1、跨河缆索吊装施工方案 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JTJ041-2000 3.路桥施工计算手册 4.钢结构设计规范GBJ17-88 5.公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ025-86 6.钢结构工程施工及验收规范GB50205-95 7.建筑钢结构焊接规程JGJ81-91 2、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2、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。 第二3、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 1 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39(6337S+FC)，每根破断拉力为860KN的钢丝绳，另一组主索为4根56(6337S+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194、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39 (6337S+FC)，另一组采用4根56(6337S+FC)， 牵引索：采用26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22的短钢丝绳。 起重索：采用19.5钢丝绳走“6”的方式穿绕，两端分别缠绕于两5、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 2 1、地锚及主塔基础施工5、试 吊 2、拼装主塔6、水中作业吊装运输 3、主索、牵引索及起重索安装7、缆索系统拆除 4、缆索吊调试8、主塔拆装 缆索吊机施工过程示意图 3 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510.5，后锚端跨径分别为134.56m（西岸）、77（东岸）。西岸后锚端其水平线夹角7.296、7，东岸后锚端其水平线夹角27.351。 2、缆索吊机设计参数及计算结果 3、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。 1、缆索跑车设计 设计依据及技术指标 承重主索839mm及456mm；起吊索19.5mm. 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1015范围内）符合要求，因此跑车轮直径取400mm7、 及600mm。 单个跑车承受的竖向力T223.2KN 各部位应力安全系数K2.0 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 起吊绳走线数8线。 起吊绳直径19.5mm。 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1015范围内)符合要求，因此滑车组滑轮直径取250mm。 滑车组滑轮内嵌入柱式滚动轴承 滑车组承受的竖向力为208.2KN 各部位应力安全系数K2.0 起吊滑车结构设计（起吊滑车组结构设计另见附下详图）。 5 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8、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。 6 2、索鞍设计 设计指标及技术标准（以吊装主要受力控制设计） 主索直径39mm及56mm(现以最不利的情况考虑) 单索垂直压力T159KN及T322KN 索鞍轮直径D与主索直径之比为：D/400/3910.3及D/600/5610.7 滑轮嵌入轴承式滑动轴承 索鞍轮接触应力9、安全系数K12.0 滑动轴承钢销抗剪安全系数K23.0 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19.5的钢丝绳，在吊装索塔的左右两侧各布置四组（每组219.5钢丝绳）。一端系与塔顶，一端与缆风锚碇连接。缆风索单根19.5mm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10、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：、II级钢筋。 8 3.3.2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： 2、地锚结构设计 尺寸设计（见下图） 西岸主索地锚构造图 9 东岸主索地锚构造图 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11、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39钢丝绳及4根56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 10 离，牵引索采12、用26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839mm钢丝绳及1套456mm钢丝绳组成，单根长度为820 m，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19.5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13、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26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14、地锚等构成。前风缆布置一组（每组219.5mm）钢丝绳，后风缆布置两组（每组228mm）钢丝绳；侧风缆布置一组（每组219.5mm）钢丝绳；前八字风缆布置两组（每组219.5mm）钢丝绳，后风缆布置两组（每组219.5mm）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、前后八字风缆及风缆地锚等，主塔包括基础、塔身、索鞍。其布置图见附图所示。 2、缆索起重机的安装 11 在施工方案或批后方可进行本道工序。 塔体安装：主塔由贝雷片组成15、，在安装地点采用扒杆直接分片叠加拼装。 缆索安装：采用细钢丝绳带动粗钢丝绳来回牵引的方法安装缆索。先将存放在西岸 6.2的细钢丝绳人工坐船牵引到东岸（注意此时必须绕过塔架顶索鞍）进10t起重卷扬机，西岸联结26的牵引索；利用东岸10t起重卷扬机收紧6.2的细钢丝绳带动26的牵引索进10t牵引卷扬机（此时东西两岸牵引绳均绕过塔顶的牵引轮并两头全部进入卷扬机）；最后利用西东两岸10t牵引卷扬机来回牵引其39mm及56mm的主索，这样缆索就安装完毕。缆索安装完成后利用卷扬机及滑轮组收紧主索直到安装设计垂度后扣紧主索，这样缆索起重机就安装完成。 3、试吊 本桥缆索起重机（单机）最大吊重36t，试吊时先16、对单组缆索起重机进行试吊，然后进行整体试吊，试吊时按照如下原则进行： 试吊时采用分级逐步加载，每次试吊分四级进行，即按设计吊重的25%50%75%100%逐步加载，即试吊重为9t，18t，27t和36t（不含吊具重量及配重）。每次荷载起吊后持荷时间不得小于 10分钟，须进行全跨范围内的行走，同时对两岸索塔监控观测，含动力系统（卷扬机）测试，以及各部位结构件的观测并记录。 试吊时必须随时观测塔架位移、主索垂度以及后锚情况，发现异常即时停止并分析原因进行处理后才能继续进行。 根据试吊过程，如实填写各项观测数据，对可能的不安全因素做出针对性整改，已确保正式吊装施工的安全。 因有两组各自独立的主索起吊17、系统，除每组分别进行单独试吊外，还须模拟实际情况进行各组的组合试验，按以西岸到东岸的方向将各组主索编号为A（上游）、B（下游）（如下图所示）。 A组8根直径为39mm B组4根直径为56mm 主索编号 12 5、施工组织 5.1工期目标 本计划只包含从基础工程施工、主塔拼装、缆索系统安装、试吊、水中构件吊装、缆索吊机拆除。计划针对实际情况，相应施工组织设计中的计划作了调整。根据本工程实物工程量，计划工期为7个月。为此，设置两个施工进度控制点： 主塔拼装完毕 2007年 11 月 15 日完成； 缆索起重机安装调试 2007年 12 月 20 日完成。 施工进度计划表 5.2 质量目标 鉴于本分18、项工程的重要性，在满足项目整体质量目标的前提下，全部达到国家现行的工程质量验收标准和业主要求，一次验收合格率达到100%。 5.3 施工机构 项目组织机构已成立，缆吊作业队设置分支机构，下设起吊落位组、卷扬机组和缆风作业组四个作业组。 具体劳动力资源计划表如下： 13 劳动力计划表 5.4 主要机械设备的配置 根据实际需要，本次吊装设置两套独立的实际吊重为36t的缆索起重机。 机械设备配置表 14 5.5 生活设施和临时用电的布置 1、生活设施布置 项目部已进场，临时生产用房布置于东西两岸，水电齐全，生活设施布置已较完善。 2、临时用电布置 本工程的用电量主要是在缆索吊进行吊装作业时为最大。 （1）总用电量负荷计算 按负荷性分组系数法进行计算。 施工区域各种机具设备用电量统计一览表。 考虑到各用电设备满负荷运行并非用时出现（即不在同一施工阶段施工），故确定用电系数采用需用系数法确定。 P=1.05（K1P1/COS+ K2P2+ K3P3） 其中：电动机需用系数K1=0.5，P1=290KW，COS=0.75 电焊机需用系数K2=0.5