高速公路特大桥索夹安装施工组织设计湖南.doc
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1、湖南路桥建设集团公司吉茶高速C6A合同段项目经理部 索夹安装施工组织设计第一章 编制说明 第一节 适用范围本设计文件为长沙至重庆公路通道湖南省吉首至茶洞高速公路第6A合同段矮寨特大桥第六册缆索系统施工图设计阶段设计文件。内容包括主缆、吊索、主索鞍及栅格、散索鞍、索夹、中央扣、缆套、主缆检修道以及主索鞍防护罩等的设计。第二节 编制依据1. 吉茶高速公路C6A合同段施工合同承包书,招、投标文件、两阶段施工图设计。2. 吉茶公司、总监办、工作组、监理处有关文件3. 合同总工期要求及我部施工组织总体部署4. 现场实地调查情况5. 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)6. 公路桥涵施工技术规
2、范JTJ041-20007. 钢结构设计规范(GB50017-2003)8. 钢结构工程施工及验收规范(GB50205-95)9. 公路工程技术标准(JTG071-98)(JTG001-97)10. 公路工程质量检验评定标准(JTJ071-98)11. 后张预应力体系验收和应用建议(FIP-93)12. 预应力筋用锚具、夹具和连接器(GB/T14370-2000)13. 建筑钢结构焊接规程14. 公路施工手册(桥涵)上下册15. 公路施工手册(基本作业)16. 公路施工手册(基本资料)17. 施工监理实施办法(湖南省吉首至茶洞高速公路项目)18. 悬索桥手册(人民及交通出版社)19. 悬索桥上
3、部结构施工(人民及交通出版社)20. 公路工程施工安全技术规程(JTJ076-95)第三节 编制原则1. 贯彻合同要求及设计意图2. 施工技术方案科学、合理、适用、经济。3. 在确保施工安全和施工质量优良的前提下,努力提高施工效率。4. 积极推行新技术、新工艺,实行规范化、标准化作业,确保计划工期和质量目标的实现。第四节 编制人员编 制: 复 核: 审 核: 第二章 工程概况第一节 全桥概述矮寨悬索桥是长沙至重庆公路通道湖南省吉首至茶洞高速公路跨越矮寨大峡谷的一座特大型桥梁,为吉茶高速公路的控制性工程。 矮寨大峡谷,谷深坡陡,高差达400多米,地质情况复杂。桥型方案为钢桁加劲梁单跨悬索桥,主缆
4、孔跨布置为242m+1176m+116m,主梁为钢桁加劲梁,全长为1000.5m。主桥横向设2%横坡,桥面系宽24.5m。本桥设计参数如下:桥面坡度:纵坡0.8%,横坡2.0%钢桁梁:梁宽27m,梁高7.5m。桥面宽度:0.5m(防撞护栏)+11.0m(行车道)+0.5m(防撞护栏)+0.5m(中央分隔带)+0.5m(防撞护栏)+11.0m(行车道)+0.5m(防撞护栏),桥面全宽24.5m设计基准风速:34.9m/s设计基准期:100年设计安全等级:一级峒河历史最高洪水位:H=236.78m高程控制:1985年国家高程基准地震基本烈度:地震动峰值加速度0.05g,地震动反应谱特征周期为0.3
5、5s第二节 主缆设计要点 1主要材料 主缆材料采用公称直径为5.25mm,公称抗拉强度为1670MPa的高强度镀锌钢丝,其技术指标应符合本设计文件和GB/T 17101-1997的规定。 2设计要点1) 设计技术指标安全系数:在主要荷载(恒载+汽车+温度)作用下,主缆安全系数2.5。主要参数及要求:1主缆空隙率:索夹内取17%,索夹外取19%。2主缆索股测长精度要求:基准丝1/15000,标记点间距离1/15000,成品索股1/12000.2) 结构方案 主缆采用1/9.6的垂跨比,主跨主缆计算跨径1176m,吉首岸边跨主缆计算跨径242m,茶洞岸边跨主缆计算跨径116m,主缆施工采用预制平行
6、钢丝索股逐根架设的施工方法(PPWS)。主缆共2根,横桥向间距27.0m。单束预制平行钢丝索股由127根5.25mm平行镀锌钢丝组成,用定型捆扎带绑扎,两端设热铸锚头。 每根主缆中,从吉首岸锚锭到茶洞岸锚锭的索股有169股(通长索股);吉首岸边跨另设6根索股在吉首岸主索鞍上锚固(背索)。主缆在架设时竖向排列成尖顶的近似正六边形,紧缆后主缆为圆形,索夹内空隙率为17%,索夹外空隙率为19%,索夹内直径为859mm(吉首岸边跨)、844mm(中跨和茶洞岸边跨),索夹外直径为870mm(吉首岸边跨)、855mm(中跨和茶洞岸边跨)。 主缆在紧缆完成后,先进行捆扎并安装索夹,待桥面系施工完成后,主缆表
7、面采用防锈腻子勾缝涂抹,再在外采用4.0mm镀锌低碳钢丝缠绕,最后涂刷后续各道防护层。主缆在主索鞍鞍罩及锚室入口等处采用喇叭形缆套密封防护;主缆上方设置主缆检修道。 索股锚头采用热铸锚,在锚杯内浇注锌铜合金,使主缆钢丝与锚杯相连。锚杯内锚固锥体的锥角及锚固长度采用经验公式进行确定,锚固力及可靠性还应在工厂内通过试验验证。第三节 索夹设计要点本桥悬吊系统采用骑跨式钢丝绳吊索和索夹的结构方案,吊索下端与加劲梁为销铰连接。索夹采用左右对合的结构方案。1 主要材料索夹材料采用牌号为ZG20SiMn的低合金钢铸件,其技术指标应符合本设计文件和JB/T6402-1992的规定。2 设计要点1) 设计技术指
8、标1在主要荷载(恒载+汽车+温度)作用下,当螺杆拉力损失至安装拉力的70%时,吊索索夹的抗滑安全系数3.0。2索夹壁厚设计安全系数3.0。3索夹螺杆的设计安全系数2.0;在初始张拉力作用下,安全系数1.4。2) 结构方案 全桥索夹共三大类:1连接主缆与吊索的吊索索夹2用于主缆定型的紧箍索夹3主索鞍及出口处防护密封的封闭索夹吊索索夹由于吊索拉力及主缆倾角不同,索夹长度和螺杆数量均不相同。为便于制造和施工,将相近长度的索夹并为10类。AT、A类索夹因吊索力较大,索夹壁厚采用45mm,其余索夹(中央扣索夹除外)壁厚采用35mm。AT类索夹上设三个承索槽,其余吊索索夹设两个承索槽,索槽设计张角3.5。
9、索夹采用铸钢铸造,左右对合型,两半索夹用螺杆连接夹紧,接缝处嵌填橡胶防水条防水。各类索夹上均设有安装主缆检修道立柱的构造。3 索夹及缆套的施工要点1)索夹由跨中及锚锭处向塔顶逐只安装,索夹先吊至塔顶,然后用专用吊具沿主缆运至安装位置,穿入螺杆并按安装夹紧力张拉螺杆。在钢桁架梁吊装完毕及主缆防护前,再经两次张拉,补足螺杆拉力。同时,应加强监测,当螺杆拉力小于安装夹紧力的70%时,应及时补充。 本桥索夹螺杆有三种规格,安装夹紧力分别为: 螺纹尺寸M36*3,安装夹紧力伟487kN 螺纹尺寸M39*3,安装夹紧力为581kN 螺纹尺寸M48*3,安装夹紧力为867kN 2)索夹安装需准确定位,紧缆后
10、在距离索夹一定距离处设置测量点,在夜间气温稳定时测出测量点间的距离。然后根据测量点进行索夹定位。 全部索夹安装后,应在夜间气温稳定时,测量索夹的实际安装位置及缆径并予以记录。 3)缆套应在主缆防护工作全部结束、主索鞍鞍罩及锚锭护室前墙施工完成后进行安装,施工锚室前墙应预埋缆套连接件,并按下述步骤进行:1在预埋位置设置临时支架,安放连接件下半,调匀主缆与连接件的环向间隙,并用石棉布包裹连接件中的主缆;2安放连接件上半,调定连接件的轴向位置,施焊连接连接件的上、下两半;3在连接件外圆上焊接环向钢筋,施工锚室前墙; 4清理连接件周围的施工面,拆除主缆包裹的石棉布。 4)缆套安装步骤为: 1在主索鞍
11、鞍罩或锚锭护室前墙及端索夹借口处安装密封条; 2将拼接条板装上密封垫片先与下半只缆套用螺栓连接后,将其就位;3最后安装上半只缆套并上紧连接螺栓。4索夹及缆套的防护涂装 1)索夹及缆套内、外表面的防护涂装应按下表的要求进行。 2)其他钢制紧固件的表面按图纸要求进行表面处理,面漆与索夹外表面相同。索夹及缆套防护涂装方案部位涂装用料涂装道数干膜厚度索夹外表面喷砂(Sa3.0)表处后电弧喷铝200m环氧封闭漆2道环氧云铁中间漆1道50m丙烯酸聚氨脂面漆2道2*40m索夹内表面喷砂(Sa3.0)表处后电弧喷锌200m环氧封闭漆2道缆套外表面喷砂(Sa3.0)表处后电弧喷铝200m环氧封闭漆2道环氧云铁中
12、间漆1道50m丙烯酸聚氨脂面漆2道2*40m缆套内表面喷砂(Sa3.0)表处后电弧喷铝120m环氧封闭漆2道第四节 自然条件及现场施工条件1 .地形地貌地形桥位区域从大的地貌上讲位于云贵高原的边缘,地貌单元为低山地貌,矮寨特大桥沿北西向横跨德夯大峡谷,沿桥轴线地形起伏极大。峡谷最低处地面标高为240m左右,最高处标高为660m740m。山坡平均坡度约5449。谷底宽约60m,地形较为平坦,有G209国道通过,沟内溪水自东向西流。山谷两侧悬崖距离从900m到1300m之间变化。在茶洞岸侧有一巨大的岩堆,岩堆上下高差达270m。2. 气候气象亚热带季风性湿润气候,平均气温16.6,年平均降雨量14
13、00mm,无霜期长,历年平均为282天。最冷月月平均气温2.8C、最热月月平均气温25.4C、极端最低气温-10.0C、极端最高气温38.0C;矮寨地区年平均冰冻天数为13天;矮寨地区年平均雾日为45天;吉首NNE向10分钟平均风速13.3m/s、吉首NW向瞬间风速25m/s、花垣NW向瞬间风速31.9m/s第五节 主要工程数量索夹数量表索夹类型数量(套)单件重(T)总重(T)AT类索夹47.38129.524A类索夹65.09630.576B类索夹422.794117.348C类索夹322.20770.624D类索夹281.77549.7E类索夹241.25130.024F类索夹240.74
14、317.832G类索夹220.3477.634中央扣索夹66.14136.846封闭索夹A40.4031.612封闭索夹B80.4163.328总计(T)359.048第六节 总体施工流程索夹利用汽车运至索塔位置,利用塔吊将索夹吊放至塔柱横梁上,采用天顶滑车吊运索夹到相应的安装位置。安装手动链条滑车,作为索夹的安装起重工具。当索夹运输至安装点后,将其临时卸放在猫道面层上,利用手动链条滑车分别安装左、右半索夹。安装时使索夹分中线与主缆顶面标志线重合。主缆观测和计算索夹位置标记 安装索夹定形构件并紧好上缘工具螺栓缆索吊机吊运索夹主缆局部清洁并安装索夹下缘插入工具螺栓拆去定形构件并预紧插入索夹螺栓并
15、预紧用索夹螺栓置换出工具螺栓导入规定螺栓轴力螺 栓 轴力 检查规定螺栓轴力的确认安装索夹结束安装缆索天车螺 栓 检 查螺栓无应力长度的测量螺栓再次紧固NOYES 索夹安装工艺流程 第三章 施工准备第一节 设备及工装安装索夹专用机械设备汇总表序号机械、设备名称型号数量备注1卷扬机10T4台2卷扬机5T20台3吊车25T2台4塔吊80T.m1台5塔吊120T.m2台6平板车8T1台7电梯2台8手拉葫芦10T10只9手拉葫芦5T20只10手拉葫芦3T20只11手拉葫芦1T20只12单门滑车20T20只13单门滑车10T20只第二节 索夹场内存放及保管1 .存放场地 在索夹安装前,施工现场就应存放一定
16、数量的索夹。综合考虑各种因素,在索塔塔柱下左右副各存放对应的索夹,根据现场的实际情况,在不考虑索夹的叠放的情况下,索塔下的场地约可存放50套索夹,足以满足施工需求。2 .卸车单套索夹重约1-6T之间,用25T吊车足以满足卸车要求,中央扣索夹一套重约5.7T,半索夹重约2.8T,中央扣索夹分开吊装,在塔吊的安全起吊重量之内。3. 场内转运用25T吊车和153平板车可将边跨的索夹转运至重力锚,通过塔吊吊至支墩上安装。第四章 索夹安装步骤及施工方法第一节 空缆线形测量索夹的施工放样在悬索桥施工中是相当重要的一环。在施工中必须精确的放出各个索夹的位置。索夹的位置容许偏差10mm。主缆紧缆完成后,根据实
17、测出的主缆的空缆线形,主散索鞍间的实际里程及跨径作为索夹施工放样的初始数据,监控单位计算各个索夹的坐标和吊索长度。第二节 索夹安装施工1索夹运输索夹用汽车运至索塔位置,利用塔吊将索夹吊放至塔柱横梁上,采用天车吊运索夹到相应的安装位置。在索夹的安装位置处搭设临时钢管支架,安装手动链条滑车,作为索夹的安装起重工具。当索夹运输至安装点后,将其临时卸放在猫道面层上,利用手动链条滑车分别安装左、右半索夹。安装时使索夹分中线与主缆顶面标志线重合。2.索夹安装位置的测量定位1)索夹放样要考虑因主缆空缆线形和成桥线形不一致而需进行坐标换算。测量放样时应一次将全跨放样完成,并进行误差调整。每个索夹测量放样完成后
18、在主缆索夹对应的位置两端10cm位置作上明显的标记,并分别标示出主缆天顶线及两侧面中线,方便索夹的安装。索夹放样完成后,再对每一个索夹放样点进行复核。2)索夹定位测量选择在温度稳定的夜间(凌晨1:006:00)进行,采用全站仪进行测量,先放出初样并找出索夹中心点,然后在主缆顶精确放样并作好标记。对中跨索夹放样时,每隔1小时测量一次主缆表面温度,以表面温度加上当夜监控单位测出的内外温差作为主缆温度,再按照该温度条件下的理论数据放样。3)索夹具体定位方法1 测量放样的准备工作:主缆施工完成后,实测出主缆线性、两塔的实际里程,以及两塔顶的间距(即跨径)为索夹放样提供一个准确的初始依据。2 索夹施工放
19、样的计算内容:索夹放样之前,进行坐标计算,为施工测量放样准备数据,主要包括两部分的内容:一是吊索中心线与主缆中心线交点在空缆状态下的坐标计算和吊索中心线与主缆天顶线交点的坐标计算;二是吊索中心线与主缆天顶线交点到索夹两端的距离计算。3 索夹安装位置的测量定位:索夹位置的放样在温度稳定的夜间进行较为适宜,因为在夜间主缆的顺桥向、横桥向,内外上下温差较小,主缆不易发生扭转,所以在主缆上放样精确度容易控制。先观测各监控点,取得计算索夹放样点的原始数据:包括塔柱、散索鞍位移、主缆中、边跨跨中标高和实时索温,得出空缆线形,计算出每个索夹在不同的索温条件下的位置参数,然后采用全站仪进行放样,先放出初样,并
20、找出中心点,然后在主缆顶精确放样做好标记。对于中跨索夹放样时,每隔1h测量一次主缆的表面温度,以表面温度加上当夜监控单位测出的内外温差作为主缆温度,再按照该温度条件下的理论数据放样。把索夹安装位置在主缆上作出标记。索夹放完后,再对每一个索夹放样点进行复核,保证放样误差控制在3mm之内。4 精度控制:在夜间温差较小的情况下,主缆放样的精度容易控制,用全站仪在主缆上放样出O点,利用O点用直尺和水平尺把L3、L4在主缆两侧的位置标出,然后根据内业提供的数据把索夹两端的位置标出来,同时在索夹两端标记外10cm的地方注上参考标记。5 精度分析:测距误差:距离法放样用全站仪,按其精度2mm2ppm。根据所
21、采用的测距仪的标称精度计算距离放样误差,对放样定位的影响,具体计算公式如下:ms2=22+(20.5)2则ms2.24mm6仪器安装误差及棱镜安置误差:根据经验仪器安置的中误差可取m12mm,棱镜安置误差m23mm。7 综合上述三项误差,按误差传递规律可得:m2总ms2m12+m22=2.242+22+32m总4.2mm取二倍中误差作为极限误差:2m总24.28.4(mm)。由此可知采用全站仪进行索夹放样,其放样误差可控制在1cm内,能满足施工要求。3索夹安装顺序:索夹安装顺序为:中跨是从两索塔分别向跨中方向安装,边跨是从索塔向锚碇方向依次进行。4索夹安装要领1)搬运把塔顶临时装置的索夹由塔顶
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