重庆双塔双索面斜拉桥挂锁施工方案(塔端张拉).doc

重庆市江津区*长江大桥挂索施工方案*六局、*股份联合体目 录一、编制依据1二、工程概况1三、总体部署3四、主要施工方法44.1方案概述44.2塔端安装54.3展索54.4梁端挂索64.5塔顶张拉74.6索力调整124.7塔顶扁担梁设计124.8张拉杆设计134.9张拉撑脚设计14五、施工注意事项14六、安全保证措施146.1安全保证体系146.2安全文明施工措施15一、编制依据重庆市江津区*长江大桥及引道工程两阶段施工图设计文件设计变更通知单2010字大桥01号、02号公路桥涵施工技术规范jtg/t f50-2011公路工程质量检验评定标准jtg f80/1-2004重庆市江津区*长江大桥施工监控方案重庆江津*长江大桥施工监控计算书公路施工手册 桥涵机械设计手册合金结构钢gb/t 3077-1999公路桥梁预应力钢绞线用ym锚具、连接器规格系列 jt/t 329.1-1997二、工程概况拉索布置为扇形双索面，每塔单索面为14根，全桥拉索共4144=224根。斜拉索纵向标准间距16.0m，横向一侧间距0.8m，两侧中心间距32.8m。a9#a14#拉索为背索，纵向索距为12.0m，横向间距与前面相同。斜拉索下端采用穿销铰锚固于钢桁架梁边纵梁的锚拉板上，上端采用冷铸锚锚固在上塔柱内的齿板上。中跨斜拉索和边跨斜拉索在索塔上的交点间距从上至下分别为103.5m、24.0m、14.5m。斜拉索采用直径为7mm高强度低松弛镀锌平行钢丝制成，其标准强度：1670mpa，弹性模量：1.9105n/mm2,延伸率：4.0%，疲劳性能：应力上限为0.40b，应力下限为0.28b，应力幅为200mpa，受200万次荷载作用后不断裂。斜拉索设计寿命为30年，并考虑其可更换性。斜拉索应采用外包hdpe多重腐系统，以保证其在设计寿命期内免遭腐蚀。本桥斜拉索采用gb/t 183652001给出的成品索，根据索力的不同，其规格分别为pes7-151、pes7-163、pes7-199共3种类型。斜拉索的锚具采用冷铸锚，配套规格分别为pesm7-151、pesm7-163、pesm7-199共3种类型。斜拉索的最大索长254.527m，最大单索重15297kg，边跨拉索最小倾角31.745度，中跨拉索最小倾角29.400度，全桥斜拉索总长35208m，总重1857292kg。斜拉索索力见表2.3-1斜拉索索力统计表，斜拉索规格及数量见表2-1斜拉索索力统计表，表2-2斜拉索数量统计表。表2-1 斜拉索索力统计表索号成桥索力破断力安 全系 数索号成桥索力破断力安 全系 数(kn)(kn)(kn)(kn)a126425115.81.9j126575115.81.9a22195.54190.31.9j22190.54190.31.9a32197.54190.31.9j32197.54190.31.9a422484190.31.9j422484190.31.9a52410.54190.31.7j52410.54190.31.7a625073881.91.5j62494.53881.91.6a72579.53881.91.5j725553881.91.5a82747.53881.91.4j827183881.91.4a928483881.91.4j928283881.91.4a102937.53881.91.3j1029213881.91.3a113107.55115.81.6j113085.55115.81.7a123247.55115.81.6j1232105115.81.6a133422.55115.81.5j1333605115.81.5a1436235115.81.4j143519.55115.81.5表2-2 斜拉索数量统计表三、总体部署3.1进度计划根据钢桁梁施工安排，斜拉索安装计划如下：编号安装日期进场日期编号安装日期进场日期n12012.8.12012.7.25s12012.5.262012.5.21n22012.8.32012.7.27s22012.6.12012.5.27n32012.4.82012.4.1s32012.6.72012.6.2n42012.4.182012.4.11s42012.6.132012.6.8n52012.5.112012.5.4s52012.6.192012.6.14n62012.5.222012.5.15s62012.6.252012.6.20n72012.6.22012.5.26s72012.7.12012.6.26n82012.6.132012.6.6s82012.7.72012.7.2n92012.6.242012.6.17s92012.7.132012.7.7n102012.7.52012.6.28s102012.7.192012.7.14n112012.7.162012.7.9s112012.7.252012.7.20n122012.7.272012.7.20s122012.7.312012.7.26n132012.8.52012.7.29s132012.8.52012.8.1n142012.8.62012.7.30s142012.8.62012.8.1在对应节段钢桁梁安装完成后进行挂索施工，一个编号8根索，张拉时间2天（提前安装，在两天内集中张拉），上下游塔柱同时进行。南岸斜拉索提前5天进场，北岸斜拉索提前7天进场，保证现场有一个编号8根未待安装的斜拉索，原则上此编号斜拉索安装完成，下一个编号斜拉索进场。生产厂家根据施工计划，确保厂内有两个编号以上待安装的斜拉索存量。3.2资源配置表3.2-1机械设备表名称规格单个塔柱全桥统计卷扬机10t14卷扬机5t312卷扬机2t14手拉葫芦10t1040滑轮组50t832千斤顶600t28钢绞线15.21350m5400m汽车吊25t12表3.2-2 人员统计表工种单个塔柱（人）全桥统计（人）吊装工人1040吊车司机28张拉工人1040管理人员28四、主要施工方法4.1方案概述本工程斜拉索为塔端张拉，施工时先安装塔端锚具，再安装梁端销轴，最后在塔端分级张拉。为减小梁端斜拉索水平拉力，塔端采用刚性张拉杆增加索长，必要时塔端采用软牵引。上游塔柱均设置一台qtz125塔吊用于塔端安装及空中展索；塔顶布置一台5t卷扬机，用于将斜拉索牵引入所导管，并用于提升塔柱内的千斤顶、撑脚、张拉杆等塔内设备；塔顶布置工字钢扁担梁用于承担5t塔顶卷扬机，并向上下游挑出1.5m安置导向滑轮组；桥面塔柱江侧、岸侧分别设置一台5t卷扬机，通过塔顶导向滑轮组用于提升索头至索道管位置；桥面零号节段钢桁梁附近设置一台10t卷扬机，用于将梁端索头牵引到位；在桥面对应索号梁段锚拉板外侧设置导向滑轮轮及手拉葫芦若干。每个塔柱内设置两台台600t千斤顶，手拉葫芦若干。南岸桥面设置一台25t汽车吊。用上述机械设备，完成斜拉索的安装。挂索机械设备布置见图4.1-2.塔内张拉过程中，随着索的安装，塔内打设脚手架施工平台，从中横梁一直搭设到塔顶14号索道管。图4.1-1斜拉索安装工艺流程图图4.1-1南岸边跨挂索示意图 南岸主跨挂索与边跨类似，只是梁端提索头改用回转吊机而不用25t汽车吊。北岸边跨、主跨挂索均与南岸主跨相同，采用回转吊机辅助。4.2塔端安装斜拉索运抵现场后，南岸边跨龙门吊提升至桥面，再通过运梁小车运送至主塔附近，在南岸桥面设置一台25t汽车吊，用于安装斜拉索。利用25t汽车吊从运梁小车上卸下斜拉索，放至公路边桥面板。北岸直接用d1100塔吊将拉索提升至桥面主塔附近位置。将拉索放入放索盘，放索盘要求必须有制动装置，可以稳定放索盘的转动速度，必要时可以停止放索盘转动。每根斜拉索要求，梁端盘在内侧，塔端盘在外侧。先使用塔吊将索放出一定长度，具体长度约为对应索道管长度加1.5m，并在此位置采用夹具加紧，桥面5t卷扬机通过塔顶滑轮组与此夹具连接固定。塔顶5t卷扬机，通过塔内定向滑轮，通过对应索道管穿出至桥面，并通过张拉杆与索头连接。通过桥面5t卷扬机垂直起吊，同时收紧塔顶卷扬机钢丝绳，将拉索提升至对应索道管口。调整5t卷扬机钢丝绳，使张拉杆及索头顺利进入索道管，张拉杆露出锚垫板即安装螺母，完成塔端安装。软牵引则先将钢绞线、锚具、张拉杆等安装完成，再整体从索道管拉入锚固。4.3展索塔端安装完成后，解除5t卷扬机处夹具，将卷扬机吊钩重新解除通过qtz125塔吊再次从桥面位置吊起拉索，起吊位置采用夹具固定。最后通过塔吊和卷扬机配合进行空中展索。梁端索头脱离放索盘，空中展索完成。将梁端索头放在桥面小车，使用10t卷扬机牵引向梁端锚拉板处，完成桥面展索。过程中桥面上每隔4-5m布置放索滚轮。放索盘、放索滚轮及桥面小车详见图4.3-1,4.3-2，4.3-3.图4.3-1放索盘示意图图4.3-2放索小车示意图图4.3-3放索滚轮示意图4.4梁端挂索梁端斜拉索采用销轴与锚拉板固定，在桥面放索的过程中，安装第ni根斜拉索的时候，将桥面转向滑轮组安装固定在第ni+1根斜拉索的锚拉板上。10t卷扬机通过滑轮组可以提供40t拉力，在接近锚拉板的位置，可以再使用两个10t手拉葫芦协助调整位置。垂直方向调整可以采用25t汽车吊及桥面回转吊机协助。在梁端挂索的过程中，塔吊配合调整尽量减少索的中间下垂，先固定塔端再安装梁端，最后进行塔端张拉。索头调节到位，销轴安装完成及完成梁端挂索。图4.4-1 梁端挂索示意图4.5塔顶张拉18号索采用张拉杆张拉，914号索采用软牵引。张拉杆采用2m+1.5m两节设置，软牵引长度约313m。张拉采用600t千斤顶。从中横梁一直向上打设脚手架，作为张拉平台。软牵引张拉时，千斤顶后设置撑脚，撑脚内与千斤顶前各设置一个钢绞线锚具。另外撑脚内还需要预先安置好斜拉索螺母、张拉杆一螺母。具体张拉步骤如下：第一步：通过塔顶5t卷扬机，牵引锚具、钢绞线、张拉杆一、转换套、斜拉索，将整个斜拉索牵引进入索道管。图4.5-1 第一步示意图第二步：钢绞线露出2m以上后牵引到位，用桥面5t卷扬机将斜拉索稳住，依次拆除塔顶5t卷扬机钢丝绳、锚具。图4.5-2第二步示意图第三步：依次安装斜拉索螺母、张拉杆一螺母及撑脚、锚具、夹片，将钢绞线固定。此时可以拆除5t卷扬机牵引钢绞线，并拆除对应夹具（如果软牵引较长，仍在索道管以外，则5t卷扬机保持）。图4.5-3第三步示意图第四步：（完成梁端挂索后）依次安装千斤顶、锚具、夹片，开始利用千斤顶前端锚具与后端锚具交替受力进行反复回油张拉。图4.5-4第四步示意图第五步：持续张拉钢绞线，直至张拉杆一露出锚垫板、斜拉索螺母，此时可以安装张拉杆一螺母。拆除夹具夹片及钢绞线。图4.5-5第五步示意图第六步：安装张拉杆二及对应螺母，利用张拉杆一、张拉杆二的螺母反复紧固受力继续张拉。图4.5-6第六步示意图第七步：使用张拉杆一探出千斤顶后，拆除张拉杆一及螺母，在千斤顶端安装张拉杆一螺母，利用两个张拉杆一螺母的反复紧固受力继续张拉。图4.5-7第七步示意图第八步：持续张拉至索头探出索道管，安装拧紧斜拉索螺母，张拉完成。图4.5-8第八步示意图第九步：拆除撑脚、千斤顶、张拉杆等张拉系统。图4.5-9第九步示意图张拉杆张拉时，采用张拉杆一、张拉杆二从桥面将索头提起并导入索道管，使用螺母将张拉杆一固定。并安装撑脚、千斤顶等装置进行张拉，步骤同软牵引张拉第六步至第九步，见图4.5-6图4.5-9。4.6索力调整 索力调整遵照监控指令进行，采用张拉杆一、撑脚及千斤顶配合进行，设备布置见图4.5-7。4.7塔顶扁担梁设计最大索重15.276t，采用5t卷扬机配合两个滑轮组进行吊装，5t卷扬机加上两个滑轮组，最大吊重为20t，完全能满足要求。塔顶采用两根双40工字钢，作为扁担梁，一方面用来承载塔顶5t卷扬机的重量，一方面挑出2m，在1.5m处设置一根双40工字钢扁担梁作为滑轮组的承重构件。详见图4.7-1,4.7-2。根据预埋钢筋布置情况，每根双工字钢通过10010角钢与塔冠预埋25螺纹钢焊接，单根25螺纹钢屈服力约为16.5t。双40工字钢下方垫5050cm，1cm厚钢板，防止混凝土局部受压破坏。图4.7-1塔顶布置正面图图4.7-2塔顶布置侧面图4.8张拉杆设计张拉端采用张拉杆增加斜拉索长度，减少梁端挂索时的水平拉力。根据公式计算：计算得出以下表格，以下表格为岸侧索的计算结果，江侧差别不大。表格中灰色部分为对应水平力，单位为t；ql为索重，单位为kn，为斜拉索水平倾角，l=l-l。1号索为199股，25号索为163股，610号索为151股，1114号索位199股。根据计算结果，控制水平分力在30t以内时，18号索需要加长2m，采用张拉杆即可，914号索需要采用软牵引加长。编号a1a2a3a4a5a6a7a8a9a10a11a12a13a14l71.15 83.93 95.52 107.92 120.86 134.34 148.37 162.80 177.55 189.29 201.11 213.01 224.97 236.98 ql42764129470053105946612667657424809686311208712802135211424378.51 68.97 61.17 54.95 49.81 45.65 42.25 39.42 37.05 35.73 34.56 33.52 32.58 31.75 l=14.16 7.85 12.80 18.30 24.36 28.67 35.23 42.26 49.72 55.67 81.52 89.95 98.68 107.67 l=22.94 5.55 9.05 12.94 17.23 20.27 24.91 29.88 35.16 39.36 57.64 63.61 69.77 76.13 l=32.40 4.53 7.39 10.57 14.07 16.55 20.34 24.40 28.71 32.14 47.06 51.94 56.97 62.16 l=42.08 3.93 6.40 9.15 12.18 14.33 17.62 21.13 24.86 27.83 40.76 44.98 49.34 53.84 l=51.86 3.51 5.72 8.19 10.90 12.82 15.76 18.90 22.24 24.90 36.46 40.23 44.13 48.15 l=61.70 3.21 5.23 7.47 9.95 11.70 14.38 17.25 20.30 22.73 33.28 36.72 40.28 43.96 l=71.57 2.97 4.84 6.92 9.21 10.84 13.32 15.97 18.79 21.04 30.81 34.00 37.30 40.70 l=81.47 2.78 4.53 6.47 8.61 10.14 12.46 14.94 17.58 19.68 28.82 31.80 34.89 38.07 l=91.39 2.62 4.27 6.10 8.12 9.56 11.74 14.09 16.57 18.56 27.17 29.98 32.89 35.89 l=101.32 2.48 4.05 5.79 7.70 9.07 11.14 13.36 15.72 17.60 25.78 28.45 31.20 34.05 l=111.25 2.37 3.86 5.52 7.35 8.64 10.62 12.74 14.99 16.78 24.58 27.12 29.75 32.46 l=121.20 2.27 3.70 5.28 7.03 8.28 10.17 12.20 14.35 16.07 23.53 25.97 28.49 31.08 l=131.15 2.18 3.55 5.08 6.76 7.95 9.77 11.72 13.79 15.44 22.61 24.95 27.37 29.86 设计采用每套张拉杆长度为2m一根，1.5m一根，因为其中2m根为张拉杆一，1.5m根为张拉杆二。因为索头分为199、163、151三种，张拉杆只设置一种，因此索头与张拉杆之间设置过渡套连接。张拉杆端头设置7孔锚具，采用7根15.2钢绞线作为软牵引，张拉力可以达到140t0.75=105t76t。对应软牵引长度分别为对应l长度加2m操作长度。张拉杆、过渡套及螺母、锚具结构见附录一：张拉杆及过渡套构造图4.9张拉撑脚设计根据施工需求，最大锚具螺母高度25.5cm，张拉杆螺母高度15cm，再加上锚具施拧时的千斤顶行程20cm，操作空间60.5cm以上，考虑操作空间及，千斤顶张拉撑脚高度取80cm。张拉用600t千斤顶，直径约50cm，考虑操作时方便固定千斤顶，撑脚顶面钢板尺寸选取为65cm65cm，方形。详见附录二：千斤顶撑脚结构图五、施工注意事项（1）合理控制斜拉索进场时间，既要防止场内堆放过多，又要保证斜拉索供应；（2）斜拉索展索过程中，斜拉索外包装不除去，尽量减少损伤；（3）张拉杆使用过程中必须按照要求，将螺丝全部拧入，保证施工安全