福建某拱桥缆索吊装施工方案(附计算苏).docx

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拱桥缆索吊装施工方案一、工程概况1.1江瑶大桥位于寿宁县芹洋乡政府附近寿宁城关至南溪段b2标段（九岭至尤溪段）二、编制依据2.1施工设计图2.2现场调查情况三、缆索吊装施工方法及施工顺序3.1总体方案吊装系统设计采用一套吊装设备单基肋合拢成拱，吊装时先中间后两边循环合拢。主索采用塔架,扣索另用扣索架,扣索架设在拱座两端。塔架的高度根据扣索的布置情况确定。控制吊重按最大的拱肋拱脚段来设计，最大吊重为55t，考虑配重及冲击载荷设计员重为75吨。根据地形条件主缆索净跨取180米，两岸塔架取等高，各为30米，采用贝雷桁架拼装而成。主地锚采用重力式地锚。32吊装施工工艺流程框图（见附后表）321主索系统及主跑车主索设置为二组，每组主索由4根47.5钢丝绳组成，并通过移动塔顶主索鞍实现逐肋对中吊装。主索两端设置80t转向滑车将主索并成4排，保证主索的收紧及均匀受力，并用收紧滑车组调节主索的垂度、张力，使其符合设计要求。主索最大张力h=135t ，跨中最大吊重时最大垂度为11.25米，空载垂度为8.06米，主索安全系数为k=3，拱肋采用下吊正就位。主索的安装采用小拖大的间接拖拉方法安装。主跑车为七门60t级跑车，双跑车设计吊重为120吨。施工时在拱座上预埋千斤扣，将两台跑车固定在上面，同时穿好跑车间的间距绳，布置主索的同时即可将跑车穿绕在主索上，主索穿绕完毕后再慢慢放松跑车固定绳，同时收紧主索，跑车才慢慢升上天空。主索的收紧利用主地锚和桥台之间的空间来收放，完成主索及跑车的布置。3.2.2起重系统拱肋在预制梁场采用人工横移至主索正下面，拱肋吊点为预留孔穿穿吊带结构。拱肋每端采用四点起吊，每台吊梁跑车配置一组起重机构，在桥两岸主地垄上设两台8t起重卷扬机机组，作为起升动力，每根起重索用21.5钢丝绳走12布置，活端通过塔架顶转向进入8t起重卷扬机，死端通过跑车定滑轮固定在对岸地锚上。起重索拉力安全系数为k=5。在布置主索安装跑车时，须在收紧主索前将起重穿绕好，起重索采用花穿，使起重小车均衡受力。3.2.3牵引系统吊梁跑车的牵引走行系统为：桥的两岸各设一台10t牵引卷扬机组，对称布置在开阔地带。每端牵引索走4布置，动滑车组固定在跑车中轴上，定滑车组固定在塔架顶，采用21.5钢丝绳，钢丝绳死端固定在塔顶后地垄上，活端通过跑车到塔顶再转向进入卷扬机。两跑车内侧的间距绳用21.5钢丝绳走4连接，作为保险索。牵引索安全系数为k=4。在布主索及安装跑车时预先在两端跑车上设置一根临时牵引绳，当跑车及主索起升收紧到位后，用临时牵引索将跑车牵至塔架顶位置固定，再行按设计要求穿绕好牵引索，在安装对岸时可设置5t卷扬机辅助牵引索。324扣索系统本桥采用塔扣的方式。在拱两端拱座台上设立塔架，边段扣索采用墩口，扣索为八字形正扣结构，在吊装次边段及中段时，拱肋需要穿过扣索。扣索地锚设置在主地锚内。收紧滑车（80t*7d）置于主地锚与桥台之间的空间内，利用桥台作为一个地锚来调整扣索的收放。边段扣索采用47.5钢丝绳走2布置，次边端扣索采用47.5钢丝绳走2布置，最大扣索拉力为113t发生在次边段，扣索拉力安全系数为k=2.1， 次边段扣索拉力角度为：22度。3.2.5塔架及基础塔架采用强度高，稳定性好的贝雷桥桁架拼装。塔架基础设置在两岸桥台上。桥台施工完毕时预埋枕木，在枕木上铺设钢轨与塔架底支撑。塔架的安装均采用摇头附着式扒杆垂直运输散件人工拼装。拼装结构及材料见下图表。3.2.6地锚地锚主要包括主索地锚、扣索地锚、缆风索地锚、卷扬机地锚等。主地锚的设计，根据地形和地质条件采用重力式和桩锚相结合的结构。主索、扣索、塔架后缆风索、卷扬机等受力均考虑采用主地锚受力（卷扬机布置、扣索及地锚布置、主地锚示意图见下图。）主地锚设计荷载考虑单基肋合拢所同时承受的扣索拉力及主索拉力、塔架后缆风索拉力等设置在主地锚上的全部荷载的总和再考虑安全系数。斜向拉力500t，市区岸角度为25度，对岸为25度，水平拉力为卷扬机拉力考虑31t，主地锚作特殊设计后选定各项参数。塔架前缆风索、塔架侧缆风索、拱肋八字缆风索、下拉索地锚设置按规范并结合地形设置。主索收紧及扣索收紧地锚设置在主地锚和两岸桥台上。在施工地锚时预埋千斤绳的数量和拉力系数储备要足够，安全系数要达到3以上。预埋千斤绳各股受力要均匀。卷扬机设置在主地锚上，在主地锚施工时预埋工字钢，卷扬机和预埋工字钢连接。所有的地锚在吊装施工前均需要试拉试验，试拉可以采用地锚和地锚间的对拉。正式吊装时在所有的千斤扣上和地锚的周围均需做上相应的标记，以便检查地锚的状况。327缆风索采用单基肋合拢，拱肋八字抗风索地锚分别设在0#台、1#台后两侧：拱肋下拉索设置在拱座下，均采用21.5钢丝绳走2布置，施工桥台时预先设置千斤绳。拱肋八字缆风索和下拉索及塔架侧缆风索的松紧调整采用3t手动葫芦。考虑到塔架高度较高，受力夹角变化大，承受较大水平推力，一边塔架前缆风索设计21.5钢丝绳走4布置，后缆风索设计21.5钢丝绳走5布置，另一边同。4吊装装备为了确保拱肋吊装施工的质量和安全，在吊装前应对拱肋、桥台拱座和缆索吊装系统进行全面检查并进行试吊工作。a拱脚施工：浇注拱肋混凝土前，精确安装上、下弦管预埋钢管，浇注混凝土时，同时浇注上弦杆预埋钢管混凝土，并振捣密实。铅垫板在安装上、下弦杆前就位，搁置于预埋管内。并把调整楔块的下块点焊就位。b、桥台拱座检查：桥台拱座灌注完成后，复核净跨及拱座标高，在拱座上逐一画出每段拱肋的上下边线，与设计比较，保证拱肋端与拱座接触精度。c、吊装设备检查：对全部吊装设备进行检查，确认符合要求，方可试吊。如下表一：其中主要检查项目有： 主扣索地锚缆风索地锚主索扣索塔架各种钢丝绳卷扬机起重滑轮组牵引滑轮组帽梁及索鞍各部。d、试吊：试吊前对各种设备再进行一次全面检查。试吊主要程序是反复进行空载运转，静载试吊和吊重物运行等项目的试验，待每一个检查项目检查、观测工作完成并无异常现象后，进行下一个项目试验。5吊装观测观测工作是保证吊装工作准确安全的重要措施，在吊装的全过程中专人负责观测，作好记录并随时向指挥人员报告。51垂度观测：用经纬仪测主索跨中仰角计算实际初始垂度，吊重后实测最后垂度。52塔架观测：有条件时可用垂线量测，或在塔架顶设一固定标尺，用经纬仪测出位移前与位移后的读数，两次读数之差即为塔架位移。53中线观测：将经纬仪设在拱肋中线方向上复核，拱肋合拢时控制中箱中线。54水平观测，边段与次边段及次边段与顶端接头标高，包括抬高量（1020cm）作为合拢预留高度，合拢时观测各接头及拱顶标高，控制五段拱肋均匀下降。55施工全过程，在拱肋l/8、l/4、3l/8、l/2处建处七个固定点，进行变形观测，并做好记录备案工作，分析变形的发展趋势，以便采取相应措施，一旦出现不均匀变形，应立即停止加载，查明原因后方可继续。6拱肋吊装工艺61悬挂1#边、2#边段拱肋跑车将1#边段拱肋吊离横移轨道后，继续起吊高度超过起拱线，用牵引索把1#拱肋牵引到安装位置上空，下落使箱端在拱座上就位。上好端接头螺栓，在拱肋另一端挂上缆风索和扣索，扣索挂在拱肋扣点处，用起重索提供肋，收紧扣索，再靠下降起重索使扣索充分受力使拱肋接头标高比设计标高高出10cm，控制接头超高10cm.,通过起降起重索和收放扣索，调整拱肋接头标高，满足要求，再对称收紧缆风索，调整拱肋中线。1#边段拱肋中线调整好后，检查上端头面与合拢预留孔的两背铁垫板间是否有不均匀空隙，并用相似形状的薄钢板补满，防止合拢后拱肋中线偏离。接头上方放一水平尺，调整跑车起重索和缆索，使拱肋端水平、端底面与拱座预留孔的两底铁板间如有不均匀空隙，则用钢板垫平，防止拱肋侧倾。调整边段拱肋的中线，水平调整好后，摘除跑车。吊运2#次边段拱肋，吊运方式同1#拱肋。次边段拱肋就位后，上好i接头螺栓，拧紧下缘螺栓，在另一端后挂好缆风索和扣索，调整中线。由于次边段的作用，i接头会逐渐下降，等到下降稳定后控制ii接头抬高量20cm，收紧2#拱肋扣索，并将1#边段拱肋之端接头螺栓拧紧一些。并将拱肋下缘焊死，上口临时点焊，并用薄钢板塞满。用同样的方法吊装另一岸边段拱肋和次边段拱肋（3#和4#）62拱肋顶段定位及合拢用跑车将5#顶段拱肋吊就位，使顶段拱肋两端接头较设计高3cm,用定长松索工艺使两端边段拱肋及次边段拱肋同时对称松索，向顶段拱肋靠拢，然后下降顶段拱肋之起重索。松索时要控制i、ii两接头下降后的抬高量大致符合1：2的比例。每次下降后再测量 两接头标高，将不成比例的数值在下次松索（调整起重索、扣索和缆风索）中调整。如此循环操作便可较好地控制接头标高。每次松索控制接头标高变化不超过1cm，使次边段拱肋逐渐与顶段拱肋接近，当快要接近时，将接头螺栓孔对中，装上接头螺栓，继续松索，使接头抵紧，再继续松索，直到接头标高变化很小时稍稍收紧下拉索；当ii接头下降至比设计高1cm时，停止松索，检查和调整两端接头标高基本相符后，用钢板楔紧所有接头空隙，拧紧所有的接头螺栓，按照松扣索-起重索-扣索的顺序继续循环松索，当扣索和起重索的拉力愈来愈小，接头标高变化很小时，表明拱肋已抵紧成拱。这时可将全部扣索基本放松，让起重索部分受力，以控制ii接头不低于设计标高，同时调整下拉索，控制i接头不高于设计标高，在接头标高基本稳定后，再重复将接头螺栓拧紧，临时固定缆风索、超重索、下拉索，此时已合拢成拱，拱肋接头的连接工序完成后，摘除扣索和起重索，缆风索和下拉索暂不能松，要保持到第三拱肋合拢后再松缆风索。63拱肋接头电焊作业在调整完轴线偏差，嵌塞并压紧接头钢板之后和全部松索成拱前进行。拱肋接头部件电焊时，采用分层、间断、交错方法施焊，每层不可一次焊得过厚，以免周围结构漆膜烧坏。最后将各接头螺栓拧紧并焊死。单基肋成形后，照上述方法按吊装顺序吊装其余拱肋。64吊装施工顺序1#iiiiiiiii0#1618201917上游1681097上游213542中间1113151412下游22123252422下游165吊装劳动力组织吊装工作由指挥一人，副指挥一人及八个小组组成，分工协，每个组设组长一人，共计50人，吊装前，由施工负责人对所有参加吊装作业人员进行培训，统一操作和信号要求，合格后方可进行空载、重载操作演练，然后才能参加施工作业，人员分工如下序号工种人数工作内容备注1塔架安装组15组装门架、布索及完工的拆除2卷扬机组4跑车牵引、启动，卷扬机操作及监护3扣索组6两岸扣索收紧、捆绑4安装组10拱肋就位悬挂，扣索、缆风索安装，接头处理，合拢操作，两拱肋间垫板，脚手架按拆5电焊组5焊接所有钢筋接头及接头钢板6安全组4检查吊装设备，维护两岸交通安全，地垄观测7测量组4拱肋接头拱顶标高、中线、龙门架偏移测量8指挥2现场指挥通信9合计507、吊装质量保证措施71拱肋及墩台拱座的检查711拱肋接头和箱端的检查拱肋接头和箱端用样板校正，突出部分应予凿除，凹缺部分用环氧树脂砂浆抹平，应保证端面与拱肋中线相垂直，接头面的倾斜度正确，接头砼接触面要凿毛，钢筋部分应除锈，螺栓孔要用样板套孔，规格不合格时用挫扩孔。在接头及向端面上还要标定中线。7.1.2墩台拱座的检查墩台拱座修凿后，检查时应要求拱座水平面高程稍小于等于设计标高，拱座端平面应与桥轴线垂直，倾面的水平倾角应符合设计要求或小于设计角度。同时在拱座端面上标出拱肋安装位置的台口线、拱轴线和拱肋宽度线。复核两岸起拱线间净跨，对其施工误差在允许差值范围内可垫钢板来调整。72拱肋纵向稳定措施721在五段吊装的拱肋边段与次边段接头，合拢后易发生上冒变形，次边段与顶段接头发生下沉变形，这是由于拱肋线与裸肋压力线不重合，以及拱的弹性压缩所引起的。因此，必须在边段与次边段接头处设置下拉索张拉，这样不但可以减少1#接头上昌，而且也可相应减少2#接头下沉。下拉索用2根21.5钢丝绳帽固在接点下放，收紧程度以观测的拱肋接头上冒程度来控制。下拉索应保留至拱上构造施工完毕后方可摘除。73拱肋横向稳定措施731由于拱肋属于大跨径，采用单基肋合拢横向安全系数不能满足要求，需要靠拱肋八字缆风索来保证拱肋的横向稳定性，每拱肋八字缆风采用2根21.5钢丝绳布置，用2吨的手拉葫芦进行调整，地锚按20t受力进行设计。732同时为了保证拱肋的横向稳定性，在边段和次边段梁接头之间采用电焊将接头的下缘焊死，上缘采用薄钢板将梁接头添密实并点焊。在拱座下焊接角钢与边段下缘接触，防止拱肋下滑，在拱肋接头与拱座之间采用薄钢板塞满，增强拱肋的横向稳定性。74拱肋测量措施741在施工前对0#、1#拱座的平面坐标进行复核，检查净距是否符合设计要求。742对拱肋的长度进行检查，检查弦长是否满足要求设计743对测设人员进行分工，落实到人；总指挥技术负责人：现场技术员：现场施工员吊装指挥材料总负责后勤保障负责监控人员测量组全站仪主要测设塔架的倾角和拱肋的轴线，水平仪主要测量梁的高程，高程采用绝对坐标法，。744测量采用施工过程测量和施工后检测测量的办法 。8吊装安全保证措施8.1钢丝绳及索具检查8.1.1钢丝绳的检查:当钢丝绳在受力过程中拉伸、弯曲的次数超过一定值时，便开始破坏，并且由于钢丝与钢丝、钢丝与滑轮、索鞍等相互磨擦发生断丝现象，从而降低了钢丝绳的承载能力。为保证安全，当钢丝绳一个节距内的断丝数超过一定的数值时，即不能继续使用。工作钢丝绳的外观检查，应每20天一次，14个月进行一次定期润滑。812索具的检查：定、期、定人检查索、吊具。主要是检查钢丝绳夹头、弯曲处的耳环、卸甲、转向轮、收紧处的滑轮组、手动葫芦及动力装置的连接是否可靠，安装是否符合安全要求，是否有裂纹，润滑是否良好。813所有操作人员应具有相应工作岗位的上岗证。并具有高空作业的健康身体。814吊装系高空作业，所有工作及工序应遵循高空作业的要求设置相应的安全防护设施，如安全绳、安全网、安全区域。82吊装通讯及联络821吊装中的通讯方式：主要采用短波无线对讲机，同时还要按约定旗语、口哨、手势等联络方式，以确保对讲机无法使用时的安全作业。822要经常维护检查短波无线电对讲机，在有备用电池块的情况下，每块电池要保证5小时的正常工作，无备用电池的情况下要保证8小时的正常供电。823吊装前要对有关人员进行通讯联络演习，明确各种联络方式的定义，防止工作发生差错。83吊装系统操作注意事项：831吊装施工必须进行试运转，并对各个系统进行监控，及时处理出现的异常情况，不得让吊装系统带病运转。832吊装系统进行吊装作业时必须统一指挥、统一行动，不得随意干、蛮干。833本吊装系统未设工作吊蓝，帮扣索采用拱肋吊装系统拖移就位，施工人员在拱肋上行走时，必须配备安全绳，并根据情况在拱肋上布置安全网，施工人员拆除吊点时，在拱肋上设置钢筋梯，钢筋梯采用直径16以上的钢筋制作，中间采用搭接木板作为平台。跑车的检修保养在两岸的塔架副架上进行。834在布置拱肋缆风索时，必须进行对称，两边要协调一致。835在塔架顶横移索鞍时，必须采取保护措施防止索鞍倾翻及突然滑移。84吊装作业纪律841不得带病坚持上班，身体状况不好的时候不得进行高空作业。842吊装工作人员应一切听从指挥，要严格的遵守操作规程。843吊装工作人员应遵守公司劳动纪律，下班时间注意休息844吊装工作人员在上班时间必须坚守岗位，因故确需离开时，必须事先征得班长的同意，在有其他同志接替工作时主可离开。845吊装工作人员必须高度集中精力，在工作间隙时间不得随意结对闲谈，高声取闹。846每班作业前必须进行安全安全讲话。必须进行工作交底。85吊装作业规定851施工现场风力达到5级以上，看不见信号的雾天，中、大雨及雷阵雨天气，夜间，吊装安全措施没有制定前，吊装作业中事故或故障没有处理完毕等情况下没有经过吊装指挥组同意的情况下不得吊装。852指挥信号系统失灵，影响工作的进行，塔架位移过大，主索地锚开裂；主索、起重索、牵引索、扣索等索断丝、打扭；卷扬机故障；行车及转向轮中钢丝绳脱轮等设备反常现象。吊装现场发生重大安全事故时，现场指挥人员有权发布停止作业命令。九、缆索吊装计算参数名称主索起重索牵引索扣索缆风绳型号637+1637+1637+1637+1637+1直径(mm)47.521.521.547.521.5单位重(kg/m)7.9291.6381.6387.9291.638面积(mm)843.47174.27174.27843.47174.27抗拉强度mpa16701670167016701670破断力(t)117.2624.2524.25117.2624.25钢丝直径(mm)2.2112.21一、 主索1、 主索采用平坡，采用直径47.5mm的钢丝绳走8布置，跑车间距为20.5m，塔架间距为180米，起重钩行程为40米，作用于主索上的载荷为：集中载荷：p=p1+p2+p3+p4+p5=7.9291808/1000+1.6382(180+240)/1000+1.6381802/1000+5+55=11.42+0.852+0.59+5+55=72.86(t)p5为拱肋重量2、 支点反力：ha=hb=hva=gl/2cosb+q(l-x)/l-htgb=7.929180/2+61.44(180-x)/180- htgb vb= gl/2cosb+qx/l-htgb3、 主索最大张力和相应垂度：主索单位重：g=87.929=63.44kg/m,其破断力总和等于843.371670=1408.4kn其换算系数为0.85。所以钢丝绳总破断力：tn=81408.40.85=9577.12kn。塔架总高为30米（架底标高与拱肋标高相同，两架为平坡），取吊装空间为12米，及相关垂度控制在（1/141/18）l之间，则fmax=11.25 m主索最大水平张力：hmax=mmax/f mmax=ql/4-q/220.5/2+gl2/8cosb =550180/4-550/220.5/2+0.63441802/8 =24750-2818.75+2569.32 =24500.6kn.mhmax=24500.6/11.25=2177.8kn主索最大张力：tmax=hmax/cosa=2177.8/(79.75/80.54) =2199.4kn则，主索的安全系数k=tn/ tmax=9577.12/2199.4=4.353.5符合要求。主索应力验算主索弹性模量ek=79800mpa,行车轮数为16,f=843.478=6747.76max=tmax/f+q/nek/(tmaxf)=2199400/6747.76+600000/1679800/(21994006747.76)=325.94+87=412.9mpa=/ max=1670/412.9=4.02符合要求.按接触应力计算,d为钢丝直径,其值为2.2mm,dmin为平滚最小直径,其值为600mm ,max=tmax/f+ekd/dmin=2199400/6747.76+798002.2/600=325.95+292.6=618.55mpa=/ max=1670/618.55=2.72符合要求.垂度试算验证tmax=tn/3.5=9577.12/3.5=2736.32knfmax=gl2/8hcosb+p(l-a)/4h =0.63441802/(82736.32)+550(180-20.5)/ (42736.32) =0.939+8.01 =8.95m4、 求安装张力h0和初始安装垂度fo吊装状态:q=600kn,g=gl=0.6344180=114.2kn,