第五冊 纜索系統(tǒng)

廣州市新光快速獵德大橋工程（第一標段）施工圖設計第五冊纜索系統(tǒng)PAGE第5頁共5頁設計說明前言本冊為第五冊:纜索系統(tǒng)廣州市新光快速路獵德大橋工程（第一標段）設計文件共分七冊，文件組成如下：第一冊主橋基礎構造第二冊索塔與橋墩第三冊加勁梁（一）第四冊加勁梁（二）第五冊纜索系統(tǒng)第六冊引橋第七冊附屬工程1.概述1.1綜述獵德大橋位于廣州市新光快速路K1+438.064(塔中心里程)位置處，是廣州市新城市中軸線核心景觀區(qū)域，其景觀效應至關重要。廣州市委、市政府對大橋的建設十分重視，于2004年5月在全國范圍內組織了該橋的方案競賽，從眾多的方案中評選出了兩個方案——兩跨獨塔自錨式懸索橋和三跨中承式系桿拱橋。2005年1月又以這兩個方案的深化、優(yōu)化設計為基礎進行初步設計和施工圖設計招標。我公司中標后綜合了各投標單位的優(yōu)點，對這兩個方案進一步優(yōu)化、深化。2005年3月26-27日在廣州白云機場訓練基地進行方案設計的評審，在認真領會專家的建議和意見后，根據(jù)評審意見全面開展了初步設計，于2005年5月30日完成初步設計。2005年7月4-5日，由廣州市建設科學技術委員會辦公室在廣州大廈組織召開了廣州獵德大橋初步設計評審會。在認真聽取專家的建議和意見并結合設計咨詢單位的咨詢意見后，根據(jù)評審意見全面開展了施工圖設計。1.2設計依據(jù)中標通知書及工程設計合同廣州市獵德大橋初步設計評審會專家組意見廣州市建設委員會文件，穗建計復[2005]122號“關于廣州市獵德大橋方案設計的批復”廣東省地質建設工程集團公司《廣東省廣州市獵德大橋系統(tǒng)工程地質災害危險性評價報告》(電子文件)獵德大橋系地質災害危險性評估圖(電子文件)廣州市發(fā)展計劃委員會文件穗計城[2004]89號“轉發(fā)省發(fā)展改革委關于廣州市新光快速路項目可行性研究報告的批復的通知”《關于提供獵德大橋系統(tǒng)工程規(guī)劃設計條件的復函》(穗規(guī)函[2005]1178號)《關于獵德大橋系統(tǒng)工程通航要求的復函》(穗港局函[2004]1號)《關于要求提供獵德大橋工程水利要求的復函》航道水深圖(復印件)獵德大橋段地質詳勘資料《新光快速路獵德大橋段相關路的規(guī)劃設計文件》《廣州市新光快速路獵德大橋段工程環(huán)境影響初步分析及環(huán)境保護措施》，廣州市環(huán)境保護科學研究所《廣州市獵德大橋系統(tǒng)工程交通量預測》，廣州市交通規(guī)劃研究所1.3設計規(guī)范和設計標準1.3.1主要設計規(guī)范和參考規(guī)范《城市橋梁設計準則》(CJJ11-93)《城市道路設計規(guī)范》(CJJ37-90)《城市橋梁設計荷載標準》(CJJ77-98)《城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范》(GB50220-95)《城市道路和建筑物無障礙設計規(guī)范》(JGJ50-2001)《城市道路照明設計標準》(CJJ45-91)《公路工程技術標準》(TJGB01-2003)《公路工程抗震設計規(guī)范》(JTJ004-89)《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTGD60-2004)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》((JTGD62-2004)《公路懸索橋設計規(guī)范》(報批稿)(參考)《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-2003)《通則、定義、符號和圖樣表示法》（GB/T1182-1996）《公差與配合》（GB/T1800~1804-1992）《形狀和位置公差未注公差值》（GB1184-1996）《表面粗糙度符號代號及其注法》（GB/T131-1993）《焊縫符號表示法》（GB/T324-1988）《碳素結構鋼》（GB/T700-1988）《優(yōu)質碳素結構鋼》（GB/T699-1999）《低合金高強度結構鋼》（GB/T1591-1994）《合金結構鋼》（GB/T3077-1999）《一般工程用鑄造碳鋼件》（GB/T11352-1989）《制繩用鋼絲》（GB/T8919-1996）《鋼絲繩》（GB/T8918-1996）《鑄鋼件磁粉探傷及質量評級方法》（GB/T9444-1988）《鑄鋼件超聲探傷及質量評級標準》（GB/T7233-1987）《鑄鋼件滲透探傷及缺陷顯示跡痕的評級方法》（GB/T9443-1988）《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB5005-94）《混凝土結構耐久性設計與施工指南》(CCES01-2004)《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JTJ041-2000）在本橋施工圖設計過程中，嚴格執(zhí)行《中華人民共和國工程建設標準強制性條文》（公路、橋梁部分），無違反強制性條文的情況。1.3.2設計技術標準1、道路等級：城市Ⅰ級主干道。2、計算行車速度：60km/h。3、道路寬度：雙向6車道，兩側設行人、自行車道，寬3.75m。4、道路交通通行凈空：不小于5.0m。5、設計荷載：汽車荷載為城-A級（主橋設計荷載為公路Ⅰ級）；人群荷載根據(jù)《城市橋梁設計荷載標準》的4.1.9條有關規(guī)定取用；路面計算荷載：BZZ-100型標準車。6、最大縱坡：2.5%。7、最高通航水位：H1/20=7.37m(廣州城建高程系統(tǒng))；珠基H1/20=2.37m（由珠江水利委員會提供）。8、通航凈空：通航孔跨度不小于180m，通航凈空不小于10m；航道位置偏南岸，水深約5～7m；珠江河岸按50年一遇洪水設防。9、設計洪水頻率：300年一遇。H1/300=7.73m(廣州城建高程系統(tǒng))；珠基H1/300=2.73m（由珠江水利委員會提供）。10、設計風載：根據(jù)《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）附錄A，廣州市10m高度處100年一遇的10min平均最大風速（基本風速）為。11、地震烈度：根據(jù)國家標準《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)，測區(qū)地震動峰值加速度為0.1g，地震動反映譜特征周期為0.35s。根據(jù)地震危險性分析結果以及未來50年10%概率烈度計算值，本工程場地基本烈度為Ⅶ度，設防烈度為Ⅶ度。2纜索系統(tǒng)設計要點2.1橋型布置塔頂處主纜中心線理論交點的高程為110.095m(廣州城建標高系統(tǒng)高程)，兩纜橫向相距4m。主纜兩端經(jīng)散索套(鞍)直接錨于加高砼梁中，兩纜錨固點中心在橫向相距27.1m。主纜為非對稱空間布置，主跨跨度為213.8m，垂跨比為1：12.5，垂度為16.74m；邊跨跨度為161.8m；理論散索長度主跨、邊跨分別為9.8、10.0m。2.2設計荷載（1）恒載：包括主纜、吊索、索夾、主纜防護、加勁梁、橋面系等的自重（2）可變荷載：溫度荷載：設計基準溫度20℃，體系升溫鋼結構按30℃、混凝土按20℃計；體系降溫按-20℃計。地震烈度：地震動峰值加速度0.1g，地震動反映譜特征周期為0.35s。其余荷載見主要技術指標。2.3專項技術標準在主要荷載作用下，主纜安全系數(shù)≥2.5在主要荷載作用下，吊索安全系數(shù)≥4.0；更換吊索時，在限制車輛通行情況下，同一吊點的另外一根吊索的安全系數(shù)≥2.5主纜空隙率：索夾內取18% ，索夾外取20%2.4設計計算計算考慮了幾何非線性和初應力的影響，采用有限位移理論的有限元程序進行分析。主纜、吊索按容許應力法設計，除考慮主應力外，還計算了次應力，并根據(jù)不同的工況進行應力組合。主纜線形計算時，主纜自重考慮為沿纜長方向的均布荷載，吊索、索夾、加勁梁自重及二期恒載均按吊點集中力考慮?；钶d計算時，按照《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG60-2004）的荷載標準。2.5結構設計主纜系統(tǒng)全橋共設兩根主纜，其結構為預制平行絲股(PWS)，每根主纜由33股127絲φ5.3mm的鍍鋅高強鋼絲組成，公稱抗拉強度為1770MPa，其錨固體系采用冷鑄錨具。吊索系統(tǒng)根據(jù)吊索受力特點，并綜合考慮材料性能、制造加工、安裝維護、后期更換等因素，本橋采用鋼絲繩吊索，每側吊點設兩根吊索。吊索與索夾采用騎跨式連接，吊索與加勁梁采用球形鉸連接，以減小吊索的彎折。吊索鋼絲繩公稱直徑為φ64mm和φ48mm兩種，公稱抗拉強度為1870MPa，結構形式為6×55SWS+IWR。吊索鋼絲繩最小破斷力分別為2720KN、1530KN。吊索錨頭采用熱鑄錨，錨杯內澆注鋅銅合金。錨杯與高強鋼拉桿連接。拉桿采用φ92mm和φ72mm兩種直徑的40Cr鋼拉桿，鋼拉桿下端設置球形鉸，吊索長度由螺母調節(jié)，用以消除制造、架設引起的吊索長度誤差。錨杯口設有氯丁橡膠澆制的緩沖器，以改善吊索的彎折疲勞性能。為將吊索平行束緊，在主纜中心下1.0m處設置吊索夾具，吊索的相應部位設有錐形鑄塊，以定位支撐吊索夾具并保護吊索鋼絲繩。對于懸吊長度大于20m的吊索，需在懸吊長度的中央設置減振架，以將一個吊點兩根吊索的四肢互相聯(lián)系，減少吊索的風致振動。3纜索系統(tǒng)制造加工要點3.1總體要求懸索橋是以纜索系統(tǒng)為主要承重構件的結構，其強度和幾何形狀主要依靠纜索的強度和索長來保證。尤其是索長，除直接影響結構幾何形狀外，還影響結構受力，從而影響強度。因此，主纜的強度和幾何形狀、吊索的強度和長度及位置必須在材料、制作、安裝三個環(huán)節(jié)加以保證。3.2主纜索股的制作索股制造單位應編制“索股制作工藝細則”，經(jīng)審查后，根據(jù)該細則進行試生產(chǎn)。待試制索股通過質量評定后，方可申請開工，批量生產(chǎn)。編股時應記錄所使用鋼絲的盤號，并從檢驗記錄中查得抽檢鋼絲的線徑和彈性模量，統(tǒng)計出鋼絲的平均線徑和彈性模量。編入同一索股的平均鋼絲直徑應為5.30±0.03mm。按設計確定的索股無應力長度及各標記點間的距離，經(jīng)過溫度修正后，制造索股基準絲，然后在編索生產(chǎn)線上編制索股。索股斷面呈六邊形，六邊形的左、右兩個頂點分別設置著色絲和基準絲，安裝索股時需通過著色絲檢查索股是否扭絞。每根索股內的鋼絲在全長范圍內應保持平行，不允許出現(xiàn)交叉和扭絞現(xiàn)象，索股內127根鋼絲的長度應盡量保持一致，以保證受力均勻。索股每隔1.5m用強力纖維帶綁扎定型，主纜中相鄰索股的綁扎帶位置應錯開設置，以減少主纜的空隙率。每根索股沿長度方向均應有5個標記點，分別是：主鞍座標記點，南、北散索鞍（套）標記點，索股兩端標記點。各標記點在預制索股的相應位置處加以標記，具體要求是：用兩種顏色對比強烈的油漆，根據(jù)基準絲標記點位置，在索股整個周邊涂刷標志，使標記點位于兩種色漆的交界處。標記后的預制索股應及時澆注錨杯，制成成品索股，并于錨頭側面標明索股編號，然后卷入索盤，索盤直徑必須滿足放索要求。在索股的制作、運輸、存貯過程中應保證鋼絲的鋅層不受損傷及有害物的污染，并要做防銹保護。主纜索股測長精度要求為：基準絲1/15000，標記點間距離1/15000。3.3吊索制作吊索鋼絲繩下料前必須進行預張拉。預張拉力為鋼絲繩公稱破斷荷載的55%，持續(xù)1小時，以消除非彈性變形。判定標準是：最后兩次預張拉的非彈性變形之差不大于預張拉長度的0.15‰。為了保證安裝在同一吊點處的兩根短吊索預張拉效果一致，吊索總成長度小于18m的吊索鋼絲繩應串聯(lián)預張拉。吊索鋼絲繩應在設計恒載拉力下做標記。下料必須用軟鋼絲捆扎端頭并采用砂輪切割，不得采用火焰切割。吊索錨頭澆鑄后，還應通過調整螺母來精確調整鋼拉桿長度，使吊索能滿足設計規(guī)定的精度值。吊索測長精度要求：標記點間距1/5000，成品吊索總長度1/3000。吊索的索長是在設計的恒載重量下計算得出的，吊索制作時應根據(jù)實際的主纜架設誤差、恒載以及反饋的各種實際誤差，重新確定索長，進行有效的索長控制。3.4各零部件的制作鑄鋼件的鑄造a.鑄造模型尺寸應考慮鑄件的收縮量b.鑄件用砂必須采用優(yōu)質砂。要保證鑄件表面光滑，不粘砂，砂型應用干燥型或自硬型c.鑄造鋼水應充分精練純凈，盡量減少非金屬夾雜物，應從爐中取樣進行化學成分分析，保證鋼水質量d.應采用高強度的耐火釉磚作燒口系統(tǒng)，并應保證鋼水能順利凝固和得到充分的補灌，防止?jié)茶T系統(tǒng)中的型砂剝落而使鑄件夾砂e.澆鑄完成的鑄件應逐漸冷卻，避免由于鑄件應力或局部冷卻產(chǎn)生的熱應力使鑄件變形或開裂。拆箱后應全面清砂，去除冒口、飛翅等附屬物f.鑄件清砂后，應對鑄件進行尺寸和形狀的檢查，尺寸應符合CT13~CT15級公差，并保證有足夠的加工余量。對規(guī)定部位取樣檢驗，初步確定鑄造質量。熱處理a.鑄鋼件清砂后，必須經(jīng)整體退火處理，以消除鑄造應力，整形或缺陷修補后再經(jīng)正火加回火處理b.碳素結構鋼、合金結構鋼的熱處理按國家標準中的規(guī)定進行，并按圖紙要求驗收機械加工a.圖紙規(guī)定的、用去除金屬的方法來達到的表面粗糙度、尺寸和精度的各表面，應采用機械加工的方法進行加工b.加工機床應能滿足圖紙中規(guī)定的對工件精度的要求c.構件的邊緣及螺孔口均需倒角處理無損探傷a.鑄鋼件清砂后去除氧化皮，在鑄件邊角處進行磁粉探傷，按《鑄鋼件磁粉探傷及質量評級方法》（GB/T9444-1988）的有關規(guī)定進行檢查，二級合格b.鑄鋼件經(jīng)粗加工后，應按GB/T7233-1987的要求進行超聲波探傷，對于錨杯的評判標準為二級合格；其他鑄鋼件的評判標準為三級合格c.其他各零件的無損探傷按圖紙規(guī)定的要求進行鑄鋼件超標缺缺陷的修補補發(fā)現(xiàn)現(xiàn)鑄鋼件的的表面或內內部有超標標缺陷，應應及時修補補。同一零零件的修補補點不得超超過2個，同一一修補點的的修補不得得超過2次a.缺陷的的修補，應應按以下要要求進行①用空氣碳弧弧切割或機機械加工的的方法，去去除缺陷，并并用砂輪將將修補面整整平②用滲透探傷傷的方法，證證實缺陷已已去除干凈凈③修補前需將將修補處局局部加熱至至100℃以上④采用與母材材強度相當當?shù)暮笚l將將缺陷處焊焊平，補焊焊時必須用用平焊焊接接⑤將焊處打磨磨平整，并并采用缺陷陷檢查的探探傷方法，驗驗證缺陷確確已消除⑥補焊后，需需對修補處處進行局部部退火b.當為焊焊補準備的的坡口深度度不超過厚厚度的20%、坡口長長度不超過過4倍壁厚時時，可由制制造廠自行行補焊，并并做好補焊焊情況記錄錄備查。超超過上述規(guī)規(guī)定的缺陷陷，應進行行協(xié)商后再再行處理c.鑄造表表面（包括括機械加工工后表面）發(fā)發(fā)現(xiàn)的缺陷陷，如缺陷陷不超過665cmm2，深度不不超過該處處鑄件厚度度的10%，允許補補焊后不進進行熱處理理。超過上上述規(guī)定則則需重新進進行熱處理理d.鑄鋼件件加工后表表面不得有有可見缺陷陷，如氣孔孔、砂眼、縮縮松等，檢檢查發(fā)現(xiàn)的的缺陷應按按上述要求求進行修補補。非加工工面局部不不超過5mm的凹凹坑、氣孔孔等缺陷可可不進行修修補3.5熱鑄鑄錨的澆注注和檢驗⑴熱鑄錨的的錨杯必須須按設計要要求進行嚴嚴格檢驗后后方可使用用。錨杯內內灌注的鋅鋅銅合金，應應嚴格控制制純度及配配合比。⑵合金灌注注溫度為460±±10℃，灌注合合金前應將將錨杯預熱熱至150±±10℃。⑶錨杯和吊吊索在澆注注臺上垂直直固定，將將插入錨杯杯部分的鋼鋼絲呈同心心圓散開，應應保證索股股中心與錨錨杯中心完完全一致并并保證鋼絲絲的任何部部位不與錨錨杯接觸。合合金灌注后后索股與錨錨頭端面的的垂直度應應控制在90±00.5°。⑷合金灌注注應密實，內內無氣孔，實實際灌注量量應為理論論灌注量的的92%以上。⑸錨頭及澆澆注的合金金完全冷卻卻后，對澆澆注質量做做如下檢驗驗：將錨頭頭固定在頂頂壓臺上，在在出口端的的索股上做做刺骨標記記，將頂壓壓頭頂在澆澆注好的合合金上，按按規(guī)定的頂頂壓力持荷荷5miin，卸壓后后測量索股股的外移量量，小于55mm為為合格。否否則，應將將注入的合合金熔化，重重新進行澆澆注，重注注只許一次次。⑹在正式批批量生產(chǎn)前前，為驗證證錨頭澆注注工