郭家沱长江大桥工程 索夹施工图设计说明

重庆郭家沱长江大桥工程第三篇郭家沱长江大桥第五册缆索系统第二分册索夹施工图设计说明第页 施工图设计说明1设计范围本册图纸为重庆郭家沱长江大桥工程施工图设计第三篇第五册第二分册《索夹》，内容包括包括索夹布置、各类索夹构造和索夹零部件构造等。2设计依据重庆市城市建设投资（集团）有限公司与招商局重庆交通科研设计院有限公司和林同棪国际工程咨询（中国）有限公司设计联合体签订的《重庆郭家沱长江大桥工程设计合同》（2014.05）《重庆市城市总体规划（2007-2020年》（2011年修订）《重庆市主城区综合交通规划（2003-2020年）》重庆市市政设计研究院&招商局重庆交通科研设计院有限公司编制的《重庆郭家沱长江大桥工程工程可行性研究报告》（2015.10）重庆西科水运工程咨询中心编制的《重庆郭家沱长江大桥通航安全影响论证报告》重庆西科水运工程咨询中心编制的《重庆郭家沱长江大桥工程防护评价报告》（长许可[2013]141号）招商局重庆交通科研设计院有限公司编制的《重庆郭家沱长江大桥工程环境影响报告》（渝（市）环准[2016]006号）重庆市地震工程研究所编制的《重庆郭家沱长江大桥工程建设场地地震安全性评价报告》（渝震安评[2012]37号）重庆市勘测院《重庆郭家沱长江大桥工程建设场地地质环境影响评估报告》（2012.9）国家发展改革委《关于重庆郭家沱长江大桥项目建议书的批复》（发改投资[2015]867号）《市政工程设计方案审查意见函》（重庆市规划局渝规方案函[市政][2016]0028号）重庆市城乡建设委员会《关于重庆郭家沱长江大桥工程方案设计的审查意见》（渝建方案审[2016]5号）《重庆市发展和改革委员会关于重庆郭家沱长江大桥可行性研究报告的批复》（渝发改投[2016]1273号《重庆郭家沱长江大桥工程初步设计》（招商局重庆交通科研设计院有限公司和林同棪国际工程咨询（中国）有限公司设计联合体2016.09）重庆市城乡建设委员会《关于郭家沱长江大桥轨道交通设计有关问题会议纪要》（第17号）重庆市轨道交通建设办公室《关于明确轨道8号线相关技术参数的复函》（渝轨建办函[2015]3号）重庆市城乡建设委员会关于重庆郭家沱长江大桥工程初步设计的批复》（重庆市城乡建设委员渝建初设[2016]180号）重庆市勘测院《重庆郭家沱长江大桥工程详细勘察报告》（2015.10）桥位区域1：500地形图（重庆市勘测院）3设计规范《地铁设计规范》（GB50157－2013）《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）《城市桥梁设计规范》（CJJ11－2011）《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)《公路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64-2015)《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）《公路悬索桥设计规范》（JTG/TD65-05-2015）《悬索桥索鞍索夹》（JT/T903-2014）《机械制图》（GB4457～4460）《公差与配合》（GB/T1800～1804）《产品几何技术规范(GPS)几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注》（GB/T1182-2008）《形状和位置公差未注公差值》（GB/T1184-1999）《表面粗糙度符号代号及其注法》（GB/T131-1993）《焊缝符号表示法》（GB/T324-2008）《合金结构钢》（GB/T3077-2015）《热喷涂金属和其他无机覆盖层锌、铝及其合金》（GB/T9793-2012）《铸钢件超声检测第1部分：一般用途铸钢件》（GB/T7233.1-2009）《铸钢件射线照相检测》（GB/T5677-2007）《铸钢件渗透检测》（GB/T9443-2007）《铸钢件磁粉检测》（GB/T9444-2007）《锻轧钢棒超声检测方法》（GB/T4162-2008）《承压设备无损检测第4部分：磁粉检测》（JB/T4730.4-2005）《承压设备无损检测第5部分：渗透检测》（JB/T4730.5-2005）《无损检测焊缝渗透检测》（JB/T6062-2007）《金属熔化焊焊接接头射线照相》（GB/T3323-2005）《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》（GB/T11345-2013）《钢、镍及镍合金的焊接工艺评定试验》（GB/T19869.1-2005）《铸件尺寸公差与机械加工余量》（GB/T6414-1999）《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T722-2008）4主要技术标准设计使用年限:桥梁主体结构设计使用年限100年，其它损坏、修复不影响轨道交通正常运营的结构设计使用年限为50年。钢结构防腐体系使用年限为20年。地震基本烈度：地震动峰值加速度：E1地震作用下，地震动水平峰值加速度为0.088g，E2设计风速：离地面10m高，重现期100年，10min平均最大风速27.5m设计水位：1/300的设计洪水位196.57m，考虑山峡水库运行100年泥沙淤积后最高通航水位192.00m，最低通航水位155.64m航道等级及通航标准：内河Ⅰ-（2）级航道，单孔双向通航，航道净宽320m设计环境类别：Ⅰ类（温热地区的大气环境。与无侵蚀性的水或土接触的环境）技术标准：1）上层公路交通：（a）道路等级：城市快速路（b）行车速度：80km/h（c）荷载标准：城-A级，人群荷载2.875kN/m2（d）路幅组成：双向8车道，桥面总宽=2.0m（人行道）+15.5m（车行道）+2.0m（中分带）+15.5m（车行道）+2.0m（人行道）=37m（e）桥面横坡：2.0%（f）桥面纵坡：双向0.5%2）下层轨道交通：根据《重庆市城乡建设委员会关于重庆郭家沱长江大桥轨道交通设计相关问题会议纪要》（第17号相关要求，由于轨道交通8号线制式暂未确定，郭家沱长江大桥轨道交通部分应按钢轮钢轨制式进行设计，并为将来改造为跨座式单轨预留必要的实施条件和《重庆市轨道交通（集团）有限公司关于提供郭家沱长江大桥初步设计技术要求的函》（渝轨道函[2016]356号），仅提供轮轨制式相关要求:（a）双向轨道交通，线间距5.2m，最高设计运行速度100km/h（b）荷载标准：地铁As型车八辆编组，最大轴重150kN；轨道车站范围内设备区活荷载8kN/m2，公共区4.0kN/m2（c）轨道纵坡：双向向0.5%（d）净空：轨面以上净高7.0m（e）轨道刚度指标要求：目前我国现行规范中未明确轨道（铁路）悬索桥的刚度要求，参照本工程专项科研项目《大跨度公轨两用悬索桥合理刚度研究》（中南大学）的研究成果控制设计。表4.1郭家沱长江大桥刚度标准竖向刚度挠跨比横向刚度挠跨比（有车风）单侧梁端竖向转角单侧梁端横向转角列车+汽车单独列车1/4001/4501/12003.0‰1.5‰（f）结构安全性：风、车辆、桥梁的耦合作用下，主要指标限值如下：脱轨系数；轮重减载率：；轮轨横向水平力：；舒适度指标达到“良好”以上坐标、高程及里程系统：坐标系统采用重庆市独立坐标系；高程系统采用1985年国家高程系统；里程系统为设计独立里程，从北向南为里程增加方向。5主要材料索夹采用材料牌号为ZG20Mn的低合金钢铸件，其技术指标应符合本设计文件和《大型低合金钢铸件》（JB/T6402-2006）的规定。索夹紧固件均采用合金钢制造，其技术指标应符合本设计文件和《合金结构钢》（GB/T3077-2015）的规定。上下索夹之间的密封带采用乙丙橡胶，其扯断强度≥15MPa，邵尔硬度A40±5，永久变形≤20%。6设计要点6.1主要设计参数主缆空隙率：索夹内取18%，索夹外取20%。两半索夹间的设计空隙取30mm，使上下两半索夹的嵌合量能够满足索夹内主缆的空隙率在±3%范围内变化。验算索夹对主缆抗滑时，摩擦系数取0.15。MJ45×3高强螺杆首次安装夹紧力730kN；MJ52×3高强螺杆首次安装夹紧力930kN。应保证螺杆预拉力损失率≯30%，在主要荷载作用下，当螺杆拉力损失至安装拉力的70%时，有吊索索夹的抗滑安全系数≥3.0。索夹壁厚设计安全系数（经典计算）≥3.0。索夹螺杆的设计安全系数≥2.0（永存应力状态）；在安装夹紧力作用下，螺杆安全系数≥1.4。6.2结构设计本桥采用销接式索夹，分为有吊索索夹、无吊索的夹紧主缆的紧固索夹和靠近索鞍安装缆套的锥形封闭索夹。有吊索索夹由于主缆倾角不同，所需夹紧力不同，索夹长度及螺杆数量均不相同；为了制造方便，将长度、角度相近的索夹并为一组，同一组索夹耳板销孔位置略有变化，以适应索夹倾角的变化。为使两个销孔保持水平并尽量避免吊索偏心受力，销孔对称于通过索夹中心的铅垂线布置。故，全桥索夹共分为7种类型，其中普通吊索索夹3种、设关节轴承普通吊索索夹1种、中央扣吊索（设关节轴承）索夹1种、边跨紧固索夹1种、锥形封闭索夹1种。吊索索夹除中央扣索夹每侧设2根竖吊索和2根斜吊索外，其它吊索索夹每侧吊点设2根吊索。索夹采用上下对合的结构形式，上、下两半索夹用螺杆相连并夹紧于主缆上。在接缝处上半索夹的内侧设有凹槽，下半索夹的内侧设有凸出的嵌齿，上下半索夹间留有适当的缝隙，封内齿顶外侧嵌填橡胶防水条防水。中央扣索夹（SJ5）的设计壁厚为45mm，其它索夹的设计壁厚均为40mm。各类索夹上均设有安装主缆检修道立柱的相应构造。为了适应主缆和主梁的横向相对位移，在中跨索夹SJ4范围内及中央扣索夹SJ5的短吊索锚头处设有适应横向转动的关节轴承，SJ4和SJ5的销孔做了特殊设计。索夹螺杆做成缩腰型，以避免在螺纹处断裂。为保证主缆线形计算的精确性，每套索夹出厂前均应精确称量其重量。6.3误差类型及控制值索夹重量的允许偏差≤±5％索夹纵向偏位≤±10索夹横向偏位≤±37制造加工要点7.1铸造铸造模型应采用整体模型，模型尺寸应考虑到铸件的收缩量（8～24‰）。铸造用砂必须采用优质砂，要保证铸件表面光洁，不粘砂，砂型应用干燥或自硬型砂型。铸造钢水应充分精炼纯净，尽量减少非金属夹杂物，应从炉中取样进行化学成分分析，保证钢水质量。应使用高强度的耐火釉砖做浇口系统，防止浇注系统中的型砂剥落而夹砂。浇注完成的铸件应缓慢冷却，避免由于铸造应力或局部冷却产生的热应力使铸件变形或开裂，拆箱后应全面清砂，去除冒口飞翅等附属物。铸件清砂后，按《铸件尺寸公差与机械加工余量》（GB/T6414-1999）进行尺寸与形状检查，尺寸应符合CT11级公差，并保证有足够的加工余量。铸钢件非加工表面粗糙度应满足JB/T5000.6-1998的要求，Ra≤100μm；尖角、棱边处应打磨光滑，其倒圆半径不小于3mm。7.2热处理铸钢件清砂后，必须经整体退火处理，以消除铸造内应力。并在割除冒口、粗整外形或焊补后再进行正火加回火处理。合金结构钢的热处理按国家标准规定进行，并按图纸要求验收。7.3机械加工图纸规定的、用去除金属的方法来达到的表面粗糙度和尺寸精度的各表面，应采用机械加工的方法进行加工。加工机床应能满足图纸对工件规定的精度要求。上半索夹的凹槽及下半索夹凸出的嵌齿作为上下半索夹安装的定位基准，其加工精度及尺寸公差应满足图纸要求。构件的边缘及螺孔口均需倒角处理。其他未尽事宜按照《悬索桥索鞍索夹》（JT/T903-2014）办理。7.4无损探伤铸钢件应按《铸钢件超声检测第1部分：一般用途铸钢件》（GB/T7233.1-2009）、《铸钢件渗透检测》（GB/T9443-2007）、《铸钢件磁粉检测》（GB/T9444-2007）、《铸钢件射线照相检测》（GB/T5677-2007）等标准对规定的部位作无损探伤检查。铸钢件清砂后，去除氧化皮，在铸件边角处进行磁粉探伤，按《铸钢件磁粉检测》（GB/T9444-2007）有关规定进行检查，1级合格。铸钢件加工面经粗加工后，应进行超声波探伤，按《铸钢件超声检测第1部分：一般用途铸钢件》（GB/T7233.1-2009）有关规定进行检查，2级为合格（包括平面型缺陷和体积型缺陷），合格率100%。索夹耳板根部、轴承孔、销孔周边须按30%数量进行射线探伤抽查，按《铸钢件射线照相检测》（GB/T5677-2007）标准判定，2级为合格。对于实际壁厚大于射线探伤能够探测的最大厚度的铸件，允许用超声波探伤代替射线探伤，但需进行超探工艺评定，并按照《铸钢件超声检测第1部分：一般用途铸钢件》（GB/T7233.1-2009）判定，1级为合格。合金钢棒料粗加工后、拉杆加工螺纹前、螺母粗加工后应进行超声波探伤，按《锻轧钢棒超声检测方法》（GB/T4162-2008）进行，AA级为合格；拉杆、螺母、垫片热处理后应进行磁粉探伤，按《承压设备无损检测第4部分：磁粉检测》（JB4730.4-2005）相关内容进行，I级为合格。合金钢精加工后，螺纹部分需进行渗透探伤，按《承压设备无损检测第5部分：渗透检测》（JB4730.5-2005）相关内容进行，I级为合格。7.5缺陷的修补索夹铸钢件如发现表面、内部有超标缺陷，应报监理工程师认可后修补。半只索夹缺陷超过下述表7.1允许修补范围的缺陷，且下半索夹耳板销孔四周200mm范围内如发现有超标缺陷，则不允许修补，应重新铸造。表7.1半只索夹超标缺陷允许修补范围缺陷部位缺陷深度缺陷长度圆弧薄壁区、销接式索夹耳板根部壁厚过渡区<20%或10mm（取两者中较小值）<4倍壁厚或150mm（取两者中较小值）其它区域<20%或25mm（取两者中较小值）缺陷的修补，应按以下要求进行：①补焊前制定严格的补焊工艺，并报监理认可；②用机械加工的方法，去除缺陷，并用砂轮磨平去除面；③用渗透探伤的方法，证实缺陷已去除干净；④修补前须将修补处局部预热至100℃⑤采用与母材强度相当的焊条将缺陷处焊平；⑥将补焊处打磨平整，进行超声波探伤和表面渗透探伤，验证缺陷确已消除；=7\*GB3⑦补焊后，须对补焊处进行除应力处理。铸造表面（包括机加工后表面）发现的缺陷，如单个缺陷面积不超过10cm2，深度不超过该处铸件厚度的10%，允许补焊后可不进行热处理。铸钢件加工后表面不得有可见缺陷，如气孔、砂眼、缩松等，检查发现的缺陷应按上述要求进行修补。铸钢件非机加工面局部不超过3mm的凹坑、气孔等缺陷可不进行修补。7.6紧固件的检验索夹紧固件连接副在制造完成后应进行静载试验。索夹紧固件连接副（包括螺杆、螺母、球面垫圈、防水螺母）应组装在一起，进行安装夹紧力和公称屈服强度下的静载拉伸试验，拉伸后索夹螺杆应无变形，螺母应转动自如，不存在螺纹脱扣等现象。试验时每种规格的紧固件应各进行三组试验，三组试验都合格方可出厂。如有一组试验不合格，需要对紧固件总数的1%且不小于5件进行复验。8施工要点索夹由跨中及散索鞍处向塔顶逐只安装。索夹先吊至塔顶，然后用专用吊具沿主缆运至安装位置，精确定位后，穿入螺杆并按安装夹紧力张拉螺杆。张拉同一索夹的螺杆时，应考虑后张螺杆引起的先张螺杆力的损失，并采取相应措施。在加劲梁安装完毕及主缆防护前，再经两次张拉，补足螺杆拉力。同时，应加强监测，当螺杆拉力小于设计拉力的70%时，应及时补足。本桥索夹螺杆有两种规格，设计夹紧力和首次安装夹紧力分别为：·螺纹尺寸MJ45×3，设计夹紧力为510kN，首次安装夹紧力为730kN；·螺纹尺寸MJ52×3，设计夹紧力为650kN，首次安装夹紧力为930kN。索夹安装须准确定位。紧缆后，在距离索夹一定距离处设置测量点，在夜间气温稳定时测出测量点间的距离。然后根据测量点进行索夹定位。全部索夹安装后，应在夜间气温稳定且无风时，测量索夹的实际安装位置及缆径并予以记录。装在索夹螺杆下端的防水螺母应带泄水孔。9表面处理及涂装索夹内、外表面的防护涂装按表9.1的要求进行。面漆颜色按照全桥景观设计的要求确定。表9.1索夹防护涂装方案部位涂装用料技术要