文兴社安置房工程1＃、2＃楼静压桩工程施工方案及巫峡长江公路大桥拱肋吊装方案

PAGE文兴社安置房工程1＃、2＃楼静压桩施工方案施工方案会签表编制人年月日公司技术科审核年月日公司安全科审核年月日公司总工室审批年月日目录一、工程概况二、施工目标三、施工部署四、主要施工方法五、质量保证措施六、安全生产、文明施工一、工程概况文兴社安置房工程1＃、2＃楼基础为桩基工程，位于厦门市洪文小区与潘宅之间，莲前东路南侧90余米处，地上11层，地下一层，框架结构，建设单位为厦门洪文居住开发有限公司，由厦门建筑设计院有限公司设计。本工程桩基采用PHC500－100A型管桩和PHC500－100AB型管桩，采用静压桩机成桩，单桩竖向极限承载力ZHa为3800KNZHb、ZHc为1640KN，桩端持力层为全风化花岗岩或沙砾状强风化花岗岩。本工程共设计352根桩（其中ZHa－242根，ZHb－97根，ZHc－13根）。PHC500－100AB型管桩（ZHb）设计极限抗拔承载力为890KN。根据天津市地质工程勘察院于2004年6月提交的《瑞景新城文兴社安置房W－02地块岩土工程勘察报告》，场地土（岩）层自上而下分为：eq\o\ac(○,1)、杂填土eq\o\ac(○,2a)、冲洪积砂质粘土eq\o\ac(○,3b)、含泥粗砂eq\o\ac(○,3)、坡洪积砂质粘土eq\o\ac(○,4a)、残积砾质粘性土eq\o\ac(○,4b)、脉岩残积砾质粘性土eq\o\ac(○,5)、全风化花岗岩eq\o\ac(○,6)、砂砾状强风化花岗岩二、施工目标1、质量：工程质量达到合格。2、工期：自开工之日起30个工作日内完成桩基施工任务。3、安全生产、文明施工：采取有效措施，杜绝死及重伤事故，轻伤率控制在1.5%以下，文明施工达标，成为标准化施工现场。三、施工部署1、施工现场平面布置为保持施工现场整洁及文明工地，施工现场按照有关政府文件规定布置临时设施（生活用集装箱），确定管桩的堆放位置。施工用电线路由建设单位指定变压器引出不小于200KW，设总配电箱，次级和未级配电箱，按三相五线制布设施工电缆并固定总配电箱和架空电缆。施工用水主要为生活用水，拟采用DN25镀锌钢管接至厨房及卫生间即可。2、施工现场管理机构根据本工程施工特点，将施工经验丰富和管理能力强的员工组成本工程项目经理部，按照ISO9002质量程序文件要求，实行全过程质量控制和管理形成高效优质管理机制。机构组成网络图如下：安技员质安组桩机组项目经理技术负责施工组安技员质安组桩机组项目经理技术负责施工组材料组技术组施工员测量员资料员材料员仓管员质检员3、施工准备熟悉图纸及规范，做好施工现场调查记录，其程序是：熟悉图纸，计算工作量，现场准备现场总平面布置图施工准备工作计划临时供水、供电计划质量、安全、技术交底编制材料、成员计划编制施工进度计划编制总劳动力计划工艺流程及作业书编制施工机械设备需用量熟悉图纸，计算工作量，现场准备现场总平面布置图施工准备工作计划临时供水、供电计划质量、安全、技术交底编制材料、成员计划编制施工进度计划编制总劳动力计划工艺流程及作业书编制施工机械设备需用量 4、施工设备表序号机械名称规格型号单位数量状况备注1压桩机ZYJ800台1良好含配重2CO2气保焊机KRI350台2良好3割桩器台1良好4电子经纬仪台1良好5水准仪DS3台1良好6吊车16T辆1良好7平板拖车60T辆4良好8生活集装箱3*6M个4良好5、劳动力配备计划序号工种名称人数1电（机修）工12指挥手23电焊工44主机手25吊机手26捆桩工27扶桩工2合计156、施工进度计划日次123…………282930日进度计划12根12根12根…………12根12根4根四、主要施工方法1、施工前准备工作1）施工场地应进行平整压实，铺设一条供管桩运输道路进入施工场地内，并能满足倒车要求。2）提供不少于4M*6.5M的最小中桩施工距离。3）施工前向有关部门办理好报建、消防、噪声、震动、夜间施工等手续并进行基线复核工作，认真研究地质报告。4）详细调查场地及邻近区域的地下及地上管线、地下障碍物并进行彻底清理。5）向施工操作人员进行设计、安全及技术交底。6）根据试桩结果，参考地质勘察报告，做好接桩预配工作。在预配桩基础上，选择购买合适桩长的预制管桩进场，管桩进场时需提交出厂合格证及其他有关质保资料。7）施工前应先通知有关人员到现场对管桩质量进行检验，检验合格后方能使用。8）测量放线定点，并经复核无误后方可开工。2、管桩堆放与验收预制管桩采用平板拖车由管桩厂运至施工现场卸下堆放，堆放地点根据场地情况和有利于施工的原则进行堆放，堆放场地应平整、坚实，堆放层数不超过二层，所有的管桩由质安员及施工员会同监理进行检查，不合格的管桩立即退场，禁止使用，先用的桩堆放在上层，后用的桩堆放在下层。3、静力压桩施工程序及要求施工程序示意图准备工作准备工作调整桩机固定桩位检查垂直度进行压桩桩机移位符合要求鉴定收压标准1）、压桩桩位定点误差控制在30mm范围内，对点后压桩必须把全方位水平仪调平，以使管桩垂直压入，为确保其垂直度，专人用吊锤辅助检查，第一节管桩插入地面的垂直度偏差不得超过0.5%。2）、桩的驳接：桩的接驳采用CO2气保焊接。焊接前，把管桩端头钢板处的浮锈、油污、泥巴等杂物清洗干净，并保持干燥，接桩时上下节桩应保持顺直，错位偏差不大于2mm。施焊时应对称进行，焊缝须连续饱满，符合电焊有关的规范要求，管桩接头不宜超过3个，压同一根桩各个工序要连续施工，应尽量短停顿时间。3）、压桩的终止条件eq\o\ac(○,1)本工程根据设计要求，桩端持力层选在全风化花岗岩或砂砾状强风化花岗岩上，以终压值为主，桩端进入持力层为铺进行控制。eq\o\ac(○,2)压桩采用超载复压发：静压ZHa桩位的终止压力值不小于4000KN，静压ZHb、ZHc桩位的终止压力值不小于2000KN。在以上压力值的基础上复压三次累计沉降量不大于5mm方可收桩。4、主要施工方法1）、在移机到位前做桩复查工作，并经建设单位、监理单位现场有关人员复查签证。2）、根据工程地质资料及试压桩情况来参考配桩，做好配桩桩长工作。3）、由专人检查进入施工现场的管桩，出现以下情况严禁使用：桩端头板凹凸不平；桩端头板与桩管芯轴线垂直误差较大，桩身弯曲；蜂窝麻面范围较大；桩管外表圆整度严重超规范规定；有出现横向或竖向裂缝者均不能使用。4）、管桩吊运应符合下列规定：a、管桩在吊运过程中应轻吊轻放，避免剧烈碰撞；b、单节管桩可用专用吊钩钩住管桩两端内壁直接进行水平起吊；c、叠层堆放的管桩不超过2层时，可拖拉取桩；当为2层时，桩的拖地端应用废轮胎等弹性材料保护。5）、施工场地表面应有足够的抗压承载力，若有发现移机到位后，有严重下沉、倾斜现象或趋势时，应及时处理，使表面抗压力在每平方米大于8T要求后再移机到位进行施工。6）、桩机就位对中调直后，按配桩长度吊桩，由专人做好桩管垂直度检测调度式作，同时调平衡桩机桩架的垂直度。保持施工过程中始终处于轴心受压状态，若有偏移及时调整，以免发生桩顶破碎和断桩。7）、第一节管桩起吊就位插入地面时的垂直度偏差不得大于0.5%，并宜用长条水准尺或其他测量仪器（如经纬仪配合垂球）校正；必要时，应拔出重插。8）、压桩过程中，应有专人观测桩管垂直度，当桩身倾斜率超过1%时，应找出原因并设法纠正；当桩尖穿过软弱土层后，严禁用移动桩机等强行回扳的方法纠偏。9）、需接桩时，应根据配桩方案进行，接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不大于2MM。10）、将第一节桩施工到距地面0.7米左右时，吊车吊装第二节桩就位，再调直对中，采用对称式焊接，施工中注意根据地质情况将桩端停在软弱土层中来进行焊接工作，确保再继续施工时启动阻力不致于过大。11）、管桩对接前，上、下端板表面应用铁刷子清刷干净，坡口上应刷至露出金属光泽。12）、管桩焊接时上、下节桩应保持垂直，坡口根部间隙应小于2MM，焊接时宜在坡口圆周上对称点焊4-6点，待上、下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊，施焊宜同时由两个焊工对称进行。13）、焊接采用二氧化碳保护焊，无焊潭，可一次性边疆施焊，至焊缝饱满连续。14）、焊好后的桩接头应自然冷却后才可继续施压，自然冷却时间不宜少于8min；严禁用水冷却或焊好即压。15）、桩头及管桩接头部位在焊接完成冷却后应涂刷2MM厚的环氧树脂。16）、送桩深度达到或超出设计深度时，若出现异常或贯入度突然增加等现象，可视为桩身破碎损坏或断桩，应及时停止施工，查清情况并通知有关部门研究处理。17）、为保证桩端承载力符合设计要求，终压力值不宜大于管桩桩身竖向承载力设计值的1.6倍，且达到终压力值时应进行复压，复压次数不少于3次，复压压桩力不应小于终压力值，达到终压力值时应持荷，持荷时间应通过试压桩的结果确定。18）、遇下列情况之一应暂停施工，并及时与设计、监理等有关人员研究处理；a、贯入度突变，沉降量突然增大。b、桩身砼剥落、破碎。C、桩身突然倾斜、跑位。d、地面明显隆起，邻桩上浮或位移过大。e、压力表读数骤变或读数与地质报告中的土层性质明显不符。19）、桩打好后，严禁施工机械碰撞或将桩头用作拉锚点；送桩遗留的孔洞，应立即回填或复盖。20）、截桩头应采用锯桩器截断，严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。五、质量保证措施1、质量目标：工程质量达到合格，力争优良。2、质量管理体系：“百年大计，质量第一”，为确保工程施工质量，在公司质量方针指导下，建立适合本工程具体情况的质量管理体系和质量控制保证措施，建立和完善质量管理体系的组织机构，成立全面质量管理系统：公司项目经理项目技术负责人公司项目经理项目技术负责人质检组技术组施工组质检组技术组施工组作业班组操作工人作业班组操作工人3、质量保证措施1)推行项目法施工，全面加强质量管理，建立健全质量保证体系，坚持质量三检制。2）加强技术管理，认真贯彻执行国家施工规范，操作规程，组织好质量安全技术交底，熟悉设计意图。3）项目经理成立专门质量管理小组，由专职质检员进行日常质量管理。4）保证桩身垂直度偏差控制在1%以内。当桩尖穿过软弱土层后，桩尖进入硬土层严禁采用移动桩机等强行回扳管桩的方法纠正桩身垂直度。5）管桩进场后，由质检员对每一根桩进行检查，不合格桩立即退还，严禁使用，质检员对每一批产品进行登记。6）接桩时，由两人对称逆时针方向施焊，不得有夹渣，咬边等现象。焊缝要连续、饱满，焊接好后自然冷却大于8分钟，且做好接头部位环氧树脂的防腐处理后方可进行施压。严禁用水冷却或焊好即压。7）在较厚的粘土，粉质粘土层中，应连续一次性将桩压完。8）做好施工记录及隐蔽验收记录和现场签证。9）交接班时，班组之间互相交接清楚。10）每压完一个桩位，应用红笔在图纸上做记号，防止漏压，错压的现象。11）在压桩过程中，遇下列情况应暂停施工，并立即向业主，监理汇报并由设计单位提出处理方案。a、沉降量或反弹量异常；b、桩头或桩身砼剥落、破碎；c、桩身空然倾斜、跑位；d、地面明显隆起；邻桩上浮或位移过大；e、土中桩身出现硼裂声等异常现象。12）当管桩在施工过程中遇孤石等地下障碍物时，及时通知业主、监理和设计单位并进行研究处理。13）桩位施压顺序由里到外、由深到浅的原则施压。14）桩位偏差控制应符合现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》、《建筑工程施工质量验收统一标准》和设计要求。六、安全生产、文明施工1、确保安全生产措施1）要在员工中牢牢树立起“安全第一”的思想，认识到安全生产、文明施工的重要性，做到每天班前教育，班前检查，班后总结；2）进入施工现场必须戴好安全帽，所有作业人员必须持证上岗；3）吊桩前要检查索具是否符合要求，是否有损伤；4）所有电动设备应装漏电保护开关，严格遵守安全用电操作规程；5）电焊工接桩时，必须使用面罩、电焊手套、电焊鞋；6）严禁酒后作业；7）压桩作业时，桩机周围15m范围内禁止非作业人员进入；8）切实加强火源管理，现场禁止吸烟，电、气焊作业时应清理周围易燃物，消防器具要齐全；灭火器定期检查；9）管桩施工完时桩洞应及时用砂土回填覆盖；10）夜间施工时必须保证足够的照明。2、文明施工管理：1）经常对施工人员进行文明施工教育，加强员工的文明施工意识；2）做好施工现场临时设施，材料的布置与堆放，划分职责范围；3）在门口设置洗车台，冲洗车轮，防止车辆带泥土上路；4）施工现场悬挂“五图一牌”。第一节工程概述1.1桥位及结构形式重庆巫峡长江公路大桥工程项目分为主桥和引道工程两部分，其主桥处于三峡风景区，桥址位于长江巫峡入口处，设计为中承式钢管砼双肋拱桥，主跨净跨为460m，位居同类型桥梁世界第一，全桥跨径组合为6×12m（引桥）+492m（主跨）+3×12m（引桥）。引桥为预应力砼连续梁（南岸异形梁为钢筋砼简支架）；桥面为预应力砼π形连续梁；全桥吊杆和立柱间距为12.0m，吊杆、立柱及引桥墩盖梁均设计为预应力砼横梁，桥面与拱肋交汇处横梁为组合截面梁，设计总体布置如下：图1.1巫峡长江大桥设计总体布置图1.2工程规模及建设工期巫峡长江公路大桥由主桥和两岸引桥构成，其主桥为一跨净跨460m钢管砼双肋拱桥；南岸引桥6×12m预应力砼连续梁，北岸为3×12m预应力砼连续梁，全桥共计50个小孔，总长612.2m；桥面净宽15m+2×1.5m（人行道）+2×0.5m（栏杆），全桥工程量为：基础挖石方：22787m3；结构砼：38669m3；结构钢筋：1598T；预应钢材：500T；钢管钢板6800T。建设工期29个月，2004年5月完工。1.3桥位处地质、水文、航运、气象状况1.3.1工程地质状况大桥桥位处，地貌上处于构造剥蚀侵蚀低山地貌单元内，因长江河谷深切，地形上构成不对称的“V”字型峡谷，谷坡南缓北陡，桥址区南岸斜坡总体坡向1500，坡度300-450间，局部稍陡。北岸地形坡度较陡，拆线斜坡，上陡下缓。紧邻岸边陡崖，坡度800-850。桥位区构造上位于大巴山弧形构造，川东褶带及川鄂黔隆起褶带的交汇部，次段构造受横石溪箱形背斜控制，位于其北西翼，岩性南岸为T1j2龙岩及白云质灰岩地层，北岸为Tj3灰岩地层。因长江的切割，桥位处岸坡岩体应力释放，产生卸载回弹，常使层面及构造裂隙，产生宽张，使部分地表块体产生松动，桥位区地层简单，第四系不发育，基岩裸露，完整岩体地基容许承载均大于2.0Mpa。1.3.2气象资料桥址区段属亚热带温湿季风气候，具有春早、夏热、冬暖、多雾，无霜期长，雨量充沛的气候特点，年平均气温18.4℃，极端最低温度-6.9℃。常年最多风向为东北风，风速六级，风速17m/s的大风，八月份较多，巫山县历年各月大风，暴雨出现的次数及频率如下表：表1.1巫峡历年各月大风出现次数及频率表月份123456789101112次数0113469183210频率%0.02.12.16.38.312.518.837.56.34.22.10.0表1.2巫山县历年各月暴雨出现次数及频率表月份123456789101112次数0002916242317310频率%0.00.00.02.09.017.025.024.017.03.01.00.0根据“全国基本风压分布图”本区域基本风压400Pa，设计基准风速为26.3m/s1.3.3水文航运资料该桥处于三峡库区内，因此受三峡大坝的影响，建坝前与建坝储水后，桥位河段的水文条件有极大的改变。(1)建坝前水文资料：根据万县水文站资料，推算桥位的频率流量水位为据如下表：表1.3桥位处水位流量流建资料项目频率流量Q(m3/s)水位H(黄海系统)流速VCP(m/s)1/30035600118.63.541/10031050118.03.35(2)建坝后水文、航道资料：巫山县巫峡长江大桥河段现为Ⅱ级航道，通行轮船见下表：表1.4现行代表船队、客船表序号船队组成（推轮+驳船）船队尺度（长×宽×高）m备注11942KW+3×1000t175×34×2.821942KW+2×1000t（货驳）121×32×2.8长航上行船3589KW+3×3000t90×24×1.3地方下行船队4客轮177×15.4×2.65客轮284.5×14.0×2.4江汉576客轮387.5×16.0×2.7长江明珠号三峡工程正常蓄水后，河段将提高为I-（2）级航道，双向航道宽度为232.1m，通航净高18.0m；最高通航水位175.10m（吴淞）通行的轮船如下表：表1.5三峡工程建成后汉渝间代表船队、客船序号船队组成（推轮+驳船）船队尺度（长×宽×高）m11+6×500t126×32.4×2.221+9×1000t246×32.4×2.831+9×1500t248.5×32.4×3.041+6×1500t196×32.6×3.151+4×3000t196×32.6×3.361+4×3000t（油轮）219×31.2×3.37客轮84×17.2×2.61.4设计采用的技术标准1）桥面净宽：净-15.0m+2×1.5m（人行道）+2×0.5m（栏杆）2）设计荷载：汽车-超20，挂车-120，人群荷载3.5KN/m23）设计洪水频率：1/3004）设计水位：175.10m（三峡工程规划水位）5）通航净空：300×18m6）地震烈度：Ⅵ度，按Ⅶ度设防7）设计风速：26.3m/s（频率1%，10分钟平均最大风速（10m高度处））1.5钢管拱肋构造拱肋为钢管砼组成的桁架结构，主跨拱肋拱顶截面高7.0m；拱脚截面高为14.0m，肋宽为4.14m，每肋上、下各两根Ф1220×22（25）mm，内灌60#砼的钢管砼弦杆，弦杆通过横联钢管Ф711×16mm和竖向钢管Ф610×12mm连接而构成钢管砼桁架，吊杆处竖向两根腹杆间设交叉撑，加强拱肋横向连接。拱肋中距为19.70m，两肋间桥面以上放置“K”形横撑，桥面以下的拱脚段设置“米”形撑，每道横撑均为空钢管桁架。拱肋与桥面交接处，设置一道肋间横撑。全桥共设横撑20道。1.6拱肋吊装方案1.6.1拱肋钢管桁架节段的划分拱肋钢管桁架顺桥向半跨分为11个节段，全桥共计22个节段，横桥向分为上、下游两肋，肋间由“K”形或“米”形撑相连，全桥共计20道，吊装时为单肋单节段吊安，因此拱肋共计64个吊装节段，最大节段吊装重量为118T（其中肋间横撑最大吊装重量约40T）。1.6.2拱肋吊装方案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。拱肋节段安装采用两岸对称悬拼，每半跨拱肋11个节段（22个吊段）、6个正式扣段，第一扣段含三个节段、第二、三、四扣段含两个节段，其余每一节段为一个扣段，含两个及以上扣段中，第一、第二节段采用临时扣索扣住，待第三节段就位后张拉正式扣索，同时拆去临时扣索，临时扣索采用钢绞线，每岸每肋各设两组，各扣段交换使用。节段为单肋安装，待上下游同一节段吊装就位后，安装节段间连接横撑，即完成一个双肋节段，单肋节段安装就位后，设置侧向浪风索。由于上下游主拱肋相距较远，所以只能分别利用上下游两套吊装系统进行安装。吊装时，每根主拱肋桁段由该侧四组吊点抬吊；肋间横撑由于重量轻且位置居中，可由内侧两组吊点抬吊。2）拱肋吊装施工工艺流程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和拱肋扣索系统组成。拱肋扣索系统由扣塔、扣锚及钢绞线扣索等几部分组成，吊装系统由吊塔、吊锚及吊装索缆等构成，其中吊塔放置于扣塔之上，通过铰脚与扣塔相连。吊扣锚均采用岩锚重力式复合结构。现场总体布置如图所示。图1.2拱肋吊装系统总体布置图1.7拱上立柱、吊杆横梁及行车道梁吊装方案主吊装系统也承担着拱上立柱、吊杆横梁、行车道梁的吊装工作。主拱圈吊装合拢后，应着手进行拱上立柱吊装。拱上立柱最大长度约55m，吊装时应将较长立柱划分为25m左右的节段以便于安装。立柱从工厂制作用船运至桥位处靠岸边位置，由于自重较小（不到15吨），可以用一个或两个吊点从拱圈空隙中起吊，超过拱圈后平移至安装位置并用辅助绳索帮助其安装就位。吊杆横梁除两道加长横梁需在拱座江心侧预制场（位于拱圈下）预制外，其余均在建始岸预制场制作。利用主吊装系统外侧两组主索（共8根）完成吊杆横梁安装。拱圈下预制的加长横梁可直接吊装到位；其余吊杆横梁从拱圈上部平移至安装位置附近，调整起吊索使之从拱圈空隙穿过，再通过调整起吊及牵引索使之就位。行车道梁也在建始岸预制场制作，其安装方法类似吊杆横梁。第二节主吊系统布置2.1总述巫峡长江大桥位于长江巫峡峡口上，地势险峻，地质条件复杂。按《巫山县巫峡长江大桥施工图设计文件》要求，钢管拱节段需采用缆索吊装方案施工，同时吊杆横梁、行车道梁安装均可利用缆索吊装系统实施。全桥共设两套主索吊装系统。为节约材料、加快施工进度，决定采用四川路桥建设集团专利技术《复合式缆索吊机》，将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的干扰。缆索吊装系统设计时将每套吊装系统分为两组，可以方便地组合，便于吊杆横梁、行车道梁及拱肋安装。2.2主吊装系统设计2.2.1主吊装系统选索及布置主吊装系统主跨径576M，后锚端跨径为164m(巫山岸)及173m(建始岸)，与水平线夹角。全桥共设两套主索吊装系统，每套系统各种钢绳的规格如下表所示：表2.2主吊装系统钢索规格表（起吊索走8线）名称项目主索起吊索牵引索缆风索（压塔索）型号满充式钢丝绳（CFRC8×36SW-56mm）4×39S+5FC-22m不扭转提升钢丝绳6×37+16×37+1根数-直径2×4Ф564×8Ф222×2Ф282×2Ф47.5每沿米()14.981.982.7687.929截面积()1667208294.52843.47钢丝直径Ф1.2~Ф3.0Ф1.0~Ф1.701.32.2抗拉强度（Mpa）1960187015501550破断拉力（KN）2500325.0456.501205.0张力安全系数3.0415.1474.7024.112.2.2复合式缆索吊机设计参数及计算结果（一套，起吊索走8线）跨径 576m主索垂度 空1/16.054 重 1/12.5设计吊重 118T×1.1+39.84=169.64Tφ56CFRC钢丝主索 2×4根主索重载安全系数 3.054φ28牵引索 2×2线牵引索安全系数 4.702牵引卷扬机拉力 97.09KNφ22起吊索 4×8线起吊索安全系数 5.147起吊卷扬机拉力 63.14KN吊塔对扣塔的竖向压力(最大) 约7500KN吊塔对扣塔的水平推力（包括风力） 约50KN（用平衡索调整）2.2.3卷扬机选择1）8台10T摩擦式滚筒卷扬机（线速度恒定）—牵引；2）8台8T摩擦式滚筒卷扬机（线速度恒定）—起吊；3）8台8T普通中速卷扬机——牵引最不利位置辅助牵引。2.3工作天线系统2.3.1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576m，后锚后锚端跨径为164m(巫山岸)及173m(建始岸)，与水平线夹角。各种钢绳的规格如表2.3所示。表2.3工作天线钢索规格表名称项目主索起吊索牵引索型号6×37+16×37+16×37+1根数-直径2×2Ф47.52×4Ф19.52×Ф19.5每沿米重()7.9291.3261.326截面积()843.47141.16141.16钢丝直径2.20.90.9抗拉强度（Mpa）155015501550破断拉力（kN）1305.0179.00179.00张力安全系数5.1007.0944.5442.3.2工作天线设计参数及计算结果（一套）跨径 576m主索垂度 空1/18.085 重 1/14设计吊重 50.0×1.2+29.84=89.84kNφ47.5普通钢绳主索 2根主索重载安全系数 5.100φ19.5牵引索 1线牵引索安全系数 4.544牵引卷扬机拉力 37.83KNφ19.5起吊索 4线起吊索安全系数 7.094起吊卷扬机拉力 27.35KN2.3.3卷扬机选择1）4台5T普通中速卷扬机—牵引；2）4台5T普通中速卷扬机—起吊；2.4吊具设计2.4.1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。全桥共布设四组主索，每组上设置两套吊具共计8套。吊具数量、规格汇总如下表。表2.4吊具数量、规格汇总表序号名称规格数量备注1缆索跑车2×48套2吊点滑车组3×38套3吊点分配梁4根4吊点夹具16套2.4.2缆索跑车设计设计依据及技术指标承重主索4Φ56mm；起吊索Φ22mm跑车轮直径与主索直径的关系D=25d跑车承受的竖向力T=600KN各部位应力安全系数K=2.0跑车结构设计(跑车结构设计如图所示)表2.1跑车总体设计图2.4.3起吊滑车组设计设计依据及技术指标起吊绳走线数8线；b.起吊绳直径Φ22mmc.滑车组直径与起吊绳直径之比为D/d=25d.滑车组采用滚动轴承各部位应力安全系数K=2.0起吊滑车组结构设计(起吊滑车组结构设计如图2.2所示)图2.2起吊滑车组总体设计图2.4.4吊点分配梁设计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，吊点间的距离为6.0m；拱肋宽度2.92m（两主管中心距），为确保吊绳垂直受力及各吊点受力均匀，在吊索下部放置分配梁，以调整吊绳间距，保证拱肋两侧自动平衡，便于其安装就位。分配梁设计依据及技术指标分配梁为简支梁，梁端力均为F=425KN，间距为L=6.0m梁中部拱肋提供的力为F，=425KN；间距L=2.92m分配梁应力安全系数K=2.0跨中挠度f≤2mm分配梁结构设计图2.3起吊分配梁总体设计图2.4.5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走线数、滑轮组数率及索跨大小等因素控制。配重块放置于每组吊点上。配重块重量的计算起吊绳每间隔30m设置一个承索器，那么由于起吊索的松驰而产生的张力T1=gl2/8f。式中：g—起重绳每延米的重量g=0.0277KN/ml—相邻两承索器间的距离l=30.mf—相邻两个承索器间起吊绳的松驰垂度f=1.5m将数值代入T1计算式中得T1=0.0277×302/（8×1.5）=2.076（KN）起重索运行阻力T2=（1-ηa+b+c）式中T1—起重索松驰张力T1=2.076KNη—滑轮组效率系数η=0.98动滑轮数a=3b—定滑轮数b=4c—承索器滑轮数c=20将各值代入T2计算式中得T2=2.076×（1-0.983+4+20）=0.872（KN）砼配重件计算重量：G=KT1+T2式中K—起重绳线数即G=8×2.076+0.872=17.48（KN）配重取作30KN砼配重块结构设计每个吊点配重30KN，由两块实体砼实体提供，每块重15KN；2.4.6承索器设计承索器的作用与功能缆索吊装系统主索跨度达576m，由起重索和牵引索的垂度引起的松弛阻力将极大地影响到起吊力和牵引力，为减小起吊和牵引力，在主缆上在设置承索器，承托起吊绳及牵引绳，从而减小其松弛阻力，达到减小起吊和牵引以及配重块重量的目的。承索器的布置结构设计在每组主缆上分别布置承索滑轮，其间距为30m，以承托起吊绳和牵引绳，其布置及结构如图所示。图2.4承索器总体布置图2.5吊塔系统2.5.1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。吊塔采用M型万能杆件组拼成双柱门式索塔，塔高30.5米，每柱截面为2m×4m；中部设一道横梁；两柱之间的中心距离为20.0m；吊塔塔顶顺河向宽度为30.0m。吊塔塔顶及塔脚分配梁采用I56b工字钢组拼。其布置如图2.5所示。图2.5吊塔总体布置图2.5.2吊塔塔顶索鞍及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、缆风索（压塔索）、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的索鞍；在万能杆件吊塔塔顶采用I56b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。索鞍布置详见图2.5所示。②索鞍结构设计*a设计指标及技术标准（以吊装主索受力控制设计）Ⅰ、主索直径φ56mm；Ⅱ、单索垂直压力T=300KN；Ⅲ、索鞍轮直径D与主索直径φ之比为：D/φ=15；Ⅳ、索鞍轮接触应力安全系数K1=2.5;Ⅴ、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）索鞍结构如图2.6所示。2.6吊塔塔顶索鞍设计图吊塔塔脚铰脚设计铰脚的布置采用I56b型钢在扣塔塔顶设置连接分配梁，并将其与扣塔钢管焊接，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如图2.7所示。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2.9所示。图2.7吊塔铰脚设计图2.5.3抗风索的布置设计吊塔抗风索由于受地式的影响，无法设置“八”字抗风，采用压塔索，整套吊装系统共设置4根Φ47.5mm钢绳。吊塔上、下游各布置2根。其布置及计算详见4.3.3。2.5.4扣塔平衡索扣塔由于风荷载、吊塔及扣索的作用产生不平衡力，前期向岸倾斜，后期朝河心倾斜。向岸侧产生的最大不平衡力为1055.5KN，向河心侧产生的最大不平衡力为2253.7KN，所以在扣塔两侧加设扣塔平衡索。扣塔平衡索岸侧段采用11φ15.24钢绞线锚于扣锚上，河心侧段采用15φ15.24锚于桥台上。位置如图2.8所示：图2.8扣塔平衡索布置图2.5.5吊塔避雷设施布置两岸吊塔高度极大，南岸塔高达近160.m；北岸塔高140.0m因此必须设置避雷设施。按照Ⅱ级结构物避雷要求设置，通路电阻小于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1.5m，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，接至地面与相应的接地装置相连接，接地装置采用型钢L100×100×10打入地中设置，打入深度不小于1.5m。避雷针布置图详见附图2.9所示。图2.9吊塔避雷设施布置图2．6吊装系统试吊设计及实施2.6.1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。2.6.2试吊运行试验的设计及实施吊重的设计本缆索系统共布置四组，每组的设计吊重为60T，试吊时考虑10%的超载，即试吊重为每组66T(不含吊具重及配重)。采用砂袋加载，用万能杆件组拼一荷载平台，将砂袋按设计程序堆放于平台上。加载程序因有四组各自独立的主索系统，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（如图所示），则试验时组合为：ABCD表2.6试吊组合及荷载表序号主索组合荷载备注1A662B663C664D665A+B132单肋安装6B+C132横梁安装7C+D132单肋安装试吊时，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%→100%→110%加载。每次荷载起吊后持荷时间不得小于1小时，且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。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。主缆系统试吊运行试验领导小组主缆系统试吊运行试验领导小组副总指挥总指挥副总指挥总指挥数据分析组指挥后勤数据分析组指挥后勤组指挥吊装组指挥监测组指挥联络组指挥协调组指挥第三节吊、扣锚系统3.1锚碇总体设计3.1.1地质条件巫山长江大桥建始岸吊锚及扣锚场地位于巫山会城长江南岸，为单一岩层组成的单面山，地貌上处于构造剥蚀侵蚀中低山地貌单元，微地貌为河谷斜坡。斜坡总体坡向150，坡角300，岩体主要为褐黄色含粉质粘土碎石和灰岩。岩层倾向和主要边坡倾向相反，岩体的风化破碎程度不均，即岩层分带性较差。地质资料表明吊、扣锚场地处在斜坡地带，坡体基岩裸露，自然坡向与岩层倾向斜交，边坡为切向坡，属稳定型边坡，场地亦属稳定场地。巫山岸吊、扣锚场地及岩层性质与建始岸类似，覆盖层较厚，坡角为450，根据室内岩面试验成果，地基承载力及岩体旨强度指标按以下采用：灰岩（中等风化）建始岸巫山岸承载力标准值3100Kpa2600Kpa岩体抗剪强度Ψ=480Ψ=40.160C=1.1MpaC=1.76Mpa岩体抗拉强度σt=0.64Mpaσt=0.57Mpa3.1.2基础类型及锚固方式1）吊（扣）锚基础型式。根据吊（扣）锚所在山坡地形地质情况，初步设计阶段吊（扣）锚提出2个方案，重力式锚碇（加设预应力岩锚，扣锚加设桩基）、隧道锚方案。方案一基本原理是将锚索锚固于基岩岩体的深处，主缆索固定在岩面的重力结构上，并通过预应力锚索将主缆力分散传递到岩体深处，重力式锚碇尽管基础工程土石方开挖量大一些，但属于常规的大面积明挖工程，且对此工法经验多，质量工期能得到保证。方案二从技术上讲是可行的，整个山体在主缆力作用下的抗滑稳定性也是足够的，但以下原因限制了此方案的实施。①此处岩质主要为含粉质粘土碎石，岩体破碎，地表风化层较厚，地质条件不利于隧道式锚碇的施工开挖。②开挖方向与岩层走向一致，对锚碇受力稳定性不利。③对于洞径较大的斜隧道，没有施工经验，担心质量和进度无法保证，综上所述，本桥吊（扣）锚系统采用方案一。2）主缆索股锚固方式吊锚主索套在后墙位置的桩头上，桩头用钢板保护，扣索锚于扣锚前墙上。3.1.3锚碇总体布置(总体布置见图)图3.1锚碇总体布置图3.1.4主要材料1）混凝土：底板、前墙、后墙、横隔片均采用30号砼,回填采用C15片石砼。2）钢材：普通钢筋直径大于10mm的采用Ⅱ级钢筋，小于等于10mm的采用Ⅰ级钢筋，预应力筋采用钢绞线Φ15.24。3.2锚碇基础设计3.2.1设计荷载表3.1锚碇基础设计荷载及内力部位项目吊锚扣锚设计荷载最大缆力张力8500KN×212500KN×2水平分力8200KN×211000KN×2地震力7度7度土压力地基状况基底岩性灰岩灰岩摩擦系数0.40.4允许承载力3100Kpa2600Kpa3.2.2结构特点吊（扣）锚为明挖扩大基础，锚块底部为阶梯式，整体结构在使用阶段稳定性很好。由于巫山岸边坡很陡，巫山岸基础必须采用垂直开挖，以减少开挖深度，最大开挖深度达25m，建始岸后墙与水平夹角取750。吊锚采用14m预应力锚索，扣锚采用19m预应力锚索。吊锚平均入岩深度达4.2m，最大入岩深度为7.6m。扣锚平均入岩深度达7.5m，最大入岩深度为13m。吊（扣）锚系统每岸连接为一个整体，以增强锚碇的整体性和刚度。3.3锚碇结构设计3.3.1外形设计重力式锚体结构是一个庞大的砼实体，其外形不仅要满足使用功能的要求，而且尽量与全桥总体布置和周围环境相协调，使其强劲有力，又要减少笨重的视觉效果，其具体尺寸还受基础形式、主缆锚固系统的影响。3.3.2锚块构造影响锚块尺寸的主要因素有：主缆拉力，锚固框架安装标高、锚杆布置等。在根据以上因素初步拟定其结构尺寸后，进行主缆力及自重作用控制截面的抗剪能力验算，并结合地形与上部结构物等因素，对初步构造进行优化，最终确定锚体尺寸。3.4锚固系统设计3.4.1锚杆构造(结构设计如图所示)图3.2锚杆结构设计如图所示采用分段承压型锚杆（指在张拉时，拉力通过无粘钢绞线分别传递到一定间距设置的承载体上，以承压方式作用在锚固体上）。锚杆杆体采用7Φ5钢绞线制作，强度标准值1860Mpa；钻孔直径90mm，注浆采用325号水泥配置的水泥浆，水灰比0.45-0.5，设计浆体抗压强度为30Mpa；设置3-4个承载体，间距4m，承载体采用3cm厚45号钢板制作，并在钢板后30cm范围内设Φ8@50加强筋，防止浆体局部受压破坏，详见附图，本设计采用OVM15P型挤压套将钢绞线锁定在承压钢板上，此时，钢绞线强度能充分发挥，而且制作简单、造价经济。分段承压型锚杆采用等荷载张接班即对各承载体上的钢绞线分别锁定，分段张拉值为230KN。3.4.2锚杆锚固力设计吊（扣）锚，采用6xΦj15.24钢绞线，其标准荷载1860Mpa，钢筋截面积为1088.4mm2,Ta—锚杆容许锚固力，KN；Tu—锚杆极限锚固力，KN；Sf—安全系数，取2；Td—锚杆设计锚固力，KNTu=1860x1088.4/1000=2024.4KNTa=Tu/Sf=1012.2KN取锚杆设计锚固力Td为1010KN3.4.3锚固角确定吊锚：垂直向下，增加正压力以抵抗水平滑移，加设与索力角度一致的锚杆（180）；扣锚：由于索力很大，加设与索力角度一致的锚杆（240），竖直方向也有锚杆。3.4.4锚固段长度的确定锚固体与地层之间的锚固长度：La=TwSf/（πDτs）Tw—锚杆工作锚固力，KN；Sf—安全系数，取3.0；D—钻孔直径；La—锚固段长度；τs—孔壁与注浆体之间的极限粘接力，800Kpa；锚筋在注浆体中锚固长度：Lsa=TwSf/（πdτs）d—锚杆直径；τs—锚杆与注浆体之间的极限剪应力，2000Kpa，吊（扣）锚：La=1010×3/（π0.09×800）=13.4mLsa=1010×3/（π0.37×2000）=13.04m∴取锚固段设计长度Lm=14m3.4.5锚杆间距的确定根据地层情况和钢材横截面进行经济比较确定，间距2-4m。锚碇与基础验算3.5.1整体验算建始岸吊锚：锚杆拉力：垂直：1010×16×sin18°+1010×22=27214KN水平：1010×16×cos18°=15369KN锚体砼：2952x25=73800KN回填C15片石砼：658×24=15792KN最大索拉力：垂直：4400KN水平：16421KN抗滑安全系数：[（27214×0.75+73800+15792-4400）×0.4+15369×0.75=53768KN53768]/16421=3.27抗倾安全系数：([22x1010x0.75+37800+15792]×7+16x1010×0.75×13)/(4400×17+16421×14.2)=2.1扣锚：锚杆锚固力垂直：1010×26×Sin240+1010×33=44011KN水平：1010×26×cos240=23989.7KN锚体砼：3478x25=86950KN回填C15砼：1180x24=28320KN最大索拉力：垂直：10000KN水平：22000KN抗滑安全系数：[（44011×0.75+86950+28320-10000）×0.4+23989.7×0.75]/22000=73303.6/22000=3.33抗倾安全系数：[(33x1010x0.75+86950+28320)x8+26x1010x0.75x13]/22000x8>3.53.5.2锚碇基础验算按《公路桥涵地基及基础设计规范》规定以允许应力法计算和验算岩石承载应力验算F=18.52×27.9=516.7(m2)扣锚为最大：∑G=44011+61688+55471.7=161170.7(KN)σ=∑G/F=161170.7/516.7=312KPa〈3100Kpa（安全）抗剪稳定验算由于正压力很大，以及水平反力的保证，锚体不会向前移动，不构成对岩石剪切破坏；3.5.3.钢筋配置及验算锚体各部位构造要求配筋；局部承压部份，按受力部位均布置受力钢筋。初拟为：吊锚:每个横隔板内纵向70Φ25，工字钢箱上端加设钢筋40Φ25，前墙，底板，后墙内两层40x50cmΦ25钢筋网，后墙横隔板处每个桩加设10Φ25竖向，锚具下5x6cmφ8@10cm钢筋网;扣锚:每个横隔板内纵向58Φ25，底板，后墙内两层40x50cmΦ25钢筋网，前墙上层设18根4x7φ5钢绞线，下层采用40x50cmΦ25钢筋网，锚具下5x6cmφ8@10cm钢筋网。拐角处均有箍筋连接。6拱肋临时扣索扣索分临时扣索和正式扣索，各吊段吊装到位后用临时扣索扣接，一各正式扣段由一或二或三个吊装段组成，正式扣索扣好，标高调整好后可拆去临时扣索。各临时扣索工作时所受最大索力：Φ15.24钢绞线抗拉极限荷载为200KN，所以临时扣索采用20Φ15.24钢绞线。位置如下图所示：图3.3临时扣索布置图第四节吊、扣系统受力计算4.1吊装系统4.1.1主吊装系统主吊装系统主跨径576M，后锚端跨径为164m(巫山岸)及173m(建始岸)，与水平线夹角。全桥共设两套主索吊装系统，每套系统各种钢绳的规格如下表所示：表4.1主吊装系统钢索规格表名称项目主索起吊索牵引索缆风索（压塔索）型号满充式钢丝绳（CFRC8×36SW-56mm）4×39S+5FC-22mm不扭转提升钢丝绳6×37+16×37+1根数-直径2×4Ф564×8Ф222X2Ф282×2Ф47.5每沿米重()14.981.982.7687.929截面积()1667208294.52843.47钢丝直径Ф1.2～~Ф3.0Ф1.0~～Ф1.701.32.2抗拉强度（Mpa）1960187015501550破断拉力（kN）2500325.0456.501305.0张力安全系数3.0415.1474.7024.114.1.1.1主索图4.1主索计算简图1)荷载分析根据表一，可知作用于主索的作用由两部分组成：一是集中荷载；一是均布荷载。集中荷载由吊装节段重P1、吊具重P2、起吊索重P3、配重P4组成，考虑1.1的冲击系数。控制荷载：=P1+P2+P3+P4=118.0×1.1+12.00+15.84+12.00=169.64T=1662.47kN均布荷载由主索重G1、起吊索重G2、牵引索重G3、分索器重G4组成：G=G1+G2+G3+G4=(1198.4+79.2+110.72+8.00)×576×10-4=80.43T=788.20kN2)受力分析①以相对垂度L/12.5设计主索，此时主索最大垂度为46.08m。相应的主索水平张力为：=6426.8kN对应主索张力为：②主索安装张力及安装垂度作用于主索上不计拱肋重量的跑车空载重量及配重约为：P0=240kN根据索结构张力方程:(1)其中对线接触索；上述公式假设钢索在索鞍上不发生滑移，若考虑锚跨端主索滑动对主跨端的影响，则主索截面积。；；；；计算得对应空载垂度为：=36.09m对应空载相对垂度为：1/15.96③靠近塔架安装拱肋时主索的张力当2#节段吊装就位时，牵引索所受拉力最大，此时：；。将P0换作P1代入公式（1）中，得到由升角公式：（2）式中；将参数代入公式（2）中，得到④温度改变对主索的影响设桥梁施工时，温度较主索安装时发生了的改变，此时张力方程为：（3）其中；；；钢丝线膨胀系数。当时：；相应垂度为：当时：；相应垂度为：⑤主索张力安全系数当118T节段吊装时，考虑降温效应，此时主索承受最大张力，同时给予吊塔最大压力有；主索张力安全系数为⑥主索应力力安全系数*a考虑弯曲作用的应力，(4)上式中，n为跑车车轮个数，n=8。相应安全系数为：*b考虑接触作用的应力，(5)上式中，δ为钢丝直径，D为滑轮直径；为钢绳弹模折减系数，其中d为钢绳直径。相应安全系数为：4.1.1.2起吊索1)荷载分析起吊索仅受到集中荷载P（不含吊具重）的作用。2)受力分析①张力安全系数*a起吊索滑轮组系数其中，为滑轮效率系数，；从而*b卷扬机收紧力，其中μ为起吊冲击系数，取μ=1.15可以选用8T卷扬机。*c张力安全系数

②应力安全系数考虑接触作用的应力，相应应力安全系数为：4.1.1.3牵引索1)荷载分析当牵引第二段主拱肋节段时，牵引索承受最大拉力，此时有①跑车的运行阻力（6）其中P为跑车负载重，即集中荷载，此时；为跑车运行阻力系数，；为主索升角。②重索的运行阻力根据公式（6）其中；而；；。即③后牵引索松弛阻力引入公式（7）其中；；。卷扬机牵引力：T=97.09kN可以选用10T卷扬机。2)安全系数力安全系数②考虑接触作用的应力，相应安全系数为：4.1.2工作天线系统工作天线设两组，上下游各一组，工作天线主索。主吊装系统主跨径576m，后锚端跨径为164m(巫山岸)及173m(巫山岸)，与水平线夹角。各种钢绳的规格如表4.2所示。表4.2工作天线钢索规格表名称项目主索起吊索牵引索型号6×37+16×37+16×37+1根数-直径2×2Ф47.52×4Ф19.52×Ф19.5每沿米重()7.9291.3261.326截面积()843.47141.16141.16钢丝直径2.20.90.9抗拉强度（Mpa）155015501550破断拉力（kN）1305.0179.3179.00张力安全系数5.1007.0944.5444.1.2.1主索1)荷载分析根据表4.2可知作用于主索的作用由两部分组成：一是集中荷载；一是均布荷载。对集中荷载由吊重P1、吊篮自重P2、起吊索重P3、跑车及滑轮重P4组成：考虑1.2的冲击系数，有=P1+P2+P3+P4=50.0×1.2+10.0+13.26+6.0=89.26kN均布荷载由主索重G1、起吊索重G2、牵引索重G3组成：G=G1+G2+G3=106.62kN2)受力分析最大相对垂度设计主索，此时：，有对应张力为：②主索安装张力及安装垂度作用于主索上不计吊重的跑车空载重量为：P0=6.0kN将下列参数代入索结构张力方程（1）对普通钢丝绳；；；；；计算得对应空载垂度为：③靠近塔架安装拱肋时主索的张力及垂度此时：；。将P0换作P1代入公式（1）中，得到将参数；代入升角公式（2）中，得到④温度改变对主索的影响设桥梁施工时，温度较主索安装时发生了的改变，而；；；钢丝线膨胀系数。当时：；相应垂度为：当时：；相应垂度为：⑤主索张力安全系数主索张力安全系数为⑥主索应力力安全系数*a考虑弯曲作用的应力，上式中，n为跑车车轮个数，n=4。相应安全系数为：*b考虑接触作用的应力，上式中，δ为钢丝直径，D为滑轮直径；为钢绳弹模折减系数，其中d为钢绳直径。相应安全系数为：4.2.2.2起吊索1)荷载分析起吊索仅受到集中荷载P的作用。2)受力分析①张力安全系数*a起吊索滑轮组系数其中，为滑轮效率系数，；从而*b卷扬机收紧力，其中μ为起吊冲击系数，取μ=1.2可以选用5T卷扬机。*c张力安全系数

*d考虑接触作用的应力，相应安全系数为：3)牵引索①荷载分析*a跑车的运行阻力其中P为跑车负载重，即集中荷载，此时；为跑车运行阻力系数，；为主索升角，。有*b起重索的运行阻力根据公式其中；而；；。即*c后牵引索松弛阻力引入公式其中；；。②安全系数*a张力安全系数由于，可以选用5T卷扬机。*b考虑接触作用的应力，相应安全系数为：4.1.3吊塔受力计算4.1.3.1索塔高度确定塔基与拱顶距离工作天线主索重载垂度滑车组最小高度跨越障碍物安全高度千斤头长度吊重物高度起重小车高度吊装索塔高度为：（建始岸）（巫山岸）故选取吊装索塔高度为：考虑扣锚塔高度分别为：，则吊装索塔在扣塔之上的高度为：4.1.3.2吊塔所受荷载1)吊索塔风荷载吊索塔所受横向（垂直桥轴向）风荷载为；（8）其中K1—设计风速频率换算系数，K2—风载体型系数，K3—风压高度变化系数，K4—地形、地理条件系数，—基本风压，。这里，；为设计风速，。（9）将参数代入公式（8）（9）中，有而风载为；2)装系统对塔架的作用①主吊装系统当5#节段吊重位于跨中时，吊装系统对塔架作用最大。对一组主索而言，有：*a主索水平力；竖直力*b起重索水平力；竖直力*c主索自重吊装时拱肋时,另一套吊装系统对吊塔的作用为:水平力；竖直力②工作天线系统*a主索天线系统工作时，有水平力；竖直力*b起重索天线系统工作时，有水平力；竖直力*c牵引索天线系统工作时，有水平力；竖直力;天线系统未工作时，有;两套吊装系统：天线系统工作时，有；天线系统未工作时，有；主索吊装时，工作天线原则上不能工作。主吊装系统及风载对吊塔塔架的水平力之和为：主吊装系统对吊塔塔架的垂直力之和为：③压塔索（缆风索）1#缆风索弦线（后锚端）与水平线夹角，2#缆风索弦线（主跨端）与水平线夹角；选用钢索(每组主吊装系统2对)，初始水平张力为255.0kN。根据《公路桥涵施工技术规范》规定，吊塔与扣塔之间为铰接，故可将缆风索位移控制在L/150（20.3cm），利用通用有限元程序，在吊装最不利工况时（当5#节段吊重位于跨中时），有图4.2压塔索布置模型表4.3缆风索计算结果名称索编号缆风绳与塔架交点水平位移(cm)初始张力（kN）变位后张力（kN）张力安全系数巫山1#18.56266.9330.73.95巫山2#17.53266.9327.33.99巫山3#14.87266.9318.84.09巫山4#13.88266.9315.54.14建始1#-19.93266.9331.53.94建始2#-18.89266.9328.13.98建始3#-16.18266.9319.74.09建始4#-15.14266.9316.34.12跨中1#256.0229.45.10跨中2#256.0231.15.10跨中3#256.0234.55.10跨中4#256.0236.25.10注：1.假设起吊上游侧拱肋；2.缆风索编号自上游至下游递增；3.水平位移方向由巫山指向建始。主吊装系统、工作天线、缆风索及风载对吊塔塔架的垂直力之和为：由于当吊运5#节段至安装位置时吊装系统对一侧吊塔的压力最大（较跨中起吊时大180kN），在进行吊塔及扣塔强度及稳定性校核时，偏保守地以该压力代替压力（两岸均如此）。根据以往设计经验，在兼顾安全与经济指标的前提下，缆索吊装系统主索及牵引索的张力安全系数一般应大于3.0，起吊索张力安全系数应大于5.0，而缆风索（抗风索）的张力安全系数一般应大于3.0；索的应力安全系数一般应大于2.0。根据计算结果，可知缆索吊装系统的安全系数满足要求。4.2吊装索塔计算4．2．1计算模型建立为评估吊装系统对扣锚系统的影响，特用通用有限元程序对吊装系统的结构受力进行了分析。建立计算模型时，压塔索（纵向缆风索）用索单元模拟并计入初始张力的影响；万能杆件桁架用杆单元模拟；塔脚用铰模拟。图4.3吊装索塔计算模型（部分）全桥主吊装系统共计667个节点、2640个单元。计算时考虑了结构的几何非线性。计算时，构件自重由程序自动计入。计算时，考虑了吊装系统正起吊5#拱肋，并同时受设计风载影响这种最不利工况。4.2.2计算结果4.2.2.1强度分析单肋吊装时，万能杆件最大拉应力111.4Mpa，最大压应力132.9MPa。以上结果表明，单肋吊装时吊塔桁架应力均小于Q235钢的许用应力[σ]=170Mpa，满足强度要求。4.2.2.2变形分析单肋吊装时，最大位移发生在塔柱河心侧顶部，分别为建始岸：dx=1.16cm(垂直桥轴线方向)dz=19.93cm(桥轴线方向，指向江心)；dy=4.96cm(竖直向下)。巫山岸：dx=0.78cm(垂直桥轴线方向)dz=18.56cm(桥轴线方向，指向江心)；dy=4.40cm(竖直向下)按照《公路桥涵施工规范》要求，塔脚铰接的支架，塔顶偏位不得大于l/150（l为塔高），对本桥吊装索塔而言，其偏位应控制在±0.203m内。按计算结果，吊装时的偏位满足上述要求。4.2.2.3对扣塔的作用单肋吊装竖向：承重侧塔柱为4679kN；另一侧塔柱为2800kN。（方向向下）水平向：承重侧塔柱为21.6kN；另一侧塔柱为21.3kN。（方向指向河心）4.3扣塔计算根据设计文件要求：若将吊装索塔立于扣塔之上，扣塔对吊塔压力不应超过350吨，否则应重新校核。本吊装系统及其附属设施对扣塔压力约750吨(含万能杆件及分配梁重200吨)，故需重新校核其稳定性。4.3.1计算模型建立采用通用有限元程序对扣塔的结构受力进行了分析。计算模型见图3。建立计算模型时，平衡索用索单元模拟并计入初始张力的影响；钢管及管内砼用三维梁单元模拟；塔脚固结。计算时考虑了结构的几何非线性。计算时，构件自重由程序自动计入。计算时，考虑了吊装系统正起吊11#拱肋，并同时受设计风载影响这种最不利工况。巫山岸扣塔共计531个节点、1395个单元。建始岸扣塔共计614个节点、1651个单元。图4.4扣塔结构计算模型4.3.2计算结果4.3.2.1弹性稳定分析单肋吊装时，巫山岸扣塔弹性稳定系数为6.8186，其失稳模态为塔中局部失稳（参见图4.5）；单肋吊装时，巫山岸扣塔弹性稳定系数为6.2920，其失稳模态为塔中局部失稳（参见图4.6）。按《桥涵施工技术规范》要求，拱桥施工时弹性稳定系数不小于4.0，扣塔虽是临时结构，考虑到其重要性，故以《规范》对拱桥的要求作为扣塔稳定的评判标准。以上结果表明，单肋吊装时扣塔弹性稳定系数满足>4.0的要求。图4.5巫山岸扣塔结构失稳模态图4.6建始岸扣塔结构失稳模态4.3.2.2强度分析单肋吊装时，扣塔钢管构件最大压应力97.45Mpa，最大拉应力118.96Mpa；扣塔砼构件最大拉应力0.43Mpa，最大压应力13.51Mpa；钢绞线最大拉应力542.3Mpa。以上结果表明，单肋吊装时扣塔钢管应力均小于Q345c钢的许用应力[σ]=210Mpa（）或[σ]=199Mpa（）；扣塔砼应力均小于许用拉应力[σ]=2.72Mpa及许用压应力[σ]=25.2Mpa；钢绞线应力均小于[σ]=0.7=1302Mpa，所有构件均满足强度要求。表4.4扣塔位移及应力计算结果位置项目巫山扣塔建始扣塔备注塔顶位移（cm）竖向2.332.96拉应力为正，压应力为负桥轴线向0.160.39垂直桥轴线0.691.08构件应力Mpaφ610×10-18.04-25.05-73.53-75.09φ610×144.083.48-60.18-59.0φ350×857.3871.42-78.53-88.68φ168×699.34118.96-80.77-97.45φ406×10-1.771.67-23.51-26.50φ610×10管内砼-3.45-4.40-12.93-13.51φ610×14管内砼0.430.363-11.05-11.07平衡索516.8542.3第五节主拱肋抗风索系统布置5.1总述巫山长江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位的，紧接着安装节段间连接横撑，即完成一个双肋节段单元。其横向稳定措施：单肋节段安装就位后，用抗风索保证横向稳定；一个双肋节段单元形成后，结构本身即可保证其横向稳定。全桥拱肋抗风索系统布置见附图。图5.1拱肋抗风索布置图5.2抗风索的选用抗风索采用钢绞线。锚固端采用钢绞线冷铸锚与拱肋钢管上绑钢丝绳作锚头连接。张拉端采用钢绞线冷铸锚，通过张拉杆用千斤顶在锚梁的后锚端进行张拉和调整。张拉端在进入后锚端用前斤顶调整之前先用卷扬机牵引，使抗风所索产生一定的拉力，以克服钢绞线的部分延伸量。抗风索初张力单根φ15.24为4吨,抗风索破断拉力安全系数大于2。抗风索（半跨）的选型如下表：表5.1抗风索（半跨）的选型表吊装节段抗风索编号抗风索选型（一个单肋节段）第一节段1号抗风索2组1Φj15.24第二节段2号抗风索2组1Φj15.24第三节段3号抗风索2组1Φj15.24第四节段4号抗风索2组1Φj15.24第五节段5号抗风索2组2Φj15.24第一对固定抗风索2组2Φj15.24第六节段6号抗风索2组2Φj15.24第七节段7号抗风索2组2Φj15.24第八节段8号抗风索2组2Φj15.24第九节段9号抗风索2组2Φj15.24第二对固定扣索2组2Φj15.24第十节段10号抗风索2组2Φj15.24第十一节段11号抗风索2组2Φj15.245.3地锚的设置巫山岸在上、下游各布置三个抗风地锚。建始岸在上、下游各设四个抗风地锚。对应巫山岸1号抗风索1号地锚；对应巫山岸2号、3号、4号、5号抗风索及第一对固定抗风索为2号地锚；对应巫山岸6号、7号、8号、9号、10号、11号抗风索及第二对固定抗风索为3号地锚。建始岸对应1号抗风索为1号地锚，对应2号、3号、4号、5号抗风索及第一对固定抗风索为2号地锚，对应6号、7号、8号抗风索为3号地锚，对应9号、10号、11号抗风索及第二对固定抗风索为4号地锚。抗风地锚采用桩式锚。表5.2抗风地锚的平面位置及高程巫山岸建始岸1号地锚2号地锚3号地锚1号地锚2号地锚3号地锚4号地锚上游XXK0+559XK0+545.795XK0+643.823XK0+89.36XK0+115.472XK0+122.968XK0+129.046Y22.0129.691323.09248.63112.897207.813295.107Z172.000129.239115.368172.100161.23158.27155.200下游XXK0+559XK0+546.202XK0+554.85XK0+89.505XK0+113.343XK0+159.094XK0+188.342Y22.0132.097278.18250.219111.168182.608249.389Z167.000127.32111.379175.100160.300158.400161.1注:表中X为桩号,Y为距离桥轴线距离(m),Z为地面高程(m)。5.4抗风索的布置抗风索为Φj15.24钢绞线束，每一双肋拱肋节段在横撑未安装之前上、下游拱肋节段分别布置交叉八字抗风索。抗风索锚固端设在拱肋节段上，张拉端设在抗风索地锚上，采用冷铸锚配套张拉杆用千斤顶在锚梁后锚端张拉调整。受地形限制，巫山岸下游拱肋节段上游抗风索布置很困难，抗风索最长达500米（巫山岸下游拱肋第十一节段上游抗风索）。图5.2拱肋抗风索空间角示意图图中：α为抗风索与拱肋轴线的水平投影夹角,r为抗风索的竖直角。表5.3：拱肋八字抗风角度表（以下游肋控制）拱肋节段一二三四五六建始岸上游水平角（α）62.59080.48072.91065.67056.98066.200竖直角（γ）23.1024.38029.36032.8035.38026.860下游水平角（α）52.9077.31068.46060.30050.97070.930竖直角（γ）26.45028.97033.96037.02038.90033.410拱肋节段七八九十十一建始岸上游水平角（α）61.10056.46062.02058.60055.450竖直角（γ）27.93028.28023.41023.21022.660下游水平角（α）64.09057.96066.82062.12057.850竖直角（γ）34.48034.60028.89028.56027.750拱肋节段一二三四五六巫山岸上游水平角（α）72.14088.50081.53074.58