重庆缆索起重机在钢桁梁大桥节段拼装设计与施工

缆索起重机设计及xxxxx长江大桥缆索起重机施工应用第Ⅰ篇缆索起重机设计总论第一章缆索起重机的作用及发展史第二章缆索起重机的分类及结构型式第三章缆索起重机的基本参数第四章缆索起重机的构造第五章缆索起重机结构设计计算第Ⅱ篇xxxxx长江大桥缆索起重机施工应用第一章工程概述第二章本工程特点和施工技术难点分析第三章xxxxx长江大桥缆索吊机设计第四章xxxxx长江大桥缆索吊机施工第五章xxxxx长江大桥上部结构施工第Ⅲ篇结束语第Ⅰ篇缆索起重机设计总论第一章缆索起重机的作用及发展史一、缆索起重机的作用缆索起重机只以悬挂于两支点之外的钢索作为承载结构，利用载重小车在其上往返移动进行物体的起重和归装作业的一种起重机械，与其它起重机械相比较，它具有跨度大、速度快、效率高，总体结构简单，造价低廉，施工周期短等突出的优点，并且不受气候、地形条件的限制，在特定的条件下，能发挥其它起重机械和起重技术所不能发挥的作用，因而它被广泛的应用于采矿、码头、水电建筑、桥梁的起重和施工作业中。在建筑工程中，利用缆索起重机进行施工，安装大型构件、大型设备，既提高了作业的生产率和安装质量，也短缩了周期。降低了成本，也简化了工艺组织，因而得到了普遍的应用。二、缆索起重机的发展史缆索起重机由架空索道技术演变而成，其发展历程可追溯到远古时代，那时人们为了寻求遗址悬崖、河流的捷径，运用架空悬吊的方式，以藤条和竹篾编制而成的绳为索，悬于空中载物载人，实现跨越运行的目的。这就是架空索道技术的雏形。随着制索技术的不断提高，麻索的出现和运用，该技术形成了一定的体系。吊篮内的人拉动绳索移动发展为具有装设滚轮的吊篮设备，同时，应用畜力牵引，但由于麻索强度低，寿命短，大大的限制了索道的能力和发展速度。十九世纪，随着钢铁冶炼技术的发展，钢索的问世和成功应用，缆索吊机开始正式应用于生产建设中。我国的缆索技术虽然历史很长，但因工业长期处于落后状态，未能得以发挥和总结提高。解放后，我国在学习国外技术的同时，引进了一动力设备和材料，为缆索起重应用创造了良好的条件。广泛的应用于森林工业、采矿工业、建筑工业等部门，在今天，虽然各行各业都不同程度地引进和装备了一定规模和数量的大型起重设备和技术，但作为具有独特优点的缆索起重机仍然没有失去它的应用价值，同样以其独特的优势服务于各行各业的建设中。三、缆索起重机目前存在的主要问题目前存在的问题：⒈缆索起重机结构受力复杂，磨损较快；⒉固定式结构服务面小，设备的潜力得不到充分的发挥；⒊机械设备及属具比较笨重，不便于安装与拆卸。今后缆索起重机需要研究的方向：⒈探索科学的设计计算理论和简便的设计方法；⒉研究和改进现有的结构方案，以改变其服务面，扩大其应用范围，探索新结构方案；⒊改进机械设计，减轻机体重量；⒋研究新颖而科学的钢索导缆方式，以及各部分结构应用性能，减轻缆索起重机运行中的磨损现象，提高其可靠性和耐久性。第二章缆索起重机的分类和典型结构一、缆索起重机的分类⒈缆索起重机按支架方式可分为：简易支架式、钢塔支架式、无支架式三种⑴简易支架式：以原木和原木制优的塔架为支架，高度在20m以内。⑵钢塔支架式缆索起重机：以桅杆钢结构的塔架钢结构为支架，高度在50m以内。⑶无支架式缆索起重机：依据地形特征架设，两端固定于两岸的适当位置。⒉按其服务功能可分为⑴装卸式缆索起重机：主要用于装卸作业，相对来说重量大，跨度比较小，为双索结构。⑵归集贮运式缆索起重机：以归堆、集料贮货、短途运输为主要功能，相对来说，重量较小，跨度较大。⒊按承载牵跨的数目分为：单跨和多跨两种。⒋按其结构型式分为：固定式和移动式两种。二、缆索起重机的典型结构⒈固定式缆索起重机⒉移动式缆索吊机⒊无支架缆索起重机⒋联动式缆索起重机第三章缆索起重机的基本参数一、起重机的跨度、挠度和起重量缆索起重机是一种挠度承载结构，跨度、挠度和起重量三者的关系有着非常密切的关系。跨度的大小决定于钢索的抗拉强度以及钢索的重量，允许挠度，而挠度的大小与起重量、提升高度，钢索寿命密切相关通常增大承载索挠度，则钢索的张力相对降小，起重量增大，同时使钢索的直径适当减小，但需要增高支架，而且钢索的磨损也变大。S=S—中央挠度系数在实际工程中，跨度主要决定于地形条件；地重量主要决定使用条件和要求，挠度则主要取决地形地貌条件。二、缆索起重机的支架高度缆索起重机的支架高度决定于跨度和起升高度以及地形特征，一般来说，跨度小，起重量又不大，挠度即小确定起升高度后，支架高度可降低。h=h0+h1+h2+f式中：h0—建筑物的高度h1—起重物低面与建筑物顶部允许最小距离，一般取1～2mh2—吊重系统在最高位置时，与承载索间的最小允许距离（由结构来决定）f0—缆索起重机的跨度内承载索在最大载重情况下的挠度，一般取f=1/11～1/18L三、荷载计算⒈荷载的分类及组合缆索吊机在设计计算时，对于零部件和结构必须进行三类计算：⑴疲劳磨损和发热计算；⑵强度计算；⑶强度和稳定性计算。与以上三类计算相应，缆索吊机计算荷载时有下列三种组合：第Ⅰ类荷载：考虑缆索起重机在正常工作状态下所随的经常作用何载，包括自重荷载，起重荷载，起动的制动时的惯性力，风载等，主要用于计算零件和结构的疲劳、磨损和发热。第Ⅱ类荷载：考虑缆索起重机在空话的最繁重的使用条件下的最在荷载，主要有自重，起动的制动时的惯性力，工作时最大风力，支架发生位移时产生的不平衡力，其它撞击力，主要用于计算结构零件的强度、稳定性和缆索吊机整体的稳定性。第Ⅲ类荷载：主要考虑起重机处于非工作状态下可能出现的最大荷载，包括自重，非工作状态下的最大风力，冰雪荷载，地震力，调试安装荷载，主要用于验算缆索吊机的固定装置，结构的最大静强度和自重稳定性。⒉缆索吊机各种载荷的计算作用于缆索起重机上的荷载主要有自重荷载、惯性荷载、冲击荷载、风荷载、风荷载、支架发生位移时的斜向拉力、撞击荷载、冰雪荷载、安装荷载等。⑴自重荷载主要包括主索自重，各工作索及辅助索自重，结构及零部件自重，以及安装在支架上其它装置的自重。⑵起重荷载缆索起重机能够起吊的最大结构体的重量包括吊重系统装置的自重。⑶动荷载缆索起重机在提升运行机构，制动时所产生的振动和惯性荷载以及其它原因引起的冲击力的总和，根据研究动载实验，一般取υ=1.2～1.3。⑷风荷载在露天作业时，必须考虑风载的作用Pw=CKhqFPw—作用于缆索起重机上的风载Q—计算风压＜q=0.613v2F—起重结构物的迎风面积F=φFLFL—结构的外轮廓面积φ—结构的充实系数φ=Kn—风压高度变化系数《见有关规范》⑸其它荷载第四章缆索起重机的构造缆索起策机系统由主索、跑车、起重索、牵引索、起重及牵引滑车、主索、地锚、塔架、风缆主要组成，下面就构造加以说明。一、主索常用纤维芯或钢芯钢丝绳组成。其直径、型号和根数可根据索塔距离、起吊重量、主索的挠度计算出主索所承受的拉力。在理论方面，增增加主索的的根数，可可以使主索索、起吊重重量增大，但但必须考虑虑主索受力力的不均匀匀性，并必必须采取一一定的措施施。主索安安装挠度必必须等于设设计值，如如小于设计计值，则会会引起地错错、主索、索索塔重要部部件超载的的严重荷载载，对结构构安全非常常有害，如如安装垂度度过大，吊吊机构件时时，上下坡坡坡度增大大，引起索索引力的增增大，会影影响结构的的安装质量量。二、起重索起重索套绕于天天车滑车组组，作起吊吊重物之用用，钢线绳绳受到拉力力，经常起起吊，钢丝丝绳则易磨磨损，在选选用金刚丝丝绳时宜选选用柔软耐耐磨，不宜宜打结的钢钢丝绳，一一般用同捻捻纤维芯钢钢丝绳。三、牵引索为牵引天车沿主主索如何移移动的无极极式拉绳，仅仅受于定力力，宜选用用柔软、耐耐磨性好的的钢丝绳。四、风缆用来稳定塔架，平平衡塔顶不不平衡水平平力的钢丝丝绳，其直直径大小可可根据受力力的大小来来决定。风缆一般可分为为通风缆、后后风缆、侧侧风缆三种种。通风缆缆连结于每每个塔架中中间，后风风缆一端锚锚固于地锚锚上，另一一端锚固于于塔架顶部部，侧风缆缆则连接塔塔顶和下下下游地锚上上。五、跑车跑车是主索上运运行和起吊吊重物的装装置。跑车车大都由跑跑车轮、起起策滑轮组组和牵引系系统三部分分组成，跑跑车轮的多多少决定于于主索根数数。排数愈愈多，磨损损较小，直直径愈大，磨磨损也小，但但自重加大大。起重滑车组分为为上下两组组。上滑车车组与跑车车通过托架架连联在一一起，下滑滑车组与结结构的吊起起连在一起起。牵引系统是车跑跑车轮与定定滑轮通过过连接轴用用来牵动跑跑车的装置置。六、塔架由塔身、塔顶、塔塔底、索鞍鞍等几个部部分组成。塔身的结构形式式根据受竖竖向力、水水平力、弯弯矩共同作作用下，可可用型钢、万万能杆件等等其它装配配式杆件拼拼装而成。目目前也有用用钢管柱拼拼装成的塔塔柱。塔底有铰接和固固接两种形形式。底部部设铰必须须靠风缆维维持稳定。结结构受力较较小，简捷捷轻便，塔塔底不随变变矩作用，底底部固结，结结构受力较较大，塔底底不承受弯弯矩作用，但但仍然需要要风缆帮助助。索鞍放置于塔加加顶部。主主索通过索索鞍，索鞍鞍半径R一般大于12倍钢索的的直径。七、锚碇锚碇是缆索系统统部件之一一。锚碇的的种类按构构造形式可可分为地龙龙，钢筋锚锚杆，水中中碇和其它锚锚固。第五章缆索索结构设计计计算一、主索设计计计算⒈主索设计计算的的一般步骤骤⑴根据具体的情况况合理的选选定工作垂垂度f给它的主主索的承载载随垂度的的大小而定定，主索的的垂度小，安安装张力愈愈大，承载载能力就愈愈低。反之之，承载力力搞高。⑵根据起吊重量QQ，计算索的水平平张力和主主索的最大大拉力Tmax。⑶验算主索的安全全系数K=P—钢丝绳的破断拉拉力1.2Tmaxx—考虑吊索索在冲击动动载下的主主索拉力⑷最后根据工作垂垂度决定塔塔架的高度度hh=fmax++h1+h2h1—最低复距障碍物物最高点的的距离，包包含有跑车车与起吊滑滑车组的构构造高度、重重物高度及及跨越最高高点的安全全高度，起起吊物与滑滑车之间的的距离。h2—塔底距障碍物最最高点之间间的高差。⒉主索的设计计算算⑴主索在自重作用用下a.每支点在等高的的情况下Hg=HA=HB==VA=VB=qhTmax=TA==TB=S=L+b．每支点不等高高的情况下下Hg=HA=HB==·tanβ=h—为高差（m）l—为跨度（m）VA=VB=Tmax2TB==HS=L+=L[[1+fmax—在自重重作用下的的垂度⑵主索在自重和集集中荷载共共同作用下下Hg=HA=HBVA=VB=T=fx=其中跨度中产生生的fmaxfmax=S=L+⑶承载索的静张力力计算两端固定承载索索之静张力力大小取决决于外载荷荷量、温变变和弹性伸伸长诸方面面的因素。现现在研究两两种状态：：承载索在在第一状态态时承受最最大的集中中载荷Q于跨度中中央，均布布载荷为q，钢索温温度为t0，这时承承载索达到到最大计算算张力Tmax，相相应形成最最大的索长长Lmax。承承载索在第第二状态承承受集中荷荷载Qx于跨度内内距A点x处，均布布载荷为qx,钢索温度度为t，张力为Tx，索长为Lx。在这两两种状态下下索长之差差为弹性伸伸长和温变变伸长之和和，即有如如下方程：：△L=Lmax--Lx==⑴式中，索长计算算式可推导导成如下形形式：⑵⑶联立式⑴、⑵、⑶得：⑷式⑷称为张力普遍方方程，它是是承载索由由第一种状状态变化到到第二种状状态的张力力变化表达达式，因而而也称状态态方程。同理根据最大许许用张力求求安装张力力和支架位位移后的张张力方程均均可得到相相类似的形形式。为了了便于计算算和分析起起见，可写写成如下简简单形式：：a.张力状态方程ⅠⅠ⑸其中⑹⑹⑺以上诸式中Hxx—当任意载载荷Qx在跨内x位置时承承载索的最最大水平张张力；Hmax—当载荷荷Q在跨中位位置时，承承载索的最最大水平张张力；Ek—承载索的弹性模模量；F—承载索的金属截截面积；β—弦线倾角；Q—单根承载索的总总载荷（包包括荷重，小小车自重及及其它荷重重）；Qx—载何变化后单根根承载索的的任意载荷荷；G—单根承载索的重重量，G=；Gx—单根承载索受弹弹性和温度度变化伸长长时的质量量，Gx=；ε—承载索的线膨胀胀系数，一一般取ε=（11～12）×10-66；—绝对温度差，，当当温度差牌牌子较t增高时取取正号，反反之取负号号。利用式⑸即能由由承载索的的最大张力力值来求载载荷位置任任意变化和和载荷形式式任意变化化时的张力力值。b.状态方程Ⅱ⑻式中，a同式⑹⑹；⑼式中，G0为承承载索的自自重。利用式⑻即能根根据最大张张力值求出出承载索初初始安装时时的张力。C．状态方程Ⅲ式⑽式中⑾⑿式⑾中支架端点向跨跨内位移δ取正号，反反之取负号号。利用式⑽即能根根据最大张张力值还应应出承载索索支点位移移后的张力力值。⑷张力方程上述式⑸、⑻和和式⑽各式可以以写成下面面的标准形形式：H3-aH-b=00⒀令，方程式⒀则化化为：y3+py+q=00⒁其中，，当时，式⒁有一实实根解：⒂当时，式式⒁有三三个实根解解，它们可可以用三角角法计算：：⒃其中可由式⒄计计算：⒄二、起重索起重索套绕于天天线滑车给给和导向滑滑车之间起起吊构件和和重物用的的钢丝绳索索。T起=QSS—滑车组荷载系数数三、牵引索主要用于主牵上上跑车运行行的牵引，跑跑车在靠近近塔架时，升升角最大，牵牵引力最大大。牵引力必须克服服跑车的运运动阻力—F1，起重索索运行阻力力后，后牵牵引索的自自然张力F3。故最大牵引力FF=F1+F2+F3其中—钢丝绳与跑车的的运动阻力力系数Hx—起吊重在中跨xx点时主索索的水平张张力F2=T起（1-ηηm）η—起重索所穿过滑滑车的效率率m—起重索穿过跑车车的滑车和和下面动滑滑车的数量量F3=H=—牵引索的单位自自重x—后引索的跨度f—后引索的跨中垂垂度也可以近似的计计算为四、风缆风缆是稳定结构构物的一种种临时措施施，其受力力特点是结结构物稳定定不动时，几几根风缆的的安装张力力相互平衡衡当结构在在处荷载作作用下发生生位移时，则则风缆的张张紧式松弛弛，从而产产生张力差差来平衡处处荷载，以以减少结构构物的位移移。风缆只有在自重重作用，引引起张力变变化的原因因是支座位位移，如果果风缆在安安装时张力力较大，忽忽略风缆自自重垂度影影响时，计计算公式如如下：其中：QH—塔塔架位移后后处于新平平衡时，作作用在塔架架上的水平平力L—风缆的水平距离离β—风缆与地平面的的竖直夹角角ε—风缆与外力的向向后水平夹夹角当有几根风缆时时风缆的安装张力力与支座位位移后的张张关系H0—风缆安装的水平平张力Hx—支座位移后的水水平张力在风缆的设计中中，应先拟拟定风缆的的型号、根根数、风缆缆的角度布布置，再由由塔架容许许位移值求求出每根风风缆所需要要的安装张张力。五、塔架设计塔架设计计算时时，主要包包括：塔架架高度，杆杆件强度，整整体稳定性性的计算。⒈塔架外力确定主要包括由主索索产生的起起重索、牵牵引索、扣扣索等产生生的，位缆缆、风缆产产生的，风风力产生的的，结构自自重。⑴主索产生的力其中μ—为动力系数，一一般的μ=1.22T1—主索的最大张力力、—主索每侧的水平平夹角V1—主索拉力对塔顶顶产生的垂垂直压力H1—主索拉力对塔顶顶产生的水水平力⑵起重索及牵引索索产生的力力⑶拉缆产生的力⑷风力产生的力H=AW其中A—为塔架的迎风面面积W—横向风压力W=KK1K2W0⒉计算原则塔顶主要以受压压为主，在在计算时主主要取决于于塔架底的的联结情况况。水平力力对塔架的的稳定性影影响较大，下下端为固接接时，塔架架产生较大大的弯矩，必必须设置大大的风缆，下下端为铰接接时，结构构以受压为为主，通常常以塔架为为风缆共同同受力计算算。六、锚碇的计算算锚碇是缆索起重重机的重要要部件之一一，常有重重力式锚锚锚杆，桩基基等多种形形式。其中重力式锚：：重力式锚锚是依靠其其自重和特特殊的结构构造型来起起稳定和载载荷作用的的，其倾覆覆和滑移稳稳定条件为为：≥1.5≥1.5式中，R为被动动土压力，其其值可由如如下的积分分式求得：：式中—重力式地地锚的长度度—土壤的内磨擦角角（°）γ—土的容量—地锚与土壤的摩摩擦系数，取取=0.335～0.500第Ⅱ篇xxxxxx长江大桥桥缆索起重重机施工应应用第一章工程程概述（一）、工程地地理位置xxxxx长江江大桥拟建建区分属xxx市渝中中区、经济济开发区和和南岸区。路路线起于两两路口的中中山三路，跨跨越建新坡坡、南区路路、外滩商商城、长江江滨江路、长长途汽车站站、向南跨跨越长江内内河、主航航道，到达达南岸苏家家坝油库，经经xx新渝技技工学校，在在苏家湾变变电站附近近与海铜路路相接，然然后以隧道道穿越电子子部24所、26所，与南南城大道环环岛处设环环城立交，过过环城立交交向南沿大大石路到达达线路终点点—大石路立立交，线路路全长4..0Km。（二）、设计简简介xxx大桥工程程由xxxx大桥正桥桥、xxxx立交、南南城隧道、南南城立交及及海铜路改改造工程组组成。xxxxx长江江大桥正桥桥主桥采用用刚构与提提篮式钢箱箱系杆拱、钢钢桁梁的组组合结构。系系杆拱桥主主跨4200m，对称称布置的边边跨和侧跨跨分别为1102m及及88m，主主桥全长8800m。主主桥设六线线行车道、双双线城市轻轻轨、双侧侧人行道。六六车道及双双侧人行道道设在上弦弦平面，双双线轻轨设设在主桥桁桁梁下弦平平面的横梁梁上，构成成双层特大大公轨两用用桥。1、体系主桥为半漂浮体体系，骨架架由V形刚构，拱拱和系杆组组成，钢桁桁梁做为承承载体，主主桥设4个支座，边边墩和交接接墩上都有有盆式橡胶胶支座，边边跨刚构设设纵向限位位支座，钢钢桁梁与主主体结构没没有固结，中中跨刚构拱拱肋处不设设竖向支座座，而是采采用吊索吊吊梁，单侧侧有6个吊索，全全桥共12个吊索，解解决钢桁梁梁支承体系系突然局部部变硬后造造成的疲劳劳问题。2、钢桁梁钢桁梁跨度888+1522+3200+1622+88mm，共800m长，钢桁桁梁标准节节段16mm长，有部部分非标准准节段，在在88m跨，横横向宽由标标准的322m，过渡渡到最宽442m，上上弦杆和桥桥面的正交交异性板组组成一体化化上弦杆。正正交异性板板的加劲U形肋跟横横隔板间做做了细部处处理，以解解决超过4000万次的疲疲劳问题。钢桁梁标准节段段重250t，边跨加加宽节段重重320tt，要求天天吊吊重4400t，下下弦杆最厚厚的是500mm的节节点板，采采用Q345EE+Z255钢材，其其他采用Q3455D，桥面系系横梁分中中块，边块块和锚固块块，视安装装的需要，决决定是分开开做还是一一体做。（为为便于边跨跨变宽段安安装，宜分分开做。）标准节段钢桁梁梁的吊装：：在每个节段增加加1组竖向临临时吊杆和和1组临时连连接板，以以加强节段段在运输和和吊装过程程中的稳定定，位置示示意如下：：下弦横梁梁高只只有1米多，纵纵向应力幅幅100～120，制造要要求高。斜吊杆的锚固板板板厚60mm。152m跨钢桁桁梁设置预预拱度。节段安装：由于上弦杆为一一体化的上上弦杆，刚刚度大，因因此要求制制作的精度度高，安装装中先对上上面，后对对下面，弦弦杆跟桥面面板间没有有全焊死，留留有25ccm的缝没没有焊，以以防上满高高栓后把焊焊缝拉裂。接头在栓上后直直接焊，不不再做临时时连接，最最多可拼装装2段后再焊焊接，不能能多于2段。3、钢箱拱钢箱拱设有6道道横撑，16m的标准节节段，在没没有横撑的的节段设计计有临时横横撑点和拱拱上吊点，拱拱肋隔板跟跟加劲肋不不焊，内柱柱外焊，复复杂的段中中箱中有箱箱。安装中采用缆索索吊安装，每每段均有扣扣索连，安安装中允许许安装1节段后（节节段重量×1.3），可可松钩，而而不加扣索索，但下一一节段安装装前，需拉拉扣索。拱的合拢为强制制合龙，不不需顶推以以调整内力力，只要达达到中间目目标几何就就可，拱脚脚有1m后浇段段，需桥面面系等都到到位后，调调整边跨系系杆内力，达达到目标控控制几何后后，再现浇浇，一旦浇浇注，就无无法再调了了。（三）、主要技技术标准设计基准年限：：100年，道路等等级：I级设计荷载：汽车车城-A级，双线线城市轻轨轨，人群荷荷载2.4kkN/m22设计行车速度：：汽车60kmm/h，轻轨75kmm/h桥面宽度：行车车道宽度2×3××3.755m，中央分分隔带宽度度1.0m，两侧路路缘带宽度度2×2××0.5mm，人行道道宽度2×2..5m纵坡、横坡：桥桥面纵坡0.599%，桥面横横坡2%设计洪水频率：：1/3000设计通航净空：：设计最高高通航水位位为189..33m；通航净净空三峡工工程蓄水前前不小于385m，三峡工工程蓄水后后不小于375m。道路净净空高度：：≥5m设计坐标参考系系统：黄海海高程系统统和xx市独立立坐标系统统。（四）、自然条条件1、地形地貌桥址处属堆积～～侵蚀河谷谷地貌。河河谷阶地以以基座阶地地为主，横横断面开阔阔呈不对称称“U”型，具壮壮年期河谷谷地貌特征征。北岸岸岸坡低缓，发发育阶地、河河漫滩与江江心洲等地地形，为堆堆积岸。南南岸岸坡较较陡，堆积积层不发育育，显基座座阶地特征征为冲刷岸岸。2、工程地质南主桥墩处在ⅠⅠ级阶地，阶阶坡上部以以黄色、黄黄褐色粉土土为主，呈呈可塑状；；底部为砂砂卵石层，卵卵砾含量50-660%，结构稍稍密；容许许承载力[σ]=3000kPaa。北岸为为河漫滩，物物质成分是是砂卵石土土，卵石含含量60-770%，结构中中密；容许许承载力[σ]=5000kPaa。主桥区出露的岩岩石以砂质质泥岩为主主，砂岩夹夹于砂质泥泥岩中；砂砂质泥岩节节理不发育育，中等风风化岩层，属属软质岩；；砂岩呈薄薄层状或透透镜体分布布，节理不不发育，中中等风化岩岩层，属较较软岩。3、气象特征桥址区属亚热带带季风暖湿湿气候区。具具有春早、夏夏热、秋雨雨连绵、冬冬暖多雾、无无霜期长、雨雨量充沛的的特点。多多年平均气气温18.3℃，极端最最高气温442.2℃，极端最最低气温-1.8℃，最大平平均日温差差11.9℃，一日最最大降量192..9mm，年平均均相对湿度度79%，年平均均风速1.399m/s，年最大大风速26.77m/s。4、水文条件在桥址处河面宽宽600～10000m，常年洪洪水位一般般为180..00～181..00m，汛期最最大流量862000m3/s（1981年7月），最最大流速4.077m/s，历史最最高水位为为196..25m（1870年），最最低水位为为153..7.088（1987年）。xxx大桥洪水水频率及水水位表频率1%2%5%10%20%对应重现期（年年）1005020105水位（m）193.23191.63188.33187.53185.03三峡水库建成后后对大桥附附近的水位位影响不大大，基本保保持现状。第二章本工工程特点和和施工技术术难点分析析（一）、工程的的特点1、xxxxx长江江大桥主桥桥为预应力力刚构与提提篮式钢箱箱系杆拱、钢钢桁梁的组组合结构。2、采用智能化主主动控制体体系，中跨跨与边跨系系杆分开，结结构效率高高，对施工工的要求亦亦高。3、钢桁梁采用整整体节点，上上弦箱形截截面杆件与与正交异性性桥面板组组成一体化化的上弦杆杆。采用大大节段吊装装施工，这这在国内尚尚属首次，对对制造精度度要求高、吊吊装施工控控制要求严严。4、是世界上最大大跨度的公公路及轨道道两用中承承式钢箱系系杆拱桥，边边跨杆件疲疲劳应力幅幅大，横梁梁疲劳次数数高。5、施工工期紧：：本桥计划划工期21个月，工工期紧。且且基础、下下部结构及及临时设施施施工受洪洪水影响大大。为避免免洪水的影影响，在本本枯水期内内要完成PP15～P18桥墩、P17及P18刚构支架架施工、边边跨与侧跨跨钢桁梁的的架设支架架、缆索吊吊机的安装装等各项工工程，前期期工期非常常紧，施工工难度大。6、维护航道安全全责任大：：长江的施施工季节性性强，水位位落差大，航航道范围幅幅度大，全全范围节段段吊装有困困难，在施施工中需确确保航道的的安全。（二）、工程施施工重点（关关键）和技技术难点分分析本工程的重点和和难点主要要在于吊装装系统复杂杂、“Y”型刚构施施工难度大大、钢箱拱拱与钢桁梁梁安装精度度要求高。1、全桥钢桁梁及及钢箱拱的的架设采用用缆索吊机机，吊装最最大重量达达到360t，跨度4220m，且且缆索吊机机塔架支承承于拱肋扣扣索塔架上上，缆索吊吊机系统及及拱肋塔扣扣调整系统统的设计和和施工要求求高。2、主墩“Y”型型刚构结构构设计新颖颖，技术复复杂，施工工工序多，施施工难度较较大。3、大桥设计使用用年限为一一百年，对对混凝土的的耐久性要要求高，因因此在施工工中采用高高性能混凝凝土；“Y”型刚构与与承台均为为高强大体体积混凝土土施工，因因此要在施施工中采取取混凝土抗抗裂控制措措施。4、钢桁梁架设采用用大节段吊吊装施工，节节段制造精精度要求高高，安装控控制要求严严。5、钢箱提篮拱及及中跨钢桁桁梁辅以扣扣索塔架和和吊杆两端端对称拼装装，跨中合合拢，必须须计算每一一施工步骤骤的杆件及及节段内力力、线型高高程、转角角，严格控控制扣吊索索索力，施施工控制要要求高。全全桥的施工工控制是全全桥施工的的关键。6、本桥钢箱拱、钢桁梁架设跨越主航道，航道水运繁忙，节段需从水上运输起吊，对通航有一定影响，应与航运及港监部门密切配合，维护航道安全。第三章xxxxxx长长江大桥缆缆索吊机设设计一、设计依据根据本桥桥主跨的结结构特点，全全桥钢桁梁梁及钢箱拱拱的架设采采用缆索吊吊机方案，缆缆索吊机和和拱肋扣索索共用一个个塔架。二、缆索吊机设设计参数的的确定1、缆索吊机跨度度、宽度的的确定根据桥址处地形形地势条件件、桥梁结结构形式，确确定吊机塔塔架支撑于于Y构中横梁梁上，因此此吊机吊重重跨度420m。吊机北北侧后锚固固布置在P12～P13之间的漫漫滩上，南南侧后锚固固则布置在在南岸山坡坡上。由于中跨、边侧侧跨布置有有系杆索，横横桥向布置置在钢横梁梁翼缘板，系系杆索间距距～40m，因此吊吊机横桥向向立柱净间间距定为41m。2、塔架形式及高高度的确定定根据自然条件、桥桥梁结构形形式，确定定吊机塔架架及扣索塔塔架合建。由由于拱肋顶顶标高为303..69m，因此确确定扣索、锚锚索顶标高高为337..382mm。考虑跑跑车及挂架架高度（6m）、吊梁梁扁担（4m）、以及及分索器等等与扣索之之间的净空空后，确定定吊机主缆缆在最大吊吊重时距拱拱肋顶～26m，吊机最最大吊重时时垂跨比按按照1/13设计，因因此确定塔塔顶鞍座顶顶面标高为为362..929mm。扣索塔架底部固固结于Y构根部，缆缆索吊机塔塔架铰接于于扣索塔架架顶，以为为减小缆索索吊机工作作时引起塔塔顶偏位对对扣索塔架架的影响。扣扣索塔架高高度约130m，缆索吊吊机塔架高高度约24m。3、两组主缆间距距的确定：：根据提篮篮拱肋平面面位置进行行扣索的布布置，同时时考虑钢桁桁梁吊点上上布置等空空间因素后后，确定两两组主缆间间距为344m，即桥桥中线两侧侧各17mm。4、缆索吊机跨度度组成为3360m（北北）+420mm（中）+260mm（南），两两塔架等高高，南北边边跨倾角均均约为28°。三、缆索系统计计算计算基本假定：：a）、不计计承载索在在塔顶的摩摩阻力（承承载索为通通长索）；；b）、承载载索所承受受的均匀荷荷载是沿水水平跨分布布的单位长长度索重；；c）、承载载索只受拉拉力;d)、塔架顶顶部不发生生位移。根据有关缆索计计算理论，考考虑边跨锚锚固段影响响时，承载载力的张力力方程为：：式中：Hx———考虑边跨跨锚固段影影响时，承承载承受拉拉力的水平平分力；EH——承载索换算弹性性模量，其其值为；EEH=其中G1——第一种状态A端端锚固段承承载索总重重量，其值值为G11=G2——第一种状态B端端锚固段承承载索总重重量，其值值为：G22=Gx1、Gx22——分别为第第二种状态态时A、B端锚固段段承载索总总重量；α1、α2——分别为A、B端端锚固段承承载索弦线线倾角；根据最大吊重和和主索的破破断力以及及最大垂跨跨比，运用用有关悬索索理论试算算，初步确确定主索采采用两组12φ60（6X377S+IWWR）钢芯钢钢丝绳，主主索间距230mmm。主索支支承于塔架架索鞍上，锚锚固于两岸岸锚碇。主主索两端制制造为冷铸铸锚头，其其中，北岸岸为主索死死头，南岸岸设可调节节段。1、计算荷载（1）、恒载（一组组主索，均均布荷载）主索（φ60钢钢丝绳）：：g1=115.0kkg/mxx12=1180kgg/m起重索（φ322钢丝绳，2根/线）：g2=33.89kkg/mxx2=7..78kgg/m牵引索（φ322钢丝绳走6）：g3=33.89xx6=233.34kkg/m支索器单个重量量及间距：：g4=3300kgg/20mm=15kkg/m结索（φ11钢钢丝绳，2根/线））：g5=00.42kkg/mxx2=0..84kgg/m中跨均布荷载ΣΣg=g11+g2++g3+gg4+g55=2266.96kkg/m平均到单根主索索：g=2008.144/12==18.991kg//m钢索组成参数表表刚索规格单位承载索牵引索起重索上塔后风缆上塔通风缆下塔后风缆下塔前风缆支承器联结绳钢索直径d㎜φ60φ32φ32φ48φ48φ15.24φ15.24φ11钢丝直径d㎜3.01.71.7钢索型号6*37S+IWR钢芯6*37S+FC麻芯6*37S+FC麻芯6*37S+FC麻芯6*37S+FC麻芯钢绞线钢绞线6*19+FCC麻芯重量㎏/m15.03.893.8911110.41金属截面积FKK㎜21416.199400.53400.53843843140140弹性模量EK㎏/㎡1.2E107.56E97.56E91.2E101.2E101.95E1001.95E1007.56E9钢筋线膨胀系数数SGM1.2E-51.2E-51.2E-51.2E-51.2E-51.2E-51.2E-51.2E-5钢索破断拉力TTP㎏239000631006310014200014200010000100006900钢丝公称强度㎏/㎡1.87E81.87E81.87E81.87E81.87E81.86E81.86E8钢丝有效强度㎏/㎡1.59E81.49E81.49E81.59E81.59E8拉力安全系数应大于3~3.54~54~53.03.03.53.5应力安全系数应大于2332222（2）、活载每台跑车及上下下挂架：14.55t；两线各各两台共4台：4x144.5=558t扁担梁梁：a、横向扁扁担2xx20=440tb、纵向扁扁担2xx5=100t起重索索（φ32钢丝绳走8，起落高高度1500m）：～18t吊重确定：按照照钢桁梁尽尽可能少拆拆分的原则则（边跨A1~AA6节段由于于受Y构自身结结构限制，在在支架上纵纵移时必须须拆分），并并充分发挥挥缆索吊机机的起吊能能力，在起起吊边、侧侧、中三跨跨钢桁梁各各个节段以以及钢箱拱拱节段时，分分别对天车车的运行区区间进行分分段控制。钢钢桁梁各节节段其重量量以及其拆拆分方法见见附表。因因钢桁梁节节段重量远远大于钢箱箱拱重量，控控制工况发发生在钢桁桁梁吊装阶阶段。2、主索最大张力力计算：由以上，对钢桁桁梁各节段段拆分后重重量和起吊吊扁担等吊吊具进行组组合后来确确定缆索吊吊机的集中中荷载，并并输入缆索索运算程序序计算出控控制索力和和最大牵引引力（盲区区30m）以及天天车运行范范围。见“钢桁梁吊吊装控制工工况一览表表1，2”。3、温度和位移变变化对主索索的影响：：（1）、温度变化对对主索的影影响：主索安装温度2200C，缆吊工工作时，xxx地区夏夏天最高温温度约400C，考虑钢钢丝绳的吸吸热性，其其最高温度度可达500C，温度变变化幅度30oC。根据温温差变化，代代入主索张张力状态方方程，计算算承载索的的安装张力力。考虑温度变化时时的主索张张力状态方方程为：其中a=bb=以上式中HHx——当任意荷荷载Qx在跨内x位置时承承重索的最最大水平张张力；Hmaax——当荷载Q在跨中位位置时，承承载索的最最大水平张张力；Ek———承载索的的弹性模量量；F———承载索的的金属截面面积；α———弦线倾角角；Q———半根承载载索的总载载荷（包括括荷重，小小车自重及及其他荷重重）；Qx———载荷变化化后单根承承载索的任任意荷载；；G———单根承载载索的质量量，G=Gx———单根承载载索受弹性性和温度变变化伸长时时的质量，Gx=ε———承载索的的线膨胀系系数，一般般取ε=（11~112）×10-66；±Δtt——绝对温度度差，±Δt=t--tx，当温度度差处于较较t增高时取取正号，反反之取负号号。缆吊工作时最大大水平张力力Hmaxx=76tt，集中力Q=200t（单根主主索），空空索安装时时Qx=0，其他参参数见前述述。代入张力状态方方程，解出出a=-1143.11519，b=444659解出安装时单根根主索初张张力H0=16..7t由缆索计算程序计计算结果，不不考虑温度度变化时的的空索初装装垂度为228.111m，初张张力H0=14..82ttt；受温度度变化影响响，初张力力H0=116.7tt，空索初初装垂度为为24.9961m。（2）、塔顶位移对对对主索索索力的影响响：塔顶有位移时主主索张力状状态方程为为：式中b=式中支架端点向向跨内位移移δ取正号，反反之取负号号。其他符符号同前利用上式即能根根据最大张张力值求出出承载索支支点位移后后的张力值值。塔顶位移为100cm时，δ=2x110cm==0.2mm，代入张张力状态方方程，解出a=-145..32622，b=122316444，解出Hδ=744.8t（3）、温度和位移移变化共同同作用下对对主索的影影响：式中b=其他符号同前。考虑30C温差（升升温）和塔塔顶10cm位移变化化，代入状状态方程，解出a=-151..44333，b=122316444，解出H=73..9t4、承重索索长最大吊重时（以以吊装中跨跨钢桁梁为为例）主索索索长计算算：三跨缆索：L11+L2++L3=3360+4420+2260在跨中吊装中跨跨钢桁梁时时，索力T=773.3tt北边跨水平张力力H1=TT*coss28o=64..7垂度==4.225m，h1=1977m北边跨索长SS1==4144.03mm南边跨水平张力力H2=TT*coss28o垂度f2==2.22m，h2=1422m南边跨索长SS2==2988.8m中跨索长：S中中===4266.62mm单根主索索长：：S=S1+S2+S中=11339.455m5、牵引索计算最大牵引力包括括：牵引索索初张力、搬搬运小车沿沿承重索运运行时的坡坡度阻力、搬搬运小车运运行时的摩摩擦阻力、滑滑轮转动阻阻力。以吊重300tt为例（包包括天车、起起重绳后集集中荷载为为376t）：牵引索初张力ωω0=q----牵牵引索单位位长度重量量（φ32钢丝绳走6）φ32钢丝绳线重量：：3.899kg/mmq=6x3.889=233.34kkg/m为分索器间距，取取20m时为牵引索垂度，取0.01=0.2m由以上：ω00===58335kg==5.8335t(2)搬运小小车沿承重重索运行时时的坡度阻阻力ω1=QQsinγQ为一一组承重索索的集中荷荷载，取376//2=1888t(不计冲击)γ为搬搬运小车沿沿承重索的的最大爬升升角度。盲区为330m，由由公式：tgγ=,跑车运行行至盲区（30m）边缘时，根据缆索程序计算得：单根主索水平拉力：H=32t，从而有tgγ==0.287γ==16oω1=Qsinγ==188xxsin116oω1=51.8t(3)搬运小小车运行时时的摩擦阻阻力ω2=,为小小车沿承重重索运行时时的摩擦阻阻力系数：：μ1为小车行走轮轴轴承摩擦系系数，滚动动轴承取0.02，R小车行走轮半径径，取0..3m（直直径为0..6m），r小车行走轮轴颈颈半径，取取r/R==0.1，μ0为小车行走轮与与承重索之之间的滚动动摩擦系数数，对于普普通钢丝绳绳取μ0=0.55由以上，=0..035从而有：ω2===0.0035x1188xccos166o=6.332t(4)、滑轮转转动阻力ω3ω3=（ω0+ω1+ω2）（）为滑轮的总阻力力系数，按按滚动轴承承取1.022分别为小车运行行时,在牵引索索和起重索索的导向滑滑轮的个数数，各取2由以上，ω3==（ω0+ω1+ω2）（）=ω3=5..27t牵引力总汇：ω=ω0+ω1+ω2+ω3=69.2t四、扣索塔架及及其缆风系系统计算扣塔由万能杆件件拼装而成成，底部固固结于“Y”型墩上。缆缆吊塔架铰铰接于扣塔塔顶部。扣扣塔为万能能杆件立柱柱，单根立立柱为横桥桥向宽度6m，纵桥向向宽度7.688m，扣塔高高度130m，两道横横联，上横横连高12m，中横连连高6m。两立柱柱中心距离离47m，净距41m。1、截面特性和压压弯计算：：A=3728ccm2纵桥向：Iy==3.044x1088cm4，Wy=77.67xx106cm3横桥向：：Ix=11.86xx108cm4ry==2855.6cmm塔架为一端固定定另一端可可移动但不不能转动的的压弯杆件件ry==2855.6cmmλ=L/ry=1130000/2855.6=445.5查压杆稳定系数数表，折减减系数：φ1=0.9906万能杆件节间为为2m，折减系系数：φ2=0.9935塔架单根立柱竖竖向力P约40000t，其组成成如下表：：自重（包括缆吊吊塔架）（t）扣锚索竖向力（t）扣塔风缆竖向力力（t）钢梁架设时的扣扣锚索竖向向力增量（t）缆吊系统竖向力力（t）16001190100360750t压弯构件：=φφ1*φ2*[σ][σ]=1700kkg/cmm2由以上，计算可可知：M=28816t--m塔架除竖向力以以外可承受受附加弯矩矩28166t-m2、风载引起的塔塔顶变位△1塔架挡风面积AA，A=6x1300x2+441x122+41xx6=22298m22验算风载4000Pa（9级）工作风载3000Pa（6级）总风力：F=KK1K2K3*A*PP0=0.44x1.55x1x22298xx300==41.336t单根立柱风力合合力：41.336/2==20.77t单根立柱换算均均布荷载：：q=200.7/1130=00.16tt/m风载引起的扣塔塔塔顶位移移：△1=对于塔架E=22.1x1106kg/ccm2风载引起的塔顶顶变位：△1=8.995cm风载引起的塔底底弯矩：M1=13522t-m3、作用在扣塔顶顶的水平力力引起的变变位△2扣塔顶的水平力力包括：扣扣锚索不平平衡力10t，缆吊倾倾斜后产生生的水平分分力5t，风载作作用在缆吊吊塔架后引引起的铰座座水平反力力1.5t。扣塔顶的水平力力合计：H=166.5t引起扣塔塔顶位位移：△2==18..93cmm扣塔顶的水平力力引起的塔塔底弯矩：：M2=HHxL=22145tt-m4、缆风绳初张力力：①塔顶允许位移计计算：由以上计算，塔塔底弯矩：：M=M11+M2==34977＞[M]==28166缆风需平衡的弯弯矩：34977-28116=6881t-mm缆风提供的水平平张力增量量（前后缆缆风平衡后后）：N1=--681//130==-5.33t（N1方向和不平衡力力相反）此工况下的塔顶顶位移（亦亦即允许偏偏位）为△3塔架底端固结，顶顶端位移为为△3建立平衡方程：：δ11*NN1+△1+△2=△3δ11为单位力作用下下塔顶位移移：δ11==11.1477cm/tt△3=△1+△2+δ11*N1=118.933+8.995-1..147xx5.3塔顶允许位移：：△3=21..8cm结论：在风载、扣扣锚索不平平衡水平力力以及缆吊吊引起的扣扣塔顶水平平力作用下下，扣塔塔塔顶允许位位移21.88cm。此时，塔塔底承受弯弯矩28166t-m；缆风张张力5.3t，克服弯弯矩681tt-m。②缆风配置：为安全起见，塔塔顶最大位位移设定为为△=10ccm。此工况下引起的的缆风水平平张力为N，建立平衡方程：：△=△1+△2+δ11*NN解出：N=-115.6tt缆风绳选用φ115.244钢绞线，其其参数为：：弹模E=1..95x1106kg/ccm2单根断面积：AA=1.44cm2，线重量1kg//m，长度L=4000m。钢绞线根数为nn，缆风伸伸长量△L可近似为10cm（和塔顶顶位移相当当）。△L=n=22.8，取24根，即单单根扣塔顶顶的前后缆缆风均用2-12φ15.224钢绞线。③缆风初张力的确确定：初张张力克服安安装扣塔时时的非工作作风力（9级）；另外，根据缆风风垂度和水水平张力成成反比的关关系，为保保证缆风在在塔顶微量量变位后发发生较大幅幅度张力变变量△H，其初始始垂度必须须很小，亦亦即缆风初初始水平力力很大。缆风初始水平力力为H0，塔顶变变位△以后水平平张力为HH，其计算算实质就是是均布荷载载作用下，支支座位移为为△的悬索计计算。其中，Eη为弹弹模，对于于钢绞线，取取Eη=1.995x1007t/m2F为缆风绳断面积积，单根φ15.224钢绞线为1.4xx10-44m2G为缆风绳重量，G=ql，q为缆风绳线重量，单根φ15.24钢绞线取1kg/m；l为缆风绳跨度，北岸后风缆为360m，中跨通风缆为420m，南岸后风缆为260m。β缆风倾角。由此，用试算法法，列表如如下：表一：缆风组成成，2-9φ15.224钢绞线（单单根塔柱）H0（t）塔顶变位△（mm）后缆H（t）前缆H（t）后缆增量H-H0（tt）前缆增量H-H0（tt）增量合计（t）可抵抗不平衡塔塔顶集中力力（计入塔塔架刚度）t可抵抗不平衡塔塔顶集中力力（不计塔塔架刚度）t900.199.5781.499.57-8.5118.0826.818.081000.1109.9590.799.95-9.2119.1627.8819.161100.1120.22100.2710.22-9.7319.9528.8719.951200.1130.41109.8710.41-10.1320.5429.2620.54表二：缆风组成成，2-12φ15.224钢绞线（单单根塔柱）H0（t）塔顶变位△（mm）后缆H（t）前缆H（t）后缆增量H-H0（tt）前缆增量H-H0（tt）增量合计（t）可抵抗不平衡塔塔顶集中力力（计入塔塔架刚度）t可抵抗不平衡塔塔顶集中力力（不计塔塔架刚度）t900.1100.7381.710.73-8.319.0327.7519.031000.1111.690.5111.6-8.420.028.8220.01100.1122.2699.512.26-10.522.7631.4822.761200.1132.76108.6412.76-11.3624.1232.8424.12根据以上计算结结果，综合合比较，选选用2-9φ15.224钢绞线作作为扣塔缆缆风；初张张水平力2x600t，在塔顶顶变位10cm时，由前前后缆风提提供的水平平力增量为为20.554t；可抵抗抗塔顶不平平衡集中力力29.226t（计入塔塔架刚度）；；为安全考虑，不不计入塔架架刚度（塔塔架自身刚刚度作为安安全储备），可可抵抗塔顶顶不平衡集集中力20.554t。五、缆索吊机塔塔顶缆风计计算1、风载计算缆吊塔架挡风面面积A，立柱为4x6见方的万万能杆件立立柱，高度度24m。上横梁梁桁高8m，两立柱柱中心距离离47m，净距41m。A=2x4x224+411x8=33608mm2验算风载4000Pa（9级）工作风载3000Pa（6级）总风力：F=KK1K2K3*A*PP0=0.44x1.55x1x3360x3300=66.48tt单根立柱风力：：3.244t2、塔顶不平衡力力计算：塔顶不平衡力主主要有：主主索不平衡衡力，向跨内内方向的风风力，牵引引索不平衡衡拉力，起起重索不平平衡拉力。从主索索挂设到缆缆吊工作塔塔顶不平衡衡力的变化化过程如下下：①塔架拼完后：塔塔架拼装完完毕，安装装前后缆风风。塔顶除除风载作用用没有其他他外力，此此时前后缆缆风水平张张力互相平平衡。②主索安装完毕，塔塔顶不平衡衡力：空索水平平张力：H0===14..84t主索空索索索力：T0===15..36t单根主索索空索不平平衡索力：：△H0=H0-T0cosα=1.227t(α为为主索边跨跨仰角,α=28o)一组主索索空索不平平衡索力:12xx1.277=15..2t③安装完跑车、吊吊架、起吊吊扁担梁后后，塔顶不不平衡力：：此工况下单根主主索集中力力为：P1=（58+116+2xx20+22x5）/24==5.166t,垂度为f1=31..48m，经缆索索计算程序序计算有：：水平张力为：HH1=30..47t主主索索力：：T1=31..17t单根主索不平衡衡索力：△H1=H1–T1cosα=2.995t一组主索索不平衡索索力:12xx295==35.44t④缆索吊机开始工工作后,跨中吊重1/2最大吊重重时,塔顶不平平衡力：此工况下下单根主索索集中力为为：P2=（58+16+22x20++2x5++320//2）/24==11.88t,（最大吊吊重320t）垂度为f2=332.066m主索水平张力::H2=511.56tt主索索力：T22=52..5t单根主索不平衡衡索力：△H2=H2–T2cosα=5.2t一组主索不平衡衡索力:12xx5.022=62..4t起重索不平衡拉拉力:2x115=300t牵引索不平衡拉拉力，此工工况下牵引引坡度为0,因此,由以上计计算,此时牵引引拉力约为为15t..从而有跨中吊重重1/2最大吊重重时,塔顶不平平衡力合计计：62.4+300+15==107..4t..⑤在跨中最大吊重重时的塔顶顶不平衡水水平力：由前面计算跨中中最大吊重重时的主索索水平力：：H3=71..06t主索最大拉力::T3=72..2t单根主索不平衡衡索力：△H3=H3–T3cosα=7.33t一组主索不平衡衡水平力:12xx7.3==87.77t此工况下，起重重索不平衡衡拉力:2x115=300t牵引索不平衡拉拉力，此工工况下牵引引坡度为0,因此,由以上计计算,此时牵引引拉力约为为13t（跨中坡坡度为0）。塔顶不平衡水平平力合计为为：87.77+30++13=1130.77t⑥在跨中最大吊重重的1/3时的塔顶顶不平衡水水平力：由前面计算跨中中最大吊重重时的主索索水平力：：H4=44..46t主索最大拉力::T4=45..41t单根主索不平衡衡索力：△H4=H4–T4cosα=4.336t一组主索不平衡衡水平力:12xx4.366=52..3t此工况下，起重重索不平衡衡拉力:2x110=200t牵引索不平衡拉拉力，此工工况下牵引引坡度为0,因此,由以上计计算,此时牵引引拉力约为为10t（跨中）。塔顶不平衡水平平力合计为为：52.33+20++10=882.3tt⑦最大吊重在盲区区边界工况况（盲区按按30m）：主索水平力：H5=38..745tt主索最大拉力::T5=43..87t单根主索不平衡衡索力：△H5=H5–T5cosα=0.0012t一组主索不平衡衡水平力:12xx0.0112=0..15t此工况下，起重重索不平衡衡拉力:2x115=300t牵引索不平衡拉拉力：79t工作时不利方向向风载：2t（六级风风）塔顶最大不平衡衡水平力合合计为：0.155+30++79=1109.22t3、缆风绳初张力力和塔顶预预偏量的确确定：上塔架缆风绳((后锚索)主要平衡衡主索在吊吊重跨和后后锚跨由于于主索倾角角的改变而而产生的不不平衡力、牵牵引起重等等引起的向向塔架内侧侧的不平衡衡力。同时时,缆风绳必必须达到一一定的刚度度,以将塔顶顶位移限制制在规定的的范围内.如果仅设设后缆风绳绳,则后缆风风绳初张力力的水平分分力等于主主索在主跨跨和锚跨的的水平分力力的差值,一般较小小。后缆风风绳受垂度度的影响，当当张力较小小时，钢丝丝绳本身的的刚度往往往不能充分分发挥。所所以需要设设置前缆风风绳，前缆缆风绳的设设置以能充充分发挥后后缆风绳的的刚度为原原则。根据以上计算结结果，由于于主索和天天车、挂架架等吊重设设施产生的的塔顶不平平衡水平力力是一直存存在的，可可通过拉设设缆风使塔塔架向外预预偏的措施施来消除此此部分外力力。因此，缆缆吊开始投投入使用后后，塔顶最最小不平衡衡水平力是是缆吊在空空载时的35.44t；塔顶最最大不平衡衡水平力为为130..7t，出现在在缆吊跨中中最大吊重重时，计入入不利方向向（向跨中中）的风力力3.244/2=11.6t，塔顶最最大不平衡衡水平力为为132..3t。塔顶不不平衡水平平力变化幅幅度为（132..3-355.4）=96..9t。塔顶位移确定：：根据缆风风绳张力和和伸长量成成正比的关关系，可设设定在塔顶顶不平衡水水平力变化化幅度的一一半时塔架架竖直，即即当塔顶不不平衡力为为35.44+1044/2=883.8tt时塔架竖竖直。根据据前面计算算，在跨中中1/3最大吊重重时的塔顶顶不平衡水水平力为82.33t，可近似似认为此工工况时塔架架竖直。设定塔顶顶位移变幅幅为2△，即缆吊吊在空载时时，塔顶向向后偏位△；缆吊在跨中最大大吊重时，塔塔顶向前倾倾斜△；在跨中1/3最大吊重重时，塔架架竖直。塔顶预偏量包括括两部分定定，其一是是考虑到由由主索和天天车、挂架架等吊重设设施产生的的塔顶不平平衡水平力力是一直存存在的，先先在挂设前前后缆风时时设置塔顶顶预偏量△0；另一部部分是塔顶顶在缆吊作作业时的最最大位移△。塔架安装完毕，挂挂设前后缆缆风并进行行初张拉。通通过前调节节后缆风长长度，使塔塔顶向后倾倾斜△0+△。挂完主主索，安装装完跑车、挂挂架等起重重设施后，在在不平衡外外力作用下下，使塔顶顶向跨中产产生变位△0，同时前前后缆风张张力发生变变化，即，后后缆风张力力增大，前前缆风减小小，其水平平张力差值值△H和外力平平衡。缆吊吊开始作业业后，由于于吊重而使使塔顶产生生新的不平平衡外力，并并再此外力力作用下塔塔顶发生相相应的位移移，使前后后缆风张力力发生变化化，其水平平张力差值值始终和外外力平衡。缆风的初始张力力和塔顶预预偏量可用用下列公式式试算而定定：缆风初始水平力力为H0，塔顶变变位△以后水平平张力为HH，其计算算实质就是是均布荷载载作用下，支支座位移为为△的悬索计计算。其中，Eη为弹弹模，对于于钢丝绳，取取Eη=1.22x1077t/m2F为缆风绳断面积积，单根φ48钢丝绳为8.433x10--4m2G为缆风绳重量，G=ql，q为缆风绳线重量，单根φ48钢丝绳取8.76kg/m；l为缆风绳跨度，北岸后风缆为360m，中跨通风缆为420m，南岸后风缆为260m。β缆风倾角。由此，设初张力力H0，塔顶预预偏量△0。塔顶在在安装完跑跑车、挂架架等起重设设施后，其其不平衡外外力为35.44t。塔顶发发生量△0位移时，前前后缆风合合力为35.44t。单根塔塔柱缆风选选用：后风风缆用5-φ48钢丝绳，前前风缆用4-φ48钢丝绳。用用试算法，可可列表如下下：表1：预偏量△0和和缆风初张张拉H0的确定：H0（t）塔顶变位△0（m）后缆H（t）前缆H（t）后缆增量H-H0（tt）前缆增量H-H0（tt）增量合计（t）1800.14193.55156.6413.55-24.736.9根据以上计算结结果，选用用后风缆用用5-φ48钢丝绳，前前风缆用4-φ48钢丝绳作作为缆索吊吊机塔架缆缆风；后风风缆初张水水平力5x366t，前风缆缆初张水平平力4x355t，在塔顶顶变位预偏偏量△0=14ccm时，由前前后缆风提提供的水平平力增量为为36.99t；可抵抗抗塔顶在安安装完跑车车、挂架等等起重设施施后产生的的不平衡外外力为35.44t。预偏量△的确定定：由上表表，前后缆缆风初张力力为180t，塔顶预预偏量△0设置为14cm。在安装装完跑车、挂挂架等起重重设施后，后后缆风张力力由180t增加至193..55t；前缆风风张力由180t减少至156..64t；缆吊开开始作业后后，由于吊吊重而使塔塔顶产生新新的不平衡衡外力；最最大值为96.99t（不计在在安装完跑跑车、挂架架等起重设设施后产生生的不平衡衡外力）。当当塔顶不平平衡外力为为96.99/2=448.455t时，塔顶顶发生位移移△；前后缆缆风相应变变化后合力力和不平衡衡外力平衡衡。仍用上上式试算，表2：预偏量△和缆缆风初张拉拉H0的确定：后缆H0（t）前缆H0（t）塔顶变位△（mm）后缆H（t）前缆H（t）后缆增量H-H0（tt）前缆增量H-H0（tt）增量合计（t）193.55156.640.18211.38129.0117.83-27.6345.46211.38129.010.18229.58105.3118.2-23.741.9根据以上计算结结果，选用用后风缆用用5-φ48钢丝绳，前前风缆用4-φ48钢丝绳作作为缆索吊吊机塔架缆缆风；塔顶顶变位预偏偏量△0=15ccm；塔顶变变位预偏量量△=18ccm；即在安安装完塔架架挂设缆风风时，初张张水平力180t，塔架总总预偏量为为32cm。缆吊开开始工作后后，其塔顶顶前后最大大变位各为为18cm。（注:以上计算结果缆缆风所产生生的抵抗力力略小于塔塔顶主索、牵牵引起重等等产生的不不平衡力合合力；塔顶顶最大变位位18cm和塔高h=244m之比值：△/h=11/1333，略大于于规范规定定的[1/1150]。但考虑虑到塔顶主主索和索鞍鞍的摩擦力力在计算假假定中未予予考虑，而而实际作业业中此部分分摩擦力是是存在的，同同时也克服服一部分塔塔顶的偏位位，因此，缆缆风的配置置可行。）钢丝绳与钢绞线线方案材料料数量比较较：三跨钢丝绳长度度：400mm+4200m+2996mφ48钢丝绳全桥共计计8根：10×（400++296）+8x4422=1103366mq=8.76kkg/m共重:90.544tφ15.24钢绞绞线全桥共共计4×12×（4400+4420+2296）=53.5568m重量约53.66t。六、缆索吊机锚锚碇计算主索索力TT=9122T后风缆T=1440T㈠地锚平面布置置图地锚结构图地锚系统计算㈠外荷载采用ΦΦ60钢丝绳作作主索钢丝绳产生的[[T]=9912T其中夹角为288°T水平力=9122×coss28=8805TT垂直力=9122×sinn28=4428T风缆：[T]==140TTT水平力=1400×coss28=123.6TTT垂直力=1400×sinn28=665.722T作用在后锚碇上上的力T水平=805＋＋123..6=9228.6TT（→）T垂直=428＋＋65.77=4933.7T（↑）㈡结构自身计算算⒈砼：体积VV=8322m3G=832×22.4=11996..8T⒉浆砌片石：V=7226m3G=726×22.3=11699..8T⒊部分滑动面土体体重量：V1=4377m3G=437×11.8=7786.66TV2=22.5+559.4==81.99m3G=163.88T㈢结构抗滑计算算⒈（按第一滑动面面）Kδδ===1.92（按第一一滑动面）⒉（按第二二滑动面）Ks===1.62（按第二二滑动面）㈣抗倾覆计算：：重心位置：2.445m抗倾覆力矩：36666.6×22.45++928..6×1..35=1102366.78TT-m倾覆力矩：4933.7×99.65==47644T-mmKa==2.115㈤地基计算：=20.3t//m2=203Kpaa允许应力[σ]]=6000Kp满足要求：第四章缆索索起重机安安装施工1缆索吊机机塔架的安安装①缆索吊机塔架施施工。在塔塔架拼装之之前，组织织技术交底底以便顺利利拼装，进进场材料作作全面检查查，必要时时作力学性性能抽检。②缆索吊主塔与扣扣索塔架之之间采用铰铰接，塔架架拼装时临临时固结待待塔架拼装装完毕再转转为铰接，塔塔架垂直拼拼装至设计计有横梁的的高度及时时将横梁予予以联结。随随着塔架拼拼装高度增增加可采用用塔架上挂挂设滑轮卷卷扬机提升升安装散根根杆件，塔塔架每拼装装10米高度时时进行测量量检查并作作调整。塔塔架拼装过过程中及时时拉缆风索索确保塔架架施工安全全，塔架拼拼装完成后后进行全面面检查，其其各项误差差符合下列列要求：塔顶标高：≯550mm塔顶位移：≯220mm塔顶平面高差：：≯10mmm横梁挠度：＜11/10000立柱倾斜：＜HH/20000③塔架拼装完毕并并经检查合合格合，即即可安装塔塔顶索鞍，索索鞍安装后后，其弧形形表面及挡挡板光滑，无无毛刺，无无棱角刃口口；穿索时时在与绳索索接触面安安装四氟板板和涂黄油油，以减少少摩阻和保保护绳索。④缆索吊机塔架属属高层结构构物，为其其安全计，现现场设避雷雷装置。避避雷引线应应可靠接地地。2缆索吊机机缆索系统统绳索安装装①缆索吊机缆索系系统绳索安安装前设计计人员及总总工程师进进行交底，务务必使参加加缆索吊机机绳索安装装施工人员员对缆索系系统的布置置、技术要要点、绳索索种类、功功能与作用用、型号规规格，长度度及技术标标准与指标标等全面了了解，以便便正确指导导现场施工工，及时解解决现场施施工中出现现的问题。②钢丝绳进场时附附有出厂合合格证和技技术证明书书，并对钢钢丝绳的种种类、规格格、长度数数量及重等等进行全面面检查。同同时对钢丝丝绳主要力力学技术指指标进行抽抽检，检验验项目与要要求及方法法以国家技技术监督局局1996年4月5日发布的的国际GB/TT89188-19996为准。③锚固设备使用前前应抽取有有代表性的的结构做锚锚固试验，受受拉值一般般为设计值值的1.3—1.5倍。④缆索穿挂时须先先穿挂好导导索。利用用卷扬机将将直径16mm导索牵引引过江。导导索安装好好后，先将将直径32mmm的牵引索索牵引过江江，然后主主索及其余余钢丝绳穿穿挂均利用用牵引索牵牵引过江。缆缆索穿挂过过江时，严严防缆索坠坠入水中和和受到其他他的污染。⑤穿挂导索时事先先办妥封航航手续，严严格遵守通通航要求，封封航之前做做好导索穿穿挂准备工工作，务必必在封航时时间内完成成缆索过江江作业。⑥缆索安装技术要要求单根主索应位于于同一垂直直面内，每每组12根主索应应相互平行行，垂度误误差小于50mm，后锚固固点位置应应一致，其其位置误差差小于50mm；两岸的后锚索位位于同一平平面内，锚锚扣点位置置误差不大大于50mm。⑦缆索穿挂完毕组组织一次全全面检查，检检查内容包包括卷扬机机，滚筒、电电机及刹车车是否处于于良好状态态；缆绳有有否损伤和和污染，绳绳索与滑车车接触是否否吻合；锚锚固点是否否可靠；主主索垂度及及张弛程度度是否一致致等。检查查结果应做做详细记录录，以便及及时处理和和备查。3缆索吊机机跑车及吊吊点安装①成品跑车和吊点点在运输和和装卸时注注意不要碰碰伤，运抵抵工地时应应有出厂合合格证和抽抽检技术证证明书（含含探伤合桥桥证书）及及产品使用用说明书。跑跑车及吊点点进场后组组织有关人人员对跑车车及吊点部部件进行全全面检查，并并做好记录录，办理签签证。②跑车安装时其各各部尺寸符符合设计要要求，结构构紧固，稳稳定可靠。同同一线上的的走行轮对对正一致，不不同线上同同一排位置置上的走行行轮对齐平平行，不能能出现倾斜斜与歪扭现现象。轮槽槽与主索钢钢丝绳吻合合，以保证证跑车走行行时既不受受绳索阻挂挂，也不磨磨损钢丝绳绳；同时又又顺畅灵活活。③吊点安装时上下下挂架应平平行且处于于水平状态态，钢丝绳绳的绕向走走绳及出头头正确，绳绳索排列有有序，无交交叉扭结现现象，且与与轮槽相吻吻合，起、落落灵活不相相至磨擦。④跑车与吊点安装装后，对轮轮系加注钙钙基润滑脂脂，钢丝绳绳子涂油。以以实施保护护和减少摩摩阻。⑤缆索吊机跑车和和吊点安装装完毕作全全面检查，符符合要求后后即可进行行空载走行行；确认无无误后即可可办理验收收手续。⑥缆索吊机安装完完毕并经验验收合格后后即可进行行试吊。试试吊一般分分为跑车空空载反复运运转，静载载试吊和吊吊重运行三三个步骤，试试吊可按设设计吊重的的60%，100%。125%分三次进进行。在各各阶段试吊吊中，仔细细观测塔架架位移，主主索垂度，主主索受力均均匀程度，动动力设施工工作状况，牵牵引索、起起重索在各各转向轮上上运转情况况，以及主主索锚固情情况等，并并检查通讯讯，指挥系系统的通畅畅性能和各各作业组之之间工作协协调情况。4安全注意意事项及其其他①缆索吊机拼装时时随时注意意结构稳定定，拼装完完毕并试吊吊合格后须须制定详尽尽的安全使使用规则并并悬挂于吊吊机醒目处处。起吊重重物时须严严守“三不吊”原则。②缆索吊机绳索穿穿挂安装时时，缆索的的打梢，过过缆及临时时联结与锚锚固须稳妥妥可靠，严严防绳索脱脱落摔伤人人。水上过过导索时，操操作人员站站位正确，以以免绳索拉拉直将人打打入水中；；船舶上备备有救生衣衣、救生圈圈，严防人人员落水。第五章上部部结构安装装施工侧跨及边跨钢桁桁梁施工的的总体方案案是：正交交异性板钢钢桁梁在工工厂单件制制造完成后后，在工厂厂设置胎架架进行组装装和预拼成成一个整体体节段。通通过铁驳将将节段运至至缆索吊的的吊点下，缆缆索吊将节节段吊装至至架梁临时时支架滑道道上，用卷卷扬机牵引引，将单个个节段牵引引到设计位位置，调整整标高。缆缆索吊机将将下一节段段梁吊装至至架梁临时时支架滑道道上，用钢钢绞线、穿穿心千斤顶顶牵引，将将单个节段段牵引到上上一个节段段的前方位位置，调整整标高后支支垫，打冲冲钉，两节节段对接。连连接高强螺螺栓，桥面面板横缝焊焊接。按照上述步骤，节节段起吊、牵牵引、对接接，支架上上完成钢梁梁节段拼装装。一边、侧孔钢桁梁梁架设1边、侧孔孔钢桁梁拆拆分钢桁梁顶面宽度度大于前、后后悬臂梁上上下游内侧侧净空，钢钢桁梁在顶顶推过程中中钢桁梁两两侧侧板和和斜撑与Y构前后悬悬臂梁端部部相抵触，无无法通过。通过拆除边、侧侧孔部分节节段钢桁梁梁两侧斜撑撑和边板，减减少桥面板板的宽度，解解决由于前前后悬臂梁梁端部内侧侧净空不足足的问题。待待顶推、对对接就位后后，拆分部部分的两侧侧桥面板和和斜撑由桥桥面上的简简易吊机安安装。整体节段拆分前前的横断面面和纵断面面如下图所所示，图中中临时支撑撑1和2，为节段段整体吊装装时增设的的支撑杆件件。图1设计起吊节段和和横断面边、侧跨拆分情情况为：A1-A5,A8--A15节段，拆拆除两侧侧侧板和斜撑撑后顶板宽宽度28..81m。拆拆分成如图图2所示结构构。图2A1-AA5,A8-AA15节段拆分分后主断面面示意图增设临时牛腿支支撑杆，重重新布置顶顶面吊点，整整体吊装。顶顶推、对接接就位后，桥桥面上布置置简易门式式吊机安装装侧板和斜斜撑。图3A1-A55,A8--A15节段拆分分后节段临临时支撑示示意图拆分后主断面临临时吊点布布置见图4，边纵梁梁上亦需增增设临时吊吊点。图4拆分后主断面临临时吊点的的布置示意意图A6、A7节节段，拆分分方案为：：拆除两侧侧侧板、斜斜撑、边板板和边梁，拆拆分后主断断面如图5所示，顶顶板宽度113.811m。图5A6、A77节段拆分分后主断面面示意图增设临时支撑杆杆，重新布布置顶面吊吊点（见图图6、7所示），整整体吊装，就就地利用缆缆索吊机安安装边板和和边纵梁，安安装宽到28.881m，顶推前前移。待全全部顶推、对对接就位后后，桥面上上布置简易易门式吊机机安装侧板板和斜撑。图6A6、AA7节段拆分分后临时支支撑的布置置示意图图7A6、AA7节段拆分分后主断面面临时吊点点的布置示示意图上述拆分节段和和部位，根根据缆索吊吊机的吊装装能力，盲盲区的实际际长度，拆拆分部位可可做适当调调整。最后，安装边跨跨系杆索，进进行体系转转换。通过过顶落梁作作业将已安安装钢桁梁梁部分的承承力支点从从架梁临时时支架上转转换到边墩墩（P16，P19）及交界界墩（P15、P20）顶的支支座上和拱拱梁连接处处托梁的吊吊点上。2钢桁梁拆拆分部分的的安装拆分部分的结构构，A1—A5，A8---A15节段有侧侧板和斜撑撑，A6、A7节段有边边板、边纵纵梁、侧板板和斜撑。A1—A5，A8---A15节段待拖拖拉到位，对对接后即可可安装。侧侧板悬挂于于边侧，桥桥面上布置置简易门式式吊机辅助助起吊，安安装侧板。斜斜撑杆件预预先放置于于桁架内部部，安装时时用导链提提升。A6、A7节段，缆缆索吊机将将其吊到支支架上后，即即可用缆索索吊机安装装边板和边边纵梁。待待拖拉到位位、对接后后，安装侧侧板和斜撑撑。利用桥桥面上布置置的简易门门式吊机辅辅助起吊，安安装侧板。斜斜撑杆件也也预先放置置于桁架内内部，安装装时用导链链提升。安装时，先利用用桥面上布布置的简易易门式吊机机