桥钢管拱施工方案.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除辽宁省滨海公路大连市东寺沟至国际会议中心段1#桥缆索吊机扣挂法安装钢管拱施工方案编制：中铁十三局集团有限公司日期： 精品文档目录1.编制依据、原则与范围31.1编制依据31.2编制范围32.工程概述42.1引桥52.2主桥52.3地形地质92.4主桥设计施工方案112.5吊装单元参数113.缆索吊机的设计 12 3.1缆索吊机的构造 12 3.2缆索吊机的设计计算144. 缆索吊机安装275. 施工顺序安排296.工期安排311. 编制依据、原则与范围1.1 编制依据(1) 沈阳市公路规划设计院编制发布的辽宁省滨海公路大连市开发区东寺沟至国际会议中心段公路新建工程1#桥施工图设计（2008.09）。(2) 缆索吊机设计及起重设计规范。(3) 钢丝绳、卷扬机、钢材等设备材料标准。1.2 编制范围辽宁省滨海公路大连市开发区东寺沟至国际会议中心段公路新建工程1#桥缆索吊机设计、安装及钢管拱吊装方案。2. 工程概述辽宁省滨海公路大连市开发区东寺沟至国际会议中心段(图2-1)位于大连开发区东南部，由开发区现有山河线引出、经东寺沟、止于国际会议中心（河咀子村委会门前），起讫里程K0+000K5+020，路线长度5.020km。图2-1 项目地理位置1#桥中心里程K2+090、桥长164.60m，起讫里程K2+007.500K2+172.100，采用2-13m预应力砼简支空心板+120m钢管砼中承拱+2-13 m预应力砼简支空心板，在海边跨越一V形山谷(图2-2)。图2-2 1#桥立面图2.1 引桥桥梁全宽22m，每孔简支空心板由14片组成(图2.1-1)，每片13 m预应力砼简支空心板边板砼7.82m3、吊装重量204kN，中板砼6.43m3、吊装重量168kN。全桥共需边板8片、中板48片。图2.1-1 1#桥引桥横断面2.2 主桥主桥为120m钢管砼中承拱为无铰拱，计算跨径120m，矢高27m，计算矢跨比1/4.44，采用悬链拱轴线，拱轴系数m=1.3；拱肋对称分为预埋段、第一段、第二段和合龙段(图2.2-1)；各段重量如表2.2-1所示最大吊装重量260kN。图2.2-1 钢管拱肋分段图表2.2 -1 钢管拱肋分段一览表中承拱采用双拱肋，拱肋中心距8.619.096m(图2.2-2、3)，哑铃型拱肋(图2.2-4)。图2.2-2 钢管拱平面图2.2-3 钢管拱横断面图2.2-4 拱肋断面钢管拱通过吊杆联系横梁形成桥面，横梁分吊杆横梁(图2.2-5)与肋间横梁(图2.2-6)。吊杆横梁间距5m，采用预应力砼T形梁，高0.601.30m、宽0.600.90m、长22.00m，全桥需19根，每根预制砼15.48 m3、吊装重量403kN；肋间横梁设于桥面与拱肋相交处，采用钢箱梁，高0.7891.489m、宽1.300m、长22.00m，全桥需2根，每根吊装重量286kN；图2.2-5 吊杆横梁图2.2-6 肋间横梁两片拱肋之间设有7道风撑(图2.2-7)，其最大安装重量为166kN(表2.2-2)。图2.3-1 桥址处地形地貌表2.2 -2 风撑一览表2.3 地形地质桥址处为V形山谷(图2.3-1)。图2.3-1 桥址处地形地貌桥址处地表0.00.6m为粉土层，允许承载力60kPa；0.62.3m为碎石层，允许承载力300kPa；2.3m以下为强风化石英岩，允许承载力1000kPa(图2.3-2)。图2.3-2 桥址处地质2.4 主桥设计施工方案设计推荐采用缆索吊扣挂法悬拼安装主桥钢管拱(图2.4-1)。图2.4-1 缆索吊机扣挂法悬拼安装主桥钢管拱2.5 吊装单元参数吊装单元包括拱肋、风撑、横梁、空心板，其最大吊装重量如表2.5-1所示。表2.5-1 吊装单元参数一览表序号名称最大重量kN吊点数量吊装方式单钩吊重kN吊点间距m备注1拱肋2601纵向260最大作业起重量2风撑1662横向8310.53吊杆横梁4032横向20217.54肋间横梁2862横向1437.83. 缆索吊机的设计3.1 缆索吊机的构造根据现场地形地貌和交通条件，考虑到横梁、肋段进入缆索吊机吊装范围，相对桥位设置不对称缆索吊机（图3.1-1）。图3.1-1 缆索吊机缆索吊机由索塔及其基础、移动式索鞍、承重索及其地锚、起重索、牵引索组成。缆索吊机主跨200m，索塔中心与拱座距离一端25m、另一端55m，承重索地锚与索塔距离70m。承重系统采用单跨双索制，单道主索为双60mm钢丝绳，起重索采用不旋转26mm钢丝绳，牵引索采用26mm钢丝绳。主索最大承重挠度为13.3m，初始安装挠度67m。主塔高40m，采用万能杆件拼组，三组24m截面组成（图3.1-2），索塔底宽18m、顶宽22m。图3.1-2 索塔采用分离式钢筋混凝土索塔基础，基础结构尺寸为153m（图3.1-3），基底地基承载力不小于280kPa。采用斜挖孔桩钢筋混凝土承重索地锚（图3.1-3），桩径1.8m、桩长10m（图3.1-4-1）。扣索地锚采用桩径1.5m、桩长10m（图3.1-4-2）。图3.1-3 缆索基础与地锚布置图图3.1-4-1 主索地锚图图3.1-4-2 扣索地锚图3.2 缆索吊机的设计计算3.2.1缆索吊机设计验算1索具设计索具主要包括承重索、牵引索、起重索及后背索等。承重索的计算计算跨度如图3-5所示。图3-5 承重索设计计算简图荷载计算钢丝绳：215.44kg/m30.88kg/m0.31kN/m钢丝绳：22.58kg/m5.16kg/m0.148kN/m钢丝绳：22.58kg/m5.16kg/m0.052kN/m起吊重量：300kN起重索走4高25m：4252.58kg/m2.6kN综合以上荷载，有 均布荷载0.51kN/m集中荷载Q1+Q2 =303kN索长比边跨索长：47m总索长：索长比：0.6856 (可)接触应力及安全系数接触应力 331MPa安全系数 （可）卷扬机选取选用JM8慢速卷扬机，考虑0.75 的效率系数，则有 拉力 （可）3.2.2 复合桩基水平承载设计 大连滨海公路缆索吊后锚 计算条件 地面标高 = 0.000 m 地下水标高 = -10.000 m层号土类名称层厚重度饱和重度内摩擦角风化m标贯粘粒含 (m)(kN/m3)(kN/m3)(度)程度(MN/m4)击数量(%)1粘性土5.00018.000-10.000-15.0010.00-2粘性土5.00018.000-10.000-15.0010.00-3粘性土5.000-19.00025.000-15.0010.00- 建筑桩基重要性系数 1.00 地震烈度 7度设防 地震类型 远震 地基土液化 不考虑 水平力H设计值(kN) 1300.000 弯矩M设计值(kN-m) 200.000 竖向力N设计值(kN) -750.000 承台X向长(m) 2.000 承台Y向长(m) 2.000 承台厚度(m) 1.000 承台底标高(m) -1.000 X方向桩排数 1 X方向排距(m) 1.000 Y方向桩排数 1 Y方向排距(m) 1.000 桩身材料与施工工艺 人工挖孔桩 承载力性状 端承摩擦桩 成桩方法 非挤土桩 截面形状 圆形 桩直径(mm) 1500 桩长(m) 8.000 端头形状 不扩底 扩底端直径D(mm) - 砼强度等级 C30 配筋计算as(mm) 35 桩纵筋级别 HRB335 桩箍筋级别 HPB235 桩箍筋间距(mm) 200 桩身配筋率(%) 0.50 综合系数(kN) 60.00 内力计算结果_桩侧面地基土水平抗力系数的比例系数m: 15.000 MN/m4 _承台侧面地基土水平抗力系数的比例系数m: 15.000 MN/m4 _承台侧面地基土水平抗力系数Cn: 15000.000 kN/m3 _桩底面地基土竖向抗力系数C0: 150000.000 kN/m3 _承台底面地基土竖向抗力系数Cb: 15000.000 kN/m3 _桩身轴向压力传布系数: 0.000_桩身面积: 1.767 m2 _摩擦系数: 0.000_桩底截面惯性矩: 0.26130 m4 _桩顶地面处M0: 200.000 kN-m _桩顶地面处H0: 1300.000 kN _桩的水平系数: 0.347 m-1 _桩身抗弯刚度: 6663231.500 kN-m2 _单位力作用桩身地面处，桩身在该处引起的变位:_单位水平力作用下，水平位移: 1.048488e-005 m/kN_单位水平力作用下，转角: 2.345726e-006 1/kN_单位弯矩作用下，转角: 8.213049e-007 1/kN-m_桩顶水平位移: 0.01410 m_桩身右侧最大弯矩: 56.799 kN-m_桩身右侧最大弯矩距承台底 7.800 m_桩身左侧最大弯矩: 2662.064 kN-m_桩身左侧最大弯矩距承台底 3.200 m_桩身最大负剪力: -826.289 kN_桩身最大负剪力距承台底 5.700 m_桩身最大正剪力: 1300.000 kN_桩身最大正剪力距承台底 0.000 m_按规范直接计算所得的最大弯矩为： 2327.380kN-m_按规范直接计算所得的最大弯矩位置为距承台底处： 3.143 m配筋计算结果_承台下桩的编号顺序为：始于承台左下角，先从左到右，后从下到上 桩号 = 1_桩身轴力 -750.00 kN_桩身Y方向最大弯矩 2662.06 kN-m_桩身X方向最大剪力 1300.00 kN_全部纵筋 16643.15 mm2_全部箍筋 629.37 mm2_纵筋最小配筋长度 8.00 m_桩计算长度 8.00 m3.2.3缆索吊主塔结构验算采用有限元软件对主塔及主缆系统建模计算，有限元模型为更好的模拟现场情况，主缆索采用只受拉桁架单元，主塔万能杆件采用梁单元。节点荷载取300KN，后锚及主塔底以节点约束模拟。经过计算取得结果如下： 结构模型主塔及主缆系统有限元模型图 结构位移在初始安装挠度加上集中的节点荷载300KN，计算下挠度为3m。 结构应力主塔底部杆件结构应力值为138Mpa.主塔顶部杆件应力较大，是由于出现应力集中的情况。实际施工时集中力会通过索鞍、滑道分散到塔顶万能杆件上，不会出现极端的应力集中情况。 主缆拉力计算结果如下图，主缆最大拉力为148t，于手算结果相同，背索需施加的平衡水平力值为148-68=80t，背索施加拉力值92t。4. 缆索吊机的安装缆索吊机的安装分四部分。4.1 索塔基础施工首先需要确认肋段、横梁进入现场的方向，将索塔距拱座距离大的一侧置于肋段、横梁进入现场方向，据此按图3.1-1、图3.1-3平面位置放样定位索塔基础位置，根据索塔基础结构与钢筋布置、索塔预埋件图进行施工。索塔基础施工主要控制基础地面岩土基本允许承载力满足要求，同时确保索塔安装位置准确和垂直度要求。可采取预拼索塔下端段固定后预埋法施工。4.2 地锚施工按索塔基础放样途径，定位地锚平面位置。根据地锚结构、钢筋布置、预埋件图进行施工。地锚为混凝土斜桩，根据地质采用挖桩成孔。安全是地锚施工的首要控制因素，钢筋就位与方向定位是在施工中需要重点关注的质量问题。4.3 索塔安装索塔为万能杆件组拼结构，为控制缆索吊机安装工期的关键工序。为提高索塔安装速度，建议下部采用汽车起重机分节预拼、整节吊装，以减少高位安装量。超出汽车吊安装高度时采用自制摇头小扒杆，周转范围3m，单杆安装的方式。横梁安装采用导引绳悬拼杆件的方法，先安装底层杆件形成作业平台，在导引绳上设置小滑轮辅助吊运杆件。索鞍及滑道安装，根据吊重可加强扒杆杆件，先将滑道吊装就位后，再将索鞍构件吊至塔顶进行组装。在索塔安装过程中，需设置临时稳定风绳，以保证安装安全。4.4 穿索穿索的同时需要注意跑车和吊钩安装，以