纜索吊橋（知識(shí)講座）.docx

1、汝郴高速公路山店江特大橋纜索吊橋施工技術(shù)摘要：隨著高速公路向山區(qū)的延伸，跨越深溝谷的高墩高架橋不可防止地廣泛應(yīng)用于山區(qū)高速公路建設(shè)中,而山區(qū)橋梁的纜索橋施工往往成為控制工程施工進(jìn)度和工程成本的關(guān)鍵。本文就廈門至成都國家級(jí)高速公路汝郴公路第十合同段山店江特大橋纜索吊橋施工實(shí)踐介紹了纜索吊橋施工技術(shù)。關(guān)鍵詞：山區(qū)高速公路；纜索吊橋；施工技術(shù)工程概況:汝郴高速公路山店江特大橋橋位區(qū)地處崇山竣嶺之中，跨越山店江，受山店江大橋施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地、地形V字條件等因素的限制，施工過江道路、施工安全問題均為突出。嚴(yán)重影響整個(gè)工程的施工進(jìn)度。為方便江兩岸施工作業(yè)人員頻繁往來及兩岸磔攪拌站連鎖、調(diào)配，提高兩岸人員的跨江

2、運(yùn)輸能力，擬在5#6#墩之間修建跨越山店江纜索吊橋。從工期、進(jìn)度及投入等方面技經(jīng)比較，既節(jié)約大橋工期時(shí)間，又節(jié)約成本資源和加快工程施工進(jìn)度。二、工程地質(zhì)情況纜索吊機(jī)位于江兩岸山體斜坡位置。其中廈門端強(qiáng)弱風(fēng)化基巖埋藏較淺，覆蓋層較薄，植被較發(fā)育,山體自然坡度38。44。，局部較徒為55。左右。成都岸強(qiáng)弱風(fēng)化基巖埋深313米，覆蓋層厚，植被較發(fā)育，山體自然坡度為45。58。，局部較緩為37°。三. 施工準(zhǔn)備對(duì)施工隊(duì)伍人員進(jìn)行了崗前的技術(shù)培訓(xùn)，進(jìn)行了安全與技術(shù)的知識(shí)的組織考核；對(duì)工作班組人員進(jìn)行了合理分工，簽訂質(zhì)量和安全，認(rèn)真學(xué)習(xí)項(xiàng)目的有關(guān)文件，做到目標(biāo)明確，工作積極。在全面熟悉設(shè)計(jì)文件、

3、設(shè)計(jì)交底和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線，并把纜索吊橋的邊樁引至不被破壞的地方，經(jīng)常復(fù)測(cè)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，把通往纜索橋的施工便道、水、電進(jìn)行了認(rèn)真準(zhǔn)備，認(rèn)真做好機(jī)械設(shè)備、進(jìn)場(chǎng)材料、模板的檢驗(yàn)。認(rèn)真做好各類原材料試驗(yàn)及鋼筋連接、混凝土配合比試驗(yàn)檢測(cè)工作。3施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專職質(zhì)量檢查員和專職安全員對(duì)施工進(jìn)行全過程控制，并在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立了監(jiān)控裝置T=Hmax/cOSBEaiL/i砂土層ai=0.6/i=9t/m2風(fēng)化巖aM.7/i=10t/m2X12XX9XX10X5)+3X3X8X安全系數(shù)K=P)/T=364.32/138.521=2.63>2安全ok2、鋼筋佐臥式錨碇XX8m,入土深度8m

4、,嵌巖最小2m徑有擋擋護(hù)，按2in有擋擋護(hù)臥式錨碇計(jì)算理論進(jìn)行計(jì)算,取安全系數(shù)K=2/2=0.4N2=Hmax=123.907t4)=40°h=2L=粉質(zhì)粘土疽K=1.82H=4mo錨碇水平(式底部豎向)布設(shè)9根032錨桿，錨固巖層5m,埋入磔ImoXX8X2.5=245tT2=MXa、抗撥穩(wěn)定系數(shù)Ki=(G+T2)/N2=(245+49.563)/123.907=2.3773>2安全okb、抗拉穩(wěn)定系數(shù)擋護(hù)前后土壓力差：E=(2H+h2-h1)HyL/2)k二(2X4+1-1)X4XX3.5/2)X2K2=E+(G-N2)f2)/H二(198.744+(245-49.563)

5、X0.4/4=69.23>2安全ok門架計(jì)算a、強(qiáng)度檢算選用I36a,門架高度。V=TtgPX。XX2=/cm2<(o)=1700kg/cm2安全okb、穩(wěn)定檢算i=呻2LoX2=5m入二此°/i=2X5X100/14.4=69.44查表(I)aXX2=/cm2<4)(oX1700=1326kg/cm2安全ok六、纜索吊橋有關(guān)技術(shù)說明1、吊橋設(shè)計(jì)按纜索吊起重機(jī)計(jì)算原理進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，工作級(jí)別按重量使用繁忙程度等級(jí)，N=1X1O6為不經(jīng)常繁忙使用，為確級(jí)。2、吊橋載荷狀態(tài)按名義載荷譜系數(shù)第三級(jí)設(shè)計(jì),Q：廠重，名義載荷譜系數(shù)Kp=O.5,為經(jīng)常載荷額定重量。3、工作級(jí)別:

6、本吊橋工作級(jí)別為A,級(jí),屬于高級(jí)別。4、在吊橋纜索及結(jié)構(gòu)計(jì)算中進(jìn)行了強(qiáng)度、穩(wěn)定等計(jì)算，但未對(duì)疲勞磨損、發(fā)熱、溫度、冰雪等影響的計(jì)算。冰雪天氣及調(diào)試階段荷載不可能與人員及玲輸送同時(shí)進(jìn)行疊加，固只考慮了自重、風(fēng)、動(dòng)載系數(shù)等荷載,但未考慮冰雪、地震、調(diào)試、纜風(fēng)、溫度等荷載。5、吊機(jī)纜索及構(gòu)件材料:纜索鋼絲繩依據(jù)國家GB/T20118-2006標(biāo)淮，采用鋼芯,纜風(fēng)采用麻芯，均為反捻。使用過程中當(dāng)有以下情形之一者應(yīng)作報(bào)廢處理：1）、纜索在一個(gè)節(jié)距內(nèi)的斷絲數(shù)超過總數(shù)反捻10%。2）、纜索外層鋼絲己磨損原直徑的1/2。3）、雖無斷絲，但磨損腐蝕超過原鋼絲直徑的40%。4）、長期使用，節(jié)距伸長超過10%。5）

7、、纜索上有''死結(jié)"。6）、有斷絲，纜索公稱直徑減少7%。7、吊橋橋面設(shè)置8根纜風(fēng)索，纜風(fēng)布于吊橋兩岸兩側(cè),其水平夾角不得小于30。，豎向夾角不得大于5。，選用中鋼絲繩。8、后錨碇采用斜樁加錨桿（或臥式有擋錨碇加錨桿）作為錨固體,主要利用錨固力及摩阻力、自重起到平衡作用，其安全系數(shù)必須大于2。臥式有擋錨碇擋護(hù)高度2米,長度。9、門架用I36a型鋼直接錨固于承臺(tái)上，高度，不得傾斜。10、吊索與主索及橋面索之間采用繩卡、U型螺栓連接，內(nèi)側(cè)包窠耐磨橡膠、鋼絲網(wǎng)，減少滑動(dòng)現(xiàn)象。11、吊橋纜索繩頭固定端自身錨固采用繩卡加梨形環(huán)將鋼繩固于一起,其固接方法：®43鋼絲繩卡

8、數(shù)量不小于7個(gè),外加一備用保險(xiǎn)卡。026鋼絲繩卡數(shù)量不小于5個(gè),外加一備用保險(xiǎn)卡。中4個(gè),外加一備用保險(xiǎn)卡。任何情況下最小繩卡數(shù)量不得小于3個(gè)。執(zhí)行。12、纜索收緊設(shè)備采用CC型螺旋扣、HSS鋼絲繩手動(dòng)葫蘆及2臺(tái)10T卷揚(yáng)機(jī)。七、纜索吊橋使用注意事項(xiàng)1、纜索吊橋?yàn)榭罩腥藛T通行的通道設(shè)備，其加工和安裝質(zhì)量尤為重要。本結(jié)構(gòu)雖為臨時(shí)結(jié)構(gòu)，但使用時(shí)間長，通行頻繁，是施工的大型臨時(shí)重要受力結(jié)構(gòu)；由于該結(jié)構(gòu)一次性投入費(fèi)用高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，是適宜于山高水深、狹谷、交通通行條件差、地形條件復(fù)雜地區(qū)工程施工的常用結(jié)構(gòu)，故吊橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較高，接近于永久結(jié)構(gòu)，加工前應(yīng)制定制造加工工藝和操作細(xì)則并進(jìn)行技術(shù)交底。2、加工部

9、件必須滿足結(jié)構(gòu)圖中要求的工藝、精度及技術(shù)要求，另外還必須滿足鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（GB50205-95）之間相關(guān)要求。1）、原材料要使用正規(guī)廠家的合格產(chǎn)品，要有產(chǎn)品質(zhì)量證明書，并按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)收。2）、對(duì)原材料和加工成品件進(jìn)行探傷和驗(yàn)收，對(duì)銷軸要按相關(guān)要求進(jìn)行調(diào)質(zhì)。3）、對(duì)外購件（如軸承），外委加工件等要有材質(zhì)證明書、合格證并檢查驗(yàn)收符合設(shè)計(jì)要求后方可使用。4）、對(duì)主索錨頭、索鞍、錨碇預(yù)埋件等產(chǎn)品要專項(xiàng)檢查驗(yàn)收并有驗(yàn)評(píng)報(bào)告。八、纜索吊橋的日常維護(hù)1、新安裝吊橋在投入使用前應(yīng)進(jìn)行一次全面技術(shù)檢查,其內(nèi)容包括：1）、門架頂索鞍是否連接牢固，主索與錨碇預(yù)埋件連接是否牢靠，纜風(fēng)、橋面板、纜索間連

10、接是否牢固。2）、錨碇及地瓏的施工埋設(shè)是否符合設(shè)計(jì)要求。3）、纜索跨中安裝垂度是否到達(dá)設(shè)計(jì)要求。4）、各纜索繩卡數(shù)量是否滿足設(shè)計(jì)要求。5）、滑輪、索鞍、纜索是否上油潤滑、防腐。2、纜索吊橋試通行檢查合格后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)額定荷載選用動(dòng)物進(jìn)行試通行試驗(yàn)，確定合格簽證后方可投入運(yùn)行。九、纜索吊橋安全保證措施1、纜索吊橋應(yīng)建立定期檢查制度。2、每月至少檢查一次錨碇地瓏位移情況，雨天應(yīng)每天觀察一次。3、纜索跨中最大垂度及兩組索垂度差，每半周觀察一次。4、主索、橋面索、纜風(fēng)、吊索及鋼絲繩卡每半月檢查一次。大風(fēng)后應(yīng)立即檢查。5、兩吊橋頭應(yīng)派專門保衛(wèi)，閑雜人員不得上橋，每次上橋人員不得超過20人，結(jié)伴人員不超過

11、3人。6、兩岸門架上必須裝避雷針，其接地保護(hù)，雷雨季節(jié)，每且檢查一次。7、橋面板應(yīng)定期檢查更換,兩側(cè)及底部應(yīng)掛設(shè)安全網(wǎng)。8、輸送泵管應(yīng)鋪設(shè)于吊橋正中間。9、冰雪天氣嚴(yán)禁人員通行。10、吊橋面使用24v照明設(shè)備。11、建立定期檢查制度、保養(yǎng)制度。12、鋼絲繩嚴(yán)禁作為電焊機(jī)接地線.。3.3施工材料準(zhǔn)備工作3根據(jù)項(xiàng)目經(jīng)理部統(tǒng)一制定的進(jìn)場(chǎng)材料檢驗(yàn)制度，本著就地取材就近購置及業(yè)主規(guī)定的材料廠家進(jìn)行訂貨，并把材料按照項(xiàng)目部的規(guī)定進(jìn)行了抽樣檢驗(yàn)，并按照文明施工的要求材料堆放。3材料進(jìn)場(chǎng)后由項(xiàng)目部的專職人員進(jìn)行了檢查驗(yàn)收，并對(duì)其“三證”認(rèn)真核對(duì)，并通知項(xiàng)目部的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了抽樣試驗(yàn)。自檢合格監(jiān)理抽樣并送監(jiān)理實(shí)驗(yàn)

12、室進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果合格，能用于本工程。3.4施工機(jī)械工作根據(jù)施工進(jìn)度安排合理配制了各種機(jī)具的進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃，進(jìn)場(chǎng)前對(duì)各種機(jī)械進(jìn)行了調(diào)試工作，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)的施工要求。主要設(shè)備材料配備表序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注1卷揚(yáng)機(jī)10t22渡船23混凝土拌和站HZS10001共用4振搗器65混凝土罐車8m33共用6鋼筋加工設(shè)備1套共用7發(fā)電機(jī)30KW2臺(tái)共用8塔吊50132臺(tái)共用9佐輸送泵HB-802臺(tái)共用10坍落筒1套11試模9組12主索043t13橋面索026t14吊索0t15型鋼10t16型鋼136t17橋面板S=5cm16M318纜風(fēng)0t19繩卡043124套20繩卡026220套21繩卡0980套22梨形

13、環(huán)0438個(gè)23梨形環(huán)0268個(gè)24梨形環(huán)018196個(gè)25C25碌C25211m326鋼筋5t四、纜索吊橋總體施工方案山店江大橋纜索吊橋主要由門架支撐系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、繩索系統(tǒng)、橋面部分等組成。根據(jù)橋位地形、地勢(shì)，纜索吊橋施工跨徑暫布置為：5m+200m+5mo纜索吊橋：起點(diǎn)里程（索鞍軸中心）5"橋墩左幅承臺(tái)中心軸線終點(diǎn)里程（索鞍軸中心）6橋墩左幅承臺(tái)中心軸線跨度（索鞍軸中心）200米（索鞍軸中心凈距）索鞍頂高程（5*橋墩左幅承臺(tái)底）+米計(jì)算矢跨比：主索/二L/16、橋面系M/18垂度：主索12.5米、橋面系暫定）在山店江大橋起點(diǎn)、終點(diǎn)里程位置均設(shè)門架支撐系統(tǒng)、后錨碇，后錨碇平面尺寸

14、3（縱橋向）X3（橫橋向）X8（深）米XX8米），樁基要求進(jìn)入微風(fēng)化基巖不小于5米,配筋。門架支撐系統(tǒng)下設(shè)承臺(tái)，承臺(tái)平面尺寸1（縱橋向）X3（橫橋向），入巖1米，配筋，承臺(tái)上預(yù)埋I36a型鋼不小于1米,上與索鞍連接，埋設(shè)于承臺(tái)內(nèi)的橋面索錨固預(yù)埋件參見纜索起重機(jī)預(yù)埋件圖，相關(guān)預(yù)埋偏角參見計(jì)算書，型鋼在徑內(nèi)連成桁架，設(shè)錨筋。后錨碇至索鞍軸中心水平距（軸中心）。設(shè)一座纜索吊橋通道，放于右幅，纜索吊橋縱向中心線與右幅橋縱向軸線的水平距離不得小于13米。吊橋通行能力一次20人通行、第二工況P=61.4762t、重量）均布荷載gi2=307.381kg/m設(shè)計(jì)。山店江大橋纜索吊橋?yàn)殚T架結(jié)構(gòu)，縱橫向穩(wěn)定問題

15、較為突出，設(shè)多道纜風(fēng)繩，其作用是平衡承重索承重產(chǎn)生的水平力，控制門架頂位移，滿足（1/3500-1/4500）Lo滾動(dòng)索鞍設(shè)置在門架頂上，為放置承重索用，可以減少綱絲繩與門架的摩阻力，使門架承受較小的水平力，并減少鋼絲繩的磨損。在橋面系統(tǒng)的江兩岸布設(shè)水平纜風(fēng)，以減少吊橋在動(dòng)載作用下沿橫橋向來回?fù)u擺。錨固系統(tǒng)是錨固承重索之用，后錨錨碇在自重及行人、動(dòng)載過程中，對(duì)安全有決定性的影響，施工中應(yīng)高度重視，其中主要的錨碇水平方向穩(wěn)定系數(shù)不小于2.Oo纜索吊橋錨碇為摩擦力(或重力有擋擋護(hù))式錨，所有預(yù)埋件均需保證預(yù)埋深度及預(yù)埋夾角。為保證錨碇基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，錨碇周邊設(shè)署截流溝，并用漿砌片石固面。繩索系統(tǒng)：承

16、重索支承于兩門架的索鞍上，橋面系統(tǒng)吊掛于承重索上。承重索根據(jù)重量及動(dòng)載、垂度、計(jì)算跨徑(兩塔索鞍中心距離)等因素進(jìn)行截面計(jì)算。承重索承重后的最大垂度控制在/睥x=L/15L/20,承重索安全系數(shù)為K=3.04.0,每一組承重索選為：2043鋼芯鋼絲繩(6X37+7X7),共設(shè)兩組。橋面索用于鋪設(shè)橋面板,為行人步行及載荷承載面，其安全系數(shù)為：K=4.05.0,選用中26鋼芯鋼絲繩(6X37+7X7),共四組，每組一根，每組間距40厘米，橋面索下方每間距4米布設(shè)一根"。型鋼,起支撐連接錨固橋面索、吊索、承重索的作用。吊索用于懸掛橋面系統(tǒng)，安全系數(shù)為：K=4.05.0,選用中鋼芯鋼絲繩(6

17、X37+7X7),共98組，每組一根，每組間距4米。采用渡船、卷揚(yáng)機(jī)牽引。五、荷載計(jì)算計(jì)算跨度：5.0m+200ni+,載重控制垂度：/max=L/16=12.5m門架頂最大控制位移：mm1、主索矢跨比：/i=L/16=200/16=2、橋面索/2=L/18=200/18=3、主索跨中最大垂度處夾角htgj3=-=0.125”=7.120°cos"=0.99234、橋面索中間最大垂度處夾角h象”=了=0.125。=6.305°cos"=0.99415、纜索主要規(guī)格及型式纜索主要規(guī)格及型式表1用途項(xiàng)目主索橋面索吊索型號(hào)6X37+7X76X37+76X37+

18、7根數(shù)一直徑(mm)4o434o26980單位重量(kg/m)面積(mm2)鋼絲直徑(mm)鋼絲繩抗拉強(qiáng)度kg/mm2170170170破斷力(t)彈性模量t/cm2756756756主要荷載1、主索自重：go=kg/mtgP-h/1-cosB23gi=go/cosB=kg/m2、橋面索：g2=kg/mtgP=h/=cosP41g：Fg2/cosB=kg/m3、吊索：gFkg/m4、橋面型鋼：g5=X10X49/200=kg/m5、橋面步行板：5=5cmL=g6=kg/ni濕重)6、人群荷載：每次過橋20人，結(jié)群行人不超過3人，每人80kg,g7=80X20/200二kg/m7、輸送泵管及玲自

19、重：g8=kg/m8、小件自重：繩卡043,共計(jì)98個(gè),/個(gè)，026,共計(jì)98個(gè),/個(gè)，026U型扣螺栓，共計(jì)196個(gè),/個(gè)。g9=(340.06+121.912+637)/200二kg/m9、風(fēng)荷載：按非工作狀態(tài)即無泵送碌、無行人狀態(tài)Pw=cKnqF查表c=l.2Kn=l.79q=60kg/m2F=51.773m2XX60Xgio=(6673/200)/0.9941二kg/m10、各種工況下纜索荷載計(jì)算表2項(xiàng)II荷載總重(t)均布荷載主索重gikg/m)L=200m橋面索g3(kg/m)L=202m174吊索gi(kg/m)L=3m型鋼gs(kg/m)L=橋面步行板g6(kg/m)L=28.

20、971(濕重)人群g?(kg/m)(動(dòng)載系數(shù)1.4)輸送泵管及稅g8(動(dòng)載系數(shù)1.4)小件g9(kg/m)風(fēng)載gio(kg/m)合計(jì)第一工況:不設(shè)輸送泵管gn236.331kg/m第二工況:設(shè)置輸送泵輸送玲gi2307.381kg/m主索受力計(jì)算1、人員、風(fēng)載、校輸送中平衡狀態(tài)時(shí)的受力計(jì)算此時(shí)主索產(chǎn)生的拉力最大，控制主索設(shè)計(jì)，現(xiàn)控制主索的安全系數(shù)K=3.0不計(jì)沖擊）,求主索容許張力和跨中垂度?？偲茢嗬Γ篢maxXXT=Tmax/K=/3=tHLaxa、主索在第二工況狀態(tài)均布荷載作用下的垂度（無集中荷載）預(yù)設(shè)垂度計(jì)算主索張力主索最大張力和強(qiáng)度驗(yàn)算主索最大水平張力S12I三。INU可簡(jiǎn)化成筒支梁

21、的形式計(jì)算，因此Mmax=gi2L2/8cos3X20078X0.9923二-E主索最大水平拉力不考慮沖擊系數(shù)，主索的安全系數(shù)K=Tmax/Hmax=402.934/123.907=3.252>3安全okb、主索在第一工況狀態(tài)均布荷載作用下的垂度(無集中荷載)Mmax=gnL2/8cosPX2002/8X0.9923=-mHmaxK=Tmax/Hmax=402.934/95.266=4.23>3安全okc、預(yù)設(shè)張力計(jì)算主索垂度取安全系數(shù)K=3(不考慮沖擊系數(shù))則主索均布荷載作用下的容許張力HLaxAax=gi2L2/8HcosBX20078XXX10002、主索應(yīng)力檢算主索彈性模量E=756kg/cm2，代入2。=HmaxXCID。)=17t/cm2n二)/o=17/4.4438=3.8256>2安全ok索鞍接觸應(yīng)力，d為鋼絲直徑為2mm,為平滾最小直徑,其值為560mm,則有:。max=(Tax/F)+(Ed/DmaxX6.9708)+(756X0.2/56)cm2。)/。max=17/7.1438=2.3797>2安全ok主索長度計(jì)算主索曲線長度S=L+(h72L)+(g2L3/24