缆索吊施工组织设计

年4月19日缆索吊施工组织设计文档仅供参考，不当之处，请联系改正。目录第一篇编制说明…………………7第二篇编制依据…………………8第三篇施工组织设计……………9第一章设计说明…………………91.1工程概况…………91.1.1桥位及结构形式…………………91.1.2工程规模及建设工期……………9桥位处地质、水文、航运、气象状况…………91.1.3.1工程地质状况…………………101.1.3.2气象资料………………………101.1.3.3水文航运资料…………………10设计采用的技术标准…………10本方案设计依据………………111.2主桥上部结构…………………111.2.1主拱拱肋的结构………………111.2.2边拱拱肋结构…………………111.2.3钢横梁与轨道车钢纵梁………111.2.4立柱……………12吊杆……………12桥面板…………12系杆……………12拱上各构件之间的关系………12第二章缆吊安装方案总述……………………14吊装系统…………142.1.1概述………………142.1.2吊装索塔…………152.1.3承重主索…………152.1.4起吊系统…………152.1.5吊装锚锭…………15扣挂系统…………16扣塔……………16扣索……………16锚固体系………………………16张拉体系………………………172.3稳定措施………………………172.3.1吊装索塔………………………172.3.2扣塔……………182.3.3拱肋安装过程中的横向稳定…………………182.4拱肋吊装施工方案………………182.4.1方案总述………………………182.4.2拱肋吊装施工现场布置………19拱肋吊装施工工艺流程图……………………192.4.4吊装系统的安装………………212.4.5拱肋吊装程序…………………212.4.6主拱肋及横撑的安装…………212.5松扣和卸扣………………………232.6主拱上立杆、吊杆、系杆及纵横梁的安装……242.7桥面系的安装……………………242.8塔架的拆除………………………24第三章缆吊系统设计……………25概述………………25主吊系统设计……………………25主吊装系统选择及布置………25复合式缆索吊机设计参数及计算结果………25卷扬机选择……………………253.3工作天线系统……………………263.3.1工作天线的选择及布置………263.3.2工作天线设计参数计算结果…………………263.3.3卷扬机的选择…………………273.4吊具设计………………………273.4.1概述……………273.4.2缆索跑车设计…………………273.4.3起吊滑车组设计………………273.4.4吊点分配梁设计………………283.4.5砼配重块的设计………………293.4.6承索器设计……………………293.5吊塔系统………………………293.5.1吊塔塔体的组拼设计…………293.5.2吊塔塔顶索鞍、塔脚铰脚的设计及布置……303.5.3横向抗风索的布置……………313.5.4扣塔平衡索……………………313.5.5吊塔避雷设施布置……………313.6吊装系统试吊设计及实施……………………323.6.1概述……………323.6.2试吊运行试验的设计及实施…………………32第四章缆吊缆索系统分析计算……………34下游缆吊的系统…………………34主索的计算……………………34主索荷载……………………34吊重后，计算跨中主索的最大张力………34计算跑车架设时跨中的垂度………………35塔前起吊时的主索张力及主索升角………36支座位移对主索的影响及其它因素对主索的影响………37主索应力计算及索鞍处主索弯曲应力……38起重索计算…………………39牵引索计算…………………40塔架高度的计算……………41塔架自重……………………41上游缆吊的计算………………41主索荷载的计算……………42主索荷载……………………42吊重后，计算跨中主索的最大张力………42计算跑车架设时跨中的垂度………………43塔前起吊时的主索张力及主索升角………44支座位移对主索的影响及其它因素对主索的影响………44主索应力计算及索鞍处主索弯曲应力……44起重索计算…………………464.2.3牵引索计算…………………46第五章主索锚固系统…………495.1主索地锚总体设计……………495.1.1地质条件………………………495.1.2基础类型及锚固方式…………495.1.3主索地锚总体布置（总体布置见另图）……495.1.4主要材料………………………495.2地锚基础设计…………………495.2.1设计荷载………………………495.2.2结构特点………………………495.3地锚结构设计…………………505.3.1外形设计………………………505.3.2锚块构造………………………505.4锚固系统设计…………………505.5地锚验算………………………505.5.1南县岸上游地锚稳定性验算…………………50第六章扣索的计算………………556.1扣索计算………………………556.1.1计算扣索靠边拱肋一侧的各层扣索的水平夹角……………556.1.2扣索水平角……………………556.1.3计算各边扣索产生的水平力和竖直力………56第七章塔架稳定性计算………597.1塔架纵桥向风力的计算………597.2压杆稳定性与验算……………597.3强度验算………………………61第八章边拱肋的受力计算…………………64第九章主拱肋抗风索系统布置……………659.1总述……………659.1.1主拱的横向稳定性计算………659.2抗风索的选用…………………669.3地锚的设置……………………679.4抗风索的布置…………………67第十章施工观测控制…………68拱肋轴线的控制………………6810.2扣塔及吊装塔架的拱肋安装中的偏移的控制………………6810.3拱肋各扣点在各阶段的标高测量……………6810.4缆索吊装系统主缆垂度及索力观测…………6810.5吊装锚碇的位移观测…………69第十一章安全保证措施………7011.1组织措施………………………7011.2各作业组工作范围及操作注意事项…………7011.2.1吊装作业工班…………………7011.2.2测量观测小组…………………7211.2.3安全治安组……………………7211.3安全规章及措施………………7211.4安全措施………………………73第十二章机械设备、劳动力计划…………74主要机械设备计划……………74劳动力计划……………………75第十三章施工工期安排………76第四篇附件……………………77缆索吊装整体布置图……………79钢管拱吊装顺序图………………82主塔结构图…………83主塔顶部结构图…………………84塔架风缆索布置图………………85主拱圈拱肋吊装时稳定风缆索布置示意图………………86各施工阶段扣索张拉力示意图………………87塔上张拉扣点结构图……………88边拱锚固图………………………89边拱锚固大样图…………………90主桥施工步骤图…………………91第一篇编制说明1、根据进度要求以及工地的实际情况，特制定本施工组织设计；2、本施工组织设计的编制考虑公司现有的人力、设备资源，以多年来桥梁施工的经验为基点，以总工期限15个月作为控制进度目标，统筹考虑钢管拱的施工工艺，现场布置以及施工进度计划；3、施工组织设计中列出的工、料、机具设备等计划，仅作为指导施工时参考用，不作为最后的供应计划。其它各项数量如有出入时，应以施工预算中的数量为准。第二编编制依据本施工组织设计的编制以下列文件和资料为依据：1、相关合同协议书；2、《省道1831线南县茅草街大桥》两阶段施工图设计第二册—淞澧洪道桥第一分册，淞澧洪道桥主桥；3、相关招标文件；4、茅草街大桥监理实施办法；5、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-）；6、《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-98）；7、《公路工程施工安全技术规范》（JTJ076-95）；8、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）；9、《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）；10、《钢结构设计规范》（GBJ17-88）。第三篇施工组织设计第一章设计说明1.1工程概况1.1.1桥位及结构形式南县茅草街大桥是省道1831线跨越松澧洪道、藕池河西支、南茅运河及沱江的一座特大型桥梁。其中松澧洪道桥是最大的一座，其主桥按80ｍ＋368ｍ＋80ｍ三跨连续自锚中承式钢管砼系杆拱桥布置，主桥长528ｍ。主桥桥型设计为中承式钢管砼及双肋拱桥，主跨为368m，全桥跨径组合为4×45m(引桥)+80m(边跨)+368m(主跨)+80m(边跨)+6×45m(引桥)。引桥为预应力砼T梁；全桥吊杆和立柱间距为8m，设计总体布置如下：图(1)茅草街大桥设计总体布置图1.1.2工程规模及建设工期益阳茅草街大桥由主桥和两岸引桥构成，其主跨为净跨356m钢管砼双肋拱桥；南岸引桥4×45m预应力砼T梁，北岸为6×45m预应力砼T梁，全桥总长982.96m；桥面净跨15.0m+2×0.5m(防撞护栏)，全桥工程量为：结构砼42358m3；结构钢筋：3190.958T；预应钢材：471.160T；钢管及钢板：4674.258T。建设工期36个月，7月28日完工。1.1.3桥位处地质、水文、航运、气象状况1.1.3.1工程地质状况区域地质图上显示，桥区域内无大的隐伏断裂经过，区域地质稳定性较好，桥位处的地质构造主要为第四系更新统地层（主要分布在南咀岸）和第四系全统冲积层。桥位区覆盖层巨厚，其上部淤泥质粘土及砂层等承载力较低的地层，下部为硬塑～半坚硬粘土、亚砂土及卵石等承载力较高的地层，下卧基岩为泥岩与砂岩互层，成岩较差节理不发育，其中强风化层厚5.2～17.7ｍ，岩石较软，弱风化层岩质较硬岩石较完整，桥位区基岩埋深变化大，上部为力学性质较好的硬塑～半坚硬粘土、亚砂土及砂卵石等厚度为9.6～34.0m，河床部分基岩埋深34.8～49.8m。1.1.3.2气象资料桥址区域属中亚热带大陆性季风湿润气候，热量丰富，阳光充分，雨水充沛，冬季严寒期短,夏季暑热期长，湿度大，年平均气温16.9℃。最低月平均气温4.4℃，最高月平均气温29.1℃，历年最高气温39.20℃，历年最低气温-10℃，无霜期276天，年平均降雨量1202mm，多年平均降雨日数136.3天，年平均日照1756.81小时，年平均雾天23天，年平均降雪10天，最大积雪厚度21cm。常年主导风向为北风，夏季主导风向为东南风，年平均风速2.5m/s，根据“全国基本风压分布图”，本区域基本风压500pa。1.1.3.3水文航运资料淞澧洪道桥址处水文要素为：设计流量：Q1/100=17900m3/s设计流速：V1/100=2.07m/s设计水位：H1/100=36.13m(1985年国家基准高程系统、下同)通航水位：采用1996年最高水位，HW=35.78m；施工水位：H=30.30m(10月～第二年4月时段五年一遇)1.1.4设计采用的技术标准(1)桥面净宽：净15.0m+2×0.5m(防撞护栏)，全宽16.0m(2)设计荷载：汽车-20级，挂车-100，人群荷载3.5KN/m2(3)设计洪水频率：1/100设计水位，36.13m（1985年国家基准高程系统、下同）(4)通航水位：35.78m（1996年最高洪水位）(5)通航净空：Ⅳ-（1）级，通航净空8×60m(6)地震基本烈度：地震动峰值加速度0.05ｇ，地震动反应谱特征期0.35ｓ(7)设计基准风速：26.41m/s(20ｍ高度1重现期10分钟年平均最大风速)1.1.5本方案设计依据(1)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86(2)《公路桥涵设计通用规范》JTJ021-89(3)《钢管混凝土结构设计与施工规程》CECS28:90(4)《钢结构设计规范》GBJ17-88(5)《省道1831线南县茅草街大桥两阶段施工图设计》[第二册（第一分册淞澧洪道主桥）]1.2主桥上部结构1.2.1主拱拱肋的结构主拱拱肋采用中承式双肋悬链线无铰拱，计算跨径356.00mm，计算矢高71.20m，矢跨比1/5，拱轴系数m=1.543，每片拱肋由4根Φ1000×18（22、28）mm Q345qc钢管组成，内灌C50砼作为弦杆，上弦和下弦横向两根钢管之间在拱脚至桥面处用平联钢板（厚δ=14mm）联接，在桥面以上用Φ650×10mm平联钢管联接（其中吊杆处平联钢管采用Φ650×16mm），在平联板内及吊杆处平联管内灌注C50砼，上、下弦之间用Φ550×10（12）mm钢管作为腹杆，组成桁式拱肋。拱肋为等宽变高度截面，宽3.20m，高度在拱脚径向为8.00m，在拱顶为4.00m。两肋中心距为19.30m，共设6组“米”字横撑和6组“K”字横撑，每道横撑均为空钢管桁架，由上、下弦Φ700×14mm（直撑）和Φ600×14mm（斜撑）及腹杆Φ299×8mm组成，另外在拱肋与桥面交接处，设置一道肋间横撑，主拱肋共设横撑14道。1.2.2边拱拱肋结构边拱拱肋采用上承式双肋悬链线半拱，计算跨径74.00m，计算矢高为17.412m，矢跨比为1/8.5，拱轴系数m=1.543。每片拱肋由等宽变高度钢筋混凝土单箱单室箱形截面组成，肋宽3.20m，拱脚处径向肋高6.00米，拱顶处肋高4.00米，两肋间设有一组“米”字横撑和一组“K”字横撑，连同与边拱端部固结的预应力混凝土端横梁一起，组成一个稳定的空间梁系结构，边拱拱肋与主拱拱肋轴线处于同一直线上，且拱肋宽度相等，便于传递水平力。1.2.3钢横梁与轨道车钢纵梁钢横梁从计算上可分三类：H1钢横梁，适用于边拱牛腿及拱肋与桥面相交处横梁，计算跨径L=15.30m，上、下翼板宽800mm，上翼板厚16mm，下翼板厚20~34mm，腹板厚12mm，梁高1340~1500mm，总重约9.0t；H2钢横梁为立柱横梁，计算跨径L=19.30mm，上翼板宽800mm、厚16mm，下翼板宽800mm、厚20~34mm，腹板厚12mm，梁高1340~1500mm，总重约12.8t；H3钢横梁为吊杆横梁，计算跨径L=19.30mm，上翼板宽800mm、厚16mm，下翼板宽800mm、厚20~34mm，腹板厚12mm，梁高1340~1500mm，总重约13.0t；1.2.4立柱立柱均为Φ800的钢管混凝土构件，其中6、7、8、9号立柱之间设有横系梁。1.2.5吊杆采用加装有位移释放装置的OVM-LZM型冷铸镦头锚，分别锚于主拱拱肋的平联钢管顶和钢横梁的下翼缘。吊杆考虑换索，换索时可用专用构件作为构件作为临时吊杆支承钢横梁，拆除旧吊杆，再装上新吊杆。1.2.6桥面板桥面板由桥面板钢纵梁、预制钢筋混凝土π型板、现浇8cm厚铣削钢纤维混凝土及5cm厚细粒式沥青混凝土铺装层构成。桥面板钢纵梁采用施工方便、易于维修的焊接工字钢梁，上、下翼板宽400mm，厚10mm，腹板厚10mm，梁高500mm，横向共设六组，纵向采用高强度螺栓与钢横梁连接，预制板长750cm（端预制板为710cm），全高为18cm，肋宽25~30cm，翼板厚12cm，边板宽185cm，中板宽210cm，预制板经过纵、横向湿接缝与桥面板钢纵梁及钢横梁连接，预制板纵向湿接缝宽30cm，横向湿接缝宽50cm，湿接缝隙混凝土采用C40补偿收缩混凝土。8cm厚铣削钢纤维混凝土层计入受力截面。1.2.7系杆采用OVMXG.T15-31钢绞线拉索体系，全桥共22束，，系杆外包双层PE热挤塑护套，同时设置了系杆保护箱。为了能快捷施工、方便换索、准确定位及可靠运营，设计了带简易滑动轴承的系杆支撑架。每束系杆索的设计索力为400t，在全部施工过程中每索只需张拉一次，成桥后再集中调整一次索力（考虑钢绞线的应力松弛等影响），为方便换索，每边各留有一束备用束孔。1.2.8拱上各构件之间的关系桥面结构由钢横梁、轨道车钢纵梁、桥面板（含桥面板钢纵梁）组成，桥面荷载直接由钢横梁与桥面板的联合梁承担。荷载由桥面板传递给钢横梁，再由钢横梁传递给立柱（吊杆），最后传递给拱肋。钢横梁采用施工方便、易于维修的焊接工字钢梁，桥面板采用装配式钢筋混凝土π板与钢纵梁相结合的联合梁，轨道车钢纵梁主要用于支承钢梁检查车的轨道，同时还用于增强桥面的整体性、改进钢横梁的受力条件。这样，钢横梁、轨道车钢纵梁、桥面板组成了长约528m、宽16m的连续板结构。钢横梁与立柱或边拱拱肋间以KQGZ1500型双向活动抗震双曲面钢支座相连，以释放弯矩及温度力。第二章缆吊安装方案总述图（2）缆索吊施工过程示意图2.1吊装系统2.1.1概述淞澧洪道桥位于1831线，横跨淞澧洪道，地势平坦，地质条件较差。按《省道1831线南县茅草街大桥两阶段施工图设计（淞澧洪道桥）文件》要求，钢管拱节段采用缆索吊装方案施工，同时吊杆横梁、纵梁、桥面板等安装也利用缆索吊装系统来实施。全桥共设四套主索吊装系统。吊装索塔安置于扣塔顶部，吊装索塔与扣塔之间铰接，以最大限度减小对扣锚系统干扰。缆索吊装系统设计时将两套吊装系统合为一组，能够方便地组合，便于拱肋及其构件安装。依据每组吊装系统由2套（一组由2×6根Φ47.5；另一组由2×9根Φ39.5）钢丝绳作主承重索组成的总体设计，结合设计吊装重量为65T的情况，确定每吊段拱肋由两套四吊点抬吊，纵向吊点用钢丝绳串联，每组吊装系统用两套牵引系统以实现同步运行，各吊点独立布置起吊系统以适应拱肋节段的任意倾角，便于安装。考虑实际吊重主吊系统4个吊具按承重20T设计，起吊索用Φ22mm钢丝绳走8线，用1台10T中速双筒卷扬机作起吊动力。主索道上的两个吊点串联后由一套牵引绳联动，串联间距为拱肋的捆绑点水平距离，牵引索用Φ28.5mm钢绳走2线，两岸各用一台10T中速双筒卷扬机作牵引动力（一岸收，一岸放）。2.1.2吊装索塔吊装索塔立于扣塔塔顶，吊塔与扣塔的连接形式为铰接。吊塔采用乙型万能杆件组拼成双柱门式，塔高约20m，每柱截面2m×4m，每肢为4N1，吊塔纵向宽为4m，横向宽28m（塔顶）,塔顶设索鞍平台(如图3示)。图（3）吊塔布置图2.1.3承重主索塔架主跨为371.5m，后锚端跨径分别为300m和285m（益阳岸）、240m和190m（南县岸）。全桥共设四套主索吊装系统（对应上、下游拱肋各二套），下游由二套6￠47.5m钢丝绳组成，单根长度为995m，重载垂度为L/13.3，空载垂度为L/17.9；上游由2组9￠39mm钢丝绳组成，单根长度为967m，重载垂度为L/13.3，空载垂度为L/17.5。钢丝绳抗拉强度为1700Mpa。2.1.4起吊系统每套主索上布置2个吊点，上游主索（2×9￠39mm钢丝绳）共布置4个吊点，每个吊点采用￠22mm的钢丝绳（抗拉强度为1700Mpa）走8线。下游同上游布置。每一拱肋节段用每组主索系统上的4个吊点抬吊，每个吊点用1台10T中速双筒卷扬机作为动力机械。横撑节段用上、下游内侧的2套主索上的其中两个吊点进行抬吊。2.1.5吊装锚锭南县岸下游采用桩式地锚，由4×Φ2.2m，桩长49m，上用10m×10m×2.5m承台联系组成，其余采用重力式捆绑砼地锚，每个地锚约为1300m3。全桥共设4个锚碇。扣挂系统扣索系统由锚固点、扣塔、扣索、和塔上张拉台座四大部份组成。扣索分别由边拱肋和主拱肋端的锚固点，至塔上张拉端进行张拉、调整。扣塔两侧同一索号的扣索采用按比例同时张拉和调整索力的张拉方案。2.2.1扣塔扣塔立于6#、7#墩拱座顶面，扣塔与拱座连接形式为固结，杆件埋入拱座内，扣塔采用乙型万能杆件组拼成双柱门式塔，塔高约为105.26m（标高：28.0m~133.26m），扣塔横向宽24m，两塔中心距为371.5m，塔架采用变截面形式（①28.0m~72.0m：每柱截面为6m×8m；②72.0m~128.0m：每柱截面4m×6m；③128.0m~133.26m：设扣索锚箱），单塔重约1000T。由于吊塔支撑于扣塔上，因此对扣塔应作专门验算。图（4）扣塔布置图2.2.2扣索扣索由多束Φ15.24低松驰高强度钢铰线组成。2.2.3锚固体系扣索在主拱肋一侧前索锚固于反力梁上，在边拱一侧背锚固于边拱（如图5）。图（5）边拱锚固示意图2.2.4张拉体系张拉体系由张拉台座、张拉设备及锚具组成。张拉台座设于扣索锚箱各张拉层上（如图6）采用YC-24千斤顶对扣索进行逐根分级对称张拉。图（6）塔上张拉点结构图2.3稳定措施2.3.1吊装索塔吊装索塔立于扣塔之上，与扣塔间的连接形式为铰接。在吊塔拼装过程中先固定，在稳定措施布置完成后解除固定，恢复铰接。吊塔横向稳定性经过布置横向抗风索来实现，吊塔上下游两侧各布置两组（每组2Φ28mm）钢丝绳作浪风索。2.3.2扣塔扣塔由于风荷载、吊塔(吊装施工前期向岸倾斜，后期朝河心倾斜)以及扣索的作用产生不平衡力，扣塔的变形能够经过经纬仪与塔脚的应变片读数进行控制，在扣塔两侧加设扣塔平衡索作为稳定措施以保证塔架正常、安全的工作。2.3.3拱肋安装过程中的横向稳定益阳茅草街大桥拱肋节段为单肋安装，待同一岸上、下游同一节段安装就绪后，紧接着安装节段间连接横撑，即完成一个双肋节段单元。一个双肋节段单元形成，结构本身的横向稳定是安全的。对于尚未形成双肋节段单元前的一个单肋节段，布置抗风索辅助横向稳定。2.4拱肋吊装施工方案2.4.1方案总述拱肋节段安装采用斜拉扣挂式无支架缆索吊装方案。拱肋钢管桁架顺桥向半跨分为11个节段，中间一个合拢段，横桥向分为上、下游两肋，全桥两条拱肋分为46个节段。拱肋肋间由“K”形和“米”形撑相连，全桥横撑共计14道，吊装时为单肋单节段吊安，因此全桥共计60个吊装节段，最大节段吊装重量为65T（不含扣点重量），其中肋间横撑最大重量约40T。拱肋节段安装采用两岸对称悬拼，每半跨拱肋11个节段，其中设6个正式扣段和5个临时扣段。第一扣段含三个节段（其中含两个临时扣段）、第二、三、四扣段含两个节段（其中各含一个临时扣段），第五、六扣段为两永久扣段，待节段就位接头张拉正式扣索后，拆去前面临时扣索（临时扣索采用钢丝绳或钢绞线）。并对临时扣段进行焊接。节段为单肋安装，单肋节段安装就位后拉浪风索，确保横向稳定，待上下游同一节段吊装就位后，安装相应连接横撑，即完成一个双肋节段。由于上下游主拱肋相距较远，采用一套吊装系统，虽然节约设备费用，但需塔上多次横移，花费时间较多，拱肋空中悬挂时间较长，不利于施工安全，因此我们采用上下游四套（二组主索）吊装系统进行安装。吊装时，每根主拱肋节段由四个吊点抬吊；肋间横撑由于重量轻且位置居中，由内侧两个吊点抬吊，这样大大减少吊装时间，减轻了工人劳动强度，提高了吊装安全性能，加快了施工进度。拱肋节段工厂制作经预拼验收合格后出厂，经专用船只运至桥位处在安装节段正下方江面上停靠，起吊、纵移、落位，南北岸分别同时自拱座1＃拱肋节段开始对称安装。全过程必须进行施工监控。空钢管拱肋合拢，并调整线型、标高至符合设计要求后进行各正式扣段接头焊接形成无铰拱，然后予以逐级松扣，使空钢管拱肋呈自重作用下的无铰拱状态，从而完成全部主拱节段吊装。2.4.2拱肋吊装施工现场布置拱肋吊装施工现场布置由起吊安装系统、拱肋扣索系统和稳定系统组成。起吊安装系统由吊塔、吊锚及吊装索缆等构成，其中吊塔放置于扣塔之上，经过铰脚与扣塔相连；拱肋扣索系统由扣塔、扣索锚结构及钢绞线扣索等几部分组成。稳定系统由平衡索、浪风索等构成。现场总体布置如图(7)所示。图（7）拱肋吊装系统总体布置图2.4.3拱肋吊装施工工艺流程图拱肋节段工厂制作拱肋节段工厂制作节段扣索设置、扣索调整、松吊点节段扣索设置、扣索调整、松吊点船运至桥位船运至桥位节段起吊、纵移、就位螺栓连接节段起吊、纵移、就位螺栓连接完成同岸上、下游同号节段安装完成同岸上、下游同号节段安装拱肋间横撑安装、完成一个双肋节段吊装单元拱肋间横撑安装、完成一个双肋节段吊装单元 扣索索力及拱肋节段标高的调整扣索索力及拱肋节段标高的调整焊接临时扣索接头焊接临时扣索接头否是否已完成全桥44个拱肋节段及相应位置肋间横撑的安装是否已完成全桥44个拱肋节段及相应位置肋间横撑的安装是拱肋合拢拱肋合拢精调、固定合拢装置，各接头焊接形成无铰拱逐级松扣精调、固定合拢装置，各接头焊接形成无铰拱逐级松扣 2.4.4吊装系统的安装吊装系统的安装包括塔架的安装、主索及相关稳定缆风的张拉。吊装系统的安装预计在3月至7月底完成。2.4.5拱肋吊装程序吊装第一段，挂1＃临时扣索(上下游游两岸对称安装,以下同)—→吊装第二段，挂2＃临时扣（缆）索，安装横撑—→吊装第三段，挂1＃正式扣索，调整拱肋高程、轴线并安装横撑—→吊装第四段，挂3＃临时扣索并安装横撑—→吊装第五段，挂2＃正式扣索并安装横撑—→调1＃、2＃扣索索力,调整拱肋高程、轴线—→吊装第六段，挂4＃临时扣索并安装横撑—→吊装第七段，挂3＃正式扣索并安装横撑—→调2＃、3＃永久扣索索力，调整拱肋高程、轴线—→吊装第八段，挂5＃临时扣索并安装横撑—→吊装第九段并安装横撑，挂4＃正式扣索—→调3＃、4#永久索索力，调整拱肋高程、轴线—→吊装第十段,并挂5＃永久扣索—→调4＃、5#永久索索力，调整拱肋高程、轴线—→吊装第十一段并挂6#永久扣索—→调5＃、6#永久索索力，调整拱肋高程、轴线—→拱肋合拢并安装横撑。经过扣索、抗风索和拱肋合拢装置对拱肋线形和位置进行精调，调整合格后，进行各扣段间连接焊缝作业，完成拱肋正式合拢。(具体如图8)图（8）钢管拱吊装顺序图2.4.6主拱肋及横撑的安装钢管拱肋节段由工厂加工船运至工地现场起吊位置，用无支架缆索吊装系统垂直起吊，正落位。钢管拱肋根据施工方各方面统筹的工期安排，分节段运输到施工现场起吊点位置并将船位稳定，系好吊点，起吊拱肋节段，运输船离开起吊位置后进行构件安装。在这整个过程中，由港航监督部门进行通航的协调和指挥。(1)拱脚扣段（1＃扣段）的安装①拱脚铰座、预埋主管的安装浇筑拱座砼时用三维坐标定位方法精确定位，预埋拱脚铰座预埋螺栓及钢板和预埋主钢管。然后经过铰座预埋螺栓及钢板安装铰座。②拱脚扣段（1＃扣段）中第一、第二、第三吊段的安装1＃扣段分为三个吊段，先用上游主索上四个吊点吊运上游第一吊段至拱座旁（注：本桥缆索吊装系统上、下游各设两套主索，四个吊点抬吊一个吊段拱肋，分别在两岸各设两台10t卷扬机来牵引这四个吊点），慢慢地将拱肋节段拱脚端置于拱座上，借助拱座上预埋件经过链子滑车逐步调整第一吊段拱脚端铰轴钢管位置，使其与预埋的拱脚铰座接触密贴上好临时扣索并张拉扣索。靠跨中的一端，用横向调位缆风索调整好轴线位置，根据设计标高用临时扣（缆）索调整标高，待力全部交于扣点，拱肋标高、轴线调整满足规范要求后，取下吊点。然后按同样方法吊同岸下游第一吊段，对称吊另一岸上、下游第一吊段。第一节段吊装就位后将铰轴钢管及拱脚铰轴连接的两斜腹杆灌注50号砼，待其强度达到设计强度的80%后进行第二吊段的安装。按相同的方法，对称吊完第二吊段、第三吊段，第二吊段用临时扣（缆）索固定，第三吊段采用设计的1＃正式扣索，正式扣索由4×3束Φ15.24低松驰高强度钢铰线组成，扣索在现场根据设计文件要求由多根钢铰线编成束，并作防护。扣索安装经过无支架缆索吊装系统的工作天线安装主拱肋锚固端，用吊塔上扒杆配合手拉葫芦将扣索装入扣塔扣索锚箱各张拉孔中。每组扣索采用上、下游、主跨、边跨对称张拉和调整索力的张拉方案，扣塔上设置扣索锚箱张拉平台，正式扣索挂好后，按设计标高对高程进行调整，正式扣索的张拉和临时扣索的放松均按逐根分级，对称的原则进行，以标高控制为主，同时兼顾索力。索力用频谱分析仪测试，在调索过程中实施监控，确保施工安全。扣索的张拉、放松可采用多台千斤顶同时工作来实施，逐步地将力交于正式扣索，张拉至设计要求松去临时扣索。安装完成第一扣段后，每根主管用600×100×20mm四块钢板将上、下弦主管与预埋主管临时连接，以起限位拱铰、稳定拱肋扣段的作用。全桥合拢后再解除此临时连接，按设计要求焊接该接头。第二节段安装就位后（安装方法同第一吊段），用缆索吊装系统中的靠内侧两组天线抬吊该吊段肋间横撑进行安装。肋间横撑在加工厂内完成与拱肋节段的啮合加工并试拼装，确保其加工精度，减少由于误差而引起的工地现场的拼装困难，尽快的完成一个吊装单元，确保结构安全施工。肋间横撑安装定位，且高程、轴线调整至符合设计要求后及时焊接作业。上、下游同岸两个同一吊段肋间横撑安装时其横向距离的有效控制经过调位设施实现。按同样方法完成其它吊段间横撑的安装。各吊段间拼装接头，先用高强螺栓拼装，然后焊接法兰盘周边。一个扣段完成后，进行节段间对接钢管的焊缝焊接。节段间环焊缝施焊对称进行，施焊前需保证节段间有可靠的临时连接并用定位板控制焊缝间隙。扣段间的焊缝，待拱肋合拢并调整拱肋标高、轴线达到设计要求后进行焊接。各拼装接头的螺栓拼接和焊缝焊接施工，采用悬挂工作平台来完成。因焊接节段间的焊缝是控制吊装施工工期实现的关键工序，此工序按招标文件规定，确保此项工作的顺利完成。(2)一般扣段的安装（2＃、3＃、4＃、5＃、6＃扣段）一般扣段参照吊装程序与拱脚扣段（1＃扣段）的施工方法进行施工。按吊装程序，每一正式扣索挂好后，均须对该扣索之前的扣索进行调索作业。调索作业根据设计方和施工监控方现场共同发布的调索索力和拱肋标高、调索顺序，对每一号索采用张拉设备逐根，分级、对称张拉。同时用频谱分析仪对索力进行测试，以确保调索顺利开展。对每一扣段，均进行一次拱肋轴线、拱肋高程的调整，避免拱肋的线形、标高误差累计到最后而造成调整困难，确保其安装精度的有效控制。(3)合拢段安装拱肋第6＃扣段安装完成后，尽快地实施合拢。合拢前经过扣索、抗风索，对拱肋进行线形、标高的调整，并根据需要进行温度修正，选择温度稳定时段用设计临时合拢构造实施瞬时合拢。设计合拢温度在15℃左右，不超过20℃。临时合拢构造设在两主弦管间，全桥共4个，经过花兰螺栓旋转对拱圈两侧施力达到弦杆内力调整及定位的目的。合拢施工统一协调指挥，确保合拢时4个临时合拢构件同步完成作业。合拢后对拱肋线形及位置实施精确测量，经过扣索和拱顶合拢装置进行精调，调整合格后固定合拢装置，进行各扣段间连接的焊接工作，完成后拆除临时合拢装置。2.5松扣和卸扣空钢管拱肋合拢、各节段接头焊接完成，封固拱脚（按设计文件实施），由两铰拱转换成无铰拱后，逐级松扣，将扣索拉力转换为拱的推力。松扣程序为：从跨中6号扣索开始，两岸对称分级（扣索拉力分5级，每级放1/5），依次（从6号→1号）放松，各扣索松一级，暂停15至20分钟后，测试拱肋钢管应力、标高、轴线及平面位置，经设计、监理、施工监控方确认后，再进行第二级放松循环。最后一级保留5%左右的扣力暂不放松。松扣后对拱肋进行全面测试，根据测量结果来决定：①纠偏方式（适当调整浪风索、部分扣索索力等）。②修正管内砼灌注方案和灌注顺序。拱肋钢管内砼灌注完成后，彻底放松扣索，并将扣索拆除。2.6主拱上立柱、吊杆、系杆及纵横梁的安装主吊装系统也承担着吊杆、系杆、纵横梁、行车道梁的吊装工作。主拱圈吊装合拢并灌注完钢管内砼后，着手进行拱上立柱、吊杆和系杆的安装。纵横梁由工厂制作用船运至施工现场，利用主吊装系统内侧两组主索上的吊点垂直起吊，再经过调整牵引索使之就位，完成吊杆纵横梁安装。2.7桥面系的安装桥面系的安装是完成纵横梁以后进行。2.8塔架的拆除完成桥面系的安装以后拆除塔架（塔架的拆除方案,本方案不作详细说明）。第三章缆吊系统设计3.1概述根据设计文件精神及工地的基本情况，以及我公司的设备人员情况，采用无支架缆索吊装。3.2主吊系统设计3.2.1主吊装系统选索及布置主吊装系统主跨径371.5ｍ，后锚端跨径为301.0m（益阳岸上游）；284.0ｍ（益阳岸下游）及241.0m（南县岸下游）；191.0ｍ（南县岸上游），益阳岸后锚端其水平线夹角θ＝18゜～19゜南县岸后锚端其水平线夹角θ＝26゜～32゜。全桥共设两套主索吊装系统，每套系统各种钢丝绳的规格如(表9和表10)所示：3.2.2复合式缆索吊机设计参数及计算结果表(1)3.2.3卷扬机选择(1)8台10T摩擦式滚筒卷扬机（线速度恒定）——起吊；(2)8台10T摩擦式滚筒卷扬机（线速度恒定）——牵引；3.3工作天线系统3.3.1工作天线的选索及布置为便于两岸小件物资设备的运输交流，另设置两套工作天线，上下游各一组。主吊装系统主跨径371.5m，后锚端跨径及水平夹角同主索。各种钢绳的规格如表(2)所示：工作天线钢索规格表表(2)3.3.2工作天线设计参数计算结果（一套）表(3)跨径(m)371.5主索垂度最小1/18.1，最大1/14设计吊重(T)10Φ39普通钢绳主索(根)2主索重载安全系数5.1Φ19.5牵引索(线)1牵引索安全系数4.5牵引卷扬机拉力(KN)37.83Φ19.5起吊索(线)4起吊索安全系数7.1起吊卷扬机拉力(KN)27.353.3.3卷扬机选择(1)4台5T普通中速卷扬机一牵引；(2)4台5T普通中速卷扬机一起吊；3.4吊具设计3.4.1概述拱肋吊装系统吊具包括缆索跑车、起吊滑车组、吊点分配梁、吊点、夹具等结构。全桥布设四套（二组）主索，每组上设置两套吊具共计8套。吊具数量、规格汇总如表(4)。吊具数量、规格汇总表表(4)3.4.2缆索跑车设计(1)设计依据及技术指标①承重主索6Φ47.5mm和9Φ39mm；起吊索Φ22mm.②跑车轮直径与主索直径的关系D/d=500/47.5=10.5（一般要求D/d在10—15范围内）符合要求，因此跑车轮直径取500mm。③单个跑车承受的竖向力T＝245KN④各部位应力安全系数K≥2.0⑤滑车的滑轮内嵌入柱式流动轴承(2)跑车结构设计（跑车结构设计另见详图）3.4.3起吊滑车组设计(1)设计依据及技术指标①起吊绳走线数8线；②起吊绳直径Φ22mm③滑车组直径与起吊绳直径之比为D/d=450/22=20.4(一般要求D/d≥20)符合要求，因此滑车组滑轮直径取450mm。④滑车组滑轮内嵌入柱式滚动轴承⑤滑车组承受的竖向力为245KN⑥各部位应力安全系数K≥2.0(2)起吊滑车结构设计（起吊滑车组结构设计另见详图）3.4.4吊点分配梁设计(1)分配梁的功能和作用拱肋吊段是由相应的两组缆索上的吊点起吊，吊点纵向间距离为8.0m；横向间距为4.8m，拱肋两主管中心距为2.2m，为确保吊绳垂直受力及各吊点受力均匀，在吊索上部安置分配梁，保证拱肋两则自动平衡，便于其安装就位。(2)分配梁设计依据及技术指标①分配梁为简支梁，梁端力均为F＝206KN，间距为L＝4.8m②梁中部拱肋提供的力为F＝206KN；间距L＝2.2m③分配梁应力安全系数K≥2.0④跨中挠度f≤2mm(3)分配梁结构设计图(9)起吊分配梁示意图3.4.5砼配重块设计吊点砼配重块的作用是使吊点在没有吊重时，能够自由下降，配重的大小受起吊绳天线数、滑轮级数率及索跨大小等因素控制，配重块放置于每组吊点。(1)配重块重量的计算起吊绳后跨端跨径最大为300m，那么由于起吊索的松驰而产生的张力TL=gl2/8f式中：g起重绳每延米的重量g=0.01646KNL相邻两承索点间的距离L＝371.5mf取L/9＝41.3(m)将数值代入T1计算式中得：T1=0.0164×3172/(8×41.3)=6.8KN起重索运行阻力Tｔ＝T1（1－ηａ+ｂ）式中：T—起重索松驰张力T1＝6.8KNη—滑轮组效率系数η＝0.98a—动滑轮数a=5b—动滑轮数b=4将各值代入Tｔ＝计算式中得：Tt=6.8×(1-0.985+4)=1.13(KN)配重件计算重量：G＝KT1+Tt式中K起重绳线数8；即G＝8×6.8+1.13＝55.53（KN）配重取作56KN（不含扁担梁重量）。(2)配重块结构设计每个吊点配重56KN，由两块实体块件体提供，每块重28KN。3.4.6承索器设计由于本桥设计的配重足够大，故不设承索器。3.5吊塔系统3.5.1吊塔塔体的组拼设计吊塔立于扣塔塔顶，吊塔与扣塔的连接形式为铰接。吊塔稳定性强度和稳定性经过计算满足要求。吊塔塔顶及塔脚分配梁采用I36c工字钢组拼。3.5.2吊塔塔顶索鞍、塔脚铰脚的设计及布置(1)索鞍布置及结构设计①索鞍布置吊塔塔顶索鞍包括吊装主索、工作天线主索、牵引索、起吊索等索鞍。所有索鞍均采用单轮滚动结构形式；在万能杆件吊塔塔顶采用I63c工字钢铺设两层分配梁，在工字梁上按相应的位置安置索鞍，并将索鞍与工字梁固定。索鞍布置见图（3）所示。②索鞍结构设计*a设计指标及技术标准（以吊装主要受力控制设计）Ⅰ、主索直径Φ47.5m(现以最不利的情况考虑)Ⅱ、单索垂直压力T＝200KNⅢ、索鞍轮直径D与主索直径Φ之比为：D/Φ＝500/47.5＝10.5Ⅳ、滑轮嵌入轴承式滑动轴承Ⅵ、索鞍轮接触应力安全系数K1≥2.5Ⅶ、滑动轴承钢销抗剪安全系数K2≥3.0*b索鞍结构设计（以吊装主索索鞍为例）索鞍结构另见详图。(2)吊塔塔脚铰脚设计①铰脚的布置采用I63c型钢在扣塔塔顶设置连接分配梁，并将其与扣塔支撑靴焊接，在分配梁上布置吊塔铰脚，吊塔铰脚与扣塔及吊塔塔体的连接见图（6）。②铰脚的结构设计铰脚由铰座、铰板、钢销等几部分组成，其结构设计如图(10)所示。图(10)吊塔铰脚设计图3.5.3横向抗风索的布置(1)横向抗风索横向抗风索采用Φ28mm钢丝绳，在吊装索塔的上、下游两侧各布置两组（每组2Φ28mm钢丝绳）。一端系与塔顶，一端与缆风锚碇连接。抗风索单根Φ28mm钢丝绳的初张力为80KN。3.5.4扣塔平衡索扣塔由于风荷载、吊塔的作用产生不平衡力，前期向岸倾斜，后期朝河心倾斜。产生的最大不平衡水平力为580KN，因此在扣塔两侧加设扣塔平衡索。扣塔平衡索岸侧段采用12Φ15.24钢绞线锚于扣锚上，河心侧段采用12Φ15.24锚于对岸扣塔上（即通风缆），采用12Φ15.24锚于扣塔所在的承台上。3.5.5吊塔避雷设施布置两岸吊塔高度极大，南岸、北岸塔高达120m；因此必须设置避雷设施。按照Ⅱ级结构物避雷要求设置，接地电阻小于4Ω。吊塔防雷装置由接闪器、引下线和接地装置等三部分组成。采用Φ22圆钢制作接闪器，其长度为5.0m，每塔的两根立柱上分别设置一根；同时用Φ16圆钢外套PVC防护管作为引下线，接至承台与相应的接地装置相连接，接地装置即为承台钢筋网和桩基钢筋网。避雷针布置图如图(11)所示：图(11)吊塔避雷设施布置图3.6吊装系统试吊设计及实施3.6.1概述吊装系统布置完成，在吊装拱肋前必须进行试吊运行试验，以检测验证其吊重能力及各种工况下的系统的工作状态。为以后拱肋的吊装施工提供可靠的技术保证。缆索系统试吊运行试验主要包括吊重的确定及重物选择，缆索系统的观测、试验数据的收集、整理、分析等工作内容。3.6.2试吊运行试验的设计及实施(1)吊重的设计本缆索系统共布置二组，每组的设计吊重为65T，试吊时考虑50%，75%，105%和125%的超载，即试吊重为每组32.5T，48.75T，68.25T和81.25T（不含吊具重及配重）。(2)加载程序因有四组各自独立的主索起吊系统，除每组分别进行单独试吊外，还须模拟拱肋吊装过程中的实际情况进行各组的组合试验，按以上游到下游的方向将各组主索编号为A、B、C、D（如图(12)所示），则试验时组合为：A+B;B+C;C+D图(12)主索编号试吊时，采用分级逐步加载，每次试吊分四级进行，即按设计吊重的50%→75%→105%→125%加载。每次荷载起吊后持荷时间不得小于1小时，除125%级以外其它须进行全跨范围内的行走，同时对两岸吊塔监控观测，动力系统（卷扬机）测试，以及各部位结构件的观测并记录。(3)试吊组织实施试吊前成立有业主、监理单位、监控单位、施工单位参加的主缆系统试验领导小组。协协调组联络组监控组吊装组数据分析组后勤组总指挥副总指挥主缆系统试吊运行试验领导小组第四章缆吊缆索的计算4.1下游缆吊的计算缆吊下游一组主索参数对照表:表(9)项目用途主索起重索牵引索型号6×Φ37+16×Φ37+16×Φ37+1根数一直径(mm)6Φ47.52Φ222Φ28.5单位重量(kg/m)7.9431.6462.766面积(每根)(mm3)843.47174.27294.51抗拉强度(kg/mm2)170170170破断拉力(t)117.524.2541.05钢丝直径(mm)2.21.01.3说明新索新索新索4.1.1主索的计算4.1.1.1主索荷载a、主索荷载：主索两岸塔架等高，主索为平坡(即cosβ=1)作用主索上均布荷载G由三部分组成。主索g1=7.943×6≈47.7Kg/m牵引索g2=2×2.766≈5.5Kg/m起重索g3=2×1.646≈3.3Kg/mg总=g1+g2+g3=47.7+5.5+3.3=56.5Kg/mG=g总×L=56.5×371.5=20989.75N≈21ｔ用主索上的集中荷载P由4部分组成。①跑车和定滑轮重P1=2×1.3=2.6t②吊点重及配重P2=2×(5.6+1)=13.2t③起重索自重(走“8”布置)P3=2×8×80×1.646/1000=2.1t④主拱肋重P4=65t(最重拱肋重60.8t，其中有挂篮及爬梯等)作用于一组主索上的集中力为P总：P总=P1+P2+P3+0.5P4=2.6+13.2+2.1+32.5=50.4t4.1.1.2吊重后，计算跨中主索的最大张力张力安全系数K＝3.5，此时主索产生的拉力最大，并控制主索设计：T=∑Tmax/K=(6×117.5)/3.5=201.43≈201.4t，因为跨中时此时H≈T 故H取201.4ｔ根据公式：f=(G×L)/（8×H）+(P×L)/(4×H)f=(21×371.5)/(8×201.4)+(50.4×371.5)/(4×201.4)=4.84+23.2=28ｍ故相对垂度：f/L=28/371.5=0.075＝1/13.3由于锚固段长度较长，主索应按三跨计算钢丝绳(6×37+1)相应弹性模量为75600MPa换算弹性模量为：E＝75600MPａ(由《公路桥梁施工计算手册》)换算弹性模量：Eη=L/∑L×E={371.5/（284.0+371.5+241.0）}×75600=31328MPaA=K1×K2/H2-H+W×(24×K1/L)(公式)式中：W=0(此时不计支座位移)K1=(Eη×Fcos2β)/24=Eη×F/24=31328×6×843.47/24=6606057(N)≈660.6(t)K2=3P(P+G)+G=3×50.4×(50.4+21)+212＝11237t2故:A=660.6×11237/201.42-201.4=-18(t)4.1.1.3计算跑车架设时跨中的垂度此时作用在主索上的集中荷载为跑车自重PX，求跑车作用于跨中时的跨中垂度。先求跑车空载时的主索张力HX计算系数：PX=P1+P2+P3=2.6+13.2+2.1=17.9(t)用途项目主索起重索牵引索型号6×37+16×37+16×37+1根数一直径(mm)5Φ47.52Φ222Φ24单位重量(Kg/m)7.9431.6461.991面积(每根)(mm2)843.47174.27210.871钢丝绳抗拉强度(Kg/mm2_)170170170破断拉力(t)117.524.2529.35钢丝直径2.21.01.0说明新索新索新索K3=12PX(G+PX)=12×17.9×(21+17.9)≈8356(t2)X=L/2=371.5/2=185.75mX×(L-X)=185.75×(371.5-185.75)=34503(m2)C=K1×K3/L2=660.6×8356/371.52=40(t3/m2)B=K1×G2=660.6×212=291325(t3)B+C×X×(L-X)=291325+40×34503≈1671445(t3)将以上数值代入张力方程式：HX3+AHX2-B-C×(L-X)×X=0HX3-18HX2-1671445=0试算得HX=127t跨中垂度fx=G×L/(8×HX)+PX×L/(4×HX)fX=21×371.5/(8×127)+17.9×371.5/(4×127)=7.7+13.1=20.8m相对垂度：f/L=20.8/371.5=1/17.94.1.1.4塔前起吊时的主索张力及主索升角计算在塔架前10m起吊，安装拱肋时的主索张力及升角此时PX仍取50.4t计K3=12×PX×(G+PX)=12×50.4×(21+50.4)=43183(t)X(L-X)=10(371.5-10)=3615(ｔ)C=K1×K3/L2=660.6×43183/371.52=207(t3/m2)B+CX(L-X)=291325+207×3615=1039630t3将以上数值代入张力方程式HX3-18HX2-1039630=0试算求得：HX=109t主索升角γ：tgγ=[(L-2×X)/(2×H)]×(PX/L+g)=[(371.5-2×10)/(2×109)]×(50.4/371.5+0.0565)=0.31γ=17.20Sinγ=0.296Cosγ=0.9554.1.1.5支座位移对主索的影响及其它因素对主索的影响（1）当跑车跨中吊重时，假定两吊塔将偏离塔架中心线向索跨内位移35cm(扣塔允许位移23cm,吊塔允许位移12cm)，计算系数：W＝+2δ＝0.7mA=(K1×K2/H2-H)+W×24K1/LA=-18+W×24K1/L=-18+0.7×24×660.6/371.5=11.9X(L-X)=185.75×(371.5-185.75)=34503m2B+C(L-X)X=291325+207×34503=7433446t3将以上数值代入张力方程式：HX3+AHX2-（B+C（L-X）×X）＝0HX3+11.9HX2-7433446＝0试算解出：HX＝189相应跨中垂度：f=GL/8HX+PXL/4HX=21×371.5/(8×189)+(50.4×371.5)/(4×189)=5.16+24.77=29.9m比不考虑塔顶位移时垂度增加1.9ｍ。（2）温度对主索的影响不明显，故本方案不计其影响。4.1.1.6主索应力计算及索鞍处主索弯曲应力(1)在跑车轮作用下的主索应力，以跨中吊重时为最大。已知：主索垂直力:V=P=50.4t跑车轮数:n=6×4=24个主索面积：F=843.47×6=5060.8(mm2)主索拉力：T=H=201.4t将以上数值代入公式：=398+57.2=455.2（N/mm2）应力安全系数K=σmax/σ=1700/455.2=3.73>［3］(2)索鞍处主索弯曲应力此时以跑车吊重后位于塔架前时应力最大，索鞍轮数n=6，X=10处的水平张力计算：K3=12PX（G+PX）=12×50.4×（21+50.4）=43183t2X×(L-X)=10×（371.5-10）＝3615m2C=K1×K3/L2＝（660.6×43183）/371.52＝207(t3/m2)B+C×(L-X)X=291325+207×3615=1039630(t3/m2)代入张力方程：HX3-18×HX2-1039630=0试算得：HX=110主索曲线方程：y=fx=gX(L-X)/2HCOSβ+PX(L-X)/HL=0.0565×3615/(2×110)+(50.4×3615)/(110×371.5)=0.928+4.46=5.4mtga2＝5.4/10=0.54故：a2=28.40(a2为主跨主索在索鞍处的水平夹角)下面计算(主索地锚一侧在索鞍处的水平角a1)tga1＝（150-48）/284＝0.359故：a1=19.70索鞍处主索张力：T=110/Cosa2=125ｔV=T(Sina1+Sina2)=125×(0.337+0.476)=101.6t＝247+585＝832N/mm2应力安全系数：K=σmax/σ=1700/832=2.04>［2］（说明索鞍设单排滑轮能够满足索鞍处主索张力的要求）。图(16)4.1.2起重索计算1、跑车中起重索采用Φ22钢丝绳走“8”布置，即有效绳数n=8,转向滑轮c=2；查表得：a=7.02（说明滑轮采用η＝0.98球轴承滑轮）2、起重卷扬机收紧拉力y=p×u/a其中：p=1/2(p2+p3+0.5p4)=1/2(13.2+2.1+32.5)=23.9ｔ考虑起吊的不均匀受力和起吊时的冲击影响，取u=1.2y={p×u}/a＝{23.9×1.2}/7.02=4.08ｔ<[0.7×8=7.0t]故：我们能够采用8ｔ卷扬机作为动力装置。3、起重索安全系数K拉力安全系数：K=Tmax/y=24.25/4.08=5.9＞[5]应力安全系数：起重滑轮和转向轮的直径D，要求大于20倍钢丝绳直径，故：D≥22mm×20＝440mm故D可取450mm起重索弯曲应力按σ=T/F+(3/8)×(E×δ/D)=40800/174.27+(3/8)×(75600×1.0/450)=234.1+63＝297N/mm2K=σmax/σ=1700/297=5.7>［3］4.1.3牵引索计算由前面计算可知跑车吊运拱肋在塔架前10ｍ处时，主索升角γ=16.60，转向轮轴为球轴承，η=0.98，跑车运行阻力系数μ=0.01（Sinγ=0.286;Cosγ=0.958）。1、跑车运行阻力W1W1=P×Sinγ+μ×P×Cosγ=50.4×0.296+0.01×50.4×0.955=14.9+0.48=15.4(t)(μ取0.01,根据《双曲拱桥无支架施工》)2、起重索运行阻力W2计入冲击时ｙ＝(P/ａ)×ｕ＝4.95ｔW2=2（1-ŋａ＋ｂ）ｙ＝2×（1-0.98（5+4））×4.08＝1.43、后牵引索的松驰张力W3不大，故不计入。W=W1+W2＝15.4+1.4＝16.8ｔ由于在跑车上设一动滑轮故:y=W/2=16.8/2＝8.4t故我们能够采用10ｔ卷扬机作为牵引装置，(靠边主塔的紧张地段采用5t卷扬机辅助牵引)4.1.4塔架高度的计算h=f+a+b+c式中:a为跑车轮至吊点之间的距离取4mc为主墩拱座顶到钢管拱顶的高度70mb为吊点至钢管拱拱顶距离(即捆绑高度)取6mf主索下垂高度为27.1m故:h=27.1+4+6+70=107.1(m)考虑塔架位移对主索的影响为1.8ｍ，温度应力的影响，以及施工中的误差，塔高不低于110m，由于本方案吊塔设于扣塔之上，扣塔受索力影响，高度不低于100ｍ，同时考虑主塔受力，不宜低于18.0ｍ，故：整个塔架高取111.6m＞110m。4.1.5塔架自重万能杆件数量见附表。经计算万能杆件：吊塔重为55吨;扣塔重900吨;扣索张拉点位置加强件重量为92.8(t)；螺栓重量约为55（t）；塔顶工字钢重约2×16.35（t）；故：单个塔架总重约1200（t）。10.2上游缆吊的计算缆吊上游一组主索参数对照表:表(10)项目用途主索起重索牵引索型号6×Φ37+16×Φ37+16×Φ37+1根数一直径(mm)9Φ392Φ222Φ28.5单位重量(kg/m)5.3121.6462.766面积(每根)(mm3)564.63174.27294.51抗拉强度(kg/mm2)170170170破断拉力(t)78724.2540.05钢丝直径(mm)1.81.01.3说明新索新索新索4.2.1主索荷载的计算4.2.1.1主索荷载a、主索荷载：主索两岸塔架等高，主索为平坡(即cosβ=1)作用主索上均布荷载G由三部分组成。主索g1=5.312×9=47.8Kg/m牵引索g2=2×2.766=5.5Kg/m起重索g3=2×1.646=3.3Kg/mg总=g1+g2+g3=47.8+5.5+3.3=56.6Kg/mG=g总×L=56.6×371.5=21027kg≈21ｔb、作用主索上的集中荷载P由5部分组成。①跑车和定滑轮重P1=2×1.3=2.6t②吊点重及配重P2=2×(5.6+1)=13.2t③起重索自重(走“8”布置)P3=2×8×80×1.646/1000≈2.1t④主拱肋重P4=65t(拱肋重60.8t，其中有挂篮及爬梯等)作用于一组主索上的集中力为P总：P总=P1+P2+P3+0.5P4=2.6+13.2+2.1+32.5=50.4t4.2.1.2吊重后，计算跨中主索的最大张力安全系数取3.5（考虑到主索为旧索），此时主索产生的拉力最大，并控制主索设计：T=∑Tmax/K=(9×78.7)/3.5=202.4t因为跨中时此时H≈T 故:H取202.4ｔ根据公式：f=(G×L)/（8×H）+(P×L)/(4×H)f=(21×371.5)/(8×202.4)+(50.4×371.5)/(4×202.4)=4.8+23.1=27.9ｍ故相对垂度：f/L=27.9/371.5=0.075＝1/13.3由于锚固段长度较长，主索应按三跨计算，钢丝绳(6×37+1)相应弹性模量为75600MPa。换算弹性模量为：E＝75600MPａ(由《路桥施工计算手册》)换算弹性模量：Eη=(L/∑L)×E=｛371.5/（301+371.5+191.0）｝×75600=32525MPaA=K1×K2/H2-H+W×(24×K1/L)(公式)式中：W=0(此时不计支座位移)K1=(Eη×Fcos2β)/24=Eη×F/24=32525×9×564.63/24=6886737(N)≈688.7(t)K2=3P(P+G)+G=3×50.4×(50.4+21)+212＝11237t2故:A=688.7×11237/202.42-202.4=-13.5(t)4.2.1.3计算跑车架设时跨中的垂度此时作用在主索上的集中荷载为跑车自重PX，求跑车作用于跨中时的跨中垂度。先求跑车空载时的主索张力HX计算系数：PX=P1+P2+P3=2.6+13.2+2.1=17.9(t)K3=12PX(G+PX)=12×17.9×(21+17.9)=8356(t2)X=L/2=371.5/2=185.75mX×(L-X)=185.75×(371.5-185.75)=34503.1m2C=K1×K3/L2=688.7×8356/371.52=41.7(t3/m2)B=K1×G2=688.7×212=303717(t3)B+C×X×(L-X)=303717+41.7×34503=1742492(t3)将以上数值代入张力方程式：HX3+AHX2-B-C×(L-X)×X=0HX3-13.5HX2-1742492=0试算得HX=124t跨中垂度:Fx=G×L/(8×HX)+PX×L/(4×HX)FX=21×371.5/(8×124)+17.9×371.5/(4×124)=7.86+13.4=21.26m相对垂度：f/L=21.26/371.5=0.057=1/17.54.2.1.4塔前起吊时的主索张力及主索升角计算在塔架前10m起吊，安装拱脚段拱肋时的主索张力及升角此时PX仍取50.4t计K3=12×PX×(G+PX)=12×50.4×(21+50.4)=43183(t2)X×(L-X)=10×(371.5-10)=3615(m2)C=K1×K3/L2=688.7×43183/371.52=215(t3/m2)B+C×X×(L-X)=303717+215×