海马大桥拱箱吊装施工技术方案Word下载.docx

1、拱箱预制场设置在修文岸塔后引道上，起吊场设置于修文岸桥上，预制好的拱箱节段通过轨道平车从预制场运输至天线下方待吊，运输平车上设置转盘来方便在弯道上运输拱箱。在修文岸塔后80m处的桥轴线上设置钢筋砼锚碇来进行修文岸主索、扣索、工作索及塔架后风缆等的锚固；在金沙岸塔后80m处的后山桥轴线上仍设置钢筋砼锚碇来进行该岸主索、工作索、扣索等的锚固。两岸一扣、二扣的扣索利用索塔基础内的预埋拉板锚固，拱箱在引桥空心板安装完成后进行，以使扣索力可通过引桥板分配传递。拱箱安装系统采用单组主索并根据所吊箱肋位置在塔顶进行横移，主索在主锚碇上的锚固位置不变，所产生的后拉索横向水平分力通过设置塔架横向风缆来克服。缆索

2、系统总体布置见图号01。2.2、吊重的确定经计算，拱箱节段最大净重量为72吨，在吊装计算中，按拱箱72吨控制设计，计算重量Pmax721.2+4+191.4t914KN，4吨为吊具及配重，1吨为施工荷载，1.2为预制超重及冲击系数。2.3、主索主索按静力平衡原理进行计算，先假定主索初始垂度，计算重索垂度。初始（空索）垂度（f0）自定以后，空索长度（S0）为定值，在荷载作用下必然引起弹性伸长，受载后的总长度S应等于空索长度S0加上由于荷载引起的弹性伸长值S，即S=S0+S。重索长度有两个途径计算：一是按假设重索垂度，以图形几何关系算得S；二是按假设重索垂度，以计算主索内张力得到弹性伸长S算得重索

3、长度S=S0+S。当SS（在要求的精度内），则假设重索垂度为所求解，重索垂度求出后，其它需要值即可解出。在塔顶布置1组656.5mm（637+1）的麻芯钢索作为主索，公称抗拉强度170kg/mm2。单根钢绳破断拉力为164吨。悬索跨度L320m，空索垂度f020.55m，矢跨比为L18，当吊运至索跨跨中时，主索垂度fmax29.17m，矢跨比L10.97， 主索用量6500=3000米。为使悬索受力均匀，主索通过120吨大吨位滑轮串联，使张力自动调整均匀。2.4、工作索考虑到吊运扣索、检修滑车及运送小型机具的需要，在塔顶布置了1根47.5mm（637+1）工作索，公称抗拉强度170kg/mm2

4、，破断拉力为 1175KN，工作索安装垂度f011.68m，按最大吊重80KN（含配重及冲击系数）进行控制，工作索用量600米。2.5、索塔（见图0210）塔架采用常备M型万能杆件组拼成门式钢桁架结构。塔顶设工字钢上、下分配梁来支承主、扣索及工作索座滑轮，并将悬索系统传递来的荷载分配到塔顶各节点上。塔顶标高由拱顶标高865.202+fmax+工作高度来决定，即为865.202+29.17+10.0+满足扣索角度919m，实际金沙岸塔顶标高919m，塔架基础顶面标高859m，塔高60m；修文岸塔顶标高919m，塔架基础顶面标高859m，塔高60m。塔架顶部横向宽12m，塔脚横向宽度8m，塔架纵向

5、宽度6m（塔顶为6m）。除塔头外，在塔架中部设置二道横向连接系梁以增强塔架的整体性，并作为扣索的锚梁。索塔采用M型万能杆件组拼，主塔需杆件钢材总重491.9t、扣塔265.63 t。为克服塔架纵横向水平力，金沙岸塔架设置两组819.5mm前风缆和两侧各一组519.5mm横风缆；修文岸塔架设置619.5mm前后风缆各两组和两侧各一组519.5mm横风缆。前后风缆拉于每笼立柱顶部中间位置，侧风缆拉于上分配梁端头位置；后风缆进入主锚碇锚固，前风缆和横风缆利用预先置于整体基岩内的风缆锚环锚固；前风缆及横风缆与水平面夹角按总体布置图。为减小风缆垂度的影响，塔架横风缆每道安装张力按6t控制，金沙岸塔架前风

6、缆每道安装张力按8t控制，修文岸塔架前风缆每道安装张力按7t控制，修文岸塔架后风缆每道安装张力按6t控制；所有风缆千斤绳考虑8倍的安全系数后布置。塔架按起吊场起吊、运输拱箱至索跨跨中、金沙岸拱脚就位等运输状态按塔架的最大受力组合进行计算，计算时综合考虑了主索、扣索、工作索、起吊牵引索、风缆索及纵向风力的共同作用，并按吊运边箱、次边箱、中箱不同的索力作用位置对塔架分别进行了计算。塔架作为空间杆系结构利用微机结构分析通用程序SAP2000进行了电算，万能杆件各节点看成空间铰结点，同时将风缆作为铰结拉杆进入计算模型（利用Ernst公式考虑风缆垂度的影响，利用等效弹性模量代替风缆弹性模量）。按各个计算

7、状态各单元的最大受力值进行单肢杆件、杆端连接螺栓及节点板孔壁挤压的强度复核。2.7、锚碇两岸主锚碇设计皆采用桩+重力式锚碇，锚桩全部嵌入中弱风化基岩。主锚碇相对于主桥轴线对称布置（见总体布置图）。2.8、扣索扣索皆采用钢铰线，公称抗拉强度18600kg/mm2。一扣用钢筋砼支撑墙支撑；二段扣索在0#、3#桥台的锚固型钢上；三、四、五、六段扣索的一端的钢铰线皆通过塔中连接系梁于锚垫板锚固，另一段钢铰线的锚梁锚固于主地锚；七、八、九段扣索的一端的钢铰线皆通过塔顶分配梁连接层的锚垫板锚固，另一段钢铰线的锚梁锚固于主塔上。修文岸为起吊岸，为方便拱箱吊运，三、四、五、六、七、八、九段利用扣索将同一扣点分

8、上下河两束扣索分开，便于后续拱肋从其间吊运通过。单肋共计18道扣索， 扣索长短采用滑车组卷扬机调整后用张拉千斤顶收放（微调）。本桥扣挂体系中扣索数量按照静力平衡计算方法的结果配索，按平面杆系结构进行计算。因在拱肋合拢及轴线标高调整完成之前，各分段接头是通过接头连接螺栓进行临时连接；在拱肋合拢及轴线标高调整完成之后，才进行接头的焊接；因而各分段点按头接铰接考虑，扣索与各扣段一起构成一静定结构，按照静力平衡方法的计算结果来配索是比较合理的，并能够保证有足够的安全系数。因而在吊装过程中，各分段点按铰接考虑，扣索与各扣段一起构成一平面静定结构，每道风缆按初始张力5t进入计算，计算时考虑拱肋自重作用。2

9、.9、起重索、牵引索（图3132）拱肋前后两个吊点抬吊，起重索采用22mm （637+1）的麻芯钢索，公称抗拉强度170kg/mm2，钢绳破断拉力为24.25吨。起吊滑车组走12线布置，跑头拉力F=4.659t，安全系数K=5.2055，采用10t中速卷扬机做起吊动力。起吊卷扬机容绳量应不小于950m。牵引索采用28mm（637+1）的麻芯钢索，公称抗拉强度170kg/mm2，钢绳破断拉力为41.041吨。最大牵引力25.294吨，牵引按来回线布置，滑车组走4线（不含通线），跑头拉力F=6.924t，安全系数K=5.935，采用10t中快速卷扬机牵引。工作起吊采用19.5mm麻芯钢索，滑车组走

10、23线布置，采用5t卷扬机做起吊动力。工作牵引采用19.5mm麻芯钢索，滑车组走12线布置（来回线），采用5t卷扬机牵引。起吊、牵引千斤绳不能在塔顶转向而增加塔架的水平力，转向滑轮的千斤绳必须卡在主索后拉索上，使索力传入锚碇。全桥起吊、牵引索用量：19.5mm钢索1150米（工作索起吊和工作索牵引），22mm钢索2500米（前、后主起吊），28mm钢索2000米（主牵引）。2.10、拱箱风缆索拱肋风缆绳采用219.5mm（637+1）的麻芯钢索，公称抗拉强度170kg/mm2，钢绳破断拉力为39.3吨（双线）。风缆与地面夹角不大于30，风缆水平投影与桥轴夹角不小于50，为减小风缆垂度的非弹性影

11、响，风缆初张力按5吨控制。全桥两个肋需76道风缆绳。拱箱风缆绳用量约11000m。拱肋风缆位置根据设计的风缆角度要求放样后确定，锚碇根据具体地质情况可采用锚环或埋置式地垄等形式，工地自行设计布置，要求每道风缆锚碇容许抗拉力不小于15吨。2.12、主要钢索组成参数表主要钢索组成参数表钢索规格单位主扣索牵引索起吊索扣索风缆索钢索直径dmm56.5282247.543.519.5钢丝直径2.61.31.02.22.00.9钢索型号19.5637+1重量Kg/m11.0992.7681.6387.9436.5531.326金属截面积FKmm21178.1294.52174.27843.47697.08

12、141.16弹性模量EKMPa75600线膨胀系数1/1.2E-5破断拉力TPt16441.04124.25117.597.019.65钢丝公称强度1700拉力安全系数应大于35应力安全系数23、拱箱的吊装吊装系统安装完成，正式吊装前，应进行以下几方面的工作：（1）、复核跨径、起拱线标高，放样拱脚对位大样并画线。（2）、对拱脚预埋件进行检查和校正。（3）、检测吊装段拱箱的几何尺寸及预制施工质量。（4）、对吊装系统进行全面检查并进行试吊，以检验吊重能力及系统工作状态。缆索系统的试吊包括吊重的确定及重物的选择、系统观测、试验数据收集整理。3.1、试吊装前的准备工作对整套缆索系统检查验收，各关键设备

13、材料检查主要项目如下：（1）、卷扬机安装布置合理、排绳顺畅、锚固牢靠、电线接驳符合安全要求、机械电器运行良好（特别是刹车系统）。（2）、钢丝绳（牵引、起重）钢丝绳质量、磨损、断丝情况、转向布置、摩擦等，穿索是否正确。（3）、转向滑车、索鞍、跑车、滑车组转动顺畅，与钢丝索联接平顺、固定牢靠。（4）、塔架：螺栓的紧固、杆件安装是否正确、线形顺直、初始位移达到设计要求。（5）、缆风索：初张力是否符合设计要求、锚固牢固、钢丝绳质量、磨损、断丝情况。（6）、主索：主索养护、钢丝绳质量、磨损、断丝情况、锚固、联接可靠（绳卡数量、拧紧情况）、垂度与设计相符。（7）、各类地锚牢固，砼、钢筋、结构尺寸、锚固深度

14、等符合设计要求。（8）、对试吊的物件及工具进行检查，检查起重、牵引、跑车、吊点连接、塔架、塔顶、索鞍、卷扬机、千斤的校核、转向滑车等各部位运行情况，发现问题及时调整解决。（9）、指挥系统（通讯）、准备工作检查。（10）、缆索系统空载运行试验。3.2、试吊方案（1）、根据有关技术规范规定和本桥的实际情况，以本桥节段最大设计吊重G=72吨为试吊重量。直接利用拱肋作为试吊重量。行走完索跨全程后直接安装。（2）、试吊的目的是为了检查以下几个方面的情况：、检查加载起吊后至跨中主索的垂度情况与设计是否相符。、观测主塔受力变形情况、塔架基础、地锚的变形数据和稳定安全情况。、牵引索、起重索的动作情况，跑车、倒

15、拐滑车、滑车轮组的运转情况，卷扬机组的运行情况等。4 、测试指挥系统的调度配合能力。（3）、试吊需要检查项目和检查方法、主索的吊重最大垂度：试吊最大重量节段，跑车运行至跨中，使用全站仪进行悬高测量，参照标高为两岸塔架顶连线标高。、塔架顶位移情况：分两个测量阶段，一是塔架在风缆初张力作用下的最大位移情况；二是每次加载后塔架位移情况。检查有两种方法：一是从塔架顶两侧边沿横向中轴线放下吊陀，丈量吊陀中心与塔架中心的纵、横方向轴线的距离，计算出塔架两侧的纵、横方向位移量；另一种方法是在塔顶两侧沿桥纵轴方向及上分配梁上沿桥横轴线方向捆绑标尺，用设置于塔架纵横轴线上的经纬仪直接测读塔架位移情况。并将数据汇

16、报指挥小组并制订出调整措施。、塔架基础沉降量：检查塔架基础的沉降量，在基础施工完成后测量基础顶面标高，记录原始数据备案，塔架及缆索安装完成后测量一次，再与试吊过程中测量基础标高进行比较，计算出沉降量。、地锚位移量：使用经过计量部门标定好的千分表测量，试吊前在地锚的锚桩后侧安装并固定好千分表，千分表顶杆接触地锚后，记录每个千分表初读数，试吊过程中观测并记录吊运过程中千分表读数。并及时将变化量反馈到指挥小组。、塔顶结构、塔架杆件、紧固件的局部变形情况：通过目测、敲击、辨别异常声音等手段检查。、检查塔架顶座滑轮、横移系统、牵引索、起重索、滑车轮的动作情况，跑车、卷扬机组的行走和运转速度。通过目测和计

17、时试运行等手段检查。、检查缆索吊装系统设备满负荷运行时，供电系统和用电设备线路能否满足施工要求。通过电表读数和各电路的电压数据检查。、检查通讯设备是否足够，并能保持清晰的对话。3.3、拱肋安装方法每肋分十八段吊装，全桥拱肋共54个吊装节段。预制好的拱箱通过轨道平车从储存区纵移至修文岸引桥的主索垂直下方位置，经检验节段几何参数和质量符合设计要求后，准备吊装。拱肋吊装利用千斤绳配合吊架捆绑吊装，吊点位置设置在端头第一块横隔板处。扣点因扣索力较大，设置双扣点利用拉板、转向滑轮和设置牛腿来传递扣索力，满足拱箱局部受力的需要。因修文岸为起吊岸，考虑设置扣架将三、四、五、六、七、八、九段的两束扣索分开，以

18、利在单组主索吊运的情况下后续拱箱从两根扣索之间通过，以免与扣索发生干扰。捆绑千斤绳安全系数应大于8；拱箱吊点采用256.5mm（或439mm）捆绑千斤绳。同时注意吊点位置应预留槽口，防止捆绑绳滑移。（1）、拱肋合拢施工工艺：、先吊装两个拱脚段，设置不小于8cm的施工预抬高值；、再安装两个第二段，设置不小于16cm的施工预抬高值；、再安装两个第三段，设置不小于25cm的施工预抬高值；、最后吊运拱顶段至跨中并下放至约高于设计标高，同时两岸对称循环逐渐下放拱脚段扣索、第二段扣索、第三段扣索、至九段和拱顶段滑车组，使接头慢慢抵紧，尽量避免拱顶段简支搁置冲击第三段。、合拢松索控制：当下放至第九段前接头与

19、拱顶段端头标高基本一致时，拱顶段先上好一端接头螺栓，然后观测拱顶及接头标高，若低于设计标高并超过规范容许值，在另一接头处加垫钢板进行调节至设计标高后上好螺栓完成合拢，将加垫钢板点焊于连接角钢上。扣索及起吊滑车组松索过程中，除应注意同时两岸对称循环逐渐下放张各段千斤扣索和拱顶段滑车组外，拱顶段起吊滑车组及各扣索一次松索长度应尽量小，通过增加循环次数来达到扣索基本放松的目的，以保证施工安全。松索采取定长松索方法进行，扣索一次松索量可采用23cm，起吊滑车组跑头可采用2535cm，并用粉笔在张拉端钢索及起吊跑头上做好标记；每松一次索（对称），应进行一次各接头及拱顶的标高观测，并根据反馈的标高数据随时

20、进行松索量调整。扣索的调整利用滑车组和卷扬机进行。经过多次松索循环，各扣索及起吊滑车组皆基本放松（保持1020左右索力），拱肋标高亦符合设计要求后，再进行一次拱肋轴线的精确调整。、拱肋轴线控制：拱肋轴线横向偏位、标高是吊装拱肋的控制指标，是一个复杂的控制过程。在整个吊装过程中，测量技术人员进行跟踪观测，使用拱肋侧风缆对轴线偏位进行调节。风缆的锚固设置在两岸陆地上。拱肋轴线标高调节依靠调整扣索长度来实现，扣索调节是为了使拱肋轴线符合设计要求，但是在安装过程中频繁调索也会影响施工的进度和结构的内力不断变化，因此需要减少调索的次数，为此，拱肋在安装阶段需要设一定的预抬高量。拱肋轴线横向偏位调节依靠调

21、整拱肋侧风缆长度来调节，扣索收紧、放松（合拢）的同时，测量小组对整个过程进行跟踪观测，同时将所有已安装拱肋的标高和轴线横向偏位观测数据反馈到指挥台，由技术组分析数据后制订出扣索和拱肋侧风缆调整措施，确保吊装节段准确、快速完成对接就位并转换到完全扣挂状态。拱肋完成合拢扣挂体系基本放松以及标高调整完成后，应再一次通过侧风缆对拱肋横向偏位进行一次精确调整，最后再进行拱肋接头的焊接。、拱肋接头焊接：各接头焊接利用在拱肋上设置吊架，吊架可采用钢筋焊接结构，也可采用脚手架管，吊架必须经过受力验算并保证足够的安全度，并有安全防护措施。在吊架上铺设脚手板作为操作平台。、单肋合拢的稳定性措施由于拱肋本身横向宽度

22、较小，单肋横向稳定性差，按公路桥涵设计手册（拱桥）下册的有关章节计算，在自重和风力作用下，拱肋不能满足横向稳定要求（不考虑风缆的稳定作用）。拱肋的横向稳定主要依靠每吊装段上下河各设一道缆风索来保证，缆风索对拱肋的作用，相当于拱肋在横向的多点弹性支承，减小了拱肋的自由长度， 因而我们在设计风缆时，不仅考虑了它的强度，而且考虑了它的刚度（风缆截面积），以保证在最大设计风力作用下拱肋的横向位移尽量小。风缆的初始张力按在最大设计风力作用下拱肋横向位移较小为计算原则，通过其较大的初张力减小垂度等非线性影响，同时对拱肋产生约束作用。通过计算，在拱肋安装的各个阶段，风缆参与共同受力，在最大风力及拱肋自重作用

23、下，稳定安全系数满足规范不小于4的要求。同时，在风缆布置时，尽量满足上下河对称的原则，并尽量满足公路桥涵施工技术规范所要求的风缆角度。（2）、拱箱总体吊装顺序：、先吊装桥轴线上的拱肋，单肋合拢调整好拱肋轴线和标高后，拧紧接头螺栓，吊、扣索松而不解 （保持1020左右索力），收紧拱肋浪风，并进行拱肋接头焊接。、进行下游次边肋的吊装，合拢调整好拱肋轴线和标高后，拧紧接头螺栓，吊、扣索松而不解 （保持1020左右索力），收紧拱肋浪风，并进行次边肋接头及与中肋的横向连接接头的焊接。、双肋合拢，纵横向接头焊接完成后，解除吊、扣索用于后续拱肋的安装，但保留两肋风缆索；然后安装上游次边肋，上游次边肋安装可不

24、设置风缆，利用倒链葫芦和木契块连接于已安装的两肋上来保证横向稳定和调整横轴线。同样的方法安装完成上、下河边肋的安装，纵横向焊接全部完成后，解除扣索和全部浪风索，拱肋安装完毕。最后浇注纵横接头及拱背现浇层混凝土，整体化拱圈。（3）、拱肋安装过程中应注意的几个问题：、在拱肋安装的几个主要受力阶段，对塔架、主索、扣索、锚碇进行张力、应力、垂度和位移观测，并作好记录，以指导确保施工安全。、拱肋合拢应选择在较低温状态下进行，合拢时的温度控制在当地年平均气温值附近。、大风（风力六级以上）及雷雨天气禁止吊装作业。、拱肋安装在引桥空心板安装完成后进行，以利拱脚段扣索水平分力的分配传递，减小交界墩受力。3.4、

25、塔架风缆张力及塔顶位移控制塔架设计为塔脚固接式。塔顶水平荷载将对塔脚产生较大的弯矩。因而控制好塔顶的水平荷载和位移是保证塔架受力安全的关键。为控制塔架的水平位移，除要保持较大的风缆索截面外，还应控制好风缆的初张力。4、施工观测控制石桥水库大桥拱肋安装施工观测主要分为六个方面：拱肋轴线控制；塔架在拱肋安装过程中的偏移控制；拱肋各扣点在各阶段的标高控制；扣索各阶段索力观测；缆索吊装系统主缆垂度及索力观测；锚碇的位移观测。4.1、塔架位移观测控制 、在塔架垂直于桥轴线方向设一个测站和一个后视点，在塔架顶面上下游两侧设一个固定标尺。 、吊装中用经纬仪架在测站，对好后视，直接读取固定标尺读数，再与初始读

26、数比较，即可得偏移值。 、测站和后视点的设置要求牢固可靠，标尺编号清楚，便于查找。、需用J2经纬仪2台，测量人员4人。4.2、主索垂度和张力观测主索垂度直接影响主索张力，同时影响牵引升角、牵引力及塔架、锚碇受力。必须控制好安装初始垂度，同时监测吊重最大垂度及主索张力，并与理论计算值进行比较4.3、锚碇位移观测锚碇通过锚桩抗剪、托板前缘被动土压力及后锚杆来克服钢索拉力。锚碇前缘土体将产生微小压缩，引起锚碇位移，锚碇位移利用千分表进行观测。4.4、扣索索力观测各阶段的扣索索力见前面的各阶段扣索力计算成果表。扣索力采用频谱分析仪观测；扣索力观测需在每段拱肋安装时进行。4.5、拱肋轴线的控制、在两岸的

27、拱肋轴线上适当高程位置（利用两岸地形条件）各设一个拱肋轴线观测站，观测本岸吊装节段上弦顶面拱肋轴线。 拱肋轴线观测需在每段拱肋安装及合拢调整阶段进行。5、机械设备、劳动力及吊装工期安排（1）、劳动力计划拱肋吊装期间由项目经理部成立大桥吊装指挥组，对吊装期间的各种工作进行较为明确的分工。组织机构如下：指挥组组长（总指挥）：1人（项目经理）副总指挥：3人（项目副经理及两岸施工队长）现场负责人：2人（两岸施工队技术负责人）现场指挥：2人（两岸起重工长）拱肋吊装工作人员共计70人。（3）、吊装工期安排3个月完成吊装系统布置，拱肋吊装施工工期计划于3个月。其他吊装准备和空心板共计7个月。6、施工保证措施

28、6.1、质量保证措施缆索吊装系统所有受力结构要求认真进行计算、复核，在技术上确保结构的安全。进场地钢丝绳和机械设备均要求进行全面的检查，检查项目包括：生产合格证、型号规格和数量、保养情况、有无磨损等等。对于钢丝绳必要时进行破断拉力试验。塔架基础和地锚使用的砼要抽取砼试件进行试验，保证砼强度达到设计要求。根据本桥缆索吊装施工特点，应建立无支架缆索吊装系统施工监测系统，在塔架基础施工、塔架安装、地锚施工、缆索架设、风缆索设置、临时锚固设施、扣索张拉等，要进行必要的监控和检测，如：对塔架稳定、变形、内力等情况进行检测和控制；对地锚在受力状态下的位移；主索的垂度、磨损情况；扣索的锚固情况等等。充分保证整个缆索吊装系统在后期运行期间的安全性。使整个缆索吊装系统施工过程处于全控状态。测量系统负责测量地锚在试吊阶段的位移，扣索调整时拱肋轴线、标高、变形观测，以及墩台的变形观测，并掌握气候情况（主要是风力、温度、晴雨变化情况等）。缆索吊装系统安装完成后，要按照试吊程序进行试吊，以检验缆索吊装