拱桥的拱箱吊装施工技术方案

拱桥的拱箱吊装施工技术方案内容摘要：

max＝ [τ ]＝ 85MPa。 材质为 Q235。 (2)、下分配梁 最大弯矩 Mmax＝ ，相应平面外弯矩 M2＝ ；最大剪力 Qmax＝。 最大弯曲应力σ max＝ [σ ]=145MPa，最大剪应力τ max＝ [τ ]＝ 85MPa。 材质为 Q235。 可见，两岸上、下分配梁受力皆在容许范围之内。 钢材容许应力根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》 JTJ02586 取值。 、锚碇 (附 图 14～ 16) 两岸主锚碇设计皆采用桩式锚碇，锚桩嵌入中风化基岩。 主锚碇 布置于左右半幅桥轴线上，分别距全桥 轴线 11m， 对称布置。 每岸设置 2 4根直径 16 锚桩，每根桩长 6m， 桩与桩横向中心距离 ，横向通过素混凝土托板 连接成整体。 主锚碇用作主索、工作索、 2段扣索 、起吊牵引千斤索 及塔架后风缆等的锚固。 两路岸锚碇最大索外力为 F＝ 2 ，碾子湾岸锚碇最大索外力为 F＝ 2 ，按图 15锚固布置，单桩最大拉力为 ，其水平分 力 为 H＝ ， 竖直分力 V＝。 锚桩 按水平荷载桩利用 m(地基比例系数 m按 硬性黏土 取为 30MN/m4，实际为中强风化 泥 岩 )法计算锚桩内力 (剪力 Q和弯矩 M)，并进行配筋设计。 计算桩身最大弯矩 Mmax＝ ，最大剪力 Qmax＝ ， 侧壁最大土应力 ，桩顶最大位移。 设计要求基底及侧壁承载力不小于。 锚桩采用 C35砼 ,两岸主锚碇 C35砼用量。 实际单桩配置主筋为 21 根Φ 28mmⅡ级钢筋，箍筋为间距 15cm 的φ 8mmⅠ级钢筋。 实际锚桩 允许 抗弯承载力为 M＝ ，抗剪承载力 Q＝。 可见主锚桩受力安全。 两 岸拱脚段扣索 分别 利用 埋置于塔架基础内的 I32B 工字钢 进行锚固， 注意每根工字钢上只能锚固 1根φ 扣索 (一道 1扣扣索为 2 根，应分别锚固 )。 、扣索 扣索皆 采用 6 37+FC 的麻芯钢索， 公称抗拉强度 170kg/mm2。 第一段采用 2∮，破断拉力 吨；第二段采用 2∮ ，破断拉力 235 吨。 二段扣索皆通过塔顶座滑轮锚固于主锚碇上，一段扣索通过设置于交界墩顶的座滑轮分别进入 塔架基础内 锚固。 扣点采用捆绑的形式与拱箱连接。 两路 岸为起吊岸，为方便拱箱吊运，二段利用扣架将同一扣点的两根扣索分开，便于后续拱肋从其间吊运通过。 吊、扣点连接构造见 附 图 17～ 21。 半幅桥 单肋 合拢 共计 4道 (8 根 )扣索，扣索长短采用滑车组卷扬机调整。 两路 岸一段扣 索长约 90m(含回头卡长度 )碾子湾 岸一段扣索长约 95m， 两路 岸 和碾子湾岸 二段扣索长 皆 约 200m。 全桥扣索用量 (按 左右幅各一个 单肋扣索计算 )：∮ (637+FC)钢索 740m，∮ (6 37+FC)钢索 1600m。 17 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（考虑 倍的预制超重，但不考虑冲击）作用。 每岸按安装第一段、第二段和拱顶合拢段分别进行计算，每道扣索按各阶段的最大索力控制设计。 计算合拢状态时，按规范要求合拢段计入一半重量。 各阶段扣索力见各阶段扣索力计算成果表。 各阶段扣索力计算成果表 （吨） 扣 挂 状 态 两路 岸 碾子湾 岸 一扣索力 (T1) 二扣索力 (T2) 一扣索力 (T1) 二扣索力 (T2) 第一段 第二段 合拢段 张力安全 系数 K 可见， 各扣索安全系数皆满足大于 3 的规范要求。 、起重索、牵引索 (附 图 25～ 26) 拱肋前后两个吊点抬吊，起重索采用∮ (6 37+FC)的麻芯钢索，公称抗拉强度 170kg/mm2，钢绳破断拉力为 吨。 起吊 滑车组走 12 线布置， 跑头拉力F=，安全系数 K=[5]，采用 5t 中速卷扬机做起吊动力。 起吊卷扬机容绳量应不小于 700m。 牵引索采用∮ 24mm(6 37+FC)的麻芯钢索，公称抗拉强度 170kg/mm2，钢绳破断拉力为。 碾子湾岸拱脚段就位时有 最大牵引力 W=，牵引按来回线布 18 置，滑车组走 4线（不含通线），跑头拉力 F=，安全系数 K=[5]， 采用 8t中快速卷扬机牵引。 工作起吊采用∮ 麻芯钢索，滑车组走 2～ 3 线布置，采用 5t 卷扬机做起吊 动力。 工作牵引采用∮ 麻芯钢索，滑车组走 1～ 2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。 起吊、牵引对塔架的外作用力已进入前面的塔架受力计算，其计算资料整理略。 全桥起吊、牵引索用量 (左右半幅同时安装 )：∮ 钢索 5100 米 (主起吊、工作索起吊和工作索牵引 )，∮ 24mm钢索 2480 米 (主牵引 )。 、拱箱风缆索 每道 拱肋风缆绳采用 2∮ (6 37+FC)的麻芯钢索，公称抗拉强度170kg/mm2，钢绳破断拉力为 吨 (双线 )。 风缆与地面夹角不大于 30176。 ，风缆水平投影与桥轴夹角不小于 50176。 ，为减小风缆垂度的非弹性影响， 风缆初张力按 5吨控制。 全桥 4(4 个拱圈 ) 2个肋需 64 道风缆绳。 拱箱风缆绳用量约 8000m。 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 (锚环必须采用韧性较好的钢材 )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。 、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 工作索 、扣索 扣 索 牵引索 起吊索 钢索直径 d mm 24 钢丝直径δ mm 钢索型号 6 37+FC 6 37+1 6 37+FC 6 37+FC 6 37+FC 19 重量 Kg/m 金属截面积 FK mm2 弹性模量 EK MPa 75600 75600 75600 75600 75600 线膨胀系数 1/℃ 破断拉力 TP t 164 钢丝公称强度 MPa 1700 1700 1700 1700 1700 拉力安全系数 应大于 3 3 3 5 5 应力安全系数 应大于 2 2 2 3 3 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 ，以便发现问题 及时处理 ： (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。 、试吊装前的准备工作 对整套缆索系统的全面检查验收，各关键设备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、转向的布置、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 20 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 )，横向位置、 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、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。 、 试吊方案 (1)、根据有关技术规范的规定并结合本桥的实际情况，以本桥最大设计吊重G=51 吨为 100％试吊重量，按 60%G()→ 100%G(56t)→ 120%G()确定。 吊重物分别选用： 引 桥 13m 空心板中板 2 块 (约 )→ 边箱拱脚段 (51t)→ 边箱拱脚段 + 吨钢材 ()。 左右半桥试吊同时进行。 (2)、试吊的目的是为了检查 以下几个方面的情况： ①、检查加载起吊后至跨中主索的垂度情况与设计是否相符。 ②、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。 ③、牵引索、起重索的动作情况，跑车、倒拐滑车、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 ①、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。 21 ②、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。 并将数据汇报指挥小组并制订出调整措施。 ③、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。 ④、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。 ⑤、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。 ⑥、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。 通过目测和计时试运行等手段检查。 ⑦、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。 ⑧、检查通讯设备是否足够，并能保持清晰的对话。 、拱肋安装方法 每 片 肋分五段吊装， 半幅桥共 50 个吊装段， 全桥共 100 个吊装段。 预制好的拱箱通过轨道平车 纵 横移至 塔前 主索垂直下方 的起吊 位置 (后吊点距塔架不小于 20m)，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二 块横隔板处。 扣点采用捆绑连接，扣点设置于端头第二块横隔板处；两岸一扣通过 45吨 H板及转 22 向轮与扣索连接， 碾子湾 岸二扣通过 80吨 H板及转向轮与扣索连接 (见 附 图 19)； 两路 岸为 起吊岸，二扣设置 80 吨扣架将两根扣索分开 (见 附 图 17)，以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 4∮ 43mm 捆绑千斤绳，按 附 图 21 进行布置；一扣扣点采用 2∮ 捆绑千斤绳，二扣扣点采用 4∮ 捆绑千斤绳，按 附 图 1附 图 19进行布置。 同时注意吊、扣点捆绑位置应预留槽口和埋设粗钢筋或型钢，防止捆绑绳滑移。 (1)、拱肋合拢施工工艺： ①、先吊装两个拱脚段，设置不小于 10cm 的施工预抬高值； ②、再安装两个第二段，设 置不小于 20cm 的施工预抬高值； ③、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二段。 ④、合拢松索控制：。