1、大桥工程猫道承重索锚固系统、承重索调节装置设计与施工方案编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位： 编 制: 审 核： 批 准： 二XX年X月目录一、 概述2二、猫道设计31.猫道布置32.猫道构造33、猫道承重索锚固系统34、猫道抗风系统45、猫道承重索调节装置46、猫道照明4三、猫道检算41、承重索的强度与垂度42、猫道面层强度与刚度56.2112.1226.09Kg63、承重索锚固系统104、锚碇的稳定性检算125、锚碇后锚的检算166、抗风钢丝绳计算17四、猫道的总体架设方案191、.猫道架设前的准备192、猫道施工工艺流程193、猫道承重索高度调整2、204、猫道使用安全措施20一、 概述xx大桥为xx县电煤运输东南环线县城段发展大道四标段，起点接xx高速及纳水路，终点接xx公路。桥梁位于直线上，分左右两幅，单幅桥宽16m，左右幅净距4.5m，全桥面宽36.5m。主桥为69+120+69m预应力钢筋混凝土连续刚构，引桥均为433m预应力钢筋混凝土连续梁。桥面纵坡3.5%，支座水平放置，桥面纵坡的影响在梁底设置楔块处理；桥上车行道横坡1.5%，人行道横坡1%；箱梁顶板做成1.5%的横坡，与车行道横坡一致。桥面铺装采用8cm聚丙烯纤维混凝土调平，顶层采用7cm中粒式沥青混凝土，总厚度15cm。猫道为本桥的临时结构，做为人员通行、小型机具设备运输3、电缆架设、以及用于塔吊安装时的调点使用，由于本桥位于较深峡谷，根据本桥的地理特征情况，架设锚道有必要的意义。二、猫道设计1.猫道布置根据本桥的特点，猫道锚碇位置选在两幅桥中间的空位处，猫道全宽2m，通行宽度1m，猫道净跨340m。雍熙镇端锚碇前沿对应0号台前墙里程，法拉端锚碇设在5号至6号墩之间，其里程以雍熙镇端对应0号台里程及猫道净跨推算。2.猫道构造猫道面层包括横梁及面层辅料，钢丝网、横梁布置在承重索上。采用双层钢丝网，承重索上方铺设50mm70mm的高强钢丝网承重，再于其上铺设防坠物及供人行走的10mm10mm的软钢丝网。横梁采用槽钢和角钢相结合的方式，每6m采用一根140mm58mm4、槽钢，每2m采用一根80mm80mm5mm的角钢，横梁通过U型螺栓连接于承重索上，横梁端部与栏杆立柱相连。猫道两侧间隔2m设置一根栏杆立柱，栏杆立柱采用80mm80mm5mm的角钢，栏杆扶手绳采用4根20mm的钢丝绳，两侧栏杆采用50mm70mm的钢丝网封闭，封闭高度不小于1.2m。（详见设计图）3、猫道承重索锚固系统本工程采用单跨分离式猫道，在两岸直接设置锚碇，锚碇内预埋钢框架将承重索的两端锚定在锚碇内，锚碇的另一端设置后地锚，地锚的一端锚入基岩内，另一端锚入锚碇内。（详见锚固设计图）4、猫道抗风系统由于猫道属于高空作业，风力对猫道的影响尤为突出，为提高施工期间猫道的抗风稳定性，足够的刚度以5、及调整线性的需要。由于本工程沟壑较深，风力较大，在猫道的两侧距离两岸50m、100m、150 m、的位置设置抗风绳，一共设置12根抗风绳，抗风绳采用16mm的钢丝绳，一端与猫道横梁连接，另一端锚入基岩内。5、猫道承重索调节装置在猫道的承重索和风缆的计算、下料及架设过程中，造成猫道线形误差的原因很多，因此，在承重索及抗风缆两端设置相应的长度调节装置。本工程采用丝杆调节器（见设计图），调节器的一端与承重索用绳卡相连，另一端与锚碇预埋件销接。调节器最初完全放松，避免收紧困难。6、猫道照明本工程无通航及其他运输限制，因此，猫道内仅需按照常规设置施工作业人员通行的照明设施。三、猫道检算1、承重索的强度与6、垂度承重索所承受的荷载计算见猫道面层强度计算.承重索的强度根据下节计算，承重索的设计总荷载65.73t（不含承重索自重）承重索自重（按照一根承重索每米重12.5Kg计算，共6根承重索，承重索实际长度340.8承重索总重量6340.812.525560Kg25.56t见上图，承重索的一端承受的最大设计荷载Ty（65.73+25.56）/245.645t一根承重索受到的力TTy/cosa45.645/（6cos7436）27.63t本设计选用60mm，公称抗拉强度为1770N/mm2的钢丝绳，每根钢丝绳最小破断力187t，一共采用6根钢丝绳承重，安全系数取6。一根承重索所能够承受的容许拉力187/7、631.17t27.63t承重索强度满足要求。.承重索的垂度根据计算，承重索线型为椭圆形，跨中最大下挠度为21.5m。2、猫道面层强度与刚度.猫道面层强度猫道每6米为一个循环单元，计算时先计算每个单元材料重量，以此推算猫道自重。恒载高强钢丝网重量每延米高强钢丝网面积(包括底层，侧面)A（1.91.21.2）14.3m2采用18号钢丝网，每平方米高强钢丝重量：5.7Kg一个单元钢丝网重量：4.35.76147.06Kg走行软钢丝软钢丝面积(仅布置在走道上)A=1.811.8m2采用4号软钢丝网，每平方米高强钢丝重量：1Kg一个单元软钢丝网重量：1.81610.8Kg一个单元钢丝网重量：157.88、6Kg横梁每个单元一根140mm58mm槽钢，长2.1m，每延米槽钢重量14.535Kg，则一根槽钢重量14.5352.130.53Kg每个单元两根80mm80mm5mm的角钢，长2.1m，每延米角钢重量6.211Kg，则两根角钢重量6.2112.1226.09Kg 每个单元横梁总重：56.62Kg木踏板每个单元设置12块木踏板，木踏板长1.8m，宽0.15m，板厚0.05m，木踏板容重0.6t/m3。一个单元木踏板总体积V121.80.150.050.162m3一个单元木踏板总重0.16260097.2Kg立柱角钢每个单元共6根立柱角钢，每根角钢长1.46m，80mm80mm5mm的角钢，每9、延米角钢6.211Kg。一个单元立柱角钢重量61.466.21154.41Kg扶手钢丝绳一个单元共4根钢丝绳，一根钢丝绳长6m，考虑钢丝绳线型影响，其增长值按照1.005考虑，则一根钢丝绳实际长度6.03m，扶手钢丝绳直径20mm，每延米钢丝绳重量1.38Kg/m。一个单元扶手钢丝绳重量46.031.3833.29Kg连接件立柱与横梁的连接板，板厚0.005m，板长0.16m，板宽0.08m，一个单元内共6块连接板连接板重量0.160.080.00578503.01kg一个单元连接板总重63.0118.06Kg连接螺栓连接螺栓采用M1660mm的高强螺栓，每套螺栓重0.156Kg，每个单元共110、2套螺栓连接螺栓重量120.1561.87KgU型钢丝绳卡，每套重量1.2Kg，每个单元共12套U型钢丝绳重121.214.4kg卡板卡板主要起固定扶手钢丝绳的作用，卡板将扶手钢丝绳与立柱角钢连接在一起，卡板可以自己加工，卡板采用0.160.080.005的钢板加工形成，一根立柱角钢上设两个卡板，每个单元共12个卡板，卡板与立柱角钢间采用高强螺栓连接，一块卡板上有2个螺栓一套卡板重0.160.080.0057850+20.1560.814Kg一个单元卡板共计重120.8149.77Kg一个单元连接件全部重量18.06+1.87+14.4+9.7744.1kg一个单元结构恒载W157.86（钢丝11、网）+56.62（横梁）+97.2（木踏板）+54.41（立柱角钢）+33.29（扶手钢丝）+44.1（连接件）443.48kg活载人行活载，由于本通道仅供施工作业人员通过，猫道上同时通过的施工人员不超过300人，即按照每延米猫道上有1人布置，人均60Kg计算，每个单元猫道长6m（注，实际施工时，要严格控制猫道上同时通行的人员数量，一次通过数量不超过50人）一个单元人行活载660360Kg机具活载猫道上通过的主要是小型机具，且不存在同时通过的可能，因此，设计计算时考虑施工人员的运输能力，按照全桥上总运输不超过2000Kg机具考虑机具活载，换算到每个单元一个单元上的机具活载20006/3403512、.3Kg风活载风活载沿桥横向着力，由于工程所处位置无历史风力调查资料，因此，本设计中按照风力50Kg/m的横向风力进行计算，则每个单元的横向风力为300Kg，猫道全长340m，所受到的风力为17000Kg，抗风绳产生向下的拉力总值与风力总和相同（抗风绳沿45布置），换算到每个单元每个单元因风力产生的竖向力300 Kg其他活载由于该猫道不仅需要人员和小型机具通过，同时还要能够穿过吊装材料的钢丝绳，钢丝绳采用现场编束，其实际重量应根据现场情况确定，在猫道计算中，钢丝绳每延米重量9.40Kg/m每个单元上钢绞线的重量69.4056.40Kg最不利活载组合：在风力较大时，人工通过猫道将吊装用钢丝绳进行13、穿索此时一个单元的活载360+300+56.40716.4Kg最不利时：恒载+荷载716.4+443.481159.88Kg全桥340m，约340/656.7个计算单元，猫道设计总荷载56.71159.8865730Kg65.73t由于每个单元上的荷载较小，横梁下部设有多根承重索，本设计省去了横梁的强度计算。.猫道面层刚度猫道面层采用双重钢丝网，底部高强钢丝网主要承重，猫道纵向每2m设置了横梁，起到了增加面层刚度的作用，在面层钢筋网上，每50cm铺设了一块踏木板，采用镀锌铁丝将踏木板与钢丝网绑在一起，防止踏木板移动，同时，踏木板也起到了增加横向刚度的作用。3、承重索锚固系统. 预埋件与调节装置14、的连接件强度一根承重索的容许拉力为31.17t，锚固系统必须能够承受相应的拉力。见上图，高强螺栓承受到的力为31.17t，每个工字钢连接件承受的力为15.59t，高强螺栓一端承受的剪力为15.59t，选用10.9级高强螺栓，其抗剪强度310MPa，高强螺栓按纯剪状态进行设计高强螺栓的抗剪面积15.59t/(310100t/m2)0.000503m2=503mm2本设计采用M30高强螺栓。工字钢高强螺栓受到的力全部传递给工字钢，螺栓穿过处，工字钢受压，工字钢采用普通A3钢，容许压应力135MPa，拟采用20b型工字钢，工字钢面积3950mm2，腹板厚9mm，两侧工字钢相同，对称布置一侧抗压面积工15、字钢腹板厚度螺栓孔直径 0.009m0.045m0.000405m2一侧工字钢能够承受的压力0.000405135100t5.47t，远小于其实际受到的力，工字钢局部承压不能满足要求，必须进行特殊处理。本设计考虑先在接头段工字钢的腹板的两侧焊接2cm厚的钢板，增加腹板厚度及局部抗压面积。现场施工时，要注意先在工字钢腹板上焊接钢板，加工好后，再进行螺栓孔加工；同时，钢板沿工字钢腹板的焊接长度要满足要求，且焊接钢板段伸入锚碇内的长度不小于50cm。加工处理后螺栓孔处局部承压力0.049m0.045m135100t/m229.76t15.59t（满足要求）工字钢在穿孔后，其承载力也有所降低穿孔后工字16、钢实际能够承受的力（0.3950.000405）135100 53.27t15.59t（满足要求）.连接板的强度连接板采用Q420钢板，每根承重索的端部采用1块连接板，板宽120mm，厚度35mm，设计强度360MPa一块连接板承压面积0.035m0.045m0.001575m2一块连接板的承压力0.001575m2360100t/m256.7t31.17t（满足要求） 连接板的一端与锚固高强螺栓连接，另外一端与长度调节装置连接。 .连接板与长度调节器的连接 见设计图，连接板与长度调节器相连的一端，长度调节器采用工厂定做的方式加工，要求其调节器的承载力不小于31.17t，调节器与连接板间通过高17、强螺栓进行连接，高强螺栓的计算与前面相同，此处不再重复计算。4、锚碇的稳定性检算作用在锚碇上的力见下图（忽略扶手钢丝绳的作用）.锚碇的倾覆稳定性锚碇的自重（靠雍熙镇端）锚碇宽3m，猫道承重索的力作用在距锚碇顶部1.66m处，后锚作用点距离锚碇顶部0.2m，后锚数量与承重索数量一致。上部锚碇重上部锚碇面积钢筋混凝土容重23.15m23m2.5t/m3173.62t下部锚碇重下部锚碇面积钢筋混凝土容重7.39m23m2.5t/m355.35t 上部重力作用点距离前趾O点2.71m，下部重力作用点距离前趾O点2.47m，后锚张力F距离前趾O点8.43m，承重索张力距离前趾O点6.2m，承重索及后锚采18、用同种材质的钢丝绳，设计破断力31.17t抗倾覆力矩173.622.71+55.352.47+631.178.43倾覆力矩431.175.82+231.17抗倾覆稳定系数K2183.8/1169.51.861.5（满足要求）.锚碇的抗滑稳定性地基摩擦系数按0.4取值，自重产生的摩擦力沿水平方向自重：WW1+W2173.62+55.35228.97t 自重产生的抗滑力228.970.4091.59t 后锚沿45度方向布置，分解在水平方向及竖直方向的力相同后锚的水平力0.707631.17132.21（抗滑力）后锚的竖向力0.707631.17132.21t（正压力）后锚正压力产生的抗滑力132.19、210.4052.88t承重索沿1524方向布置，分解到水平方向的力为滑动推力，竖直方向的力为正压力，将产生抗滑作用承重索产生的抗滑力45.6450.4018.26t抗滑力总和91.59+132.21+52.88+18.26294.94t承重索产生的水平力（滑动力）165.75t抗滑稳定系数K294.94/165.751.771.2（满足要求）.锚碇地基强度根据上述计算，作用在地基上的竖向荷载228.97+132.21+45.65406.83t，锚碇宽3m，长4.98m，锚碇底面积14.94m2锚碇地基应力（平均值）406.83/14.9427.23t/m2因此，锚碇基础应放置在地基容许应力不20、小于300KPa的岩质地基上。锚碇的自重（靠法拉端）锚碇宽3m，猫道承重索的力作用在距锚碇顶部1.66m处，后锚作用点距离锚碇顶部0.2m，后锚数量与承重索数量一致。上部锚碇重上部锚碇面积钢筋混凝土容重31.09m23m2.5t/m3233.18t下部锚碇重下部锚碇面积钢筋混凝土容重8.31m23m2.5t/m362.33t 上部重力作用点距离前趾O点3.07m，下部重力作用点距离前趾O点2.74m，后锚张力F距离前趾O点9.88m，承重索张力T1距离前趾O点7.31m，承重索张力T2距离前趾O点8.58m，承重索及后锚采用同种材质的钢丝绳，设计容许拉力31.17t抗倾覆力矩233.183.021、7+62.332.74+631.179.88倾覆力矩431.177.31+231.17抗倾覆稳定系数K2734.4/1446.231.891.5（满足要求）.锚碇的抗滑稳定性地基摩擦系数按0.4取值，自重产生的摩擦力沿水平方向自重：WW1+W2233.18+62.33295.51t 自重产生的抗滑力295.510.40118.2t 后锚沿45度方向布置，分解在水平方向及竖直方向的力相同后锚的水平力0.707631.17132.21（抗滑力）后锚的竖向力0.707631.17132.21t（正压力）后锚正压力产生的抗滑力132.210.4052.88t承重索沿1524方向布置，分解到水平方向的力22、为滑动推力，竖直方向的力为正压力，将产生抗滑作用承重索产生的抗滑力45.6450.4018.26t抗滑力总和118.2+132.21+52.88+18.26321.55t承重索产生的水平力（滑动力）165.75t抗滑稳定系数K321.55/165.751.941.2（满足要求）.锚碇地基强度根据上述计算，作用在地基上的竖向荷载295.51+132.21+45.65473.37t，锚碇宽3m，长5.48m，锚碇底面积16.44m2锚碇地基应力（平均值）473.37/16.4428.79t/m2因此，锚碇基础应放置在地基容许应力不小于300KPa的岩质地基上。5、锚碇后锚的检算.后锚的抗拉强度锚碇23、后锚采用与承重索相同的材料，因此，其强度不再计算。.钢丝绳与锚固砂浆的最小握裹长度采用M30的水泥砂浆L握(KN)/(dnqg)(2.031.17t)/(3.140.06 m1295t/m2)1.12m式中：K2.02.3（永久锚固安全系数，n=1时取2.0）N31.17t（钢丝绳拉力设计值）d0.06m（钢丝绳直径）n1（每孔钢丝绳根数）qg295 t/m2（锚杆与锚固砂浆的极限粘结强度设计值）实际锚固深度L4.0m1.12m（满足要求）.锚固体与基岩的粘结计算钢丝绳要达到锚固力设计值Ng所需的最小锚固体长度L锚Ng/( Kdqs)31.17/(1.333.140.1255)1.13m式中：24、L锚为锚固体长度K1.33(钢丝绳工作条件系数，临时锚索取1.33，永久性锚索取1.0) Ng31.17t(锚索锚固力设计值)s0.55MPa(锚固体表面与周围岩土体之间的极限粘结强度标准值)d0.12m(锚固体直径)实际锚固深度L4m1.135m（满足要求）6、抗风钢丝绳计算由于无风力检测资料，抗风钢丝绳的设计仅做为参考，前述猫道风力计算中，按照每延米猫道承受的水平风力50Kg计算，猫道上的总风力为17t，猫道单侧6根钢丝绳每根钢丝绳承受的风力17t/6根2.83t/根即抗风钢丝绳的设计荷载为2.83t设计选用直径为16的钢丝绳，其最小破断力12.6t，远超过设计荷载，满足要求。抗风绳的锚固25、长度计算.钢丝绳与锚固砂浆的最小握裹长度采用M30的水泥砂浆L握(KN)/(dnqg)(2.02.83t)/(3.140.016m1295t/m2)0.45m式中：K2.02.3（永久锚固安全系数，n=1时取2.0）N2.83t（钢丝绳拉力设计值）d0.016m（钢丝绳直径）n1（每孔钢丝绳根数）qg295 t/m2（钢丝绳与锚固砂浆的极限粘结强度设计值）实际锚固深度L2.0m0.45m（满足要求）.锚固体与基岩的粘结计算钢丝绳要达到锚固力设计值Ng所需的最小锚固体长度L锚Ng/( Kdqs)2.83/(1.333.140.155)0.15m式中：L锚为锚固体长度K1.33(钢丝绳工作条件系数26、，临时锚索取1.33，永久性锚索取1.0) Ng2.83t(锚索锚固力设计值)s0.55MPa(锚固体表面与周围岩土体之间的极限粘结强度标准值)d0.1m(锚固体直径)实际锚固深度L2m0.15m（满足要求）四、猫道的总体架设方案1、.猫道架设前的准备猫道架设前，需要先建好锚碇，安装好后锚，同时安装好承重索预埋件及承重索长度调节器，注意承重索长度调节器要先放松。投入猫道施工的各种机具预先就位，为下一步猫道架设做好准备2、猫道施工工艺流程导索跨过xx 架设承重索 猫道面层铺设调整猫道标高 抗风缆架设导索是安装猫道的第一根钢丝绳，架设导索的方法是先在两岸设置锚固点，然后采用人工牵引的方法将导索安装27、到位，安装到位后，采用卷扬机调整导索标高，以便牵引其余猫道索，引导其余猫道索就位。导索就位后，利用导索分别将猫道承重索，猫道扶手钢丝绳牵引到位，采用卷扬机将牵引到位的承重索进行预拉，当承重索拉升到长度调节器可以调控的范围后，利用长度调节器再将承重索拉升到设计位置，在拉升过程中，要随时掌握拉升时跨中位置，当承重索拉升到设计位置后，按照设计要求进行锁定，依次对称将承重索拉升到位。将承重索、扶手钢丝绳安装到位后，从雍熙镇端开始，顺序铺设猫道面板。作业前对安全绳及挂钩进行检查，无误后才能使用；在铺设过程中，作业人员必须严格遵守施工规程，高空作业必须正确佩戴安全绳，安全绳的挂钩必须悬挂在牢固的部位。每铺28、设一段猫道底层，立即安装横梁、立柱角钢及侧面钢筋网。在安装好三面防护后，再铺设人行软钢丝网及踏木板。利用两端长度调节器再次调整猫道位置。由于铺设面层后，承重索不可避免产生变形，因此需要再次对猫道线型进行调整，直到将猫道调整到设计位置。将猫道调整到位后，按照设计要求按照抗风绳，抗风绳安装到位后，利用抗风绳长度调节器适当收紧抗风绳，收紧过程中注意对称施力。3、猫道承重索高度调整.承重索架设时，要注意架设一根调整一根承重索的垂度，同时观测锚碇的位移情况。全部架设完毕，利用长度调节器再次进行调整，使每根猫道承重索达到设计值，4根承重索的横向相对高差不超过5mm。.猫道面层架设完成后，再次测量猫道垂度，比照设计值，再次对猫道进行调整。4、猫道使用安全措施.猫道使用前，应对猫道承重索，连接构件，后锚，抗风绳，立柱角钢的连接，扶手绳的卡板等部位进行全面检查，安装不合格的卡板，连接件必须更换，检查验收合格后才能投入使用。在使用过程中，还需要对重要的部位进行定期检查。.对重要的承重索等每天工作前须仔细检查并需做好检查记录，确认安全后，才能投入工作。.猫道两端均设置安全检查人员，未经许可，任何人不得随意通过猫道。.所有施工人员必须按照施工规程进行操作，正确佩戴安全绳，安全帽，施工作业人员还须配备工具带。