风绳，拉在相邻墩帽上，扣塔采用工作索道移动。高架索道系统安全系数表 项 目计 算容许备 注主地垅 抗拉 894/672=1.32>1.3 桩式地垅 抗拨 388/303=1.3>1.3 抗倾覆扣索地垅 抗拉>1.3 按120t受力设计,实际受力为90t 抗拨>1.3 抗倾覆>1.3主索 272/88=3.07>3日产55密封绳6根起重