拱桥的拱箱吊装施工技术方案

开发区大道工程XXXX大桥 拱箱吊装施工技术方案 (文字说明)

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XXXXXXXX建筑工程有限公司XXXX大桥项目经理部 20010年3月

开发区大道工程XXXX大桥拱箱吊装施工技术方案

1、工程概况

大道为开发区城市Ⅰ级主干道，分为东西、南北两段，二者交于碾子湾转盘，XXXX大桥位于南北段，跨越XXXX，主桥结构为净跨100米的钢筋混凝土箱板拱桥，引桥为13米简支空心板，桥跨组合为4×13m(两路)＋100m＋3×13m(碾子湾)，桥总长217.08米。桥梁宽度：单幅桥：4.0m人行道+14.0m车行道+1.0m绿化带=19m；两幅桥间距3m，全桥宽41m。

大桥下部结构主拱基础为C25混凝土实体基础，C40钢筋混凝土拱座；引桥台为U型重力式桥台，扩大基础，基础和台身皆为C25片石混凝土，C30钢筋混凝土台帽；半幅桥引桥墩为四柱式C40钢筋混凝土圆柱墩，墩柱直径1.2m，C25混凝土扩大基础；半幅桥交界墩仍为四柱式C40钢筋混凝土圆柱墩，墩柱直径1.5m，基础座落在主拱台顶面。

主桥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100米，净失高18.18m，净矢跨比1/5.5，拱轴系数m=1.756。每幅桥由两个独立的拱圈(拱座连在一起)组成，每个拱圈由5个拱箱组成，全桥4个拱圈共20片拱箱，位于拱圈外侧的两片拱箱为边箱，中间的3片为中箱。每个拱圈拱背总宽度为8.14m，拱腹总宽度为8.06m，拱圈总高度1.9m；其中预制拱箱边箱拱背宽1.55m，拱腹宽1.58m，中箱拱背宽1.44m，拱腹宽1.58m，预制拱箱高1.8m，另有10cm顶板现浇层。设计每片箱肋分五段预制吊装合拢，节段最大吊装净重量51吨。全桥共需预制安装拱箱100段。每个拱圈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层混凝土，整体化拱圈。拱上采用垫梁、矩形排架柱和悬臂盖梁来支承桥面结构，主拱上桥面板为7.2米跨径钢筋混凝土简支空心板。

拱箱预制场设置在两路岸引桥台尾，预制完成的拱箱通过轨道平车进行纵横移，在两路岸引桥上起吊安装(后吊点位置距塔架应大于20m)。

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XXXX两岸为第四系全新统崩坡积土(Q4)，局部地段基岩裸露，下伏基岩为侏罗系中统上沙溪庙组(J2S)粉砂质泥岩及砂岩。

桥位区属亚热带湿润气候区，具有夏热多雨、冬暖多雾、空气湿度大、日照偏少等特点。多年平均气温17.8℃，冬天最低温度-3.1℃，夏天最高温度42.2℃，区内降雨丰富，降雨多集中在5～9月。桥位处XXXX勘察时水位262.19m，最高洪水位272.00m。地下水对混凝土无腐蚀性。

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2、悬索吊装系统的布置

2.1、总体布置(附图01)

根据XXXX大桥实际地形特点，确定吊装索跨为80m(两路岸后拉索)+226m(主索跨)+75m(碾子湾岸后拉索)。两路岸塔架设于A0号桥台内，索塔中心桩号为K4+845.363m；碾子湾岸塔架设于A8号桥台台后13.33m处，索塔中心桩号为K4+071.363m。在两路岸A0号桥台后设置预制场，预制好的拱箱节段通过轨道平车纵横移至两路岸引桥上的主索下方待吊。在两路岸塔后80m处(预制场后)的左右半幅桥轴线上(与桥轴线横向距离11m)各设置4根容许抗拉力约为100t的钢筋砼锚桩来进行两路岸主索、二扣扣索、工作索及塔架后风缆等的锚固；在碾子湾岸塔后75m处的左右半幅桥轴线上仍各设置4根容许抗拉力约为100t的钢筋砼锚桩来进行碾子湾岸主索、二扣扣索、工作索及塔架后风缆等的锚固。两岸一扣扣索利用埋置于塔架基础内的I32B工字钢进行锚固，每根工字钢锚固一根一扣扣索。两路岸后拉索与水平面夹角为20.3718°；碾子湾岸后拉索与水平面夹角为22.6570°。拱箱安装系统采用2组主索(左右幅各1组，横距22m)并根据所吊箱肋位置在塔顶进行横移，两组主索可同时进行安装作业。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通过塔架自身刚度和设置塔架横向风缆来克服。缆索系统总体布置见附图01。

2.2、吊重的确定

经计算，拱箱节段最大净重量为51吨，在吊装计算中，按拱箱G=51吨控制设计，计算重量为Pmax＝(G+4+1)×1.2＝67.2t，4吨为吊具(含跑车、起吊滑车、起吊

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牵引钢绳)，1吨为配重，1.2为冲击系数。

2.3、主索

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。

在塔顶布置2组4∮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164t。悬索跨度L＝226m，空索垂度f0＝9m，矢跨比为L／25.1，按单组钢索吊运1段拱箱计算，当吊运至索跨跨中时，主索垂度为fmax＝18.118m，矢跨比L/12.47，主索最大张力Tmax＝2157.14KN，拉力安全系数K＝3.04>[3]。张力安全系数满足要求。

主索用量2×4×450=3600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，见附图(22)～(24)。

主索按两路岸塔前20m起吊(后吊点位置)、碾子湾岸拱脚段就位、拱箱运输至索跨跨中共计算三种工况。计算初始数据及计算结果如下：

初 始 数 据

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 吊装跨径＝ 226 米

前后两吊点间水平距离(单吊点取零值)＝ 14.5 米 起吊岸主锚距塔架水平距离＝ 80 米 非起吊岸主锚距塔架水平距离＝ 75 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＝ 20.3718 度 非起吊岸主索后拉索与水平面夹角＝ 22.657 度 主索弹性模量＝ 75.6 千牛/平方毫米

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安装期与吊运期最大温差(温度升高取正值)＝0摄氏度(不考虑温度影响) 起吊结构重量(包括吊具及动力系数)＝ 672 千牛 主索单位重量＝ .444 千牛/米 主索破断拉力＝ 6560 千牛 主索截面面积＝ 4712.4 平方毫米 拟定的主索跨中安装垂度＝ 9 米

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

主 索 计 算 结 果

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

空索跨中垂度F0= 9 米

空索初始长度S0= 393.682 米(不含后拉索回头长度) 空索后拉索张力(较大岸)T0= 319.6522 千牛 起吊岸塔架空索水平力差H10= 15.33738 千牛 起吊岸塔架空索竖直力V10= 165.6321 千牛 非起吊岸塔架空索水平力差H20= 21.22653 千牛 非起吊岸塔架空索竖直力V20= 168.6227 千牛

结构后吊点距起吊岸塔架 20 米时的情况：（两路岸引桥上起吊） ────────────────── 1、不计温度影响

后吊点垂度F1= 8.562419 米 前吊点垂度F2= 11.41958 米 跨间主索水平张力H= 1487.219 千牛 主索最大张力T= 1627.451 千牛

起吊岸塔架主索水平力差H1=-38.44096 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 1227.425 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 110.9234 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 685.9646 千牛

结构后吊点距起吊岸塔架 147.6 米时的情况：(碾子湾岸拱脚段就位) ──────────────────

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×269.084KN，见图①；在拱顶段边箱运输至索跨跨中时由主索、工作索、二扣扣索及起吊牵引索(不含风缆初张力)产生的塔顶最大竖直压力为2×1989.502KN，纵向水平力为2×78.522KN(向河方向)，横向水平力为2×323.089KN。

图①、同时吊左幅外侧边箱及右幅内侧边箱塔顶力作用图

其余14个状态塔顶力作用图略。

塔架作为空间杆系结构利用《微机结构分析通用程序SAP2000》进行电算，万能杆件各节点看成空间铰结点，同时将风缆作为铰结拉杆进入计算模型(利用Ernst公式考虑风缆垂度的影响，利用等效弹性模量代替风缆弹性模量)，计算模型见图②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、4N3代替，2N4水平杆皆用4N4代替，使所有的杆件及连接皆在规范容许受力范围之内。塔架内力计算结果见图③。

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图②、塔架计算模型

图③、塔架内力图

(同时吊左幅外侧边箱及右幅内侧边箱塔架轴力填充图，其余工况未示)

该工况立杆(4N1)有最大轴力。

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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＝-117.539t<[133t]，最大拉力N＝23.713t<[135t联结控制]；水平杆(4N4)最大压力N＝-31.674t<[42.6t联结控制]，最大拉力N＝32.752t<[42.6t联结控制]；斜腹杆(4N3)最大压力N＝-50.889t<[75.6t联结控制]，(4N3)最大拉力N＝39.589t<[75.6t联结控制]。

索塔位移计算结果：

左幅外侧边箱及右幅内侧边箱合拢段同时在塔前20m起吊时塔架纵向位移-6.06cm(向后)，横向位移2.26cm；至索跨跨中时塔架纵向位移4.91cm(向前)，横向位移2.78cm。

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3Ⅰ56b工字钢，下分配梁为2Ⅰ56b工字钢。下分配梁简支于万能杆件柱头上，上分配梁连续弹性支承于下分配梁上。两岸塔顶分配梁共65.913t。上下分配梁内力计算结果见图④。

图④、上下分配梁内力图

(同时吊靠左、右幅轴线拱箱上分配梁竖向弯炬图，其余工况未示)

该工况上分配梁有最大竖向弯矩。

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(同时吊左幅外侧次边箱及右幅内侧次边箱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。

(同时吊左幅外侧中箱及右幅内侧中箱下分配梁竖向弯矩图，其余工况未示)

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该工况下分配梁有最大竖向弯矩。

(同时吊左幅外侧中箱及右幅内侧中箱下分配梁竖向剪力图，其余工况未示)

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该工况下分配梁有最大竖向剪力。

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＝8172528.66kg.cm，相应平面外弯矩M2＝-845247.81kg.cm；最大剪力Qmax＝119925.65kg。最大弯曲应力σmax＝135.8MPa<[σ]＝145MPa，最大剪应力τmax＝50.6MPa<[τ]＝85MPa。材质为Q235。

(2)、下分配梁

最大弯矩Mmax＝6033069.56kg.cm，相应平面外弯矩M2＝-27051.23kg.cm；最大剪力Qmax＝60456.47kg。最大弯曲应力σmax＝125.4MPa<[σ]=145MPa，最大剪应力τmax＝38.2MPa<[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(附图14～16)

两岸主锚碇设计皆采用桩式锚碇，锚桩嵌入中风化基岩。主锚碇布置于左右半幅桥轴线上，分别距全桥轴线11m，对称布置。每岸设置2×4根直径1.5m的钢筋混凝土

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锚桩，每根桩长6m，桩与桩横向中心距离2.5m，横向通过素混凝土托板连接成整体。主锚碇用作主索、工作索、2段扣索、起吊牵引千斤索及塔架后风缆等的锚固。两路岸锚碇最大索外力为F＝2×360.869t，碾子湾岸锚碇最大索外力为F＝2×359.991t，按图15锚固布置，单桩最大拉力为100.274t，其水平分力为H＝92.536t，竖直分力V＝38.627t。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/m4，实际为中强风化泥岩)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＝2514.2KN.m，最大剪力Qmax＝925.36KN，侧壁最大土应力0.12MPa，桩顶最大位移2.2mm。设计要求基底及侧壁承载力不小于0.3MPa。锚桩采用C35砼,两岸主锚碇C35砼用量321.26立方米。

实际单桩配置主筋为21根Φ28mmⅡ级钢筋，箍筋为间距15cm的υ8mmⅠ级钢筋。实际锚桩允许抗弯承载力为M＝2583KN.m，抗剪承载力Q＝1508.04KN。可见主锚桩受力安全。

两岸拱脚段扣索分别利用埋置于塔架基础内的I32B工字钢进行锚固，注意每根工字钢上只能锚固1根φ36.5mm扣索(一道1扣扣索为2根，应分别锚固)。

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。第一段采用2∮36.5mm钢索，破断拉力140.396吨；第二段采用2∮47.5mm钢索，破断拉力235吨。

二段扣索皆通过塔顶座滑轮锚固于主锚碇上，一段扣索通过设置于交界墩顶的座滑轮分别进入塔架基础内锚固。扣点采用捆绑的形式与拱箱连接。两路岸为起吊岸，为方便拱箱吊运，二段利用扣架将同一扣点的两根扣索分开，便于后续拱肋从其间吊运通过。吊、扣点连接构造见附图17～21。

半幅桥单肋合拢共计4道(8根)扣索，扣索长短采用滑车组卷扬机调整。两路岸一段扣索长约90m(含回头卡长度)碾子湾岸一段扣索长约95m，两路岸和碾子湾岸二段扣索长皆约200m。全桥扣索用量(按左右幅各一个单肋扣索计算)：∮36.5mm(6×37+FC)钢索740m，∮47.5mm(6×37+FC)钢索1600m。

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本桥扣挂体系中扣索数量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，扣索与各扣段一起构成一静定结构，按照静力平衡方法的计算结果来配索是比较合理的，并能够保证有足够的安全系数。

因而在吊装过程中，各分段点按铰接考虑，扣索与各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。每岸按安装第一段、第二段和拱顶合拢段分别进行计算，每道扣索按各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。各阶段扣索力见各阶段扣索力计算成果表。

各阶段扣索力计算成果表（吨）

扣 挂 状 态 第一段 第二段 合拢段 张力安全 系数K 两路岸 碾子湾岸 一扣索力(T1) 二扣索力(T2) 一扣索力(T1) 二扣索力(T2) 30.813 42.855 35.328 3.28 50.265 73.253 3.21 31.387 43.102 35.184 3.26 52.624 76.690 3.06 可见，各扣索安全系数皆满足大于3的规范要求。 2.9、起重索、牵引索(附图25～26)

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12线布置，跑头拉力F=3.316t，安全系数K=5.92>[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700m。

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。碾子湾岸拱脚段就位时有最大牵引力W=14.009t，牵引按来回线布

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置，滑车组走4线（不含通线），跑头拉力F=3.835t，安全系数K=7.66>[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。起吊、牵引对塔架的外作用力已进入前面的塔架受力计算，其计算资料整理略。

全桥起吊、牵引索用量(左右半幅同时安装)：∮19.5mm钢索5100米(主起吊、工作索起吊和工作索牵引)，∮24mm钢索2480米(主牵引)。

2.10、拱箱风缆索

每道拱肋风缆绳采用2∮19.5mm(6×37+FC)的麻芯钢索，公称抗拉强度170kg/mm2，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4(4个拱圈)×2个肋需64道风缆绳。拱箱风缆绳用量约8000m。

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15吨。

2.12、主要钢索组成参数表

主要钢索组成参数表

钢索规格 钢索直径d 钢丝直径δ 单位 mm mm 主扣索 56.5 2.6 6×37+FC 工作索、扣索 47.5 2.2 6×37+1 扣 索 36.5 1.7 牵引索 24 1.1 起吊索 19.5 0.9

钢索型号 6×37+FC 6×37+FC 6×37+FC 18

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 Kg/m mm2 MPa 1/℃ t MPa 11.099 1178.1 75600 1.2E-5 164 1700 3 2 7.943 843.47 75600 1.2E-5 117.5 1700 3 2 4.734 503.64 75600 1.2E-5 70.198 1700 3 2 1.982 210.87 75600 1.2E-5 29.35 1700 5 3 1.326 141.16 75600 1.2E-5 19.65 1700 5 3 拉力安全系数 应大于 应力安全系数 应大于 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，以便发现问题及时处理：

(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。

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

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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)，横向位置、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=51吨为100％试吊重量，按60%G(30.6t)→100%G(56t)→120%G(61.2t)确定。

吊重物分别选用：引桥13m空心板中板2块(约30.6t)→边箱拱脚段(51t)→边箱拱脚段+10.2吨钢材(61.2t)。左右半桥试吊同时进行。

(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。

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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、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

每片肋分五段吊装，半幅桥共50个吊装段，全桥共100个吊装段。

预制好的拱箱通过轨道平车纵横移至塔前主索垂直下方的起吊位置(后吊点距塔架不小于20m)，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；两岸一扣通过45吨H板及转

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向轮与扣索连接，碾子湾岸二扣通过80吨H板及转向轮与扣索连接(见附图19)；两路岸为起吊岸，二扣设置80吨扣架将两根扣索分开(见附图17)，以利在单组主索吊运的情况下后续拱箱从两根扣索之间通过，以免与扣索发生干扰。捆绑千斤绳安全系数应大于8；拱箱吊点采用4×∮43mm捆绑千斤绳，按附图21进行布置；一扣扣点采用2×∮47.5mm捆绑千斤绳，二扣扣点采用4×∮47.5mm捆绑千斤绳，按附图17、附图19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、再安装两个第二段，设置不小于20cm的施工预抬高值；

③、最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、第二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第二段。

④、合拢松索控制：

当下放至第二段前接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、第二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2～3cm，起吊滑车组跑头可采用25～35cm，并用粉笔在张拉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)，

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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。

⑤、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，是一个复杂的控制过程。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，扣索调节是为了使拱肋轴线符合设计要求，但是在安装过程中频繁调索也会影响施工的进度和结构的内力不断变化，因此需要减少调索的次数，为此，拱肋在安装阶段需要设一定的预抬高量。

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。

⑥、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。

⑦、单肋合拢的稳定性措施

在单肋合拢接头焊接完成前，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多点弹性支承，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。

根据设计说明：单肋合拢时计算得到的拱肋横向稳定系数为10.3，大于规范规定

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的4～5的要求。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：

加快施工进度，设计采用两组主索左右半桥同时安装。因主拱座置于中风化完整基岩上，能承受较大的推力，为施工方便(减少来回移索次数)，不考虑半幅桥拱圈完全对称安装。安装按图⑤中节段编号由小到大的顺序进行，左右半幅桥编号相同节段可同时安装，也可先后进行，但左右半幅桥的安装进度应不超过一片单肋，以使索塔受力与设计计算基本一致，确保施工安全。

图⑤、拱箱吊装顺序示意图

4742377212172227324944399414192429345045401051520253035484338831318232833464136611116212631主锚碇轴线(左半幅轴线)11m桥 轴 线474237721217222732494439941419242934504540105152025303548433883131823283346413661111621263111m主锚碇轴线(右半幅轴线)P4两路岸跳蹬河碾子湾岸P5

全桥共4个拱圈，每个拱圈共5片拱肋，每个拱圈的第1片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。

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3 4 5 扣 索 工作索 预制场 5～8t 5t 5t 8 4 4 纵横移拱箱 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 四线跑车 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 40t 35t 40t 25t 10t 10t 15t 16t 10t Y55 Y45 Y35 Y45 Y38 Y22 Y18 Y18 35t 40～45t 5～45t 4套 8个 16个 8个 4个 4个 64个 16个 48个 240个 144个 144个 48个 80个 60个 80个 360个 8个 16个 12个 跑车轮8个 6门12线 6门12线 3门 单门或2门 2门 单门(8肋风缆) 主牵引 单门、开口 ∮56.5 按15道卡 用于∮19.5钢索 含预制场 连接钢索 30

四 1 2 3 五 1 2 3 六 1 2 3 转向滑车 手拉葫芦 倒链葫芦 倒链葫芦 手搬葫芦 座滑轮 主 索 扣 索 工作索 1t 240个 安全网 120t 80t 45t 5t 3t 1t 4门 1门 2门 1门 12个 2个 8个 4个 8个 12个 4个 8个 4个 4个 主索转向 扣索转向(C6) 扣索转向(C5) 万能杆件及分配梁、吊扣具 1 3 4 塔 架 分配梁 324.04t 65.913t 5.066t 不包含转向轮 吊、扣点连接及主索平衡 预 制 场 1 2 3 4 钢 索 钢 轨 千斤顶 平 车 ∮19.5 38Kg/m 50t 40t 600m 400m 4台 2台 脱 梁 纵、横移拱箱 (2)、劳动力计划(左右半幅同时吊装所需劳动力)

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）

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副总指挥：1人（项目总工程师） 现场指挥：4人（两岸起重工长） 起吊落位组：20人 扣索作业组：16人 卷扬机组：18人 抗风作业组：16人

测量观测组：16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：4人

拱肋吊装工作人员共计98人。 (3)、吊装工期安排

2010年3月20日至4月10日完成塔架基础及锚碇施工，2010年4月1日至5月30日完成吊装系统布置，拱肋吊装施工工期计划于2010年6月1日至7月30日。其中、拱箱预制应在2010年7月20日前完成。

施 工 进 度 计 划 表

年度、月份 工程项目 锚碇及塔架基础 塔架拼装 吊装系统布置 拱箱预制 拱箱吊装 2 3 4 2010 5 6 7 8 9 32

主要工作内容为： 1、塔基、锚碇基础开挖及混凝土浇筑； 2、塔架约400吨万能杆件及分配梁拼装及风缆安装； 备 注 3、吊装系统8根主索、2根工作索及相应起吊、牵引 安装； 4、100段拱箱预制； 5、扣索系统布置及100段拱箱安装。

6、施工保证措施

6.1、质量保证措施

缆索吊装系统所有受力结构要求认真进行计算、复核，在技术上确保结构的安全。 进场地钢丝绳和机械设备均要求进行全面的检查，检查项目包括：生产合格证、型号规格和数量、保养情况、有无磨损等等。对于钢丝绳必要时进行破断拉力试验。

塔架基础和地锚使用的砼要抽取砼试件进行试验，保证砼强度达到设计要求。 根据本桥缆索吊装施工特点，应建立无支架缆索吊装系统施工监测系统，在塔架基础施工、塔架安装、地锚施工、缆索架设、风缆索设置、临时锚固设施、扣索张拉等，要进行必要的监控和检测，如：对塔架稳定、变形、内力等情况进行检测和控制；对地锚在受力状态下的位移；主索的垂度、磨损情况；扣索的锚固情况等等。充分保证整个缆索吊装系统在后期运行期间的安全性。使整个缆索吊装系统施工过程处于全控状态。测量系统负责测量地锚在试吊阶段的位移，扣索调整时拱肋轴线、标高、变形观测，以及塔架的变形观测，并掌握气候情况（主要是风力、温度、晴雨变化情况等）。

缆索吊装系统安装完成后，要按照试吊程序进行试吊，以检验缆索吊装系统的运行情况和安全性，发现问题及时调整、改正。

6.2、工期保证措施

(1)、为了加快缆索吊装系统的施工进度，保证拱肋吊装和其它安装工作的顺利进行。缆索吊装系统施工必须运用科学的方法，精心编制施工计划，进行动态计划管

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理。

(2)、成立缆索系统施工指挥机构，由指挥机构统一调度安排施工管理。形成一个反应迅速，工作效率高的决策层。

(3)、实施方案确定后，尽早开工，并充分利用有利季节，掀起施工高潮。 (4)、投入足够的机械设备和劳动力，优化人、机组合，同时保证设备的正常使用，提高利用率，力争按期完工。

(5)、积极开展劳动竞赛，采用合适的激励措施鼓舞每一个建桥员工，以最佳的工作状态投入到工作中。

(6)、建立合理化意见奖励基金，积极采用广大建桥员工提出合理化建议。 6.3、安全保证措施 6.3.1、组织措施

(1)、成立XXXX大桥吊装领导小组，由施工单位、监理单位、设计单位、施工监控单位人员组成。

(2)、项目经理部成立XXXX大桥吊装指挥组。指挥组设组长（总指挥）一人，副指挥1人，成员若干人。

(3)、吊装指挥组下设吊装作业班、测量观测组、安全治安组。

吊装作业组下设4个作业小组：起吊落位组；扣索作业组；卷扬机组；抗风作业组。

(4)、制定作业组“工作范围”及“操作注意事项”，使全体施工操作人员明确职责。

(5)、建立安全规章、措施。

(6)、吊装作业工班设专职巡视检查员1人，负责施工过程中吊装全系统各部的检查。

(7)、在吊装现场设置专职警卫人员，禁止非工作人员进入现场，保护吊装设施安全。

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(8)、吊装作业前，技术负责人向参加吊装的所有施工人员进行全面细致的技术交底，做到人人心中有数。

6.3.2、各作业班组工作范围及操作注意事项 (1)、吊装作业工班

吊装作业工班主要负责拱肋从预制场地起吊，拱肋吊运、安装、调整拱肋轴线、高程，连接节段螺栓等，对吊装全过程的安全及质量负责，作业小组工作范围及操作注意事项如下：

①、起吊落位组 ※工作范围：

a、负责吊运系统的全面检查处理。 b、拱肋起吊、运输。

c、与扣索组、抗风组互相配合，负责拱肋轴线、标高的调整。。 d、负责拱肋节段间螺栓连接。 e、执行指挥及工班长临时交办的任务。

※操作注意事项

a、必须严格遵守高空作业规程。

b、拱肋起吊运输过程中，提升、下落、运行要求平稳，防止突然停动增大荷载对天线的冲击。

c、单肋节段安装就位后，用抗风索保证横向稳定。

d、拱肋吊运到安装位置，通过前后吊点的缓慢收放、牵引，使拱肋待安装节段后端靠近对位已就位拱肋的前端拼装接头，拼装时，先用螺栓拼装，螺栓不完全拧紧，以便于拱肋高程，轴线调整。拱肋高程通过扣索调整，拱肋轴线通过抗风索调整。拱肋吊点在力完全交予扣索且抗风调整好之后松下。

②、扣索作业组 ※工作范围

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a、负责扣索系统的检查处理。

b、负责各段拱肋的扣索安装及调整，按指令“定长松索”，对拱肋进行调整。 c、配合起吊落位组，测量观测组进行拱肋高程调整工作。 d、执行指挥及工班长临时交办的任务。 ※操作注意事项

a、坚守工作岗位，不得擅自离开。

b、与测量观测组、起吊落位组、抗风作业组密切配合，进行扣索张拉及调索工作。

c、两岸拱肋扣索张拉及调整对称进行，同步作业。 ③、卷扬机组

负责全桥卷扬机的操作、检修、保养；操作过程中精力集中，一切行动服从现场指挥的指令，接到可靠指令后才能进行操作。

④、抗风作业组

负责抗风系统的检查、处理，配合起吊落位组对拱肋横向偏移进行调整。经常性检查抗风地锚及抗风索的牢固情况。在拱肋安装完毕、纵横向接头焊接完成后方可拆除抗风索。收紧浪风索时，拱肋上、下游同步进行，且拉力应相等。

(2)、测量观测小组 ※工作范围

①、负责拱肋轴线观测；

②、负责塔架在拱肋安装中的偏移观测； ③、负责拱肋各扣点在各阶段的标高控制； ④、负责扣索各阶段索力观测；

⑤、负责缆索吊装主缆索垂度、索力观测； ⑥、负责吊装锚碇位移观测； ⑦、汇总和整理测量数据。

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※注意事项

测量观测结果要求准确、迅速、及时地报告指挥台。 (3)、安全治安组

①、负责吊装期间的施工安全布置、督促、检查工作。 ②、负责在施工区域布置安全哨。

③、负责全桥吊装期间的治安保卫工作，对于吊装系统各部必须严加防范，以保证吊装安全. 6.3.3、安全规章及措施

(1)、按时进入工作岗位，未经同意不得擅自离开工作岗位。 (2)、施工操作人员上班前不得饮酒。 (3)、一切行动听指挥，严格遵守操作规程。

(4)、指挥人员站位要适当，发生的信号要明确、及时、无误。

(5)、施工人员上班必须戴安全帽，不准穿硬底鞋，高空作业必须拴安全带、安全绳。

(6)、施工工具（如撬棍等）、螺栓及螺帽应妥善放置，作业区下方布置钢丝网，防止滑落伤人。严禁向下抛掷物件，严禁坠物伤人。

(7)、停止作业时，所有吊装机具、设备应加防护，起重绳、牵引绳、扣索等都应卡死固定，并去掉电源保险。次日上班应进行全面检查。

(8)、由于自然条件（如大雨、大风、大雾）的影响及夜间停止作业。 (9)、指挥联络设施失灵或缺乏可靠的安全防护措施，发现吊装设备工作不正常等原因影响吊装作业时，现场指挥应及时采取措施或暂停吊装作业，不得冒险施工。

(10)、起重作业时，重物下方不得有人员停留或通过；无论何种情况，严禁用起重设备吊运人员。严禁斜拉、斜吊，吊挂时应平稳，钢丝绳与被吊物的夹角应大于60°。

(11)、卷筒上的钢丝绳应连接牢固，排整齐，放出钢丝绳时，卷筒上必须保留三

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圈以上。钢丝绳不得打环、打结、弯折和有接头。

(12)、与气象部门加强联系，及时取得有关气象资料，根据气象预报结合本合同段现场具体情况，确定施工部位，工作内容，并及时编制和调整施工计划，提交工程师审查批准后实施。

(13)、塔架设避雷装置:

由于塔架较高，必须设置避雷设施。按照Ⅱ级结构物避雷要求设置，通路电阻小于4Ω。塔架防雷装置由接闪器、引下线和接地装置等三部分组成。采用Φ22圆钢制作接闪器，其长度为1.5m，塔的两根立柱上分别设置一根；同时用Φ12圆钢外套PVC防护管作为引下线，接至地面与相应的接地装置相连接，接地装置采用型钢∠75×75×8打入地中设置，打入深度不小于1.5m。

6.4、文明施工及环境保护

环境保护体系：以项目经理为核心，建立环保领导小组，设立专职环保工程师，全面负责环保工作。

为保护施工范围内的环境卫生，施工垃圾，用汽车运到指定的地方弃倒，严禁直接倒入河谷中。拱上施工垃圾及油污必须做统一处理，严禁直接投入河谷中。施工现场保持干净整洁，每天用完用剩的材料及时处理或堆放整齐。施工现场设置必要的临时围护，使施工现场尽可能自成一体，以减少和外界相互干扰。教育职工与周边居民关系融洽，友好相处，行为举止文明，主动与村委会加强联系，争取给予支持。

附件：《拱箱悬索吊装方案设计图》(图01～图26)

XXXXXXXX建筑工程有限公司XXXX大桥项目经理部

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