拱桥缆索吊装施工技术（精选7篇）
拱桥缆索吊装施工技术 篇1
近年来, 无支架缆索吊装法在钢管混凝土拱桥施工中获得了广泛应用[1,2,3,4,5,6]。据不完全统计, 70%的大跨径拱桥的主肋安装采用该方法, 典型的有上海卢浦大桥、重庆巫峡长江大桥、重庆万县长江公路大桥、湖南茅草街大桥等。本文根据某大桥无支架缆索吊装的工程实践, 详细介绍了缆索吊装系统的设计过程, 以供类似工程参考。
1 工程概况
某大桥为下承式钢管混凝土变高度桁架式有推力无铰拱桥, 主桥长398.72 m, 通航净空8m, 两岸桥台均为重力式桥台配以沉井基础。钢管混凝土单片拱肋宽3 m, 肋中距20.5 m, 肋高度由拱顶截面的8 m变高至拱脚截面的13.953 m。主管规格采用Φ1 220 mm×16 mm, 腹管规格采用Φ610 mm×12 mm, 吊杆采用外包双层HDPE防护层的Φ7 mm镀锌预应力高强钢丝束成品索, 吊杆横梁为钢混凝土结合梁, 桥面板为先简支后连续预应力混凝土T梁。
根据该桥地形、拱肋重量、拼装高度及工期要求, 通过反复研究论证, 采用无支架悬臂扣挂法施工, 采用缆索吊方案, 扣索塔架与缆索塔架共用。索塔主地锚为桩基础, 缆风地锚为卧式基础, 利用引桥桥墩作为临时锚碇墩。
为了减小施工期间对通航的影响, 缩短工期, 降低费用, 并考虑到该桥拱肋刚度较大, 最终采用无支架缆索吊装施工。
2 缆索吊装系统设计
该桥缆索吊机由缆索系统、塔架、机具和地锚组成, 具有跨越能力大, 起重能力和适应性强, 塔架拼装简单, 施工速度快等特点。每条拱肋共分成15个节段, 节段吊装重量在69.7~113.8 t (不含施工设备重量) , 拱肋间横撑共16道, 吊装重量约13~63 t。全桥2条拱肋共46个吊装节段 (包括横联) 。缆索吊装系统总体布置图见图1。
2.1 缆索系统设计
缆索由主索、牵引索、起重索、扣索、工作索和跑车组成。以一套缆索吊装系统为例进行计算, 即8根主索、4根起重绳、4根牵引绳及8个承索器、4组跑车及吊具。
经过估算, 主索采用8根Φ60 mm钢丝绳, 索引卷扬机分别设置在两岸;索引索采用2根Φ32 mm钢丝绳, 两跑车的起重卷扬机均设在北岸;起重索采用4根Φ26 mm钢丝绳;扣索采用7Φ5 mm钢铰线, 以千斤顶张拉系统实现钢管搭肋标高调整时的扣索张拉和抬放。扣索在钢管一侧设钢挑梁, P型挤压锚头, 扣索为1 860 MPa的Φ15.24 mm钢铰线。全桥共分7组扣索系统, 扣索在张拉端转换张拉方式, 即通过YCW100千斤顶将张拉钢铰线转换成张拉精轧螺纹钢的方式, 以节约调节时间。工作索由2根Φ60 mm钢丝绳组成, 主要用于安装、检查和维修主索。
缆索张力方程:
式中:A, B, C为系数。
缆索安装初张力T0=1329k N, 相应的安装垂度f0=22.681m。试吊时分3级加载, 分别为60%、100%、120%, 根据缆索张力方程可得, 主索张力分别为4 052 kN、5 577 kN、6 174 kN, 主索垂度分别为32.574 m、35.900 m、37.307 m。由于缆索安装温度和理想温度的不一致, 所以应事先计算缆索的温度效应以便施工时调整。根据缆索张力方程, 降温15℃后, 张力增大29 k N, 垂度减小0.191 m。
拱肋采用4吊点起吊, 每个吊点使用1根Φ22钢丝绳, 采用滑车组绕8线, 则起重快绳拉力Tl按下式计算:
式中:f为滑轮的总阻力系数, 对于滚动轴承滑轮取1.02;a为有效绳数, 取8;k为导向滑轮个数, 取3。
计算可得Tl=52.98 k N, 根据计算结果, 起重索选用8 t的慢速卷扬机作动力装置。
牵引索总牵引力由3部分组成, 即跑车运行阻力使牵引索产生的牵引力、起重索运行使牵引索产生的阻力、后牵引索的松驰张力。取倾角大的第1段、第2段拱肋进行计算, 牵引力为320 k N。根据结果, 可用4Φ28 mm钢丝绳作为牵引索, 采用10 t的卷扬机作为动力装置, 牵引绳Φ28钢丝绳, 在安装第1、2段时, 另设1台5 t的卷扬机辅助。
2.2 扣索系统设计
扣索系统由锚固点、索塔、索塔锚箱、扣索和主锚碇5大部分组成。
扣索采用在索塔上进行塔扣的方法, 用预应力钢铰线作为扣索。初步计算时, 按拱肋节段铰接考虑, 即只考虑拱肋重量按一端铰结进行计算, 且单根承受力时的最大计算索力近似计算结果。计算简图见图2, 扣索索力按式 (3) 进行计算。
由上式可得全桥共7大段拱肋在不同情况下所需的扣索张力, 计算结果见表1。
k N
节段吊装到位后由扣索受力, 1#、2#、4#节段为临时扣索, 3#、5#、6#、7#节段4组为正式扣索, 为Φj15.24的钢铰线受力, 临时扣索拆除后, 全部交由正式扣索受力。本文采用零弯矩法计算扣索正式索力, 把拱肋当成一完全刚性体, 拱脚处铰接, 计算简图见图3。假设拱肋在扣索作用下旋转一个角度i, 通过扣索的受力条件和变形协调条件建立方程, 得到的吊装各节段的扣索最大索力见表2。
扣索索力计算完成后, 背扣索的索力可由水平力平衡条件得到。扣索作用在塔顶的集中力也容易得到, 扣索作用在塔顶的最大竖向力为4 205 k N。
2.3 索塔设计
起重索作用在塔架顶部的竖向力147.8 k N、水平力24.7 k N, 牵引索作用在塔架顶部的竖向力87 k N、水平力14.5 k N。扣索作用在塔顶上的最大竖向力为4205 k N。
索塔塔架采用万能杆件组拼, 底部尺寸为2 m×4 m (共6柱) , 为分配索顶受力和布置风缆, 顶部尺寸扩大到2 m×8 m (共10柱) 。
塔架的塔顶标高H应为拱顶标高Hg+缆索工作垂度f+工作高度/h, 其中工作高度包括:滑车组最小高度、跨越障碍物的安全高度、千斤头长度、吊重物的高度、其它不可预见的因素, 计算得H=211.4 m。索塔底标高为74.00 m, 则索塔塔架高度为137.4 m。
塔架中设置4道水平横联。塔架结构设计时还要考虑抗风计算、稳定计算, 控制塔顶位移不超过容许值, 通过合理设置抗风索可以有效保证索塔结构的安全。
2.4 其它
缆索吊机具主要有卷扬机、滑车和手拉葫芦。卷扬机用于牵引跑车及工作小车、起重吊物、调整扣索。手拉葫芦用于横移就位拱肋和收紧各种缆索及缆风。采用4台8 t卷扬机作为起重用, 2台10 t卷扬机用作索引跑车, 4台5 t卷扬机牵引工作小车。采用10 t手拉葫芦用于横移就位钢管拱肋, 5 t手拉葫芦用于收紧缆风绳。
地锚分为主地锚、缆风地锚、扣索地锚和临时地锚。主要承受主索、扣索、牵引索、抗风索等传递过来的张力, 包括水平力和竖向力。主要验算其抗倾覆稳定性、抗滑移稳定性和抗拔计算。索塔主地锚采用桩式, 置于南北岸引桥段上, 主地锚与扣索地锚共用。索塔横向缆风地锚和置于主桥上、下游水中的拱肋缆风锚采用卧式锚。
3 拱肋吊装施工
3.1 施工流程
缆索吊装系统安装完毕后, 吊装前成立吊装班组, 召集参与缆索吊装的人员进行详细的技术交底, 严格按照制定的吊装方案和步骤执行。吊装顺序为先两边、后中间, 两侧循环对称施工, 拼接后由制造厂家派人焊接接口, 确保焊缝质量和拼接精度。
吊装之前应进行超载试吊, 检验缆索吊系统的性能。吊装过程中要监测塔架顶部水平位移、缆索垂度、扣索索力, 根据监测结果及时调整索力。缆索吊安装拱肋的施工流程见图4。
3.2 扣索施工
各个吊装节段吊装到位后, 由扣索系统受力, 扣索系统由扣索反力梁、固定端锚具、钢铰线扣索 (正式扣索) 、扣塔钢锚箱、扣索锚碇、张拉端锚具、张拉设备等组成。扣索分正式扣索和临时扣索2种, 正式扣索位于自拱脚起向拱顶方向的第3#、5#、6#、7#节段, 临时扣索设在第1#、2#、4#节段。
在每一节段吊装就位后即进行扣索的安装、锚固及张拉, 张拉用YCW250型千斤顶进行。每组扣索在索塔锚箱处分为前扣索和后扣索。前扣索由拱肋端的锚固点向索塔锚箱张拉端进行张拉调整。后扣索由索塔锚固端向主锚碇张拉端进行张拉调整。每组扣索采用上下游索塔张拉端, 主锚锭张拉端4点同步张拉调整索力的方案。
由于扣索比较长, 要分多次加载才能达到设计张拉力。扣索张拉时由设计每段张拉力和设计伸长值进行双控, 以保证每节段的拱轴线与设计拱轴线相吻合, 实现扣索受力。扣索的索力在不同节段拱肋扣挂完成之后依照设计计算的索力重新依序进行调整, 以保证设计拱肋线形。在合龙之前, 应对3#、5#、6#三段正式扣索的索力进行测试并依据索力和拱轴线形进行调整, 直至到达设计要求后才进行拱肋合龙施工。
临时扣索拆除应保证至少有2段以上扣索, 扣索的扣挂顺序及拆除顺序见表3。正式扣索在钢管混凝土浇注完成并将拱轴线形调到设计拱轴线形、混凝土达到设计强度后拆除。
正式扣索和临时扣索均由多束Φj15.24高强度低松驰钢铰线组成, 扣索防护采用涂油脂防护, 外面用彩条布缠裹临时防护。
3.3 拱肋合龙
在拱肋合龙之前, 要做好以下工作: (1) 通过张拉扣索进一步调整已架拱肋的线形, 使合龙段两侧拱肋的相对高差和横向相对侧移量控制在允许值以内。 (2) 在温度均匀变化的时段多次观测合龙段的空隙, 并与设计值比较。 (3) 根据实测数据对合龙段拱肋轴线长度及接头结构尺寸进行施工及修正。 (4) 将实测数据报设计院、监理审核, 获得合龙段施工批准。
钢管拱的合龙选取温度变化较小的时段进行, 并合龙段施工时应注意在合龙接头部件N5、N7的适当位置开孔, 以便在合龙定位时插入止动销使N5随N7一起转动, 达到主弦管定位的目的。对合龙接头进行焊接时应采取有效措施以尽的可能地减小焊接变形。
4 结论
拱桥缆索吊装系统构件多, 应重点对缆索、扣索、索塔进行设计, 特别是要结合施工过程对扣索索力进行优化, 确保拱肋安装顺利完成, 线形符合设计要求, 同时确保施工安全。拱肋安装要严格按预先设计的吊装顺序吊装, 及时调整扣索、拉索索力。拱肋合龙应做好准备工作, 选择合适的时间, 减小体系转换对结构的影响。本文的缆索吊装系统的设计方法及拱肋安装的施工流程可供同类桥梁参考借鉴。
参考文献
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[6]柳江涛.缆索吊装钢管混凝土拱桥拱肋的线形问题研究[D].北京交通大学, 2011.
拱桥缆索吊装施工技术 篇2
伴随着现代化社会的快速发展, 在进行城镇化建设中, 就需要依照新的结构建设形态进行全面设计建设, 并依照已有的工艺建设手段, 在符合现代建筑工艺标准的情况下完成对整体设施的全面化建设。下面是本次调研分析的主要工程简介与施工误差的成因分析办法。
1 工程概述
我公司承建的厦蓉高速公路毕节至生机段 (黔川界) 第八合同段磨刀沟大桥, 位于贵州省毕节市生机镇田坝村, 为跨越磨刀沟深切峡谷而设。大桥左幅中心里程桩号为K78+012.2, 桥梁全长292.48m , 桥跨结构设计为2×25m预应力砼梁+1×120m钢筋砼箱形拱+4×25m预应力砼T梁。右幅中心里程桩号为K77+999.7, 全长211.48m , 桥跨结构设计为1×25m预应力砼T梁+1×120m钢筋砼箱形拱+2×25m预应力砼T梁。拱上建筑采用13×9.8m钢筋砼空心板。桥址两岸均为直立岩壁, 最大切割深度98.23m 。
本桥主桥为跨径120m的钢筋混凝土箱形板拱, 净矢跨比1/6, 拱轴线为悬链线, 拱轴系数m =1.756, 拱箱截面高度190cm , 宽度960cm , 横向布置6 个闭口箱, 为组合箱形截面, 采用缆索吊装无支架施工。箱肋分5 节吊装施工, 单节最大吊重约69 吨。
桥梁结构复杂, 施工难度大, 安全隐患多, 为了确保施工安全、质量以及工期, 结合公司桥梁施工技术水平, 申请将磨刀沟大桥主拱圈无支架缆索吊装施工综合技术研究列为集团公司科技创新项目。
2 施工工艺
在进行呈共的施工过程中, 依照上图中的所示的结构图进行工程施工。其使用主桥结构采取钢筋混凝土结构进行界面的链接线箱型建设, 其中主孔净跨120m , 经矢高20m , 矢跨比1:6, 其拱轴系数为1.756, 其使用建设工艺, 以无支架缆索吊装施工进行。在进行缆索的施工设计中, 其重要难点在于, 磨刀沟大桥跨度大, 深度高, 建设区制备发育较完善, 沟内流水量大, 沟谷坡度陡峭, 雨季时以形成山洪等情况, 导致沟谷内冲击力强大, 容易形成地形条件内的架构影响。
在进行悬索吊装系统的布置中, 根据大桥实际地形特点进行跨度调整后, 以塔架后台的标位进行有机设置, 从主题框架的建设上实现对整体结构的平衡性保障建设。
针对吊重问题的确定上, 以吊塔形式的1.2 冲击系数比例进行重量上的调控, 在确保运载安全的前提下进行起吊。及时急性缆索的安全性检测, 保证施工的安全有效性。
塔架使用贝雷桁架进行人字形结构构件, 并通过基础链接来实现对整体索道的有效位移建设, 通过每一个贝雷桁架的局面界面形态进行工件链接建设, 以完成整体受力分析的前提下实现对每段间隔不同的平衡支撑点设计建设。
3 施工误差原因分析
施工误差成因主要由于结构轴力、结构剪力、结构弯矩、结构扰度四个方面, 下面对其进行逐个分析。
结构轴力影响:主要由于选取桥面设计的过程中, 其接头误差影响了轴力, 公式计算办法为, 其中的数据依据主要有接头坐标误差的结构形态进行影响, 其影响范围通常在±0.2%以内。所以在进行施工过程中, 常忽略不计。但是正因为此问题, 常导致在最终的设计分析时, 对桥面的建设延伸角度会产生一定影响。
结构剪力影响:在进行桥梁设计过程中, 剪力接头误差影响均有对应的影响系数。施工中需要根据实际的施工环境, 进行矫正。而在实际的矫正中, 常因工程需要而导致其施工的实际操作不能够按照相应的矫正值进行调控。
结构弯矩影响:其主要成因在于弯矩设计时与接口处的焊接导致的连接误差, 此误差无法进行控制, 具有一定的反弹系数, 在施工中按照施工团队内部接头系数来进行矫正。但在实际施工中, 往往由于不同工程团队的施工工艺手法不同, 从而导致误差无法避免。
结构扰度影响:在进行桥梁设计中, 因为要涉及到桥梁的接头扰度。在进行扰度分析中, 受到了结构体面内部的扰度影响, 从而直接的影响到了各个接头的不同程度, 在形态变化上, 也直接影响了整体结构的整体建造环境。
对于扰度的变化影响程度, 需要从施工的标准进行分析。但是在进行施工的过程中, 施工误差在所难免, 针对于扰度的控制, 也各有不同。从不同的角度来看, 这样的结构都会直接影响到建造中的结构稳定性。
4 施工误差处理办法
在进行施工建设中, 为减少施工误差的产生, 对于拱桥内里的建设, 需要从上述的四个角度进行整体规划, 从根本上杜绝这一情况的发生。
轴力影响方面:严格按照相关规定进行操作, 并以规定内的系数处理办法进行设施监督施工。在对实际的运营程度上, 通过观察信息认证, 从而实现对施工进程的有效处理。对于产生的轴力影响情况, 可根据产生的影响情况进行相应的轴力加固, 从而确保实际施工中, 对轴力不均匀的补充。
结构剪力影响方面:针对于现有的结构误差监督上, 要根据实际的操作规范进行有效的团队管理策略, 并进行数据内部矫正。通过抗剪力特征进行全面分析后, 根据实际出现的问题进行有效设计, 并对易产生剪力问题部位进行加固矫正, 从而实现对整体信息上的全面剪力调控。
弯矩影响方面:在这一问题的处理上, 应当规范化全面施工中的施工工艺标准, 并对每一段的建设规程进行系数矫正, 通过弯矩的长距离调控, 从而实现对整体设施的有效建设, 通过遮掩的环境调整, 从而实现对整体界面的控制。
在进行调控过程中, 主要应当注意以下三个方面。首先, 接头处吊装的两个拱脚界面, 应当符合使用标准, 并在信息的升降范围内进行有效构建。其次, 在进行拱脚大小弯矩变化上, 应当注意实际的施工承接形式进行控制。最后, 在产生误差后, 应当考虑到全桥设计的最高载重量进行桥面路况的承重改良, 并进行测距上的调整。
扰度影响方面:需按照施工结构进行, 并依据结构的L:8 和7L:8结构面进行影响分析, 其中对于不同接头的反面变形形态, 对整体的百分比影响会产生较大的结构影响, 这对后续的设施结构等, 都会产生较大的变性影响。
为解决这一问题, 就应当将误差控制在5% 以内, 其主要设施有, 第一, 针对扰度变化形态进行对称施工误差分析, 并作出及时的施工调整;第二, 在进行接头界面的扰度提高方面, 应根据实际的设计拱轴形态进行扰度以内的管理提升, 在减少误差的基础上, 加强管理实施。第三, 在施工中, 针对不同接头的高程问题, 应在不影响施工的标准下, 对整体的桥面角度进行合理调整, 保证建设的准度, 并将误差对桥面的影响, 调整到最低。
监督方面:在进行施工过程中, 为保证工程的安全合理建设进程, 需要加强对施工单位的监督管理, 只有这样, 才能够避免因误差导致的各种事件的发生。而对于监督管理方面, 监理部门应当做好带头作用, 以身作则, 不做纸老虎, 避免出现带头作假。只有真正做到施工中的每一个环境做到了真正的误差最小, 稳定性最强, 更符合GB规范, 才能够真正的投入社会生产之中。
5 总结
在进行现代桥梁建设中, 桥梁不仅作为一个承重通道, 同时也是这个时代人对环境的改造表现。为达到一个更符合人类生存环境的形态, 在进行现代建筑建设中, 就更应当加强对结构的影响性建设。桥梁的安全性就备受关注, 在进行建设期间, 需要考虑到现实使用规范, 并依据施工的误差形式, 对原有的施工进度进行全程调控, 在减少了相应的误差以后, 才能够确保自身结构的完整安全性。在使用新型结构建设的过程中, 需要对已有的施工工艺进行调整, 在保证误差最小的影响环境下, 确保拱轴线内的建筑符合使用标准, 才能够算得上是这个时代的标准建筑。
参考文献
[1]李开心, 龚清盛, 田维锋等.拱桥缆索吊装施工的无应力状态控制法[J].中外公路, 2012.
[2]李媛媛.无支架缆索吊装施工误差对拱桥内力的影响[J].山西建筑, 2009.
水利水电渡槽施工中缆索吊装技术 篇3
随着我国社会经济的不断发展, 不管是城市用水量还是农业用水量都在不断的增加, 这直接促进了水利水电工程的飞速发展[1]。渡槽作为水利工程当中最为重要的施工环节, 随着水利工程规模的逐渐增大, 在施工中各种问题逐渐被暴露出来, 这些问题的存在很大程度上影响着整个工程的施工质量[2]。将缆索吊装技术应用到水利水电工程中不但可以提升施工质量, 还可以显著提升施工效率[3], 本文就水利水电渡槽施工中缆索吊装技术具体应用进行深入分析。
1 缆索吊装系统简介
通常情况下, 缆绳吊装系统都是按照渡槽施工规模来确定的, 如果对于施工质量的要求比较高, 那么应该采取进口设备, 但是如果只是普通的施工要求, 那么使用国产设备完全能够满足相关施工条件。
本文中用到的缆绳由一组主索和两个吊点构成。其中主索包含有6根钢丝绳, 钢丝绳的规格是6×37S+FC, 每根绳索的最大拉力是2555k N;主索上面分布着吊点, 一个吊点可以吊重50t, 那么两个一共可以吊重100t。
吊塔的作用就是连接缆绳, 利用贝雷钢桁架片连接构成, 下端跟基础相铰结在一起, 能够在水平方向上进行自由移动, 因此具备较高的灵活性。此外, 吊塔的位置也存在差异, 进口岸吊塔位于进口岸39m处, 而出口岸吊塔位于出口岸27m处;和出口岸吊塔相比进口岸吊塔要高, 前者为15m, 后者为27m。
扣塔同样是缆索吊装系统中非常重要的组成部分, 由钢管构成。有6根主钢管, 尺寸是325mm×10mm, 横截面尺寸是3m×1.5m, 钢管都是两两进行对接, 1#和2#钢管扣挂在墩顶上面, 对应地, 3#和4#钢管扣挂在张拉平台上面。主索通过主索地锚来进行固定, 有着很多种分类, 应该充分结合具体情况来选择类型。比如说如果地质构造主要是石灰岩, 那么可以选择桩式地锚。选定地锚以后, 直接将主索一端捆绑到锚桩上。另外, 扣索地锚同样是固定主索用的, 但是位置和形式都不一样。在进口岸中, 扣索被装设在墩基础部位, 同时在这个位置开挖三根地桩, 每根地桩的直径都是1.2m。出口岸扣索同时使装设在墩基础部位, 也是在这个位置开挖三根地桩, 每根地桩的直径也是1.2m。
主索采用6根钢丝绳, 规格和上面相同。牵引索采用钢丝绳, 规格是28, 通过穿绕的形式和牵引卷扬机进行连接, 其中卷扬机的数量为2台, 每台的重量是15t。在主索牵引的时候, 两台机器一起运行。起重索采用规格为21.5的钢丝绳, 同样采取穿绕的形式和起重卷扬机进行连接, 卷扬机的数量为2台, 每台的重量是10t。扣锚索采用规格为15.24的钢丝绳, 具有松弛性低、强度高等特性, 同时抗拉性能也相对较好。
2 缆索吊装施工环节
2.1 缆索起重环节
在使用缆索吊装技术进行施工的时候, 缆索起重机发挥着非常重要的作用。它由很多个部分构成, 比如扣索系统、吊装系统以及稳定系统等, 每个系统都具有各自特定的功能。且每个系统又可以分为很多部分, 比如吊装系统中有吊锚、索塔等, 在整个系统当中起着拉吊主索的功能;扣索系统又由钢绞线、扣塔等组成;稳定系统由抗风索和平衡索等构成。下面分别对上述的系统进行详细的介绍。
2.1.1 吊装系统
整体布设:在进行整体布设的时候, 应该对缆吊实施详细的计算, 在计算结果的基础之上选择合适的设备。通常而言, 全部的吊装系统总重量是65t, 包括6根钢丝绳和2个吊具。每个吊具最大的承载重量是25t, 2个吊具总共就是50t, 钢丝绳的规格是62。在进行拱肋吊装的时候, 应该通过钢丝绳把两个吊具链接到一起, 确保2个吊具同步运作, 此外还能够保证2台牵引机能够同时运行。将2个吊具链接到一起以后, 还应该保持好适当的距离, 这样才可以确保牵引机的作用得到最大发挥。在吊具进行吊拉的时候, 必须确保两台牵引机同时运行, 同时所使用的钢丝绳规格为28, 只有这样才能够很好的配合分布在两岸的卷扬机顺利运行。
吊塔:吊装系统当中吊塔是其中最为重要的组成部分之一, 使用贝雷钢片组装而成, 按照所处位置不一样, 可以将其分为两类, 即进口岸吊塔以及出口岸吊塔。进口岸吊塔的高度是27m, 距离进口岸后方39m处, 出口岸吊塔的高度是15m, 位于出口岸后方27m的位置, 两个吊塔的高度差为12m。
扣塔:扣塔是通过很多钢管进行焊接而成, 共计6根主管, 横截面的规格是1.5m×3.0m, 以两两相互对接的形式连接到一起。其中, 主管规格是325mm×10mm, 而辅助管规格是168mm×6mm。
承载主索:整个承载主索的塔架主体部分的长度是283m, 后端的跨径是40m, 可以装设一套吊装系统, 其中内部一共有着很多规格为662mm的钢丝绳, 其中每根钢丝绳德的抗拉强度为1870MPa、长度是500mm。
牵引装置:总共安排了两个跑车, 使用钢丝绳对其进行牵引, 通过卷扬机来提供动力。其中起重钢丝绳的规格是28, 而卷扬机的自身重量是15t。
起重设备:配置一条主索, 但是上面装设了2个吊点, 并且每个吊点上面却装设有规格为21.5的钢丝绳。当肋节进行起吊的时候, 两个吊点同时运行, 并通过卷扬机来提供动力, 以此来进行实现吊拉工作。
2.1.2 稳定系统
吊装索塔:该稳定系统利用缆风索来使其更加稳定。其中缆风索又可以分为前风缆和后风缆两种。前风缆和后风缆采取的都是4根规格为28mm的钢丝绳, 这个部分分别装设到吊塔的左右两侧。
扣塔:扣塔在运行的时候, 会承受着非常大的荷载, 经常会发生不平衡问题。一旦出现失衡问题则应该及时调节锚索的水平张力, 以此来确保塔顶的受力平衡。塔顶中的竖向压力能够利用经纬仪器直接测定, 一旦出现了微小的变动, 该仪器便会自动调整, 使其恢复到平衡位置。另外, 因为扣塔其高度不是非常高, 且在横向刚度非常好, 因此可以不设置缆风。
拱箱横向稳定系统:在拱肋节段进行吊装的时候, 必须利用抗风索才可以确保吊装的稳定。通常情况下都是在拱箱斜下侧各装设1根规格为21.5的钢丝绳。
2.2 缆索起重机试吊环节
首先进行现场平面的布置。这个环节包括很多部分内容, 比如风缆索、地锚以及主塔等。然后就是安装设备的环节, 概括起来主要有下面几个方面:①塔体安装。贝雷片是塔体的主要组成部分, 因此在组装的时候, 在确保稳定性的前提下将它们有机的组合到一起。②扣塔安装环节。钢管焊架是构成扣塔的主要部件, 在安装的时候需要用到吊机, 将焊架吊对应的位置。③缆索安装环节。构成缆索的缆绳有粗绳和细绳之分, 粗绳的规格是28, 细绳的规格是12。安装钢丝绳的时候, 一般情况下都是采取粗细结合, 协同作业的形式。首先在两岸把细钢丝绳同时放到谷底, 采用人工的方式将钢丝绳的两端连接到一起, 然后, 通过在进口岸和出口岸的牵引机和卷扬机拉紧细钢丝绳, 在这个过程当中, 牵引机在拉力的作用下运行, 缆索安装环节完毕。安装完缆索之后, 通过换轮机进一步拉紧绳索, 并将其固定到主索上面。④试吊环节。缆索试吊的过程中, 需要注重下面几条原则:试吊重量不可以一次性全部完成, 应该采取逐级加重的形式, 才可以确保加重的效果, 比如说可以先加重50%, 然后70%、100%, 最后达到120%。根据形式加重的时候, 要求来回牵引一次。另外, 在加载重量的时候, 需要特别注意塔架的位移情况和稳定性, 一旦出现异常现象, 必须立刻采取有效措施来应对异常情况, 等待问题排除以后才能够继续加载。
3结语
今年来在我国不管是城市还是农村的建设速度都在不断加快, 使得对水的需求量也在不断攀升。以此, 促使我国的水利水电工程也在快速发展, 使得供水不足的问题得到了很大的缓解。渡槽在整个水利工程中是一个非常重要的环节, 其施工质量的优劣对于整个水利工程质量的好坏以及运作效率都有着直接的影响, 所以必须高度关注该问题。本文深入分析了水利水电渡槽施工中缆索吊装技术具体应用事例, 以期能够给同行提供参考。
摘要：所谓缆索吊装技术指的就是通过悬挂的缆索运输并且安装构件的施工技术, 该项技术当前已经成功应用到了我国水利水电施工过程当中, 该项技术的使用在很大程度上提升了施工效率。本文就一个具体的事例作为讲解对象, 详细分析了水利水电渡槽施工中缆索吊装技术具体应用, 以供同行参考。
关键词：水利水电,渡槽施工,缆索吊装技术
参考文献
[1]曹永强, 倪广恒, 胡和平.水利水电工程建设对生态环境的影响分析[J].人民黄河, 2015 (1) :56~58.
[2]李俊宏, 何淑媛, 袁勤国.大型渡槽槽身施工技术进展[J].中国农村水利水电, 2015 (10) :61~63.
渡槽施工中缆索吊装技术应用研究 篇4
瑞昌市位于江西省北部偏西,长江中下游南岸,东邻九江,南接安县,具有“通衢”之称,交通便捷。其下辖的横岗镇远景村设置有多座高架渡槽,上接横岗水库,下至各个村落,是该地区主要的农田灌溉渠道。由于年久失修,渡槽出现了不同程度的淤塞、漏水等问题,无法发挥应有的灌溉效果。对此,地区政府决定新建渡槽工程项目,以满足农田灌溉需求。
工程全长306.7m,横跨河谷和水田,周边河流众多,水资源丰富,软土广泛分布,基础承载能力和稳定性略有不足,需要采取相应的加固措施。工程属于拱式渡槽,渡槽平面位于直线段,主拱圈跨度103.2m,矢跨比1:4,渡槽设计流量12m3/s,加大设计流量15.3m3/s,河流水深2.33m,水流速度1.86m3/s,糙率为0.021。在渡槽工程中,一共设置有16座排架、2座槽台,排架的最大高度为12.35m。主要工程量见下页表。
2 缆索吊装技术在渡槽工程施工中的应用
缆索吊装技术,简单来讲,就是利用悬挂的缆索对构件进行运输和安装的一种施工技术,在渡槽工程施工中有着相当广泛的应用,相比较传统施工技术,在质量、效率和安全等方面都有着显著的优势[1]。缆索吊装技术的基本结构见下图。
2.1 施工方案
考虑工程的施工要求以及具体的施工环境,在工程中选择无支架缆索吊装技术,对箱型拱肋进行运输和安装,同时在拱圈临时定位中,应用了斜拉扣挂的方法。在单箱拱肋预制中,为了方便运输和吊装,将其分为9段,在空中完成拼接工作。需要注意的是,在拱箱预制完成后,必须首先进行全面的检测工作,如果发现问题,需要及时进行处理,避免不合格产品进入施工现场,影响工程的施工质量。确认无误后,利用运输车辆将拱箱运输到缆索正下方,借助缆索将其吊装到设计安装位置。在进行拱箱就位的过程中,采用临时钢板,而中箱的吊装则应该由两端向中间对称进行,合拢后拆除扣锚索。之后,还需要安装边拱箱,直到全桥的拱箱合拢完成。
2.2 施工难点
在工程施工中,存在着下列两个难点问题:
a.场地的局限性。
施工现场的地形相对复杂,给施工组织带来了很大困难,而且在施工过程中,需要进行吊塔和扣塔横移,不仅难度大,而且导致了工程量的增加。因此,需要设置能够实现自动横移的缆索起重机。
b.技术本身的复杂性。
在工程施工中,采用了无支架缆索吊装技术和斜拉扣挂的方法,在实际操作方面有着较大的难度,需要做好规划设计和安全防护工作[2]。
2.3 技术要点
缆索吊装系统设备包括吊塔、扣塔、主索等。吊塔的作用是连接缆绳,由贝雷钢桁架片构成,下部与基础铰接,可以在水平方向上自由移动,具有良好的灵活性,可以适应不同的施工要求;扣塔多由钢管组成,包括6根主钢管,钢管的尺寸由施工需求确定,两两对接;主索的类型多种多样,利用主索地锚固定,必须具备良好的强度和抗拉性能。
a.功能。
一般来讲,缆索起重机包括吊装系统、扣索系统、稳定系统。吊装系统包括索塔、吊锚、吊装索缆。扣索系统包括扣塔、钢绞线扣索、索锚结构。在该工程中,从施工需求出发,选择6根钢丝绳作为吊装系统主索,利用一套两吊点进行拱肋的吊装,两点的连接可以借助钢丝绳实现,从而保证两套牵引系统同步运行。在对主索道上两个吊点进行串联后,通过一套牵引绳进行联动。以贝雷片拼装成吊塔,并将主塔架设置在进口岸的渐变段,与出口岸塔的高度分别为27m和15m。对钢管桁架进行搭建和焊接,形成扣塔,同时设置相应的辅助连杆[3]。
b.安装。
在对缆索吊装系统进行安装时,必须严格按照设计要求进行,确保安装流程的合理性。首先是塔体的安装,由贝雷片拼装而成的吊塔在预制和运输上非常方便,可以在施工现场进行叠加和拼装,需要做好现场管理工作,保证良好的拼装效果。其次是扣塔的安装,考虑到扣塔需要借助钢管桁架才能形成,可以利用缆索吊机来进行扣塔的安装操作,在安装时,需要设置现场指挥人员,保证施工安全。然后,需要确保粗细钢丝绳有效结合,实现缆索安装。在实际操作中,应该首先将细钢丝绳的绳头放到谷底,对两个钢丝绳的绳头进行人工连接,之后利用15t牵引卷扬机,使劲拉细钢丝绳,并且带动牵引索进入牵引卷扬机。最后,借助牵引卷扬机完成对主索的来回牵引,实现缆索安装。而在缆索安装完成后,需要利用滑轮组和卷扬机相互配合来收紧主索,确保其达到设计垂度,同时保证缆索的牢固性。
c.试吊。
在缆索吊装系统安装完成后,需要做好试吊工作,对系统的稳定性和可靠性进行检测,避免在施工中出现安全事故。应该按照逐级加载的方式来增加试吊的重量,通常在加载开始时,仅为设计标准的25%,然后逐渐提高到50%、75%、100%、120%,当达到120%的吊装重量后,只需要进行塔前起吊,不需要来回牵引,以免造成缆索断裂[4]。在试吊过程中,必须加强现场管理,对塔架位移、后锚情况以及主索垂度的变化进行细致观察,如果发现异常,则应该立即停止操作,查明原因并采取针对性的应对和处理措施。在试吊结束后,还应该对整个过程中观察到的数据进行记录,分析可能存在的安全隐患,设置相应的应急防范措施,切实保证缆索吊装施工的安全。
2.4 注意事项
在现场施工中,存在着许多可能影响施工质量和施工安全的因素,必须得到足够的重视,切实做好现场施工管理。一是应该针对软土基础进行处理,通过排水固结的方法,排除多余水分,提升基础的稳定性和承载能力,确保其能够满足工程的施工要求:二是在进行缆索吊装施工的过程中,必须安排专人进行现场指挥,做好防护工作,划出相应的施工高危区域,减少安全事故发生的概率。例如,在平台底部铺设钢板网,在四周设置围栏,在平台下设置保护网,避免出现高空坠落的情况,在爬梯两侧安装扶手,在底部铺设钢丝防护网,以保证安全。三是应该做好施工质量控制,在对缆索吊装技术进行应用时,需要严格依照设计施工要求进行操作,同时做好施工材料的质量检测,保证材料的性能良好,防止质量隐患出现[5]。
2.5 安全管理
a.重视安全教育。
施工前,需要做好相应的技术培训和安全教育,引导现场施工人员和管理人员牢固树立安全意识和责任意识,加强对安全生产相关法律法规的学习,完善现场安全管理制度,使员工能够真正认识到安全生产的重要性,并且重视起来。应该做好施工现场的安全管理,对于施工中存在的安全隐患,必须有一个清楚的了解和认识。也可以利用一些事故案例,对安全生产的经验进行总结,使员工看到安全事故带来的严重后果,强化安全意识,在施工中约束自身行为,杜绝违规操作。对于一些特殊的工种,如高空作业,必须经过专业培训和身体检查,确保持证上岗。
b.提升安全技术。
在进行施工前,需要从工程的实际情况考虑,编制完善的安全措施计划,同时确保计划的严格落实,在没有安全保障的情况下,不能开始施工。应该设置专门的安全领导小组,定期开展会议,对安全生产问题进行讨论,做好相应的安全检查工作。应该设立应急救援队伍,配备完善的救援设备,确保在安全事故发生时,能够第一时间进行现场救护,保证员工的生命安全。以安全用电为例,在施工过程中,应该尽可能用电缆进行临时电源的连接,同时确保电缆不经过易燃易爆物品,减少施工活动对于电缆的影响。
3 结语
远景村渡槽工程建设的主要目的是满足农田灌溉的客观需求,关系着当地农业的发展。在工程建设中,利用缆索吊装技术,在很大程度上简化了施工难度,保证了施工质量,而且使工程能够提前完工,没有耽误农田灌溉。在试运行阶段,工程运行良好,没有出现质量问题,表明缆索吊装技术在渡槽工程施工中有着非常显著的应用效果。
参考文献
[1]姚宇.悬臂吊装拱式渡槽施工技术及疑难问题解决措施[J].水利建设与管理,2014,34(7):6-9.
[2]邓颖新.缆索吊装技术在水利水电渡槽施工中的应用[J].黑龙江水利科技,2015,43(4):129-130.
[3]李梅,朱莉.水利水电渡槽施工中缆索吊装技术[J].低碳世界,2016(2):78-79.
[4]韩征.探析水利水电渡槽施工中缆索吊装技术的应用[J].住宅与房地产,2015(22):55.
拱桥缆索吊装施工技术 篇5
1 缆索吊装系统介绍
一般情况下, 缆绳吊装系统根据渡槽施工规模而定, 如果施工质量要求较高, 应采用进口设备, 如果普通施工要求, 则国产的就可以满足施工条件。缆绳包括一组主索, 两个吊点。主索包含有6根钢丝绳, 规格为6×37S+FC, 每根的拉力为2555KN;吊点分布在主索上, 一个吊点吊重为50t, 两个加在一起共计100t。
吊塔是连接缆绳用的, 由贝雷钢桁架片连接而成, 下端和基础相铰结, 可以在水平方向上自由移动, 所以, 具有很高的灵活性。另外, 吊塔的位置也不同, 进口岸吊塔在进口岸的39m的位置, 而出口岸吊塔则在出口岸的27m处;井口岸地吊塔较出口岸高, 前者为27m, 后者为15m。这个吊塔呈现一字形状, 是由8组贝雷桁架片组成。
扣塔也是缆索吊装系统的重要组成部分, 由钢管组成。其中主钢管6根, 规格为325×10mm, 横截面为3×1.5m, 钢管两两对接, 其中1﹟和2﹟钢管扣挂在墩顶上, 3﹟和4﹟钢管扣挂在张拉平台上。主索地锚, 是固定主索用的, 具有不同种类, 选择时, 可以根据渡槽两岸的地质构造而定。如果地质构造以石灰岩为主, 则采用桩式地锚。地锚选定之后, 主索一端直接捆绑在锚桩上。扣索地锚, 也是固定主索用的, 位置不同, 形式也有所差异。进口岸的扣索被安置在墩基础部位, 并在此处开挖三根地桩, 每根直径均为1.2m。出口岸扣索也安置在墩基础部位, 同样在此处开挖三根地桩, 直径和进口岸的相同。
主索, 选用钢丝绳, 共6根, 规格同上。牵引索, 选用钢丝绳, 规格为28, 用穿绕的方式和牵引卷扬机连接, 其中卷扬机重量为15t, 数量2台。在主索牵引时, 两台机器同时运行。起重索, 采用钢丝绳, 规格为21.5, 也用穿绕的方式和起重卷扬机连接, 卷扬机自重10t, 数量2台。扣锚索, 也采用钢丝绳, 规格15.24, 强度高, 松弛性低等特性, 同时抗拉性能也较好。
2 缆索吊装施工环节
2.1 缆索起重环节
在缆索吊装技术施工中, 缆索起重机发挥着重要作用。它具有较多的组成部分, 如吊装系统、扣索系统及稳定系统等, 各系统都有自己特定的功能。其中吊装系统又包含有许多组成部分, 如索塔、吊锚等, 在系统起着拉吊主索的功能。扣索系统的主要构件为扣塔、钢绞线等;稳定系统具有平衡索及抗风索等组成部分。以下就这几个系统进行详细介绍。
首先, 吊装系统。整体布设:整体布设时, 需要对缆吊详细计算, 根据计算结果, 选用合适的设备。一般情况下, 整个吊装系统总重量为65t, 包含有2个吊具, 6根钢丝绳。其中每个吊具承载重量为25t, 两个加在一起为50t, 钢丝绳规格为62。在拱肋吊装时, 需要用钢丝绳将两个吊具连接在一起, 使它们同步运作, 同时也可以确保两台牵引机同时运行。两个吊具连接在一起之后, 需要保持好距离, 才能保证牵引机的吊拉效果。在吊具吊拉时, 需要两台牵引机同时运行, 并采用规格为28的钢丝绳, 才能有效配合分布在两岸的卷扬机运行。吊塔:吊塔是吊装系统的重要组成部分, 由贝雷钢片组装而成, 根据位置不同, 可以分为两类, 分别为进口岸吊塔和出口岸吊塔。前者高度为27m, 在进口岸后方39m位置, 后者高度为15m, 在出口岸后方27m处, 二者高度相差12m。扣塔:扣塔由许多钢管焊接而成, 共有6根主管, 横截面类型为1.5m×3.0m, 相互呈现对接方式连接在一起。此外, 主管规格为325×10mm, 辅助管规格为168×6mm。承载主索:承载主索的塔架主体部分跨度为283m, 后端跨径为40m, 设置一套吊装系统, 内部共有许多钢丝绳, 规格均为662mm, 每根长度为500m, 抗拉强度为1870Mpa。牵引装置:共配备有1两个跑车, 每个跑车采用钢丝绳牵引, 用卷扬机提供动力。起重钢丝绳规格为28, 卷扬机紫中为15t。起重设备:配备有一条主索, 上面安装有2各吊点, 每个吊点上面设置有钢丝绳, 规格为21.5。当肋节起吊时, 两个吊点同时运作, 并利用卷扬机提供动力, 以完成吊拉工作。
其次, 稳定系统。吊装索塔:这种稳定系统采用缆风索来实现稳定性。缆风索又分为两种, 分别为前风缆和后风缆。前者采用4根钢丝绳, 规格为28mm, 后者也采用4根钢丝绳, 规格和前者相同。二者分别安装在吊塔的左右两侧。扣塔:扣塔在运行时, 承受较大的荷载, 通常出现不平衡情况。这时需要调节锚索的水平张力, 才能保证塔顶受力平衡。塔顶承受的竖向压力, 可以通过经纬仪器测定, 如果发生微小变动, 便会由该仪器调整, 恢复到正常位置。此外, 由于扣塔高度较低, 在横向具有较好的刚度, 所以, 不用设置缆风。拱箱横向稳定系统:在拱肋节段吊装时, 需要借助于抗风索, 才能保证吊装稳定。一般在拱箱斜下侧设置各设置1根钢丝绳, 规格为21.5。
2.2 缆索起重机试吊环节
首先, 现场平面布置。现场平面布置包含许多部分, 如主塔、地锚及风缆索等。其次, 其中设备安装环节, 主要包含以下几个方面: (1) 塔体安装。塔体主要组成部分为贝雷片, 所以, 在安装时, 需要要将它们有机的组合在一起, 并保证稳定性。 (2) 扣塔安装环节。组成扣塔的主要构件为钢管焊架, 在安装时, 需要采用吊机, 将焊架吊过顶就部位。 (3) 缆索安装环节。组成缆索的缆绳, 分为两种, 分别为粗绳和细绳。前者规格为12, 后者规格为28。钢丝绳安装时, 通常采用细钢丝绳和粗钢丝绳协同作业的方式。先将细钢丝绳在两岸同时放到谷底, 由人工将两端连接在一起, 之后, 利用提前安置在进口岸和出口岸的卷扬机和牵引机, 将细钢丝绳拉紧, 在拉紧过程中, 牵引机由于受到拉力而运行, 从而完成了缆索安装环节。缆索安装好之后, 利用换轮机将绳索进一步拉紧, 并固定在主索上。 (4) 试吊环节。在缆索试吊时, 可以注意以下原则。试吊重量不能一次性完成, 应采用逐级加重的方式, 才能保证加重效果, 如可以先加重50%, 之后70%、100%, 最后为120%。在按照这种方式加重时, 需要来回牵引一次。此外, 在重量加载时, 需要注意塔架的稳定性、位移情况, 如果发现异常现象, 需要及时采取有效措施, 解除之后, 方能继续加载。另外, 在试吊过程中, 需要做好重量加载记录, 以便于在出现异常情况之后, 能够及时采取有效措施, 达到安全加载的效果。
2.3 导流流量设计环节
流量设计之前, 需要全面调查工程施工方案, 才能做出准确的导流流量。一般情况下, 将流量确定为242m3/s, 该数值是通过水库水位和流量之间的线性关系得出的, 当流量确定为242m3/s时, 根据已有的线性公式, 可以计算出水库水位为91.07m。该数值是理论数据, 在具体施工时, 还要根据施工现场的具体情况, 对其适当调整, 才能满足施工需要。
当导流流量确定之后, 根据施工目的, 工程施工方案要求, 同时结合其它技术标准, 确定导流方案。一般情况下, 导流方案分为两个部分, 前期主要工作为溢流和非溢流区段设置, 并完成基坑开挖工作。后期主要实施二期基坑开挖作业。
3 结语
目前, 我国城市及农村建设速度加快, 需水量也相应增加。以此, 水利水电工程也随之迅速发展, 以解决供水不足所带来的问题。在水利工程中, 渡槽是重要环节, 施工质量好坏, 直接影响到整个水利工程运行效率, 应给予重视。本文就水利水电渡槽施工中缆索吊装技术的应用进行分析, 希望具有参考价值。
参考文献
[1]刘国中.缆索吊装技术在水利水电渡槽施工中的应用[J].黑龙江水利科技, 2013, 15 (11) :151-153.
[2]张天军.岔河倒虹吸缆索吊装方案设计[J].陕西水利, 2010, 10 (4) :73-74.
拱桥缆索吊装施工技术 篇6
桥型布置。设计桥梁总长223.04m。桥梁位于直线上, 纵坡为±1.6%的双向纵坡, 桥跨布置为2×13m (空心板) +160m (钢筋混凝土箱形拱) +1×13m (空心板) , 全桥共设4道伸缩缝。主拱基础为实体拱座, 桥墩为柱式墩配桩基础, 桥台为重力式U型桥台。
主拱圈净跨径为160m, 净矢高为25.6m, 矢跨比为1/6.25, 拱轴线系数m=1.988, 拱圈高度为2.5m, 拱圈顶全宽15.1m, 整幅拱圈由10片拱箱构成, 且拱箱是由7段吊装组成的, 吊重最大值是76.79t。
浇筑纵横接缝和现浇层混凝土工作实在吊装完毕, 接头焊接全部完成后才进行的工作。
本工程主要是用无支架缆索吊装施工工艺完成吊装。
2 缆索吊装系统的实施方案
2.1 索塔布置
依据平昌巴河2号大桥的实地情况和工程特点, 确认吊装索跨为49m+250m+64m。平昌岸塔架设于0#桥台附近。郑家河岸索塔设于4#桥台附近。两岸索塔均采用“M”型万能杆件组装, 分为塔柱、横向联系、塔顶及塔顶分配梁四部份组成。
2.2 地锚布置
本吊装系统的地锚系统分为四类, 一是两岸索塔后的主地锚, 主要锚固主索及工作索的承重索, 主牵引索, 主起吊索, 扣索以及索塔的背向风缆索, 二是两索塔两侧的风缆索地锚, 三是拱肋风缆索地锚, 四是索塔的前风缆索地锚。
2.3 缆索系统的布置
缆索系统是由主索系统、工作索系统、缆风索系统等部分组成的。
2.4 卷扬机群布置
卷扬机之所以集中布置主要是考虑到便于集中控制、管理、视线良好等, 主卷扬机和辅助卷扬机、打杂卷扬机分开布置, 前者分设在两岸主锚碇前, 后者分两岸布置。
3 吊装拱箱
吊装系统安装完成后不能急于正式吊装, 还需要做好以下几方面: (1) 需要对跨径、起拱线标高进行复核, 拱脚对位大样需要放样并画线。 (2) 需要做好拱脚预埋件的检查工作。 (3) 需要做好拱箱的几何尺寸和预制施工质量的检查工作。 (4) 为了检验吊重能力和系统的工作状态, 需要对吊装系统进行仔细检查并进行试吊。
3.1 试吊方案
本项目拱箱的设计最大吊重为77t, 在作本吊装系统设计时, 以最大吊重85t来计算控制。为了操作方便, 直接利用拱肋作为试吊重量, 并在试吊拱肋上放置两件钢筋以达到77t的1.2倍, 即以93t作为最终试吊重量, 行走完索跨全程后直接安装。
4 拱肋安装方法
每肋分七段吊装, 整座桥拱肋共70个节段需要吊装。
预制好的拱箱用预制场龙门吊车, 将待起吊安装的拱箱横移至平昌岸索塔前面的主吊点正方位置, 经仔细检验符合设计要求后, 可以开始吊装工作。
吊装时用千斤绳和吊架捆绑相结合进行吊装, 吊点定在端头第二块横隔板处, 并在此设置槽口, 并埋置粗钢筋, 对捆绑千斤绳起限位作用, 避免千斤绳滑移。
扣点位置设在第二块横隔板前面35cm处, 利用拉板、转向滑轮和设置牛腿来传递扣索力, 满足拱箱局部受力的需要。
拱箱吊点采用2×φ47.5mm (或4×φ32mm) 捆绑千斤绳。
扣索采用φ47.7mm钢绳走2线。
4.1 拱肋合拢施工工艺
(1) 先对两个拱脚段吊装, 施工预抬高值不小于8公分;
(2) 再对两个第二段拱脚进行安装, 施工预抬高值不小于16公分;
(3) 再对两个第三段拱脚进行安装, 施工预抬高值不小于25公分;
(4) 拱顶段至跨中放在最后吊运, 并注意下放至约高于设计标高, 拱脚段扣索、第二段扣索、第三段扣索和拱顶段滑车组进行下放时要对称循环下放, 接头处需要抵紧, 并且不能让拱顶段简支搁置冲击第三段。
(5) 合拢松索控制:在下放到第三段前接头与拱顶段端头标高大致一致时, 拱顶段先把一端螺栓上好, 再检查拱顶及接头标高, 如果比设计标高低且超出了规范容许值的话, 需要在另一头处加垫钢板, 达到设计标高后上好螺栓, 然后把加垫钢板点焊于连接角钢上方可。
扣索及起吊滑车组松索在施工时考虑到施工质量和安全问题, 下放拱脚段扣索、第二段扣索、第三段扣索和拱顶段滑车组的时候需要循环对称下放, 由于循环次数增加了可以使扣索基本放松。松索用定长松索法进行施工, 扣索一次松索量可为2至3公分, 起吊滑车组跑头可为25至35公分, 且需要在张拉端钢索及起吊跑头上用笔标注出来;每松一次索应对各接头及拱顶的标高进行观测一次, 并按照观测的标高数据对松索量进行适度的调整, 扣索用滑车组和卷扬机进行调整。
经过多次松索循环使得各扣索及起吊滑车组皆基本放松 (其中索力保持10~20%左右较为合适) , 拱肋标高达到设计要求后方可进行一次拱肋轴线的调整。
(6) 拱肋轴线控制:吊装拱肋的控制主要在拱肋轴线横向偏位、标高的控制上, 前者主要是通过调整拱肋侧风缆长度来进行的, 扣索合拢的过程中测量小组需要对整个过程进行跟踪观测, 把已安装拱肋的标高和轴线横向偏位观测数据传出, 由技术组制定出扣索和拱肋侧风缆调整方案, 这样才能使吊装节段准确、快速完成对接就位。拱肋完成合拢扣挂体系基本放松以及标高调整完成后才是拱肋接头的焊接工作。
(7) 焊接拱肋接头:各接头焊接主要是在拱肋上设置吊架, 吊架可以用钢筋焊接结构或脚手架管, 吊架必须保证足够的安全度且有安全防护措施才可以, 把吊架上铺设脚手板当做操作平台。
(8) 单肋合拢的稳定性措施。因为拱肋具有本身横向宽度较小, 单肋横向稳定性差的特点, 根据《公路桥涵设计手册》 (拱桥) 下册的有关章节计算, 受自重和风力影响, 拱肋横向稳定较差 (这是在不考虑风缆的稳定作用的前提下) 。
缆风索对拱肋的作用相当于拱肋在横向的多点弹性支承, 这就大大减小了拱肋的自由长度, 因此需要技术人员在设计风缆时, 需要同时考虑它的强度和它的刚度 (风缆截面积) 两个方面, 来确保在最大设计风力影响下拱肋的横向位移尽可能的小。由此我们不难看出, 在拱肋安装的各个环节在风缆参与共同受力的情况下, 在最大风力及拱肋自重作用下, 稳定安全系数满足规范不小于4的要求。
不仅如此, 在进行风缆布置的过程中还应尽量注意到到上下河的对称问题, 只有按照《公路桥涵施工技术规范》所要求的风缆角度进行布置才能保证工程的施工质量。
4.2 拱箱总体吊装顺序
紧接拱座的端段 (2岸) —间段 (2岸) —次间段 (2岸) —中间合拢段。
5 拱肋安装中的注意事项如下
(1) 为了确保施工安全, 拱肋安装时需要在拱肋安装的几个主要受力阶段, 针对塔架、主索等进行观测和登记好相关数据。
(2) 各扣段安装应设置一定的施工预抬高值, 合拢前各段预抬高值设置标准为拱脚段8公分, 第二段16公分, 第三段27公分。为了保证拱顶段的顺利安装, 在进行按照时应注意扣索及起吊滑车的调整, 应保证施工预抬高值始终不小于上述数值。在拱顶合拢段安装完毕后, 此施工预抬高值也就消失了。
(3) 在进行拱顶段就位合拢施工时, 下放拱脚段、第二段和第三段扣索时需要循环对称下放才行, 拱顶段滑车组应缓慢进行下降, 接头缝需要抵紧, 不要出现拱顶段的简支搁置。
(4) 待轴线标高调整好后, 确保松扣保持10-20%扣索力的情况下, 才可进行接头的焊接。
(5) 千斤绳的配套使用很关键, 钢绳的索卡数量、索卡间距应按照规范及起重操作手册的要求进行施工。
(6) 理想的状态是在较低温状态下进行拱肋合拢, 最佳温度保证在当地年平均气温值附近是最好的选择。
(7) 如遇特殊情况应特殊对待, 比如遇到大风 (风力六级以上) 及雷雨等恶劣天气, 强行进行吊装存在很大安全风险, 所以自然条件不允许的情况下应停止吊装作业, 以免造成不可挽回的损失。
参考文献
拱桥缆索吊装施工技术 篇7
广西柳州市三江县中山大桥为上承式等截面钢筋混凝土拱桥。桥型布置为:16(桥台)+7×20(引桥)+156(主桥)+2×20(引桥)+3(桥台),全长355.0 m,宽16.0 m。拱箱设计采用悬链线,矢跨比为1/5.5,拱轴系数为2.24,拱箱为等截面钢筋混凝土结构,高3.5 m,宽1.5 m,共4条主拱箱,每条拱箱分9个吊装节段,最大吊装重量达75.2 t。
2 缆索吊装系统
2.1 缆索系统
大桥缆索系统为三跨连续结构,主索跨度为265.7 m,西游岸尾索为95 m,大竹岸尾索为135 m。
1)主索。
设计一组主索,采用6根ϕ50 mm密封钢丝绳,起重绳采用ϕ24 mm,走“10”线,拖拉绳采用ϕ26 mm,走“2”线。设计吊重85 t,主索起重采用4台8 t慢速卷扬机做动力,拖拉均采用4台10 t慢速卷扬机做动力。
2)工作索。
为方便施工中小型构件运输,在主索上下游各设计一组工作索,每组采用1根ϕ48 mm普通钢丝绳,起重绳采用ϕ19.5 mm,拖拉绳采用ϕ19.6 mm,设计吊重为5 t,每组起重、拖拉各采用1台5 t慢速卷扬机做动力。
2.2 塔架系统
1)主塔。
大竹岸主塔架放置于6号墩与7号墩之间,桩号为LK0+194.776;西游岸主塔架设拱箱预制厂主龙门吊之后的空地上,桩号为LK0+459.131。由于主索垂度按L/16 m考虑,并加上离拱顶15 m的安全距离,大竹岸塔架高为50 m,西游岸塔架高为28 m。拱脚处两肋宽约12 m,考虑塔顶上一组索道(包括工作索)的索鞍平车在塔顶两侧占用约3 m,因此主塔架顶宽采用20 m,塔架顺桥向2 m宽(见图1,图2)。
2)扣塔。
两岸扣塔拟布置在主塔前面,与主塔中对中距离为3.5 m,扣塔顶标高按使最后一段扣索与拱肋水平夹角不小于10°控制,避免单组扣索出现过大的扣索力。大竹岸扣塔桩号为K0+191.276,基础顶标高与主塔一致,塔高38 m;西游岸扣塔桩号为K0+462.631,基础顶面标高与主塔一致,塔高26 m。扣塔横桥向宽14 m,顺桥向2 m(见图3,图4)。
2.3 扣挂系统
本桥采用单箱起吊安装方式,扣索采用1 860 MPa ϕ15.24 mm高强度低松弛钢绞线,锚固端采用墩头处理,设置于吊装的混凝土拱箱节段端头附近的扣点结构,钢绞线通过扣塔索鞍转向后进入后地锚张拉端,在后地锚的张拉端上使用夹片锚具,并使用千斤顶张拉调整索力,通过起重索的放松和扣索千斤顶张拉收紧,实现拱箱安装由缆索起重绳垂直力到扣索钢铰线扣挂受力的转换。
每段拱箱采用钢绞线作扣索,每根扣索拉力一般控制在10 t(即小于50%高强度低松弛钢绞线破断拉力),每段拱箱根据安装各段工况时产生最大的扣索力进行配索。
2.4 地锚系统
1)主地锚。大竹岸主地锚采用重力式地锚与0号桥台固结在一起,与主塔架的距离为135 m,与塔高比为2.7∶1,此处地面标高为177 m,尾索与地锚水平夹角为16°。西游岸主地锚布设重力式地锚在K410.091+123.54中线处,与主塔架距离为71 m,与塔高比为2.54∶1,此处地面标高为190.4 m,尾索与地锚水平夹角为24°。2)扣地锚。大竹岸扣索地锚分为4个,分别与5号墩基础,1号,2号,3号墩承台连为一体,以充分利用现有的桥墩重力,减少材料用量。西游岸除第一段拱箱扣索锚固于西游岸塔架基础之上,其余扣索与主索共用同一地锚。
3 拱箱安装
3.1 拱箱横移至起吊
根据现场地形,在总体布置缆索吊装系统时就考虑了拱箱的横移路线。本桥拱箱的横移路线是采用龙门吊直接把混凝土拱箱从存放场地横移到起吊场地起吊,起吊拱箱前,需要通过横移两岸主索的索鞍,使主索水平投影基本和待安装拱箱设计轴线的水平投影重合。拱箱起吊采用钢丝绳捆绑在拱箱预制时预留的起吊点进行起吊。
3.2 空中定位
拱箱空中运输到位后,把待安装就位的拱箱与已安装好的拱箱进行初步对接,把四个螺栓穿过接头处角钢预留的螺栓进行定位,然后用手拉葫芦进行精确调整并使对接接头处的上下角钢之间的接触面互相密实接触。其次用吊点调整标高,最后用横向缆风调整轴线。
在进行本吊装段拱箱扣索张拉前,必须先对已经安装好的拱箱的轴线、标高进行观测并调整,确保安装本段拱箱时不导致已经安装好的拱箱因加载导致线形变化影响本段拱箱的安装精度,同时要计算好本安装段预抬量确保下一阶段拱箱安装时下降位置不超设计值。
当接头处的螺栓与螺母全部拧紧,标高、轴线都调整好以后,通过测量跟踪进行监控,在标高、轴线不变的情况下,采用千斤顶进行扣索张拉不断收紧扣索,同时放松吊点,将吊点力慢慢转为扣索力,同时采用循环法对本安装节段前已经安装好的拱箱进行测量观测,判断标高是否变化并根据变化进行扣索张拉调整标高满足本段安装要求,直到本安装段全部吊点力转为扣索力,吊点在没有力并且拱箱的标高、轴线满足要求后可完全松掉吊点。
拱箱安装空中定位采用二维坐标,在混凝土拱箱端部上角钢设置棱镜安放点及轴线标杆,安装时用全站仪进行标高观测,用经纬仪进行轴线监控,根据实际观测数据与理论比较并进行调整达到设计要求。
3.3 横向缆风布设
本桥由于采用单吊单扣且单箱合龙施工,需在拱箱每个安装节段前端上下游对称各设置一条横向缆风。缆风的作用为可对拱箱轴线进行调整并提供横向稳定性,同时克服扣索与拱箱夹角产生的分力。
4 安装效果
本桥在安装过程中精心施工,科学组织,从2008年8月1日开始至9月12日全部完成拱箱安装,历时43 d,安装的质量优良,线形精度满足施工规范要求。
5 结语
通过阐述本桥的拱箱缆索吊装施工,并重点分析缆索系统及拱肋的安装特点,可供同类工程施工参考。
摘要：阐述了广西柳州市三江县中山大桥大跨径混凝土拱箱缆索吊装施工,重点介绍了缆索吊装系统及拱箱的安装特点,安装效果表明:该桥拱箱安装质量优良,线形精度满足规范要求。
关键词：桥梁施工,大跨径,拱箱,缆索吊装
参考文献
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