重庆某公路大桥悬索吊装施工技术方案.doc
《重庆某公路大桥悬索吊装施工技术方案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《重庆某公路大桥悬索吊装施工技术方案.doc(29页珍藏版)》请在课桌文档上搜索。
1、1、编制依据本方案编制依据的主要技术资料有:(1)、某某市巫山县错开峡大桥施工图设计(2008年07月)长江水利委员会长江勘察规划设计研究院;(2)、公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000);(3)、公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ 025-86;(4)、混凝土结构设计规范GB50010-2002;(5)、预应力混凝土用钢绞线GB/T 5224-2003;(6)、建筑边坡工程技术规范GB 50330-2002;(7)、起重吊装常用数据手册(2002年2月)人民交通出版社;(8)、SAP2000中文版使用指南(2006年9月)人民交通出版社;(9)、钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收
2、规程JGJ82-91。2、工程概况错开峡大桥位于某某市巫山县境内,为跨越三峡库区支流错开峡的一座桥梁,桥梁设计起点桩号K0+137.516,设计终点桩号K0+240.556,设计桥型为75m上承式钢筋混凝土悬链式箱形拱桥,两岸引桥为一跨8m简支空心板,跨径组合为8m+75m+8m,全桥长103.04m,桥面净宽:0.5m防撞护拦+7m车行道+0.5m防撞护拦,桥梁全宽8m。桥面铺装采用810cm厚C40防水混凝土,路线为1.5%单向纵坡,桥面为2%双向横坡,设计荷载为:汽车荷载公路级。桥位处覆盖层较薄,其下为灰岩。主桥采用计算跨径75m上承式钢筋混凝土悬链式箱形拱桥,净跨径73.91m,计算矢
3、跨比为1/5,拱轴系数m=2.240,拱肋为等截面钢筋混凝土箱型结构,拱箱高1.7米,其中预制拱箱高1.6米,预制顶板厚0.1米,腹板均厚10cm(边箱外侧腹板厚12cm),底板厚15cm,现浇横缝厚24cm,拱圈每隔约5m设置一道20cm厚的中空横隔板。拱圈顶宽7.6米,由3片1.5米宽中箱及2片1.55米宽边箱构成。设计每片箱肋分五段预制吊装合拢,节段最大吊装净重量33吨。全桥共需预制安装拱箱25段。全部拱圈安装完成,接头焊接完毕后,浇筑纵横接缝及顶板现浇层混凝土,整体化拱圈。拱上采用垫梁、双柱式排架和悬臂盖梁来支承桥面结构,桥面板为8米跨径钢筋混凝土简支空心板。两岸拱座均宽8.6m,高4
4、.2m,拱座设计为C30钢筋混凝土实体基础。引桥桥台台身、侧墙及基础为M15浆砌块石,块石采用强度等级为MU100细料石。拱箱及桥面空心板预制场考虑设置在左岸引道上,通过轨道平车运输至0号桥台台尾。拱箱采用无支架缆索吊装系统进行安装,吊装系统布置见下节。3、悬索吊装系统的布置3.1、总体布置根据错开峡大桥实际地形特点,确定吊装索跨为225.07m。两岸根据现有地形、地质情况,大桥两侧山势较陡,布置吊装索塔无施工操作空间(影响构件运输等)且措施费用较高,因而我们设计吊装系统时考虑两岸皆不用索塔,悬索系统直接利用现有地形锚固于两岸山体上。同时考虑山体覆盖层较薄,下伏基岩强度及整体性较好,适合洞锚及
5、锚索结构,因而两岸主锚碇设计为锚索分配梁结构,通过锚索锚固型钢分配梁,再在分配梁上设置座(拉)板和转向滑轮来锚固钢索。主锚碇用于主索、二扣扣索、工作索及起吊牵引千斤索等的锚固。根据实际地形,确定拱脚段扣索通过交界墩顶座滑轮转向后,直接在引桥台前墙内的预埋锚固拉板上进行锚固,锚固拉板预埋高度以一扣前后水平倾角基本一致为原则,以减小施工过程中对交界墩的水平荷载作用;全桥横向五片预制拱箱,每道一扣索由两个锚固拉板承载,两岸桥台共预埋12个锚固拉板。起吊场地设置于左岸引道路基上,拱箱通过钢绳捆绑进行抬吊。缆索吊装系统总体布置见附图01。3.2、吊重的确定经计算,拱箱节段最大净重量为33吨,在吊装计算中
6、,按拱箱G=33吨控制设计,计算重量为PmaxG1.2+4+144.4t444KN,4吨为吊具(含跑车、起吊滑车、起吊牵引钢绳),1吨为配重,1.2为冲击系数。3.3、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
7、垂度求出后,其它需要值即可解出。详细计算原理及过程见附件2:缆索吊机设计计算书。在塔顶布置1组356.5mm(637+FC)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L225.07m,空索垂度f011m,矢跨比约为120.5,当吊运至索跨跨中时,主索垂度为fmax16.727m,矢跨比1/13.46,主索最大张力Tmax1571.221KN,拉力安全系数K3.133。张力安全系数满足要求。跑车轮作用处考虑弯曲作用的主索应力581.1MPa,安全系数K2.932;考虑接触作用的主索应力501.2MPa,安全系数K3.392 ;应力安全系数满足要求。每
8、根主索空索计算长度225.846m,考虑主索回头锚固长度,每根主索实际需要长度2705m,全桥主索用量3275=825m。3.4、工作索考虑到吊运扣索、检修滑车及运送小型机具等的需要,在主索旁布置了1根47.5mm(637+FC)工作索。工作索公称抗拉强度1700MPa,破断拉力为 1175KN。工作索安装垂度f08.0m,按最大吊重80KN(含吊具、配重及冲击系数)进行控制,吊重索跨跨中垂度fmax14.215m,最大张力Tmax355.433KN,拉力安全系数K3.313。工作索用量为275m。3.5、拱箱扣索扣索皆采用637+FC的麻芯钢索,公称抗拉强度170kg/mm2。拱脚段每道采用
9、228mm钢索,破断拉力820.82KN;左岸二段每道采用243mm钢索,破断拉力1943.4KN;右岸二段每道采用239mm钢索,破断拉力1573.58KN。拱脚段扣索过交界墩顶座滑轮后进入0号(3号)桥台前墙内的预埋锚固拉板进行锚固,每道1扣扣索应至少由两个锚固拉板承载;二段扣索直接锚固于主锚梁上的滑轮座上,每个扣索滑轮座分开于主索两侧对称布置,相距主索中心1.34m(边箱外侧相距1m),每个扣索滑轮座锚固1根二扣扣索。扣点采用捆绑的形式与拱箱连接。吊、扣点连接构造见图1620。单肋共计4道(8根)扣索,扣索长短采用滑车组卷扬机调整。1扣扣索长约40m,左岸二扣扣索长约155m,右岸二扣扣
10、索长约90m((每根扣索长度皆考虑了15m左右的回头卡锚固长度))。全桥扣索用量(按单肋扣索计算):28mm(637+FC)钢索160m,39mm(637+FC)钢索180m,43mm(637+FC)钢索310m。扣挂体系采用通用结构分析与设计软件SAP2000V14.0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;因而各分段点按头按铰接考虑(含拱脚)。因而在吊装过程中,扣索与扣段一起构成一平面静定结构,每道风缆按初始张力50KN进入计算,计算时考虑拱肋自重(考虑1.1倍的预制超重,但不
11、考虑冲击)作用。每岸按安装拱脚段、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。图(1) 扣挂系统计算模型(拉伸图)1扣扣挂阶段计算模型:2扣及合拢段安装阶段计算模型:扣挂体系计算模型见图(1),各阶段扣索力计算结果见表(1),各阶段钢筋混凝土拱箱内力及强度验算结果见表(2)。详细计算原理及过程见附件2:缆索吊机设计计算书。表(1) 各阶段扣索力计算成果表扣挂状态左岸扣索力(KN)右岸扣索力(KN)T1(1扣)T2(2扣)T1(1扣)T2(2扣)安装拱脚段164.741159.210安装第二段161.285422.349200
12、.483309.464安装合拢段95.522598.607154.663441.882张力安全系数K4.983.254.093.56从表(1)中可以看出,各扣索安全系数皆满足大于3的规范要求。表(2) 各阶段拱肋内力及强度计算成果表安 装状 态两岸最大弯矩截面内力KN.mKN.m)对应砼最大拉应力(MPa)对应砼最大压应力(MPa)拱脚段M=393.771N=-249.5050.726-1.672拱脚段M=423.032N=-917.3000.665-1.912合拢段M=305.839N=-479.5240.161-1.702而C40混凝土轴心抗压强度设计值为18.4MPa,轴心抗拉强度设计值
13、为1.65MPa,可见拱箱在安装过程中受力是安全的。3.6、起重索(附图15)起重索采用19.5mm(637+FC)的麻芯钢索,公称抗拉强度1700MPa,钢绳破断拉力为196.4KN。按天索前后两个吊点抬吊拱肋,每个吊点采用1台5吨中速卷扬机起吊,跑头经左岸锚梁处导向滑轮后进入设置平台位置的起吊卷扬机。全桥运输天线需2台5吨起吊卷扬机,起吊卷扬机容绳量应不小于570m。按吊装拱脚段边箱(计算重量444KN)控制计算,起吊滑车组走8线布置,跑头拉力F=31.61KN,张力安全系数K=6.215,考虑接触作用的应力安全系数K=6.943。全桥起重索19.5mm钢索用量2620=1240m。3.7
14、、牵引索(附图10)牵引索采用24mm(637+FC)的麻芯钢索,公称抗拉强度1700MPa,钢绳破断拉力为293.56KN。牵引滑车按来回线走三线布置(不含来回线通线),设置1台8吨中快速卷扬机牵引天跑车,跑头经左岸锚梁处导向滑轮后进入牵引卷扬机。全桥共需1台8吨牵引卷扬机。前后两台天跑车之间采用239mm(637+FC 1700MPa)钢绳进行连接并同步。牵引导向滑轮连接固定千斤绳卡在主索旁锚梁上,使索力传入锚碇。计算最大牵引力136.91KN,跑头拉力F=49.471KN,张力安全系数K=5.935,考虑接触作用的应力安全系数K=6.623。全桥牵引索24mm钢索用量1050m。3.8、
15、工作索起吊与牵引工作起吊采用19.5mm麻芯钢索(637+FC 1700MPa),滑车组走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(637+FC 1700MPa),滑车组走单线布置(不含来回线通线),采用5t卷扬机牵引。全桥工作索起吊牵引需5吨中速卷扬机2台。全桥工作索起吊、牵引索19.5mm钢索用量960m。3.9、天跑车系统及起吊滑车组天跑车组装图见图11,全桥2个天跑车。跑车采用400mm铸钢轮,圆锥滚子轴承套及45号钢销轴,销轴直径为65mm,下部与吊点连接轴为90mm的45号钢钢轴,肋板中部为210mm钢板,边板为10mm钢板,材质Q345。肋板之间采用
16、M24套筒螺栓限位。每个吊点采用23门25吨滑车组1付(全桥2付),滑车组在市场上购置专业起重设备生产厂家生产的合格产品。3.10、拱肋风缆索每道拱肋风缆绳采用219.5mm(637+FC)的麻芯钢索,公称抗拉强度1700MPa,钢绳破断拉力为392.8KN(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响,风缆初张力按50KN控制。全桥按两个肋需16道风缆绳。拱箱风缆绳用量约1600m。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
17、许抗拉力不小于150KN。3.11、主锚碇(附图0209)两岸根据现有地形、地质情况,引桥台台尾后方沿桥轴线两岸皆为坡度较陡的岸坡,因而我们设计吊装系统时考虑两岸皆不用索塔,悬索系统直接利用现有地形锚固于两岸山体上;同时考虑山体覆盖层较薄,下伏基岩强度及整体性较好,适合洞锚及锚索结构,因而两岸主锚碇设计为锚索分配梁结构,通过锚索锚固型钢分配梁,再在分配梁上设置座(拉)板和锚固滑轮来锚固钢索。经计算,左岸主锚碇最大索外力为:水平力H2667.615KN,相应竖直力V474.703KN;右岸主锚碇最大索外力为:水平力H2400.236KN,相应竖直力V514.241KN。每岸主锚碇设计24束钢铰线
18、锚索来固定型钢分配梁,内侧22束采用1215.24钢绞线,外侧22束采用815.24钢绞线;分配梁上栓接滑轮座并通过滑轮与主扣索及工作索等进行连接,锚索锚入基岩中的有效深度14.18m。锚索采用标准抗拉强度Ryb1860MPa、Ey1.95105MPa、松弛率满足级要求的 15.24高强度低松弛钢绞线;锚固控制张拉应力为70%Ryb。主索拉(座)板和锚固滑轮设计成可滑移结构,便于主索在吊不同位置箱肋时进行横移,横移在空索状态下进行,通过倒链葫芦及滑车组横移到位,再用M30高强螺栓(10.9S级)进行连接固定。安装拱肋时,主索锚固滑轮正对所安装肋轴线布置;工作索锚固滑轮座距主索中心0.65m布置
19、,二扣扣索锚固滑轮座距主索中心1.34m(边箱外侧1m)对称布置,扣索、工作索滑轮座也皆用M30高强螺栓(10.9级)与锚梁之间进行连接。10.9S级M30mm高强螺栓的施工预拉力P=390KN,施工扭矩TC=1521N.m;高强螺栓应严格按钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程JGJ82-91进行施工验收。所有锚固滑轮皆为直径500mm的铸钢轮(见图附07),轮轴为90mm的45号钢钢轴,肋板为20mm钢板,座板为25mm钢板,材质Q235;座板与锚梁之间采用M30高强螺栓(10.9S级)进行连接固定。锚梁由Q345钢板焊接而成(见图附03、04),锚梁高500mm,与锚固滑轮座板连接面宽
20、515mm,与锚索连接面宽1095mm,锚梁长8.5m。锚梁腹板与底板(连接锚索)为16mm厚钢板,顶板(连接锚固滑轮座)为20mm钢板。内侧1215.24钢铰线单束最大拉力1169.135KN,拉力安全系数为2.672.5;索体在岩石中的锚固安全系数及钢索在浆体中的锚固安全系数按3倍考虑,计算最大锚固长度需要12.914m,实际设计锚固长度14.18m,应很安全。外侧815.24钢铰线单束最大拉力837.386KN,拉力安全系数为2.5=2.5;索体在岩石中的锚固安全系数及钢索在浆体中的锚固安全系数按3倍考虑,计算最大锚固长度需要10.021m,实际设计锚固长度14.18m,应很安全。锚梁按
21、支承于锚索上的连续梁计算,最大横向(主受力方向)弯矩M3max-741.2138KN.m,相应的竖向弯矩M2-119.2025KN.m,最大剪力Qmax-1774.852KN;弯曲应力:max148.978MPaw=210MPa,剪应力:max112.298MPa120MPa。另对锚梁还进行了局部强度计算:锚具对底板的局部冲切应力为62.274MPa120MPa,高强螺栓对顶板的局部冲切应力为63.619MPa120 MPa。可见,锚梁受力安全。3.12、一扣锚固拉板(附图2122)一扣锚固拉板由H型钢板、锚固钢筋、连接钢销等构成,H型钢板前端通过钢销与扣索连接,后端与锚固钢筋焊接并预埋于0、
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 重庆 公路 大桥 吊装 施工 技术 方案
链接地址:https://www.desk33.com/p-1288157.html