[四川]桥梁缆索吊装施工技术简介

1、“空中翻身小竖转、多节段少扣索悬拼空中翻身小竖转、多节段少扣索悬拼”桥梁缆索吊装施工技术简介桥梁缆索吊装施工技术简介汇汇 报报 目目 录录一、项目成果简介一、项目成果简介二、成果在国内外或行业的水平二、成果在国内外或行业的水平三、技术先进性、创新性（包括查新结论）三、技术先进性、创新性（包括查新结论）四、社会和经济效益四、社会和经济效益五、推广应用价值和前景五、推广应用价值和前景1 1、工程概况、工程概况2 2、缆索吊装系统的总体布置图及系统组成、缆索吊装系统的总体布置图及系统组成3 3、主要结构验算结果、主要结构验算结果4 4、吊装方案简介、吊装方案简介5 5、施工过程及照片、施工过程及照片

2、一、项目成果简介一、项目成果简介 南宁永和大桥为横跨邕江的一座下承式钢管砼变高度桁式有南宁永和大桥为横跨邕江的一座下承式钢管砼变高度桁式有推力无铰拱桥，全桥跨径组合为推力无铰拱桥，全桥跨径组合为625m（引桥）（引桥）+398.72m（主桥）（主桥）+1325m（引桥），全长（引桥），全长837. 72m，主桥净跨径，主桥净跨径L0 =335.4m，其跨径目前居国内同类型桥型第一，桥面宽为，其跨径目前居国内同类型桥型第一，桥面宽为35米。米。 南宁永和大桥全桥拱肋共分南宁永和大桥全桥拱肋共分30个吊段（每半跨拱肋分个吊段（每半跨拱肋分15个个吊段），吊段最大重量吊段），吊段最大重量122吨。全

3、桥吨。全桥12个正式扣段（每半跨个正式扣段（每半跨6个个正式扣段）。永和大桥横跨邕江，水流平缓，风大，设计风速正式扣段）。永和大桥横跨邕江，水流平缓，风大，设计风速25米米/秒。秒。 南宁永和大桥拱肋吊装计划工期于南宁永和大桥拱肋吊装计划工期于2004年年1月月1日至日至2004年年3月月12日，拱肋垂直起吊最大高度约日，拱肋垂直起吊最大高度约125米。米。 2 2、缆索吊装系统的总体布置图及系统组成缆索吊装系统的总体布置图及系统组成 2组（组（2856mm钢丝绳）承重主索，索跨钢丝绳）承重主索，索跨449米，米，1组主组主 索设计吊重索设计吊重170吨（含吊具、配重等），四点抬吊，重载垂度吨

4、（含吊具、配重等），四点抬吊，重载垂度f=35.9m(L/12.5)。 1组主索上布置四组吊点起吊一节段拱肋（设计吊重组主索上布置四组吊点起吊一节段拱肋（设计吊重170吨），起吊最大高度约吨），起吊最大高度约125米，每组吊点配一台米，每组吊点配一台8T中速卷扬机，全桥共中速卷扬机，全桥共8台台起吊卷扬机，起吊绳采用起吊卷扬机，起吊绳采用22mm钢绳走钢绳走8线。线。 1组主索上的组主索上的4个吊点由两岸各配个吊点由两岸各配4台台10T慢速卷扬机（全桥慢速卷扬机（全桥共共8台）进行牵引，牵引绳用台）进行牵引，牵引绳用28mm钢绳走钢绳走2线。线。 本桥索塔设计塔高本桥索塔设计塔高137.4m，

5、两岸相等，索塔为钢管两岸相等，索塔为钢管索塔，主管为索塔，主管为82012mm直缝钢管，索塔每肢由四根钢管组成，钢管中直缝钢管，索塔每肢由四根钢管组成，钢管中心间距为心间距为48504850mm，钢管之间由万能杆件支撑联系。每塔上下游塔柱钢管之间由万能杆件支撑联系。每塔上下游塔柱设计六道横向联结，横联桁架钢管为设计六道横向联结，横联桁架钢管为32510mm。 节段吊装到位后交由扣索及相应的接头受力，节段吊装到位后交由扣索及相应的接头受力，1，2，4节段采用转换扣索，用多束节段采用转换扣索，用多束15.24低松弛高强度钢绞线组成低松弛高强度钢绞线组成, 3，5，6,7节段节段4组为永久扣索，每组

6、组为永久扣索，每组2束扣索，以拱肋轴线对称来张拉扣束扣索，以拱肋轴线对称来张拉扣索，扣索锚固点在拱肋上，前扣索张拉端在塔上进行，后锚索张拉索，扣索锚固点在拱肋上，前扣索张拉端在塔上进行，后锚索张拉端在锚锭上进行。端在锚锭上进行。 主锚采用重力式地锚，砼为主锚采用重力式地锚，砼为C15号片石砼，根据受力计算，上部采用号片石砼，根据受力计算，上部采用C25砼，局部承压采用砼，局部承压采用C40砼，砼，H总总=11890KN，V总总=6823KN，锚碇索塔的距离锚碇索塔的距离L=235m，根根据提供的地质资料，土层为粘土层，内摩擦角为据提供的地质资料，土层为粘土层，内摩擦角为16度，摩阻系数度，摩阻

7、系数f=0.35，一个锚碇砼方量一个锚碇砼方量1600立方米。立方米。索塔前抗风索每侧每根立柱布置索塔前抗风索每侧每根立柱布置2组组8j15.24钢绞线束；后抗风每柱布置钢绞线束；后抗风每柱布置2组组12 j15.24钢绞线束，索塔拼装的临钢绞线束，索塔拼装的临时缆风索为时缆风索为2层层,每层为每层为42 21.5mm的钢丝绳。的钢丝绳。索塔总体布置图数量单重(kg) 重量(kg)N1181673.1132750N220036.57300N315683047040N480015.612480N683211.89818N738410.94186N1512243.644455N1921483.11

8、6680N2011922.262694N2446720.4282000N25344150.72124813N2640829.2111918N2918864.412107合计278240全桥万能杆件汇总表主锚碇一般构造图吊具一般构造图 3 3、主要结构验算结果、主要结构验算结果张力安全系数张力安全系数 K=3.57K=3.57 起吊绳（起吊绳（22mm22mm）, ,张力安全系数张力安全系数K=6.1K=6.1；起吊卷扬机收紧力为起吊卷扬机收紧力为 53.3KN, 53.3KN,选用选用8 8T T卷扬机。卷扬机。牵引绳（牵引绳（28mm28mm），），张力安全系数张力安全系数K=3.02K=3

9、.02；卷机牵引力；卷机牵引力:95.02:95.02KN,KN, 选用选用1010T T卷扬机。卷扬机。 索塔钢管最大应力索塔钢管最大应力max=118.6Mpamax=118.6MpaK K=140Mpa=140Mpa。5 5、 根据设计扣索索力，扣索（钢铰）应力安全系数根据设计扣索索力，扣索（钢铰）应力安全系数K K =2.47 =2.47 K K=2=2 6 6、：抗滑安全系数：抗滑安全系数：K K滑滑 =1.404=1.404K K =1.4 =1.4 ；抗倾覆安全；抗倾覆安全 系数系数: :K K倾倾 =1.5 =1.5 K K=1.4=1.4 ；抗拔安全系数：；抗拔安全系数：K

10、K拔拔 =5.42 =5.42 K K=2=27 7、 钢铰线抗风索安全系数：钢铰线抗风索安全系数： 2.252.25K K=2.0 =2.0 采用在专利技术采用在专利技术“复合式缆索吊机复合式缆索吊机”基础上进行创新的基础上进行创新的 “四点抬四点抬吊、吊、空中翻身交吊点、斜拉扣挂、悬拼小竖转、正吊正落空中翻身交吊点、斜拉扣挂、悬拼小竖转、正吊正落 ” 的多节段少的多节段少扣扣索无支架缆索吊装工艺，特别是索无支架缆索吊装工艺，特别是“空中翻身小竖转、多节段少扣索悬空中翻身小竖转、多节段少扣索悬拼拼”施工技术目前在国内尚无先例。这种施工技术不仅极大的简化了施工技术目前在国内尚无先例。这种施工技

11、术不仅极大的简化了施施工工序，降低了施工难度，而且节约了大量的施工成本。附主拱肋吊工工序，降低了施工难度，而且节约了大量的施工成本。附主拱肋吊装方案图。装方案图。主拱肋吊装方案图 在拱肋安装的全过程始终保持三组扣索，在拱肋安装的全过程始终保持三组扣索， 安装完成三组扣索后每增加一组扣索即拆除安装完成三组扣索后每增加一组扣索即拆除后面一组扣索，操作简单，受力明确，用最后面一组扣索，操作简单，受力明确，用最少的扣锚设备完成拱肋安装，以上为多节段少的扣锚设备完成拱肋安装，以上为多节段少扣索施工。少扣索施工。 （1）、多节段多节段少扣少扣 索索 施施 工工拱座钢管拱肋拱座钢管拱肋MM已合拢钢管拱肋拱座

12、合拢前QN钢管拱肋拱座外力T合拢段外力TABAB钢管拱桥合拢状态示意图 （2）、多节段多节段少扣索缆索吊装方案理论基础少扣索缆索吊装方案理论基础 在已合拢的拱肋在已合拢的拱肋能随意抽出其合拢能随意抽出其合拢段，则必须满足的段，则必须满足的条件如下：条件如下：MA=MB=0(MA=MB=0(弯矩弯矩) )；NA=NB=0(NA=NB=0(轴力轴力) )；QA=QB=0(QA=QB=0(剪力剪力) )则合拢前只需则合拢前只需3 3对外对外力（扣索）即能满力（扣索）即能满足上述三个条件。足上述三个条件。所以对于多节段的所以对于多节段的钢砼拱桥可以采用钢砼拱桥可以采用少扣索无支架缆索少扣索无支架缆索吊

13、案。吊案。过程及照片过程及照片锚碇基坑开挖锚碇砼浇筑锚碇成形及主索锚固主索锚固照片锚索张拉端照片索塔钢管加工 索塔拼装照片 索塔钢管及横联照片 钢锚箱安装照片 锚索锚固端照片 主缆架设完毕照片 跑车安装照片 索塔安装完成、缆索系统成形主卷扬机布置照片 钢管拱肋的加工及组拼 钢管拱肋从加工厂运输到索塔前 主拱肋四点抬吊、 纵向移运说明：由于拱肋加工在南岸引道上，所以必须先通过上下游内 侧四个吊点进行四点抬吊纵向移运上船。 钢管拱肋四点抬吊上船准备吊装 钢管拱肋四点抬吊起吊及空中翻身说明：通过上下游内侧四个吊点进行四点抬吊四点抬吊起吊，准备进行空中翻身。正吊正落位正吊正落位扣索张拉端照片扣索锚固端

14、照片北岸第一节段吊装完成正吊装第二段南岸第三节段吊装完成说明：南岸1#、2#、3#扣索受力南岸第四节段安装完毕拆索后说明：第四节段安装完毕,拆除1#扣索。说明：南岸第五节段安装完毕,拆除2#扣索.南岸第五节段安装完毕拆索后北岸第六节段安装完毕拆索后说明：北岸第六节段安装完毕,拆除4#扣索. 说明：安装合拢段,拆除6#扣索.安装下游合拢段 拱肋吊装过程中用拱肋八字抗风的收放来对拱肋轴线进拱肋吊装过程中用拱肋八字抗风的收放来对拱肋轴线进行调整，拱肋合拢前的合拢标高由扣索对称收放后即可实行调整，拱肋合拢前的合拢标高由扣索对称收放后即可实现合拢。南宁永和大桥已于现合拢。南宁永和大桥已于3 3月月121

15、2日顺利合拢，比预计工日顺利合拢，比预计工期提前将近期提前将近2020天，合拢时各项误差均控制在允许范围之内。天，合拢时各项误差均控制在允许范围之内。拱肋合拢误差见下表：拱肋合拢误差见下表：拱拱 肋肋 合合 拢拢 误误 差差合拢段标高误差合拢段标高误差(cm)(cm)桥轴线偏位桥轴线偏位(cm)(cm)上游上游5 51 1下游下游4.54.51.21.2 钢管拱肋全桥合拢二、成果在国内外或行业的水平二、成果在国内外或行业的水平 “空中翻身小竖转、多节段少扣索空中翻身小竖转、多节段少扣索悬拼悬拼”缆索吊装施工工艺是将复杂的缆索吊装施工工艺是将复杂的多节段缆索吊装工艺转化为操作简便、多节段缆索吊装

16、工艺转化为操作简便、稳妥安全、结构轻巧、施工速度快的稳妥安全、结构轻巧、施工速度快的一种全新工艺，在国内同类桥型吊装一种全新工艺，在国内同类桥型吊装当中处于领先水平。当中处于领先水平。 使用使用“空中翻身小竖转、多节段少扣索悬拼空中翻身小竖转、多节段少扣索悬拼”缆索缆索吊装方案，最终留吊装方案，最终留3段扣索，在合拢之前进行标高调整时，段扣索，在合拢之前进行标高调整时，只进行只进行3对扣索的收放，这样相对于多扣索（对扣索的收放，这样相对于多扣索（7对）来说，对）来说，所需设备少，工序少，使复杂的缆索吊装施工简单化，从所需设备少，工序少，使复杂的缆索吊装施工简单化，从而降低施工难度，缩短施工工期

17、。而降低施工难度，缩短施工工期。三、技术先进性、创新性三、技术先进性、创新性（及查新结论）（及查新结论）1、“空中翻身小竖转、多节段少扣索悬拼空中翻身小竖转、多节段少扣索悬拼”缆索吊装方案的先进性缆索吊装方案的先进性 A A：索塔为吊扣合一的钢管索塔，这种索塔结构轻便，：索塔为吊扣合一的钢管索塔，这种索塔结构轻便，与万能杆件索塔相比较节约了与万能杆件索塔相比较节约了 2/3 2/3的钢材重量的钢材重量 ，降低施工，降低施工成本。成本。 B B：锚碇也为吊锚、扣锚合一：锚碇也为吊锚、扣锚合一 的锚碇，这样减少锚碇砼的锚碇，这样减少锚碇砼数量，降低施工成本。数量，降低施工成本。 C C：减少扣索钢

18、铰线和钢锚箱的用量，并同时减少相：减少扣索钢铰线和钢锚箱的用量，并同时减少相对应千斤顶等张拉机具的用量，从而节约施工成本。对应千斤顶等张拉机具的用量，从而节约施工成本。 D D：由于减少了施工工序，降低了施工难度，所以可以：由于减少了施工工序，降低了施工难度，所以可以大大缩短施工工期，从而降低施工成本。大大缩短施工工期，从而降低施工成本。说明：用说明：用“少扣索悬拼施工技术少扣索悬拼施工技术”代替传统的代替传统的“多扣索施工技术多扣索施工技术” 。索塔照片 B B、吊扣合一的桅杆式铰结钢管（不灌砼）索塔、吊扣合一的桅杆式铰结钢管（不灌砼）索塔塔顶锚箱塔铰塔铰照片塔铰照片 说明：用钢箱梁作塔铰，

19、下面用两个说明：用钢箱梁作塔铰，下面用两个750t板式橡胶支座作为承力和铰结结构。解决了索塔板式橡胶支座作为承力和铰结结构。解决了索塔的铰结问题，索塔受力简单明确，节约了结构用的铰结问题，索塔受力简单明确，节约了结构用材，降低了施工成本。材，降低了施工成本。 C C、钢箱梁、橡胶支座组合塔铰、钢箱梁、橡胶支座组合塔铰钢锚箱照片 钢锚箱采用轻型钢箱梁组拼而成。而且结构轻便简捷；扣索和锚钢锚箱采用轻型钢箱梁组拼而成。而且结构轻便简捷；扣索和锚索分开设置有利于平衡索塔水平力，钢锚箱的弧形锚板设计更好的解索分开设置有利于平衡索塔水平力，钢锚箱的弧形锚板设计更好的解决决了不同扣索锚固的角度要求。了不同扣

20、索锚固的角度要求。 D D、轻、轻 型型 钢钢 锚锚 箱箱说明：根据实测温度和塔的偏移情况等通过对扣索进行微调说明：根据实测温度和塔的偏移情况等通过对扣索进行微调后即可实现拱肋的合拢，即采用悬拼小竖转技术。后即可实现拱肋的合拢，即采用悬拼小竖转技术。 E E、悬、悬 拼拼 小小 竖竖 转转 施施 工工 技技 术术 查查 新新 结结 论论 “空中翻身小竖转、多节段少扣索悬拼空中翻身小竖转、多节段少扣索悬拼”缆索吊装方案是在缆索吊装方案是在传传统统 的的无支架缆索无支架缆索吊装方案的基础上进行创新的一种更为科学、吊装方案的基础上进行创新的一种更为科学、经济、合理的吊装方案，它极大的提升了我国在钢管砼拱桥施经济、合理的吊装方案，它极大的提升了我国在钢管砼拱桥施工工艺上的技术水平，创造较大的社会和经济效益。工工艺上的技术水平，创造较大的社会和经济效益。（附社会和经济效益情况表）（附社会和经济效益情况表）四、社会和经济效益四、社会和经济效益五、推广应用价值和前