橋鋼管拱施工方案

1、遼寧省濱海馬路大連市東寺溝至國(guó)際會(huì)議中心段1#橋纜索吊機(jī)扣掛法安裝鋼管拱施工方案 中鐵十三局集團(tuán)日期：2009年02月26日書目 TOC o 1-3 h z u 1.編制依據(jù), 原則與范圍 PAGEREF _Toc221219214 h 3編制依據(jù) PAGEREF _Toc221219215 h 3編制范圍 PAGEREF _Toc221219216 h 32.工程概述 PAGEREF _Toc221219217 h 4引橋 PAGEREF _Toc221219218 h 5主橋 PAGEREF _Toc221219219 h 5地形地質(zhì) PAGEREF _Toc221219220 h 9主橋

2、設(shè)計(jì)施工方案 PAGEREF _Toc221219221 h 11吊裝單元參數(shù) PAGEREF _Toc221219222 h 113.纜索吊機(jī)的設(shè)計(jì) 12 纜索吊機(jī)的構(gòu)造 12 纜索吊機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算144. 纜索吊機(jī)安裝275. 施工依次支配296.工期支配 PAGEREF _Toc221219231 h 31編制依據(jù), 原則與范圍編制依據(jù)沈陽(yáng)市馬路規(guī)劃設(shè)計(jì)院編制發(fā)布的遼寧省濱海馬路大連市開(kāi)發(fā)區(qū)東寺溝至國(guó)際會(huì)議中心段馬路新建工程1#橋施工圖設(shè)計(jì)（2008.09）。纜索吊機(jī)設(shè)計(jì)及起重設(shè)計(jì)規(guī)范。鋼絲繩, 卷?yè)P(yáng)機(jī), 鋼材等設(shè)備材料標(biāo)準(zhǔn)。編制范圍遼寧省濱海馬路大連市開(kāi)發(fā)區(qū)東寺溝至國(guó)際會(huì)議中心段馬路新建

3、工程1#橋纜索吊機(jī)設(shè)計(jì), 安裝及鋼管拱吊裝方案。工程概述遼寧省濱海馬路大連市開(kāi)發(fā)區(qū)東寺溝至國(guó)際會(huì)議中心段(圖2-1)位于大連開(kāi)發(fā)區(qū)東南部，由開(kāi)發(fā)區(qū)現(xiàn)有山河線引出, 經(jīng)東寺溝, 止于國(guó)際會(huì)議中心（河咀子村委會(huì)門前），起訖里程K0+000K5+020，路途長(zhǎng)度。圖2-1 項(xiàng)目地理位置1#橋中心里程K2+090, 橋長(zhǎng)K2+172.100，采納2-13m預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支空心板+120m鋼管砼中承拱+2-13 m預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支空心板，在海邊跨越一V形山谷(圖2-2)。圖2-2 1#橋立面圖引橋橋梁全寬22m，每孔簡(jiǎn)支空心板由14片組成(圖-1)，每片13 m預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支空心板邊板砼3, 吊裝重量204kN，

4、中板砼3, 吊裝重量168kN。全橋共需邊板8片, 中板48片。圖 1#橋引橋橫斷面主橋主橋?yàn)?20m鋼管砼中承拱為無(wú)鉸拱，計(jì)算跨徑120m，矢高27m，；拱肋對(duì)稱分為預(yù)埋段, 第一段, 第二段和合龍段(圖)；各段重量如表2.2-1所示最大吊裝重量260kN。圖 鋼管拱肋分段圖表2.2 -1 鋼管拱肋分段一覽表19.096m(圖2.2-2, 3)，啞鈴型拱肋(圖2.2-4)。圖 鋼管拱平面圖 鋼管拱橫斷面圖 拱肋斷面鋼管拱通過(guò)吊桿聯(lián)系橫梁形成橋面，橫梁分吊桿橫梁(圖2.2-5)與肋間橫梁(圖2.2-6)。吊桿橫梁間距5m1.30m0.90m, 長(zhǎng)，全橋需19根，每根預(yù)制砼 m3, 吊裝重量40

5、3kN；肋間橫梁設(shè)于橋面與拱肋相交處，采納鋼箱梁，高0.7891.489m, 寬m, 長(zhǎng)，全橋需2根，每根吊裝重量286kN；圖 吊桿橫梁圖2.2-6 肋間橫梁兩片拱肋之間設(shè)有7道風(fēng)撐(圖2.2-7)，其最大安裝重量為166kN(表2.2-2)。圖2.3-1 橋址處地形地貌表 -2 風(fēng)撐一覽表地形地質(zhì)橋址處為V形山谷(圖2.3-1)。圖2.3-1 橋址處地形地貌0.6m2.3m為碎石層，允許承載力300kPa；以下為強(qiáng)風(fēng)化石英巖，允許承載力1000kPa(圖2.3-2)。圖2.3-2 橋址處地質(zhì)主橋設(shè)計(jì)施工方案設(shè)計(jì)舉薦采納纜索吊扣掛法懸拼安裝主橋鋼管拱(圖2.4-1)。圖2.4-1 纜索吊機(jī)扣

6、掛法懸拼安裝主橋鋼管拱吊裝單元參數(shù)吊裝單元包括拱肋, 風(fēng)撐, 橫梁, 空心板，其最大吊裝重量如表2.5-1所示。表2.5-1 吊裝單元參數(shù)一覽表序號(hào)名稱最大重量kN吊點(diǎn)數(shù)量吊裝方式單鉤吊重kN吊點(diǎn)間距m備注1拱肋2601縱向260最大作業(yè)起重量2風(fēng)撐1662橫向833吊桿橫梁4032橫向20217.54肋間橫梁2862橫向143纜索吊機(jī)的設(shè)計(jì)纜索吊機(jī)的構(gòu)造依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形地貌和交通條件，考慮到橫梁, 肋段進(jìn)入纜索吊機(jī)吊裝范圍，相對(duì)橋位設(shè)置不對(duì)稱纜索吊機(jī)（圖3.1-1）。圖3.1-1 纜索吊機(jī)纜索吊機(jī)由索塔及其基礎(chǔ), 移動(dòng)式索鞍, 承重索及其地錨, 起重索, 牽引索組成。纜索吊機(jī)主跨200m，索塔中

7、心與拱座距離一端25m, 另一端55m，承重索地錨與索塔距離70m。承重系統(tǒng)采納單跨雙索制，單道主索為雙60mm鋼絲繩，起重索采納不旋轉(zhuǎn)26mm鋼絲繩，牽引索采納26mm鋼絲繩。主索最大承重?fù)隙葹椋跏及惭b撓度67m。主塔高40m，采納萬(wàn)能桿件拼組，三組24m截面組成（圖3.1-2），索塔底寬18m, 頂寬22m。圖2 索塔采納分別式鋼筋混凝土索塔基礎(chǔ)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)尺寸為153m（圖3.1-3），基底地基承載力不小于280kPa。采納斜挖孔樁鋼筋混凝土承重索地錨（圖3.1-3），樁徑, 樁長(zhǎng)10m（圖3.1-4-1）。扣索地錨采納樁徑, 樁長(zhǎng)10m（圖3.1-4-2）。圖3 纜索基礎(chǔ)與地錨布置圖圖

8、3.1-4-1 主索地錨圖圖3.1-4-2 扣索地錨圖纜索吊機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算纜索吊機(jī)設(shè)計(jì)驗(yàn)算1索具設(shè)計(jì)索具主要包括承重索, 牽引索, 起重索及后背索等。承重索的計(jì)算計(jì)算跨度如圖3-5所示。圖3-5 承重索設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖荷載計(jì)算鋼絲繩：2/m鋼絲繩：2/m鋼絲繩：2/m起吊重量：300kN起重索走4高25m：425綜合以上荷載，有 均布荷載集中荷載Q1+Q2 =303kN索長(zhǎng)比邊跨索長(zhǎng)：47m總索長(zhǎng)：索長(zhǎng)比：應(yīng)考慮主索錨固段的影響。承重索在荷載作用下內(nèi)張力的計(jì)算A豎向均布及集中荷載作用下，近似按集中荷載作用于跨中，不計(jì)兩跑車距離。B水平向風(fēng)力作用下按12級(jí)風(fēng)考慮，30m/s。65.4Pa，取作用于索上

9、的風(fēng)力(260+226+226)/1000作用于拱肋節(jié)段上的風(fēng)力325引起的主索內(nèi)力（近似計(jì)算）：45kNC總內(nèi)張力1389kN主索張力平安系數(shù)3可以滿意施工要求。起重索計(jì)算定滑輪4個(gè)，動(dòng)滑輪3個(gè)，轉(zhuǎn)向滑輪2個(gè)（按3個(gè)計(jì)）。查表注一荷載系數(shù)S0.093，則有(450+40.25)設(shè)計(jì)中采納鋼絲繩（破斷）張力平安系數(shù)11.456 (可)接觸應(yīng)力及平安系數(shù)接觸應(yīng)力 331MPa平安系數(shù) （可）卷?yè)P(yáng)機(jī)選取選用JM8慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)，考慮0.75 的效率系數(shù)，則有 拉力 （可） 復(fù)合樁基水平承載設(shè)計(jì) 大連濱海馬路纜索吊后錨 計(jì)算條件 地面標(biāo)高 = 0.000 m 地下水標(biāo)高 = -10.000 m層號(hào)土類名

10、稱層厚重度飽和重度內(nèi)摩擦角風(fēng)化m標(biāo)貫粘粒含 (m)(kN/m3)(kN/m3)(度)程度(MN/m4)擊數(shù)量(%)1粘性土2粘性土3粘性土 建筑樁基重要性系數(shù) 1.00 地震烈度 7度設(shè)防 地震類型 遠(yuǎn)震 地基土液化 不考慮 水平力H設(shè)計(jì)值(kN) 1300.000 彎矩M設(shè)計(jì)值(kN-m) 200.000 豎向力N設(shè)計(jì)值(kN) -750.000 承臺(tái)X向長(zhǎng)(m) 2.000 承臺(tái)Y向長(zhǎng)(m) 2.000 承臺(tái)厚度(m) 1.000 承臺(tái)底標(biāo)高(m) -1.000 X方向樁排數(shù) 1 X方向排距(m) 1.000 Y方向樁排數(shù) 1 Y方向排距(m) 1.000 樁身材料與施工工藝 人工挖孔樁

11、承載力性狀 端承摩擦樁 成樁方法 非擠土樁 截面形態(tài) 圓形 樁直徑(mm) 1500 樁長(zhǎng)(m) 8.000 端頭形態(tài) 不擴(kuò)底 擴(kuò)底端直徑D(mm) 砼強(qiáng)度等級(jí) C30 配筋計(jì)算as(mm) 35 樁縱筋級(jí)別 HRB335 樁箍筋級(jí)別 HPB235 樁箍筋間距(mm) 200 樁身配筋率(%) 0.50 綜合系數(shù)(kN) 60.00 內(nèi)力計(jì)算結(jié)果_樁側(cè)面地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m: 15.000 MN/m4 _承臺(tái)側(cè)面地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m: 15.000 MN/m4 _承臺(tái)側(cè)面地基土水平抗力系數(shù)Cn: 15000.000 kN/m3 _樁底面地基土豎向抗力系數(shù)C0: 150000

12、.000 kN/m3 _承臺(tái)底面地基土豎向抗力系數(shù)Cb: 15000.000 kN/m3 _樁身面積: 1.767 m2 _樁底截面慣性矩: 0.26130 m4 _樁頂?shù)孛嫣嶮0: 200.000 kN-m _樁頂?shù)孛嫣嶩0: 1300.000 kN _樁的水平系數(shù): 0.347 m-1 _樁身抗彎剛度: 6663231.500 kN-m2 _單位力作用樁身地面處，樁身在該處引起的變位:-005 m/kN_單位水平力作用下，轉(zhuǎn)角: 2.345726e-006 1/kN_單位彎矩作用下，轉(zhuǎn)角: 8.213049e-007 1/kN-m_樁頂水平位移: 0.01410 m_樁身右側(cè)最大彎矩: 5

13、6.799 kN-m_樁身右側(cè)最大彎矩距承臺(tái)底 7.800 m_樁身左側(cè)最大彎矩: 2662.064 kN-m_樁身左側(cè)最大彎矩距承臺(tái)底 3.200 m_樁身最大負(fù)剪力: -826.289 kN_樁身最大負(fù)剪力距承臺(tái)底 5.700 m_樁身最大正剪力: 1300.000 kN_樁身最大正剪力距承臺(tái)底 0.000 m_按規(guī)范干脆計(jì)算所得的最大彎矩位置為距承臺(tái)底處： 3.143 m配筋計(jì)算結(jié)果_承臺(tái)下樁的編號(hào)依次為：始于承臺(tái)左下角，先從左到右，后從下到上 樁號(hào) = 1_樁身軸力 -750.00 kN_樁身Y方向最大彎矩 2662.06 kN-m_樁身X方向最大剪力 1300.00 kN_全部縱筋

14、16643.15 mm2_全部箍筋 629.37 mm2_縱筋最小配筋長(zhǎng)度 8.00 m_樁計(jì)算長(zhǎng)度 8.00 m纜索吊主塔結(jié)構(gòu)驗(yàn)算采納有限元軟件對(duì)主塔及主纜系統(tǒng)建模計(jì)算，有限元模型為更好的模擬現(xiàn)場(chǎng)狀況，主纜索采納只受拉桁架單元，主塔萬(wàn)能桿件采納梁?jiǎn)卧?。?jié)點(diǎn)荷載取300KN，后錨及主塔底以節(jié)點(diǎn)約束模擬。經(jīng)過(guò)計(jì)算取得結(jié)果如下： 結(jié)構(gòu)模型主塔及主纜系統(tǒng)有限元模型圖 結(jié)構(gòu)位移在初始安裝撓度加上集中的節(jié)點(diǎn)荷載300KN，計(jì)算下?lián)隙葹?m。 結(jié)構(gòu)應(yīng)力主塔底部桿件結(jié)構(gòu)應(yīng)力值為138Mpa.主塔頂部桿件應(yīng)力較大，是由于出現(xiàn)應(yīng)力集中的狀況。實(shí)際施工時(shí)集中力會(huì)通過(guò)索鞍, 滑道分散到塔頂萬(wàn)能桿件上，不會(huì)出現(xiàn)極端的

15、應(yīng)力集中狀況。 主纜拉力計(jì)算結(jié)果如下圖，主纜最大拉力為148t，于手算結(jié)果相同，背索需施加的平衡水平力值為148-68=80t，背索施加拉力值92t。纜索吊機(jī)的安裝纜索吊機(jī)的安裝分四部分。索塔基礎(chǔ)施工首先須要確認(rèn)肋段, 橫梁進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的方向，將索塔距拱座距離大的一側(cè)置于肋段, 橫梁進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)方向，位置，依據(jù)索塔基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與鋼筋布置, 索塔預(yù)埋件圖進(jìn)行施工。索塔基礎(chǔ)施工主要限制基礎(chǔ)地面巖土基本允許承載力滿意要求，同時(shí)確保索塔安裝位置精確和垂直度要求。可實(shí)行預(yù)拼索塔下端段固定后預(yù)埋法施工。地錨施工按索塔基礎(chǔ)放樣途徑，定位地錨平面位置。依據(jù)地錨結(jié)構(gòu), 鋼筋布置, 預(yù)埋件圖進(jìn)行施工。地錨為混凝土斜樁，依據(jù)地

16、質(zhì)采納挖樁成孔。平安是地錨施工的首要限制因素，鋼筋就位與方向定位是在施工中須要重點(diǎn)關(guān)注的質(zhì)量問(wèn)題。索塔安裝索塔為萬(wàn)能桿件組拼結(jié)構(gòu)，為限制纜索吊機(jī)安裝工期的關(guān)鍵工序。為提高索塔安裝速度，建議下部采納汽車起重機(jī)分節(jié)預(yù)拼, 整節(jié)吊裝，以削減高位安裝量。超出汽車吊安裝高度時(shí)采納自制搖頭小扒桿，周轉(zhuǎn)范圍3m，單桿安裝的方式。橫梁安裝采納導(dǎo)引繩懸拼桿件的方法，先安裝底層桿件形成作業(yè)平臺(tái)，在導(dǎo)引繩上設(shè)置小滑輪協(xié)助吊運(yùn)桿件。索鞍及滑道安裝，依據(jù)吊重可加強(qiáng)扒桿桿件，先將滑道吊裝就位后，再將索鞍構(gòu)件吊至塔頂進(jìn)行組裝。在索塔安裝過(guò)程中，需設(shè)置臨時(shí)穩(wěn)定風(fēng)繩，以保證安裝平安。穿索穿索的同時(shí)須要留意跑車和吊鉤安裝，以及調(diào)