运河大桥拱箱吊装施工技术方案

重庆市潼南涪江二桥及引道工程运河桥拱箱吊装施工技术方案 1、工程概况

运河桥距潼南涪江二桥左岸约525m属于潼南涪江二桥引道接线部分。跨越运河。

本桥分左右两幅设置，左幅桥梁起点桩号为K7+184m，终点桩号为K7+274m，全长90m；右幅桥梁起点桩号为K7+179m，终点桩号为K7+269m，全长90m；全桥纵坡为0.629％。桥面净宽：4.0m人行道及栏杆+8.25m车行道+1.5m中央分隔带+8.25m车行道+4米人行道及栏杆，桥梁全宽26m。

两岸桥台为U型重力式桥台，基础嵌入中风化岩层。台身及基础采用C25片石砼，台帽采用C40混凝土，C40砼拱座置于桥台基础内。

上部结构采用钢筋混凝土等截面悬链线箱形板拱，主孔净跨70m，净矢跨比1/8，拱轴系数m=1.543。主拱圈拱箱高1.4m，拱圈单幅宽10.84m，由7片1.2m宽中箱及2片1.22m宽边箱构成。设计每片箱肋分三段预制吊装合拢，节段最大吊装净重量37.02t。全桥共需预制安装拱箱54段。拱箱节段全部吊装完成，接头焊接完毕后，浇筑纵横接缝及顶板现浇混凝土，整体化拱圈。拱上采用垫梁、立柱(横墙)、盖梁及净跨6.6m的小简支空心板来支承桥面系。桥面纵坡由变高立柱形成。

新县城岸引桥台尾与索塔之间距离95m，考虑做为拱箱预制及材料堆放场地。拱箱采用无支架缆索吊装系统进行安装，吊装系统布置见下节。

2、悬索吊装系统的布置

2.1、总体布置(图01)

根据运河桥实际地形特点并结合目前施工场地布置情况，确定吊装索跨为45m+192.5m+50m。双江岸塔架设于0号桥台台尾，索塔中心桩号为K7+176.5m；新县城岸塔架设于1号桥台台后95m处，索塔中心桩号为K7+369.0m。在1号桥台与新县城岸索塔之间设置拱箱预制场，预制好的拱箱节段通过轨道平车横移至天线下方待吊。在双江岸塔后45m处及新县城岸塔后50m处对称于桥轴线各设置5根直径1.5m

1

的钢筋砼锚桩来进行主索、工作索及塔架后风缆等的锚固。两岸扣索利用埋置于桥台上部前墙内的2×6个锚固拉板进行锚固。双江岸后拉索水平夹角为28.3710°；新县城岸后拉索水平夹角为25.5005°。拱箱安装系统采用单组主索并根据所吊箱肋位置在塔顶进行横移，考虑桥梁较宽，主索横移后其后拉索对塔架产生的横向水平力很大，为减少塔架横向水平荷载作用，主索在主锚碇上的锚固位置亦进行三次横移，所产生的后拉索横向水平分力通过塔架自身刚度及横向风缆来克服。缆索系统总体布置见图号01。

2.2、吊重的确定

经计算，拱箱节段最大净重量为37.02吨，在吊装计算中，按拱箱G=37.02吨控制设计，计算重量为Pmax＝G×1.2+4+1＝49.424t≈494.24KN，4吨为吊具(含跑车、起吊滑车、起吊牵引钢绳)，1吨为配重，1.2为冲击系数。

2.3、主索 2.3.1、主索布置

在塔顶布置1组3∮56.5mm(6×37+FC)的麻芯钢索作为主索，公称抗拉强度170kg/mm2。单根钢绳破断拉力为164吨。悬索跨度L＝192.5m，空索垂度f0＝8.5m，矢跨比为1／22.65，当吊运至索跨跨中时，主索垂度为fmax＝15.029m，矢跨比1/12.81，主索最大张力Tmax＝1557.845KN，拉力安全系数K＝3.16>[3]。张力安全系数满足要求。主索用量3×350=1050米。为使悬索受力均匀，主索通过120吨大吨位滑轮串联，使张力自动调整均匀，见图(20)～(22)。

2.3.2、主索张力计算

2.3.2.1、主索张力计算原理和方法 2.3.2.1.1、计算原理 计算假定：

(1)、缆索自重荷载假定沿跨长均布，属于近似计算。 (2)、按弹性变形理论计算，未考虑非弹性变形。

2

(3)、悬索是绝对柔性，任一截面均不能承受弯矩。 (4)、跑车处于某一平衡状态，即对缆索做静力平衡计算。 (5)、不计跑车、滑轮和缆索之间的摩阻力。

主索按静力平衡原理进行计算，先假定主索初始垂度，计算重索垂度。初始(空索)垂度(f0)自定以后，空索长度(S0)为定值，在荷载作用下必然引起弹性伸长，受载后的总长度S应等于空索长度S0加上由于荷载引起的弹性伸长值ΔS，即S=S0+ΔS。重索长度有两个途径计算：一是按假设重索垂度，以图形几何关系算得S；二是按假设重索垂度，以计算主索内张力得到弹性伸长ΔS算得重索长度S′=S0+ΔS。当S≈S′(在要求的精度内)，则假设重索垂度为所求解，重索垂度求出后，其它需要值即可解出。

根据以上原理，利用BASIC语言编写了主索受力分析计算程序，程序中考虑了主索后拉索的弹性伸长，同时考虑了在张力作用下分段缆索的弦弧差值，使计算结果尽量精确。源程序在《四川公路》1996年第4期及1998年人民交通出版社出版的《中国综合运输体系发展全书》上有登载。

2.3.2.1.2、计算方法 (1)、文中部分符号含义 A—主索截面面积（平方毫米），

α1—起吊岸主索后拉索与水平面夹角（度）， α2—非起吊岸主索后拉索与水平面夹角（度），

△H—两岸塔顶高差（米、起吊岸低取正值，等高取零值）， △S—主索吊重弹性伸长量（米），

△T—安装期与吊运期最大温差（摄氏度，温度升高取正值）， E—主索弹性模量（千牛/平方毫米） F0—主索跨中安装垂度（米）， F1—主索后点吊重垂度（米）， F2—主索前吊点吊重垂度（米），

3

H10—起吊岸塔顶空索水平力差（千牛、正值表示向河）， H20—非起吊岸塔顶空索水平力差（千牛、正值表示向河）， H1—起吊岸塔顶重索水平力差（千牛、正值表示向河）， H2—非起吊岸塔顶重索水平力差（千牛、正值表示向河）， K—主索安全系数， L—吊装跨径（米），

L1—后吊点距起吊岸塔顶水平距离（米），

L2—前后两吊点间水平距离（米、单吊点取零值）， L3—起吊岸主锚距塔架水平距离（米）， L4—非起吊岸主锚距塔架水平距离（米）， Q—主索单位重量（千牛/米），

P—起吊结构重量（千牛、包括吊具及冲击系数）， S0—主索初始索长（米、包括后拉索长度）， S—主索吊重索长（米、包括后拉索长度）， TP—主索破断拉力（千牛），

V10—起吊岸塔顶空索竖直力（千牛）， V20—非起吊岸塔顶空索竖直力（千牛）， V1—起吊岸塔顶重索竖直力（千牛）， V2—非起吊岸塔顶重索竖直力（千牛）， △St—主索温度伸缩量（米）。 (2)、计算公式

①、空索计算 图(1)示。

ΔHAF0βDα2T10A′α1T30L3LL4D′图(1)、空索索跨布置图4

先预设主索跨中安装垂度F0（可设为L/20～L/30） 则：相应简支梁跨中弯距

ML/2＝Q×L2/(8×cosβ)＝Q×L×跨间空索水平张力

H0＝ML/2/F0＝Q×L×跨间空索竖直力

A岸：R10＝Q×L/(2×cosβ)－H0×tgβ＝Q×L+DH22L+DH22/8 L+DH22/(8×F0)

/2－H0×△H/L

D岸：R20＝Q×L/（2×cosβ）+H0×tgβ＝Q×L2+DH2/2＋H0×△H/L 则：后拉索空索张力

T10=T30=R10+H0

R20+H0

2222空索塔顶水平力差

A岸：H10＝H0－T10×cosα1（正值表示向河） (1) D岸：H20＝H0－T30×cosα2（正值表示向河） (2) 空索塔顶竖直力 A岸：V10＝R10＋T10×sinα

1

(3)

D岸：V20＝R20＋T20×sinα2 (4) 主索后拉索初始索长

A岸：AA′直线段、S10＝L3/cosα1

弦孤差、△10＝Q2×L33/(24×T102×cos4α1) 见以下所附公式

附：柔索弧长计算公式

图(2)示、

lS＝l+△ 其中、弦弧差：

L图(2)△＝[Q2×L3/（24×H2）] ×(l/L）2

＝ Q×L×l/（24×H）

5

2

２

2

式中：Q—单位索重（KN/m） H—水平张力（KN）

D岸：DD′直线段、S50＝L4/cosα2

弦孤差、△50＝Q2×L43/(24×T202×cos4α2）

跨间空索初始索长

S20+△20＝L+△H2/(2×L)+8×F02/(3×L)－32×F04/(5×L3) 则：空索初始长度

S0＝S10+S20+S50+△10+△20+△50 (5) ②、重索计算 图(3)示。

βT1F1F2CP/2L2LL4 DΔHA1αBP/2L12T1A′αT3T2T3D′L3图(3)、吊重索跨布置图

设定前吊点重索垂度F2， 相应简支梁前后吊点弯矩

B处：M1＝P×L1×[1－(L1+L2/2)/L]+ Q×L1×(1－L1/L)×L+DH22/2 L+DH22C处：M2＝P×(L―L1―L2)×(L1+L2/2)/L+ Q×(L1+L2)×[1－(L1+L2)/L] ×因为荷载是竖向的，沿钢索(跨间)全长的水平分力为常数，

则：H＝M1/F1=M2/F2 因而：F1＝M1×F2/M2

跨间重索竖直力

A岸：R1＝P×[1－(2×L1+L2)/(2×L)]+Q×L+DH22/2 /2－△H/L

D岸：R2＝P×(L1+L2/2)/L+Q×L2+DH2/2+H×△H/L 则：钢索张力

T1=R1+H22 H?L22T2=H?BC/L2

(F2-F1-DH L2/L)/L2

6

2 T3=R2+H22 主索最大张力T＝Max（T1、T2、T3），即T1、T2、T3之中最大值，当结构位于跨中（L1+L2/2＝L/2）时，有：

主索安全系数 K=TP/T (6) 吊重塔顶水平力差

A岸：H1＝H－T1×cosα1（正值表示向河） (7) D岸：H2＝H－T３×cosα2（正值表示向河） (8) 吊重塔顶竖直力

A岸：V1＝R1+T1×sinα1 (9) D岸：V2＝R2+T3×sinα2 (10) 主索后拉索吊重索长 AA′直线段、S1＝L3/cosα

1

弦弧差、△1＝Q2×L33/(24×T12×cos4α1) DD′直线段、S5＝L4/cos4α2

弦弧差、△5＝Q2×L43/(24×T32×cos4α2) 跨间部分吊重索长 AB：直线段、S2＝(F1-DH?L1/L)2L12 弦弧差、△2＝Q2×L1×S22/(24×H2) BC：直线段、S3＝(F2-F1-DH?L2/L)2L22 弦弧差、△3＝Q2×L2×S32/(24×H2) CD：直线段、S4＝[F2+DH(L-L1-L2)/L]+(L-L1-L2)22 弦弧差、△4＝Q2×(L―L1―L2)×S42/(24×H2)

则：吊重索长

S＝S1+S2+S3+S4+S5+△1+△2+△3+△4+△5 (11) 主索吊重弹性伸长值增量

△S＝[(S1+S2+△1+△2)×(T1－T10)+(S3+△3)×(T2－H0)+(S4+S5+△4+△5)×(T3－

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T30)]/(E×A) (12) 主索温度变形

△St＝S0×0.000012×△T (13) (3)、判断

主索空索和重索情况计算完成后，则判断重索长度S是否与空索长度S0加弹性伸长值增量△S加温度变形△St(若考虑温度影响)之和相接近，即：S≈S0+△S+△St，若满足，则假定的重索垂度F2合适；否则，重新假定重索垂度F2，重复步骤②的计算，直到F2满足要求为止。然后判断主索安全系数K是否合适，若合适，结束计算；否则重新拟定初始垂度F0或增加运输主索数量A，重新进行步骤(2)的全部计算，直到主索安全系数K满足要求。

2.3.2.1.3、程序流程及BASIC语言源程序 （略）

2.3.2.2、利用上述程序对主索张力及主索对塔架的作用力的计算结果 主索单根钢绳钢丝截面积A=1178.07 mm2，钢丝破断拉力总和为1178.07 ×170＝200272 Kg＝200.272吨，整条钢丝绳的破断拉力为Tp＝200.272×0.82(6×37+FC钢丝绳破断拉力折减系数)＝164.223吨≈1640KN, 则1组主索破断拉力＝3× 1640KN=4920KN。

主索按预制场起吊、双江岸左右幅拱脚段就位、左右幅拱顶段就位、运输构件至索跨跨中共计算六种工况。计算初始数据及计算结果如下：

主 索 初 始 数 据

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 吊装跨径＝ 192.5 米

前后两吊点间水平距离(单吊点取零值)＝ 19 米 起吊岸主锚距塔架水平距离＝ 50 米 非起吊岸主锚距塔架水平距离＝ 45 米

两岸塔顶高差(起吊岸低取正值，等高取零值)＝-3 米 起吊岸主索后拉索与水平面夹角＝ 25.5005 度

8

非起吊岸主索后拉索与水平面夹角＝ 28.371 度 主索弹性模量＝ 75.6 千牛/平方毫米

安装期与吊运期最大温差(温度升高取正值)＝-20 摄氏度 起吊结构重量(包括吊具及动力系数)＝ 494.24 千牛 主索单位重量＝ .33297 千牛/米 主索破断拉力＝ 4920 千牛 主索截面面积＝ 3534.21 平方毫米 拟定的主索跨中安装垂度＝ 8.5 米

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

主 索 计 算 结 果

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 空索情况: ────

空索跨中垂度F0= 8.5 米

空索初始长度S0= 300.1053 米(不含后拉索回头长度) 空索后拉索张力(较大岸)T0= 184.7941 千牛 起吊岸塔架空索水平力差H10= 14.68061 千牛 起吊岸塔架空索竖直力V10= 114.4377 千牛 非起吊岸塔架空索水平力差H20= 19.73957 千牛 非起吊岸塔架空索竖直力V20= 116.5669 千牛

结构后吊点距起吊岸塔架 25 米时的情况(预制场起吊)： ────────────────── 1、不计温度影响

后吊点垂度F1= 8.954078 米 前吊点垂度F2= 11.76534 米 跨间主索水平张力H= 1210.486 千牛 主索最大张力T= 1293.732 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 42.78811 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 1013.555 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 141.6352 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 678.9923 千牛

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2、温度降低 20 度时 后吊点垂度F1= 8.840272 米 前吊点垂度F2= 11.61581 米 跨间主索水平张力H= 1226.07 千牛 主索最大张力T= 1308.408 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 45.12428 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 1020.116 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 143.5722 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 686.119 千牛

结构后吊点距起吊岸塔架129.95米时的情况(左幅拱顶段就位)： ────────────────── 1、不计温度影响

后吊点垂度F1= 13.70483 米 前吊点垂度F2= 11.9924 米

跨间主索水平张力H= 1390.257 千牛 主索最大张力T= 1438.245 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 123.7818 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 794.0148 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 124.7609 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 1051.845 千牛 2、温度降低 20 度时 后吊点垂度F1= 13.54859 米 前吊点垂度F2= 11.85568 米 跨间主索水平张力H= 1406.29 千牛 主索最大张力T= 1453.685 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 125.4452 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 801.1185 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 127.2078 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 1058.932 千牛

结构后吊点距起吊岸塔134.95米时的情况(右幅拱顶段就位)： ──────────────────

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1、不计温度影响

后吊点垂度F1= 13.2658 米 前吊点垂度F2= 11.30178 米 跨间主索水平张力H= 1352.469 千牛 主索最大张力T= 1405.34 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 121.4048 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 763.6978 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 115.9257 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 1049.635 千牛 2、温度降低 20 度时 后吊点垂度F1= 13.11141 米 前吊点垂度F2= 11.17025 米 跨间主索水平张力H= 1368.394 千牛 主索最大张力T= 1420.606 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 123.0471 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 770.7588 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 118.4186 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 1056.641 千牛

结构后吊点距起吊岸塔架155.034米时的情况(双江岸左幅拱脚段就位)： ────────────────── 1、不计温度影响

后吊点垂度F1= 10.77843 米 前吊点垂度F2= 7.42605 米

跨间主索水平张力H= 1122.513 千牛 主索最大张力T= 1204.575 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 103.4506 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 607.4269 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 62.62037 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 1009.385 千牛 2、温度降低 20 度时 后吊点垂度F1= 10.63403 米

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前吊点垂度F2= 7.326563 米 跨间主索水平张力H= 1137.756 千牛 主索最大张力T= 1218.707 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 104.9914 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 614.2 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 65.42868 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 1015.863 千牛

结构后吊点距起吊岸塔架160.034米时的情况(双江岸右幅拱脚段就位)： ────────────────── 1、不计温度影响

后吊点垂度F1= 9.951903 米 前吊点垂度F2= 6.050318 米 跨间主索水平张力H= 1035.126 千牛 主索最大张力T= 1129.187 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 95.8483 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 555.1713 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 41.56651 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 987.7615 千牛 2、温度降低 20 度时 后吊点垂度F1= 9.810349 米 前吊点垂度F2= 5.964258 米 跨间主索水平张力H= 1050.062 千牛 主索最大张力T= 1142.802 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 97.3526 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 561.8109 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 44.52233 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 993.9985 千牛

结构吊运至跨中时的情况: ─────────── 1、不计温度影响

跨中主索最大垂度F= 15.02859 米

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跨间主索水平张力H= 1528.097 千牛 跨中主索最大张力T= 1557.845 千牛 主索安全系数K= 3.158208

起吊岸塔架主索水平力差H1= 122.0148 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 973.6688 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 164.8967 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 991.5461 千牛 2、温度降低 20 度时

跨中主索最大垂度F= 14.86959 米 跨间主索水平张力H= 1544.437 千牛 跨中主索最大张力T= 1573.925 千牛 主索安全系数K= 3.125943

起吊岸塔架主索水平力差H1= 123.841 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 980.846 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 167.0904 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 998.9308 千牛

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可见在拱箱吊运至索跨跨中时，主索最大张力Tmax=1557.845KN，安全系数K=3.16，满足规范主索张力安全系数不小于3的要求。

2.3.3、考虑主索接触作用应力验算

构件运输至跨中时主索张力最大，按此阶段控制计算。

σ＝Tmax/An＋Ce×E×δ/D

其中：钢丝直径：δ＝2.6 mm； 滑轮直径：D=450 mm；

钢索弹性模量：E=7.56×109 kg/m2；

钢索弹性模量折减系数：Ce=0.104+0.04×2d/D。钢索直径d＝56.5mm； 主索最大张力Tmax=1557.845 KN≈155784.5 kg；

3φ56.5mm主索钢丝截面积An=3534.21 mm2=0.003534 mm2； 代入上式得到：

13

σ＝Tmax/An＋(0.104+0.04×2d/D)×E×δ/D＝49061155.54 Kg/m2。

则、考虑主索接触作用应力安全系数

K＝σmax/σ＝1.7×108/49061155.54＝3.47>[2] 应力安全系数满足要求。 2.4、工作索

工作索布置于主索旁，主要用于拱箱吊装施工辅助、滑车检修、运输小型工具等。在塔顶布置1根∮47.5mm(6×37+FC)工作索，公称抗拉强度170kg/mm2，破断拉力为 1175KN，工作索安装垂度f0＝6m，按最大吊重80KN(含配重及冲击系数)进行控制，吊重索跨跨中垂度fmax＝13.063m，最大张力Tmax＝327.172KN，拉力安全系数K＝3.59>[3] ，满足规范张力安全系数不小于3的要求。工作索用量350米。

工作索的计算原理和方法与主索相同，仍采用上述程序进行计算。

工作索按吊篮位于新县城岸塔前15m、双江岸塔前10m及索跨跨中共计算三种受力工况，计算初始数据及计算结果如下：

工 作 索 初 始 数 据

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 吊装跨径＝ 192.5 米

前后两吊点间水平距离(单吊点取零值)＝ 0 米 起吊岸主锚距塔架水平距离＝ 50 米 非起吊岸主锚距塔架水平距离＝ 45 米

两岸塔顶高差(起吊岸低取正值，等高取零值)＝-3 米 起吊岸主索后拉索与水平面夹角＝ 25.5005 度 非起吊岸主索后拉索与水平面夹角＝ 28.371 度 主索弹性模量＝ 75.6 千牛/平方毫米

安装期与吊运期最大温差(温度升高取正值)＝-20 摄氏度 起吊结构重量(包括吊具及动力系数)＝ 80 千牛 主索单位重量＝ .07943 千牛/米 主索破断拉力＝ 1175 千牛 主索截面面积＝ 843.47 平方毫米 拟定的主索跨中安装垂度＝ 6 米

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

14

工 作 索 计 算 结 果

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 空索情况: ────

空索跨中垂度F0= 6 米

空索初始长度S0= 299.5838 米(不含后拉索回头长度) 空索后拉索张力(较大岸)T0= 61.92813 千牛 起吊岸塔架空索水平力差H10= 5.432636 千牛 起吊岸塔架空索竖直力V10= 35.26306 千牛 非起吊岸塔架空索水平力差H20= 7.04599 千牛 非起吊岸塔架空索竖直力V20= 36.00489 千牛

结构吊点距起吊岸塔架 15 米时的情况: ────────────────── 1、不计温度影响 吊点垂度F= 5.848597 米

跨间主索水平张力H= 207.2715 千牛 主索最大张力T= 223.888 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 5.194343 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 181.0305 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 24.65498 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 109.2706 千牛 2、温度降低 20 度时 吊点垂度F= 5.722254 米

跨间主索水平张力H= 211.8479 千牛 主索最大张力T= 228.1578 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 5.916921 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 182.9401 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 25.21298 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 111.3694 千牛

结构吊点距起吊岸塔架 182.5 米时的情况: ────────────────── 1、不计温度影响

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吊点垂度F= 4.562891 米

跨间主索水平张力H= 182.1061 千牛 主索最大张力T= 199.1668 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 17.21021 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 93.293 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 6.8614 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 175.2921 千牛 2、温度降低 20 度时 吊点垂度F= 4.452112 米

跨间主索水平张力H= 186.6373 千牛 主索最大张力T= 203.2901 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1= 17.65947 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 95.31065 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 7.764527 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 177.1808 千牛

结构吊运至跨中时的情况: ─────────── 1、不计温度影响

跨中主索最大垂度F= 13.06265 米 跨间主索水平张力H= 322.9029 千牛 跨中主索最大张力T= 327.1717 千牛 主索安全系数K= 3.591387

起吊岸塔架主索水平力差H1= 27.60382 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 193.5319 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 36.32067 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 197.3809 千牛 2、温度降低 20 度时

跨中主索最大垂度F= 12.87527 米 跨间主索水平张力H= 327.6022 千牛 跨中主索最大张力T= 331.8222 千牛 主索安全系数K= 3.541053

起吊岸塔架主索水平力差H1= 28.10567 千牛

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起吊岸塔架主索竖直力V1= 195.6073 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 36.92844 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 199.5172 千牛

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

应力安全系数计算略。 2.5、索塔(见图02～08)

塔架采用常备M型万能杆件组拼成三柱门式钢桁架结构，塔脚与基础固接，通过风缆来约束塔顶位移。塔顶设钢板箱上、下分配梁来支承主索及工作索座滑轮，并将悬索系统传递来的荷载分配到塔顶各节点上。塔顶标高由拱顶标高259.86+fmax+工作高度来决定，即为259.86+15.029+9.0＝283.889m，实际双江岸塔顶标高284.207m，塔架基础顶面标高261.0m，塔高23.207m；新县城岸塔顶标高287.207m，塔架基础顶面标高264.0m，塔高23.207m。塔架横向宽塔顶30m，纵向宽度2m。索塔采用M型万能杆件组拼，需杆件钢材总重144.197t。为克服塔架纵横向水平力，两岸塔架设置3组5∮19.5mm后风缆和两侧各1组5∮19.5mm横风缆；后风缆拉于每笼立柱顶部中间位置，侧风缆拉于上分配梁端头位置；后风缆进入两岸主锚碇锚固，横风缆设置抗拉力不小于20吨的风缆锚碇锚固；横风缆与水平面夹角按塔架构造图(图04)中的说明进行布置。两岸塔架∮19.5mm风缆索用量约2500m。为减小风缆垂度的影响，塔架后风缆及横风缆每道安装张力按5t控制；所有风缆千斤绳考虑8倍的安全系数后布置。

塔架按预制场起吊、运输拱箱至索跨跨中、双江岸右幅拱脚段就位等运输状态按塔架的最大受力组合进行计算，计算时综合考虑了主索、工作索、起吊牵引索的共同作用。因两岸塔架结构相同，双江岸塔架受力较大，仅取双江岸塔架做控制计算，并按吊运1#拱箱(靠桥轴线)至9#拱箱(外侧边箱)的不同的索力作用位置(共计算了9个工况)对塔架分别进行了计算。在最不利情况下(双江岸塔架在9#拱顶段拱箱运输至索跨跨中时)由主索、工作索及牵引索(不含风缆初张力)产生的塔顶最大竖直压力为1253.302KN，纵向水平力为213.415KN(向河方向)，横向水平力为206.658KN，见图(4)。

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图(4)、吊9#拱箱(左幅外侧边箱)至索跨跨中时塔顶力作用图

其余8个工况塔顶力作用图略。

塔架作为空间杆系结构利用《微机结构分析通用程序SAP2000》进行了电算，万能杆件各节点看成空间铰结点，计算时未考虑风缆对塔架的约束作用，偏于安全，计算模型见图(5)示。

按各个计算状态各单元的最大受力值进行单肢杆件、杆端连接螺栓及节点板孔壁挤压的强度复核，另对不能满足受力要求的2N5斜杆皆用2N3代替，2N4水平杆

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皆用4N4代替，使所有的杆件及连接皆在规范容许受力范围之内。吊9#拱箱(左幅外侧边箱)至索跨跨中时塔架轴力计算结果见图(6)，该工况立杆(4N1)有最大轴力。

图(5)、塔架计算拉伸模型

图(6)、吊9#拱箱(左幅外侧边箱)至索跨跨中时塔架轴力填充图(其余工况未示)

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综合塔架在各工况的最大内力计算结果如下：

塔脚竖直杆4N1最大压力N＝-102.254t<[133t]，最大拉力N＝36.145t<[135t联结控制]；水平杆(4N4)最大压力N＝-27.692t<[42.6t联结控制]，最大拉力N＝31.871t<[42.6t联结控制]；斜腹杆(2N3)最大压力N＝-27.094t<[37.8t联结控制]，(2N3)最大拉力N＝29.633t<[37.8t联结控制]。

索塔位移计算结果：

吊9#拱箱(左幅外侧边箱)至索跨跨中时塔架纵向位移6.46cm(向前)，横向位移0.91cm；在风缆初张力作用下，塔架初始纵向位移-2.30cm(向后)。

2.6、塔顶分配梁(附图09～12)

塔顶设上、下分配梁。两岸上下分配梁结构相同，上分配梁为470mm×700mm钢箱梁，下分配梁为400mm×600mm钢箱梁。下分配梁简支于万能杆件柱头上，上分配

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梁连续弹性支承于下分配梁上。两岸塔顶分配梁共42.283t。上下分配梁内力计算结果见图(7)。

图(7)、上、下分配梁内力图

①、(吊6#拱箱至索跨跨中上分配梁竖向弯炬图，其余工况未示)

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该工况上分配梁有最大竖向弯矩。

②、(吊7#拱箱至索跨跨中上分配梁竖向剪力图，其余工况未示)

该工况上分配梁有最大竖向剪力。

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③、(吊9#拱箱至索跨跨中下分配梁竖向弯矩图，其余工况未示)

该工况下分配梁有最大竖向弯矩。

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④、(吊9#拱箱至索跨跨中下分配梁竖向剪力图，其余工况未示)

该工况下分配梁有最大竖向剪力。

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综合各工况分配梁内力计算结果如下： (1)、上分配梁

最大弯矩Mmax＝7690693.33kg.cm，相应平面外弯矩M2＝1933503.32kg.cm；最大剪力Qmax＝-100726.84kg。最大弯曲应力σmax＝151.3MPa<1.3[σ]＝188.5MPa，最大剪应力τmax＝46.1MPa<[τ]＝85MPa。材质为Q235。

(2)、下分配梁

最大弯矩Mmax＝3958563.28kg.cm，相应平面外弯矩M2＝359376.81kg.cm；最大剪力Qmax＝-39732.08kg。最大弯曲应力σmax＝77.0MPa<[σ]=145MPa，最大剪应力τmax＝21.2MPa<[τ]＝85MPa。材质为Q235。

可见，两岸上、下分配梁受力皆在容许范围之内。钢材容许应力根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86取值。

2.7、锚碇(图12～16)

两岸主锚碇设计皆采用桩式锚碇。为减小塔架的横向水平力，根据所安装箱肋位置对钢索在锚碇上的锚固位置进行三次横移，祥见图15、16。

主锚碇相对于主桥轴线对称布置，每岸设置5根直径1.5m的钢筋混凝土锚桩，每根桩长7.5m。主锚碇用作主索、工作索及塔架后风缆等的锚固。双江岸主锚碇总的拉力为229.311t，按图15、16中钢索布置，单桩最大拉力84.645t，其水平分力为74.479t，竖直分力V=40.222t；新县城岸主锚碇总的拉力为233.705t，单桩最大拉力84.645t，其水平分力为76.399t，竖直分力V=36.442t。锚桩按水平荷载桩利用m(地基比例系数m按硬性黏土取为30MN/m)法计算锚桩内力(剪力Q和弯矩M)，并进行配筋设计。计算桩身最大弯矩Mmax＝1366.4KN.m，最大剪力Qmax＝763.99KN，侧壁最大土应力0.21MPa，桩顶最大位移4.7mm。设计要求基底及侧壁承载力不小于0.25MPa；实际单桩配置主筋为22根Φ25mmⅡ级钢筋，箍筋为间距15cm的υ8mmⅠ级钢筋。实际锚桩抗弯承载力为M＝2183KN.m，抗剪承载力Q＝1508.04KN。可见主锚桩受力安全。考虑桩体自重及桩侧土的摩阻力，锚桩抗拔稳定系数为4.1，也完全满足

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4

要求。

锚桩采用C35砼，两岸共计147m3。

两岸扣索分别利用0号、1号桥台内的预埋锚固拉板进行锚固，锚固拉板预埋于两岸桥台顶部前墙内，该部分混凝土改为C30素混凝土，并加厚至2.3米以上厚度，锚固拉板埋入混凝土中深度1.92米；锚固拉板使用前做抗拉试验，单个锚固拉板试验抗拉力控制在40吨左右。每岸桥台共埋设12个锚固拉板，相对于桥轴线对称布置，每道扣索应至少由两个锚固拉板承载(每个锚固1根?47.5mm扣索)，锚固位置以扣索力的合力基本与所安装肋在同一竖直面内为原则(及两根扣索尽量与所安装肋对称布置)，部分横向不平衡荷载由风缆克服。

2.8、扣索

扣索皆采用6×37+FC的麻芯钢索，公称抗拉强度170kg/mm2。采用2∮47.5mm钢索，破断拉力235吨。

扣索利用0号、1号桥台顶部前墙内的预埋锚固拉板进行锚固，每道扣索应至少由两个锚固拉板承载。扣点采用捆绑的形式与拱箱连接。吊、扣点连接构造见图17～19。

单肋共计2道(4根)扣索，扣索长短采用滑车组卷扬机调整。扣索长约30m(含回头卡长度)。全桥扣索用量(按单肋扣索计算)：∮47.5mm(6×37+FC)钢索120m。

本桥扣挂体系中扣索大小按照静力平衡计算方法的结果配索，按平面杆系结构进行计算。因在拱肋合拢及轴线标高调整完成之前，各分段接头是通过接头连接螺栓进行临时连接；在拱肋合拢及轴线标高调整完成之后，才进行接头的焊接；因而各分段点按头接铰接考虑。

因而在吊装过程中，分段点(含拱脚)按铰接考虑，扣索与扣段一起构成一平面静定结构，每道风缆按初始张力5t进入计算，计算时考虑拱肋自重（考虑1.1倍的预制超重，但不考虑冲击）作用。每岸按安装拱脚段和拱顶合拢段分别进行计算，每道扣索按两阶段的最大索力控制设计。计算合拢状态时，按规范要求合拢段计入一半重量。

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扣挂计算模型见图(8)，合拢段安装阶段荷载见图(9)。

图(8)、扣挂计算拉伸模型图

图(9)、合拢段安装阶段荷载图(拱脚段安装阶段未示)

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合拢段安装阶段轴力见图(10)，拱脚段安装阶段轴力图及各阶段弯矩、剪力图未示。扣索力见表(1) 各阶段扣索力计算成果。

图(10)、合拢段安装阶段轴力图(拱脚段安装阶段未示)

表(1) 各阶段扣索力计算成果表（吨）

双江岸扣索力(t) 新县城岸扣索力(t) 51.603 75.369 3.12 49.404 72.154 3.26 扣挂状态 安装拱脚段 安装合拢段 张力安全系数K 可见，扣索安全系数皆满足大于3的规范要求。

因扣索水平倾角较小，为保证拱箱扣挂过程中拱箱受力的安全，对安装拱脚段及拱顶段阶段对拱箱的受力分别进行了计算：

拱脚段安装阶段，拱箱最大弯矩-45.905t.m，最大轴力-70.419t.m，拱圈截面最

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大压应力-3.69MPa，最大拉应力1.04MPa。拱顶段安装阶段，拱箱最大弯矩-62.270t.m，最大轴力-95.641t.m，拱圈截面最大压应力-5.01MPa，最大拉应力1.41MPa。而C40混凝土轴心抗压强度标准值为26.8MPa，轴心抗拉强度标准值为2.40MPa，可见拱箱在安装过程中受力是安全的。

2.9、起重索、牵引索(图23～24)

拱肋前后两个吊点抬吊，起重索采用∮19.5mm (6×37+FC)的麻芯钢索，公称抗拉强度170kg/mm2，钢绳破断拉力为19.64吨。起吊滑车组走8线布置，跑头拉力F=3.519t，安全系数K=5.58>[5]，采用5t中速卷扬机做起吊动力。起吊卷扬机容绳量应不小于500m。

牵引索采用∮24mm(6×37+FC)的麻芯钢索，公称抗拉强度170kg/mm2，钢绳破断拉力为29.356吨。吊拱箱时最大牵引力W=20.007t，牵引按来回线布置，滑车组走4线（不含通线），跑头拉力F=5.476t，安全系数K=5.37>[5]，采用8t中快速卷扬机牵引。

工作起吊采用∮19.5mm麻芯钢索，滑车组走2～3线布置，采用5t卷扬机做起吊动力。工作牵引采用∮19.5mm麻芯钢索，滑车组走1～2线布置(来回线)，采用5t卷扬机牵引。

起吊、牵引千斤绳不能在塔顶转向而增加塔架的水平力，转向滑轮的千斤绳必须卡在主索后拉索上，使索力传入锚碇。

全桥起吊、牵引索用量：∮19.5mm钢索1800米(主起吊、工作索起吊和工作索牵引)，∮24mm钢索850米(主牵引)。

2.10、拱箱风缆索

拱肋风缆绳采用2∮19.5mm(6×37+FC)的麻芯钢索，公称抗拉强度170kg/mm，钢绳破断拉力为39.3吨(双线)。

风缆与地面夹角不大于30°，风缆水平投影与桥轴夹角不小于50°，为减小风缆垂度的非弹性影响，风缆初张力按5吨控制。全桥左右幅各两个肋需16道风缆绳。

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2

拱箱风缆绳用量约1400m。

拱肋风缆位置根据设计的风缆角度要求放样后确定，锚碇根据具体地质情况可采用锚环(锚环必须采用韧性较好的钢材)或埋置式地垄等形式，工地自行设计布置，要求每道风缆锚碇容许抗拉力不小于10吨。

2.11、主要钢索组成参数表

表(2) 主要钢索组成参数表

钢索规格 钢索直径d 钢丝直径δ 钢索型号 重量 金属截面积FK 弹性模量EK 线膨胀系数 破断拉力TP 钢丝公称强度 拉力安全系数 应力安全系数 单位 mm mm Kg/m mm MPa 1/℃ t MPa 应大于 应大于 2主 索 56.5 2.6 6×37+FC 11.099 1178.1 75600 1.2E-5 164 1700 3 2 工作索、扣索 47.5 2.2 6×37+1 7.943 843.47 75600 1.2E-5 117.5 1700 3 2 牵引索 24 1.1 6×37+FC 1.982 210.87 75600 1.2E-5 29.35 1700 5 3 起吊、风缆索 19.5 0.9 6×37+FC 1.326 141.16 75600 1.2E-5 19.65 1700 5 3 3、拱箱的吊装

吊装系统安装完成，正式吊装前，应进行以下几方面的工作： (1)、复核跨径、起拱线标高，放样拱脚对位大样并画线。 (2)、对拱脚预埋件进行检查和校正。

(3)、检测吊装段拱箱的几何尺寸及预制施工质量。

(4)、对吊装系统进行全面检查并进行试吊，以检验吊重能力及系统工作状态。缆索系统的试吊包括吊重的确定及重物的选择、系统观测、试验数据收集整理。

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3.1、试吊装前的准备工作

对整套缆索系统的全面检查验收，各关键设备材料检查主要项目如下： (1)、卷扬机

安装布置合理、排绳顺畅、锚固牢靠、电线接驳符合安全要求、机械电器运行良好(特别是刹车系统)。

(2)、钢丝绳(牵引、起重)

钢丝绳质量、磨损、断丝情况、转向的布置、摩擦等，穿索是否正确。 (3)、转向滑车、索鞍、跑车、滑车组转动顺畅，与钢丝索联接平顺、固定牢靠。 (4)、塔架

螺栓的紧固、杆件安装是否正确、线形顺直、初始位移达到设计要求。 (5)、缆风索

初张力是否符合设计要求、锚固牢固、钢丝绳质量、磨损、断丝情况。 (6)、主索

主索养护、钢丝绳质量、磨损、断丝情况、锚固、联接可靠(绳卡数量、拧紧情况)、垂度与设计相符。

(7)、各类地锚牢固，砼、钢筋、结构尺寸、锚固深度等符合设计要求。 (8)、对试吊的物件及工具进行检查，检查起重、牵引、跑车、吊点连接、塔架、塔顶、索鞍、卷扬机、转向滑车等各部位运行情况，发现问题及时调整解决。

(9)、指挥系统(通讯)、准备工作检查。 (10)、缆索系统空载运行试验。 3.2、试吊方案

(1)、根据有关技术规范的规定并结合本桥的实际情况，以本桥最大设计吊重G=37.02吨为100％试吊重量，按60%G(22.212t)→100%G(37.02t)→120%G(44.424t)确定。

吊重物分别选用：桥面6.6m空心板边板4块(前后吊点各吊2块，22.4t)→拱顶

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段边箱(37.02t)→拱顶段边箱+7.4吨钢材(44.42t)。

(2)、试吊的目的是为了检查以下几个方面的情况：

①、检查加载起吊后至跨中主索的垂度情况与设计是否相符。

②、观测主塔受力变形情况、塔架基础、地锚的变形数据和稳定安全情况。 ③、牵引索、起重索的动作情况，跑车、倒拐滑车、滑车轮组的运转情况，卷扬机组的运行情况等。

④ 、测试指挥系统的调度配合能力。 (3)、试吊需要检查项目和检查方法

①、主索的吊重最大垂度：试吊最大重量节段，跑车运行至跨中，使用全站仪进行悬高测量，参照标高为两岸塔架顶连线标高。

②、塔架顶位移情况：分两个测量阶段，一是塔架在风缆初张力作用下的最大位移情况；二是每次加载后塔架位移情况。检查有两种方法：一是从塔架顶两侧边沿横向中轴线放下吊陀，丈量吊陀中心与塔架中心的纵、横方向轴线的距离，计算出塔架两侧的纵、横方向位移量；另一种方法是在塔顶两侧沿桥纵轴方向及上分配梁上沿桥横轴线方向捆绑标尺，用设置于塔架纵横轴线上的经纬仪直接测读塔架位移情况。并将数据汇报指挥小组并制订出调整措施。

③、塔架基础沉降量：检查塔架基础的沉降量，在基础施工完成后测量基础顶面标高，记录原始数据备案，塔架及缆索安装完成后测量一次，再与试吊过程中测量基础标高进行比较，计算出沉降量。

④、地锚位移量：使用经过计量部门标定好的千分表测量，试吊前在地锚的锚桩后侧安装并固定好千分表，千分表顶杆接触地锚后，记录每个千分表初读数，试吊过程中观测并记录吊运过程中千分表读数。并及时将变化量反馈到指挥小组。

⑤、塔顶结构、塔架杆件、紧固件的局部变形情况：通过目测、敲击、辨别异常声音等手段检查。

⑥、检查塔架顶座滑轮、横移系统、牵引索、起重索、滑车轮的动作情况，跑车、

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卷扬机组的行走和运转速度。通过目测和计时试运行等手段检查。

⑦、检查缆索吊装系统设备满负荷运行时，供电系统和用电设备线路能否满足施工要求。通过电表读数和各电路的电压数据检查。

⑧、检查通讯设备是否足够，并能保持清晰的对话。 3.3、拱肋安装方法

每肋分三段吊装，全桥拱肋共54个吊装节段。

预制好的拱箱通过轨道平车横移至主索垂直下方位置，经检验节段几何参数和质量符合设计要求后，准备吊装。

拱肋吊装利用千斤绳配合吊架捆绑吊装，吊点位置设置在端头第二块横隔板处。扣点采用捆绑连接，扣点设置于端头第二块横隔板处；捆绑绳通过80吨H板及转向轮与扣索连接。捆绑千斤绳安全系数应大于8；拱箱吊点采用2×∮43mm捆绑千斤绳，按图19进行布置；扣点采用4×∮47.5mm捆绑千斤绳，按图17进行布置。同时注意吊、扣点捆绑位置应预留槽口和埋设粗钢筋或型钢，防止捆绑绳滑移。

(1)、拱肋合拢施工工艺：

①、先吊装两个拱脚段，设置不小于10cm的施工预抬高值；

②、后吊运拱顶段至跨中并下放至约高于设计标高，同时两岸对称循环逐渐下放拱脚段扣索和拱顶段滑车组，使接头慢慢抵紧，尽量避免拱顶段简支搁置冲击拱脚段。

③、合拢松索控制：

当下放至拱脚段前端头与拱顶段端头标高基本一致时，拱顶段先上好一端接头螺栓，然后观测拱顶及接头标高，若低于设计标高并超过规范容许值，在另一接头处加垫钢板进行调节至设计标高后上好螺栓完成合拢，将加垫钢板点焊于连接角钢上。

扣索及起吊滑车组松索过程中，除应注意同时两岸对称循环逐渐下放拱脚段扣索和拱顶段滑车组外，拱顶段起吊滑车组及各扣索一次松索长度应尽量小，通过增加循环次数来达到扣索基本放松的目的，以保证施工安全。松索采取定长松索方法进行，扣索一次松索量可采用1～2cm，起吊滑车组跑头可采用10～20cm，并用粉笔在张拉

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端钢索及起吊跑头上做好标记；每松一次索(对称)，应进行一次各接头及拱顶的标高观测，并根据反馈的标高数据随时进行松索量调整。扣索的调整利用滑车组和卷扬机进行。

经过多次松索循环，各扣索及起吊滑车组皆基本放松(保持10～20％左右索力)，拱肋标高亦符合设计要求后，再进行一次拱肋轴线的精确调整。

④、拱肋轴线控制：

拱肋轴线横向偏位、标高是吊装拱肋的控制指标。在整个吊装过程中，测量技术人员进行跟踪观测，使用拱肋侧风缆对轴线偏位进行调节。风缆的锚固设置在两岸陆地上。

拱肋轴线标高调节依靠调整扣索长度来实现；拱肋轴线横向偏位调节依靠调整拱肋侧风缆长度来调节，扣索收紧、放松(合拢)的同时，测量小组对整个过程进行跟踪观测，同时将所有已安装拱肋的标高和轴线横向偏位观测数据反馈到指挥台，由技术组分析数据后制订出扣索和拱肋侧风缆调整措施，确保吊装节段准确、快速完成对接就位并转换到完全扣挂状态。拱肋完成合拢扣挂体系基本放松以及标高调整完成后，应再一次通过侧风缆对拱肋横向偏位进行一次精确调整，最后再进行拱肋接头的焊接。

⑤、拱肋接头焊接：各接头焊接利用在拱肋上设置吊架，吊架可采用钢筋焊接结构，也可采用脚手架管，吊架必须经过受力验算并保证足够的安全度，并有安全防护措施。在吊架上铺设脚手板作为操作平台。

⑥、单肋合拢的稳定性措施

由于拱肋本身横向宽度较小，单肋横向稳定性差，拱肋的横向稳定主要依靠每吊装段上下河各设一道缆风索来保证，缆风索对拱肋的作用，相当于拱肋在横向的弹性支承，减小了拱肋的自由长度， 因而我们在设计风缆时，不仅考虑了它的强度，而且考虑了它的刚度(风缆截面积)，以保证在最大设计风力作用下拱肋的横向位移尽量小。风缆的初始张力按在最大设计风力作用下拱肋横向位移较小为计算原则，通过其

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较大的初张力减小垂度等非线性影响，同时对拱肋产生约束作用。

同时，在风缆布置时，尽量满足上下河对称的原则，并尽量满足《公路桥涵施工技术规范》所要求的风缆角度。

(2)、拱箱总体吊装顺序： 拱肋吊装顺序见图16。

①、先吊装左幅4#拱箱，单肋合拢调整好拱肋轴线和标高后，拧紧接头螺栓，吊、扣索松而不解 (保持10～20％左右索力)，收紧拱肋浪风，并进行拱肋纵向接头焊接；接头焊接完成后，解除起吊索，暂时保留扣索。

②、进行左幅5#拱箱的吊装，解除4#拱箱扣索并利用其进行扣挂，合拢调整好拱肋轴线和标高后，拧紧接头螺栓，吊、扣索松而不解 (保持10～20％左右索力)，收紧拱肋浪风，并进行左幅5#拱箱纵向接头及与4#拱箱的横向连接接头的焊接；焊接完成后，才能解除吊、扣索。

③、双肋合拢，纵横向接头焊接完成后，解除吊、扣索用于后续拱肋的安装，但保留两肋风缆索；然后安装6#～9#拱箱，6#～9#拱箱的安装可不设置风缆，利用倒链葫芦和木契块连接于已安装的拱箱上来保证横向稳定和调整横轴线。

以上同样的方法安装完成右幅的4’#～9’#拱箱(仍必须设置4’#、5’#两肋风缆)。

最后安装右幅1’#～3’#拱箱和左幅1#～3#拱箱，安装可不设置风缆，利用倒链葫芦和木契块连接于已安装的拱箱上来保证横向稳定和调整横轴线。左右幅拱箱全部安装完成，纵横向焊接全部完成后，解除扣索和全部风缆索(左右幅共4肋风缆)，拱

肋安装完毕。最后浇注纵横接头及拱背混凝土，整体化拱圈。

(3)、拱肋安装过程中应注意的几个问题：

①、在拱肋安装的几个主要受力阶段，对塔架、主索、扣索、锚碇进行张力、应力、垂度和位移观测，并作好记录，以指导确保施工安全。

②、拱顶段就位合拢时，两岸逐渐对称循环下放拱脚段扣索，同时缓慢下降拱顶

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段滑车组，使接头缝慢慢抵紧，尽量避免拱顶段的简支搁置和冲击作用。

③、接头焊接应在轴线标高调整完成，松扣(保持10-20％扣索力)和接头充分抵紧后进行。

④、施工过程中应注意千斤绳的配套使用，千斤绳的安全系数应大于8倍；同时各钢绳的索卡数量应满足规范及起重操作手册的要求，索卡间距应满足规范及起重操作手册的要求；索塔的连接螺栓及钢索的索卡等必须拧紧。

⑤、吊环、倒拐滑车锚环、风缆锚环等应采用韧性较好的钢材，不能使用脆性大的钢材。

⑥ 、拱肋合拢时的温度按设计要求不大于20℃控制。 ⑦、大风(风力六级以上)及雷雨天气禁止吊装作业。 3.4、塔架风缆张力及塔顶位移控制

塔架设计为塔脚固接式。塔顶水平荷载将对塔脚产生较大的弯矩。因而控制好塔顶的水平荷载和位移是保证塔架受力安全的关键。经过计算，在塔顶吊重索外力（含主索、工作索、起吊牵引索等）及索塔自重作用下，计算各工况塔架杆件受力皆满足规范要求；外侧边箱运输至索跨跨中时塔架最大纵向位移为6.46cm。在拱肋安装过程中，要求两岸塔顶纵向位移应控制在±7cm范围内，并随时根据塔顶位移情况对风缆张力进行调整，确保塔架位移不超过此控制范围。

4、施工观测控制

拱肋安装施工观测主要分为六个方面：拱肋轴线控制；塔架在拱肋安装过程中的偏移控制；拱肋各扣点在各阶段的标高控制；扣索各阶段索力观测；缆索吊装系统主缆垂度及索力观测；锚碇的位移观测。

4.1、塔架位移观测控制

塔顶位移过大将使竖直力V产生较大的偏心弯矩，对塔架的整体稳定不利。塔架位移通过风缆进行控制和调整；本桥塔架纵向位移应控制在±7cm内，施工过程中应根据塔架位移情况对塔架风缆张力进行调整。塔架位移通过经纬仪进行观测,观测

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方法和仪器如下：

①、在塔架垂直于桥轴线方向设一个测站和一个后视点，在塔架顶面上下游两侧设一个固定标尺。

②、吊装中用经纬仪架在测站，对好后视，直接读取固定标尺读数，再与初始读数比较，即可得偏移值。

③、测站和后视点的设置要求牢固可靠，标尺编号清楚，便于查找。

④、需用J2经纬仪2台，测量人员4人。 4.2、主索垂度和张力观测

主索垂度直接影响主索张力，同时影响牵引升角、牵引力及塔架、锚碇受力。必须控制好安装初始垂度，同时监测吊重最大垂度及主索张力，并与理论计算值进行比较。其测量方法及仪器如下：

①、起吊前测量空载时的垂度，起吊后拱肋运至1/2跨时，再测重载最大垂度。观测方法是在岸坡上适当地方确定一控制点，测出控制点标高和距跨中距离，在控制点上置经纬仪，观测主索跑车位置，读出竖直角，即可计算得垂度值。

②、主缆索力用频谱分析仪测出。 4.3、锚碇位移观测

锚碇通过侧壁土抗力来克服钢索拉力，锚碇前缘土体将产生微小压缩，引起锚碇位移，锚碇位移利用千分表进行观测。

4.4、扣索索力观测

各阶段的扣索索力见前面的各阶段扣索力计算成果表。

扣索力采用频谱分析仪观测；扣索力观测需在每段拱肋安装时进行。 4.5、拱肋轴线的控制

①、在两岸的拱肋轴线上适当高程位置(利用两岸地形条件)各设一个拱肋轴线观测站，观测本岸吊装节段上弦顶面拱肋轴线。

②、拱肋吊装前，在每节段拱肋轴线上顶面贴上用白漆打底划红漆的三角标志。

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③、需配置J2经纬仪2台，测量人员4人。

拱肋轴线观测需在每段拱肋安装及合拢调整阶段进行。 4.6、拱肋各扣点在各阶段的标高控制

利用水平仪进行拱肋各接头在各阶段的高程控制测量，具体方法如下： ①、全桥需两台水平仪，4把塔尺，观测人员2 人，前视2人(每岸各1人)，后视2人。

②、在合适位置设置几个高级后视水准点(与拱肋测点对应)。

③、在拱肋起吊前，在接头拱箱顶面用红油漆标明测点的编号，以便查找。 ④、测量方法：通过前后视点高差及后视点高程换算前视点(测点)高程。拱肋标高观测需在每段拱肋安装、调索及合拢索松索过程中进行观测。

5、机械设备、劳动力及吊装工期安排

5.1、主要机械设备计划

表(3) 悬索吊装主要设备表

名 称 规 格 长 度 数量 合 计 备 注 钢 索 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4

主 索 扣 索 工作索 起吊、牵引索 拱箱风缆索 塔架风缆索 扣索滑车组 安全网 起 吊 牵 引 扣 索 工作索 ∮56.5 ∮47.5 ∮47.5 ∮19.5 ∮24 ∮19.5 ∮19.5 ∮19.5 ∮39 5t 8t 5t 5t 350m 60 350m 850 100m 90 38

3 2 1 4 1 16 10 2 2 2 1 2 2 1050m 120m 350m 1800m 850m 1400m 2500m 200m 180m 起吊、工作牵引 主牵引 按4条肋浪风计算 塔后、塔侧风缆 卷 扬 机： 9台。 5 预制场 5t 2 横移拱箱 吊 具 一 1 2 3 4 5 6 7 8 二 1 2 3 4 5 6 7 三 1 2 3 滑 车 三线跑车 起吊滑车 扣索滑车 牵引滑车 工作索起吊 工作索牵引 风缆滑车 倒拐滑车 索 卡 主 索 扣 索 工作索 安全网 主牵引 主起吊 其 它 卸 扣 起 吊 扣 索 其 它 四 1 2 五 1 转向滑车 手拉葫芦 倒链葫芦 120t 80t 5t 39

30t 30t 40t 20t 10t 10t 10t 16t 10t Y55 Y45 Y45 Y38 Y22 Y18 Y18 30t 40t 5～30t 1t 2套 4个 4个 4个 2个 2个 16个 8个 16个 90个 72个 24个 40个 30个 40个 200个 2个 4个 6个 80个 跑车轮6个 4门8线 6门12线 2门 单门或2门 2门 单门(4肋风缆) 主牵引 单门、开口 ∮56.5 按15道卡 用于∮19.5钢索 连接钢索 安全网 注：按两肋考虑 4个 2个 2个 主索转向 扣索转向(C1) 2 3 六 1 2 倒链葫芦 手搬葫芦 座滑轮 主 索 工作索 3t 1t 3门 1门 4个 6个 2个 2个 万能杆件及分配梁、吊扣具 1 3 4 塔 架 分配梁 144.20t 42.283t 1.78t 不包含转向轮 吊、扣点连接及主索平衡 预 制 场 1 2 3 4 5.2、劳动力计划

拱肋吊装期间由项目经理部成立大桥吊装指挥组，对吊装期间的各种工作进行较为明确的分工。组织机构如下：

指挥组组长(总指挥)：1人（项目经理） 副总指挥：1人（项目总工程师） 现场指挥：2人（两岸起重工长） 起吊落位组：8人 扣索作业组：4人 卷扬机组：7人 抗风作业组：4人

测量观测组：8人(含各部位移观测及索力、应力观测) 安全治安组：2人 后勤保障组：2人

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钢 索 钢 轨 千斤顶 平 车 ∮19.5 38Kg/m 30t 30t 400m 240m 4台 2台 脱 梁 横移拱箱

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