岭兜特大桥缆索吊装施工组织设计Word格式.docx
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一、概述………………………………………………………1
二、场地布置…………………………………………………3
三、塔架布置…………………………………………………3
四、缆索布置…………………………………………………4
五、地锚布置…………………………………………………7
六、箱拱预制…………………………………………………7
七、箱拱安装…………………………………………………8
八、质量保证和安全生产…………………………………12
九、工期进度安排…………………………………………16
一十、主要材料仪器设备…………………………………16
一十一、主要材料设备………………………………………16
一十二、缆索吊装组织机构…………………………………17
附件:
1、拱箱节段横向缆风数据表
2、单肋合拢稳定性分析(拱脚铰接)
3、单肋合拢稳定性分析(拱脚固接)
一、概述
岭兜特大桥全长329.5m,布置为3×
30m预应力T梁+1×
160m钢筋砼箱型拱+2×
30m预应力T梁,上部结构:
主桥160m悬链线钢筋砼箱型拱,净高2.5m,宽8.0m,拱箱预板厚0.25m(其中预制0.1m),底板厚0.2m,中腹板厚腹板0.41m(其中预制0.05m×
2m),主拱圈采用无支架缆索吊装工艺,横向四片拱箱,每片拱箱分为七段预制吊装,最大吊重70t。
拱箱合拢方式:
根据施工图文件要求,本桥采用双基肋合拢方式,但由于塔顶缆索及地垅布置存在以下问题:
1、塔顶主索支撑系统布置困难,单肋合拢由二组4-φ52mm钢丝绳,索鞍每个宽度25cm,8个主索鞍及4个扣索鞍(中二段)横向布置宽度为3.0m,双肋合拢四组4-φ52mm钢丝绳,主索中心距离3.0m,而拱箱中心间距2.1m,偏差90cm。
2、锚碇布置困难:
由于桥址处山坡陡峭,地垅布置困难,两岸各布置一个地垅,(两岸主索、扣索均锚固在同一个地垅)单肋合垅,宁德岸在0#台后,屏南岸结合6#台明挖扩大基础布设,二个地锚平面尺寸为12.0×
12.0m(平面尺寸按卷扬机排列拟定,深3.5m)。
如双肋合拢需再增加二个同等面积及砼数量的地锚,场地无法布置。
3、双肋合拢,增加成倍的主索、扣索及地锚数量,塔架立柱及横撑等均应加强,由此产生的工作量,可能延长工期一个月以上。
基于以上情况,本桥拟采用单肋合拢。
为确保单肋合拢的横向稳定,在安装中,采用如下措施:
⑴增加拱箱横向缆风数量,接头处采用一组对称,走二ф21.5mm钢丝绳缆风,从而增大拱箱横向稳定,减小拱肋自由长度。
⑵在端段、中㈠段增加下拉索,一方面可以增加拱箱稳定,另一方面可防止合拢时反对称变形。
⑶单肋安装合拢后,接头螺栓上紧,钢楔木塞紧并焊接后,即封好后接头处的端横隔板,然后浇筑空心拱脚内砼及封闭拱座并用相同标号砼浇筑接头砼(横系梁)使之成为无铰拱。
⑷待砼强度达到100%后,再拆除吊钩及扣索(横向缆风不拆除,待全桥合拢后,拱箱6根横系梁全部浇筑且强度达到砼100%后拆除)。
武汉理工大学岭兜特大桥监测监控组根据我项目部提出的单肋合拢方案,进行了单肋在形成无铰拱条件下的稳定性分析,在横向风荷载1Kpa作用下,单片拱肋的稳定安全系数为5.66。
详见《岭兜特大桥主拱肋单肋合龙稳定性分析计算报告》。
因此,建议本桥缆索吊装方案采用单肋合拢方案。
二、场地布置(详见附图一)
1、预制场:
预制场设在3#交界墩K40+100,面积3500m2右侧山地上,布置4个砼预制底座。
(即3#交界墩旁下游)
2、主塔架:
主塔架分别置于3#、4#交界墩盖梁上
3、地锚:
主索地锚,宁德岸设在0#台后,屏南岸设在6#台扩大基础上,塔架缆风地锚及拱箱横向缆风地锚,根据地形及用途分别置于不同的坡地或小河边。
三、塔架布置
塔架在最不利情况下受力为:
垂直分力390t(包括塔架缆风垂直分力74t),水平分力差值33t,水平分力的差值主要由缆风来调节,因此计算时不考虑。
塔架高30m,宽12.0m,塔架支座为铰接,塔架基础置于3#、4#交界墩盖梁上,基础为C30钢筋砼。
塔身采用西乙型万能杆件组拼,立柱为4—N2,斜撑为4—N3,水平撑为4—N4,塔顶由配套的过载梁、运载梁、索鞍组拼而成。
其受力已经计算,并报监理工程师审批。
主索及其它工作索的支承系统主要由塔顶索鞍来承担,索道的移动主要由连接于索鞍的运载梁来进行,而构件及索道的重力主要由塔顶的过载梁来承担,由过载梁传递给塔顶各铰接点。
按照规范要求,塔顶位移不得超过20cm,根据水平分力差值计算,塔架前后缆风分别采用6-φ28mm钢丝绳,其最大位移可控制在17cm以内。
四、缆索布置
1、主索
索跨组合1×
110m+1×
170.5m+1×
72.0m见下图示意
平衡轮平衡轮
110.0m170.5m72.0m
主索采用二组4—Ф52mm,6×
37+1型号钢丝绳,架设时单根绳展开并由卷扬机导索牵引过3#墩塔顶,架立于索鞍上,再由预先架好的工作索牵引至4#墩塔顶穿过索鞍,然后在屏南岸地锚通过平衡轮转向。
钢丝绳通过转向平衡轮把8根主索串连在一起(平衡轮用绳夹锚于两岸地垅上)使之受力均匀。
在调整好主索空载时的设计垂度后,把主索用绳夹锚于地锚卧木上。
两组主索既有独立功能,又可组合使用,每组主索均具有独立的起重和牵引功能。
每组主索上布置前后二部跑车,由二台15t卷扬机牵引,每部跑车均由独立的上、下挂组成,每一吊点由二台8t卷扬机起吊,二组主索组合后最大抬吊可达900KN。
经计算,主索总拉力303t,每根主索应承受38t拉力,φ52mm钢丝绳破断拉力140t,因此采用φ52mm钢丝绳作为主索,安全可靠。
2、起重索
起重索采用Ф21.5mm钢丝绳,每段拱箱采用双吊点起吊,每一吊点采用一扁担梁抬吊,每一吊点由8部单跑车组拼而成(16个轮),前后跑车的距离根据拱箱吊点的间距由联系跑车间距的钢丝绳调整。
如下图,每条起重绳在上下滑车组间采用“走八”布置,由于预制场地面与主索净空较大,每条起重钢丝绳较长约1000米,因此起重绳两头均进入8t卷扬机。
经验算,起重索总拉力18.9t,由4-φ21.5mm起重绳“走八”承担,8台8t卷扬机起吊,符合规范要求。
3、牵引索
牵引索采用Ф26钢丝绳,为使牵引力受力均匀,构件纵向运输进退同步,牵引索采用闭合循环回路布置,由两台15t卷扬机牵引。
经验算,牵引端段就位时,牵引索拉力最大为44t,因此牵引绳采用“走二”牵引,能确保端段拱箱准确就位。
吊运边段时由于跑车沿主索行进的升角较大,为保证边段拱肋准确就位,同时采取如下保证措施:
①事先安放两台8t卷扬机穿好滑轮组,以便就位边段时由滑轮组协助牵引边段拱肋进入准确位置。
②爬升时,边爬升边提升拱箱,以减少牵引索拉力。
4、扣索
本桥扣索拉力分别为:
端段62t、中㈠段90t、中二段108t。
根据扣索索力的大小采用:
端段一组2—φ47.5mm钢丝绳、中㈠段一组2—φ52.0mm钢丝绳、中㈡段一组4—φ47.5mm钢丝绳,其中端段、中㈠段为墩扣,扣索通过架于3#、4#交界墩墩顶的索鞍转向至地垅锚固,中㈡段为塔扣,扣索通过安于塔顶的索鞍转向锚于地锚上。
扣索的收索主要由3t卷扬机进行,拱箱安装标高的微调主要由5t卷扬机配50t6门滑轮组“走十二”来实施。
端段、中段㈠扣索由于桥址处山坡较陡,开挖扣索地锚工作量大。
因此拟把端段、中段㈠扣索地锚分别与两岸的主索地锚并在一起,这样由于塔顶位移及端段、中段㈠扣索产生的水平分力差值,将会在3#、4#墩顶分别产生33.5t及34.1t水平分力。
因此,吊装前在3#、4#的墩顶上、下墩两侧,分别布设二条φ28mm水平缆风,分别锚固于宁德、屏南两岸的地锚上,以抵消由扣索产生的水平分力,确保墩身稳定。
五、地锚布置
地锚所受最大的拉力:
宁德岸水平分力646t,向上垂直分力206t
屏南岩水平分力615t,向上垂直分力319t
因受地形、地势影响,地锚的位置难以达到理想的效果。
宁德岸主地锚设在0#台后,背索较长,背索与水平面的夹角太小,水平分力较大,结合卷扬机的布设,因此地锚布置为宽12.0m、长12.0m、高4.0m。
屏南岸的主地锚结合6#台明挖扩大基础布置,基础开挖深度8.0m多,基础前趾表层土体松散碎落,但下层弱风化流纹岩岩体坚硬,被动土压力大,适宜埋设地垅,6#台地锚布置为宽12.0m、长10.0m、深4.5m。
六、箱拱预制
预制场设预制底座四个(即端段、中㈠段、中㈡段、顶段各一个)
1、施工放样
根据施工图文件提供的主拱圈放样坐标表,经复核无误后,按照1∶1的比例在宁德体育中心的水泥砼地板上,定出1/2拱圈大样,为使拱圈弧度圆顺,并对拱圈坐标加密布设。
然后根据大样图样板及施工图各部尺寸,在预制场布设砼预制底座。
2、中腹板、横隔板预制
由于每段拱箱的制作采用预制组合法施工,因此中腹板、横隔板的预制必须先于拱箱组合之前施工,预制腹板、横隔板时,应严格按照设计尺寸施工(腹板厚5cm),防止超重,待小构件预制数量,满足一段拱箱的预制时,再开始进行组合拱箱。
3、拱箱预制
根据拱箱安装顺序及出坑方便快捷,小构件预制数量满足一片梁肋且砼标号达到设计及规范要求的强度后,即进行箱拱组合施工,各段拱箱施工工艺流程如下:
⑴在底座上定出各块横隔板位置及拱箱上下弦长,并做好固定标志
⑵涂脱模剂,制作安装底板钢筋
⑶组装横隔板、腹板、制安组装接头钢筋
⑷制作安装边腹板模板、钢筋
⑸制作安装箱端接头模板、钢筋
⑹按照设计尺寸,全面检查底板、横隔板、腹板、接头、钢筋模板尺寸及预留孔,预埋铁位置等是否符合设计要求
⑺浇筑底板,组装接头,边腹板及箱端接头等处砼
⑻安装内顶模、加高侧模、扎顶板钢筋
⑼检查顶板钢筋,腹板尺寸及预埋铁预留孔尺寸,使之符合要求
⑽浇筑顶板砼
⑾拱箱养生,待砼强度达到100%后拆模吊运出坑堆放
七、箱拱安装
1、缆索试吊
缆索各部件安装完毕之后,应先检查各部位的牢固性及正确性,各种机械运转是否正常,主索的初垂度是否符合设计要求,通过检查,及时整修,使各部位设备运转正常,并具备试吊条件。
拱肋吊装前,必须先进行缆索吊机的试吊工作。
本工程构件最大重量P=70t,试吊按0.6P、P、1.3P逐级加载进行,首先:
先进行空载运转,即跑车沿主索来回运转,运转时,要观测主索的收紧均匀程度,及各部位机械设备的运转情况,一切正常后,再进行静载试验,即先吊起42t的物体在跨中停留10分钟,然后逐级加重至70t、91t。
此时要注意起重索的拉力及各卷扬机的工作情况,并使主索逐步过渡到承受设计荷载的状态,最后进行动载试验,起吊重量是按42t,70t,91t三次逐级加载,并沿主索运行一个来回,以检查牵引设备的运行情况及地垅,塔顶索鞍的受力情况,整个试吊过程中,用千分表观测地垅位移情况(地垅位移不宜大于3mm),以确定地垅的受力能力,用全站仪观测塔顶位移及主索重载垂度等是否符合规范要求(或计算要求)一切正常之后,可进行拱肋安装。
2、吊装准备工作
⑴预制构件质量检查
拱肋接头和拱脚应用样板校验,突出部分予以凿除,凹陷部分,应用环氧树脂砂浆补平,接头砼接触面应凿平,钢筋应除锈,螺栓孔应用样板套孔,不合时应用锉扩孔,拱肋接头及端头应标出中线。
应检测拱肋上、下弦长,如有不符合设计者,应进行修整,根据各箱段的实际长度,结合可以置换位置的段数,具体编组各片拱箱,使各片拱箱总长度的差值最小,然后按起吊顺序在拱箱上编号。
⑵墩台拱座尺寸检查
全面检查墩台间的净跨,拱座
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- 岭兜特 大桥 缆索 吊装 施工组织设计