大跨度钢桁拱施工.doc

第一部分 工程概况一、工程简况万州长江大桥位于三峡库区的万州区城区边缘，是新建万宜铁路与达万铁路相连接的重要跨江控制节点工程，它的建设对于完善路网布局、提高川渝地区东出外运能力具有十分重要的意义。万州长江大桥为单线铁路桥梁，设计桥跨布置为：主孔采用一联（168.7+360+168.7m）的连续钢桁拱梁；左边孔采用一联（46.5+46+50+50.85m）预应力混凝土连续箱梁，右边孔采用一联（43.2+342.7+43. 2m）预应力混凝土连续箱梁。桥梁范围全长1105.25m, 位于直线平坡上。主孔布置于4#墩7#墩，边跨为平弦桁梁,中跨采用刚性拱柔性梁的新型桁拱结构。边跨主桁桁式采用有竖杆的三角形桁式，桁高16m，桁宽16m，节间长度12m；中间支点处设加劲弦，加劲腿高20米，加劲腿的设置增加了支点处主梁桁高，以改善结构受力条件，同时与钢桁拱拱肋下弦匀顺过渡连为一体；中跨360m为带系杆的刚性钢桁拱，拱肋采用变高度N形桁架，中间支点处高41m（包括加劲腿高度），跨中拱肋桁高8m，拱顶至桥面高度63米，矢高59米（拱肋桁架中心距），矢跨比1/6.1，拱肋上、下弦杆分别采用不同方程的二次抛物线，上弦拱轴线与边跨平弦上弦轴线采用圆曲线匀顺过渡。两拱趾之间设钢系杆，以承受拱肋产生的巨大水平推力，同时作为铁路行车系。拱肋与系杆之间采用吊杆连接，吊杆最大长度55m。桥面系采用纵横梁体系、明桥面。钢桁梁采用拆装式节点。加劲弦及拱肋下弦采用焊接箱形截面，截面高8001100 mm，外宽800mm，板厚2050mm；平弦部分弦杆、中弦和拱肋上弦采用焊接“H”形截面，截面高7601200mm，外宽800mm，板厚1650mm；腹杆采用箱形及“H”形截面，箱形截面高8001100mm，外宽800mm，板厚2450mm；H型截面高700940mm，外宽800mm，板厚2036mm；系杆采用焊接“H”形截面，截面高1400mm，外宽800mm，板厚50mm。杆件最大板件厚度50mm，最大长度28.3米，最大安装吊重35吨。主桁构件采用14MnNbq，桥面系、联接结构采用16Mnq，型钢采用16Mn。高强度螺栓连接：主桁构件采用：材料 35VB；规格 M27，29孔，10.9S，设计有效预应力 290KN，设计抗滑系数 f0.45；桥面系、联结系：材料 20MnTiB；规格 M24，26孔，10.9S，设计有效预应力 240KN；设计抗滑系数 f0.45；钢桁梁采用拆装式节点，总重约9977吨（不含支座及高栓）。桥式布置图如下：二、自然条件（一）地形地貌桥址处河槽及两岸为典型的峡谷地貌，江岸两侧凸出压缩河道呈葫芦颈状，具有江面较窄、深槽、陡坎、流速较急的特点。枯水时江面宽约210m，最大水深50余米，为江中深槽；三峡水库蓄水后，水位至175m（吴凇高程）时，桥位处江面宽约950m，水深达百米以上。两侧岸边的一级台阶均为裸露的基岩，左岸称瓦窑背，宽约50余米；右岸称黑盘石，为以平台形状伸入江中的整块岩石，宽约300余米，长200余米。一级台阶后两岸均以不同的坡角升至高程200m以上。其中左岸瓦窑背以上至万梁公路之间的范围为红溪沟港区散堆货场场地。（二）气象特征桥址所处地区属亚热带季风湿润气候区。具有春早、夏热、秋雨连绵、冬暖多雾、无霜期长、雨量充沛的特点。多年平均气温18.1，极端最高气温42.1，极端最低气温-3.7。多年平均降雨量1185.4mm，最大暴雨强度197mm/h，年平均相对湿度81%。常年主导风向为北风、西北风。一般风速在6级以下。桥址区推算频率设计风速为20m/s。桥址区静风频率很高，近5年平均为51.56%，20年平均为68%，是我国静风频率较高的地区之一。万州是我国重要的酸雨区，酸雨PH值一般在4左右，最低值达3.68。酸雨频率约占70%。（三）水文特征万州地处三峡水库中腹带，三峡工程采取“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民”的建设方案。分期水位分为：2003年6月至2006年6月，三期围堰挡水发电期，坝前水位基本维持在135.0m。坝顶高程140.0m。遭遇二十年一遇洪水时，桥址蓄水回水位150.1m。 2006年6月至2009年为运用初期，坝前水位按156m135155m运用。汛前防洪限制水位降至135.0m，此时遭遇二十年一遇洪水时，桥址蓄水回水位为150.1m，但因库内已拆迁完毕，防洪调度时可蓄至156.0m。2009年以后，投入正常运用，坝前水位按175145155m方案运行。即正常蓄水位175m，枯季消落水位155m，汛季防洪限制水位145m。（五）区域地震本区所在的扬子地台四川沉降带属较稳定的地块，区内构造较简单，断裂不发育；在万州周围百公里范围内除少许一般性断裂外，无区域性大断裂存在，分布地层主要属侏罗系和三迭系内陆相砂页岩，属具塑性特征岩组；区内新构造运动不强烈，不存在活动性断裂，在国家地震局1990年版的地震烈度区划图上标示为VI度区。（六）交通运输本桥位于万州城区边缘地带，距318国道万州长江公路大桥仅1.2km,两岸分别有万州至梁平公路及江东机械厂进场公路,公路交通便利。水路运输利用长江航道可直达工地。三、主要技术标准（一）铁路技术标准1、铁路等级：I级2、正线数目：单线3、牵引类型：电力牵引4、最大限制坡度：125、最小曲线半径：1200m6、闭塞方式：继电半自动（二）通航标准以桥址处三峡水库正常蓄水时的水位175.2m（吴凇高程）作为最高通航水位，按单孔双向通航设计，通航净空（高宽）为18300m。（三）跨线标准大桥立交跨越公路时，桥下净空高度不下于5m。（四）设计荷载1、设计恒载边跨平弦部分恒载按92KN/m-桥设计；加劲弦部分恒载按172KN/m-桥设计；中跨桁拱部分恒载按193KN/m-桥设计。2、设计活载铁路：单线“中活载” ；检定活载：1.4“中活载” +恒载3、其他荷载列车摇摆力：5.5KN/m；风荷载：按照全国基本风压分布图规定取值，万州地区基本风压值为400pa，风载体形系数取1.3，风压高度变化系数取1.56,地形、地理条件系数取1.3。风荷载强度按照如下取值：桥上有车时取1055Pa；结构安装时取800Pa。地震烈度：基本烈度为6度，按7度设防。设计温度：最低温度-5，最高温度+450，体系温度及合拢温度20计，温差按照25考虑。第二部分 施工组织及进度安排一、本工程主要特点1、重要性万州长江大桥为“万宜铁路第一标”，是全线重点工程，结构新颖，技术复杂，是国内极具影响力的桥梁，意义重大。2、难度大，技术复杂本工程结构新颖，技术复杂，其钢梁架设有如下难点：（1）、钢梁架设采用从两侧往跨中双向架设的方案。两边跨钢梁采用临时支墩半伸臂拼装，临时支墩受力大，且离地面较高（最大高度达84米），自由长度大，还位于水中，存在水下拆除及抗洪问题；（2）、中跨钢梁辅以吊索塔架全伸臂拼装，悬臂跨度大，必须计算每一施工步骤钢梁杆件内力，严格控制吊索索力，施工控制难度大。吊索塔架高度超过50米，施工工艺复杂，安装难度大。同时为平衡中跨钢梁架设所产生的倾覆荷载，需在钢梁尾端设置较大压重（约1650吨/端），布置困难。（3）、需要研制起重量35t，能在24度斜坡上行走的新型架梁吊机，以满足钢桁拱的安装需要。（4）、跨中合龙工序复杂，技术难度极大。3、与航道关系紧密本桥钢梁架设跨越长江主航道，钢梁杆件要从水上进行起吊，还有3个临时支墩位于水中，对通航影响较大，应与航运部门密切配合，在施工组织设计中充分考虑通航要求，维护航道安全。二、总体施工方案第1孔168米钢梁在膺架上拼装及半悬臂拼装。其中4号至5号墩之间设4个临时支墩，距4#墩的距离分别为24米、48米、72米、120米，钢梁安装方向从4#墩往5#墩方向进行；6号至7号墩之间设3个临时支墩，距7#墩的距离分别为24米、48米、96米，钢梁安装方向从7#墩往6#墩方向进行。边跨第1、2个节间的钢梁需利用墩旁塔吊架设，然后在钢梁上弦拼装架梁吊机，再利用架梁吊机进行其余钢梁的拼装。中跨钢梁采用全悬臂拼装，一侧悬拼180米，另一侧悬拼168米，然后进行中跨合龙。由于悬拼跨度大，根据设计要求，在施工中需采取以下措施：、系杆区段（E16节点跨中）的桥面系、下平联和吊杆下端人字形横联在钢桁拱合龙后再进行安装，以减小悬臂跨的重量；、辅以吊索塔架进行全悬臂拼装。中跨钢梁伸臂架设至120米，吊索塔架的吊索需进行初拉张，然后继续架设钢梁至180（或168）米。、伸臂架设过程中应对边跨E0-E4节点48米范围内进行逐步压重，压重量总计约为16500KN/端，具体重量及施压时间根据施工监控确定。钢桁拱合龙后，再进行中跨系杆区段（E16节点跨中）的桥面系、下平联和吊杆下端人字形横联等杆件的安装，由架梁吊机退后安装。三、钢梁安装施工组织根据本桥工程特点，在施工现场成立万州长江大桥项目经理部，负责管理各个专业作业队。作业队分设预拼、南、北岸钢梁架设、吊索塔架施工、高栓施拧及检查、机电、油漆等作业分队。各类施工人员尽量选用曾参加过九江长江大桥、芜湖长江大桥或长寿长江大桥的熟练工人，特殊工种全部要求持证上岗，工人都有技术等级证书，使用的合同制工人也是与我公司有长期合作关系的协作队伍的技术工人。钢梁安装架设施工人员组织情况表序号项 目组数每组人数备 注1管理层160项目经理部职工（不含机电）2预拼分队1253架设及吊索塔架分队2254高栓施拧及检查分队1305油漆分队256机电分队（含吊车司机）130项目部职工7合计170四、主要施工机械设备配备序号机械名称及规格单位数量说 明1架梁爬行吊机（35吨）台2用于钢梁架设，南、北岸各一台2QLY50/16吊机(全回转)台1用于北岸钢梁提升站3CWQ50/16吊机台1用于南岸预拼场钢梁提升站435t龙门吊（含电动葫芦）台2用以预拼场525t汽车吊台1用以预拼场6吊索塔架台2用以钢梁架设，南、北岸各一台7ZSC5052型塔吊台1用以拼装北岸吊索塔架及钢梁起步节间8ZSC3590型塔吊台1用以拼装南岸吊索塔架及钢梁起步节间9运梁平车（40吨）台4用以栈桥及预拼场输送钢梁10高栓试验设备套1用于高栓试验11油漆施工设备套1用于油漆施工12YCW150、YCW250型千斤顶台各5吊索架张拉使用13YC-60A型液压拉伸机台4吊索张拉和调索用，带引伸杆14特制600吨液压千斤顶台16用于顶落梁15YSD-500型液压千斤顶台30用于顶落梁16YSD-200型液压千斤顶台10用于顶落梁及纵横移用17YSD-100型液压千斤顶台10纵横移用18电动油泵台12千斤顶用19QT80型塔吊台2用以材料装吊20过江渡船只1用于人员运送21机驳（载重250-350吨）只2用于钢梁运送22电动、表盘、带响扳手套60用于高栓施拧23枕木刻槽机台1用于明桥面枕木刻槽五、施工场地布置（1）预拼场设置全桥仅在南岸设置一座预拼场，供应钢梁架设。预拼场布置在河沟（在桥中线上游约300米处）边上的一块拆迁后形成的空地上（原为厂房），河沟可以满足1000吨船舶自由出入。预拼场面积约6500m2左右，布置有预拼台座和存放台座，配备50t码头吊机1台，35t龙门吊机2台，汽车吊1台，运梁小车2台，一次可以存放平弦8个节间或拱桁部分6个节间的钢梁。预拼场还有会议室、高栓库房、油漆房、机电车间等配套设施。（2）万州岸场地布置在4#墩与5#墩之间的上游侧距桥中线15米处设置栈桥一座，栈桥宽4米，长152米，由万能杆件拼装而成，跨度为22至32米不等。栈桥上设运梁平车两台。在5#墩上游侧设置50吨提升站码头一座，50吨提升站码头由QLY50/16型吊机及万能杆件支架组成。50吨提升站码头与栈桥配合形成运输通道。（3）钢梁杆件的进场及预拼杆件运输钢桁梁杆件在山海关桥梁厂制造好后，由海上运输至泰州港口，换乘内河船只，经长江水运至预拼场码头，然后由50t码头吊机起吊至预拼场进行预拼，每个航次运送68节间，约1000吨杆件。预拼好后，仍通过码头吊机起吊下河，由机驳运至各架设点。除万州岸边跨钢梁杆件还要通过5#墩处北岸码头吊机提升至栈桥上、然后通过运梁平车将杆件运输至架设点外，其余部分的钢梁均是由机驳直接运至各架设点。 六、施工进度安排序号项 目施工日期说明1钢梁开始架设2004年5月28日实际2架梁吊机试吊2004年6月27日实际3第1孔钢梁安装完毕（至第14节间）2004年10月30日实际4第24节间钢梁架设完毕、开始拼装吊索塔架2005年3月16日实际5吊索塔架拼装完毕，调索完成2005年4月25日实际6第29节间钢梁架设完毕，开始跨中合龙2005年6月10日预计7完成跨中合龙2005年6月25日预计8吊索塔架及架梁吊机拆除完成2005年9月10日预计9钢梁位置调整及支座就位、灌浆完成2005年10月5日预计10明桥面完成2005年11月30日预计说明：钢梁架设正常状态3天（桁拱段需5天）可以完成一个节间，但本桥工期受钢梁供应影响很大，基本上每个批次钢梁（共九批）都要耽误。第三部分 临时支墩设计及施工一、总体设计概况根据现场地形、地质情况、施工与地方干扰及钢梁安装的需要，在边孔宜昌岸168米钢梁（6号至7号墩）内设置3个临时支墩，距7#墩的距离分别为24米、48米、96米，最大悬臂达72米。在边孔万州岸168米钢梁（4号至5号墩）内设置4个临时支墩，距4#墩的距离分别为24米、48米、72米、120米。钢梁从4#（7#）墩开始架设，第1、2个节间利用4#（7#）墩处塔吊架设，然后在其上拼装爬行架梁吊机，接着再悬拼。除万州岸3#支墩支架为钢管柱外，其余支墩均采用万能杆件支架，除万州岸1、2#支墩基础采用桩基础外，其余支墩均采用扩大基础，支架顶均设有分配梁、钢垫块等，为了调节钢梁架设过程中的节点高程，在宜昌岸2#、3#、万州岸3、4#支墩上每桁下还布置了4台500吨千斤顶。二、支墩的设计计算支架通常要进行平面静力计算及稳定性计算，必要时还要进行空间静力、稳定屈曲计算及动力特性计算等。膺架设计中有一个很关键的问题便是设计荷载的确定。钢梁传递给支架的力有两项：水平力及竖向力。对于竖向力，采用排架布置时，每个支架通常考虑1-2个节间钢梁的重量及安装荷载；采用间隔布置时，其竖向反力则大的多（根据实际布置情况确定）。对于长寿桥及万州桥的膺架设计，由于各个支墩的基础及结构形式、高度、荷载均不一致，相应的所发生的弹性变形与非弹性变形也将有所差异，在设计时为安全计，在计算支墩所承受的反力时，均按“当钢梁架设至该支墩后，以前的支墩不再受力，由本支墩及桥墩承受钢梁自重及施工荷载”进行考虑。本文以宜昌岸3#支墩为例，来说明支墩设计反力的计算。计算3#支墩设计反力时，不考虑其他支墩的共同作用。3#支墩设计反力计算图示：钢梁传递给支架的水平力为摩擦力：f=N其中：f-摩擦力 ； -摩擦系数 ； N-竖向力 。当竖向力N一定时，水平力的大小便取决于摩擦系数了。因此，为了减少水平力，需尽量降低摩擦系数。孙口、九江、芜湖等桥均采用了在排架顶加设四氟滑板或圆钢滚筒的办法。 在长寿桥及万州桥，则存在这样一种情况：支点竖向反力大（超过1000吨/桁），支架很高（长寿桥有50米，万州桥有80米）。由公式f=N 墩底弯矩M=6880 =0.051360 =5440（吨.米） =68（吨） 式中为考虑设置了四氟滑板后的摩擦系数。由上述计算结果可以看出，这个水平推力对支架产生的影响很大，给设计带来难度。反过来一思考，为何不能将此摩擦力转换成有益的水平约束呢？要保证钢梁对支架的水平约束，则必须使钢梁与支架共同发生变形而不产生水平错动，即只要使钢梁与支架间的摩擦力钢梁因受到约束而在温度变化时产生的水平推(或拉)力即可，依靠支架在顺桥向的柔性变形来适应钢梁的温度变形。经过计算，只要不在支架顶面加设四氟滑板或滚筒，便可以满足这一要求。这条思路给支架的设计带来了极大的便利，由给支架顶面添加水平力到给支架顶面添加约束完全是两个概念。但要注意：由于支架安装初始偏心、钢梁在温度作用下的伸缩等因素的影响，应将水平约束赋以一定的支点位移才会合乎实际情况。因此，长寿桥支架计算时支点水平位移取5cm（实际发生为了3cm）。万州桥宜昌岸支架较高，计算支点水平位移取10cm（实际发生为6cm）。实践证明，这一思路完全正确。支架计算模式选取如下： 三、临时支墩拆除万州岸临时支墩拆除较为常规，不赘述。宜昌岸支墩在拼装中时三峡未蓄水，也很常规，但在蓄水后其拆除则成了一个难题。水下拆除施工研究过三种方法：套靴法、爆破法、限位钢销和限位分配梁法。套靴法：其总体思路是在万能杆件的每一个立柱下设一个钢销，在临时基础顶面与万能杆件支架相连的地方设一个钢护筒。钢销可在钢护筒内上下自由活动，等万能杆件使用完后，通过提万能杆件架子使钢销一起脱离水面，来达到水下拆除的目的。见下图：爆破法：其总体思路是在万能杆件每个立柱下设体积不大的支承垫块，在砼垫块内预先埋设雷管，并将所有雷管并联，等万能杆件支架使用完后，引爆雷管，炸断砼支承垫块，从而达到拆除万能杆件的目的。限位钢销和分配梁法：其总体思路是将所有万能杆件立柱并联于几根限位分配梁，限位分配梁与砼支承垫块无任何连接，只是在限位分配梁的两端设限位钢销。限位钢销与砼顶面的限位罩自由连接，只保证能抵抗水平力，等万能杆件使用完后，通过提上面的万能杆件而拔出限位钢销，从而达到水下拆除的目的。见下图：三种方法比较：套靴法拆除方便，但数量大，施工烦琐，不经济，而且水平力不易克服，易在钢销与立柱连接处形成施工隐患。爆破法方便、经济，可是水下爆破得不到保证，要埋设雷管、支承垫块砼易产生薄弱面，施工安全质量得不到保证。限位钢销和分配梁法，能最大限度地节约成本和减少施工工序，拆除方便，能保证施工安全质量，故而采用。在实际拆除过程中，先拆除支墩上部结构至水面，然后在钢梁节点上设置吊点，将支墩整体提升出水面一定高度，船只开到支墩下面接住，再运至预拼场拆除。第四部分 吊索塔架设计及施工一、吊索塔架设计概况1）、本桥共使用两台固定式单层吊索塔架，不设走行结构。其中一台利用长寿桥已使用过的吊索塔架进行改制，安装于6#墩顶钢梁上，利用ZSC3590型塔吊进行安装；另一台构件为全部新制，安装于5#墩顶钢梁上，利用ZSC5052型塔吊进行安装。2）、吊索塔架的组成a、主体结构系统，即中心立柱、支承座；b、张拉系统即吊索、锚箱和燕子板；吊索的冷铸锚具用圆螺母，锚箱内设有弧形钢垫圈，用以分布圆螺母传来的索力和消除锚具与分配梁之间因贴合不平整，而引起局部的蹩劲。c、辅助系统即万能杆件连接系、拼装临时固定支架。3）、吊索塔架的用料，除吊索、销轴等需用专用钢材外，其余结构部分采用Q345C钢或Q235钢。紧固件采用：立柱接头使用精制螺栓，连接系等接头使用粗制螺栓。吊索塔架铰接（380mm铰轴）于钢梁A14节点上，前后索分别锚固（320mm铰轴）在钢梁A22、A3节点上。 4）、设计参数a、吊索上锚点至A14节点中心距：52.2米；b、两桁之间中心距：16.0米；c、每台吊索塔架共用4组拉缆，每组由6根吊索组成，每根吊索由91根7mm高强度钢丝组成。d、锚具： PESM7-91铸锚。e、钢丝索长度： 前索：90.98米/根，后索：136.37米/根。f、使用过程中每组最大的索力为1282t/桁；g、塔架在初张拉时，每组索力根据监控值确定；h、塔架在非使用状态下的稳定验算风力为100kg/。i、每根索在出厂前应按规定进行预张拉至270t索力，必要时要加热冷铸锚至70进行试验。j、吊索设计应力=0.3941b（7高强度钢丝b=1570Mpa）。4、新制与改制两台吊索塔架的差异新制、改制这两台吊索塔架在结构形式（含立柱、锚箱等）、吊索布置及索长、单件重量和总重等方面均有差异。二、塔架拼装及挂索由于本桥所使用的吊索塔架与以往桥上所使用的塔架有所不同，其拼装方案、程序等也与以往有所不同。本塔架采用了在拼装中增设斜撑的施工方法，当吊索张拉完毕时则解除其约束。当钢梁伸臂超出5（6）#墩120米后，停止架设钢梁，开始拼装塔架。塔架拼装时，应保证竖直于地面。1）用经纬仪校对塔架垂直度与直线度，调整合格后，拼装保持塔架顺桥向稳定的下层支架。2）塔吊接高后，再吊装塔架一节标准节，将顺桥向一侧的下层支架解除并接长拼装成上层支架、安装到位。之后再解除另一侧的下层支架并接长拼装成上层支架、安装到位。注：两侧的支架不能同时解除，否则塔架将失去稳定；3）再逐节拼装立柱直至顶部，塔吊也随着塔架而升高，并在33m高度处安装第二道塔吊附着设施，塔架的横向连接也随着主桁同时安装。注意每安装一个标准节，均应用经纬仪校对其垂直度与直线度，并将螺栓上足拧紧；4）5#墩新制塔架的顶节、上锚箱可以利用塔吊直接安装到位；5）6#墩改制塔架上锚箱由于超过了其起吊能力，需在顶部组拼起吊上锚箱用的悬臂梁、滑车组及卷扬机。用吊架顶部的悬臂梁起吊上锚箱，用315t.m自升式塔吊配合。3、吊索安装及张拉1）先进行放索：5#墩塔架的吊索可在墩旁的空地上进行放索，也可在运索船上放索。6#墩塔架的吊索可在墩旁停泊的运索船上放索。2）吊索塔端挂设：塔吊吊装单根吊索，将塔端锚头喂入上锚箱中，在设计位置处戴上螺母及弧形垫圈。松开塔吊，塔吊吊装吊索下端至运索小车上，固定好后，卷扬机牵引运索小车至锚箱小车处。3）前索戴帽：塔架竖直拼好后，因前索在此状态下索长比安装距离长约24cm（索长是按塔顶后倾0.82米设计，而在拼装中塔架为竖直状态），再加上锚头的预留调节长度，前索安装易于操作，单根前索的戴帽索力为8.3t，用10t倒链即可拽出锚箱戴帽。安装后索牵引张拉设备（包括YCW250B千斤顶，张拉螺母，过渡套，牵引杆以及连接器，钢丝绳等）。用10t倒链将前索逐根拽出锚箱戴帽，同时张拉后索牵引设备，以平衡水平力，控制塔顶位移，至此，每桁6根前索安装（戴帽）完毕，后索有2根临时锚固。4）解除临时支撑架：先降低塔吊，解除塔吊与塔架的附着。前索6根索、后索2根索在上述状态下水平张力平衡，解除吊索塔架两侧的临时支撑架，使塔架底端形成铰接。5）后索戴帽后索牵引杆戴帽锚固后，用两台YCW250B千斤顶交替张拉牵引每桁2根后索。每个锚箱同时用2台千斤顶对称布置。张拉时，千斤顶要分阶段加载，不得一步到位。直至将锚头引出锚箱，拧上螺母戴帽。再将千斤顶及牵引设备倒至其他后索上，将后索逐根张拉至螺母戴帽状态。6）后索张拉当后索所有螺母均戴帽后，逐根对称、均匀张拉后索至螺母戴帽至设计位置。在后索张拉过程中，前索索力随即增长。7）前索张拉用千斤顶交替张拉每桁6根前索。张拉时，千斤顶要分阶段加载，不得一步到位，直至达到设计索力。8）调索吊索张拉完成后，请监控单位精测一遍索力，根据测定结果进行一次微调。实践证明：此种吊索张拉方法虽不同于以往的整体起顶方法，也完全可行，各索之间的索力偏差可控制在5%以内。第五部分 斜爬式架梁吊机设计及施工一、概述架梁爬行吊机为在钢梁上弦行走的桅杆式起重机，具有提升、变幅、回转、底盘调平、整机前移及锚固的功能。本吊机能够同时完成边跨平直梁和主跨拱梁的架设，实现架梁爬行吊机的一次前移站位锚固，完成二个节间的钢梁架设。架梁爬行吊机在钢桁拱上架梁时，吊机能够通过变坡底座及后支承螺旋调平机构来调整吊机的坡度,使之随拱顶坡度变化保持水平状态。同时吊机为液压传动，具有良好的微动性能，使得架梁工作时钢梁对位容易。二、架设吊机的主要技术参数起重量：35/8吨起升高度：145m起升速度：12m/min变幅速度：2m/min回转速度：0.3r/min最大起重量吊距：35t25m 最大吊距吊重：28.5m20t最小吊距：6.2m最大起重力矩：875 t-m臂杆变幅角度：3080臂杆回转角度：75走行速度：1m/min吊机前移方式：在上弦杆翼板顶部轨道上由卷扬机牵引前移起重机总重：165t主钩三、架梁爬行吊机的组成BWQ-35型变坡式架梁起重机由桅杆式起重机、变坡底座、后支承螺旋调平机构、行走牵引机构、支承锚固系统组成。桅杆起重机由机架、臂杆、变幅机构、起升机构、安全装置组成。各卷扬机均采用液压传动，前回转立柱支承在可绕轴线转动的横梁中部，后支点反力由两套螺旋机构传递给变坡底座。变坡底座由两根底梁和联接系以及可绕轴线转动的前横梁组成。下面装有行走轮，后部装有螺旋调平机构，牵引机构直接牵引变坡底座，架梁作业时，变坡底梁与钢梁杆件相对锚固。后支承螺旋调平机构为两套，分别由螺旋杆、电动蜗轮蜗杆传动机构组成。螺旋机构可实现无级调整并可自锁，可将起重机底座调平，确保起重机在各种坡度状态下正常使用，并将支反力传给变坡底座。为了实现大范围的调整。螺杆机构分为可调部份和固定部份，在012坡度范围内，变坡底座与起重机底座之间直接由可调螺杆连接实现无级调整；在1224范围内，在螺旋杆下部增加2.5米长的固定支座实现无级调整。螺杆下部固定接长部份的转换与安装由机构自行完成。行走牵引机构由行走轮、导轨、油顶、牵引卷扬机、滑轮组、传力燕子板等组成。起重机行走采用卷扬机牵引，牵引力由燕子板传递给钢梁杆件上。起重机在行走过程中，轨道与钢梁杆件相对固定，当轨道前移时，起重机由油顶顶起，起重机与导轨交替动作，实现步履行走。支承锚固系统由前支承座、后支承座、后锚固U型螺杆组成。起重机在起重作业及非行走状态时，前支座相对顶起并垫实，行走轮脱空，前支座通过连接杆与已架钢梁销接，将下滑力传递给已架钢梁杆件，后支座同样相对顶起并垫实传递压力，用U型螺杆将变坡底座与钢梁杆件固定，传递上拉力。BWQ35吨架梁吊机组成图如下：1、 臂杆 2、立柱 3、转盘 4、后斜撑 5、前横梁 6、变坡底座 7、主钩 8、副钩9、变幅机构 10、回转机构 11、驾驶室12、牵引机构13、锚固机构14、变坡机构15、起升卷扬机16、牵引卷扬机17、行走机构18、轨道 19、承压抗剪翦装置四、其工作原理在平行弦位置，变坡底座的上平面与下平面平行，后锚固装置锚固于钢梁上弦，当架梁吊机吊重时，荷载通过前横梁传力至轮箱，轮箱上设的承压抗剪装置将压力作用于钢梁的翼缘，后拉力则通过后锚装置承受。 当吊机架拱面的钢梁时，变坡机构将变坡底座调成上平面保证水平，下平面锚固在钢梁的上弦。吊重时传力方式与在平行弦基本相同，唯一不同的是，坡面产生的下滑力由钢梁上安装的抗剪块承受。五、 架梁吊机的基本作业程序如下： 第六部分 钢梁安装计算一计算说明：本桥安装计算利用“桥梁博士”系统，进行了平面安装计算，结构自重按实际重量施加，已考虑了节点板的不规则，杆件腹板切角，吊杆开孔，高栓重量等因素的影响。杆件实际重量为9022吨（不含高栓），杆件图纸重量为9250吨（不含附属设备、支座及高栓），两者之间的偏差为228吨，达2.46%。施工临时荷载详见附图“钢梁安装荷载简图(单桁)”。对控制工况用ALGOR程序进行复核。针对钢梁在最大悬臂（180米）时的杆力超限的问题，在安装过程中作以下调整。1、中跨E16-E16之间的桥面系杆件（下平联，纵横梁）及吊杆下端“人”字形横联在合拢后再安装。2、宜昌岸吊杆E25C25，E26C26，E27C27，E28C28，E29C29的横联在合拢后再安装，以减少悬臂端重量。3、尽量控制悬臂端施工荷载。二钢梁顶落及纵移量的确定在跨中合龙时，为了消除钢梁挠度及转角影响，将悬臂端“顶平”，在不考虑刚度系数的影响下，经过试算，6、7#墩支点高差需达到2.229米，4、5#墩支点高差需达到2.299米。为了满足合拢的需要，万州侧钢梁需整体往跨中纵移1.143+0.26（垫石之间的距离为360.26米）=1.403米。三吊索及塔架在钢梁安装过程中的状态 dx方向以向右（万州岸方向）为正，向左为负。 dy方向以向上为正，向下为负。 1、吊索初张拉完成后：a.万州岸塔架索力为：前索565T 后索609Tb.宜昌岸塔架索力为：前索591T后索637Tc.塔顶位移：万州岸：后倾0.672m （实测值）宜昌岸：后倾0.529m （实测值）2、最大悬臂状态（合龙前）a.万州岸塔架索力为：前索：1110T 后索：1190Tb.宜昌岸塔架索力为：前索：1180T后索：1270Tc.塔顶位移：万州岸：后倾0.241m （预计值）宜昌岸：后倾0.054m （预计值）从吊索初张拉完到合拢前最大悬臂阶段，万州岸塔架塔顶前倾0.431米, 宜昌岸塔架塔顶前倾0.475米。四合拢段在温度及荷载作用下的高程变化在不考虑支点起顶的影响下，万州岸钢梁在悬臂168米时挠度为1.56米，宜昌岸钢梁在悬臂180米时挠度为1.87米，吊机后退后挠度为1.65米。跨中合拢前悬臂端在温度及荷载作用下的高程变化汇总表名称A29E29C29A28E28C28下弦拉10tX=0.013Y=-0.03X=0.012Y=-0.03X=0.002Y=-0.03X=-0.013Y=-0.03X=-0.012Y=-0.03X=-0.003Y=-0.03上弦拉10tX=0.015Y=-0.04X=0.013Y=-0.04X=0.002Y=-0.04X=-0.015Y=-0.04X=-0.013Y=-0.04X=-0.003Y=-0.04边支座降5cmX=-0.024Y=0.05X=-0.022 Y=0.05X=-0.006Y=0.05X=0.025Y=0.05X=0.022Y=0.05X=0.006Y=0.05体系升温10X=0.031Y=0.018X=0.031Y=0.017X=0.032 Y=0.007X=-0.029 Y=0.018X=-0.029 Y=0.017X=-0.030Y=0.007前端节点压重10tX=0.037 Y=-0.10X=0.03Y=-0.10X=0.005Y=-0.10X=-0.033Y=-0.09X=-0.028Y=-0.09X=-0.005Y=-0.09上下游斜拉10tZ=0.057Z=0.057Z=0.057Z=-0.057Z=-0.057Z=-0.057宜昌吊机后退2mX=-0.004 Y=0.01X=-0.003Y=0.01X=0.000Y=0.01宜昌吊机后退5mX=-0.01Y=0.03X=-0.007Y=0.03X=-0.001Y=0.03宜昌吊机后退10mX=-0.02Y=0.06X=-0.015Y=0.06X=-0.002Y=0.06说明：X方向以向右（万州岸方向）为正，向左为负。Y方向以向上为正，向下为负。 五下弦杆合拢后，应采取何种措施来合龙上弦杆下弦杆合拢后，上弦杆A29及A28的变位为：A29：dx=-0.572m A28：dx=-0.568mdy=2.78m dy=2.78mA29及A28之间的间隙位4mm。上弦使用顶拉设备将合龙点对拉到位（需25T水平力）：A29：dx=-0.57m A28：dx=-0.57mdy=2.77m dy=2.77m六桁拱合龙后，各支点标高应作何种调整来合龙系杆1、 温度的影响：a. 5#墩支座未释放为活动支座前温度变化对固定铰支座水平反力的影响：体系升温10度时： 6#墩 NX=37.7T 5#墩 NX=37.7T （NX方向以朝向跨中方向为正） b. 5#墩支座释放为活动支座后，温度变化对5#墩支座水平位移的影响： 体系升温10度时： 5#墩 X=-0.041米（X方向以朝向跨中方向为正）2、桁拱合龙后，系杆C29及C28的变位为：C29：dx=-0.196m C28：dx=-0.943mdy=2.76m dy=2.77m将5#墩支座释放为活动支座后：C29：dx=-0.193m C28：dx=-0.926mdy=2.74m dy=2.75m两端系杆相错0.733米。将4#墩支座起顶1.36米,7#墩支座起顶1.07米时，10T倒链对拉到位（3T水平力）：C29:dx=-0.067m C28:dx=-0.067m dy=1.82m dy=1.82m 七、系杆合龙前在温度及荷载作用下的位移变化 单位:m名 称C29C28系杆对拉10tX=0.00 Y=0.009X=-0.008 Y=0.009边支座降5cmX=-0.006 Y=0.038X=-0.036 Y=0.038体系升温10X=0.032 Y=0.006X=0.032 Y=0.006前端节点压重10tX=0.002 Y=-0.029X=0.019 Y=-0.029说明：X方向以向右(万州岸方向)为正，向左为负。Y方向以向上为正，向下为负。 八.索力解除后的体系内力情况系杆合拢完成后： 5#墩支点反力为2900吨， 6#墩支点反力为3130吨，万州岸塔架索力为：前索：985t 后索：1060t宜昌岸塔架索力为：前索：1150t后索：1240t考虑到支点反力太大，不好实现直接落梁，可先撤除压重。当压重撤完后，钢梁尾端翘起，端支点不受力。根据计算，4#墩顶钢梁翘起1.00米，7#墩顶钢梁翘起1.36米。 压重撤除后： 5#墩支点反力为2500吨， 6#墩支点反力为2590吨，万州岸塔架索力为：前索：541T 后索：589T宜昌岸塔架索力为：前索：597T后索：644T吊索塔架拆除后： 5#墩支点反力为2220吨， 6#墩支点反力为2270吨，索力解除后，杆力均在设计允许范围内。九、计算值与实际值比较 第27节间架设完成后宜昌岸索力比较表索号索力123456789101112前索索力实测值149.9150.6147.9151.0151.3147.7151.3148.9149.8149.0149.2150.0计算值151.8151.8151.8151.8151.8151.8151.8151.8151.8151.8151.8151.8后索索力实测值153.6156.1154.8155.5154.4154.6159.0156.5156.6155.8154.3153.9计算值160.5160.5160.5160.5160.5160.5160.5160.5160.5160.5160.5160.5第27节间架设完成后万州岸索力比较表索号索力123456789101112前索索力实测值152.3149.1146.2152.2147.4148.1149.2150.1151.9152.4147.9149.2计算值152.8152.8152.8152.8152.8152.8152.8152.8152.8152.8152.8152.8后索索力实测值157.7154.4155.3156.1158.2151.4157.7155.5156.8157.1157.8157.1计算值162.3162.3162.3162.3162.3162.3162.3162.3162.3162.3162.3162.3 第27节间架设完成后计算挠度与实测挠度比较表第七部分 钢梁架设第一节 钢梁安装架设的主要施工步骤1、先进行钢梁架设所需各项大临设施的施工，含预拼场各个组成部分、北岸码头吊机及栈桥、临时支墩、墩旁塔吊等等；2、在4#墩（7#墩）处安装支座（临时固定），利用墩旁塔吊架设边跨2个节间钢梁；3、在钢梁上弦拼装35吨架梁爬行吊机；4、利用临时支墩半伸臂拼装边跨钢梁；5、安装5#墩（6#墩）支座，将钢梁架设至5#墩（6#墩），在支座顶上进行抄垫但不起顶；6、悬拼钢梁过5#墩（6#墩）2个节间，待加劲弦闭合且高栓终拧后，进行顶落梁和横移作业，将4#（7#）墩上的临时固定支座均释放为活动支座。5#墩顶正式支座为活动支座，在悬臂拼装时也应临时锁定为固定支座，待中跨合龙后再释放。6#墩顶正式支座为固定支座，不进行变换；7、继续悬拼钢梁，同时拼装吊索塔架、拆除临时支墩；8、当钢梁伸出5#（6#）墩8个节间（即96米）后，必须对边跨E0-E4节点48米范围内进行逐步压重；当钢梁伸出5#（6#）墩10个节间（即120米）后，必须对吊索进行张拉；9、当钢梁一侧悬拼180米，另一侧悬拼168米后，进行中跨合龙；10、中跨合龙完成后，拆除压重；11、对吊索进行卸载并拆除塔架；12、架梁吊机后退架设中跨剩余杆件至5#墩（6#墩）附近，拆除；13、钢梁架设完成后，进行顶落梁施工，调整钢梁纵、横向位置，使其固定支座位置对位正确后压浆，然后调整活动支座位置，定位后压浆；14、安装桥面系栏杆及其他附属设施。详见 “万州长江大桥钢梁安装步骤图（一）（四）”。第二节 钢梁杆件预拼一、杆件的进场检查每一批杆件进场以后，都应该按照设计文件及万州长江大桥钢梁制造规则对出厂提供的技术资料和实物进行检查核对，应对杆件的基本尺寸、偏差、杆件扭曲、焊缝开裂以及由于运输和装卸不当造成的损伤，油漆、喷铝面的缺损等进行详细检查登记造册，经监理签认后，由钢梁制造厂家按规定处理。 进场检查主要发现以下问题：1、钢梁表面污染严重，少部分杆件呈黑色，难于清洗（普遍现象）；2、少量钢梁油漆面和摩擦面碰伤严重，少部分已经锈蚀；个别杆件摩擦面油漆厚度不够且不均匀，部分杆件的油漆表面有流挂现象；有少量杆件的磨擦面遗漏了防滑油漆的涂装、或油污太严重；这些均需经过补充喷涂后才能进行拼装；3、杆件在运输过程中因碰伤产生局部变形的较多，须经过现场处理后才能拼装； 4、少量杆件出现孔眼漏钻，只能在工地进行补钻；5、部分杆件的外型尺寸超出了制造规则的允许范围；6、纵梁上要求磨光顶紧的部位有未顶紧处，也有漏焊处；7、桁拱平联节点板折角加工有误，安装不上，需重新制作；8、少量弦杆杆件漏制作弧形槽。二、钢梁杆件的预拼为便于钢梁安装,架设前在预拼场要将部分零小杆件组拼成一大部件。1、预拼注意事项（1）、预拼时要按照预拼图及安装顺序图进行单元组拼，待安装的钢梁杆件和组合单元应用油漆标出质量和重心位置，便于捆扎千斤绳。同时也