粉房湾长江大桥挂索施工方案.docx
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粉房湾长江大桥挂索施工方案
目录
一、编制依据1
二、工程概况1
三、总体部署3
四、主要施工方法4
4.1方案概述4
4.2塔端安装5
4.3展索5
4.4梁端挂索6
4.5塔顶张拉7
4.6索力调整12
4.7塔顶扁担梁设计12
4.8张拉杆设计13
4.9张拉撑脚设计14
五、施工注意事项14
六、安全保证措施14
6.1安全保证体系14
6.2安全文明施工措施15
七、附录15
粉房湾长江大桥斜拉索挂索施工方案
一、编制依据
《重庆市江津区粉房湾长江大桥及引道工程两阶段施工图设计文件》
《设计变更通知单》2010字大桥01号、02号
《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011
《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004
《重庆市江津区粉房湾长江大桥施工监控方案》
《重庆江津粉房湾长江大桥施工监控计算书》
《公路施工手册桥涵》
《机械设计手册》
《合金结构钢》GB/T3077-1999
《公路桥梁预应力钢绞线用YM锚具、连接器规格系列》JT/T329.1-1997
二、工程概况
拉索布置为扇形双索面，每塔单索面为14根，全桥拉索共4×14×4=224根。
斜拉索纵向标准间距16.0m，横向一侧间距0.8m，两侧中心间距32.8m。
A9#～A14#拉索为背索，纵向索距为12.0m，横向间距与前面相同。
斜拉索下端采用穿销铰锚固于钢桁架梁边纵梁的锚拉板上，上端采用冷铸锚锚固在上塔柱内的齿板上。
中跨斜拉索和边跨斜拉索在索塔上的交点间距从上至下分别为10×3.5m、2×4.0m、1×4.5m。
斜拉索采用直径为φ7mm高强度低松弛镀锌平行钢丝制成，其标准强度：
1670Mpa，弹性模量：
1.9×105N/mm2,延伸率：
≥4.0%，疲劳性能：
应力上限为0.40σb，应力下限为0.28σb，应力幅为200MPa，受200万次荷载作用后不断裂。
斜拉索设计寿命为30年，并考虑其可更换性。
斜拉索应采用外包HDPE多重腐系统，以保证其在设计寿命期内免遭腐蚀。
本桥斜拉索采用GB/T18365—2001给出的成品索，根据索力的不同，其规格分别为PES7-151、PES7-163、PES7-199共3种类型。
斜拉索的锚具采用冷铸锚，配套规格分别为PESM7-151、PESM7-163、PESM7-199共3种类型。
斜拉索的最大索长254.527m，最大单索重15297kg，边跨拉索最小倾角31.745度，中跨拉索最小倾角29.400度，全桥斜拉索总长35208m，总重1857292Kg。
斜拉索索力见表2.3-1斜拉索索力统计表，斜拉索规格及数量见表2-1斜拉索索力统计表，表2-2斜拉索数量统计表。
表2-1斜拉索索力统计表
索号
成桥索力
破断力
安全
系数
索号
成桥索力
破断力
安全
系数
（kN）
（kN）
（kN）
（kN）
A1
2642
5115.8
1.9
J1
2657
5115.8
1.9
A2
2195.5
4190.3
1.9
J2
2190.5
4190.3
1.9
A3
2197.5
4190.3
1.9
J3
2197.5
4190.3
1.9
A4
2248
4190.3
1.9
J4
2248
4190.3
1.9
A5
2410.5
4190.3
1.7
J5
2410.5
4190.3
1.7
A6
2507
3881.9
1.5
J6
2494.5
3881.9
1.6
A7
2579.5
3881.9
1.5
J7
2555
3881.9
1.5
A8
2747.5
3881.9
1.4
J8
2718
3881.9
1.4
A9
2848
3881.9
1.4
J9
2828
3881.9
1.4
A10
2937.5
3881.9
1.3
J10
2921
3881.9
1.3
A11
3107.5
5115.8
1.6
J11
3085.5
5115.8
1.7
A12
3247.5
5115.8
1.6
J12
3210
5115.8
1.6
A13
3422.5
5115.8
1.5
J13
3360
5115.8
1.5
A14
3623
5115.8
1.4
J14
3519.5
5115.8
1.5
表2-2斜拉索数量统计表
三、总体部署
3.1进度计划
根据钢桁梁施工安排，斜拉索安装计划如下：
编号
安装日期
进场日期
编号
安装日期
进场日期
N1
2012.8.1
2012.7.25
S1
2012.5.26
2012.5.21
N2
2012.8.3
2012.7.27
S2
2012.6.1
2012.5.27
N3
2012.4.8
2012.4.1
S3
2012.6.7
2012.6.2
N4
2012.4.18
2012.4.11
S4
2012.6.13
2012.6.8
N5
2012.5.11
2012.5.4
S5
2012.6.19
2012.6.14
N6
2012.5.22
2012.5.15
S6
2012.6.25
2012.6.20
N7
2012.6.2
2012.5.26
S7
2012.7.1
2012.6.26
N8
2012.6.13
2012.6.6
S8
2012.7.7
2012.7.2
N9
2012.6.24
2012.6.17
S9
2012.7.13
2012.7.7
N10
2012.7.5
2012.6.28
S10
2012.7.19
2012.7.14
N11
2012.7.16
2012.7.9
S11
2012.7.25
2012.7.20
N12
2012.7.27
2012.7.20
S12
2012.7.31
2012.7.26
N13
2012.8.5
2012.7.29
S13
2012.8.5
2012.8.1
N14
2012.8.6
2012.7.30
S14
2012.8.6
2012.8.1
在对应节段钢桁梁安装完成后进行挂索施工，一个编号8根索，张拉时间2天（提前安装，在两天内集中张拉），上下游塔柱同时进行。
南岸斜拉索提前5天进场，北岸斜拉索提前7天进场，保证现场有一个编号8根未待安装的斜拉索，原则上此编号斜拉索安装完成，下一个编号斜拉索进场。
生产厂家根据施工计划，确保厂内有两个编号以上待安装的斜拉索存量。
3.2资源配置
表3.2-1机械设备表
名称
规格
单个塔柱
全桥统计
卷扬机
10t
1
4
卷扬机
5t
3
12
卷扬机
2t
1
4
手拉葫芦
10t
10
40
滑轮组
50t
8
32
千斤顶
600t
2
8
钢绞线
φ15.2
1350m
5400m
汽车吊
25t
1
2
表3.2-2人员统计表
工种
单个塔柱（人）
全桥统计（人）
吊装工人
10
40
吊车司机
2
8
张拉工人
10
40
管理人员
2
8
四、主要施工方法
4.1方案概述
本工程斜拉索为塔端张拉，施工时先安装塔端锚具，再安装梁端销轴，最后在塔端分级张拉。
为减小梁端斜拉索水平拉力，塔端采用刚性张拉杆增加索长，必要时塔端采用软牵引。
上游塔柱均设置一台QTZ125塔吊用于塔端安装及空中展索；塔顶布置一台5t卷扬机，用于将斜拉索牵引入所导管，并用于提升塔柱内的千斤顶、撑脚、张拉杆等塔内设备；塔顶布置工字钢扁担梁用于承担5t塔顶卷扬机，并向上下游挑出1.5m安置导向滑轮组；桥面塔柱江侧、岸侧分别设置一台5t卷扬机，通过塔顶导向滑轮组用于提升索头至索道管位置；桥面零号节段钢桁梁附近设置一台10t卷扬机，用于将梁端索头牵引到位；在桥面对应索号梁段锚拉板外侧设置导向滑轮轮及手拉葫芦若干。
每个塔柱内设置两台台600t千斤顶，手拉葫芦若干。
南岸桥面设置一台25t汽车吊。
用上述机械设备，完成斜拉索的安装。
挂索机械设备布置见图4.1-2.塔内张拉过程中，随着索的安装，塔内打设脚手架施工平台，从中横梁一直搭设到塔顶14号索道管。
图4.1-1斜拉索安装工艺流程图
图4.1-1南岸边跨挂索示意图
南岸主跨挂索与边跨类似，只是梁端提索头改用回转吊机而不用25t汽车吊。
北岸边跨、主跨挂索均与南岸主跨相同，采用回转吊机辅助。
4.2塔端安装
斜拉索运抵现场后，南岸边跨龙门吊提升至桥面，再通过运梁小车运送至主塔附近，在南岸桥面设置一台25t汽车吊，用于安装斜拉索。
利用25t汽车吊从运梁小车上卸下斜拉索，放至公路边桥面板。
北岸直接用D1100塔吊将拉索提升至桥面主塔附近位置。
将拉索放入放索盘，放索盘要求必须有制动装置，可以稳定放索盘的转动速度，必要时可以停止放索盘转动。
每根斜拉索要求，梁端盘在内侧，塔端盘在外侧。
先使用塔吊将索放出一定长度，具体长度约为对应索道管长度加1.5m，并在此位置采用夹具加紧，桥面5t卷扬机通过塔顶滑轮组与此夹具连接固定。
塔顶5t卷扬机，通过塔内定向滑轮，通过对应索道管穿出至桥面，并通过张拉杆与索头连接。
通过桥面5t卷扬机垂直起吊，同时收紧塔顶卷扬机钢丝绳，将拉索提升至对应索道管口。
调整5t卷扬机钢丝绳，使张拉杆及索头顺利进入索道管，张拉杆露出锚垫板即安装螺母，完成塔端安装。
软牵引则先将钢绞线、锚具、张拉杆等安装完成，再整体从索道管拉入锚固。
4.3展索
塔端安装完成后，解除5t卷扬机处夹具，将卷扬机吊钩重新解除通过QTZ125塔吊再次从桥面位置吊起拉索，起吊位置采用夹具固定。
最后通过塔吊和卷扬机配合进行空中展索。
梁端索头脱离放索盘，空中展索完成。
将梁端索头放在桥面小车，使用10t卷扬机牵引向梁端锚拉板处，完成桥面展索。
过程中桥面上每隔4-5m布置放索滚轮。
放索盘、放索滚轮及桥面小车详见图4.3-1,4.3-2，4.3-3.
图4.3-1放索盘示意图
图4.3-2放索小车示意图
图4.3-3放索滚轮示意图
4.4梁端挂索
梁端斜拉索采用销轴与锚拉板固定，在桥面放索的过程中，安装第Ni根斜拉索的时候，将桥面转向滑轮组安装固定在第Ni+1根斜拉索的锚拉板上。
10t卷扬机通过滑轮组可以提供40t拉力，在接近锚拉板的位置，可以再使用两个10t手拉葫芦协助调整位置。
垂直方向调整可以采用25t汽车吊及桥面回转吊机协助。
在梁端挂索的过程中，塔吊配合调整尽量减少索的中间下垂，先固定塔端再安装梁端，最后进行塔端张拉。
索头调节到位，销轴安装完成及完成梁端挂索。
图4.4-1梁端挂索示意图
4.5塔顶张拉
1～8号索采用张拉杆张拉，9～14号索采用软牵引。
张拉杆采用2m+1.5m两节设置，软牵引长度约3～13m。
张拉采用600t千斤顶。
从中横梁一直向上打设脚手架，作为张拉平台。
软牵引张拉时，千斤顶后设置撑脚，撑脚内与千斤顶前各设置一个钢绞线锚具。
另外撑脚内还需要预先安置好斜拉索螺母、张拉杆一螺母。
具体张拉步骤如下：
第一步：
通过塔顶5t卷扬机，牵引锚具、钢绞线、张拉杆一、转换套、斜拉索，将整个斜拉索牵引进入索道管。
图4.5-1第一步示意图
第二步：
钢绞线露出2m以上后牵引到位，用桥面5t卷扬机将斜拉索稳住，依次拆除塔顶5t卷扬机钢丝绳、锚具。
图4.5-2第二步示意图
第三步：
依次安装斜拉索螺母、张拉杆一螺母及撑脚、锚具、夹片，将钢绞线固定。
此时可以拆除5t卷扬机牵引钢绞线，并拆除对应夹具（如果软牵引较长，仍在索道管以外，则5t卷扬机保持）。
图4.5-3第三步示意图
第四步：
（完成梁端挂索后）依次安装千斤顶、锚具、夹片，开始利用千斤顶前端锚具与后端锚具交替受力进行反复回油张拉。
图4.5-4第四步示意图
第五步：
持续张拉钢绞线，直至张拉杆一露出锚垫板、斜拉索螺母，此时可以安装张拉杆一螺母。
拆除夹具夹片及钢绞线。
图4.5-5第五步示意图
第六步：
安装张拉杆二及对应螺母，利用张拉杆一、张拉杆二的螺母反复紧固受力继续张拉。
图4.5-6第六步示意图
第七步：
使用张拉杆一探出千斤顶后，拆除张拉杆一及螺母，在千斤顶端安装张拉杆一螺母，利用两个张拉杆一螺母的反复紧固受力继续张拉。
图4.5-7第七步示意图
第八步：
持续张拉至索头探出索道管，安装拧紧斜拉索螺母，张拉完成。
图4.5-8第八步示意图
第九步：
拆除撑脚、千斤顶、张拉杆等张拉系统。
图4.5-9第九步示意图
张拉杆张拉时，采用张拉杆一、张拉杆二从桥面将索头提起并导入索道管，使用螺母将张拉杆一固定。
并安装撑脚、千斤顶等装置进行张拉，步骤同软牵引张拉第六步至第九步，见图4.5-6～图4.5-9。
4.6索力调整
索力调整遵照监控指令进行，采用张拉杆一、撑脚及千斤顶配合进行，设备布置见图4.5-7。
4.7塔顶扁担梁设计
最大索重15.276t，采用5t卷扬机配合两个滑轮组进行吊装，5t卷扬机加上两个滑轮组，最大吊重为20t，完全能满足要求。
塔顶采用两根双40工字钢，作为扁担梁，一方面用来承载塔顶5t卷扬机的重量，一方面挑出2m，在1.5m处设置一根双40工字钢扁担梁作为滑轮组的承重构件。
详见图4.7-1,4.7-2。
根据预埋钢筋布置情况，每根双工字钢通过100×10角钢与塔冠预埋25螺纹钢焊接，单根25螺纹钢屈服力约为16.5t。
双40工字钢下方垫50×50cm，1cm厚钢板，防止混凝土局部受压破坏。
图4.7-1塔顶布置正面图
图4.7-2塔顶布置侧面图
4.8张拉杆设计
张拉端采用张拉杆增加斜拉索长度，减少梁端挂索时的水平拉力。
根据公式计算：
计算得出以下表格，以下表格为岸侧索的计算结果，江侧差别不大。
表格中灰色部分为对应水平力，单位为t；qL为索重，单位为kN，α为斜拉索水平倾角，δL=L`-L。
1号索为199股，2～5号索为163股，6～10号索为151股，11～14号索位199股。
根据计算结果，控制水平分力在30t以内时，1～8号索需要加长2m，采用张拉杆即可，9～14号索需要采用软牵引加长。
编号
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A9
A10
A11
A12
A13
A14
L
71.15
83.93
95.52
107.92
120.86
134.34
148.37
162.80
177.55
189.29
201.11
213.01
224.97
236.98
qL
4276
4129
4700
5310
5946
6126
6765
7424
8096
8631
12087
12802
13521
14243
α
78.51
68.97
61.17
54.95
49.81
45.65
42.25
39.42
37.05
35.73
34.56
33.52
32.58
31.75
δL=1
4.16
7.85
12.80
18.30
24.36
28.67
35.23
42.26
49.72
55.67
81.52
89.95
98.68
107.67
δL=2
2.94
5.55
9.05
12.94
17.23
20.27
24.91
29.88
35.16
39.36
57.64
63.61
69.77
76.13
δL=3
2.40
4.53
7.39
10.57
14.07
16.55
20.34
24.40
28.71
32.14
47.06
51.94
56.97
62.16
δL=4
2.08
3.93
6.40
9.15
12.18
14.33
17.62
21.13
24.86
27.83
40.76
44.98
49.34
53.84
δL=5
1.86
3.51
5.72
8.19
10.90
12.82
15.76
18.90
22.24
24.90
36.46
40.23
44.13
48.15
δL=6
1.70
3.21
5.23
7.47
9.95
11.70
14.38
17.25
20.30
22.73
33.28
36.72
40.28
43.96
δL=7
1.57
2.97
4.84
6.92
9.21
10.84
13.32
15.97
18.79
21.04
30.81
34.00
37.30
40.70
δL=8
1.47
2.78
4.53
6.47
8.61
10.14
12.46
14.94
17.58
19.68
28.82
31.80
34.89
38.07
δL=9
1.39
2.62
4.27
6.10
8.12
9.56
11.74
14.09
16.57
18.56
27.17
29.98
32.89
35.89
δL=10
1.32
2.48
4.05
5.79
7.70
9.07
11.14
13.36
15.72
17.60
25.78
28.45
31.20
34.05
δL=11
1.25
2.37
3.86
5.52
7.35
8.64
10.62
12.74
14.99
16.78
24.58
27.12
29.75
32.46
δL=12
1.20
2.27
3.70
5.28
7.03
8.28
10.17
12.20
14.35
16.07
23.53
25.97
28.49
31.08
δL=13
1.15
2.18
3.55
5.08
6.76
7.95
9.77
11.72
13.79
15.44
22.61
24.95
27.37
29.86
设计采用每套张拉杆长度为2m一根，1.5m一根，因为其中2m根为张拉杆一，1.5m根为张拉杆二。
因为索头分为199、163、151三种，张拉杆只设置一种，因此索头与张拉杆之间设置过渡套连接。
张拉杆端头设置7孔锚具，采用7根15.2钢绞线作为软牵引，张拉力可以达到140t×0.75=105t>76t。
对应软牵引长度分别为对应δL长度加2m操作长度。
张拉杆、过渡套及螺母、锚具结构见附录一：
《张拉杆及过渡套构造图》
4.9张拉撑脚设计
根据施工需求，最大锚具螺母高度25.5cm，张拉杆螺母高度15cm，再加上锚具施拧时的千斤顶行程20cm，操作空间60.5cm以上，考虑操作空间及，千斤顶张拉撑脚高度取80cm。
张拉用600t千斤顶，直径约50cm，考虑操作时方便固定千斤顶，撑脚顶面钢板尺寸选取为65cm×65cm，方形。
详见附录二：
《千斤顶撑脚结构图》
五、施工注意事项
（1）合理控制斜拉索进场时间，既要防止场内堆放过多，又要保证斜拉索供应；
（2）斜拉索展索过程中，斜拉索外包装不除去，尽量减少损伤；
（3）张拉杆使用过程中必须按照要求，将螺丝全部拧入，保证施工安全，并且在施工过程中注意保护张拉杆丝扣不受损伤；
（4）注意保护索头螺母、张拉杆螺母，防止丢失，无法快速弥补；
（5）张拉施工中注意张拉施工安全；
（6）张拉过程中必须保证上下游及岸侧江侧同步、对称；
（7）软牵引施工过程中注意钢绞线不可弯折角度过度；
（8）施工中注意高空作业及预应力施工安全。
六、安全保证措施
6.1安全保证体系
建立以项目经理为首的“安全保证体系”,经理部和作业队分级负责，加强施工作业现场控制。
以职工的安全生产教育为重点，开展创建安全标准工地活动，确保本工程的施工安全。
详见“图7.1安全保证体系框图”。
图6.1安全保证体系框图
6.2安全文明施工措施
为加强现场安全施工管理工作，在施工前对全体参与施工人员进行全面的安全生产教育，全面进行安全施工交底，在施工过程中认真按照各项安全操作规程执行，杜绝各种安全事故的发生，以保证安全施工的顺利进行。
现场安全文明施工按照中建CI标准执行。
（1）参加施工的人员必须熟知本工种的安全操作规程，在操作规程中严格遵守，听从指挥。
（2）特殊工种须经过专业培训，持证上岗。
（3）夜间施工有足够的照明，重点路口应设警示灯防止行人和自行车撞入沟槽。
加强消防安全投入，对油料、生活区等重点部位要重点控制。
（4）经常组织安全检查工作，以增强施工人员的安全意识，设专职人员负责安全工作，发现问题随时纠正处理。
（5）贯彻执行安全生产责任制、做到分组负责，分片负责，事事有人负责，时时有人负责，把安全工作贯彻到各个生产环节，并与民工队伍签定安全合同或协议，明确责任。
（6）建立由项目经理和项目专职保卫员主管、各单位工程项目负责人及保卫员配合的保卫组织体系。
（7）对项目全体职工经常性的进行法制教育和法制宣传，增强职工的法制观念和保卫防范意识，让职工自觉的各项规章制度。
（8）项目经理部和分部保卫人员要定期对施工路段的消防、保卫、交通安全等项工作进行检查。
七、附录
1、《张拉杆及过渡套构造图》
2、《千斤顶撑脚结构图》
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