桥缆索吊试吊施工方案

1、xxxxxxxxxx水电站交通工程【xxxxxxxxxxxxx】标合同编号:xxxxxxxxxxxxxxxxxx集团有限公司xxxxxx土料场xx标项目经理部xxxxx年xxxx月xxxxx日1.1项目概况两河口水电站交通工程【坝区至普巴绒土料场公路】标段（合同编号：LHKC-201106）起于热呷隧道洞身中段，终于日阿额隧道洞身中段，起点桩号为K10+360.00，终止桩号为K12+988.00，其中包括热呷隧道后半段（全长1678m，本标914m）、日阿额隧道前半段（全长2975m，本标1515m），热呷沟桥（488648连续钢构），路基11m，路线总长2.628km。1.2热呷沟桥概况热

2、呷沟桥为两河口水电站交通工程【坝区至普巴绒土料场公路标段】跨越热呷沟的一座大桥，设计主桥采用48m+86m+48m变高度连续刚构，单箱单室直腹板横断面，主梁采用三向预应力体系；主桥主墩采用双薄壁墩，混凝土承台，群桩基础；桥台采用实体砼桥台，明挖扩大基础；桥梁全长188m。主桥墩采用钻孔桩基础，桥台采用实体砼桥台，主桥采用双薄壁墩，壁厚1.5米，横桥向宽度为5米，墩高38米。承台尺寸为9.12米×9.12米，桩基直径为2.2米，桩基长度为40、45米。桥型总体布置图如下：图1 桥型总体布置图2、缆索吊装设计及计算参数2.1安装缆索吊原因在工程开工前期，热呷沟桥施工原定方案为利用塔吊进行

3、混凝土、模板的安装与拆卸等高墩施工作业。日阿额隧道及热呷隧道施工后，经过对现场地形的再次考察，并充分考虑地形限制、塔吊的吊装范围及与隧道施工的相互影响等因素，结合本桥特点，拟改变原来施工方案而采用缆索吊进行材料和设备吊装、承台、墩身模板安拆、挂蓝拼拆、砼吊装等涉及本桥所有材料及设备吊装，从而也解决了因本桥受地形限制不能够进行水平运输的条件。2.2缆索吊总体布置根据本桥地形特点，由于地锚高度位于桥面30m上，可采用无索塔缆索方案。主绳直接锚固于两岸地锚上，缆索吊装跨度为241m，吊装系统沿横桥向布置2组主索，上下游各一组。每组主索由1根52钢丝绳组成，每组设1台上跑车，整个缆索吊共计2台上跑车；

4、起重索采用21.5纤维芯钢丝绳按2线布置，选用2台5t起重卷扬机；牵引索采用21.5纤维芯钢丝绳走2布置，选用2台5t起重卷扬机。图2 缆索总体布置图根据施工中的最大吊重荷载，为吊装混凝土时，荷载最大，考虑每次吊装2m3混凝土，加上料斗及起吊绳配重,因此缆索吊按照每组7t计算。2.3计算参数（1）、缆索系统材料及其特性表(GB8918-1996)名称 项目主 索起 吊 索牵 引 索型 号6×37S+PPC6×37S+PPC6×37S+PPC根数-直径152221.5221.5每沿米重()9.4361.6381.638截面积()1003.8174.27174.27钢

5、丝直径2.41.01.0抗拉强度（Mpa）170016701670破断拉力（kN）1706.46291291张力安全系数4.27.86.3规范要求拉力安全系数3-45-64-5（2）、C30混凝土设计抗压强度：17.5MPa；弹性模量3.0×104MPa。（3）、I级钢筋设计强度：240MPa；弹性模量2.1×105MPa。 II级钢筋设计强度：340MPa；弹性模量2.0×105MPa。2.4吊装方案设计验算内容根据吊装荷载及荷载组合进行结构验算：1、主索验算；2、牵引索验算；3、起重索验算；4、主地锚验算。3、主缆、牵引、起吊索计算3.1、计算假定1、缆索自重

6、荷载假定沿跨长均布，属于近似计算。2、按弹性变形理论计算，未考虑非弹性变形。3、悬索是绝对柔性，任一截面均不能承受弯矩。4、跑车处于某一平衡状态，即对缆索做静力平衡计算。5、不计跑车、滑轮和缆索之间的摩阻力3.2、计算原理根据静力平衡原理进行计算，先假定主索初始垂度，计算重索垂度。初始(空索)垂度(F0)设计者自定以后，空索长度(S0)为定值，在荷载作用下必然引起弹性伸长，受载后的总长度S应等于空索长度S0加上由于荷载引起的弹性伸长值S，即S=S0+S。重索长度有两个途径计算：一是按假设重索垂度，以图形几何关系算得S；二是按假设重索垂度，以计算主索内张力得到弹性伸长S算得重索长度S=S0+S。

7、当SS(在要求的精度内)，则假设重索垂度为所求解，其它需要值也迎刃而解。3.3、计算方法3.3.1、主索计算（1）主索受力荷载分析计算作用于主索的作用力由两部分组成：一是集中荷载；一是均布荷载。对集中荷载由吊重及起吊绳配重P1、吊篮自重P2、起吊索重P3、跑车及滑轮重P4组成：考虑1.1的重载冲击系数，有 =(50+10)×1.1+2+1.5 =69.5KN均布荷载由主索重G1、起吊索重G2、牵引索重G3组成：式中：G1主索重，G2起吊索重，G3牵引索重最大相对垂度设计主索，此时：有最大竖向力：由以上两式得主索承受的最大张力Tmax为： (a、为靠河心一侧主索与水平线的竖向夹角)主索

8、张力安全系数(2)主索弯曲应力验算拉应力验算：主索弹性模量：Ek=75600Mpa 代入下式：式中，n跑车轮数，设计中取n=2拉应力安全系数 （3）主索在索鞍处的接触应力验算式中，F主索的截面积；Dmin小车行走轮直径（400mm）； d主索钢丝直径（2.4mm）； Ek主索的弹性模量（7.56×104MPa）。则 （4）主索安装垂度计算其换算弹性模量为：主索架设时的张力与初始垂度计算：根据单跨主索张力方程，计算主索初始张力H0有：H0主索的水平张力； Q集中荷载； Qx任意荷载值,空索状态即Qx=0； G两塔之间均布荷载总重； Hm最大水平张力；E换算弹性模量。B= K1×

9、;G2=3161.97×38.562=4701449.7KN3张力方程可简化为：H03+AH02-B=0 即为 H03+374.7H02-4701449.7=0通过试算得：安装张力H0=99.6KN则相应的主索安装垂度为：3.3.2 、起吊索（1）荷载分析起吊索仅受到集中荷载P的作用。图3 起吊索布置图（2） 受力分析张力安全系数a)起吊索滑轮组系数 其中，为滑轮效率系数，；从而b)卷扬机收紧力69.5÷3.653=22.83，其中为起吊冲击系数，取=1.2可以选用5T卷扬机。c)张力安全系数179÷22.83=7.84 3.3.3、牵引索拉力计算牵引索采2根21

10、.5mm(6×37股)钢绳 (1)牵引索的最大拉力选用5T卷扬机做牵引(2)牵引索的容许拉力和安全系数4、锚碇计算4.1、锚碇总体设计（1）地质条件锚碇位于斜坡地段，地形相对陡峭，平均地形坡角约44度，地面覆盖层较薄，下面基本为砂岩。岩石稳定性较好。（2）基础类型及锚固方式两岸根据现有地形地质情况，公路上方为坡度较陡的岸坡，因而设计吊装系统时考虑两岸皆不用索塔，悬索系统直接利用现有地形锚固于两岸山体上；同时考虑山体覆盖层较薄，下伏基岩强度及整体性较好，适合锚索结构，因而两岸主锚碇设计为锚索分配梁结构，通过锚索锚固型钢分配梁，再在分配梁上设置座(拉)板和锚固滑轮来锚固钢索，座拉板与锚梁

11、间采用M30高强螺栓(10.9S级)进行连接。每岸主锚碇上下游分离设置，中心距桥轴线2.5m，每个分离式主锚碇设计2×5束钢铰线锚索来固定型钢分配梁，锚索采用标准抗拉强度Ryb1860MPa、Ey1.95×105MPa、松弛率满足级要求的 15.24高强度低松弛钢绞线。具体布置图如下：图4 锚碇构造图4.2、锚索计算（1）单束锚索最大拉力锚梁上作用力有主索，起吊、牵引千斤索外力。水平力： 竖直力： 因而：锚索拉力及锚梁支点反力为370.7KN, 布置两束515.24mm钢绞线，则每束最大水平拉力：(2)锚索安全系计算束锚索最大抗拉力则受拉安全系数:K=可见锚索抗拉安全系数满

12、足要求，且锚索安全系数较大，（3）锚索锚固长度计算其中：K安全系数，取3.0；D钻孔直径，0.09m；孔壁与注浆体之间的极限粘接力，按软岩取300Kpa；锚固体与地层粘接工作条件系数按临时性锚杆取1.33。（4）计算钢绞线与锚固砂浆间的锚固长度K安全系数，取3.0；d 锚索直径，0.0152m；n 单束钢铰线根数，5； 边坡工程重要性系数，按一级边坡取1.1； 锚索与锚固砂浆之间的粘接强度设计值，按M35砂浆取3400Kpa； 钢筋与砂浆粘接强度工作条件系数，按临时锚杆取0.72。实际所有锚索锚固段设计长度L=13.5m，应很安全。4.3、锚固滑轮座板与锚梁之间高强螺栓连接强度计算计算主索作用

13、位置螺栓受力，上下各4颗M30高强螺栓。计算单颗螺栓承受的最大拉力Nt和剪力Nv：图5 索鞍连接构造受力图 根据钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程JGJ82-91，10.9S级M30承压型高强螺栓承载力设计值：受剪承载力设计值：，其中AS为M30螺栓有效面积，为10.9S级高强螺栓抗剪强度设计值。承压承载力设计值：，其中为螺栓有效直径，为座板厚度， 为座板(Q235)承压强度设计值。受拉承载力设计值：，其中为M30高强螺栓(10.9S)的预拉力。则：可见M30高强螺栓受力完全满足规范要求且强度很富余。4.4、锚梁计算 焊缝厚度计算 而实际焊缝高度为10mm，满足最大、最小焊缝厚度要求。5

14、、缆索吊试吊方案吊装施工工艺流程图吊装系统设计地锚设施检查布 索三号桥台牵引检查配箱检查安装设备检查试 吊完成一侧拱肋后重复步骤完成另一侧拱肋吊装吊装主索一吊装观测水平观测中线观测垂度观测吊装主索二5.1缆索吊装系统试吊目的和意义a. 试吊目的 试吊的最终目的就是：找出缆索吊装系统中存在的问题，验证设计成果，调整系统达到最佳状态，确保安全施工。缆索吊装系的安装与调试是一个复杂的系统工作，其设计计算的准确性和安装的精度受材料质量、机械性能、地质情况、气候条件和操作人员熟练程度等诸多因素的影响会出现无法遇见的变化。此外，缆索吊装系统在设计过程中，许多计算参数的选取和计算公式的采用是建立在一定的经验

15、基础上，而每一座桥梁的结构特点及地质、地形、水文等外界因素不可能完全相同。作为施工单位是无法全部用土工试验去检验所有的地基承载力、粘聚力、内摩擦角、土层容重、摩擦系数等。也无法测定缆索受到温度影响后垂度及张力的变化，还有各设备之间的滑动、滚动摩擦力大小，都是将系统中各环节的计算建立在比较理想的模式下。因此需要通过试运行来检验我们的设计成果，找出设计或系统设备运行中存在的问题，并通过进一步完善设计来调整缆索吊装系统达到最佳状态。b.试吊的意义（1）是对缆索吊装系统结构安全的检验缆索吊安装工作经历春、夏、秋、冬四个季节。缆索吊装系统中索道钢结构件，而两河口山区气候潮湿，雨水充沛，这对缆索系统的钢丝

16、绳及其他钢结构设施、配件腐蚀比较大，对结构会造成一定的危害，对基础和地锚系统也会在一定时期内造成地下水位高、土质松软的影响。因此对缆索吊装系统试吊检验，是保证吊装系统主索、地锚、主结构安全的措施之一。（2）是对缆索系统材料质量的检验缆索系统材料包括了主缆索、工作索、起重索、各种型号的卡扣、吊环等五金材料，其型号规格、生产厂家及新旧程度不完全相同，实际使用前还需要进一步检验，保证每一根缆索选择、安装、设置得当，工作性能满足设计要求，保证每一结构部位、部件的材料使用安全。（3）是对机电设备的质量检验缆索系统中的机电设备是整个系统的动力控制系统，任何一个环节不得出现失控和混乱状态，而且必须保证能长期

17、正常工作状态。我们不难想象，一台起重卷扬机刹车失灵或者工作过程中控制台按钮失效可能会带来什么样的后果。因此，通过试吊过程来实际检验是一个必须的程序。（4）是对组织机构、指挥系统的检验缆索系统正常运行是依靠团队协作操作的，因此，组织机构必须设置合理，要求层次分明、分工明确、统一协调。吊装作业过程中，务必保持信息通畅、及时、准确，这是保证正确、有序、安全施工的关键。c.确定缆索吊装系统检测项目缆索吊装系统的可靠性和安全性需要通过试吊检测数据来分析评估，但缆索吊装系统需要检测的项目太多，因此必须对缆索吊装系统的检测项目进行分类和选择。我们知道缆索吊装系统中主要由三大结构体系：主索系统、地锚、牵引支架

18、承受全部吊装重量。三大结构体系的还包含了其他组成部分或辅助设施。如：起重索、牵引索、索鞍、移动系统、转向滑轮组、转向临时锚固等属于主索系统的组成部分，而完成缆索架设和调整的卷扬机和临时地锚，以及各种防护措施属于辅助设施。一般情况下，施工单位的检测能力有限，难以动用各种检测设备对缆索吊装系统进行全面检测。对缆索吊装系统设计进行了复核，并在各施工阶段中配合检测。为此，试吊检测主要针对缆索吊装系统中三大结构体系，为了安全起见，调试系统时分级增加荷载，实测其受力、变形数据，并对数据进行分析、评估。d.主索、地锚、主要检测项目（1）主索系统是整个缆索吊装系统的核心，也是受力最大、受影响最多的子系统，缆索

19、吊装系统调整主要是针对主索系统。因此，主索的检测数据是我们分析缆索吊装系统最重要部分。主索索力的变化直接受吊重、垂度的影响，因此主索检测项目主要是垂度、索力。垂度检测通过测量仪器和肉眼观测配合，索力使用动测仪检测。（2）主地锚承受主索的拉力，在吊重、状态下，主地锚会有向前滑动的趋势，为验证设计成果需要对滑移量进行检测。通过在地锚后墙左右侧固定安装百分表，百分表固定座不能与地锚结构实体相连。试吊加载前记录初始读数后，在试吊过程中观测读数变化，计算观测读数与初始读数差值就得到地锚的位移量，考虑到外界环境的影响和读数误差，计算结果精确到0.01毫米即可。（3）由于试吊是单组主索进行，而设计是两组主索

20、同时工作并处于最不利荷载情况下计算杆件应力，所以，在观测垂直度、扭转角满足设计要求时，单组主索试吊对杆件的应力远小于最不利荷载情况下计算值，应力暂不作检测。表1 主索、地锚、主要检测项目表 结构部位检测项目检测设备检测方式主索垂度、索力JMM268动测仪分级荷载主地锚滑移量百分表分级荷载e.关键设备、材料检查三大结构体系中的关键设备、主要材料均使用正规厂家生产的合格产品，其质量符合国家标准，所以只检查其施工、安装质量和工作状况。各关键设备、材料检查主要项目如下：(1)卷扬机：安装布置是否合理、排绳是否顺畅、锚固是否牢靠、电线接驳是否符合安全要求、机械电器运行是否良好，刹车系统是否安全可靠。(2

21、) 主索：主索养护、锚固、联接是否可靠；索鞍、跑车、下挂转动是否顺畅，与牵引索联接是否平顺、紧固；牵引、起重钢丝绳有无磨损、断丝、松散情况，穿索是否正确，转向滑轮型号是否匹配，锚固是否牢固，转向滑车转动是否顺畅。(3) 指挥台指挥系统（通讯）、准备工作检查。(4)对试吊的物件及工具进行检查。5.2 缆索吊装系统试吊加载方法和步骤目前公路桥涵施工规范 (JTJ041-2000）仅要求“缆索吊机在吊装前必须按规定进行试拉和试吊”。我公司以往采取的试吊加载方式为三级加载,即50%G100%G130%G。目的是：以50G加载检验系统是否能正常运转，100G加载验证系统是否能够达到设计能力，130G加载

22、的目的是进一步检验系统的超载能力。热呷沟大桥缆索吊装系统试吊以单组主索最大设计吊重3.5T为100标准试吊重量，采用并联方式起吊挂重，起重钢丝绳使用21.5mm，每块板配2根。试吊前缆索系统空载运行一遍，测量空索垂度和检查吊具运转情况。因配重物的重量搭配有一定的差异，试吊时实际加载重量和程序为：主索按25%G55%G73%G100%G120%G进行五级加载。试吊步骤如下：（1） 吊具运行到热呷桥台前起吊位置，实测当前空索垂度和索力（2） 第（1、2、.n）级加载，吊具静止，实测当前位置垂度和索力（3） 吊具运行至跨中，实测当前位置垂度和索力，检测塔架和地锚的变形、偏移量。（4） 吊具运行至日阿

23、额桥台位置，实测当前位置垂度和索力（5） 卸载后实测当前位置垂度和索力，重复（2）（4）步骤。将所有观测原始数据均如实记录，并将每个加载级别下各步骤中的相应设计数值填写到记录表中，以供分析。5.3吊装准备为了确保吊装施工的质量和安全，在吊装前应对3#桥台右侧卷扬机基础和缆索吊装系统进行全面检查并进行试吊工作。a. 卷扬机施工：浇筑混凝土前，精确安装地锚预埋件，浇注混凝土时，并振捣 密实。砼达到一定强度，卷扬机与预埋好的工字钢经过加固焊接在一起、经过调使方可使用。b.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;c.其中主要检查项目有：主扣索地锚；主索；扣索；各种钢丝绳；

24、卷扬机；起重滑轮组；牵引滑轮组；锚梁及索鞍各部。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。5.4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。a.垂度观测：用全站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。b.中线观测：将全站仪设在拱肋中线方向上复核，拱肋控制配重工箱中线。c.水平观测，边段与次边段与顶端接头标高，包括抬高量（10cm20cm）观测各接头及拱顶标高。d.施工全过程,在

25、拱肋L/8,L/6, L/4,L/2处建7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。5.5吊装劳动力组织吊装工作由指挥1人，副指挥1人及七个小组组成，分工协作，每个组设组长1人，共计37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：劳动力组织计划表序号工 种人数工作内容备注1卷扬机组4跑车牵引、启动、卷扬机操作及监护；2扣 索 组6热呷边坡、日阿额洞边坡、收紧捆绑；3安 装 组10扣索、安装，接头处理

26、；4电 焊 组7焊接钢筋接头及接头钢板；5安 全 组4检查吊装设备、维护交通安全，观测；6测 量 组4标高、偏移测量；7指 挥2现场指挥通信合 计375.6吊装验收表缆索吊装系统总检查验收表建设项目：xxxxxxx 合同编号：xxxxxxxxxx工程部位：xxxxxxxx 施工单位：xxxxxxxx集团有限公司吊装工班：自检意见：班长：年 月 日项目部：检查意见：项目总工：年 月 日监理部：意见：检查组成员：年 月 日设计院：总工程师意见：总工程师：年 月 日吊装设备机具材料表编号规格尺寸一岸数量全桥数量单位（kg）重量(kg)材质N1锚梁24448.71795Q235N1-1-1320515

27、162485.4341.6Q235N1-2-132010951224136.2544.6Q235N1-3-1320472124858.44467.5Q235N1-4-4144721016329.750312Q235N1-5-414310164816.120128.96Q235N2主索锚固滑轮座24293.751175N2-1-640520252465.312261Q235N2-2-5004102061219.820238Q235N2-3-200130108161.41023Q235N2-490 L=4042420.17680.545#钢N2-5-1907810481.1639.5Q235N2-

28、6500滑轮4870.4563ZG235N4锚具ovm15-648N5j15.25钢铰线340m680m1.099747.321860N7763.5L=1200钢管487.5160Q235N612钢筋网156.8m313.6m0.888278R235N3m30L=90高强螺栓163210.9s6、施工安全检查、操作规程6.1钢丝绳及索具检查（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

29、检查，应每20天一次，14个月进行一次定期润滑。（2）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。（3）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。（4）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。6.2吊装通讯及联络（1）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。（2）要经常维护检查短波无线电对讲机

30、，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。（3）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。6.3吊装系统操作注意事项（1）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。（2）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。6.4吊装作业纪律（1）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。（2）吊装工作人员应一切听从指挥，要严格的遵守操作规程。（3）吊装工作人员应遵守公司劳动纪律，下班时间注意休息（4）吊装工作人员在上班时间必须

31、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。（5）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。（6）每班作业前必须进行安全讲话。必须进行工作交底。6.5吊装作业规定（1）施工现场风力达到6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。（2）指挥信号系统失灵，影响工作的进行，支架位移过大，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。6.6吊装安全操作规程缆索吊机起重作业安全操作规程一、起重安装作业前，应确定工作步骤、施工方法及安全措施。二、起重机每班作业前应先作无负荷的升降、行走以及制动器、限位装置的安全性能试验，如设备有故障，应排除后才能正式作业。三、使用吊机起重安装作业时，必须严格执行该吊机的安全使用规定。四、缆索吊机使用前，应按规范要求进行试吊。经试