1、頁眉頁腳目錄第一章 纜索系統施工概述 .51.1 工程概況.51.2 自然條件.61.3 施工難點.7第二章 纜索系統施工方案 .82.1 施工概述.82.2 主索鞍的安裝 .10 2.2.1 塔頂門架的設計與施工.12 2.2.2 主索鞍的吊裝施工.14 2.2.3 設計單位對主索鞍安裝精度要求.17 2.2.4 主索鞍施工注意事項 .17 2.3 散索鞍的安裝 .17 2.3.1 散索鞍的吊裝施工.18 2.3.2 設計單位對散索鞍安裝精度要求.22 2.4 牽引系統、貓道的設計與施工.22 2.4.1 牽引系統的設計 .22 2.4.2 貓道系統的設計 .23 2.4.3 牽引系統、貓道
2、架設施工流程.26 2.4.4 牽引系統施工.27 2.4.5 貓道架設施工.27 2.4.6 牽引系統及貓道施工工效分析.30 頁眉頁腳2.5 主纜索股架設施工 .31 2.5.1 概述.31 2.5.2 主纜索股架設施工流程.31 2.5.3 主纜架設施工.32 2.5.4 主纜架設常見問題及解決方法.38 2.5.5 索股架設施工工效分析.41 2.6 主纜緊纜.42 2.6.1 緊纜機.42 2.6.2 緊纜作業施工流程.43 2.6.3 緊纜施工 .43 2.6.4 緊纜施工質量安全保證措施.45 2.6.5 緊纜施工工效分析.45 2.7 索夾、吊索安裝.46 2.7.1 概述.4
3、6 2.7.2 索夾、吊索安裝流程 .47 2.7.3 索夾安裝 .47 2.7.4 吊索安裝 .49 2.7.5 設計單位對索夾、吊索安裝精度要求.49 2.8 體系轉換施工(吊索張拉).50 2.8.1 體系轉換施工.50 2.8.2 吊索張拉施工.52 2.8.3 吊索張拉、體系轉換施工工效分析.54 頁眉頁腳2.9 主纜纏絲、涂裝防護施工.54 2.9.1 主纜涂裝防護體系.54 2.9.2 施工流程 .55 2.9.3 主纜涂裝施工工藝.55 第三章 纜索系統施工進度、人員的安排及設備的配備.57 3.1 施工進度安排 .57 3.2 施工人員安排 .58 3.3 施工設備的配備.6
4、0 第四章 纜索系統施工安全、質量保證措施.62 4.1 質量目標.62 4.2 質量保證措施 .62 4.3 安全保證措施 .63 第五章 文明生產與環境保護措施.64 5.1 文明生產.64 5.2 環境保護措施 .65 第六章 附件一塔頂門架設計計算書.67 第七章 附件二貓道設計計算書.84 頁眉頁腳第一章纜索系統施工概述1.1 工程概況江東大橋通航孔橋為空間纜索結構自錨式懸索橋,跨徑布置為 83+260+83m,雙塔雙纜面結構,分離式鋼箱梁,獨柱式橋塔,主纜為三跨空間線型,中跨兩根空間主纜交匯于塔頂,吊索間距9m,矢跨比 f/L=1/4.5,邊跨主纜在中央分隔帶內平行布置,不設吊索。
5、自錨式懸索橋位于0.85%的直線縱坡段上。圖 1 自錨式懸索橋橋型布置圖圖 2 自錨式懸索橋三維效果圖頁眉頁腳1.2 自然條件橋址位于錢塘江強潮河口,其潮汛特征為非規則的半日潮類型,一日兩漲兩落,潮波向上游傳播過程中,逐漸增大,灣口南匯咀多年平均潮差為3.17m,至灣頂澉浦達5.57m,實測最大達 9.00m。涌潮是錢塘江河口一種特有的水力現象,江東大橋位于強潮河段,橋址附近河段涌潮可能最大高度約為3.0m,此時測點瞬時最大流速可達912m/s。每年 710 月臺風期間常受風暴潮影響,如風暴潮遭遇天文大潮,則會形成異常高潮位,歷史高水位有85由臺風暴潮遭遇天文大潮所致。位于橋址上游 3km 的
6、倉前水位特征見表1。表 1 橋位倉前水位特征項目單位量值出現時間平均高潮位m 4.21 平均低潮位m 2.66 平均潮差m 1.55 最高潮位m 8.01 1997 年 8 月 19 日最低潮位m 0.40 1955 年 12 月 25 日最大潮差m 5.27 1994 年 8 月 22 日平均漲潮歷時h:min 1:42 平均落潮歷時h:min 10:43 100 年一遇高水位m 8.23 50 遇高水位m 7.98 20 遇高水位m 7.64 橋址處從上到下地質土層情況見下表2。頁眉頁腳表 2 橋位地質土層情況表土層序號土層名稱層厚 M 層底標高 M 1素填土0.73.0 3.825.17
7、 2 江底填土0.75.0-0.284.16 1 砂質粉土1.06.2-2.22.66 2 粉砂夾粘土8.817.5-16.56-7.88 砂質粉土夾粘土2.215-24.83-16.98、1 粘土7.928.5-45.50-29.31 2 砂質粉土2.016.5-58.9-36.08 3、1、2、3 粉質粘土8.549.5-66.18-41.55 1 全風化砂礫巖、泥質粉砂巖2.115.6-72.01-56.25 2 強風化砂礫巖、泥質粉砂巖15.839.6-104.65-81.28 3 中風化砂礫巖、泥質粉砂巖3.521.4-104.8-101.65 微風化泥質粉砂巖、砂礫巖下伏基巖為北堊
8、系下統朝川組下段巖層,巖性為砂礫巖及泥質粉砂巖,巖石單軸極限抗壓強度為 13MPa。1.3 施工難點由于自錨式懸索橋主纜為空間曲線線形,所以在施工技術方面存在以下幾個施工難點:主纜的架設。先合后分,體系的轉換。索夾的安裝。由于本橋吊索為空間索面,這就要求索夾準確定位,不僅空間坐標定位準確,索夾耳板的空間角度也要定位準確。頁眉頁腳中跨貓道改吊及拆除。貓道采用三跨分離式,兩邊跨各設一幅貓道,中跨貓道在索股架設階段合二為一,貓道改吊時一分為二。第二章纜索系統施工方案2.1 施工概述自錨式懸索橋纜索系統施工主要包括:主索鞍安裝、散索鞍安裝、主纜系統施工、緊纜、懸吊系統施工,纏絲涂裝等。主索鞍采用塔頂門
9、架吊裝、散索鞍由汽車吊吊裝。主纜架設采用PPWS法,主纜牽引系統采用單線往復牽引系統,分別在蕭山側和杭州側邊跨內設置主、副卷揚機,利用塔吊將牽引索繞塔頂與主副卷揚機連接,同樣架設軌道索,錨固于軌道支撐架,即形成了牽引系統。全橋共布置2 套牽引系統,左右分幅布置。施工貓道采用三跨分離結構,兩邊跨側只設一幅貓道,寬 5.3m。中跨每根主纜下各設一幅貓道,每幅貓道寬度 2.85m,索股架設完成前兩幅貓道合二為一(總寬5.7m),貓道改吊時將中跨兩幅貓道分開。主纜的放索場地布置在PM19#PM20#墩邊跨內,牽引場地布置在自錨式懸索橋兩邊跨內。頁眉頁腳貓道拆除主纜檢修道等附屬工程施工主纜纏絲涂裝防護施
10、工吊索張拉錨固貓道改吊索夾吊索安裝緊纜機緊纜主纜索股架設貓道架設牽引系統架設主索鞍吊裝塔頂門架安裝主塔施工、塔上預埋件施工散索鞍吊裝臨時墩、頂推(合攏)平臺拆除張拉臨時吊索圖 3 纜索系統施工流程圖施工前準備工作一覽表特殊過程作業人員培訓操作人員持證上崗特殊工種人員培訓人員組成人員培訓材料的準備及存放施工準備現場指揮組纜索系統施工作業隊塔頂門架施工施工設備準備、大臨結構安裝與調試施工設備配備及調試牽引系統安裝調試貓道施工其他測量儀器配置和標定大型卡尺配置和標定調索用全站儀配置和標定入錨用油表和索力儀標定測量檢測儀器配備索股和錨固系統材料準備貓道塔頂門架等材料準備后勤保障措施落實配件及零星材料準
11、備交通通訊聯絡設備配置配備安全勞保用品現場施工條件確認塔頂門架施工完成施工貓道高空作業條件施工場地確認頁眉頁腳人員組織本橋纜索系統施工是自錨式懸索橋最為復雜、最為關鍵的工程,作業面多,工序多,多工作面多個機具協調共同作業,在作業過程中,協調指揮將是作業完成的關鍵,為此,專門成立自錨式懸索橋纜索系統施工現場協調指揮組保障施工。現場指揮組由 5 人組成:總指揮、副總指揮、總工程師、機械調度、人員調度組成。同時成立專門的施工隊1 個,負責纜索系統施工。施工隊人員組成:機械操作人員、機械技術員、土木技術員、電工、吊裝工、焊工、測控人員等。所有工作班組中機械技術人員擔任各點臨時指揮,負責與指揮組聯系,以
12、保證工程施工的順利進行。人員培訓該項目操作人員由我部具有懸索橋施工經驗,技術上最優秀的人員組成。為了保證安全優質的施工質量,針對本工程特點將組織所有施工人員進行學習培訓,并在工程施工的每個環節嚴格按照規范操作。所有在本工程中從事可能影響產品質量的工作人員,進行規定的技能考核認定。針對該工程高空作業多的特點,對參與該工程的所有人員進行體格檢查和高空測定,所有培訓考試均完整記錄在案。2.2 主索鞍的安裝一合同段自錨式懸索橋共計2 個主索鞍,分別布置于 PM21#主塔頂面和 PM22#主塔頂面。本橋采用空間纜索系統,成橋狀態中跨兩根主纜在傾斜平面內(傾角約為 19),邊跨兩根主纜在豎直平面內。主鞍座
13、必須適應主纜的空間轉換,因此本橋主鞍座除了在順橋向設置立面圓弧外,在平面內同樣設置圓弧,以完成主纜在順橋向和橫橋向的方向轉換。主纜索股安裝和緊纜施工均在豎直平面內進行,因此在中跨鞍槽出口設置一段半頁眉頁腳徑 2000mm的平面圓弧。主索鞍鞍體為鑄焊結合結構,主體為鑄鋼件,中間肋板采用焊接鋼板。為適應施工中的相對移動,在鞍體在設不銹鋼板-聚四氟乙烯板滑動副。為增加主纜與鞍槽的摩阻力,并方便索股定位,鞍槽內順橋向設豎向隔板,隔板走向應沿鞍槽走向。在索股全部就位并調整后,在頂部用鋅塊填平,用壓板和楔塊壓緊,再將鞍槽側壁用螺栓夾緊。下承板尺寸為 6.0m(橫橋向)4.95m(順橋向)。鞍體順橋向尺寸約
14、5.01m(底板 3.92m)、橫橋向為 2.02m,高度約 2.5m。主索鞍安裝分承板和鞍體兩部分。主索鞍鞍體在橫橋向分為兩塊,每塊重量為56t(四川天元公司提供的理論重量)。主索鞍格柵為縱橫向以豎直鋼板焊接而成的格構,上、下設格狀頂、底板,形成縱橫兩向均為工字形斷面的網格。頂推反力架與格柵結構結合,在鞍座頂推就位后割除,塔頂格柵及反力架構造單件重約36t,每座塔頂 1 件,全橋 2 件。格柵、下承板、安裝板、主索鞍鞍體等較重構件采用塔頂門架吊裝,其它構件采用Q150 塔吊直接吊裝。圖 4 主索鞍鞍體構造圖鞍體安裝時,先用杭州岸的龍門桁吊將主索鞍吊放至已架好的鋼箱梁橋面上,通過頁眉頁腳橋面軌
15、道將鞍體運至各塔主跨側位置,再用塔頂門架起吊系統從各塔主跨側縱橋向起吊(塔吊已改裝到主塔側面鋼箱梁頂橫橋向安裝)。主索鞍安裝施工流程圖下見圖。主索鞍吊裝完成主索鞍下承板、安裝板安裝格柵砼澆注格柵、索鞍頂推反力架安裝施工測量監控起吊系統安裝塔頂門架安裝索鞍、底座等構件的制造運輸塔頂門架制作主索鞍鞍體吊裝、預偏 圖 5 主索鞍吊裝施工流程圖2.2.1 塔頂門架的設計與施工塔頂門架的設計塔頂門架尺寸確定塔頂門架平面尺寸為16.288m 8m 10.7m(長寬高)。跨中縱橋向懸臂長度應能滿足吊裝索鞍與隔柵的尺寸要求。懸出塔頂長度=塔柱縱橋向自橋面向塔頂內傾水平距離+隔柵長/2+小車縱橋向長度/2+前端
16、結構需求長度+安全距離=2.7+7.16/2+2/2+2.5+0.3=10.08m,取 10.1m 懸臂距離。塔頂門架高度=主索鞍高度+吊具與吊繩高度+動滑車下懸高度+塔頂后澆段厚度+預埋件下移高度+安全距離=2.7+2+4+1+0.2+0.8=10.7m。塔頂門架主要組成部分塔頂門架主要結構包括主承重結構、支撐錨固結構、起吊行走裝置、工作平臺組成。a.主承重結構門架主承重結構包括承重梁、立柱、橫撐、斜撐、橫向聯系等。其中,主承重梁采頁眉頁腳用 HW400X400,立柱采用 HW400X300,橫向聯及斜撐均采用HW200X200,橫向聯系采用 HW400X300。各桿件分段之間均采用高強螺栓
17、等強連接。b.支撐錨固結構支撐錨固結構包括柱腳錨栓、柱腳型鋼等。其中柱腳錨栓采用Q345-M36 錨栓,柱腳型鋼底板采用40mm 鋼板,柱腳采用錨栓錨固于塔頂。(主塔頂面橫橋向單邊已加寬 75cm)。c.起吊行走裝置門架起吊行走裝置包括吊具、滑車組、起吊鋼繩、起吊橫梁、移位器、卷揚機等。其中滑車組采用兩組HQD6-80 滑車;起吊鋼繩采用直徑30mm 鋼繩;起吊橫梁為箱形結構,高 80cm,寬 50cm;橫梁下方每側布設2 件 ZWY-60 移位器。卷揚機采用兩臺15t 卷揚機,布置于主塔下方鋼箱梁頂面。d.工作平臺門架工作平臺在門架長度方向通長布置,工作平臺寬 1.2m,采用14 與10 作
18、為主承重骨架,上方鋪設木板作為面板。具體設計詳見附件一塔頂門架設計計算書。頁眉頁腳圖 6 塔頂門架施工照片塔頂門架的施工塔頂門架各桿件在加工廠內加工完成,運輸至現場利用JL150 型塔吊提升至塔頂采用高強螺栓連接成整體。其工藝流程為:準備材料塔頂門架桿件加工塔頂栓接拼裝安裝頂橫梁及縱移裝置安裝吊點滑車穿線卷揚機就位。2.2.2 主索鞍的吊裝施工測量放線精確測量塔頂軸線是保證主索鞍安裝位置準確的前提條件。首先選擇在天氣較好并且氣溫較穩定的夜間測量放線,在塔頂東西方向放出塔柱軸線。主索鞍安裝軸線均以塔頂放樣的軸線為控制線,以消除溫度和天氣變化對塔位的影響。主索鞍移至起吊位置上下承板、安裝板、鞍體等
19、主索鞍各主要部件先用杭州岸的龍門桁吊吊放至已架好的鋼箱梁橋面上,通過橋面軌道將其運至起吊位置。塔頂門架試吊為了保證門架系統的安全性,在進行主索鞍吊裝之前,須在超重情況下進行試吊。試吊系統由起吊系統、吊具和配重組成。起吊時卷揚機提升重物,卷揚機鋼絲繩經滑車組與吊具相連。配重采用鋼筋或型鋼。按起重機設計手冊規定,試吊重量應超過實際重量一定比例。試吊時采取逐次增重的方法。按主索鞍設計重量(56t)的 80、100和 110逐級加載。試吊應同時進行動載和靜載、以及行走試驗。塔頂格柵的安裝當塔頂混凝土澆注至塔冠及施工縫位置時(塔冠頂留有6.7m 5.71m 0.6m 空間頁眉頁腳的混凝土后澆,塔冠頂中跨
20、側和上下游側三面邊緣90cm 95cm 寬混凝土澆注至塔頂),在塔頂平面相應位置預埋鋼筋、頂推反力架、塔頂門架柱腳及格柵定位型鋼等預埋件,并確保預埋件下混凝土密實不留空隙,沿施工縫將塔頂混凝土表面人工鑿毛,并根據塔中心,在塔頂混凝土表面設置縱橫向中心標志,利用門架起吊系統垂直起吊、平移格柵安裝到設計位置。由于格柵的安裝精度直接影響主索鞍的安裝精度,為確保格柵的安裝精度,要求在格柵安裝以前,在格柵頂面劃縱橫向中心線,在塔頂預埋定位型鋼及安裝楔形鋼墊塊,然后在格柵吊點上安裝承重扁擔梁,扁擔梁通過吊具與起吊鋼絲繩連接在一起,啟動卷揚機進行吊裝作業。吊裝過程需保證格柵的平穩吊裝,當格柵起吊到高出塔頂一
21、定高度時,縱向移動起吊橫梁車到適當位置,將格柵緩慢放在塔頂設計位置,并與塔頂標志線對齊,利用預埋的定位型鋼對格柵進行初步定位調整。格柵放至混凝土槽口內后,通過鋼絲繩將格柵反力架側與塔頂門架臨時錨固。格柵的精確定位是利用水平儀、全站儀等測量儀器配合格柵調整工具進行的。平面位置的調整利用布置在三邊的手動千斤頂進行微調,高程位置利用格柵調整工具進行。格柵調整工具主要由4 個手動千斤頂、調整主梁、調節小型鋼、調整精扎螺紋鋼筋組成。通過在門架柱腳型鋼上橫放一根型鋼調整主梁做反力架,主梁上設置千斤頂、通過精扎螺紋鋼筋與格柵連接,依據測量數據、利用千斤頂進行格柵高程的調整,同時在三邊利用千斤頂進行平面位置的
22、精確定位,使格柵縱橫兩個方向安裝誤差小于2mm,頂面高程偏差 0+5mm。在格柵底部加墊楔形鋼塊,并進行反復調整,直至格柵安裝滿足設計要求。格柵位置調整滿足設計要求后,在格柵側壁均勻的布置楔形鋼塊與槽口內側壁砼接觸,將格柵卡緊在槽口內,并將格柵反力架與預埋鋼板部分進行焊接,確保格柵在混凝頁眉頁腳土澆注及震搗過程中位置不變,其中格柵內混凝土標高控制在塔頂標高以下40mm,格柵內混凝土必須振搗密實。澆注過程中注意對下承板錨栓孔用海綿塞緊,防止混凝土填充。混凝土達到設計強度后,將格柵表面打磨干凈,以備主索鞍下承板的安裝。主索鞍下承板和安裝板的安裝主索鞍下承板、安裝板同樣采用塔頂門架吊裝,吊裝到設計位
23、置后通過錨栓與格柵固定。安裝板吊裝完成后吊裝主索鞍鞍體。主索鞍鞍體安裝安裝鞍體前,需粘貼四氟滑板和不銹鋼板,并做好滑移面的潤滑處理。主索鞍鞍體縱橋向分為兩塊,座板吊裝完成后,利用塔頂門架吊裝主索鞍鞍體。鞍體在塔頂的初始位置按設計預偏值:PM21#主塔上鞍座向邊跨預偏727mm,PM22#主塔上鞍座向邊跨預偏723mm。標記好安裝線;就位時單塊主索鞍縱剖線對準安裝線并臨時固定;再吊裝另一半主索鞍部分,兩半鞍體靠攏后用M30 高強螺栓連接成整體,并用黃油填塞兩側縫隙。經檢查位置無誤后,安裝主索鞍其他限位及導向等各種部件,以備頂推之用。主索鞍頂推完成后割除反力架。圖 7 主索鞍吊裝施工效果圖頁眉頁腳
24、2.2.3 設計單位對主索鞍安裝精度要求主索鞍安裝精度要求序號檢查項目規定值或允許偏差1 主索鞍軸線最終偏位順橋向(mm)5mm 2 橫橋向(mm)2mm 3 下承板頂面中心高程(mm)+5,-0 4 四 角 高 差(mm)1mm 5 外觀鑒定主索鞍鋅質填塊應符合設計要求6 主索鞍表面必須清潔,涂裝如有損傷應修補2.2.4 主索鞍施工注意事項吊裝及所有機具要經過驗算,符合起吊要求;提升過程中由專人指揮,防止中途扭轉。吊裝施工需認真謹慎,要穩、慢、輕,不得出現碰撞。鞍體入座后用螺栓定位,要求底面密貼,四周縫隙用黃油填實,防止生銹;底板范圍內的混凝土表面需做鑿毛處理,并注意鑿毛質量;構件接觸面銷孔
25、系精加工表面,必須清理干凈,不得留有沙粒、紙屑等,并且在四周兩層接縫處涂以黃油,以防水氣侵入銹蝕構件。2.3 散索鞍的安裝本橋共設四個散索鞍,每端兩個,均位于中央分隔帶內。散索鞍采用轉索和散索相結合的散索套形式,主纜首先豎向下轉約5.45,然后再徑向發散,以保證安裝施工時最上層索股不會出現上翹。散索鞍理論轉索中心在橋面頂板以上2.555m,順橋向距邊墩支座中心線 5m,橫橋向兩個散索鞍中心距離3m。頁眉頁腳散索鞍采用 ZG355SiMnMo全鑄鋼結構,由兩部分組成:鞍體和底座。鞍體相當于半徑漸變的索夾,上下對合結構,長度 1.6m,由入口段、轉索段(R=3m)和散索段(R=510m)組成,設
26、4 道支撐加勁,緊固件為24 根 M30 高強螺栓。散索鞍底座采用高強螺栓固定在鋼支架上,鋼支架焊接固定在鋼箱梁A 梁段上,鋼箱梁內部設置支撐鋼板。鞍體和底座之間設置不銹鋼聚四氟乙烯板滑動式移動副。散索鞍考慮標高和角度調整措施,可以在底座和鋼支架頂板之間墊設楔形鋼板。散索鞍外面設鞍罩,鞍室和錨室連通,形成密閉空間,鞍室內除濕防護。為方便保持索股在架設過程中的形狀,必須將工具索鞍設置在索股散開位置,并與主纜中心線以下的半個散索鞍形成“U”形斷面。為保證主纜中心線以上的半個散索鞍的安裝,我部建議將主纜中心線以上的上半個散索鞍體沿設計理論散索點分為前后兩半(與設計院通溝后已征得同意)。2.3.1 散
27、索鞍的吊裝施工散索鞍安裝分底座板安裝和鞍體安裝兩部分。底座板理論設計重量為1.181t,散索鞍上鞍體理論設計重量為0.694t,下鞍體理論設計重量為1.174t。底座板采用高強螺栓固定在鋼支架上,然后安裝下鞍體,由于散索鞍傾斜放置,存在豎向轉索點和平面散索點,所以在散索鞍散索面及主纜后端分別設置了工具索鞍1、3、2,前端工具索鞍的主要作用是為了保證主纜索股的排列順序及斷面尺寸,后端工具索鞍主要對索股起反壓作用,以便主纜架設完成并擠圓后能順利安裝上鞍體。其具體安裝步驟如下:將散索鞍利用汽車經棧橋運至邊墩附近,用設置在橋面的25t 汽車吊將散索鞍提到橋面上。精確測量并放線,確定底座板中心位置及標高
28、,并清潔底座板下鋼支架表面。頁眉頁腳利用簡易門架、導鏈滑車調整底座板并精確對位,將底座板用M30 高強螺栓同鋼支架栓接錨固。清潔底座板并粘貼3mm 聚四氟乙烯板,聚四氟乙烯板上預留相應儲油槽,聚四氟乙烯板和底座板間可采用JF-11 等酚醛類膠粘劑粘結,粘結面的抗剪強度不小于1MPa。清潔下鞍體底面并粘貼8mm 不銹鋼板。用同樣方法安裝下鞍體,根據施工控制要求設置預偏量并臨時錨固。測量放樣,在設計位置安裝工具索鞍1、2、3(詳見附圖)。主纜中心線以上的上半個散索鞍的安裝流程如下:按照給定的位置,在散索鞍上安裝工具索夾,保證工具索鞍1 的上端位于散索面上。頁眉頁腳索股入鞍。通過工具索鞍和木楔調整索
29、股的位置和形狀。安裝散索面以上的1/4 散索鞍。頁眉頁腳拆除工具索鞍 1,工具索鞍 3。頁眉頁腳安裝散索面以下的1/4 散索鞍,拆除工具索鞍 2,上鞍體安裝完成后并上緊M30高強度螺栓完成與下鞍體的連接,完成散索鞍的安裝。2.3.2 設計單位對散索鞍安裝精度要求縱橫向偏位:2mm 高程:2mm 角度:符合設計要求。2.4 牽引系統、貓道的設計與施工2.4.1 牽引系統的設計牽引系統是懸索橋纜索系統施工的重要組成部分,它主要用于貓道架設和主纜索股的架設。根據江東大橋的場地情況、交通條件、索股盤的運輸方式等因素,經綜合比較后,確定采用架空索道單線往復式牽引系統,主牽引卷揚機布置在PM22#PM23
30、#墩之間的邊跨鋼箱梁上,副牽引卷揚機布置在PM20#PM21#墩之間的邊跨鋼箱梁上,放索頁眉頁腳機構布置在 PM19#PM20#墩之間的邊跨現澆箱梁上,形成單線往復牽引系統。全橋共設置兩套牽引系統,左右幅各一套,同步進行兩根主纜索股的牽引架設。牽引系統主要包括主副牽引卷揚機各兩臺,軌道索錨碇系統、軌道索限位系統、散索鞍部的轉向導輪、塔頂導輪組、滑輪、手拉葫蘆、卸扣、兩根軌道索、兩根牽引索等組成。具體布置詳見附圖。2.4.2 貓道系統的設計貓道作為懸索橋纜索系統施工最重要的高空工作通道和臨時作業場地,平行于主纜線型布置。在整個上部施工期間,貓道作為索股牽引、索股調整、主纜緊固、索夾及吊索安裝、主
31、纜纏絲防護等施工的作業平臺。其結構的合理性安全環保程度,連同架設方案可操作性的優劣將直接影響纜索系統施工各個主要分項工序的質量和進度。貓道總體布置本橋貓道擬采用三跨分離結構。邊跨兩根主纜中心距僅 3.0m,故兩邊跨各設一幅合并貓道,貓道寬 5.3m。在塔頂鞍座出口處中跨側兩根主纜中心距在吊索張拉前為4.4m,由于中跨主纜架設需要經過空間轉換過程,所以中跨每根主纜下各設一幅貓道,每幅貓道寬度2.85m,主纜架設時亦為合并貓道,貓道寬度5.7m,貓道面網、踏步方木上下游分開鋪設,大、小橫梁端板栓接。吊索張拉后兩根主纜由塔頂鞍座處間距3.0m 逐步過渡到跨中最低點處間距 42.5m 左右,因此貓道改
32、吊前貓道橫梁端板連接拆除,貓道一分為二。具體布置見附圖。貓道構成貓道由貓道承重索、橫梁、扶手索、面網、橫向抗風穩定索、錨固調整系統等組成。頁眉頁腳圖8 貓道橫斷面布置圖貓道承重索貓道承重索是貓道結構的主要受力構件。根據纜索系統施工各工況貓道荷載及抗風要求,經計算中跨每幅貓道由4根24承重索組成,邊跨貓道由8根24承重索組成。橫梁貓道大橫梁采用 10型鋼,標準間距為 6m;小橫梁采用方鋼 50mm 50mm,標準間距為6m,大小橫梁交錯布置。扶手索扶手索選用 2根20鍍鋅鋼絲繩。扶手立柱、側網用16鋼絲繩固定并錨固于鋼箱梁和塔頂門架上。扶手立柱與貓道大橫梁10型鋼連接,其間距為 6m。貓道面層貓
33、道面層為粗鋼絲網結構,其上按一定間距設置橫梁及踏步。由于貓道承重索間距較大,為保證施工人員安全,踏步采用50mm 30mm 的方木,間距 0.5m,與粗鋼絲網進行可靠綁扎。頁眉頁腳圖9 中跨貓道面層布置圖貓道抗風穩定索由于貓道單位重量較小,人員、施工荷載加入時,容易引起貓道振動,因此貓道中跨縱橋向每隔 32.5m 設置一道抗風穩定索,邊跨縱橋向每隔41.5m 設置一道抗風穩定索,以提高貓道的整體穩定性,使其具備足夠的抗風能力,抗風穩定索設置在貓道的橫梁處,其預緊力為2t。貓道塔頂錨固裝置貓道承重索在塔頂邊跨的錨固采用預埋件直接錨固,中跨采用預埋件和 10t手拉葫蘆的調整結構。見下圖所示。頁眉頁
34、腳圖10 貓道塔頂錨固布置圖邊跨貓道錨固調整體系邊跨貓道承重索錨固在散索鞍鋼支架上。采用錨梁調整結構。見下圖所示。圖 11 貓道邊跨錨固布置圖具體設計詳見附件二貓道設計計算書。2.4.3 牽引系統、貓道架設施工流程牽引系統及貓道架設采用在鋼箱梁橋面上利用JL150 塔吊直接提升法安裝。頁眉頁腳調整貓道垂度貓道承重索架設牽引系統架設準備工作貓道面層鋪設復核調整貓道垂度照明警示系統安裝扶手繩、側網、滾筒安裝圖 12 貓道架設施工流程圖2.4.4 牽引系統施工自錨式懸索橋施工順序先梁后纜,所以牽引系統施工均在鋼箱梁頂面進行,施工方法比較簡單,具體步驟如下:塔頂主索鞍吊裝完成后,在塔頂門架上安裝導輪組
35、。主牽引卷揚機繞600m 24 的主牽引索,副卷揚機繞600m 24 副牽引索,安放在鋼箱梁頂面,并與鋼箱梁臨時固定。主、副牽引索繩頭穿過導向輪等后,人工牽至塔底鋼箱梁頂面,塔吊提升牽引索繩頭至塔頂臨時錨固。用設在跨中鋼箱梁上的5t 卷揚機將主、副牽引索繩頭牽至跨中鋼箱梁頂面用拽拉器連接。主副卷揚機收放牽引索,調整垂度牽引系統形成。2.4.5 貓道架設施工準備工作頁眉頁腳包括塔頂門架、跨中鋼箱梁頂面的作業卷揚機布置;貓道承重索按照規范要求進行預張拉消除非彈性變形下料制作等。貓道承重索架設邊跨貓道承重索架設。成圈包裝的承重索運輸到現場以后,用汽車吊提升到橋面,放在邊跨跨中附近鋼箱梁頂面的放索盤內
36、,用卷揚機或人工將承重索沿橋面牽拉至主塔附近,塔吊提升錨頭至塔頂,與預埋件直接錨固連結;此時后錨頭已從放索架放出,主纜錨固區后布設的卷揚機滑車組與后錨頭連接,將后錨頭回牽至錨固位置與散索鞍鋼支架上的錨梁連接,調整垂度。中跨貓道承重索架設。將承重索索盤置于跨中附近橋面上,用卷揚機或人工將承重索沿橋面牽拉至一塔底箱梁頂面,利用其中一塔上的塔吊提升承重索一端錨頭至塔頂,與預埋件和錨固梁連接。后端錨頭由另一塔塔頂門架上的卷揚機牽拉與錨固梁連接。調整垂度。邊、中跨全部貓道承重索和貓道門架承重索架設完成后,再次調整承重索垂度。貓道面層鋪設貓道面層采用上滑鋪設法。在鋪設貓道面層之前,分別在中跨鋼箱梁上,邊跨
37、散索鞍定位鋼支架處搭設貓道工作平臺,用來存放貓道面層。在鋼箱梁上將組成貓道面層的各種材料,如防滑木條,面層網,按設計位置綁扎好,用塔吊,汽車吊及人工將面層、面層鋪設所用的槽鋼、U 形螺栓等放到工作平臺上。人工在工作平臺處將貓道面層與貓道承重索利用 U 型螺拴進行連接,用塔頂卷揚機向塔頂方向牽引,逐步鋪設牽拉。待面網鋪裝到塔頂時,緊固U 型螺栓,固定面層。貓道面層上滑鋪設時,同時將貓道滾筒放在面層上并捆綁好,裝上扶手立柱、側面網,并向內倒置在面層網上,同面層一起上滑。貓道面層鋪裝、緊固完成后,先將扶手頁眉頁腳立柱上翻,并緊固扶手立柱與面層上型鋼的螺栓,初步形成可行走貓道。在鋪設貓道面層時進行對稱
38、鋪設,盡量使面網鋪設速度保持一致。鋪設時定期觀測主塔的扭轉和偏位。扶手索、抗風穩定索的安裝借助牽引系統逐根架設貓道扶手索,用U型螺栓把上扶手索與扶手立柱相連結、下扶手索卡在圓鋼鉤內,貓道扶手索牽拉到位后分別錨固于塔頂門架以及散索鞍定位鋼支架上,并用鏈條葫蘆收緊,用鐵絲把側面網與下扶手索連接。抗風穩定索一端與貓道大橫梁10 型鋼固定、另一端固定在鋼箱梁上,施加2t 的預緊力。貓道垂度調整貓道距主纜空纜中心線距離一定,即中跨為1.3m、邊跨為 1.5m,貓道與主纜空纜線形垂跨比相同,從而確定貓道垂度及標高。貓道承重索架設完畢后依據貓道承重索垂度設計值,進行垂度調整。貓道面層距主纜空纜中心線距離:中
39、跨為1.3m、邊跨為 1.5m,故貓道面層中心標高為:中跨+39.290m、西邊跨+64.528m、東邊跨+67.346m,中心標高誤差控制為20cm。單根貓道承重索的調整采用三角高程法進行,利用實測角度和測點的設計坐標、置儀點的坐標,利用角度控制,進行測點的標高數據計算,或每幅貓道承重索逐根調平后,進行整體調整貓道到設計標高。利用全站儀實測各跨跨中點的垂度及跨徑,同時實測溫度,與設計計算值比較,中跨利用塔頂預埋件上的10t 葫蘆收緊調整直至滿足垂度,邊跨利用散索鞍定位鋼門架上的 10t 手拉葫蘆連動 50t 滑車組卷揚機系統進行調整,直至垂度滿足要求。貓道索架設順序貓道承重索按下圖所示對稱進
40、行架設。頁眉頁腳62485137索 塔13456782邊跨側中跨側圖 13 貓道承重索架設順序2.4.6 牽引系統及貓道施工工效分析牽引系統及貓道施工工效分析表序號項目施工時間(天)1 準備工作2 2 主、副牽引索繩頭牽引2 3 主、副牽引索拽拉器連接1 4 牽引索垂度調整1 5 貓道承重索架設4 6 貓道承重索垂度粗調整3 7 面網鋪設5 8 貓道門架、扶手、欄桿、滾筒5 9 垂度調整2 合計25 頁眉頁腳2.5 主纜索股架設施工2.5.1 概述本橋主纜為三跨空間線形,中跨理論跨徑260m,邊跨理論跨徑 75.5m,錨跨理論跨徑 10.0m。中跨主纜設計矢跨比f/L=1:4.5,跨中處距橋面
41、高度3m,兩個主纜由塔頂鞍座處間距 3.0m 逐步過渡到跨中最低點處間距42.5m 左右。邊跨兩根主纜在中央分隔帶內平行布置,間距3.0m。邊跨不設吊索,主纜線型為懸鏈線,中跨設吊索,主纜線型為分段懸鏈線。主纜采用 PPWS法施工,工廠預制平行鋼絲索股,現場在貓道上逐股安裝架設。每根主纜由 37 束索股組成,每股含 91 5.3mm 鍍鋅高強鋼絲,抗拉強度 1670Mpa,彈性模量 2.0105Mpa,索股兩端采用熱鑄錨頭。索股平均無應力長度510.45m,37 束索股構成正六邊形,緊纜后主纜為圓形,索夾處直徑為335.6mm(空隙率 16%),索夾間直徑為 339.6mm(空隙率 18%),
42、如下圖所示。圖 14 主纜索股構造圖2.5.2 主纜索股架設施工流程頁眉頁腳索股錨頭與牽引拽拉器連接施工準備轉運、安裝索盤牽引系統試運行啟動卷揚機進行索股牽引作業牽引就位索股橫移索股整形入鞍索股錨頭臨時錨固索股垂度調整并在各鞍座處固定錨固力調整并錨固架設其他索股塔錨位置測量圖 15 主纜索股架設施工流程圖2.5.3 主纜架設施工貓道架設完成后,將牽引索置入貓道門架導輪組,形成主纜架設施工的單線往復牽引系統。上下游一套牽引系統輪流進行上下游主纜索股架設。基準索股線形的確定主纜索股架設前,測量塔錨平面位置、高程、跨徑,主、散索IP 點的高程,實際預偏位置等。根據施工監控結合主纜索股彈性模量等計算主
43、纜線型,并據此指導施工作業。主纜架設施工主纜索股架設分為一般索股架設和基準索股架設兩類。每根主纜有37 根索股,根據設計圖紙規定1#索股為基準索,其余均為一般索股。施工過程中,如因各方面原因頁眉頁腳1#索股不能作為基準索時,10#、21#索股可做為后續索股安裝的基準索股。索股牽引首先架設1#基準索股,一般索股按照自下而上、由里向外的原則架設(因本橋主鞍座除了在順橋向設置立面圓弧外,在平面內同樣設置圓弧,且主纜索股安裝和緊纜施工均在豎直平面內進行)。索股架設前,先利用平板車將索盤經棧橋運至杭州岸側邊墩附近棧橋上,再將索盤提升安裝在PM19#PM20#墩之間的混凝土橋面上的放索支架上,拉出索股前錨
44、頭與牽引系統拽拉器連接。準備工作完成后,正式開始索股牽引作業,啟動10t 主牽引卷揚機進行索股牽引作業,牽引過程中兩臺卷揚機基本保持同步運行,副卷揚機始終要保持一定的反拉力。若發現索股扭轉、散絲、鼓絲等,及時進行處理,將索股錨頭經索道口拽拉至設計位置臨時錨固(相對于錨固后還要進行調整而言),完成一根索股牽引作業。如此循環完成其他索股的牽引施工。圖 16 主纜索股牽引示意圖頁眉頁腳圖 17 主纜索股架設效果圖索股上提、橫移整形入鞍當索股牽拉到位后,利用汽車吊、塔頂門架卷揚機、握索器進行索股的上提、橫移、整形入鞍工作。由于索鞍鞍槽為寬度49 毫米的矩形,而索股斷面為六邊形,入鞍前需將該部分索股斷面
45、整形為47.751.2mm 的矩形,再放入鞍座內設定位置。在距離主索鞍前后各20m 的位置處,將握索器安裝在主纜索股上,將主索鞍處索股提松,保證無應力狀態,以便進行整形。整形前,應確定著色絲位置(用于確定索股是否扭轉),如發現扭轉應及時進行矯正。整形時,在距離索鞍前后約3m 的地方,分別安裝上六邊形夾具將索股夾緊,解除兩夾具間索股的綁扎帶,同時在距離六邊形夾具1m的地方開始整形。主索鞍處從邊跨向中跨方向進行整形,人工用木錘敲打索股,并用鋼片梳進行索股斷面整理,使其由六邊形變為四邊形,整理成規則斷面后,用專用四邊形夾具夾緊,并用綁扎帶綁扎,鋼片梳繼續延伸整理索股斷面成四邊形,每隔1m 左右纏上綁
46、扎帶。待主索鞍處索股全部整形完畢后,按照主索鞍處由邊跨側向中跨側的順序依次放入頁眉頁腳鞍槽內。入鞍時應注意索股著色絲在鞍槽中的位置,以確認索股無扭轉。為防止已入鞍索股擠壓鞍座隔板而造成隔板變形,應在其它鞍槽內填塞楔形木塊。索股入鞍后,調整索股上的標記點與設計位置基本吻合(架設施工時以索股標記線作為參考控制線,最終主纜線形以索股垂度調整控制為準),并適當抬高中、邊跨跨中索股垂度。一般索股入鞍時,中跨跨中垂度預抬高3040cm,邊跨跨中垂度預抬高1020cm,以防止擠壓其它已調整好的索股。待索股入鞍后,將兩端錨頭臨時錨固。圖 18 主纜索股整形入鞍施工照片索股垂度調整順序索股調整的順序為先主跨后邊
47、跨。先將索股與杭州側主索鞍槽固定,在蕭山側調整索股,直至中跨垂度符合要求,固定后再調整兩邊跨的垂度;最后調整錨跨張力。索股垂度調整基準索股垂度調整方法是采用絕對高程法進行,利用在跨中懸掛反光棱鏡測出基準索股跨中點實際高程,并與理論高程進行比較,計算出索股需移動調整長度,來進行垂頁眉頁腳度調整。基準索股的垂度測定與調整在夜間氣溫穩定且風速較小無雨無霧時進行。基準索股線形調整完成后,連續觀察三個晚上,確認線形符合設計要求后才能進行一般索股的架設與調整。主纜架設期間,對基準索股進行檢測,確保基準索股線型滿足要求。一般索股的架設和調整方法與基本索股基本相同,所不同的是一般索股調整是以基準索股為基準,采
48、用相對高程法進行,新架設索股預抬高20cm,待夜間氣溫穩定時進行相對垂度調整,調整好后的索股間應保持若即若離的狀態。當索股架設一定數量后,設置 v 型索股形狀保持器,同時設置主纜豎向形狀保持器,以使主纜各索股按設計斷面形狀排列。同時在主索鞍處,根據架設情況及時安裝鞍槽隔板。索股垂度調整注意事項已調整好的索股間隔3 米及時割除索股表面纏包帶,以滿足主纜緊空隙率要求。調好索股之間避免互相疊壓情況發生,一旦發生,須立即查明原因并進行妥當處理。主纜架設期間,按時間或架設數量分階段定期對基準索股進行觀測,確保基準索股線型滿足要求。當一般索股架設一定數量后,為便于中跨各索股的排列和保持其形狀,中跨跨中每隔
49、 30m 設置一組 v 型保持器,同時在v 型保持器之間設置主纜豎向保持器,以使主纜各索股按設計斷面形狀排列,在主、散索鞍處,根據架設情況及時安裝隔板。每晚索股調整前對已調索股線形進行檢查索股是否打絞,檢查豎向保持器夾片是否變形擠壓索股,檢查完后解開麻繩并將新架設索股放入豎向保持器對應位置,檢查上次已調好索股位置是否變化,如發生變化,分析原因重新調整后方可進行后續索股的調整。調整索股時,采用木錘在調整部位附近反復敲打該根索股鋼絲,并利用鏈條葫蘆適當上提,以減小鞍槽摩擦力影響。頁眉頁腳索股入鞍時,在左塔索鞍處索股標記點置于鞍座中心線上,右塔處的索股標記點向邊跨一側偏離鞍座中心線一定距離,使得中跨
50、跨中索股垂度預抬高3040cm,同理將邊跨跨中垂度預抬高1020cm,以防止擠壓其它已調整好的索股。錨跨張力調整錨跨張力調整,采用斜拉橋施工采用的斜拉索張拉方式。千斤頂撐腳張拉桿索股錨頭牽引螺母圖 19 索股錨頭張拉方法示意圖主纜索股架設完畢后,經監理工程師驗收合格后,在主索鞍處填壓鋅填塊,安裝蓋板,裝上緊固拉桿,并張拉至設計噸位;散索鞍上半索夾在緊纜后安裝。設計單位對主纜架設安裝精度要求索股錨頭安裝誤差5.0mm 主纜垂度調整誤差10.0mm 主纜垂度測量誤差2.0mm 頁眉頁腳索股質量保證措施索股牽引過程中作業人員跟蹤檢查防止索股扭轉、彎曲及松散變形,并間隔 200m設置防扭轉魚雷夾。索股
51、牽引過程中綁扎帶連續兩處斷裂時,停止牽引,重新整形為六邊形后包纏綁扎帶。索股入錨前對索股進行梳理,梳出錨跨鼓絲段。采用被動放索裝置,確保牽引與放索速度匹配,防止散絲、呼啦圈現象發生。2.5.4 主纜架設常見問題及解決方法克服牽引過程中散絲現象常見的索股散絲現象有以下幾種情況:索股在制作時,由于打盤力的原因,易造成索股在放索過程中因纏繞不緊出現松弛現象,增大內外層索股之間磨擦,造成部分綁扎帶斷裂散絲;牽股在制作與架設期間,如果間隔時間較長,溫度影響造成纏包帶老化,而降低纏包帶握裹力,造成在牽引過程中斷帶散絲;索股牽引過程中,通過塔、錨等處時由于豎向彎曲半徑偏小,主纜索股徑向反力較大,易造成纏包帶
52、斷裂散絲。支承托滾的材料表面硬度對索股前端纏包帶產生影響,導致纏包帶斷裂。為了避免索股斷帶、散絲,采取以下幾個方面措施:建議工廠制造索股時,增大索股上盤力并采用高質量性能穩定的纏包帶,以適應長時間溫度變化的影響。解決放索速度與牽引速度的一致性和啟動、剎車間的時間差,在索股牽拉期間,主纜索股始終保持一定的張力,避免索盤上索股松散下垂而導致磨損。頁眉頁腳加密塔頂、散索鞍位置的支承間距,在不影響橫移索股的情況下,盡可能增大塔頂、散索鞍處豎向曲率半徑,其中散索鞍下托滾間距為100cm,塔頂處托滾間距為80cm,同時調整兩邊貓道相鄰托滾高度。采用尼龍托滾,對索股纏包帶及索股鍍鋅層有較好的保護。克服主纜牽
53、引過程中扭轉現象索股的扭轉,會對鋼絲受力的同步性、均勻性產生影響。產生扭轉的直接原因,是由單根鋼絲組合預制成索股時,各鋼絲間工藝造成存在內應力差在架設過程中的反應。由于索股牽引是在柔性貓道上牽引,并通過塔頂、散索鞍等處高差起伏變化很大,不同于平地直線預制索股。由此現場架設出現扭轉的原因主要表現以下幾個方面:貓道因柔性結構寬度方向上荷載分布不對稱時貓道的傾斜。采用單側牽引系統,貓道門架、小導輪組及牽引索股時自重偏心影響,造成貓道傾斜,主纜索股在托滾上有側向運動趨勢,牽引過程中,索股在托滾上產生側面滾動,造成扭轉;由于索股牽拉時作用于貓道為可變的活荷載,很難保證牽引系統的拽拉器與貓道托滾在同一豎向
54、面上,索股有橫向滾動的趨勢,造成扭轉。避免索股產生鼓絲現象常見的索股鼓絲現象有以下幾種情況:同一索股內鋼絲長度誤差是造成鼓絲的主要原因,由于目前基準絲與一般鋼絲存在制作上的誤差,鋼絲在索股牽引過程中經過不同部位,由于索股纏包帶難以控制索股六邊形斷面形狀,索股下部的鋼絲受到托滾的磨擦力,下部鋼絲產生拉應力而產生應變,應變逐漸向后累積至曲率變化較大地方如主索鞍、散索鞍部位造成后移限制,鋼絲不可避免鼓出。頁眉頁腳牽引過程中散絲后,單個或數個鋼絲被掛住,受拉而產生鼓絲。索股整形入鞍,調索時由于架設過程中進行預提高,采取邊跨向中跨放松索股,錨跨向邊跨放松,索股在索鞍鞍槽內磨擦力遠大于索股牽引時在托滾的磨
55、擦力,因此單根索股內的鋼絲上下層產生相對位移不一致,易在主索鞍邊跨側、散索鞍錨跨側產生鼓絲。為了避免索股鼓絲,采取以下幾個方面措施:確定合理的整形入鞍工藝和順序。架設牽引過程中,嚴密監督與觀察,杜絕局部鋼絲受掛現象。索股預提高,中跨跨中垂度控制在30cm 左右,邊跨跨中垂度控制在10cm 左右,便于調整該索股,同時減小底層鋼絲的磨擦力。調整索股時,采用木錘在調整部位附近反復不停敲打該根索股鋼絲,并利用倒鏈適當上提,以減小鞍槽摩擦力影響。對于錨跨的鼓絲,必須將錨跨鼓絲趕至邊跨跨中位置,遠離散索鞍,便于后期恒載增加時,達到消除鼓絲的目的。由于本橋主纜為空間線形,主索鞍鞍槽構造除豎向彎曲外,還有平面
56、彎曲。而在架設時,主纜又必須在豎直平面內,因此,中跨主纜需從豎直平面內轉化到傾斜平面內。為解決在主索鞍出口處可能出現的鼓絲問題,專門進行了“主纜架設、橫移、鞍座頂推試驗”,按幾何比例 1:10 布置試驗橋,橫橋向采用半橋結構。為模擬實橋的架纜過程,塔頂主索鞍的立面圓弧和平面圓弧半徑均與實橋一致。為此,主纜矢跨比調整為1:3.75。頁眉頁腳圖 20 試驗橋照片針對試驗所暴露的鼓絲現象,提出了主纜索股“長短絲”法和在主索鞍出口處安裝一工具索鞍,使主纜平順過渡的方法。隨后又對這兩種方法進行了試驗,試驗結果表明這兩種方法對主纜的鼓絲現象均有改善,從改善效果、施工難度、施工工期等方面進行對比后,確定不采
57、用這兩種方法進行施工,主纜索股架設仍按常規施工工藝進行,對主纜空間結構影響產生的鼓絲,采取從主索鞍出口向中跨梳理的方法進行,以減少和消化鼓絲現象。在緊纜施工過程中,若出現鼓絲問題,可采取平均分配法逐段消除。保護索股表面措施托滾間距選擇 6m,適當加大托滾直徑,對索股鍍鋅層有較好的保護。對握索器及小夾具邊角打磨成圓角,并增大握索器與主纜索股的接觸面積。采用隔離方式,防止鋼絲繩與索股鋼絲相磨擦造成鍍鋅層損傷。塔頂、鞍部門架處采用尼龍吊帶吊掛索股,保護索股鍍鋅層。索股表面局部鍍鋅層出現損傷,立即按要求涂抹富鋅環氧漆。2.5.5 索股架設施工工效分析頁眉頁腳一根主纜索股架設施工工效分析表序號項目施工時
58、間(天)1 基準索股架設7 2 一般索股架設每天平均6 根6 合計13 2.6 主纜緊纜主纜 37 束索股構成正六邊形,緊纜后主纜為圓形,索夾處直徑為 335.6mm,空隙率為 16%,索夾間直徑為 339.6mm,空隙率為 18%。緊纜作業在索股架設完成后進行,分為預緊纜和正式緊纜兩部分。正式緊纜采用專用緊纜機施工,每根主纜各布置一臺緊纜機,緊纜順序為:杭州邊跨中跨蕭山邊跨。2.6.1 緊纜機緊纜機總體結構主纜緊纜機主要由緊固裝置、移動裝置、液壓系統等組成,其主要結構見下圖所示。千斤頂緊固架承重繩滑車圖 21 緊纜機結構圖整機組裝方法緊纜機出廠前進行靜態試驗和模擬試驗,并進行整機組裝調試。頁
59、眉頁腳緊纜施工時的組裝先將緊纜機各總成件運至主纜錨固區前。用汽車吊將各總成件放置在鋼箱梁上。連接液壓系統與緊固裝置并就位于主纜上。整機組裝后,進行調試和試運行。2.6.2 緊纜作業施工流程軟鋼帶液壓千斤頂汽車吊(邊跨)、纜索吊(中跨)人 工結束千斤頂液壓卸載打捆扎帶緊纜作業緊纜機就位預緊纜圖 22 緊纜施工工藝流程2.6.3 緊纜施工預緊纜預緊纜作業選擇在夜間溫度穩定的時段進行,采用“二分法”劃分預緊纜位置。首先在主纜表面相應位置處鋪設麻袋片,利用手拉葫蘆邊收緊主纜,拆除主纜外層索股的纏包帶,人工用大木錘均勻敲打主纜四周,正確校正索股鋼絲的排列,避免出現絞絲、串絲、和鼓絲現象,同時測量緊纜處主
60、纜的周長,待主纜空隙率目標控制值在2528%時,即主纜周長小于112.2cm 后(松掉打包機待主纜回彈后測量值)用軟鋼帶將主纜捆扎緊,使主纜截面接近為圓形。鋼帶間距5m 左右。頁眉頁腳正式緊纜主纜回彈率試驗在正式緊纜前,在主纜上進行主纜回彈率試驗,確定緊纜狀態空隙率與打緊鋼帶離開緊纜機 5 米左右范圍后的空隙率,比較空隙率差便得出主纜的回彈率;在正式緊纜過程中,檢查并調整緊固力,以確保主纜緊纜質量。預緊纜作業完成后,使用主纜緊纜機將主纜截面緊固為圓形,并達到設定的空隙率(索夾內空隙率為 16%,索夾外空隙率為 18%)。每隔 1m 左右緊固一次。當緊纜機緊固到預緊纜時所捆扎的軟鋼帶的位置時,要
61、拆除軟鋼帶,以免影響緊固效果。正式緊纜工作步驟a.主纜緊纜機安裝就位主纜緊纜機初次安裝就位時,是通過塔吊進行,因為緊固裝置為可分解式,故向主纜上的安裝與卸下均方便容易。b.主纜緊纜機行走依靠自帶卷揚機及塔頂卷揚機牽引運行。c.緊固蹄的操作(液壓千斤頂加載、保壓):這是緊纜作業中的一個關鍵工序。在初期加壓階段,以低壓進行,使各緊固蹄輕輕地接觸主纜表面,且相互重迭,然后升高壓力,加載(同步)。緊固蹄行程達到設定位置時或壓力達到規定值時保壓。d.打捆扎帶打捆扎帶的目的就是為了保證當液壓千斤頂卸載后,緊固的主纜截面形狀仍保持一定。當緊固蹄的移動一停止(處于保壓狀態時)經測量空隙率符合要求后,用軟鋼帶(
62、鍍鋅鋼帶或不銹鋼鋼帶)繞在主纜上捆扎,并用帶扣固定。捆扎2 道。頁眉頁腳e.液壓千斤頂卸載當完成預捆緊后,液壓千斤頂卸載,通過操作換向閥使緊固蹄回程,緊纜機則移向下一個緊固位置。f.主纜直徑的測定為了確定緊纜后主纜的截面形狀,緊固蹄擠壓結束后(處于保壓位置時)和液壓千斤頂卸載后,分別用專用量具測定主纜直徑和周長。用下式計算出主纜平均直徑,確保纜徑反彈后的空隙率符合要求。豎徑+橫徑主纜截面圓周長主纜平均直徑=或主纜平均直徑=2 圓周率()以上 b f 工序每隔 1m 左右進行一次。主纜全部緊固完了后要沿著全跨徑測定捆扎帶旁邊的主纜直徑及周長,確認實際的空隙率滿足設計要求。2.6.4 緊纜施工質量
63、安全保證措施做好緊纜前技術安全交底工作。(預緊纜過程中,應理順外層索股鋼絲,不得出現交叉及竄絲現象。緊纜過程中注意對主纜鋼絲鍍鋅層保護。做好夜間緊纜施工安全工作。利用纜索吊安裝緊纜機時,使安裝緊固蹄部分就位于主纜之上,減小貓道受力。緊纜過程中,纜索吊吊掛緊纜機,處于受力狀況,防止緊纜機失穩側翻。緊纜機行走要勻速、平穩,防止側翻失穩。2.6.5 緊纜施工工效分析本橋共投入兩臺緊纜機,緊纜施工工效分析見下表。緊纜施工工效分析表頁眉頁腳序號項目施工時間(天)1 預緊纜1 2 邊跨緊纜機安裝調試1 3 杭州側邊跨正式緊纜100m/天1 4 緊纜機拆除安裝至中跨并調試1.25 5 中跨正式緊纜 100m
64、/天3 6 緊纜機拆除安裝至蕭山側邊跨并調試1.25 7 蕭山側邊跨正式緊纜100m/天1 8 其它不確定因素0.5 9 合計10 2.7 索夾、吊索安裝2.7.1 概述本橋中跨設置吊索,邊跨不設吊索。中跨共設26 對吊索,順橋向間距 9m,橫橋向傾斜,斜率約為 2.9:1。中跨索夾的順橋向標準間距為9m,邊跨索夾的水平間距為910m。根據吊索的受力特點,并綜合考慮材料性能、制造加工、安裝維護、后期更換等因素,本橋采用規格為 PES7.1-109 鍍鋅平行鋼絲 PE雙護層拉索,冷鑄墩頭錨。吊索與索夾為新型銷接式索夾,每個吊點設1 根吊索。索夾采用上、下對合的結構形式,上、下兩個半索夾用螺栓相連
65、并夾緊于主纜上。全橋索夾共分三大類:連接主纜與吊索的有吊索索夾;用于主纜定型的緊箍索夾;主索鞍出口處防護密封的封閉索夾。另外還有施工過程中使用的工具索夾。由于吊索拉力及主纜傾角不同,所需夾緊力不同,索夾長度和螺栓數量均不同。索夾又細分為 AL 共十一類 92 個(工具索夾除外),索夾總成單件最大重量2.939t(A 類),其中上半索夾重 0.8498t,下半索夾重 1.8025t。索夾材料采用 ZG35SiMn 鑄鋼,M45 高強螺栓的數量變化為422 根,螺桿直徑 45mm,螺桿材料采用40CrNiMoA。頁眉頁腳2.7.2 索夾、吊索安裝流程空纜線形測量索夾位置坐標計算索夾位置測量放樣索夾
66、、吊索轉運至工地現場汽車吊或塔吊將索夾吊運至安裝位置上下兩半索夾安裝螺桿安裝緊固吊索安裝主纜分開圖 23 索夾、吊索安裝流程圖2.7.3 索夾安裝索夾放樣數據計算由于索夾均位于50t 汽車吊和 JL150 塔吊吊裝范圍內,所以索夾在主纜被臨時吊索拉到設計位置時再進行安裝,以減少體系轉換過程中對主纜的扭轉。緊纜完成以后,實測主纜的空纜線形,主、散索鞍間的實際里程以及跨徑作為索夾施工放樣的初始數據,監控單位據此計算索夾坐標和吊索長度,在空纜狀態下對索夾進行放樣并做標記,主纜分開后對其位置進行復測。索夾放樣之前,根據監控組提供的索夾位置,進行施工放樣數據的計算,為測量放樣準備數據,主要包括四部分內容
67、:一是吊索中心線與主纜的中心線交點在空纜狀態下的坐標計算和吊索中心線與主纜的天頂線交點的坐標計算;二是吊索中心線與主纜天頂線交點到索夾兩端的距離的計算。這兩部分內容要根據監控單位提供的數據進行各個索頁眉頁腳夾位置的坐標和距離計算。三是天頂線交點到索夾兩端的距離,不同位置的索夾數值不同,且同型號的索夾其數值也有差別。四是索夾在橫橋向傾角與放樣坐標的計算。施工前監控單位必須提供索夾放樣的坐標及角度控制數據。現場實測通過對主纜的溫度進行晝夜觀測,找出溫度變化相對穩定的時段進行索夾放樣工作。放樣時依據監控單位計算結果,首先放出索夾天頂線。索夾中心里程是根據特定的結構狀態計算出來的,在實際操作時,結構的
68、實際狀態與計算采用的狀態存在一定誤差,因此在放樣時,必須進行修正。通過對實測跨徑和設計跨徑進行數據比較得出一個修正系數來進行里程數據修正。放樣時,儀器位于主索鞍頂部中心點,后視另一塔頂主索鞍中心點,先在索夾位置放出主纜天頂線,再采用測距法定出吊索中心線與主纜天頂線交點位置,同時采用測距法確定索夾兩邊緣位置,在邊緣線外10cm 處做出參考標志線,則某一索夾位置即可定出。在索夾放樣完成后,根據放樣方法進行檢測。同時采用距離法對所放點位進行檢查。另通過測量方法進行檢查索夾吊耳傾角,吊耳傾角可采用量角器具測量與豎直方向的夾角或采用根據角度和結構尺寸所算出的吊耳中心坐標進行檢測。索夾安裝由于索夾均位于
69、50t 汽車吊和 JL150 塔吊吊裝范圍內,所以索夾在主纜被臨時吊索拉到設計位置時再進行安裝,以減少體系轉換過程中對主纜的扭轉。通過主塔處的塔吊和 50t 汽車吊進行索夾安裝。安裝順序是:由跨中和錨碇處向塔頂向方向逐只安裝。安裝過程中分別采用不同的方法:在靠近塔柱部分索夾可以通過塔吊輔助,直接進行定位安裝。頁眉頁腳其余各類索夾利用停在箱梁頂面的50t 汽車吊進行定位安裝。索夾位置內有緊纜扁鋼帶,應予以拆除。索夾拆分為上下兩部分,利用塔吊和汽車吊安裝兩半索夾,使用液壓扳手對拉桿施加軸力至設計值。軸力導入過程中注意防止索股鋼絲夾進企口縫內,同時應使索夾兩半合縫均勻。安裝吊索后再進行索夾傾角微調的
70、具體措施如下:先將索夾螺桿緊固力逐級放松,直到吊索拉力可使索夾轉動為止,然后用鋼絲繩配手拉葫蘆逐步進行微量調整(可利用索夾耳板加勁板孔眼進行調整),但控制數據需監控單位給出,調整完成后再補足索夾螺桿緊固力。螺桿緊固索夾高強螺桿軸力導入用液壓扭矩扳手完成,使用前應進行標定和摩擦面摩擦系數測定。索夾螺桿緊固原則為:中間向兩邊對稱進行。重復緊固直至所有索夾螺桿軸力滿足設計要求,并做好緊固力以及緊固順序的詳細施工記錄。每根M45 螺桿設計初緊力為 826KN,在吊索安裝張拉完畢、主纜防護前以及成橋后10 個月,分三次再張拉,補足螺桿拉力。同時應加強檢測,當螺桿拉力小于設計應力的70%時,應及時補足。索
71、夾安裝時,僅將螺桿緊固臨時固定即可,在吊索張拉各個過程中依據監控指令進行緊固。2.7.4 吊索安裝吊索安裝直接利用汽車吊或塔吊從鋼箱梁頂,經貓道開口,垂直提升到索夾下端與吊耳銷接完成。起吊前應核對吊索編號,并利用吊車將吊索平順展開,以減弱在吊索末端離開鋼箱梁表面時發生的扭轉力。吊索安裝過程注意對吊索及其相關構件的保護。吊索冷鑄錨頭對稱調試,滿足設計要求后,安裝吊索防雨水的護罩。2.7.5 設計單位對索夾、吊索安裝精度要求頁眉頁腳索夾位置對中誤差15.0mm 索夾位置測量誤差1.5mm 主梁錨箱定位誤差5.0mm 主梁錨箱位置測量誤差1.0mm 索夾或主梁錨箱預埋導管位置誤差1.0mm 索夾或主
72、梁錨箱預埋導管位置測量誤差0.1mm 2.8 體系轉換施工(吊索張拉)2.8.1 體系轉換施工本橋中跨設置吊索,邊跨不設吊索。共設26 對吊索,順橋向間距9m。主索鞍鞍槽構造除豎向彎曲外,還需有平面彎曲。而在架設時,主纜又必須在豎直平面內,體系轉換時中跨主纜需從豎直平面內轉化到傾斜平面內。因此在中跨采用5 對臨時吊索,包括2 個主塔,即“七點法”將主纜分開。然后自塔柱處開始向跨中方向分批次張拉吊索,使吊索拉力和主纜線形符合設計要求。主纜緊纜施工完成后,測量放樣安裝臨時工具索夾,臨時工具索夾要求按照監控指令提供的里程位置及角度進行安裝和緊箍。安裝臨時吊索。臨時吊索布置在中跨,共5 對,間距布置為
73、 38.5m+45.0m 2+48.0m+45.0m+38.5m=260m。安裝方法與永久吊索相同。單根臨時吊索控制張拉力1200KN(設計要求),吊索材料計劃采用 15.2-9 鋼絞線和24 的鋼絲繩相結合的方式,利用 120t 的連續千斤頂進行臨時吊索的張拉施工。臨時吊索具體構造詳見下圖。頁眉頁腳圖 24 臨時吊索總體布置圖連續千斤頂15.2-9 鋼絞線錨具鋼箱梁24鋼絲繩主纜工具索夾圖 25 臨時吊索構造圖張拉臨時吊索,將主纜分開,同時進行貓道改吊施工。主纜分開到位后,安裝永久索夾和吊索并張拉,采用鋼絲繩配合手拉葫蘆逐步微調永久索夾角度(可利用索夾耳板加勁板孔眼進行調整),進行體系轉換。
74、頁眉頁腳主塔鞍座的頂推:隨著吊索分級張拉,分階段將鞍座頂推到設計值。經過多輪循環交替張拉吊索,吊索達到控制噸位、主梁達到控制標高后,復測主纜線型符合設計要求后,拆除鋼箱梁下的臨時墩,使鋼箱梁重量全部由吊索和主纜承受,調整吊索索力,復擰索夾螺栓,完成體系轉換。體系轉換完成后拆除臨時吊索。2.8.2 吊索張拉施工在張拉吊索前應對主纜線形,主塔、鞍座等的變位進行測量,并按照設計要求的加載方式,按順序張拉吊索,使吊索下端錨固于鋼箱梁的錨箱內。吊索張拉施工流程安裝吊索索夾精確調整吊索的位置在吊索正下方貓道面網開孔并下放吊索分次張拉吊索索鞍頂推索夾軸力補入貓道改吊施工安裝準備工作塔吊吊上塔頂、簡易纜索吊運
75、送至安裝部位體系轉換完成圖 26 吊索張拉施工流程圖吊索張拉施工貓道改吊頁眉頁腳吊索安裝、張拉施工時,為保證貓道在吊索安裝期間的線性和貓道的整體抗風穩定性,且使貓道平行于主纜線形布置,需進行貓道改吊作業。貓道改吊懸掛位置設置在貓道大橫梁處。主跨和邊跨由跨中點開始、1/2 中(邊)跨、1/4 中(邊)跨,等分間距改掛,最終使間隔6m 貓道橫梁全部改掛到主纜上。中跨作業時首先安裝中部扶手索、欄桿系統;然后拆除貓道橫梁間的端板連接;再用手拉葫蘆牽拉使上下游貓道承重索中心與主纜中心重合;最后用鍍鋅鋼絲繩將貓道懸掛于主纜上,然后再逐步放松貓道錨固與塔錨的連接。改吊前安裝主纜主纜手拉葫蘆改吊鋼絲繩改吊前改
76、吊后圖 27 中跨貓道改吊示意圖吊索張拉施工由于自錨式懸索橋在荷載的作用下呈現出明顯的幾何非線性,因此吊索的加載是一個復雜的過程。主纜相對于主梁而言剛度很小。如果吊索一次直接錨固到位,無論是張拉設備的行程或者張拉力都很難控制,而全橋吊索同時張拉調整在經濟上是不可行的。為了解決這個問題,就必須根據主梁和主纜的剛度、自重,采用計算機模擬的辦法,得出最佳加載程序。并在施工過程中,通過觀測,對張拉力加以修正。吊索張拉自塔柱處開始向跨中方向分批次施工,使用16臺千斤頂同時對稱張拉 4對吊索。由于主纜在自重狀態標高較高,導致吊索在加載之前下錨頭處于主梁錨箱之外,因此在張拉時需配備臨時工作撐腳和連接桿。吊索
77、的冷鑄錨頭,通過張拉時的連接桿(連接桿頁眉頁腳采用與錨頭螺紋相配套的螺桿形式,根據自錨式懸索橋施工圖設計總說明吊索接長范圍50cm 80cm,綜合考慮長度初步定為 2m),連接千斤頂以便千斤頂作用,張拉連接后將吊索支撐在錨板上。吊索張拉時為防止吊索與錨管間的摩擦損傷吊索,張拉前在吊索上可能摩擦部位外套厚壁 PVC 管(用兩個半圓管卡箍,與吊索間可滑動),以保護吊索。吊索張拉加載嚴格按照施工監控提交的程序要求進行,避免加載誤差導致成橋標高及索力不能達到設計要求。索鞍頂推在吊索的張拉過程中,塔頂與鞍座一起發生位移,塔根承受彎矩,這樣有可能產生塔根應力超限的危險,為了不讓塔根應力超限,張拉一定程度后
78、,根據實際觀測及計算分析,分次進行索鞍頂推,使塔頂回到原來無水平位移時的狀態。確保施工安全。根據施工控制指令,施工中如有必要,對索塔在邊跨增加臨時斜拉索,控制索塔變形。索夾緊固吊索張拉時,根據施工監控指令及時緊固索夾螺栓,補足軸力。2.8.3 吊索張拉、體系轉換施工工效分析吊索張拉、體系轉換施工工效分析表序號項目施工時間(天)1 貓道改吊2 2 吊索張拉每循環 5 天20 3 其它不確定因素3 合計25 2.9 主纜纏絲、涂裝防護施工2.9.1 主纜涂裝防護體系懸索橋的安全性會由于主纜的腐蝕而受到損害,這種腐蝕會縮減主纜的有效面積,進而降低主纜的強度,影響橋梁運營安全。主纜涂裝采用如下涂裝體系
79、:頁眉頁腳環氧富鋅底漆,干膜厚度75 m。鋅粉膏膩子,手工涂抹,從主纜低端開始,應使膩子盡可能嵌入鋼絲間的縫隙。纏繞4軟鋼絲,纏絲張緊力 2kN。密封膩子,填滿纏緊鋼絲間凹縫。聚氨酯防水面漆,厚度640 m。防紫外線面漆,厚度 250 m。硫化橡膠防護帶纏包。另外,主纜頂面 30cm 寬度涂施加沙礫的防滑漆,以保證維護人員在主纜上行走安全。2.9.2 施工流程主纜表面清洗、防護施工準備工作涂裝環氧富鋅底漆主纜纏絲涂裝密封膩子(上層)涂裝鋅粉膏膩子(下層)涂裝聚氨酯防水漆涂裝防紫外線面漆硫化橡膠防護帶纏包圖 28 主纜涂裝防護施工流程圖2.9.3 主纜涂裝施工工藝清洗主纜主纜的表面在施工過程中,
80、會存在一定的污垢,鋼絲表面的鍍鋅層也可能有個別的腐頁眉頁腳蝕,并附著有鋅鹽。因此,應先采用高壓蒸汽附加生化分解清潔劑噴射主纜表面,進行清洗除去污垢,再用高溫高壓的淡水沖洗。然后用過濾過的清潔壓縮空氣將主纜吹干。最后,在涂裝前 2h之內,用 MEK溶劑,將要涂裝的表面擦拭干凈。經過這樣的處理,主纜表面已無油垢、可溶性鹽份或其他污垢物,基本上達到清潔的要求。涂裝環氧富鋅底漆人工在清潔的主纜表面涂裝環氧富鋅底漆,干膜厚度75 m。涂裝鋅粉膏膩子(下層)人工在主纜表面刮涂膩子,厚度為23mm。刮涂膩子時,應注意將膩子填滿主纜表層鋼纜表層鋼絲的間隙,形成良好的防護層。纏絲纏絲是主纜防護極為重要的一道工序
81、。其作業內容是沿主纜長度方向均勻、密匝地纏繞一層優質低碳鍍鋅鋼絲,使主纜得到保護并保持美觀的外形。纏絲機圖 29 纏絲機組成纏絲施工本橋主纜纏絲主要由2 臺主纜纏絲機完成,鋼箱梁錨固區由于空間太小,纏絲機無頁眉頁腳法作業,對此類特殊的作業段需手動纏絲完成。本橋纏絲順序是:先中跨、后邊跨,并按照從上到下順序纏絲。首先2 臺纏絲機全部安裝在同一根主纜,分別從兩塔頂向跨中纏絲;待中跨纏絲完成后,2 臺纏絲機分別運至兩邊跨塔頂安裝,分別向邊墩方向進行纏絲作業。這種纏絲順序有利于排除主纜孔隙積水。一根主纜完成纏絲作業后,將纏絲機拆除移至另一條主纜上按相同方法完成另一根主纜的纏絲施工。在涂好鋅粉膏膩子的主
82、纜上進行纏絲,纏繞4 鍍鋅鋼絲。此時鋅粉膏膩子表面成形,但未固化,在鋼絲纏繞作用下,緊緊地擠壓在主纜鋼絲上并填滿鋼絲間的縫隙。涂裝密封膩子(上層)在鋼絲表面再涂刷一層密封膩子(上層),其厚度為 12 mm,將纏絲鋼絲完全覆蓋,并填滿鋼絲間的空隙。這兩層膩子與纏絲鋼絲緊密地結合在一起,形成一個4 鍍鋅高強鋼絲加勁的薄層防護套。涂裝聚氨酯防水面漆在密封膩子上刷涂二道聚氨酯防水面漆,其干膜厚度為640 m,進一步加強防護套。涂裝防紫外線面漆為了美觀并加強防護套對紫外線的防護能力,在主纜防護套的表面涂刷一層有防紫外線能力的面漆,干膜厚度250 m。然后用硫化橡膠防護帶纏包。在主纜頂面30 cm 范圍內
83、,涂施加沙礫的防滑漆,以保證維護人員在主纜上行走安全。第三章纜索系統施工進度、人員的安排及設備的配備3.1 施工進度安排我單位將精心組織、精心安排、合理利用資源,纜索系統施工準備從2008.4.4 開始頁眉頁腳2008.8.31 結束,計劃施工工期150 天。具體進度安排如下:主索鞍安裝:2008.4.4 2008.4.23,共 20 天散索鞍安裝:2008.5.5 2008.5.14,共 10 天牽引系統及貓道安裝:2008.4.24 2008.5.18,共 25 天主纜索股架設:2008.5.19 2008.6.12,共 25 天主纜緊纜施工:2008.6.13 2008.6.22,共 1
84、0 天索夾、吊索安裝:2008.6.23 2008.7.7,共 15 天體系轉換:2008.7.8 2008.8.1,共 25 天主纜防護(包括纏絲和涂裝):2008.8.2 2008.8.16,共 15 天貓道拆除及塔頂附屬結構:2008.8.17 2008.8.31,共 15 天橋面附屬設施安裝:2008.8.2 2008.8.31,共 30 天3.2 施工人員安排為了滿足自錨式懸索橋纜索系統施工要求,配備足夠的技術工種和其他操作人員,勞動力使用計劃見下表。頁眉頁腳勞動力使用計劃表人員數量(人)現場指揮組總指揮1 副總指揮1 總工程師1 機械調度1 人員調度1 技術干部8 小計13 作業工
85、人吊裝工25 測量工9 電工2 電焊工14 機械操作工9 架子工8 普工20 頁眉頁腳小計87 總計100 3.3 施工設備的配備根據年度施工計劃進度和纜索系統施工計劃進度安排,主要機械設備安排如下:纜索系統施工機械配備表頁眉頁腳序號名稱規格數量備注1 緊纜機適用主纜直徑 260400 2 臺主纜緊纜2 纏絲機適用主纜直徑 260400 2 臺主纜纏絲3 汽車吊25t 2 臺材料設備轉運4 汽車吊50t 1 臺散索鞍、索夾、吊索吊裝5 提升桁吊120t 1 個主、散索鞍吊裝6 塔吊150t.m 2 臺索塔部位7 千斤頂350t 18 臺吊索張拉、鞍座頂推8 卷揚機15t 2 臺塔頂門架9 卷揚
86、機10t 4 臺牽引系統10 手拉葫蘆10t 20 個貓道架設11 手拉葫蘆5t 2 個牽引系統12 卸扣5t 1 個牽引系統13 卸扣10t 3 個牽引系統14 卸扣50t 4 個貓道架設15 滑輪5t 3 個牽引系統16 滑輪組50t 4 個貓道架設17 滑輪組80t 2 個塔頂門架18 連續千斤頂120t 10 臺臨時吊索張拉頁眉頁腳19 拖掛車20t 2 臺材料設備運輸20 鋼結構加工設備3 套鋼結構加工21 測量設備2 套施工測量22 電焊機15 臺鋼結構施工設備進場之后,安排專職人員管理,負責統一調配協調使用,對機駕人員進行統一的培訓。第四章纜索系統施工安全、質量保證措施4.1 質
87、量目標纜索系統分項工程合格率100%,優良品率 95%。4.2 質量保證措施建立項目總工程師及各級技術員的技術責任制,實行技術質量的統一領導和分級管理,明確各級技術人員的職責和權限。建立健全各種行之有效的技術管理制度,使技術組織管理工作制度化和標準化。加強機械設備的管理,強化機械保養和維修制,提高機械設備的完好率和利用率。在纜索系統及索鞍的施工過程中,除了應保證各部位的尺寸及線形正確之外,更重要的應該進行纜吊系統各部位測量控制與全橋總體測量系統接軌。懸索橋主纜的施工質量主要取決于成纜線形的誤差大小及成纜后各索的排列順序、擠緊程度,因此,主纜施工中對于標準索的線形一定要多次觀測、精確調整、科學預
88、測,為其它索的架設奠定堅實的基礎。主纜的梳理擠壓成型一定要嚴格按工藝操作步序進行,把好每道質量關。懸索橋吊索的安裝主要應控制好索夾的空間位置、橫向偏心及螺栓預緊力,索夾的型號與位置要對應無差錯。索鞍的安裝主要應控制好索鞍的橫向和縱向偏位以及索鞍底板頂面標高和四角高頁眉頁腳差,使其滿足設計和規范要求。4.3 安全保證措施施工中必須堅持“安全第一,預防為主”的原則,重視安全生產、文明施工的重要性。纜吊系統的施工屬于超高空作業,開工前一定要做好交底工作,使每個參加施工的人員明確職責各司其職,確保不出現任何安全事故。做到工前交底,工中檢查,工后總結。施工時嚴格按指令進行,集中指揮,發現問題及時反映并解
89、決后方可進行下一工序的施工。所有進入施工現場的人員必須按規定配戴勞保用品,作業人員不得穿拖鞋、高跟鞋、硬底易滑鞋等進入施工現場。施工作業搭設的扶梯、工作臺、安全網等,必須牢固可靠,并掛醒目的安全警示牌。人員要由斜道或扶梯上下通行,不準攀登腳手架、模板或繩索上下。腳手架拆除時,應經技術部門和安全員檢查同意后方可拆除,并按自上而下,逐步下降進行;嚴禁將架桿、扣件、模板等向下拋擲。夜間施工必須有充足的燈火照明。施工過程中要經常掌握天氣預報,密切注意天氣的變化,大風或雷雨時,停止作業。嚴格遵守安全用電操作規程。鋼結構是良好的導電體,四周應接地良好,拆接設備和電源應有專業電工操作。吊裝索具,使用前必須認
90、真檢查規格及完好狀況。施工過程中應由專人對橋梁的坐標進行監測,發現偏移及時進行調整。頁眉頁腳第五章文明生產與環境保護措施5.1 文明生產腳手架周邊及通道一律設安全網圍蔽,各種安全設施齊全,爬梯、通道、腳手板規則整齊。頁眉頁腳高空作業所覆蓋的地面必須圍蔽。各種安全警示標志齊全,并懸掛于合理醒目的位置。高空作業面的各種材料應堆放整齊,嚴禁超載。嚴格按照規范、施工工藝、操作規程施工,避免野蠻施工。現場施工人員戴好安全帽,高空作業時系好安全帶,并穿著整齊,并嚴禁穿拖鞋。施工人員在工作時,團結協作,聽從指揮,嚴禁打架斗毆。5.2 環境保護措施為了響應國家和業主的號召,滿足有關要求,根據中華人民共和國環境
91、噪聲污染防治法和工業企業噪聲衛生標準的有關規定,結合本工程施工特點,積極做好環保工作。具體措施如下:以墻報、簡報、宣傳標語的形式開展環保知識宣傳工作,加強學習環保知識、法律法規,提高全體員工的環保素質,提高環保意識。防止水污染施工期間水污染包括生活污水、機械廢液造成的污染。施工范圍兩側設好排水溝,使污水按要求合理排放,禁止污染河道、農田。工地廁所要設化糞池作生物凈化。機械廢液回收,不隨意亂倒。防止粉塵、廢氣污染施工現場生活區實行硬地化,工地大門內外通道、臨時設施室內地面、材料堆放場地、加工場等地面澆筑混凝土,四周設置良好的排水渠道。所有施工機械做好檢修工作,尤其是廢氣的排放檢測,必須符合當地政
92、府的廢氣排放檢測標準。施工便道上經常淋水濕潤以減少揚塵污染。固體廢棄物污染將集中處理,不任意棄置。頁眉頁腳防止噪音污染和光污染為避免較大機械噪音干擾周圍居民正常生活,動力設備盡量設置消聲裝置,對不使用的設備及時關閉,盡量降低機械在使用過程中所發生的噪音。夜間施工盡量采用噪音較小的電動設備,力求將噪音控制在允許的范圍內。夜間施工使用高亮級燈照和進行電焊時,設置檔板,并盡量采用直射型燈具,嚴格控制使用漫射型燈具,避免照明和電焊時強光刺射。頁眉頁腳第六章附件一塔頂門架設計計算書6.1 塔頂門架設計條件主塔尺寸塔頂橫橋向 7.0m 寬,縱橋向 6.66m 寬,塔頂后澆段最大高度1m。格柵尺寸、重量橫橋
93、向 23.3=6.6m,縱橋向 7.175m,總重 36t。索鞍尺寸、重量橫橋向 22.245=5.49m,縱橋向 5.0m,高 2.7m,沿橋軸線分兩塊,單塊設計重56t,采用分塊安裝方式。設計風荷載工作狀態 6 級風非工作狀態 20 年一遇,V10=風速 25.2m/s。6.2 塔頂門架尺寸確定頁眉頁腳塔頂門架平面尺寸為16.288m 8m 10.7m(長寬高)。跨中縱橋向懸臂長度應能滿足吊裝索鞍與隔柵的尺寸要求。懸出塔頂長度=塔柱縱橋向自橋面向塔頂內傾水平距離+隔柵長/2+小車縱橋向長度/2+前端結構需求長度+安全距離=2.7+7.16/2+2/2+2.5+0.3=10.08m,取 10
94、.1m 懸臂距離。塔頂門架高度=主索鞍高度+吊具與吊繩高度+動滑車下懸高度+塔頂后澆段厚度+預埋件下移高度+安全距離=2.7+2+4+1+0.2+0.8=10.7m。6.3 塔頂門架主要組成部分塔頂門架主要結構包括主承重結構、支撐錨固結構、起吊行走裝置、工作平臺組成。主承重結構門架主承重結構包括承重梁、立柱、橫撐、斜撐、橫向聯系等。其中,主承重梁采用 HW400X400,立柱采用 HW400X300,橫向聯及斜撐均采用HW200X200,橫向聯系采用 HW400X300。各桿件分段之間均采用高強螺栓等強連接。支撐錨固結構支撐錨固結構包括柱腳錨栓、柱腳型鋼等。其中柱腳錨栓采用Q345-M36 錨
95、栓,柱腳型鋼底板采用40mm 鋼板,柱腳采用錨栓錨固于塔頂。(主塔頂面橫橋向單邊已加寬 75cm)。起吊行走裝置門架起吊行走裝置包括吊具、滑車組、起吊鋼繩、起吊橫梁、移位器、卷揚機等。其中滑車組采用兩組HQD6-80 滑車;起吊鋼繩采用直徑30mm 鋼繩;起吊橫梁為箱形結構,高 80cm,寬 50cm;橫梁下方每側布設2 件 ZWY-60 移位器。卷揚機采用兩臺JBK-18 卷揚機,布置于主塔下方鋼箱梁頂面。工作平臺頁眉頁腳門架工作平臺在門架長度方向通長布置,工作平臺寬1.2m,采用 14 與10 作為主承重骨架,上方鋪設木板作為面板。6.4 塔頂門架主要結構選型及結構驗算6.4.1 計算荷載
96、標準值主索鞍吊裝荷載標準值單塊主索鞍設計重量56t,考慮加工中焊縫及其他連接件等的重量,取1.2 增大系數,則主索鞍設計吊裝荷載標準值=561.2=67.2t。起吊鋼繩重起重鋼繩長度按下式計算:10I)3dh(nL,式中,L鋼絲繩長度,m;n工作線數,取 6;h 起重高度,h=70m;d 滑輪直徑,d=0.315m;I 定滑車至卷揚機之間的距離,取I=100m;則:L=6(70+0.315 3)+100+10=536m。采用30 鋼絲繩,每 100m 重 321.1kg,則鋼絲繩重量=2(536/100 321.1)=3442kg=3.442t。滑車組重量單個滑車自重 0.5073t,則滑車組
97、總重量=40.5073 2t。起吊橫梁重:5 噸。移位器重量頁眉頁腳單個移位器重 0.104t,則移位器總重量=4*0.104=0.406t;移位軌道重量=0.08t/m;塔頂門架頂部工作平臺重=0.1t/m;吊具重量=1.0t;風荷載6 級風荷載取風速 10m/s 計算。根據公路橋涵設計通用規范公式4.3.7-3,2gV2ddW,式中,dW設計基準風壓(2mkN);空氣重力密度(3mkN),31000001.00001.0/.01.0012017.0012017.0mKNeeZ;dV高 z 處的設計基準風壓(m/s),1052dVVkk;2k風速高度變化修正系數,查表2k=1.48;5k陣風
98、風速系數,5k=1.38;10V橋面頂高 10m 處基本風速(m/s),10V=10 m/s。則smVkk/4.201038.148.1V1052d。222dd/2.01024.2001.02gVmkNW。作用在門架上的風壓標準值按下式計算dWkkkW310,式中,0k設計風速重現期換算系數,75.00k;1k風載阻力系數,156.17.168.01k;頁眉頁腳3k地形、地理條件系數,3k=1.0;則2310/17.02.00.1156.175.0mkNWkkkWd吊裝中,6 級風作用于 HW400X300、HW400X400 上的線荷載為 0.066KN/m;作用于 HW200X200 上的
99、線荷載為 0.034KN/m;20 年一遇風荷載風速:25.2m/s(鋼箱梁頂高 10m 處)。根據公路橋涵設計通用規范公式4.3.7-3,2gV2ddW,式中,dW設計基準風壓(2mkN);空氣重力密度(3mkN),31000001.00001.0/.01.0012017.0012017.0mKNeeZ;dV高 z 處的設計基準風壓(m/s),1052dVVkk;2k風速高度變化修正系數,查表2k=1.48;5k陣風風速系數,5k=1.38;10V橋面頂高 10m 處基本風速(m/s),10V=25.2 m/s。則smVkk/5.512.2538.148.1V1052d。222dd/33.1
100、1025.5101.02gVmkNW。作用在門架上的風壓標準值按下式計算dWkkkW310,式中,0k設計風速重現期換算系數,75.00k;1k風載阻力系數,156.17.168.01k;3k地形、地理條件系數,3k=1.0;頁眉頁腳則2310/15.133.10.1156.175.0mkNWkkkWd作用于 HW400X300、HW400X400 上的線荷載為 0.45KN/m;作用于HW200X200 上的線荷載為 0.23KN/m。6.4.2 荷載分項系數取值荷載動力系數:=1.2 偏載系數:p1.1 超載系數:c 1.1 風載系數:1.1 結構自重分項系數:1.2 結構安全系數:1.1
101、 6.4.3 起吊行走裝置選型與驗算滑車組的選型起吊過程中,滑車組所受荷載包括自身重量、鋼繩重量、吊具重量、索鞍或格柵重量。梁荷載組合表如下:荷載名稱主索鞍重鋼繩重量滑車組重量吊具重量荷載值(t)67.2 3.442 2 1 荷載組合系數動力系數1.2 偏載系數1.1 超載系數1.1 安全系數1.1 則滑車組在起吊索鞍階段所受荷載組合為頁眉頁腳1.11.21.11.1(67.2+3.442+2+1)=117.6t 每組滑車所受荷載為117.6/2=58.8t,選用 80t 滑車。鋼繩與卷揚機的選型計算吊裝過程中鋼繩拉力按下式計算:QffffSknn1)1(,式中,S繩頭拉力;f單個滑車轉動阻力
102、系數,取1.04;n滑車走繩數,n=12;kd 導向滑車個數,設置2 個導向滑輪,繩頭由定滑車繞出,k=3;Q構件重力,Q=58.8t。則:tQffffSknn04.78.58125.11601.104.0601.18.5804.1104.1)104.1(04.11)1(31212選30 鋼繩,15t 卷揚機。起吊橫梁驗算計算門架起吊橫梁荷載組合表如下:荷載名稱主索鞍重鋼繩重量滑車組重量吊具重量荷載值(t)67.2 3.442 2 1 荷載組合動力系數1.2 偏載系數1.1 頁眉頁腳系數超載系數1.1 安全系數1.1 則起吊橫梁在起吊索鞍階段所受荷載組合為1.11.21.11.1(67.2+3
103、.442+2+1)=117.6t 經計算,橫梁在吊裝索鞍過程中所受最大彎矩值為1966.48KNm。需截面模量值為1966.48/145=13562cm3。所受最大剪力值為827.11KN,則需腹板截面積為827.11/85=97.3cm2。端部支反力最大值為827.11KN。選用門架橫梁高 80cm,寬 50cm。翼緣扳厚 3cm,腹板厚 2cm。面積 596cm2,Wx=14499cm3。滿足要求。頂門架主承重結構驗算如下 2 個工況控制門架主承重結構的設計工況 1:主索鞍起吊+橫橋向 6 級風工況 2:橫橋向 12 級風況 1 驗算:主索鞍起吊+橫橋向 6 級風將主索鞍起吊過程中起吊橫梁
104、的作用力作用于門加主承重梁上方,,將軌道及平臺重以均布荷載作用于主承重梁上,將6 級風荷載在橫橋向作用于門架各桿件上。計算起吊橫梁行走至各個關鍵部位時門架各承重桿件的受力情況。頁眉頁腳圖 30 門架有限元模型圖 31 主承重梁作用頁眉頁腳圖 32 均布荷載作用圖 33 風荷載作用頁眉頁腳圖 34 門架軸力圖圖 35 門架彎矩圖 M3 頁眉頁腳圖 36 門架彎矩圖 M2 圖 37 門架剪力圖經計算,門架最前端斜桿在吊裝過程中受力最不利,計算受力最大部位結果如下:N=1165KN M3=55KNm M2=18KNm V2=19KN V3=3KN HW400X300 型鋼ix:16.9cm iy:7
105、.3 cm A:136.70 cm2 Wx=1995cm3 Wy=481cm3 自由長度 l375cm 頁眉頁腳3.229.16375xxil6.513.7375yyil849.0,977.0yx門架由穩定性控制設計,按下式計算穩定應力x=fybyytyExxxxmxxWMNN0.81WMANy=fNN0.81WMWMANEyyyymyxbxxtxy經計算,x=151MPa,y=163MPa,滿足!剪應力MPa6.17.13610)319(,滿足!門架橫撐分析結果最大值如下:N=184KN M3=6KNm M2 忽略不計Q=12.9 KN HW200X200 型鋼ix:8.6cm iy:5cm
106、 A:64.3cm2 Wx=477cm3 Wy=160cm3 頁眉頁腳長 1.7m 算得繞 X 軸受壓穩定系數x=0.97074 算得繞 Y 軸受壓穩定系數y=0.921263 經計算穩定應力45MPa,滿足!門架斜撐分析結果最大值如下:N=452KN 長 3.8m 計算得穩定應力為100.315 MPa 滿足!門架主承重梁計算結果最大值如下:N=326KN Mx=239.4KNm Q=556KN HW400X400 型鋼ix:17.5cm iy:10.1 cm A:219.5 cm2 Wx=3345cm3 計算得穩定應力91MPa,剪應力 25MPa,滿足!門架變形驗算:將吊裝荷載標準值組合
107、后進行門架變形驗算,結果如下:頁眉頁腳圖 38 門架變形結果經計算,門架在索鞍上提過程中變形最大,橫橋向變形最大值22mm,為門架高度的 1/486;豎直向變形最大值15mm,為懸臂長度的1/713。工況 2 驗算:橫橋向 20 年一遇風荷載經計算,橫橋向 20 年一遇風荷載作用于門架時,門架結構受力遠遠小于吊裝階段,在此不做驗算。但橫橋向變形接近10cm,為門架高度的 1/1071/200,不滿足要求。為此,在 20 年一遇風來臨之前,在門架兩桁架之間增設2 根 HW400X300 型鋼,增加門架抗風穩定性,建立有限元模性如圖39 所示。頁眉頁腳圖 39 門架抗風計算模型圖 40 門架 20
108、 年一遇風荷載頁眉頁腳圖 41 門架 20 年一遇風荷載變形圖經計算,橫橋向最大變形48mm,為門架高度的1/2233.0 安全7.7.2 西邊跨貓道承重索張力計算總體數據貓道跨數,主跨跨號,主跨設計跨垂比,主纜彈性模量,吊索彈性模量,設計基準溫度1 1 18.378 1.19e5 2.0E5 20 分跨點設計數據分跨點號,分跨理論頂點坐標X,Y,索鞍半徑,分跨點支撐底標高,索鞍自重1 8.752 1.742 0 0 0 2 79.726 57.366 0 0 0 貓道分點及荷載數據跨序號,本跨主纜沿纜荷載集度,本跨主纜面積,本跨主纜的分點數(不包括分跨理論頂點)頁眉頁腳1 1.27 0.00
109、2325 8 貓道每 10m 設置一個計算點,并將抗風穩定索位置作為一個計算點,抗風穩定索施加 2t 的預緊力。計算結果水平力=320.8KN 最大纜力=451KN 曲線長度=90.431m 無應力長度=90.297m 彈性伸長量=0.134m 靜力安全系數 K=8F破/T中 3=6.423.0 安全7.7.3 東邊跨貓道承重索張力計算總體數據貓道跨數,主跨跨號,主跨設計跨垂比,主纜彈性模量,吊索彈性模量,設計基準溫度1 1 18.297 1.19e5 2.0E5 20 分跨點設計數據分跨點號,分跨理論頂點坐標X,Y,索鞍半徑,分跨點支撐底標高,索鞍自重1 346.277 59.631 0 0
110、 0 2 417.287 5.291 0 0 0 貓道分點及荷載數據跨序號,本跨主纜沿纜荷載集度,本跨主纜面積,本跨主纜的分點數(不包括分跨理論頂點)1 1.27 0.002325 8 頁眉頁腳貓道每 10m 設置一個計算點,并將抗風穩定索位置作為一個計算點,抗風穩定索施加 2t 的預緊力。計算結果水平力=317.6 KN 最大纜力=442.5 KN 曲線長度=89.683 m 無應力長度=89.552 m 彈性伸長量=0.131m 靜力安全系數 K=8F破/T中 3=6.543.0 安全7.8 貓道橫梁計算以貓道改吊以后的狀態作為貓道橫梁計算的驗算工況,第一批改吊間距為32.5m,所以以 3
111、2.5m 貓道長度作為改吊驗算荷載。將貓道承重索作為集中荷載,將面層及人群作為均布荷載。貓道承重繩重量2.4132.5=78.3 kg 貓道面層重量79.63 32.5/5.7=454kg/m 操作工人重量210/0.7=300 kg/m 圖 43 貓道橫梁均布荷載頁眉頁腳圖 44 貓道橫梁彎距圖圖 45 貓道橫梁剪力圖貓道大橫梁為 10,其 Wx=39.4cm3,Ix198.3cm4,Sx=23.5cm3,b5.3mm max=N/A+M/W=35MPa145MPa 滿足要求。MPaMPabISQ852.133.5103.198105.231092.5433滿足要求。7.9 預埋件計算7.9
112、.1 塔頂預埋件貓道在塔頂錨固,每根貓道承重繩設置一個錨固件,錨固件通過10t 手拉葫蘆與承重繩相連。貓道錨固預埋件荷載按照10t 進行計算。根據計算,貓道承重索在塔頂與水平最小夾角為40.5 度,最大夾角為 45.2 度。則貓道錨固錨栓所承受的最大水平力與豎向力分別為:最大水平力=cos40.5 10=7.6t 最大豎向力=sin45.210=7.1 頁眉頁腳每個預埋件下設置4 個20 的錨筋,錨筋預埋長度為30cm,單根錨筋受力為整個預埋件受力的 1/4。抗拉驗算ttNlDN9.17.3395840300200.2式中:為錨筋與混凝土的粘結力,取2.0 D 為錨筋的直徑l 為錨筋預埋長度抗
113、剪驗算直接采用錨筋抗剪,單根錨筋抵抗剪力為1.8t =T/A=18/3.142=58.2Mpa85Mpa滿足要求7.9.2 箱梁錨固件貓道在邊跨錨固在鋼箱梁上,在鋼箱梁上焊接牛腿,通過拉桿與錨固橫梁與貓道承重索連接,通過拉桿上的絲口調節貓道承重索長度。貓道錨固預埋件荷載按照10t 進行計算。錨固橫梁計算圖 46 錨固梁受力布置圖頁眉頁腳圖 47 錨固梁彎距圖圖 48 錨固梁 1 剪力圖貓道錨固橫梁選擇236a,其 Wx=1319.4cm3,Ix23748.2cm4,Sx=779.8cm3,b18mm max=N/A+M/W=106.1MPa145MPa 滿足要求MPaMPabISQ855.36
114、18102.23748108.77910200433滿足要求錨固滑車計算單個滑車設計控制力取50t。錨固銷子及散索鞍支架預留孔計算銷子抗剪計算頁眉頁腳此銷子受剪切力最大50t=500000N,取銷子直徑為 40,選用材料為40Cr 材質并經過調質處理 HB207,S=785MPa,=S/1.5/2=262 MPa。銷子受最大剪切力計算:=F/2A=500000N/(2X3.14X202)=199.04 MPa,滿足要求。鋼支架預留孔局部承壓計算max=N/(dt)=500000/(2 3.14 21 60)=63.2MPa 預留孔剪切應力計算?max=N/(D-d)t)=500000/(2 60 54)=77.2MPa 滿足要求。