朝阳大桥缆索吊装施工专项方案评审后修改2020年

1、1、工程概况1.1、工程概述(1)、项目地理位置尖山乡与朝阳寺镇均位于咸丰县中西部，两乡镇紧密相连，但受地形条件及诸多因素限制， 两乡镇交通基础条件差，缺少交通主干道。尖山乡至朝阳寺镇需沿等外公路绕行约20公里，平均车程约1小时。为打通朝阳寺镇至唐崖土司城的旅游休闲度假通道，推动唐崖河风景名胜区的建设进程，咸丰县县委、县政府及县交通运输局提出建设咸丰县朝阳大桥及接线工程。项目地理位置见图1-1。图1-1 项目地理位置图(2)、桥跨布置咸丰朝阳大桥起点里程为K2+262.5000，终点里程K2+533.500，桥宽度12m，桥梁跨布置为30m(预应力箱梁)+195m(上承式钢管砼拱)+25m(预

2、应力箱梁)，桥梁全长271m，桥宽：2m(人、非混行道)+8m(车行道)+2m(人、非混行道)=12m。公路等级为二级公路，双向两车道。桥位平面见图1-2，桥型布置见图1-3。图1-2 桥型布置图(3)、主桥、拱肋 图1-3 主拱构造图主桥采用净跨195m钢管混凝土桁架上承式拱桥，净矢跨比为1/5,主拱轴线为悬链线，拱轴系数m=2.2，拱肋为等截面钢管混凝土桁架结构。全桥共两片桁架，两桁架中心间距8.0m， 每片拱肋由4根950mm钢管组成高4.6米，宽2.4米的钢管桁架，水平向由40012mm钢管横向连接两根主钢管；在距离上、下弦管中心线1m处各设一根35012mm钢管横向连接两根腹杆。腹杆

3、采用40012mm钢管作竖向连接。主拱肋上弦钢管壁厚依次为：跨中60m区段间釆用95024mm钢管(三维图中以不同颜色区分不同的钢管截面)，紧接相邻48m区段间对称釆用95018mm钢管，剩余拱脚区段釆用95032mm钢管。主拱肋下弦钢管壁厚依次为： 跨中144m区段间采用95018mm钢管，剩余拱脚区段釆用95032mm钢管，主拱肋钢管灌注自密实微膨胀C50混凝土。、横向联系两道拱肋之间设有13道横撑以保证拱肋横向稳定。横撑主管釆用400l2 mm钢管，竖管釆用350l2mm钢管。、拱肋检修道为保证空中施工安全和运营期间结构养护需要，在主拱肋上下弦管上均设置检修梯。检修梯釆用钢格梯踏板制作步

4、梯梁，分段焊接于主拱肋缀管上，并设置护栏扶手，其表面采用喷铝防腐。、立柱、横梁拱上立柱釆用钢管混凝土结构，较高的1、2、11、12号立柱钢管截面釆用130020mm，3、4、9、10号立柱钢管截面釆用1000 xl6mm，5、6、7、8号立柱钢管截面采用80022mm，58号立柱钢管内不灌注自密实微膨胀C50混凝土，其余均灌注自密实微膨胀C50混凝土。对于较高的14、912号立柱之间横桥向设置横撑，主管釆用40012mm钢管。图1-4 拱上立柱构造图横梁釆用预制的普通钢筋混凝土结构，横梁通过预埋法兰盘、连接螺栓和立柱连接。、桥面板主桥桥面系统采用16m跨预应力混凝土小箱梁，简支转连续结构，梁高

5、120cm，中梁顶宽240cm，边梁顶宽285cm。小箱梁之间湿接缝宽50cm。桥面横向采用4片小箱梁，桥面铺装整体设置。、拱座主拱拱座为整体式扩大基础。基底应落在完整中风化石灰岩上，基底基本承载力3Mpa。 拱座内预埋钢管应与主拱钢管焊成整体，以利于传递拱脚截面内力。(2)、引桥引桥朝阳寺岸采用30m跨预应力混凝土小箱梁，鸡鸣坝岸采用25m跨预应力混凝土小箱梁。 结构简支，30m跨梁高160cm，25m跨梁高140cm。中梁顶宽240cm，边梁顶宽285cm。小箱梁之间湿接缝宽50cm。桥面横向采用4片小箱梁，桥面铺装整体设置。下部过渡墩采用板式桥墩，墩底与拱座连接，墩身截面为实心矩形截面，

6、截面尺寸为680200cm；桥台采用U台扩大基础。1.2、施工节段划分及缆索吊装重量确定(1)、拱肋分段及最大吊装重量图1-5 拱肋分段图表1-1 主拱分段参数表拱肋吊装分段见图1-5，每侧主拱肋分13段吊装，全桥共26个拱肋吊装段。各分段重量见表1-1，可以看出，第一节段拱肋最重，单个节段重量为75.032t。(2)、拱上立柱及盖梁最大吊装重量拱上1、2、11、12号立柱较高，可分23段进行吊装，其余立柱可整体吊装，立柱重量较轻，不作为吊装控制；每根盖梁C40砼25.2m3，重65.52吨。(3)、桥面箱梁最大吊装重量拱上16m小箱梁边梁较重，最大重量42.38吨。朝阳寺岸引桥30m箱梁边梁

7、较重，最大重量104.52吨。鸡鸣坝岸引桥25m箱梁边梁较重，最大重量79.56吨。(4)、额定起重能力的确定缆索吊机上、下游分别设置一组承重索。拱肋考虑就位时由单组主索承载，16m小箱梁由单组主索吊装，25m及30m箱梁考虑由2组主索抬吊安装。因而全桥考虑设计2组每组额定承载能力76t的运输索，每组运输索上设置2个额定净起重量38t的起吊滑车组，两组主索均匀承载时最大起吊重量可达152吨，完全满足朝阳大桥上部构造各构件吊装需要。1.3、工程场地自然条件1.3.1、地形、地貌桥址位于唐崖河中游河段，谷底北侧为朝阳水库。勘察期间朝阳寺水库库水位约503.0m，两岸桥端连接线路面高程为598 60

8、0.0。桥址水位以上两岸地形陡峻，坡度5585，水位以下两岸地形连续陡峻，坡角约5080。图1-6 桥位区域地形平面图1.3.2、工程地质项目区桥址及两端连接线覆盖层分布很少，且厚度不大。沿线大多基岩出露，桥址几乎全由基岩分布，地表仅有很薄的残积土或滚石，根据1/5万咸丰区域地质报告，基岩地层为中生界三叠系嘉陵江组岩性为浅灰色深灰色，中厚层巨厚层灰岩、白云质灰岩夹角砾状灰岩，整个嘉陵江组厚度800余米。根据设计地勘资料，桥位两岸塔架基础及锚碇处主要为青灰色灰岩，其物理力学参数详见表1-2、表1-3。表1-2 岩石饱和单轴抗压强度统计表层号岩土名称个数基本值标准差 变异系数 修正系数 岩石抗压强

9、度标准值 (Mpa)最大值最小值平均值-1青灰色灰岩2087.4044.7072.149.320.1290.9568.47-2浅肉红色 白云质灰岩1987.5057.9070.137.830.1120.9566.97-3深灰色灰岩558.528.645.7412.260.2680. 7534.10-4角砾状灰岩580.8058.1066.148.810.1330. 8757.78表1-3 工程设计参数建议值一览表层号岩土名称岩土状态钻孔(挖孔)灌注粧天然重度(KN/m3)容许承载力(KPa)桩端承载力极限值(Kpa)钻(挖)孔桩侧摩阻力(Kpa)基底摩擦系数-1青灰色灰岩中风化26.50300

10、040000.70-2浅肉红色白云质灰岩中风化26.00300040000.70-3灰黑色炭质灰岩中风化25.00200030000.55-4角砾状灰岩中风化26.00250035000.65表中4种岩性，以青灰色灰岩分布最广，浅肉灰色白云质灰岩过渡其间，深灰色灰岩和角砾状灰岩呈夹层出现，岩石新鲜、坚硬、厚实、强度高、风化程度低，节理裂隙一般发育，岩石完整较完整，是路基和桥梁良好的持力层。1.3.3、气象、水文(1)、气象咸丰县境内地形复杂，相对高差较大，因此，气候除受大范围天气系统约束外，还表现出明显的小气候特征，即低山、二高山区具有北亚热带温润性季风气候特征，高山地区则属于南温带季风气候类

11、型。县内气候温和，多年平均温度低山的1416，二高山在1214，高山在1012。县气象站测得极端高温37.6，极端低温-13，日平均气温大于10有215240天，大于20有80100天。无霜期低山260295天；二高山225260天；高山180225天。全县多年平均降水量1460mm，测得最大年降水量2353.9mm (咸丰站）。雨热同期，降水主要集中在49月，占全年降水的62%88%，78月带出现伏旱，光照、气温降水三同步。 多年平均日照1062小时，以8月最多，有201小时，二月最少，只有46小时。总之，咸丰县气候温和，雨量充沛，无霜期长，但日照较少。(2)、水文条件大桥位于朝阳寺镇，位于

12、咸丰西南属乌江水系。大河小溪呈树枝状展布，最后汇入长江。区内河流均属区河流，落差大、水流急、冲刷强、 切割深，流域段常形成狭长河谷，流量暴涨暴落，具有典型山区峡谷河流特征。桥址横跨唐崖河，为乌江支流。唐崖河是古冰川故道，它发源于星斗山国家自然保护区，穿过黄金洞、唐崖土司皇城，向西倒流入乌江，进长江，东奔大海，有“岸转涪江，倒流三千八百里”之说。线路勘察区属长江水系，唐崖河流量变化大，为常年性河流，河谷宽约112m-160m，水位500m左右，其水源为河流两岸发育的常流或季节性泉水。另外沿线还发育数条有间歇性水流的大小溪沟。地表水流量受降雨控制，具有典型的山区河流特点，侵蚀、搬运能力较强。路线上

13、地表水不发育， 道路不受洪水影响，但降雨时地表面流对道路边坡冲刷及降水入渗，对工程有不利影响。桥梁设计标高由路线纵坡控制，桥中心设计标高距唐岩河常水位约97m，拱座高出洪水位约26m，洪水位不控制设计标高。1.4、施工环境条件(1)、工程用水工程地处朝阳镇附近，生活用水为自来水，施工用水可采用抽取唐崖河河水。(2)、工程用电工程用电采用就近高压线路接驳，必要时需考虑自备发电机解决临时停电问题。(3)、四大材料和燃油来源及供应黔江、恩施、重庆市场钢材、水泥、木材、商品砼及燃油资源丰富，可就近购买质量合格产品。(4)、运输条件目前道路(含临时道路)已能到达各施工作业面，运输条件非常方便。(5)、生

14、活设施项目经理部已建设完成，新增民工计划修建板房来满足施工人员的生活、生产需要。(6)、通讯移动通讯网络覆盖施工区域，可直接用手机通信。吊装期间配合对讲机进行指挥联络。1.5、朝阳大桥上部主要吊装工程数量表1-4 钢拱肋及桥面系钢结构安装主要工程数量表序号项目名称单 位数 量1钢管拱肋、风撑t1376.882检修道t52.532钢立柱t318.533C40钢筋砼盖梁个12416m小箱梁片52525m小箱梁片4830m小箱梁片41.6、施工总平面布置施工总平面布置见图1-7。上部结构安装工程主要临时设置为缆索吊机、现场钢结构组拼焊接及小箱梁预制场、场内外运输道路及构件缆索吊机起吊平台。(1)、缆

15、索吊机本缆索吊机设计以满足钢管拱肋、风撑、拱上立柱盖梁及桥面箱梁等安装需要为目的。缆索吊机系统由主索、起重索、牵引索、前后风缆、天跑车及起吊滑车组、索鞍、塔架、锚碇和卷扬机等组成。根据桥梁结构、现场地形(地质)，并结合现场已施工完成临时设施及桥梁基础施工开挖等情况。考虑朝阳寺岸塔架设置在0号桥台后50m，索塔中心桩号K2+212.5m，鸡鸣坝岸塔架设置在3号桥台后20m，索塔中心桩号K2+553.5m，缆索运输系统主索跨径L=341m。两岸主扣索皆共用同一个锚碇。根据运梁通道需要及主索后拉索水平倾角要求，朝阳寺岸主锚碇布置在塔架后100m处；鸡鸣坝岸主锚碇布置于塔后86m处；两岸主锚碇皆对称于

16、桥轴线布置。缆索吊机上下游各设计1组额定起吊能力76t的承重索，每组承重索设置前后2个吊点，单个吊点额定起重量38t。承重索总体布置跨度为(100+341+86)m，朝阳寺岸主索后拉索与水平面间的夹角为22.61,鸡鸣坝岸主索后拉索与水平面间的夹角为23.34,缆索系统对塔架产生的水平推力通过前后风缆及塔架自身刚度来克服。主索锚固在主锚碇后锚梁上，塔架后风缆锚固在前锚梁上，塔架前风缆锚固在桥台内的预埋拉板上。另在上下游承重索旁各设置1组额定起吊能力10吨的工作索，作为小型机具运输、设备检修 、扣索及拱肋、立柱、盖梁及桥面小箱梁等的安装辅助。工作索锚固在主锚碇前锚梁上。卷扬机布置在朝阳寺岸锚碇前

17、缘40m左右的路基靠内侧，卷扬机平台平面尺寸13.4m5.4m，布置11台主要起吊、牵引等卷扬机，卷扬机利用地梁内的预埋件锚固。机电设备控制室及视频监控室设置在卷扬机附近。拱肋两岸及上下游同时对称安装，每岸上下游各设置6道扣索，每道扣索由两根钢索组成。12段扣索通经交界墩顶部的座滑轮导向后锚固在桥台内的预埋拉板上，36段扣索经塔顶座滑轮导向后锚固在主锚碇前锚梁上。缆索吊装系统总体布置见图1-8。(2)、现场钢结构组拼焊接及小箱梁预制场地根据现有场地条件及缆索吊机的布置情况，钢结构组拼焊接及小箱梁预制场地皆设置在朝阳寺岸，距离0号桥台约400m的路线左侧，以便于拼装好的拱肋及预制好的盖梁、小箱梁

18、节段运输至缆索吊机前缘20m的起吊平台起吊安装。整个场地横向宽度50m，纵向长200m，场地地表平整压实，压实度93%以上，然后浇筑15cm厚C30砼硬化，四周设置排水沟及截水沟。场地内设置龙门吊机及运梁车进行钢结构的组拼焊接、砼构件预制及运输、移梁。钢结构先在工厂预制加工，并进行预拼装及检验，拆分后利用汽车运输至施工现场，在现场设置钢结构组拼焊接及存储场地，在组拼场地内组拼焊接成吊装节段。利用龙门架、运梁车将组拼完成的节段运输至缆索吊机下方的起吊平台，通过缆索吊机提升、运输和安装就位。(3)、起吊平台起吊平台设置在塔前20m至50m的引道路基上，平台纵向长30m，横向宽10m，平台顶面高程6

19、00m。平台压实度93%以上，然后浇筑15cm厚C30砼硬化，同时注意四周排水。拱肋节段、风撑、盖梁及桥面小箱梁皆在起吊平台上起吊。(4)、运梁道路加工好的拱肋、立柱节段及预制盖梁、小箱梁通过运梁车运输至塔前起吊平台。运梁道路利用现有引道路基，路基压实度不小于93%，完成稳定基层及两侧排水沟施工。运输道路纵坡应不大于4%(根据运梁车参数确定)，运输道路总长约400m。运输道路应经常检查和维护，确保安全。(5)、指挥台指挥台应设置在视野开阔处，对各主要施工部位应确保通视。因而选择将指挥台设置在朝阳寺岸起吊平台内侧(靠上游侧)30m左右的路基边坡上方，标高约610m左右，该处对桥跨范围、两岸塔架及

20、锚碇、卷扬机平台、起吊平台、预制及组拼焊接场地、运梁道路等皆可通视。构件吊装阶段，现场指挥人员在指挥台通过对讲机对吊装过程进行指挥和协调。1.7、施工要求(1)、本缆索吊装系统必须严格按照设计图纸及相关规范要求进行安装，在试吊及验收合格后方可进行正式吊装；拱肋及桥面系的吊装严格按设计程序进行加载。(2)、质量目标：满足国家、湖北省现行的施工及验收规范要求，工程质量达到“GB50300-2013”验收标准的“合格”标准。(3)、安全文明施工目标及要求：争创文明施工工地。特种作业人员持证上岗。始终如一地坚持“安全第一、预防为主”的安全管理方针，具体安全目标为：杜绝各类员工重伤、死亡责任事故；杜绝重

21、大垮塌事故。(4)、施工工期要求：计划2020年11月底完成缆索吊装方案设计、评审及完善，2021年春节前完成设备的准备及运输，2021年6月底完成缆索吊装系统施工及试吊验收，2022年2月底完成全桥上部结构安装。1.8、技术保证条件(1)、缆索吊装系统施工前，对所有参与相关工作的施工人员进行技术 HYPERLINK /hypx/List_181.html t _blank 培训，对与缆索吊装系统及拱肋、立柱、盖梁、小箱梁安装施工相关的内容进行全面的技术、安全交底，使操作员工明确了解施工流程、具体工序要求、规范标准和操作规程要求、检查验收的程序、质量标准、安全注意事项等。缆索吊装系统及上部结构

22、安装过程中安排项目部技术负责人及专职安全员随时对缆索吊装系统及拱肋、立柱、盖梁及桥面梁安装施工情况，依据专项施工方案、施工图纸及相关文件、 HYPERLINK /Soft/kfsj/Index.html t _blank 规范的要求进行现场检查，发现问题立即进行整改，并对整改情况及时进行落实。缆索吊装系统安装完成后，由公司技术负责人组织技术、安全、质量、设备等处室、项目经理部相关人员以及总监理工程师进行联合验收和试吊，验收不合格不得进行拱肋等的安装施工。(2)、施工人员按审批的施工组织设计的要求配备到位：选择具有丰富缆索吊装及拱桥施工经验的技术员、安全员进行施工管理，优选具有丰富类似工程施工经

23、验的起重工参与缆索吊装系统及拱肋安装的实际施工操作，从而确保能够严格按照图纸及构造要求进行系统安装布置，确 HYPERLINK /hypx/List_187.html t _blank 保施工全过程的安全。工程所需的设备、材料按计划组织进场，并按规定进行进场验收，设备性能可靠，材料质量符合标准要求，并按规定要求送检，合格后方可使用。(3)、缆索吊装系统所有受力结构要求认真进行计算、复核，从而确保缆索吊装系统的每一个数据都有据可依，在技术上确保结构的安全性。塔架钢梁、索鞍系统、天跑车、吊索具等重要结构焊缝探伤检查合格。试吊检查整个缆索吊装系统的结构安全性。按规定程序对本拱肋吊装施工专项方案进行审

24、核，并按危险性较大的分部分项工程安全管理规定有关问题的通知(建办质201831号)及危险性较大的分部分项工程安全管理规定(建设部令第37号)的相关要求组织专家论证，按照专家论证的意见进行修改、完善，按要求报相关人员批准后实施。2、编制依据2.1、编制范围及主要编制内容本施工组织方案编制范围为咸丰县朝阳大桥上部结构工程安装施工。其主要内容包含钢管拱肋、风撑、拱上钢立柱、砼盖梁及桥面小箱梁的吊装施工方法、顺序、质量及安全保证措施，缆索吊机系统塔架、缆索系统、锚碇及扣索等相关临时措施工程的设计及施工。2.2、编制依据本方案编制依据的主要技术资料有：(1)、咸丰县朝阳大桥及接线工程两阶段施工图设计(2

25、018年12月)华杰工程咨询有限公司；(2)、公路桥涵施工技术规范(JTG/T 3650-2020)；(3)、钢结构设计规范(GB 50017-2017)；(4)、钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)(5)、公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2017）；(6)、一般用途钢丝绳GB/T 20118-2006；(7)、重要用途钢丝绳GB 8918-2006；(8)、起重机设计规范GB/T 3811-2008；(9)、缆索起重机GB/T 28756-2012；(10)、缆索起重机技术条件SL375-2017；(11)、缆索起重机型式试验细则TSG Q7009-2007；

26、(12)、水电水利工程缆索起重机安全操作规程DLT 5266-2011；(13)、起重机 钢丝绳 保养、维护、检验和报废GB/T 5972-2016；(14)、热轧型钢(GB/T 706-2016)；(15)、中华人民共和国安全生产法；2014年8月31日；(16)、建设工程施工现场供用电安全规范 (GB50194-2014) ；(17)、建筑施工高处作业安全技术规范（ JGJ80-2016）；(18)、建筑卷扬机安全规程(GB/T 1955-2019) ；(19)、起重机械安全规程GB 6067-2010；(20)、起重机械安全监控管理系统（GB/T28264-212）；(21)、公路工程施

27、工安全技术规范（JTG F90-2015）；(22)、建设工程施工重大危险源辨识与监控技术规程（DBJ 13-91-2007）；(23)、生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则（GB/T 29639-2013）；(24)、危险性较大的分部分项工程安全管理规定有关问题的通知 (建办质201831号)；(25)、危险性较大的分部分项工程安全管理规定 (建设部令第37号)；(26)、SAP2000中文版使用指南(2006年9月)人民交通出版社；(27)、起重吊装常用数据手册(2002年2月)人民交通出版社；(28)、建筑施工起重吊装安全技术规范(JGJ276-2012)；(29)、现场测量、调查资

28、料。3、施工进度计划及资源配置计划3.1、施工进度计划表3-1 缆索吊装系统及拱肋、桥面系安装施工进度计划表年度、月份工程项目20202021年2022111212345678910111212345设备加工制作及运输塔架基础施工主锚碇施工塔架及索鞍安装缆索及机电系统试吊验收拱肋、横撑、风撑及检修道安装钢管砼充灌拱上立柱盖梁安装缆索系统拆除备 注主要工作内容为：、缆索吊机设计及制造、运输；、塔基、锚碇基础开挖、钻孔、混凝土浇筑；、塔架钢结构及风缆安装；、吊装系统14根主索、2根工作索及相应起吊、牵引、安装；、拱肋及相应扣索安装，风撑、检修道安装；、拱上钢立柱及12根砼预制盖梁的安装；、缆索吊机

29、拆除。2021年2月底完成设备的加工制作准备及运输，2021年1月底完成塔架基础施工，2021年4底月完成主锚碇施工，5月中旬完成两岸塔架拼装，年6月底完成缆索吊装系统施工及试吊验收，11月底完成拱肋、风撑及检修道的吊装，2022年3月底完成拱上钢立柱及盖梁安装。2022年5月底完成缆索系统拆除及运输出场。3.2、材料与设备配置计划(1)、材料及设备供应缆索系统卷扬机、起吊滑车组、起重小车、索鞍及大部份吊具采用现有设备，塔架钢管立柱，型钢、钢梁、钢锚箱，钢绳等部份采用公司现有设备，部份新采购或加工，其它结构钢材及扣锚索钢绞线、锚具等由项目部集中采购和有资质的金属结构厂家加工，严格按照设计材质、

30、规格、型号落实，并满足相关规范要求。焊接按建筑钢结构焊接技术规程JGJ 81-2002、钢结构工程施工质量验收规范GB 50205-2001及公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011(第19章 钢桥)的有关要求执行。对接焊缝要达到一级焊缝要求。焊缝除按规程要求进行外观检查外，一级焊缝应进行100%无损检测，二级焊缝应进行抽检，抽检比例应不小于20%。混凝土集中拌制，砼罐车运输至施工现场，泵送入模。钢筋在重庆钢材市场采购经检验合格的产品，汽车运输至施工现场。主要材料和机械设备见表(10)：(2)、主要材料、机械设备主要施工工具及质检设备见表3-2，缆索吊机主要材料、设备见表3-3。表3-

31、2 主要施工工具及质检设备表序号名称规 格长 度数量备 注1倒链葫芦310t10个2手搬葫芦1t6个3汽车吊25t1辆4装载机Z501台5交流焊机30KW6台6载重汽车20t2辆7全站仪莱卡1台8精密水平仪莱卡NA22台9经纬仪J22台10千斤顶25t4台11电动扳手M27型套812电动扳手M22型套613电动扳手M30型套214手持切割机CS-150台10表3-3 缆索吊机主要材料、设备4、施工工艺技术4.1、施工工艺流程图4-1 上部结构安装工艺流程图4.2、缆索吊机设计4.2.1、吊重的确定单组主索额定起吊能力按76吨设计。起重小车、起吊滑车组、配重及吊扣点连接、起吊牵引钢绳等附属结构重

32、量17.375t，每组主索计算重量为Gmax=(G+P)1.2 =(76t+17.375t)1.2=112.05t=1098KN。1.2为冲击系数。4.2.2、承重主索(1)、主索布置在塔顶布置2组756mm(637S+FC)的合成纤维芯钢索作为主索，主索正对所安装肋轴线。主索公称抗拉强度1770MPa,单根钢绳钢丝截面积A=1233.79mm2，单根钢绳单位长度重量11.6kg/m，整条钢丝绳的最小破断拉力为Tp=1830KN。2组主索在空载状态皆可进行横移。图4-2为主索平衡轮布置图。图4-2 主索平衡轮布置示意图主索跨度L=341m，主索安装垂度f0=13.5m。单组主索吊运76t额定荷

33、载至索跨跨中时，承重索最大张力Tmax=3977.09KN，安全系数K=3.22，跨中吊重最大垂度fmax=26.001m,垂跨比为f/L=1/13.11。为使悬索受力均匀，通过150吨大吨位滑轮串联，使张力自动调整均匀。见图4-2。主索56mm钢索用量27600=8400m。主索回头卡数量应不少于15个，对接索卡不少于30个，索卡间距35cm。钢丝绳绳卡应配套使用，应将U 形环部分卡在绳头的一面，压板放在主绳的一面。如果U形部分与主绳接触，则主绳被压扁后，受力时容易断丝。 （正确的安装方式） （错误的安装方式）图4-3 绳卡安装方式图钢丝绳夹头在使用时应注意以下几点： 卡子的大小要适合钢丝绳

34、的粗细，U形环的内侧净距，要比钢丝绳直径大13mm，净距太大不易卡紧绳子，容易发生事故。 上夹头时一定要将螺栓拧紧，直到绳被压扁1314直径时为止，并在绳受力后，再将夹头螺栓拧紧一次，以保证接头牢固可靠。为了便于检查接头是否可靠和发现钢丝绳是否滑动，可在最后一个夹头后面大约500mm处再安一个夹头，并将绳头放出一个“安全弯”。这样，当接头的钢丝绳发生滑动时，“安全弯”首先被拉直，这时就应该立即采取措施处理。(2)、主索计算结果及计算结论、计算结果计算过程详见附件2，计算结果如表4-1示。、主索计算结论从计算结果可以看出，主索在额定承载时的各运输工况，其张力安全系数及应力安全系数皆满足规范要求，

35、主索受力是安全的。表4-1 各阶段承重主索计算成果表(一组主索)阶段运输位置主索张力T(KN)安全系数K主索垂度f(m)朝阳寺岸塔架作用力(KN)鸡鸣坝岸塔架作用力(KN)空索状态867.71313.5H=56.010V=469.316H=60.326V=479.494空载状态起重小车等位于跨中1473.65817.543H=96.617V=787.413H=103.946V=804.699安装拱肋荷载位于朝阳寺塔前26m2675.347f1=9.456f2=12.338H=-54.157V=2178.554H=188.533V=1180.394荷载位于鸡鸣坝塔前34m2887.562f1=1

36、4.191f2=11.718H=194.006V=1272.078H=8.445V=2268.253至索跨跨中3977.0903.22f1=26.001f2=26.001H=246.281V=2213.736H=266.059V=2260.388弯曲作用应力=0.519KN/mm2，安全系数K=3.412接触作用应力=0.517KN/mm2，安全系数K=3.4224.2.3、工作索(1)、工作索布置考虑到吊运扣索、设备检修、运送小型机具及施工辅助的需要，在塔顶每组主索内侧(距离主索中心1.2m位置)各布置了1组156mm (637S+FC)的纤维芯钢索作为工作索，公称抗拉强度1770MPa,

37、单根钢绳钢丝截面积A=1233.79mm2，单根钢绳单位长度重量11.6kg/m，整条钢丝绳的最小破断拉力为Tp=1830KN。工作索按最大吊重100KN控制设计。工作索用量2600=1200米。(2)、工作索计算结果及结论表4-2 各阶段工作索计算成果表计算工况主索张力T(KN)安全系数K主索垂度f(m)朝阳寺岸塔架作用力(KN)鸡鸣坝岸塔架作用力(KN)空索状态139.07812H=9.331V=72.855H=10.023V=74.487朝阳寺岸塔前20m位置370.1349.356H=-6.859V=300.065H=26.325V=161.125鸡鸣坝岸塔前20m位置370.4019

38、.347H=24.678V=157.297H=-4.968V=304.512至索跨跨中571.0493.2025.174H=36.284V=312.429H=39.124V=319.128接触作用应力0.519KN/mm2，安全系数K3.412。从计算结果可以看出，工作索在各运输工况，其张力安全系数及应力安全系数皆满足规范要求，工作索受力是安全的。4.2.4、塔架及塔顶分配梁(1)、塔架结构、塔身构造 (见图4-4)两岸塔架结构基本相同，朝阳寺岸塔架总高44.255m,鸡鸣坝岸塔架总高47.255m，两岸塔顶等高程。塔架立柱采用63014钢管并通过法兰盘接长，每侧4根，全塔共8根钢管柱，立柱框

39、架内水平腹杆及斜腹杆分别采用万能杆件2N4及2N5杆件，水平面斜腹杆采用2N5杆件，2N4及2N5腹杆通过螺栓与立柱钢管上焊接的缀板连接；塔架纵向宽2.4m(前后立柱中心距离)，横向每侧立柱宽2.4m，中部门架宽8.4m，塔顶横向全宽17.6m，塔脚横向全宽13.2m。上下河立柱之间在塔顶及中部分别设置万能杆件横向连接系，中部横向连接系皆使用2N4、2N5杆件，上部横向连接系根据受力需要，横向斜腹杆采用4N3(2N3)杆件，上下横向水平杆采用4N4杆件，竖向采用4N1(2N1)杆件，其余采用2N4、2N5杆件。塔架立柱分段加工，每段间采用高强螺栓通过法兰盘进行连接，在厂家进行精加工后运输到施工

40、现场进行拼装，每侧4根立柱钢管两相邻两节段(共计12m)应在工厂与腹杆一起进行整体预拼装，拼装合格并对应编号后运输至施工现场；运输至现场前，要求对下部塔架的整个外露部分进行除锈工作，并外涂两道红丹底漆和一道橘红色面漆。、塔顶分配梁塔顶分配梁(L)为630高500宽钢梁，顶底板及腹板厚度皆为16mm，材质皆为Q235。前后两根分配梁，分配梁通过高强螺栓连续支承于钢管及万能杆件柱头上。分配梁在中部附近设置接头，接头腹板及底板利用高强螺栓和连接板进行连接，顶板坡口熔透焊并打磨光滑，以利索鞍滑行，索鞍利用穿心千斤顶及JL32的精轧螺纹牵引横移，索鞍滑行到位后，利用高强螺栓固定在分配梁上。前后分配梁之间

41、利用230B组合槽钢作为横向连接系，以增强分配梁的横向刚度及整体性。塔顶分配梁构造见图4-5。图4-4 塔架构造图图4-5 分配梁构造图、塔架风缆塔架在分配梁(L)前后侧分别设置前后风缆，塔架设置后风缆各4道，前风缆2道；前后风缆皆采用624mm纤维芯钢索(637S+FC 1670MPa)；后风缆正对每根钢管柱布置，前风缆正对外侧钢管柱布置。塔架横风缆每侧一道，与水平面夹角约30布置，采用620mm纤维芯钢索(637S+FC 1670MPa)。后风缆进入主锚碇锚固，横风缆另设锚碇锚固，前风缆利用桥台内的预埋拉板锚固。为减少风缆垂度的非线性影响，增大风缆对塔架的约束作用，风缆皆设置一定的初始张力

42、，风缆初张力在塔架安装完成后(缆索系统安装前)即进行施加，并控制朝阳寺岸塔顶向锚碇方向预偏移10.9cm，鸡鸣坝岸塔顶向锚碇方向预偏移10.5cm。见表4-3。表4-3 每道风缆张力及塔架位移表(KN-mm)岸 别前风缆后风缆横风缆纵向位移初张力最大张力初张力最大张力初张力最大张力初始偏移跨中偏移朝阳寺岸230230160230.645120-108.7(向后)18.1(向前)鸡鸣坝岸300300130215.118120-105.1(向后)5.8(向前)、避雷装置由于塔架较高，必须设置避雷设施。按照级结构物避雷要求设置，通路电阻小于4。塔架防雷装置由接闪器、引下线和接地装置等三部分组成。采用

43、25圆钢制作接闪器，其长度为2m，塔的两侧立柱上分别设置一根；同时用12圆钢外套PVC防护管(避雷装置与塔架绝缘)作为引下线，接至地面与相应的接地装置相连接，接地装置采用型钢75758打入地中设置，打入深度不小于1.5m。、塔架基础塔架基础为C30砼扩大基础，基础全部嵌入基岩。每侧塔柱设置一个独立的基础，基础平面尺寸5.45.4m，厚2m，中心距离缆索吊机中线5.4m。每个基础内预埋416根32mm的预埋螺栓锚固塔脚。要求基底容许承载力不小于0.5MPa。(2)、塔架计算结果及结论塔架计算采用SAP2000结构分析通用程序按空间杆系结构建立计算模型，风缆由于作用了较大的初张力，按杆单元进入计算

44、模型，用Ernst公式进行风缆等效弹性模量计算。计算荷载考虑了自重、风荷载、风缆荷载、缆索系统荷载及扣索系统荷载等的综合作用，共计算了以下19工况。、计算工况根据塔架在构件运输至索跨不同位置作用荷载大小的对比分析，以两组承重索同时运输额定荷载至跨中作为控制计算状态，塔架共验算以下4个工况，见表4-4，其中工况四为塔架整体稳定性计算。计算时，两岸塔架分别建模进行计算。表4-4 塔架验算工况名 称构件位置荷载组合备 注工况一索跨跨中索塔自重及风缆初张力荷载（CSHZ）静力计算工况二索跨跨中索塔自重及风缆初张力荷载（CSHZ）+吊运额定荷载至跨中缆、扣索系统荷载（LSHZ）静力计算工况三索跨跨中索塔

45、自重及风缆初张力荷载（CSHZ）+6级风荷载（FLHZ）+吊运额定荷载至跨中缆、扣索系统荷载（LSHZ）静力计算工况四索跨跨中索塔自重及风缆初张力荷载（CSHZ）+6级风荷载（FLHZ）+吊运额定荷载至跨中缆、扣索系统荷载（LSHZ）屈曲分析、计算结果各工况位移计算结果见表4-5，塔架强度、基础应力、塔架风缆张力及塔架整体稳定计算结果见表4-6。表4-5 各工况塔顶位移最大位移(mm)计算工况朝阳寺岸塔架鸡鸣坝岸塔架备 注 纵向Vy横向Vx竖向Vz 纵向Vy横向Vx竖向Vz工况一-108.70.0-105.10.0仅有塔架及风缆工况二14.30.0-13.32.90.0-11.6自重+风缆+缆

46、扣系统工况三18.10.0-13.35.80.0-11.7自重+风缆+缆扣系统+6级风容许值(H/400)110110118118是否满足满足满足满足满足满足满足注：、安装位移是指在塔架自重及风缆初张力作用下的塔架位移值，此时没有安装缆索系统；、纵向位移负值表示向锚碇方向，竖向位移负值表示向下；、塔顶位移容许值为塔高的1/400。表4-6 塔架最大受力计算结果统计表Q235 M型万能杆件(KN)岸别规格名称最大拉力允许最大拉力最大压力允许压力是否满足朝阳寺岸竖 杆4N1/1330-483.798-1330是水平杆4N4336.836426/-426是斜 杆4N3311.522756-304.1

47、93-756是鸡鸣坝岸竖 杆4N1/1330-499.154-1330是水平杆4N4350.977426/-426是斜 杆4N3324.027756-315.698-756是Q345 63014立柱钢管(MPa)岸别规格名称最大拉应力允许拉应力最大压应力允许压应力朝阳寺岸63014钢管立柱52.356210-95.234-210是鸡鸣坝岸63014钢管立柱42.818210-97.208-210是Q235分配梁及腹杆(MPa)岸别规格名称最大弯曲应力允许弯曲应力最大剪应力允许剪应力朝阳寺岸分配梁-58.87414540.18185是腹 杆10.784145-8.53985是鸡鸣坝岸分配梁-60

48、.87214541.40985是腹 杆10.468145-8.95785是637S+FC 1670Mpa 塔架风缆(KN)岸别规格名称最大拉力破断拉力安全系数K容许安全系数朝阳寺岸前风缆(624mm)23019028.33是后风缆(624mm)230.64519028.23是鸡鸣坝岸前风缆(624mm)30019026.33是后风缆(624mm)215.11819028.83是C30塔架基础基底应力(MPa)岸别最大基底应力基底容许承载力朝阳寺岸0.2381.0是鸡鸣坝岸0.2651.0是塔架整体稳定性分析岸 别稳定安全系数容许稳定安全系数鸡鸣坝岸19.164.0是、塔架位移控制根据以上计算结

49、果，两岸塔架在风缆初张力作用下向后预偏100mm。朝阳寺岸塔架在上部结构安装过程中最大纵向位移应控制在110mm以内(小于H/400=44220/400=110.6mm)，鸡鸣坝岸塔架在上部结构安装过程中最大纵向位移应控制在118.1mm以内(小于H/400=47220/400118.1mm)，最大横向位移控制在30mm；若塔架位移超过此限制，应对风缆张力进行调整，使塔顶位移满足上述要求。、塔架计算结论通过前面的计算，塔架在各受力工况，其变形、强度、屈曲稳定性、地基承载力及倾覆稳定性皆满足规范要求，塔架在上部钢结构吊装过程中是安全的。4.2.5、扣索(1)、扣索系统设计、扣索钢管拱肋上下游每个

50、安装段各设置1道扣索，每岸每肋6道扣索，14道每道扣索皆采用240mm钢索(637S+FC 1670Mpa)，5、6道扣索皆采用248mm钢索(637S+FC 1670Mpa)，皆为每肋左右侧各一根钢索。两岸1、2段扣索皆经交界墩顶部的座滑轮导向后锚固在桥台内的预埋拉板上，36段扣索经塔顶座滑轮导向后锚固在主锚碇前锚梁上。详见图4-6、图4-7。图4-6 朝阳寺岸扣索布置示意图图4-7 鸡鸣坝岸扣索布置示意图表4-7 两岸扣索数量汇总表名称岸 别扣索规格数量单根长度(m)总长度(m)单重(kg/m)总重(kg)一扣朝阳寺岸40mm637S+FC1670MPa221004006.082432鸡鸣

51、坝岸22953802310二扣朝阳寺岸221054202554鸡鸣坝岸221004002432三扣朝阳寺岸2229011607053鸡鸣坝岸222409605837四扣朝阳寺岸2230012007296鸡鸣坝岸2225010006080五扣朝阳寺岸48mm637S+FC1670MPa2232012808.7611213鸡鸣坝岸2227010809461六扣朝阳寺岸22330132011563鸡鸣坝岸2228011209811合计(kg)78042、拱肋与扣索的连接图4-8 两岸14段扣索与拱肋连接构造图扣索与钢管拱肋之间利用捆绑绳、H拉板、钢销、卸扣及钢轮进行连接。14段拱肋扣点连接见图4-8

52、。先每根钢管上弦设置1根52mm(637S+FC 1670Mpa)捆绑索，捆绑索两端穿千斤扣，一端与主拱上弦钢管缠绕一圈后利用30吨卸扣锁死，另一端与上端的50吨H板钢销连接，每侧两根上弦管捆绑绳连接在同一个H板上，H板另一端设置70吨钢轮，40mm扣索通过钢轮走2线布置，每道扣索的两根钢索分别对称布置在主索鞍两侧的扣索索鞍上，然后进入主锚碇的前锚梁上锚固，并通过索卡固定，每个端头缠绕锚梁回头后索卡不少于12个。扣索收紧采用30吨滑车组进行。图4-9 两岸56段扣索与拱肋连接构造图56段拱肋扣点连接见图4-9。先每根钢管上弦设置1根52mm(637S+FC 1670Mpa)捆绑索对称折叠后成双

53、线，捆绑索两端穿千斤扣，捆绑绳中部与70吨H板钢销连接，两端在主拱上弦钢管缠绕一圈后利用40吨卸扣锁死，每侧两根上弦管捆绑绳连接在同一个H板上，H板另一端设置70吨钢轮，48mm扣索通过钢轮走2线布置，每道扣索的两根钢索分别对称布置在主索鞍两侧的扣索索鞍上，然后进入主锚碇的前锚梁上锚固，并通过索卡固定，每个端头缠绕锚梁回头后索卡不少于12个。扣索收紧采用40吨滑车组进行。吊、扣点位置设置于主拱肋与腹杆交叉连接位置，以防止捆绑绳向下滑移，同时还应根据具体情况在拱肋上焊接捆绑绳临时限位块(临时限位块在拱肋合拢松索后拆除)，防止前后吊点高度不一致时拱肋滑落。吊扣点位置见图4-10。图4-10 拱肋吊

54、扣点位置示意图(2)、扣索系统计算、计算方法及计算模型计算方法：利用通用结构分析与设计软件SAP2000V20.2按空间杆系结构进行计算。节段内弦杆与腹杆之间的连接皆按固结考虑，在钢管拱肋安装过程中，拱脚为铰接结构，按铰支点考虑，扣索按两端铰接杆单元计入，与扣塔或锚碇之间的连接按固定铰。先按“零弯矩法(及拱脚及各节段间铰接)”计算合拱前各道扣索力，然后利用计算所得的各扣索力、拱肋自重共同作用进行合拱前状态的计算(本阶段拱脚铰接、各节段间按固结)，并对各扣索力进行少量调整使拱肋各节点计算竖向位移满足规范要求(高程差在L/3000及50mm以内)，同时拱肋各部弯矩较小，应力在规范容许的范围内，则所

55、确定的扣索力即为合拱前的各道扣索力。然后按“倒装法”计算各阶段扣索力、拱肋应力、节点位移，以控制各阶段扣索力及拱肋变形，倒拆过程中若拱肋变形较大，则对扣索力进行少量调整。各阶段拱肋应力皆应在规范容许的范围内，扣索以各阶段的最大扣索力控制设计，扣索安全系数按不小于3.0设计。计算模型见图4-11。详细计算原理及过程见附件2。图4-11 扣挂系统电算模型、计算结果各阶段扣索力计算结果见表4-8。表4-8 拱肋自重作用各阶段单根扣索力计算成果表（KN） 单根索力阶 段朝阳寺岸T1T2T3T4T5T6安装拱脚段及风撑155.894安装第二段及风撑165.466187.690安装第三段及风撑165.29

56、6187.22193.630安装第四段及风撑162.685183.957192.704227.788安装第五段及风撑161.389140.525164.343228.114327.250安装第六段及风撑149.028123.350160.273226.331327.500346.288单根最大索力Tmax165.466187.690193.630228.114327.500346.288安全系数K5.334.704.563.873.883.67是否满足K3.0是是是是是是 单根索力阶 段鸡鸣坝岸T1T2T3T4T5T6安装拱脚段及风撑155.084安装第二段及风撑167.238188.639安

57、装第三段及风撑167.567188.877180.602安装第四段及风撑162.713181.519176.983217.963安装第五段及风撑162.150144.015154.048219.001298.085安装第六段及风撑151.971130.980150.584218.626301.139316.459单根最大索力Tmax167.567188.877180.602219.001301.139316.459安全系数K5.264.674.884.034.224.01是否满足K3.0是是是是是是表4-8中可以看出，各扣索安全系数皆满足不小于3的规范要求。钢拱肋各安装阶段最大应力计算结果见表

58、4-9。可见，拱肋安装过程中拱肋最大拉应力13.607MPa，最大压应力-21.791MPa，单元最大应力皆大大小于Q345钢材容许应力值210Mpa，可见，在拱肋安装过程中，拱肋受力非常安全。表4-9 各阶段拱肋强度计算成果表（MPa）扣挂阶段岸 别最大拉应力最大压应力许用应力安装拱脚段及风撑朝阳寺岸11.228-7.896210鸡鸣坝岸11.019-7.846210安装第2段及风撑朝阳寺岸13.607-11.824210鸡鸣坝岸13.341-11.598210安装第3段及风撑朝阳寺岸10.628-13.664210鸡鸣坝岸11.264-13.660210安装第4段及风撑朝阳寺岸9.655-

59、14.014210鸡鸣坝岸10.901-14.922210安装第5段及风撑朝阳寺岸10.183-14.027210鸡鸣坝岸11.078-14.333210安装第6段及风撑朝阳寺岸12.454-21.791210鸡鸣坝岸11.550-18.5282104.2.6、主索锚碇(1)、主锚碇结构每岸各设置一个结构相同的主锚碇，分别用于该岸拱肋等安装时主索、工作索、扣索、塔架后风缆等的锚固。主锚碇相对于缆索吊机轴线对称布置。主锚碇设计为桩基承台结构。朝阳寺岸主锚碇设置在塔后100m处，此处位于路基曲线范围，锚碇约占半边路基，外侧路基(约宽7m)作为构件运输通道。鸡鸣坝岸塔架设置于塔后86m处，基本位于路

60、基靠山侧，不影响路基施工通道。朝阳寺岸锚碇承台顶面标高600.5m，约低于路面；朝阳寺岸锚碇承台顶面标高605.0m，高于路面，开挖时注意边坡的稳定，靠路基侧确保通道宽度后应尽量少开挖，待上部结构安装完成后，再开挖靠近锚碇的岩土，以确保锚碇基础的抵抗力。设计每个锚碇布置6根钢筋砼桩，桩直径2.5m，桩基锚固深度8.5m，承台平面尺寸13.5m9.5m，高2.5m，前后排桩基皆露出承台并设置横向水平锚梁锚固钢索，锚梁直径2.2m。左右侧后锚梁各锚固一组主索及相应的起吊牵引连接索，左右侧前锚梁分别锚固该侧工作索、扣索及塔架后风缆。锚碇采用C40钢筋混凝土结构，要求桩基及承台嵌入岩层内，基础承载力不