猫道设计与施工方案（修改）

猫道设计与施工方案

一、 概述

旮旯河大桥为纳雍县电煤运输东南环线县城段发展大道四标段，起点接夏蓉高速及纳水路，终点接王家镇寨公路。桥梁位于直线上，分左右两幅，单幅桥宽16m，左右幅净距4.5m，全桥面宽36.5m。主桥为69+120+69m预应力钢筋混凝土连续刚构，引桥均为4×33m预应力钢筋混凝土连续梁。桥面纵坡3.5%，支座水平放置，桥面纵坡的影响在梁底设置楔块处理；桥上车行道横坡1.5%，人行道横坡1%；箱梁顶板做成1.5%的横坡，与车行道横坡一致。桥面铺装采用8cm聚丙烯纤维混凝土调平，顶层采用7cm中粒式沥青混凝土，总厚度15cm。

猫道为本桥的临时结构，做为人员通行、小型机具设备运输、电缆架设、以及用于塔吊安装时的调点使用，由于本桥位于较深峡谷，根据本桥的地理特征情况，架设锚道有必要的意义。

二、猫道设计 1.猫道布置

根据本桥的特点，猫道锚碇位置选在两幅桥中间的空位处，猫道全宽2m，通行宽度1m，猫道净跨340m。雍熙镇端锚碇前沿对应0号台前墙里程，法拉端锚碇设在5号至6号墩之间，其里程以雍熙镇端对应0号台里程及猫道净跨推算。

2.猫道构造

猫道面层包括横梁及面层辅料，钢丝网、横梁布置在承重索上。采用双层钢丝网，承重索上方铺设50mm×70mm的高强钢丝网承重，

再于其上铺设防坠物及供人行走的10mm×10mm的软钢丝网。横梁采用槽钢和角钢相结合的方式，每6m采用一根140mm×58mm槽钢，每2m采用一根80mm×80mm×5mm的角钢，横梁通过U型螺栓连接于承重索上，横梁端部与栏杆立柱相连。猫道两侧间隔2m设置一根栏杆立柱，栏杆立柱采用80mm×80mm×5mm的角钢，栏杆扶手绳采用4根Φ20mm的钢丝绳，两侧栏杆采用50mm×70mm的钢丝网封闭，封闭高度不小于1.2m。（详见设计图）

3、猫道承重索锚固系统

本工程采用单跨分离式猫道，在两岸直接设置锚碇，锚碇内预埋钢框架将承重索的两端锚定在锚碇内，锚碇的另一端设置后地锚，地锚的一端锚入基岩内，另一端锚入锚碇内。（详见锚固设计图）

4、猫道抗风系统

由于猫道属于高空作业，风力对猫道的影响尤为突出，为提高施工期间猫道的抗风稳定性，足够的刚度以及调整线性的需要。由于本工程沟壑较深，风力较大，在猫道的两侧距离两岸50m、100m、150 m、的位置设置抗风绳，一共设置12根抗风绳，抗风绳采用Φ16mm的钢丝绳，一端与猫道横梁连接，另一端锚入基岩内。

5、猫道承重索调节装置

在猫道的承重索和风缆的计算、下料及架设过程中，造成猫道线形误差的原因很多，因此，在承重索及抗风缆两端设置相应的长度调节装置。本工程采用丝杆调节器（见设计图），调节器的一端与承重索用绳卡相连，另一端与锚碇预埋件销接。调节器最初完全放松，避免

收紧困难。

6、猫道照明

本工程无通航及其他运输限制，因此，猫道内仅需按照常规设置施工作业人员通行的照明设施。

三、猫道检算

1、承重索的强度与垂度

承重索所承受的荷载计算见猫道面层强度计算 ⑴.承重索的强度

根据下节计算，承重索的设计总荷载＝65.73t（不含承重索自重） 承重索自重（按照一根承重索每米重12.5Kg计算，共6根承重索，承重索实际长度340.8承重索总重量＝6×340.8×12.5＝25560Kg＝25.56t

见上图，承重索的一端承受的最大设计荷载Ty＝（65.73+25.56）/2＝45.645t

一根承重索受到的力T＝Ty/cosa＝45.645/（6×cos74°36′）

＝27.63t

本设计选用Φ60mm，公称抗拉强度为1770N/mm2的钢丝绳，每根钢丝绳最小破断力187t，一共采用6根钢丝绳承重，安全系数取6。

一根承重索所能够承受的容许拉力＝187/6＝31.17t＞27.63t

承重索强度满足要求。 ⑵.承重索的垂度

根据计算，承重索线型为椭圆形，跨中最大下挠度为21.5m。 2、猫道面层强度与刚度 ⑴.猫道面层强度

猫道每6米为一个循环单元，计算时先计算每个单元材料重量，以此推算猫道自重。

恒载

高强钢丝网重量

每延米高强钢丝网面积(包括底层，侧面) A＝（1.9＋1.2＋1.2）×1＝4.3m2

采用18号钢丝网，每平方米高强钢丝重量：5.7Kg 一个单元钢丝网重量：4.3×5.7×6＝147.06Kg 走行软钢丝

软钢丝面积(仅布置在走道上) A=1.8×1＝1.8m2

采用4号软钢丝网，每平方米高强钢丝重量：1Kg 一个单元软钢丝网重量：1.8×1×6＝10.8Kg 一个单元钢丝网重量：157.86Kg 横梁

每个单元一根140mm×58mm槽钢，长2.1m，每延米槽钢重量14.535Kg，则一根槽钢重量

14.535×2.1＝30.53Kg

每个单元两根80mm×80mm×5mm的角钢，长2.1m，每延米角钢重量6.211Kg，则两根角钢重量

6.211×2.1×2＝26.09Kg 每个单元横梁总重：56.62Kg 木踏板

每个单元设置12块木踏板，木踏板长1.8m，宽0.15m，板厚0.05m，木踏板容重0.6t/m3。

一个单元木踏板总体积

V＝12×1.8×0.15×0.05＝0.162m3 一个单元木踏板总重＝0.162×600＝97.2Kg 立柱角钢

每个单元共6根立柱角钢，每根角钢长1.46m，80mm×80mm×5mm的角钢，每延米角钢6.211Kg。

一个单元立柱角钢重量＝6×1.46×6.211＝54.41Kg 扶手钢丝绳

一个单元共4根钢丝绳，一根钢丝绳长6m，考虑钢丝绳线型影响，其增长值按照1.005考虑，则一根钢丝绳实际长度6.03m，扶手钢丝绳直径20mm，每延米钢丝绳重量1.38Kg/m。

一个单元扶手钢丝绳重量＝4×6.03×1.38＝33.29Kg 连接件

立柱与横梁的连接板，板厚0.005m，板长0.16m，板宽0.08m，

一个单元内共6块连接板

连接板重量＝0.16×0.08×0.005×7850＝3.01kg 一个单元连接板总重＝6×3.01＝18.06Kg 连接螺栓

连接螺栓采用M16×60mm的高强螺栓，每套螺栓重0.156Kg，每个单元共12套螺栓

连接螺栓重量＝12×0.156＝1.87Kg

U型钢丝绳卡，每套重量1.2Kg，每个单元共12套 U型钢丝绳重＝12×1.2＝14.4kg 卡板

卡板主要起固定扶手钢丝绳的作用，卡板将扶手钢丝绳与立柱角钢连接在一起，卡板可以自己加工，卡板采用0.16×0.08×0.005的钢板加工形成，一根立柱角钢上设两个卡板，每个单元共12个卡板，卡板与立柱角钢间采用高强螺栓连接，一块卡板上有2个螺栓

一套卡板重＝0.16×0.08×0.005×7850+2×0.156＝0.814Kg 一个单元卡板共计重＝12×0.814＝9.77Kg

一个单元连接件全部重量＝18.06+1.87+14.4+9.77＝44.1kg 一个单元结构恒载ΣW＝157.86（钢丝网）+56.62（横梁）+97.2（木踏板）+54.41（立柱角钢）+33.29（扶手钢丝）+44.1（连接件）＝443.48kg

活载

人行活载，由于本通道仅供施工作业人员通过，猫道上同时通过

的施工人员不超过300人，即按照每延米猫道上有1人布置，人均60Kg计算，每个单元猫道长6m（注，实际施工时，要严格控制猫道上同时通行的人员数量，一次通过数量不超过50人）

一个单元人行活载＝6×60＝360Kg 机具活载

猫道上通过的主要是小型机具，且不存在同时通过的可能，因此，设计计算时考虑施工人员的运输能力，按照全桥上总运输不超过2000Kg机具考虑机具活载，换算到每个单元

一个单元上的机具活载＝2000×6/340＝35.3Kg 风活载

风活载沿桥横向着力，由于工程所处位置无历史风力调查资料，因此，本设计中按照风力50Kg/m的横向风力进行计算，则每个单元的横向风力为300Kg，猫道全长340m，所受到的风力为17000Kg，抗风绳产生向下的拉力总值与风力总和相同（抗风绳沿45°布置），换算到每个单元

每个单元因风力产生的竖向力＝300 Kg 其他活载

由于该猫道不仅需要人员和小型机具通过，同时还要能够穿过吊装材料的钢丝绳，钢丝绳采用现场编束，其实际重量应根据现场情况确定，在猫道计算中，钢丝绳每延米重量9.40Kg/m

每个单元上钢绞线的重量＝6×9.40＝56.40Kg

最不利活载组合：在风力较大时，人工通过猫道将吊装用钢丝绳

进行穿索

此时一个单元的活载＝360+300+56.40＝716.4Kg 最不利时：恒载+荷载＝716.4+443.48＝1159.88Kg 全桥340m，约340/6＝56.7个计算单元，

猫道设计总荷载＝56.7×1159.88＝65730Kg＝65.73t

由于每个单元上的荷载较小，横梁下部设有多根承重索，本设计省去了横梁的强度计算。

⑵.猫道面层刚度

猫道面层采用双重钢丝网，底部高强钢丝网主要承重，猫道纵向每2m设置了横梁，起到了增加面层刚度的作用，在面层钢筋网上，每50cm铺设了一块踏木板，采用镀锌铁丝将踏木板与钢丝网绑在一起，防止踏木板移动，同时，踏木板也起到了增加横向刚度的作用。

3、承重索锚固系统

⑴. 预埋件与调节装置的连接件强度

一根承重索的容许拉力为31.17t，锚固系统必须能够承受相应的拉力。

见上图，高强螺栓承受到的力为31.17t，每个工字钢连接件承受的

力为15.59t，高强螺栓一端承受的剪力为15.59t，选用10.9级高强螺栓，其抗剪强度310MPa，高强螺栓按纯剪状态进行设计

高强螺栓的抗剪面积＝15.59t/(310×100t/m2)

＝0.000503m2=503mm2

本设计采用M30高强螺栓。 工字钢

高强螺栓受到的力全部传递给工字钢，螺栓穿过处，工字钢受压，工字钢采用普通A3钢，容许压应力［σ］＝135MPa，拟采用20b型工字钢，工字钢面积3950mm2，腹板厚9mm，两侧工字钢相同，对称布置

一侧抗压面积＝工字钢腹板厚度×螺栓孔直径 ＝0.009m×0.045m＝0.000405m2

一侧工字钢能够承受的压力＝0.000405×135×100t＝5.47t，远小于其实际受到的力，工字钢局部承压不能满足要求，必须进行特殊处理。

本设计考虑先在接头段工字钢的腹板的两侧焊接2cm厚的钢板，增加腹板厚度及局部抗压面积。现场施工时，要注意先在工字钢腹板上焊接钢板，加工好后，再进行螺栓孔加工；同时，钢板沿工字钢腹板的焊接长度要满足要求，且焊接钢板段伸入锚碇内的长度不小于50cm。

加工处理后螺栓孔处局部承压力 ＝0.049m×0.045m×135×100t/m2

＝29.76t＞15.59t（满足要求） 工字钢在穿孔后，其承载力也有所降低

穿孔后工字钢实际能够承受的力＝（0.395－0.000405）×135×100 ＝53.27t＞15.59t（满足要求） ⑵.连接板的强度

连接板采用Q420钢板，每根承重索的端部采用1块连接板，板宽120mm，厚度35mm，设计强度［σ］＝360MPa

一块连接板承压面积＝0.035m×0.045m＝0.001575m2 一块连接板的承压力＝0.001575m2×360×100t/m2

＝56.7t＞31.17t（满足要求）

连接板的一端与锚固高强螺栓连接，另外一端与长度调节装置连接。

⑶.连接板与长度调节器的连接

见设计图，连接板与长度调节器相连的一端，长度调节器采用工厂定做的方式加工，要求其调节器的承载力不小于31.17t，调节器与连接板间通过高强螺栓进行连接，高强螺栓的计算与前面相同，此处不再重复计算。 4、锚碇的稳定性检算

作用在锚碇上的力见下图（忽略扶手钢丝绳的作用） ⑴.锚碇的倾覆稳定性 锚碇的自重（靠雍熙镇端）

锚碇宽3m，猫道承重索的力作用在距锚碇顶部1.66m处，后锚作

用点距离锚碇顶部0.2m，后锚数量与承重索数量一致。

上部锚碇重＝上部锚碇面积×钢筋混凝土容重

＝23.15m2×3m×2.5t/m3 ＝173.62t

下部锚碇重＝下部锚碇面积×钢筋混凝土容重

＝7.39m2×3m×2.5t/m3 ＝55.35t

上部重力作用点距离前趾O点2.71m，下部重力作用点距离前趾O点2.47m，后锚张力F距离前趾O点8.43m，承重索张力距离前趾O点6.2m，承重索及后锚采用同种材质的钢丝绳，设计破断力31.17t 抗倾覆力矩＝173.62×2.71+55.35×2.47+6×31.17×8.43 ＝2183.8t.m

倾覆力矩＝4×31.17×5.82+2×31.17×7.12＝1169.5t.m 抗倾覆稳定系数K＝2183.8/1169.5＝1.86＞1.5（满足要求） ⑵.锚碇的抗滑稳定性

地基摩擦系数按0.4取值，自重产生的摩擦力沿水平方向

自重：W＝W1+W2＝173.62+55.35＝228.97t 自重产生的抗滑力＝228.97×0.40＝91.59t

后锚沿45度方向布置，分解在水平方向及竖直方向的力相同 后锚的水平力＝0.707×6×31.17＝132.21（抗滑力） 后锚的竖向力＝0.707×6×31.17＝132.21t（正压力） 后锚正压力产生的抗滑力＝132.21×0.40＝52.88t

承重索沿15°24″方向布置，分解到水平方向的力为滑动推力，竖直方向的力为正压力，将产生抗滑作用

承重索产生的抗滑力＝45.645×0.40＝18.26t 抗滑力总和＝91.59+132.21+52.88+18.26＝294.94t 承重索产生的水平力（滑动力）＝165.75t

抗滑稳定系数K＝294.94/165.75＝1.77＞1.2（满足要求） ⑶.锚碇地基强度

根据上述计算，作用在地基上的竖向荷载＝228.97+132.21+45.65＝406.83t，锚碇宽3m，长4.98m，锚碇底面积14.94m2

锚碇地基应力（平均值）＝406.83/14.94＝27.23t/m2

因此，锚碇基础应放置在地基容许应力不小于300KPa的岩质地基上。

锚碇的自重（靠法拉端）

锚碇宽3m，猫道承重索的力作用在距锚碇顶部1.66m处，后锚作用点距离锚碇顶部0.2m，后锚数量与承重索数量一致。

上部锚碇重＝上部锚碇面积×钢筋混凝土容重

＝31.09m2×3m×2.5t/m3 ＝233.18t

下部锚碇重＝下部锚碇面积×钢筋混凝土容重

＝8.31m2×3m×2.5t/m3 ＝62.33t

上部重力作用点距离前趾O点3.07m，下部重力作用点距离前趾O点2.74m，后锚张力F距离前趾O点9.88m，承重索张力T1距离前趾O点7.31m，承重索张力T2距离前趾O点8.58m，承重索及后锚采用同种材质的钢丝绳，设计容许拉力31.17t

抗倾覆力矩＝233.18×3.07+62.33×2.74+6×31.17×9.88 ＝2734.4t.m

倾覆力矩＝4×31.17×7.31+2×31.17×8.58＝1446.235t.m 抗倾覆稳定系数K＝2734.4/1446.23＝1.89＞1.5（满足要求） ⑵.锚碇的抗滑稳定性

地基摩擦系数按0.4取值，自重产生的摩擦力沿水平方向

自重：W＝W1+W2＝233.18+62.33＝295.51t 自重产生的抗滑力＝295.51×0.40＝118.2t

后锚沿45度方向布置，分解在水平方向及竖直方向的力相同 后锚的水平力＝0.707×6×31.17＝132.21（抗滑力） 后锚的竖向力＝0.707×6×31.17＝132.21t（正压力） 后锚正压力产生的抗滑力＝132.21×0.40＝52.88t

承重索沿15°24″方向布置，分解到水平方向的力为滑动推力，竖直方向的力为正压力，将产生抗滑作用

承重索产生的抗滑力＝45.645×0.40＝18.26t 抗滑力总和＝118.2+132.21+52.88+18.26＝321.55t 承重索产生的水平力（滑动力）＝165.75t

抗滑稳定系数K＝321.55/165.75＝1.94＞1.2（满足要求） ⑶.锚碇地基强度

根据上述计算，作用在地基上的竖向荷载＝295.51+132.21+45.65＝473.37t，锚碇宽3m，长5.48m，锚碇底面积16.44m2

锚碇地基应力（平均值）＝473.37/16.44＝28.79t/m2

因此，锚碇基础应放置在地基容许应力不小于300KPa的岩质地基上。

5、锚碇后锚的检算 ⑴.后锚的抗拉强度

锚碇后锚采用与承重索相同的材料，因此，其强度不再计算。 ⑵.钢丝绳与锚固砂浆的最小握裹长度

采用M30的水泥砂浆 L握≥(K×N)/(π×d×n×qg)

＝(2.0×31.17t)/(3.14×0.06 m×1×295t/m2) ＝1.12m 式中：

K＝2.0～2.3（永久锚固安全系数，n=1时取2.0） N＝31.17t（钢丝绳拉力设计值） d＝0.06m（钢丝绳直径） n＝1（每孔钢丝绳根数）

qg＝295 t/m2（锚杆与锚固砂浆的极限粘结强度设计值） 实际锚固深度L＝4.0m＞1.12m（满足要求） ⑶.锚固体与基岩的粘结计算

钢丝绳要达到锚固力设计值Ng所需的最小锚固体长度 L锚≥Ng/( K×π×d×qs) ＝31.17/(1.33×3.14×0.12×55) ＝1.13m 式中：

L锚为锚固体长度

K＝1.33(钢丝绳工作条件系数，临时锚索取1.33，永久性锚索取1.0)

Ng＝31.17t(锚索锚固力设计值)

ｑs＝0.55MPa(锚固体表面与周围岩土体之间的极限粘结强度标准

值)

d＝0.12m(锚固体直径)

实际锚固深度L＝4m＞1.135m（满足要求） 6、抗风钢丝绳计算

由于无风力检测资料，抗风钢丝绳的设计仅做为参考，前述猫道风力计算中，按照每延米猫道承受的水平风力50Kg计算，猫道上的总风力为17t，猫道单侧6根钢丝绳

每根钢丝绳承受的风力＝17t/6根＝2.83t/根 即抗风钢丝绳的设计荷载为2.83t

设计选用直径为16的钢丝绳，其最小破断力12.6t，远超过设计荷载，满足要求。

抗风绳的锚固长度计算

⑴.钢丝绳与锚固砂浆的最小握裹长度 采用M30的水泥砂浆 L握≥(K×N)/(π×d×n×qg)

＝(2.0×2.83t)/(3.14×0.016m×1×295t/m2) ＝0.45m 式中：

K＝2.0～2.3（永久锚固安全系数，n=1时取2.0） N＝2.83t（钢丝绳拉力设计值） d＝0.016m（钢丝绳直径） n＝1（每孔钢丝绳根数）

qg＝295 t/m2（钢丝绳与锚固砂浆的极限粘结强度设计值） 实际锚固深度L＝2.0m＞0.45m（满足要求） ⑵.锚固体与基岩的粘结计算

钢丝绳要达到锚固力设计值Ng所需的最小锚固体长度 L锚≥Ng/( K×π×d×qs) ＝2.83/(1.33×3.14×0.1×55) ＝0.15m 式中：

L锚为锚固体长度

K＝1.33(钢丝绳工作条件系数，临时锚索取1.33，永久性锚索取1.0)

Ng＝2.83t(锚索锚固力设计值)

ｑs＝0.55MPa(锚固体表面与周围岩土体之间的极限粘结强度标准值)

d＝0.1m(锚固体直径)

实际锚固深度L＝2m＞0.15m（满足要求） 四、猫道的总体架设方案 1、.猫道架设前的准备

猫道架设前，需要先建好锚碇，安装好后锚，同时安装好承重索预埋件及承重索长度调节器，注意承重索长度调节器要先放松。

投入猫道施工的各种机具预先就位，为下一步猫道架设做好准备 2、猫道施工工艺流程

导索跨过旮旯河 架设承重索 猫道面层铺设 调整猫道标高 抗风缆架设

导索是安装猫道的第一根钢丝绳，架设导索的方法是先在两岸设置锚固点，然后采用人工牵引的方法将导索安装到位，安装到位后，采用卷扬机调整导索标高，以便牵引其余猫道索，引导其余猫道索就位。

导索就位后，利用导索分别将猫道承重索，猫道扶手钢丝绳牵引到位，采用卷扬机将牵引到位的承重索进行预拉，当承重索拉升到长度调节器可以调控的范围后，利用长度调节器再将承重索拉升到设计位置，在拉升过程中，要随时掌握拉升时跨中位置，当承重索拉升到设计位置后，按照设计要求进行锁定，依次对称将承重索拉升到位。

将承重索、扶手钢丝绳安装到位后，从雍熙镇端开始，顺序铺设猫道面板。作业前对安全绳及挂钩进行检查，无误后才能使用；在铺设过程中，作业人员必须严格遵守施工规程，高空作业必须正确佩戴安全绳，安全绳的挂钩必须悬挂在牢固的部位。每铺设一段猫道底层，立即安装横梁、立柱角钢及侧面钢筋网。在安装好三面防护后，再铺设人行软钢丝网及踏木板。

利用两端长度调节器再次调整猫道位置。由于铺设面层后，承重索不可避免产生变形，因此需要再次对猫道线型进行调整，直到将猫道调整到设计位置。

将猫道调整到位后，按照设计要求按照抗风绳，抗风绳安装到位后，利用抗风绳长度调节器适当收紧抗风绳，收紧过程中注意对称施

力。

3、猫道承重索高度调整

⑴.承重索架设时，要注意架设一根调整一根承重索的垂度，同时观测锚碇的位移情况。全部架设完毕，利用长度调节器再次进行调整，使每根猫道承重索达到设计值，4根承重索的横向相对高差不超过5mm。

⑵.猫道面层架设完成后，再次测量猫道垂度，比照设计值，再次对猫道进行调整。

4、猫道使用安全措施

⑴.猫道使用前，应对猫道承重索，连接构件，后锚，抗风绳，立柱角钢的连接，扶手绳的卡板等部位进行全面检查，安装不合格的卡板，连接件必须更换，检查验收合格后才能投入使用。在使用过程中，还需要对重要的部位进行定期检查。

⑵.对重要的承重索等每天工作前须仔细检查并需做好检查记录，确认安全后，才能投入工作。

⑶.猫道两端均设置安全检查人员，未经许可，任何人不得随意通过猫道。

⑷.所有施工人员必须按照施工规程进行操作，正确佩戴安全绳，安全帽，施工作业人员还须配备工具带。........忽略此处.......

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