鄂尔多斯韩土公路2号桥主桥上部悬索施工方案(报审计算复核)

鄂尔多斯韩土公路2号桥上部悬索结构安装施工方案编制:审核：批准：江苏省交通工程集团有限公司鄂尔多斯市东胜区景观大桥第三项目部2010年12月目录一、工程概况 (1)二、编制办法 (2)三、施工组织 (2)四、主要施工工艺 (5)五、5.1索鞍提升门架设计验算 (29)5.2猫道设计计算书 (38)一、工程概况鄂尔多斯韩士公路2号桥位于鄂尔多斯市东胜区铁西三期开发区内韩土公路上。

主桥全宽50m，为双塔三跨自锚式悬索桥，主缆由三跨组成：边跨+中跨+边跨。

主桥跨径组成为90m+230m+90m。

主桥的主缆为平面体系结构。

图1 鄂尔多斯韩土公路2号桥缆索系统立面图1.1主缆韩士公路2号桥主桥共2根主缆，采用PPWS法（预制平行钢丝索股法）编制，每根主缆由37股127丝υ5mm的镀锌高强钢丝组成，每股索股重约9.1T。

主缆索股架设时断面为正六边形，索股右上角设基准丝，左上角为着色丝，着色丝可方便检查索股在架设过程中是否扭曲，基准丝作为索股制作时控制索股长度和各控制点。

主缆索股锚头采用套筒式热铸锚，锚固在锚跨的后锚面上。

主缆紧缆后为圆形，主缆的直径索夹间为383.2mm，空隙率为20%，索夹内处为378.5mm，空隙率为18%。

1.2索鞍主索鞍和散索套采用铸造结构，全桥共设置4套主索鞍和4套散索套。

单个主索鞍体的吊装重量约为30T，单个散索套的重量约为1.1T。

1.3吊索和索夹全桥共设置41对共82根吊索以及94个索夹。

所有索夹均为上下半的哈夫扣结构，上下半的哈夫扣采用螺杆螺母进行连接，单个索夹最重为3.32T。

吊索采用垂直布置，标准间距9m，其中主跨离主塔附件两根间距为8m，每个吊点设一根吊索，单根吊索全部由31-Φ15.24mm整束挤压环氧涂层钢绞线组成，外面设置聚乙烯防护套，吊索的长度为4.866m～45.037m。

二、编制办法2.1编制依据2.1.1《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000。

2.1.2《公路工程施工安全技术规范》。

2.1.3《韩土公路2号桥工程桥梁工程施工图设计（缆索系统）》。

2.2编制原则2.2.1 合理组织施工，优选方案，降低造价，确保工期。

2.2.2 精心组织，科学管理，便于操作，雕塑精品。

三、施工组织3.1主要施工工序进场人数计划主要施工工序进场人数根据施工进度情况适当增减。

3.2主要施工辅材及进场计划3.3主要施工设备及进场计划3.2工程施工进度计划3.3.1主工期为195天。

（详见上部悬索系统安装施工进度横道图）。

3.3.2本施工进度计划不包括各工序的准备工作时间。

3.3.3本进度计划未考虑因其它施工单位的原因或天气因素而造成的工期拖延。

3.3.4第10-12项可以与桥面铺装等桥面系施工同时进行，不占用主工期。

上部悬索施工进度计划横道图45四、主要施工工艺4.1工艺流程本桥上部悬索结构拟按下列工艺流程进行施工。

施工准备→浇注砼前预埋安装主索鞍、散索套底板及其它预埋件→安装塔顶钢支架→安装主索鞍底板→吊装主索鞍体→索鞍顶推至设计预偏量及临时固定→安装散索套下半部分→布置牵引装置→安装猫道和索道→猫道上铺设滚轮→布置索股牵引系统→主缆索盘吊装上放索架就位→索股牵引、整形入鞍、两端锚固→调整索股线型→主缆各索股架设完成后安装索鞍压紧装置并临时压紧→预紧缆→正式紧缆→安装索夹→安装散索鞍上半部→安装吊索→根据监控要求调整各吊索索力→复拧索夹螺栓→主索鞍位置调整及固定→二次调索及索夹螺栓终拧→全桥防护4.2施工平台及通道的搭设施工平台及通道的搭设主要包括：4.2.1 桥面至索塔顶部沿主缆线形架设猫道。

4.2.2 塔顶设防护栏，主要是指施工人员在施工过程中的安全防护栏。

4.2.3 梁端施工平台，主要供主缆架设、调整和防护时使用。

4.2.4 梁底施工平台，主要供吊索安装、索力调整及防护时使用。

4.3预埋件制作及安装4.3.1塔顶及塔身塔顶预埋件主要包括塔顶门架的预埋件。

塔身预埋件主要包括猫道连接装置及施工平台的预埋件。

4.3.2锚固块顶面锚固块顶面预埋件主要包括在锚碇顶面设置的索道、卷扬机、放索架用预埋件。

4.4塔顶反力架安装反力架设置于主索鞍下方，主要供主缆在全桥索力调整完成后回顶索鞍复位时使用。

反力架由若干钢板组焊而成，靠预应力锚固在塔顶边跨侧。

预应力筋采用4束19υ15.24钢绞线束,在塔顶浇注砼前在塔顶适当位置预留预应力筋孔道,等砼强度达到后,顶推施工前，安装预应力筋和反力架,用千斤顶张拉至设计锚固力。

图2 索鞍顶推装置示意图4.5塔顶门架安装塔顶砼强度达到后，在塔顶预埋件上用型钢制作塔顶门架，门架净高约为4.5m，配置吊装索鞍的千斤顶支承架和滑道等部件，利用该支架吊装索鞍。

塔顶门架各构件利用塔吊进行拼装。

4.6吊装主索鞍主索鞍单件吊装重量约30吨。

在吊装悬臂长度大、构件重的工况下,为减小吊装过程中的冲击荷载，选用塔顶门架配合液压提升的施工工艺。

将经检验合格的索鞍体用汽车运至桥塔底附近，用汽吊吊到塔柱附近边跨侧桥面。

用液压提升系统将索鞍分别吊至高于塔顶20cm左右，再利用手拉葫芦结合滑道将提升系统和索鞍体平移至索鞍底板的正上方，再缓慢下放并在手拉葫芦的辅助下将索鞍体落在索鞍底板的设计位置上。

然后在塔顶预埋件上用钢板在纵向焊挡块临时固定主索鞍，防止架设主缆过程中主索鞍纵向滑移。

安装好的索鞍体纵、横向偏差小于5mm，高程偏差小于5mm，四角高差小于2mm且符合设计要求。

图3 吊装索鞍示意图4.7安装散索鞍用汽吊将散索鞍安装在散索鞍底板上,用锚栓定位,设置向锚跨的预偏量, 用钢板临时焊接固定。

4.8安装猫道4.8.1猫道的功能主缆索股的架设是悬索桥上部结构施工的关键。

为完成架设主缆、吊索等一系列工序而专门设置的施工便道——猫道。

猫道是索股架设、测量、调索、紧索、安装吊索、防护及施工人员的工作通道。

4.8.2猫道的设计原则1）猫道面的线型应平行于主缆钢丝束在自由悬挂状态下的线形；2）应尽量减轻自重，减少挡风面积；3）防火又能满足机械作业所需的工作面和操作净空要求；同时要求安装和拆除方便；4）考虑猫道承重索受载后非弹性伸长值，根据主缆设计空缆线形进行承重垂度调整，因此要求设置有调节装置；4.8.3猫道的主要构造猫道主要由承重索、猫道面层、栏杆、扶手、滚筒等组成。

猫道面低于主缆中心约1.3m，在综合考虑主缆直径、边跨主缆间距、紧缆机和缠丝机最小工作空间的基础上，猫道面层的净宽度为约3.0m。

图4 猫道构造图1图5 猫道构造图24.8.3.1塔端连接装置在主桥的索塔混凝土浇筑前，在索塔周围一定高程的塔壁内预埋一定数量的锚固钢板，模板拆除后将连接钢板焊接于预埋钢板上,猫道承重索上端与连接钢板用插销连接。

4.8.3.2梁端连接装置在两边跨混凝土梁理论交点之内预埋钢板并在安装猫道前将连接钢板焊接于预埋钢板上，猫道承重索下端用插销通过连接件锚固于预埋钢板上。

4.8.3.3猫道调节装置对于主跨，猫道调节装置设置于两端塔身。

对于边跨，猫道调节装置设置于桥面锚固端。

调节装置的可调节长度约为4m。

图6 中跨调节装置图7 边跨调节装置4.8.3.4承重索主跨及边跨的每幅猫道均选用6根Ф26mm的钢丝绳作承重索，承重索用钢丝绳夹头分别锚固于塔端、桥面的连接件上，承重索分中跨和边跨三跨断开布置。

承重索使用前按规范进行预拉处理。

4.8.3.4横梁横梁采用3.1米的10#槽钢和3米8#槽钢制作而成，按3m间距布置，并用U形螺栓将横梁与承重索扣紧固定。

4.8.3.5猫道面层：猫道面网的底层用Ф5.0(孔60mm³60mm)的大方眼焊接钢丝网，以增加面层刚度。

面层用Ф1.0（20mm³20mm）的小方眼钢丝网，以防小工件坠落。

另外，在底层和面层两层钢丝网上每隔0.5m绑扎固定规格为50mm³40mm³1000 mm的防滑木，用14#铁丝连于面层上，以利于施工人员行走。

4.8.3.6滚轮：在猫道面层上每隔6m设一猫道滚轮，供拖索股用，滚轮高度约为0.5m。

在塔顶两侧各10m范围内的滚轮，其高度适当增加，以增加索股越过塔顶时的弯曲半径。

4.8.3.7栏杆：沿猫道两侧每6m设一根6#槽钢立柱，立柱下端固定在10#槽钢横梁上，立柱上设2根Ф15mm钢丝绳做为栏杆，间距50cm，用U型螺栓固定在8#槽钢立柱上。

在两侧的栏杆上用高1.2m的Ф5.0(孔60mm³60mm)大方眼钢丝网进行防护，钢丝网用14#铁丝绑扎固定在钢丝绳和立柱上。

4.8.3.8抗风缆采用Ф15mm钢丝绳将猫道与桥面拉结，中跨设5道，边跨各设1道。

图8 抗风缆布置图4.8.4猫道架设每幅猫道分三段布置：即边跨（7号墩）---主塔（8号墩）、主塔（8号墩）---主塔（9号墩）、主塔（9号墩）---边跨（10号墩）。

猫道架设的主要施工流程为:安装猫道的调节装置（连接装置）——导向索的安装——地面铺设承重索及猫道面层——架设承重索及猫道面层——调整猫道线形——安装缆风绳。

1）安装调节装置（连接装置）:在塔顶及桥面预埋钢板表面焊接连接件。

中跨调节装置设置为两端调节，边跨调节装置设置在桥面上。

2）铺设猫道承重索及面网:在桥面纵向展开猫道承重索，安装猫道面层、槽钢横梁，立柱。

3）牵引系统安装:在边跨锚锭附近各设置1台5T卷扬机，卷扬机钢丝绳通过塔吊牵引通过塔顶门架上定滑轮牵引至桥面，与猫道一端连接。

利用卷扬机牵引索将猫道承重索整体沿桥面牵引至塔顶安装位置。

4）架设猫道:边跨利用卷扬机或塔吊牵引桥面展开下料好的猫道承重索一端连接头至塔上，将猫道承重索分别与设置在塔上的连接装置连接，另一端通过卷扬机牵引与桥面上调节装置连接，完成猫道承重索与索塔、桥面的连接。

然后在桥面端铺设猫道面网及槽钢横梁（U 型螺栓不上紧），通过卷扬机牵引猫道面层至塔端。

完成猫道面层牵引铺设到位后，拧紧U型螺栓，使猫道面层与承重索固定。

再安装猫道侧网，栏杆扶手等。

中跨利用卷扬机或塔吊将桥面展开下料好的猫道承重索牵引至塔上，将猫道承重索分别与设置在塔上的调节装置连接。

中跨猫道面层的铺设点设置在跨中，利用搭设的平台铺设好一段猫道面层，用卷扬机牵引至塔顶，方法同边跨。

完成面层的铺设后，安装猫道侧网，栏杆扶手等。

猫道架设尽量做到对称施工，边跨与中跨作业平衡，减少对塔的偏位影响，控制裸塔塔顶偏位及扭转在设计容许范围内。

5）猫道调整及缆风绳安装:猫道安装完成后，测量垂度，利用梁端和塔端的调节装置进行调整，直到符合要求为止。

调整好猫道垂度后进行缆风绳安装。

4.9 安装索道4.9.1索道的功能：在上下游各架设一组相互独立的工作索道，用于主缆索股的架设、索夹、吊索的安装、主缆的整形、缠丝以及小型机具、料具的吊运等。