跨河缆索吊装施工方案

1第一章工程简介1、编制依据1.************大桥施工图设计文件2.《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-20003.《路桥施工计算手册》4.《钢结构设计规范》GBJ17-885.《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-866.《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-957.《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-912、工程说明本工程是************跨越渠江的一座特大桥，其主桥为双飞雁中承式拱桥，边跨＋主跨＋边跨为：65+256+65，主跨为钢管砼桁架式悬链线无铰拱，边跨为工字型钢筋砼无铰半拱；其广安岸（以下称西岸）引桥为6跨30米预应力钢筋砼连续T梁，其前锋岸（以下称东岸）引桥为1跨30米预应力钢筋砼简支T梁。其下部构造中0#为重力式U型桥台；1#、、2#、3#、4#、5#、6#、9#为桩柱式桥墩；7#、8#为主桥墩，采用桩与大承台结合；10#为埋置式肋板轻型桥台。0#、1#、2#、3#、9#、10#均在陆地上，施工较为简单。而4#、5#、6#、7#（主桥墩）、8#（主桥墩）均在水中，施工较为复杂；为保证顺利施工，在4#、5#、6#施工时采用搭设钢管桩平台与冲击钻机钻孔桩结合；7#（主桥墩）施工时采用圆形钢围堰；因8#（主桥墩）靠岸很近，采用筑岛围堰。为保证水中施工机械设备、材料等（如圆形钢围堰、钻机、钢筋、砼）运至指定位置，故设置两套35吨缆索吊机用于空运机械设备和材料。第二章缆吊施工方案1、缆索吊机系统简介************大桥下部结构水中部分采用缆索吊施工，根据现场条件和后面2的施工计算，该缆索跨分布由西至东依次为：134.56m+510.5m+77m。设两组主索，一组主索为8根Ф39(6×37S+FC)，每根破断拉力为860KN的钢丝绳，另一组主索为4根Ф56(6×37S+FC)，每根破断拉力为2003KN的钢丝绳；两组主索中心间距为20.2m；每组主索上设两个跑车和2个吊点，每个吊点设计吊重30t，两个吊点能够承受60t的吊重。主塔架采用贝雷架拼装组成，西岸主塔架布置在1号与2号桩之间离2号桩5米处，塔高左49米、右52米，主塔下33米截面为8组贝雷桁架片，上19米截面为6组贝雷桁架片；东岸主塔架布置在9号与10号桩之间离9号桩5米处，塔高左46米、右43米，主塔截面为6组贝雷杵架片。主索地锚：西岸地锚位于公路后山腰上，地质情况好，基本为弱风化砂岩，采用桩式地锚；东岸地锚位于土基上，地质清况较西岸差，采用桩基承台地锚，主索直接捆绑于桩头上。主索：一组采用8根Ф39(6×37S+FC)，另一组采用4根Ф56(6×37S+FC)，牵引索：采用Ф26钢丝绳走“2”的方式穿绕，相应两岸各锚碇前配10t牵引卷扬机各两台，全桥共4台。为了使同一主索上的两台跑车同步运行，在两跑车连两根Ф22的短钢丝绳。起重索：采用Ф19.5钢丝绳走“6”的方式穿绕，两端分别缠绕于两岸的起重卷扬机滚筒上，一个跑车对应一套起重设备。2、缆索吊机施工流程根据设计文件，结合本工程实际，确定本项目缆索吊机施工过程如后：缆索吊机流程图方案确定基础施工拼装主塔主索安装牵引索、起重索安装试吊缆索吊机调试试吊正常吊装运输缆索系统拆除主塔拆除38910567432108910567432100123476510988910567432100123476510981、地锚及主塔基础施工2、拼装主塔3、主索、牵引索及起重索安装4、缆索吊调试5、试吊8910567432108910567432108910567432106、水中作业吊装运输7、缆索系统拆除8、主塔拆装缆索吊机施工过程示意图3、缆索起重机设计根据设计文件，可知实际吊装重量为35吨，本缆索起重机按起重量为36吨设计。3.1缆索系统3.1.1主吊系统设计1、主吊装系统选索及布置主吊装系统主跨径510.5ｍ，后锚端跨径分别为134.56m（西岸）、77ｍ（东岸）。西岸后锚端其水平线夹角θ＝7.297゜，东岸后锚端其水平线夹角θ＝27.351゜。2、缆索吊机设计参数及计算结果项目上游主索系统下游主索系统跨径(m)510.5510.5主索相对垂度空载1/17.8，重载1/13.8空载1/17.6，重载1/13.8主索8Φ394Φ56一组设计吊重(吨)3636主索重载安全系数3.20≥［3.0］3.31≥［3.0］牵引索2Φ26(6×37S+FC)2Φ26(6×37S+FC)牵引索安全系数3.26≥［3.0］3.24≥［3.0］牵引索最大牵引力(KN)107.5108起重索2×8Φ19.5(6×37S+FC)2×8Φ19.5(6×37S+FC)起重索安全系数6.35≥［5］6.35≥［5］起重索最大拉力(KN)31313、卷扬机选择※4台5t慢速滚筒卷扬机（线速度恒定）——起吊；※4台10t慢速滚筒卷扬机（线速度恒定）——牵引。3.1.2吊具设计拱肋吊装系统吊具包括缆索跑车、起吊滑车组、吊点分配梁、吊点、夹具等结构。全桥布设二组主索，每组上设置两套吊具共计4套。吊具数量、规格汇总如下表。5序　号名　　　称规　格数　量备　　注1缆索跑车2×82套2缆索跑车2×42套3吊点定滑车组44套4吊点动滑车组44套5吊点分配梁2根6吊点夹具8套含备用4套1、缆索跑车设计※设计依据及技术指标①承重主索8Φ39mm及4Φ56mm；起吊索Φ19.5mm.②跑车轮直径与主索直径的关系D/d=400/39=10.3及D/d=600/56=10.7（一般要求D/d在10—15范围内）符合要求，因此跑车轮直径取400mm及600mm。③单个跑车承受的竖向力T＝223.2KN④各部位应力安全系数K≥2.0⑤滑车的滑轮内嵌入柱式流动轴承※跑车结构设计（跑车结构设计另见附下详图）2、起吊滑车组设计※设计依据及技术指标①起吊绳走线数8线。②起吊绳直径Φ19.5mm。③滑车组直径与起吊绳直径之比为D/d=250/19.5=12.8(一般要求D/d在10—15范围内)符合要求，因此滑车组滑轮直径取250mm。④滑车组滑轮内嵌入柱式滚动轴承⑤滑车组承受的竖向力为208.2KN⑥各部位应力安全系数K≥2.0※起吊滑车结构设计（起吊滑车组结构设计另见附下详图）。6跑车吊点示意图3.2索塔系统3.2.1索塔塔体的组拼设计索塔设置于两岸，索塔强度和稳定性通过计算满足使用要求。3.2.2索塔塔顶索鞍的设计及布置1、索鞍布置索塔塔顶索鞍包括吊装主索、牵引索、起吊索等索鞍。所有索鞍均采用单轮滚动结构形式。在贝雷横桁架索塔塔顶采用I25c工字钢铺设成两层分配梁，在工字梁上按相应的位置安置索鞍，并将索鞍与工字梁固定。索鞍布置结构见塔顶构造图。82、索鞍设计※设计指标及技术标准（以吊装主要受力控制设计）①主索直径Φ39mm及Φ56mm(现以最不利的情况考虑)②单索垂直压力T＝159KN及T＝322KN③索鞍轮直径D与主索直径Φ之比为：D/Φ＝400/39＝10.3及D/Φ＝600/56＝10.7④滑轮嵌入轴承式滑动轴承⑤索鞍轮接触应力安全系数K1≥2.0⑥滑动轴承钢销抗剪安全系数K2≥3.0※索鞍结构设计（以吊装主索索鞍为例）索鞍结构见上图。3.2.3缆风索的布置横向抗风索采用Φ19.5的钢丝绳，在吊装索塔的左右两侧各布置四组（每组2Φ19.5钢丝绳）。一端系与塔顶，一端与缆风锚碇连接。缆风索单根Φ19.5mm钢丝绳的初张力为50KN。3.3主索锚固系统3.3.1主索地锚总体设计1、地质条件西岸地锚位于公路后山腰上，地质情况好，岩石裸露，基本为弱风化砂岩；东岸地锚位于土基上，地质情况较西岸差，组成由亚粘土、弱风化砂质泥岩、弱风化砂岩为主。地表面至地下2至5米为亚粘土，力学性质较差，承载力低。2、基础类型及锚固方式※主索地锚基础型式根据吊锚所在地质情况，西岸采用桩式地锚，东岸采用桩基承台地锚。※主索索股锚固方式桩式吊锚主索套在承台上部的桩头上。3、主索地锚总体布置（见总体布置图）4、主要材料※混凝土：采用25号砼。※钢材：Ⅰ、II级钢筋。93.3.2地锚基础设计1、设计荷载主索锚碇基础设计荷载及内力表：西岸地锚东岸地锚备注7.3027.35261426142026+(113+31)*2+300259323223321201设计荷载　　　部位项目主索水平角张力(KN)水平分力(KN)垂直分力(KN)2、地锚结构设计※尺寸设计（见下图）100距主索主塔325.81m(距工作索主塔138.31m)右1000150150350/2?150900主拱肋中心线(桥中心±10.1m)距主索主塔322.81m(距工作索主塔135.31m)左单位：cm西岸主索地锚构造图35015060150200250250200350/2125主索(钢丝绳)7.30°?15012515010?180K0+681.06802020030080?180主索(钢丝绳)2502507002503503502504002002001005001801202001000东岸主索地锚构造图单位：cm距主索主塔146m(距工作索主塔79m)主拱肋中心线(桥中心±10.1m)120027.35°※锚块构造影响锚块尺寸的主要因素有：主缆拉力、锚固框架安装标高、锚索布置等。在根据以上因素初步拟定其结构尺寸后，进行主缆力及自重作用控制截面的抗剪能力验算，并结合地形与上部构造物等因素，对构造进行细化，最终确定锚碇尺寸。4、施工方案4.1.1缆索起重机构成及功能缆索起重机由缆索系统、主塔和稳定系统组成。缆索系统由主索、牵引索、起重索、跑车吊点及主地锚等构成；主塔由塔脚、塔身及索鞍等几部分组成；稳定系统由前后风缆、侧风缆、八字风缆及风缆地锚等构成。1、缆索系统整体布设：根据缆吊计算，全桥共设两套吊装系统（单套起重量36t）。主吊系统4个吊具按承重30t设计。缆索系统的主索采用8根Φ39钢丝绳及4根Φ56钢丝绳，设计吊装重量为36t。每段构件由一套两吊点抬吊，两点间用钢丝绳连接，确保两套牵引系统同步运行。主索道上的两个吊点串联后由一套牵引绳联动，串联间距为拱肋的捆绑点间的水平距11离，牵引索采用Φ26钢丝绳走2线，两岸各用一台10t慢速双筒卷扬机作牵引动力（一岸收，另一岸放），循环牵引。承重主索：塔架主跨为510.5m，后锚端跨径分别为134.56m（西岸）、77m（东岸）。全桥共设两套主索吊装系统，由1套8Φ39mm钢丝绳及1套4Φ56mm钢丝绳组成，单根长度为820m，重载垂度为上游L/13.8及下游L/13.8，空载垂度为上游L/18.5及下游L/18.3。钢丝绳抗拉强度为1700Mpa。起重系统：每套主索上布置2个吊点，全桥共4个，每个吊点采用Φ19.5的钢丝绳（抗拉强度为1700Mpa）走8线。钢围堰节段用两套主索系统上的4个吊点抬吊。每个吊点采用1台8t慢速双筒卷扬机作动力，全桥共4台。牵引系统：全桥共四个跑车，每个跑车采用Φ26的钢丝绳（抗拉强度为1700Mpa）走2线作为牵引。每个跑车采用1台10t慢速双筒卷扬机作动力，全桥共4台。主索地锚：两岸主索地锚均采用桩式地拢，地拢横向间距20.2米。全桥共设4个桩式地拢。2、主塔主塔架采用贝雷架拼装组成，西岸主塔架布置在1号与2号桩之间离2号桩5米处，塔高52米，主塔下33米截面为8组贝雷桁架片，上19米截面为6组贝雷桁架片；东岸主塔架布置在9号与10号桩之间离9号桩5米处，主塔截面为6组贝雷杵架片。塔顶设索鞍平台。主塔用于支撑缆索系统。3、稳定系统主塔稳定系统由前后风缆、侧风缆、前后八字风缆及风缆地锚等构成。前风缆布置一组（每组2Φ19.5mm）钢丝绳，后风缆布置两组（每组2Φ28mm）钢丝绳；侧风缆布置一组（每组2Φ19.5mm）钢丝绳；前八字风缆布置两组（每组2Φ19.5mm）钢丝绳，后风缆布置两组（每组2Φ19.5mm）钢丝绳。总共16根缆风索用于稳定主塔。4.1.2缆索起重机的安装及试吊1、缆索起重机现场平面布置现场总体布置分为缆索系统、稳定系统、主塔，其中缆索系统包括主索、起重索、牵引索，稳定系统包括前后风缆、侧风缆、