松岙大桥钢管拱肋吊装方案

1、 松岙大桥钢管拱肋吊装方案 二00六年二月 编 制：付长江、牟友兵、李 超复 核：审 核：第一节 前 言松岙大桥主桥为提篮式钢管混凝土中承式拱桥，主跨为260m，理论矢高48m（考虑了预拱度的影响），成桥后矢高为47.764m，矢跨比为1/5.443。两桁拱肋拱顶处拱轴线中心距离7m，起拱点处拱轴线中心距为20.492m。设计考虑拱肋安装方案为缆索无支架吊装方案。我公司根据现场实际施工条件，制订了详细的拱肋施工技术方案，主要分为三个部分：一、吊装系统的布设；二、吊装方案设计验算；三、钢管拱肋的安装。1、吊装系统的布设：根据施工工况的预测，初步确定主索、扣索、索塔及主地锚的结构形式、尺寸等。2、

2、吊装方案设计验算：根据吊装荷载及荷载组合进行结构验算：一、主索验算；二、扣索验算；三、索塔验算；四、主地锚验算；五、其它结构补充验算资料。3、钢管拱肋的安装：按设计的安装顺序，对安装工艺、操作程序及施工安全进行详细的说明。第二节 缆索无支架吊装系统布置拱肋吊装系统分为主塔（包括塔顶构造）、索（主索、工作索、压塔索、风缆及扣索）和主地锚三大部分。1.索塔a.松山岸索塔高度确定:松山岸索塔设置在桥台前，索塔高度以吊装中跨钢结构为设计控制高度：中跨拱顶到塔脚的高差45.5m骑马滑车高度1m上骑马滑车至三角滑车之间的安全距离3m三角滑车和卸扣高度1.5m捆绳高度3m主索垂度23.42m则索塔高度45+

3、1+3+1.5+5+4.2+23.42=81.97m根据现场拼装的实际情况，利用万能杆件拼装80m，适当调整塔脚基础高度，保证主索标高92.2m。b.岙山岸索塔高度确定:岙山岸索塔设置在桥台前，索塔高度以吊装中跨钢结构为设计控制高度：中跨拱顶到塔脚的高差47.5m骑马滑车高度1m上骑马滑车至三角滑车之间的安全距离3m三角滑车和卸扣高度1.5m捆绳高度5m中段梁从最高点至最低点高度4.2m主索垂度23.42m则索塔高度47.55+1+3+1.5+5+4.2+23.42=85.67m根据现场拼装的实际情况，利用万能杆件拼装84m,适当调整塔脚基础高度，保证主索标高92.2m。C 索塔塔体的组拼索塔

4、采用M型万能杆件组拼成双柱门式索塔，松山岸塔高80米，岙山岸塔高84米，每柱截面为4m×4m；中部设一道横梁；两柱之间的中心距离为16m；索塔塔顶顺河向宽度为24m。塔顶分配梁采用I45b工字钢组拼。其布置图详见附后索塔总体布置图。D 索塔塔顶索鞍及塔脚铰脚的布置1）索鞍布置及结构设计 索鞍布置塔顶索鞍包括吊装主索、缆风索（压塔索）、工作天线主索、牵引索、起吊索等索鞍。所有索鞍均采用单轮滚动结构形式的索鞍；在万能杆件吊塔塔顶采用I45b工字钢铺设两层分配梁，由于拱肋内倾，为满足吊装需要，主索索案采用移动索鞍。为此，在塔顶分配梁上在设立一型钢平台，用来安放主索索鞍。扣索索鞍直接安放在塔

5、顶分配梁上。索鞍布置详见塔顶索鞍构造图所示。 索鞍结构*a 设计指标及技术标准（以吊装主索受力控制设计）、主索直径56mm；、单索垂直压力T=413KN；、索鞍轮直径D与主索直径之比为：D/=15；、索鞍轮接触应力安全系数K1=2.15;、滑动轴承钢销抗剪安全系数K2=3.0。*b 索鞍结构设计（以吊装主索索鞍为例） 索鞍结构如图2.1所示。图2.1 索塔塔顶索鞍构造图2)索塔塔脚铰脚设计铰脚的布置索塔铰脚布置在桥台台身混凝土内的预埋钢板上，在位置确定后铰脚与预埋钢板焊接相连，索塔铰脚的连接如图2.2所示。铰脚的结构设计铰脚由铰座、铰板、钢销等几部分组成，其结构设计如图2.2所示。图2.2 索

6、塔铰脚设计图E 索塔避雷设施布置两岸索塔高度极大，达84m，因此必须设置避雷设施。按照级结构物避雷要求设置，通路电阻小于4。吊塔防雷装置由接闪器、引下线和接地装置等三部分组成。采用22圆钢制作接闪器，其长度为1.5m，每塔的两根立柱上分别设置一根；同时用16圆钢外套PVC防护管作为引下线，接至地面与相应的接地装置相连接，接地装置采用型钢L100×100×10打入地中设置，打入深度不小于1.5m 。2 主索每段拱肋采用前后两吊点吊安，由于安装需要将拱肋内倾8°,使两吊点不能利用一组天线来吊装，故两个吊点天线分离设置，以利于安装。全部共设置4组主索，对应于两拱肋各两组

7、。每组主索采用2根56mm满充式钢丝绳（CFRC8×36SW-56mm），两端锚固在两岸主地锚上。3 扣索拱肋扣索均选用钢绞线，钢绞线配置见表2.1“扣索索力汇总表”钢绞线前端锚固在拱肋上，拱肋上焊接相应的扣点，扣点处钢绞线采用YMP挤压式锚具。拱肋后端集中锚固在主地锚上，采用我公司自行开发的“可调索低应力夹片锚固系统”进行锚固。扣索索力根据施工工况用千斤顶进行调整。4 缆索吊装系统风缆布置本吊装系统位于台风区，除设置前后风缆外，还需要设置侧向风缆。拱肋吊装时，需设置侧向风缆来调整拱肋轴线，协助拱肋就位和防止拱肋向侧面倾覆。拱肋风缆选用228的钢索连接到拱肋上下游的地垄上。第三节 缆

8、索无支架吊装系统设计验算一. 验算说明本计算书分四部分对整个吊装系统进行施工验算：1、主索验算；2、扣索验算；3、索塔；4、主地锚验算。（一）主要计算参数：M型万能杆件：编号截面组成界面积cm2栓孔面积cm2回转半径cm自由长度cm长细比容许外力受拉(kN)受压(kN)4N14L120×120×1093.211.25.2520088136013304N34L120×120×1066.811.23.72283799457752N52L75×75×8233.72.28283124328196全桥吊装系统用的钢索分两种型号：a)满充式钢索（

9、CFRC8×36SW-56mm），抗拉强度1960MPa，破断拉力2500KN。b)普通钢索，抗拉强度1550MPa。岩石土力学参数：弱风化凝灰岩容许承载力0=2000KPa，桩周极限摩擦力=150Kpa。C30混凝土设计抗压强度：17.5MPa；弹性模量3.0×104MPa。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。设计基准风速取：40.5m/s，基本风压：964.8Pa。(二)、吊装系统计算说明1、受力分析吊装工况分为：最重节段(A节段)吊装及合龙段安装。最大吊装重量

10、为583KN，合龙段吊装重量为225KN。主缆索吊装系统以A节段荷载为控制验算荷载。扣索系统的受力分析，将拱肋合拢前的拱肋接头看为刚接。根据计算结果采用不同的扣索。索塔受力包括：主索、起吊索、牵引索、扣索、风荷载等。风荷载：吊装期间，最大风速按40.5m/s考虑，基本风压取965Pa。吊装避开台风季节。2、索塔验算索塔采用万能杆件拼装，塔高80(84)m，采用门形塔架，两立柱断面分别为4m×4m，立柱间设置两道横撑（包括塔顶）。塔脚与基础预埋钢板铰接。根据索塔受力情况，两组吊装系统的作用力分别作用于索塔两立柱上，分别对两立柱在各工况作用下进行整体稳定性验算（压杆稳定分析）、单肢杆件稳

11、定性及强度验算。验算结果：万能杆件所受最大压应力98MPa。（三）、主地锚计算说明根据两岸的地质状况，岸采用桩锚。桩锚采用嵌岩桩设计，根据基岩顶面力距进行配筋验算。二、吊装系统主吊装系统主跨径310。14m，后锚端跨径为120m(松山岸) 与水平线夹角33.09°。后锚端跨径岙山岸:102.3m、与水平线夹角29.97°。全桥两幅拱肋，设置两套主索吊装系统，每套系统各种钢索的规格如下表所示：主吊装系统钢索规格表 名 称项 目主 索起吊索牵引索缆风索（压塔索）型 号满充式钢丝绳（CFRC8×36SW-56mm）6×37+16×37+16×

12、;37+1根数-直径256824228247.5每沿米重() ()()()()()()14.981.9822.7687.929截面积()1667210.87294.52843.47钢丝直径1.23.01.11.32.2抗拉强度（MPa）1960155015501550破断拉力（kN）2500326.8456.51305.0张力安全系数3.35.593.0141 主索。如图3.1（主索计算简图）所示。图3.1主索计算简图1) 荷载分析作用于主索的作用由两部分组成：一是集中荷载；一是均布荷载。集中荷载由吊装节段重P1=1.2×583/2=350KN，考虑1.2的吊重不均衡系数，吊具重P2

13、=3KN、起吊索重P3=6KN、配重P4+=25KN组成。控制设计荷载：P=P1+ P2+ P3+ P4 =350+3+6+25=384KN均布荷载由主索重G1、起吊索重G2、牵引索重G3、分索器重G4组成：g=g1+g2+g3 = 149.8×2+19.82+27.68 =347.1N/m2) 设计荷载受力分析主索垂度取L/13，则此时主索最大垂度为23.86m。由索鞍处主索弯矩平衡得：由Hmax=(PL/4+gl2/8)/f =(384×310.14/4+0.347×310.142/8)/23.86 =1423KN上式中为两吊点间距离,x为吊点距索塔距离。如图

14、3.2所示。图3.2主索计算示意图则主索最大张力： Tmax= Hmax/cos=1427KN上式中=tan-1（23.86/310.14）=4.56°主索张力安全系数：K=2×2500×0.9/ Tmax=3.2（满足要求）主索应力验算i)主索在跑马滑车作用下弯曲应力： 式中：，主索弹性模量，主索最大张力， Tmax=1253KN，集中荷载，P=384kN，主索截面积，F=2×1667=3334mm2，跑车轮数，n=4则: =341+528.5 = 869.5MPa则：K=1960/869.5=2.25>2.0 (满足要求)ii)主索在索鞍处的接

15、触应力：= 801MPa则：K=1960/801=2.45>2.0 (满足要求)主索安装张力及安装垂度。吊点空载时作用于主索的集中荷载根据索结构张力方程： 其中对线接触索上述公式假设钢索在索鞍上不发生滑移，若考虑锚跨端主索滑动对主跨端的影响，则：Ek=115×310.14/(120+310.14+102.3)=67GPa主索截面积。H=1423KN；P=385kN；G=310.14×g=108KN；解得H0=267kN对应空载垂度为：f=gl2/(8H0)=0.347×304.52/(8×196) = 15.63m对应空载相对垂度为： f/L=1/

16、19.852 起吊索1)荷载分析起吊索仅受到集中荷载P（不含吊具重）的作用，考虑吊装拱肋过程中吊点不均匀受载，一个吊点按承受力385kN计算。2)受力分析起重索塔绕过卷扬机上的张力。T=P/(m ×0.98n)=60.1KN可选用8T慢速卷扬机作起吊动力。 P为吊点集中荷载；m起吊线数,每个吊点走8线；为滑轮阻力系数，；n为滑轮数（本吊点9个滑轮下4上5）、导向轮个数2个，共计11个滑轮；张力安全系数：K=326.8/60.1= 5.4 满足要求 起吊索接触应力 ，上式中，Tmax=60.1KN，得 =345+378 =723 MPa安全系数：K=1560/723=2.16>2

17、.0 满足要求3 牵引索1) 荷载分析当安装松山岸第一拱肋节段时，吊点牵引力最大，牵引索承受最大拉力，此时吊点离索塔距离x=27.8m。由索力普遍方程解得： Hx=691KN该处主索垂度fx=(Px/2+gx2)/(2Hx)=(385×27.8+0.1973×27.82)/(2×691)=7.85则跑马滑车爬升角 =act-1(7.85/27.8)=15.77°跑车的运行阻力其中P为跑车负载重，即P=385KNf为跑车运行阻力系数，即r为主索升角，为15.77°W1=385×(0.01×COS15.77+SIN15.77)=

18、108kN重索的运行阻力 根据公式 =2×(1-0.989) ×385/(8×0.989)=19.2KN 后牵引索松弛阻力引入公式 上式中g=27.68N/m；f=30m；x=284。得W3=9.3牵引阻力总合W=W1+W2+W3=136.5卷扬机牵引力：T=W/(2×0.982)=71kN可以选用10T卷扬机。2) 安全系数张力安全系数K=270.1/71=3.8>3.0 满足要求二.工作天线系统工作天线设两组，上下游各一组，工作天线主索采用47.5的普通钢丝绳。工作天线主跨径310.14m，后锚端跨径为120m(松山岸)及102.3m(岙山岸)

19、，与水平线夹角分别为33.09°和29.96°。工作天线设计吊重50KN。各种钢绳的规格如下表所示。 工作天线钢索规格表（1组） 名 称项 目主 索起 吊 索牵 引 索型 号6×37+16×37+16×37+1根数-直径147.5219.5119.5每沿米重()7.9291.3261.326截面积()843.47141.16141.16钢丝直径2.20.90.9抗拉强度（Mpa）155015501550破断拉力（kN）1305.0179.3179.00张力安全系数5.1007.0948.061 主索1)荷载分析作用于主索的作用力由两部分组成：一

20、是集中荷载；一是均布荷载。对集中荷载由吊重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 =50×1.1+2+1.3 =58.3KN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 即G = 79.29+13.26+13.26=105.78N/m 2)受力分析最大相对垂度设计主索，此时：f=L/13=310.14/13=24m有Hmax=(PL/4-gl2/8)/f =(50×310.14/4-0.10578×310.142/8)/24 =109KN对应张力为：T=Hmax/c

21、os8.75=110KN主索张力安全系数K=1305/110=11.8（满足要求）2 起吊索1) 荷载分析起吊索仅受到集中荷载P的作用。图3.3 起吊索布置图2) 受力分析。如附图3.3所示。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50/3.653=16.4，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179/16.4=10.9   三.扣索验算钢管拱肋分11段吊装，每侧5个扣段，中间设置一合龙段。每一扣段设一个扣点，扣索通过索塔上的索鞍，锚固在地锚上。扣索选用钢绞线，锚固系统选用我公司“可调索低应力夹片锚固系统”进行锚固。

22、各接头在合拢前通过螺栓进行连接，在各工况下进行扣力计算时，将拱肋接头视为刚接来进行计算。松岙桥扣力分析成果表施工工况内力 KN M1#2#3#4#5#内力内力内力内力内力扣A节段138×2(137×2)扣B节段217×2(183×2)180×2(205×2)扣C节段172×2(140×2)114×2(124×2)314×2(327×2)扣D节段160×2(130×2)104×2(112×2)308×2(316×2)3

23、28×2(338×2)扣E节段151×2(120×2)97×2(99×2)319×2(308×2)365×2(343×2)136×2(189×2)最大扣力217×2205×2319×2365×2189×2钢绞线扣索315.24×2315.24×2415.24×2515.24×2315.24×2注:采用1860级钢绞线，单根承载力取221KN，安全系数大于2.5。括号外数据为松山

24、岸扣索数据，括号内数据为岙山岸扣索数据。四.索塔验算1.受力分析索塔受力分析考虑两个最不利工况：（1）安装D节段时；（2）安装合拢段时。（1） 安装D节段时施工工况：该阶段A、B、C三段已扣挂，D段吊点受力。索塔受的外荷载主要包括：主索荷载、工作索荷载、扣索荷载、压塔索荷载、前后及侧向风缆荷载。主索荷载吊装D节段时，吊点集中荷载Qx=P1+ P2+ P3+ P4 =1.2×467×0.6+3+6+25=370KN均布荷载由主索重G1、起吊索重G2、牵引索重G组成：g =g1+g2+g3 = 149.8×2+19.82+27.68 = 347.1N/m由索力普遍方程

25、解得 Hmax=1670KN主索垂度fx=(gL2+2PL)/(8Hmax)=19.67m则主索最大张力： Tmax= Hmax/cos=1683KN上式中=tan-1（23.68/310.14）=8.683°主索对索塔作用力：岙山岸： 竖向力：1683×（sin33.09+sin8.683）=1131KN 水平力：1683×（cos33.09-cos8.683）=-259KN(指向跨中)松山岸： 竖向力：1683×（sin29.96+sin8.683）=1052KN 水平力：1683×（cos29.96-cos8.683）=-212KN(指向

26、跨中)扣索松山岸第C段挂扣完毕各段扣力汇总表(单位:kN)扣索号(索力kN)竖向力(kN)水平力(kN)备注1（344）473-121(指向海岸)1#索鞍2（228）264-22(指向海岸)3（628）60621(指向跨中)2#索鞍合 计1343-122岙山岸第C段挂扣完毕各段扣力汇总表(单位:kN)扣索号(索力kN)竖向力(kN)水平力(kN)备注1（280）374-89(指向海岸)1#索鞍2（248）278-20(指向海岸)3（654）61023(指向跨中)2#索鞍合 计1262-86(指向海岸)工作索见前“工作天线系统”部分。 主索张力为110KN。竖向力：V=74Kn； H14Kn。压

27、塔索采用47.5mm钢索在上下游各设置一根，其安装垂度取L/30=10.4m则索的张力： HMAX=gL2/(8f)=0.079929×304.52/（8×10.4）=89KN最大张力：Tmax= HMAX/cos3.81=89KN对索塔作用力：竖向力：89×（sin30.09+sin3.81）=52KN 水平力：89×（cos30.09-cos3.81）=-12KN(指向跨中)索塔风缆索塔风缆根据外荷载对索塔的水平作用力的大小来进行布设，以保证索塔的偏位在容许范围内。在吊装第三节段时，扣索产生的最大水平力:121KN(指向地锚),主索产生的水平力: 1

28、34KN(指向跨中) ，压塔索产生的最大水平力:12KN(指向跨中)，工作索产生的最大水平力：14KN(指向跨中)。为平衡主索、压塔索、工作索产生的指向河心的最大水平力H1341214158KN，拟在索塔前后不置两组风缆。采用628mm钢索在左右两侧各布设一组前风缆，对应于前风缆采用628mm钢索在左右两侧各布设一组后风缆。风缆初张力采用300KN。则每组前后风缆对索塔作用力：竖向力：300×sin33.09+488×sin16.78=354KN风荷载：钢管拱结构安装在9-10月份进行，本地可能出现12级阵风的可能，故在索塔结构验算时，考虑12级风荷载作用。荷载汇总如下表所

29、示。序号荷载名称竖向力(KN)水平力(KN)作用位置备注1主索(256)1131（1052）259（212）主索索鞍2扣索(1#/2#)737(652)-143(-110)1#索鞍3扣索(3#)606(610)21(23)2#索鞍4工作索(147.5)7414索鞍5压塔索(147.5)5212索鞍6风缆(628)3547风 荷 载注：上表中括号外数据为松山岸数据，括号内数据为岙山岸数据。2.索塔在该工况下结构分析吊装索塔采用钢万能杆件拼装而成的门式塔架。塔架底部设三角形铰脚。塔架构造详见索塔布置图。塔架立柱采用4m×4m断面，两立柱间设置两道横撑，以增加塔架横桥向刚度。采用双肋合拢，

30、索塔柔弱面在顺桥向。根据上述荷载分析，取松山岸数据，利用结构分析软件MIDAS分析该工况下结构的受力。共建立1379个节点，4021个空间梁单元。分析结果：万能杆件最大压应力：58 Mpa；最大拉应力：66 Mpa。；一阶模态表现为顺桥向失稳(如图3.5所示)，稳定系数为：17.35；二阶模态表现为横桥向失稳(如图3.6所示)，稳定系数为：38.59 。 图3.5 一阶模态 图3.6 二阶模态计算结果表明索塔安全，能满足本桥施工使用。（2） 安装合拢段时施工工况：该阶段A、B、C、D、E五段已扣挂好，吊点承受合拢段重量。索塔受的外荷载主要包括：主索荷载、工作索荷载、扣索荷载、压塔索荷载、前后及

31、侧向风缆荷载。索塔受的外荷载主要包括：主索荷载、工作索荷载、扣索荷载、压塔索荷载、前后及侧向风缆荷载。主索荷载吊装D节段时，吊点集中荷载Qx=P1+ P2+ P3+ P4 =1.2×234×0.6+3+6+25=202KN均布荷载由主索重G1、起吊索重G2、牵引索重G组成：g =g1+g2+g3 = 149.8×2+19.82+27.68 = 347.1N/m由索力普遍方程解得 Hmax=1185KN主索垂度fx=(gL2+2PL)/(8Hmax)=16.75m则主索最大张力： Tmax= Hmax/cos=1191KN上式中=tan-1（16.75/310.14

32、）=6.166°主索对索塔作用力：松山岸：竖向力：1191×（sin33.09°+sin6.166°）=778KN 水平力：1191×（cos33.09°-cos6.166°）=-186KN(指向跨中)岙山岸：竖向力：1191×（sin29°+sin6.166°）=723KN 水平力：1191×（cos29°-cos6.166°）=-152KN(指向跨中)扣索松山岸F段挂扣完毕各段扣力汇总表(单位:kN)扣索号(索力kN)竖向力(kN)水平力(kN)备注1（302）

33、416-1061#索鞍2（194）225-183（638）616222#索鞍4（730）598695（272）20830合计1#索鞍641-1252#索鞍1421121岙山岸F段挂扣完毕各段扣力汇总表(单位:kN)扣索号(索力kN)竖向力(kN)水平力(kN)备注1（240）321-761#索鞍2（198）222-163（616）575212#索鞍4（686）545615（378）28139合计1#索鞍543-932#索鞍1401122工作索见前“工作天线系统”部分。 主索张力为110KN。竖向力：V=74Kn； H14Kn。压塔索采用47.5mm钢索在上下游各设置一根，其安装垂度取L/30=

34、10.4m则索的张力： HMAX=gL2/(8f)=0.079929×310.142/（8×10.4）=89KN最大张力：Tmax= HMAX/cos3.81=89KN对索塔作用力：松山岸：竖向力：89×（sin33.09+sin3.81）=52KN 水平力：89×（cos33.09-cos3.81）=-12KN(指向跨中)岙山岸：竖向力：89×（sin29.96+sin3.81）=52KN 水平力：89×（cos29.96-cos3.81）=-12KN(指向跨中)索塔风缆索塔风缆根据外荷载对索塔的水平作用力的大小来进行布设，以保证索

35、塔的偏位在容许范围内。在吊装第三节段时，扣索产生的最大水平力:121KN(指向地锚),主索产生的水平力: 134KN(指向跨中) ，压塔索产生的最大水平力:12KN(指向跨中)，工作索产生的最大水平力：14KN(指向跨中)。为平衡主索、压塔索、工作索产生的指向河心的最大水平力H1341214158KN，拟在索塔前后不置两组风缆。采用628mm钢索在左右两侧各布设一组前风缆，对应于前风缆采用628mm钢索在左右两侧各布设一组后风缆。风缆初张力采用300KN。则每组前后风缆对索塔作用力：竖向力：300×sin33.09+488×sin16.78=354KN风荷载：钢管拱结构安装

36、在9-10月份进行，本地可能出现12级阵风的可能，故在索塔结构验算时，考虑12级风荷载作用。荷载汇总如下表所示。序号荷载名称竖向力(KN)竖向力(KN)作用位置备注1主索(256)778(723)186(152)主索索鞍2扣索(1#/2#)641(543)-125(-93)1#索鞍3扣索(3#、4、5)1421(1401)121(122)2#索鞍4工作索(147.5)7414索鞍5压塔索(147.5)5212索鞍6风缆(628)3547风荷载注：上表中括号外数据为松山岸数据，括号内数据为岙山岸数据。2.索塔在该工况下结构分析吊装索塔采用钢万能杆件拼装而成的门式塔架。塔架底部设三角形铰脚。塔架构

37、造详见索塔布置图。塔架立柱采用4m×4m断面，两立柱间设置两道横撑，以增加塔架横桥向刚度。采用双肋合拢，索塔柔弱面在顺桥向。根据上述荷载分析，利用结构分析软件MIDAS分析该工况下结构的受力。图3.5 一阶模态 图3.6 二阶模态共建立1379个节点，4021个空间梁单元。分析结果：万能杆件最大压应力：66.8 Mpa；最大拉应力：73.5 Mpa。；一阶模态表现为顺桥向失稳(如图3.5所示)，稳定系数为：15.5；二阶模态表现为横桥向失稳(如图3.6所示)，稳定系数为：34.5 。计算结果表明索塔安全，能满足本桥施工使用。五.主地锚验算桥位附近地表为强风化凝灰岩，下层为弱风化凝灰岩

38、，地锚采用桩锚，设计考虑以弱风化凝灰岩层作为持力层。弱风化凝灰岩容许承载力0=2000KPa，桩周极限摩擦力=150Kpa。桩锚如附图3.7所示。图3.7 主地锚构造图1. 受力分析按两个最不利工况进行分析，如下表10、表11所示。 安装D节段 表10序号荷载名称张力(KN)水平力(KN)竖向力(KN)1 主索39343296(3408) 2148(1965)2 扣索1343(1182) 1125(1204)733(590)3 起吊索100.000 84(87)55(50)4 牵引索150.000 126(130)82(75)5 风缆354.000 297(307) 193(177) 6 工作

39、天线74.000 62(64)40(37)7 压塔索52.000 44(45)28(26)合 计6007(5846)5033(5065)3280(2919) 合 拢 段 表11序号荷载名称张力(KN)水平力(KN)竖向力(KN)1 主索23801994(2062)1299(1189)2 扣索2136(2108)1790(1826)1166(1053)3 起吊索100.000 84(87)55(50)4 牵引索150.000 126(130)82(75)5 风缆354.000 297(307) 193(177) 6 工作天线74.000 62(64)40(37)7 压塔索52.000 44(45

40、) 28(26) 合 计5246(5218)4395(4521) 2864(2606)在安装D节段时，地锚承受最大荷载。则作用于主地锚上的合力：水平力V=5065KN竖向力H=2119KN2. 桩的内力分析利用结构分析软件模拟分析。将土看成弹性体，桩所受到的弹簧边界元： 上式中m为土的比例系数，强风化层取240000kN/m4,弱风化层取值10e5 kN/m4。计算得：弯矩：Mmax =7436kN.m (离地面2.5m深处)剪力：Qmax3210 kN(地面处)轴力：Tmax =1996 kN(地面处向上拉力)3 桩配筋验算计算配筋结果：受拉钢筋选用3028，分两层布置，每层布置15根，层间

41、距取12cm。斜截面计算结果的箍筋按构造配筋，间距取20cm，取内层1028钢筋做弯起钢筋。第四节 钢管拱肋及横撑安装拱肋节段安装采用斜拉扣挂式无支架缆索吊装方案。拱肋节段安装采用两岸对称悬拼，每半跨拱肋5个节段（5个扣段），跨中设一合拢段。第一节段拱脚安装在拱座上，采用扣索扣住节段，并用扣索调整拱肋高程；设置侧向浪风稳定拱肋并调整拱肋轴线。待两岸上下游拱肋吊装调整就位，安装第一节段间的横撑后，立即进行交扣；按同样的方法进行第二节段的吊安。第二节段通过接头螺栓与第一节段相连。按吊装第一节段的方法调整好拱肋轴线和高度。安装过程如下图4.1所示。按上述程序依此安装好剩余的挂扣节段。最后吊装拱肋合拢

42、段，调整好拱肋轴线和高程后进行拱肋接头焊接图4.1.钢管拱肋安装示意图由于本桥为提篮拱桥，拱肋向内倾斜8°,安装阶段的侧向风缆锚固可靠，且每扣段设置横撑，保证结构的稳定。拱肋节段安装工艺如下图所示。拱肋节段制作、运至索塔前上、下游拱肋节段吊装就位拱肋间横撑吊装就位扣索索力及拱肋节段标高的调整拱肋节段扣索的设置拱肋侧向浪风布设拱肋合拢松扣及卸扣1、挂扣节段的安装AE节段为钢绞线斜拉挂扣节段，采用两肋同步安装交扣的方岸。A节段安装：先安装岙山岸两个A节段。利用左右两幅吊点同时将两A段吊运到位，将拱铰安装到位后，利用吊点、侧风缆和扣点同步作用调整拱肋轴线（通过拱节段上固定点的X/Y/Z坐标

43、来进行控制）。在轴线调整阶段，扣索受力为设计扣力的50。调整好两段拱肋桁片后，安装两桁片间的临时横撑。临时横撑利用左右侧的工作天线来吊安，横撑与主拱桁架的连接通过法篮盘螺栓连接。在加工阶段制做好法篮盘。通过临时横撑将两拱肋连接成整体后，张紧扣索，放松吊点。将拱肋预抬到设计标高后，解除吊点。具体步骤详见拱肋安装步骤图。B节段安装：采用与安装A节段同样的方法，将两节段同时吊运到位，分别调整好拱肋桁架至设计位置，然后通过接头螺栓与第一节段连接在一起。张紧扣力至设计扣力的50。两肋标高、轴线均调整到设计高程后，安装两拱肋间横撑，该横撑为正式很撑，为加快安装进度，将横撑与钢管拱桁架接头设计为螺栓连接。完

44、成接头连接后，分5级张紧扣索索力，同时分级卸掉吊点上的力。在交扣过程中，监测拱肋轴线（轴线和高程）的变化，调整索力可调整拱肋线形。CE节段安装：安装方法与B节段安装方法相同。只是在E节段上增设一到临时横撑。2、拱肋合龙：拱肋合龙是拱肋安装的关键，它直接影响拱肋线形及拱肋内力。设计在拱顶预留了合龙段，在扣点高程满足要求的情况下（高程内计入温度校正值），丈量缺口长度，修正合龙段长度。合龙过程中注意：(1)、合龙前对拱肋进行全面的线形、位置调整，同时对拱肋进行24小时以上的温度影响观测，并绘制一反映升温和降温过程中的“温度-悬臂段挠度”关系曲线，在此基础上对拱肋高程进行温度修正。(2)、拱肋合龙在一

45、个温度稳定时段进行瞬时合龙，设计合龙温度在12左右，不得高于15。合龙时安排操作人员进行双肋同时合龙。合龙后对拱肋位置及线形进行精测，按照规范和设计要求，通过扣索和拱顶合龙装置进行精调，调整合格后，焊接各扣段连接焊缝，完成拱肋正式合龙。(3)、现场焊缝的质量等级要求与工厂焊缝质量等级相同。(4)、正式合龙后，对拱脚进行封铰处理。首先焊定铰轴，在焊接弦杆接长件（设计合龙温度下），焊接外包板，最后封拱脚铰，浇筑混凝土，形成无铰拱。松扣和卸扣：钢管拱肋形成无铰拱后，采用逐级松扣的方式将扣索索力转换为拱的推力，使空钢管拱肋处无自重作用下的无铰拱状态。松扣顺序和原则为：从跨中至拱脚两岸对称分索分级松扣，

46、各扣索放松一级，暂停15-20分钟，测试拱肋各控制点高程、扣索索力、拱内力等各项资料，待各方面确认后，再进行第二级放松循环。最后一级保留10%左右的扣力，暂不放松。松扣后对拱肋进行全面的测试，特别是拱轴轴线的测量，根据结果看各项指标是否满足规范要求，若不满足要求采取下述措施进行调整：(1)、纠偏：调整两侧风缆、调整部分扣索索力等。(2)、修正钢管内混凝土的灌注方案和灌注顺序。待拱肋钢管内的混凝土灌注完成，强度达到设计强度后，彻底放松扣索，并逐步予以卸扣（拆除）。由于上下游主拱肋相距较远，所以只能分别利用上下游两套吊装系统进行安装。吊装时，每根主拱肋桁段由该侧前后两吊点抬吊；肋间横撑由于重量轻且

47、位置居中，可由内侧两组工作天线抬吊安装。第五节 施工观测控制松岙大桥拱肋安装施工观测主要分为六个方面：拱肋轴线控制；扣塔及吊装塔架在拱肋安装中的偏移；拱肋各扣点在各阶段的标高控制；扣索各阶段索力观测；缆索吊装系统主缆垂度及索力观测；吊装锚碇及扣索锚碇的位移观测。5.1拱肋轴线的控制1) 在东西两岸的上、下游轴线上适当高程位置各设一个拱肋轴线观测站，观测本岸吊装节段上弦顶面拱肋轴线。 2) 拱肋吊装前，在每节段拱肋轴线上顶面贴上用白漆打底划红漆的三角标志。3) 需配置J2经纬仪2台，测量人员4人。5.2扣塔及吊装塔架在拱肋安装中的偏移的控制 在扣塔及吊装塔架两侧面上从塔顶吊一重垂球，试吊时通过垂

48、球的偏位确定塔架的偏位情况，通过风缆调整塔架，使塔架在重载时偏位不大于15cm。在正式吊装时，派8人同时观测扣塔和索塔各自四个垂球的偏位情况，并随时将数据报告吊装指挥中心。需用测量人员8人。5.3拱肋各扣点在各阶段的标高控制利用红外仪进行拱肋各扣点在各阶段的高程控制测量，具体方法如下：1) 拱肋各扣点在各阶段的标高由设计高程加上预抬高高度。2)需电子全站仪1台，单棱镜1个，多棱镜及镜杆1套，观测人员1 人，记录计算1人，前视1人，后视1人。3) 在合适位置设置一个高级后视水准点，红外仪都用这个水准仪点作后视高程。后视点到仪器距离大于仪器到前视点的距离。4) 在拱肋起吊前，在扣点位置钢管顶面用红

49、油漆标明扣点的编号，以便查找。5) 观测中需盘左盘右各观测一次组成一个测回，取换算高程的平均值。6) 记录表上应注明观测时的温度、时间、编号。7) 测量方法：红外仪架在任意位置，用水准点高程为后视高程，测前视测点高程。图5.1 观测示意图后视水准仪点C高程HC，镜高C，红外仪与镜高C的高差hC；前视镜高b，红外仪与镜高b的高差hb，求高程Hb。后视视线高程：H=Hc+C-hc前视视线高程：H=Hb+b-hb测点高程：Hb=Hc+C-hc+hb-b5.4缆索吊装系统主缆垂度及索力观测 1) 起吊前测量空载时的垂度，起吊后拱肋运至1/2跨时，再测重载最大垂度。观测方法是在岸边高地上适当地方确定一控

50、制点，测出控制点标高和距跨中距离，在控制点上置经纬仪，观测主索跑车位置，读出竖直角，即可计算得垂度值。2) 主缆索力可用频谱分析仪测出。5.5吊装锚碇及扣索锚碇的位移观测在地锚设定标志点，起吊拱肋后用经纬仪在垂直于桥轴线方向观测锚碇有无位移变化。第六节 施工安全措施一、组织措施 1) 由业主成立松岙大桥吊装领导小组，由业主、监理部、设计单位、施工单位人员组成。2) 项目经理部成立松岙大桥吊装指挥组。指挥组设组长一人，总指挥一人，副指挥2人，成员若干人。3) 吊装指挥组下设吊装作业班、测量观测组、安全治安组。吊装作业组下设4个作业小组：起吊落位组；扣索作业组；卷扬机组；抗风作业组。4) 制定作业

51、组“工作范围”及“操作注意事项”，使全体施工操作人员明确职责。5) 建立安全规章、措施。6) 吊装作业工班设专职巡视检查员1人，负责施工过程中吊装全系统各部的检查。7) 在吊装现场设置专职警卫人员，禁止非工作人员进入现场，保护吊装设施安全。8) 吊装作业前，技术负责人向参加吊装的所有施工人员进行全面细致的技术交底，做到人人心中有数。二、各作业组工作范围及操作注意事项1吊装作业工班吊装作业工班主要负责拱肋从船上起吊，拱肋运输、安装、调整拱肋轴线、高程，连接节段螺栓等，对吊装全过程的安全及质量负责，作业小组工作范围及操作注意事项如下：1) 起吊落位组工作范围：负责吊运系统的全面检查处理。拱肋起吊、运输。 与扣索组、抗风组互相配合，负责拱肋轴线、标高的调整。 负责拱肋间