纜索吊橋（知識講座）.docx

1、汝郴高速公路山店江特大橋纜索吊橋施工技術摘要：隨著高速公路向山區(qū)的延伸，跨越深溝谷的高墩高架橋不可防止地廣泛應用于山區(qū)高速公路建設中,而山區(qū)橋梁的纜索橋施工往往成為控制工程施工進度和工程成本的關鍵。本文就廈門至成都國家級高速公路汝郴公路第十合同段山店江特大橋纜索吊橋施工實踐介紹了纜索吊橋施工技術。關鍵詞：山區(qū)高速公路；纜索吊橋；施工技術工程概況:汝郴高速公路山店江特大橋橋位區(qū)地處崇山竣嶺之中，跨越山店江，受山店江大橋施工現(xiàn)場場地、地形V字條件等因素的限制，施工過江道路、施工安全問題均為突出。嚴重影響整個工程的施工進度。為方便江兩岸施工作業(yè)人員頻繁往來及兩岸磔攪拌站連鎖、調配，提高兩岸人員的跨江

2、運輸能力，擬在5#6#墩之間修建跨越山店江纜索吊橋。從工期、進度及投入等方面技經(jīng)比較，既節(jié)約大橋工期時間，又節(jié)約成本資源和加快工程施工進度。二、工程地質情況纜索吊機位于江兩岸山體斜坡位置。其中廈門端強弱風化基巖埋藏較淺，覆蓋層較薄，植被較發(fā)育,山體自然坡度38。44。，局部較徒為55。左右。成都岸強弱風化基巖埋深313米，覆蓋層厚，植被較發(fā)育，山體自然坡度為45。58。，局部較緩為37°。三. 施工準備對施工隊伍人員進行了崗前的技術培訓，進行了安全與技術的知識的組織考核；對工作班組人員進行了合理分工，簽訂質量和安全，認真學習項目的有關文件，做到目標明確，工作積極。在全面熟悉設計文件、

3、設計交底和技術標準的基礎上，進行了現(xiàn)場測量放線，并把纜索吊橋的邊樁引至不被破壞的地方，經(jīng)常復測。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，把通往纜索橋的施工便道、水、電進行了認真準備，認真做好機械設備、進場材料、模板的檢驗。認真做好各類原材料試驗及鋼筋連接、混凝土配合比試驗檢測工作。3施工現(xiàn)場設專職質量檢查員和專職安全員對施工進行全過程控制，并在現(xiàn)場設立了監(jiān)控裝置T=Hmax/cOSBEaiL/i砂土層ai=0.6/i=9t/m2風化巖aM.7/i=10t/m2X12XX9XX10X5)+3X3X8X安全系數(shù)K=P)/T=364.32/138.521=2.63>2安全ok2、鋼筋佐臥式錨碇XX8m,入土深度8m

4、,嵌巖最小2m徑有擋擋護，按2in有擋擋護臥式錨碇計算理論進行計算,取安全系數(shù)K=2/2=0.4N2=Hmax=123.907t4)=40°h=2L=粉質粘土疽K=1.82H=4mo錨碇水平(式底部豎向)布設9根032錨桿，錨固巖層5m,埋入磔ImoXX8X2.5=245tT2=MXa、抗撥穩(wěn)定系數(shù)Ki=(G+T2)/N2=(245+49.563)/123.907=2.3773>2安全okb、抗拉穩(wěn)定系數(shù)擋護前后土壓力差：E=(2H+h2-h1)HyL/2)k二(2X4+1-1)X4XX3.5/2)X2K2=E+(G-N2)f2)/H二(198.744+(245-49.563)

5、X0.4/4=69.23>2安全ok門架計算a、強度檢算選用I36a,門架高度。V=TtgPX。XX2=/cm2<(o)=1700kg/cm2安全okb、穩(wěn)定檢算i=呻2LoX2=5m入二此°/i=2X5X100/14.4=69.44查表(I)aXX2=/cm2<4)(oX1700=1326kg/cm2安全ok六、纜索吊橋有關技術說明1、吊橋設計按纜索吊起重機計算原理進行設計計算，工作級別按重量使用繁忙程度等級，N=1X1O6為不經(jīng)常繁忙使用，為確級。2、吊橋載荷狀態(tài)按名義載荷譜系數(shù)第三級設計,Q：廠重，名義載荷譜系數(shù)Kp=O.5,為經(jīng)常載荷額定重量。3、工作級別:

6、本吊橋工作級別為A,級,屬于高級別。4、在吊橋纜索及結構計算中進行了強度、穩(wěn)定等計算，但未對疲勞磨損、發(fā)熱、溫度、冰雪等影響的計算。冰雪天氣及調試階段荷載不可能與人員及玲輸送同時進行疊加，固只考慮了自重、風、動載系數(shù)等荷載,但未考慮冰雪、地震、調試、纜風、溫度等荷載。5、吊機纜索及構件材料:纜索鋼絲繩依據(jù)國家GB/T20118-2006標淮，采用鋼芯,纜風采用麻芯，均為反捻。使用過程中當有以下情形之一者應作報廢處理：1）、纜索在一個節(jié)距內的斷絲數(shù)超過總數(shù)反捻10%。2）、纜索外層鋼絲己磨損原直徑的1/2。3）、雖無斷絲，但磨損腐蝕超過原鋼絲直徑的40%。4）、長期使用，節(jié)距伸長超過10%。5）

7、、纜索上有''死結"。6）、有斷絲，纜索公稱直徑減少7%。7、吊橋橋面設置8根纜風索，纜風布于吊橋兩岸兩側,其水平夾角不得小于30。，豎向夾角不得大于5。，選用中鋼絲繩。8、后錨碇采用斜樁加錨桿（或臥式有擋錨碇加錨桿）作為錨固體,主要利用錨固力及摩阻力、自重起到平衡作用，其安全系數(shù)必須大于2。臥式有擋錨碇擋護高度2米,長度。9、門架用I36a型鋼直接錨固于承臺上，高度，不得傾斜。10、吊索與主索及橋面索之間采用繩卡、U型螺栓連接，內側包窠耐磨橡膠、鋼絲網(wǎng)，減少滑動現(xiàn)象。11、吊橋纜索繩頭固定端自身錨固采用繩卡加梨形環(huán)將鋼繩固于一起,其固接方法：®43鋼絲繩卡

8、數(shù)量不小于7個,外加一備用保險卡。026鋼絲繩卡數(shù)量不小于5個,外加一備用保險卡。中4個,外加一備用保險卡。任何情況下最小繩卡數(shù)量不得小于3個。執(zhí)行。12、纜索收緊設備采用CC型螺旋扣、HSS鋼絲繩手動葫蘆及2臺10T卷揚機。七、纜索吊橋使用注意事項1、纜索吊橋為空中人員通行的通道設備，其加工和安裝質量尤為重要。本結構雖為臨時結構，但使用時間長，通行頻繁，是施工的大型臨時重要受力結構；由于該結構一次性投入費用高，結構較復雜，是適宜于山高水深、狹谷、交通通行條件差、地形條件復雜地區(qū)工程施工的常用結構，故吊橋設計標準較高，接近于永久結構，加工前應制定制造加工工藝和操作細則并進行技術交底。2、加工部

9、件必須滿足結構圖中要求的工藝、精度及技術要求，另外還必須滿足鋼結構工程施工及驗收標準（GB50205-95）之間相關要求。1）、原材料要使用正規(guī)廠家的合格產(chǎn)品，要有產(chǎn)品質量證明書，并按有關規(guī)定進行驗收。2）、對原材料和加工成品件進行探傷和驗收，對銷軸要按相關要求進行調質。3）、對外購件（如軸承），外委加工件等要有材質證明書、合格證并檢查驗收符合設計要求后方可使用。4）、對主索錨頭、索鞍、錨碇預埋件等產(chǎn)品要專項檢查驗收并有驗評報告。八、纜索吊橋的日常維護1、新安裝吊橋在投入使用前應進行一次全面技術檢查,其內容包括：1）、門架頂索鞍是否連接牢固，主索與錨碇預埋件連接是否牢靠，纜風、橋面板、纜索間連

10、接是否牢固。2）、錨碇及地瓏的施工埋設是否符合設計要求。3）、纜索跨中安裝垂度是否到達設計要求。4）、各纜索繩卡數(shù)量是否滿足設計要求。5）、滑輪、索鞍、纜索是否上油潤滑、防腐。2、纜索吊橋試通行檢查合格后，應根據(jù)設計額定荷載選用動物進行試通行試驗，確定合格簽證后方可投入運行。九、纜索吊橋安全保證措施1、纜索吊橋應建立定期檢查制度。2、每月至少檢查一次錨碇地瓏位移情況，雨天應每天觀察一次。3、纜索跨中最大垂度及兩組索垂度差，每半周觀察一次。4、主索、橋面索、纜風、吊索及鋼絲繩卡每半月檢查一次。大風后應立即檢查。5、兩吊橋頭應派專門保衛(wèi)，閑雜人員不得上橋，每次上橋人員不得超過20人，結伴人員不超過

11、3人。6、兩岸門架上必須裝避雷針，其接地保護，雷雨季節(jié)，每且檢查一次。7、橋面板應定期檢查更換,兩側及底部應掛設安全網(wǎng)。8、輸送泵管應鋪設于吊橋正中間。9、冰雪天氣嚴禁人員通行。10、吊橋面使用24v照明設備。11、建立定期檢查制度、保養(yǎng)制度。12、鋼絲繩嚴禁作為電焊機接地線.。3.3施工材料準備工作3根據(jù)項目經(jīng)理部統(tǒng)一制定的進場材料檢驗制度，本著就地取材就近購置及業(yè)主規(guī)定的材料廠家進行訂貨，并把材料按照項目部的規(guī)定進行了抽樣檢驗，并按照文明施工的要求材料堆放。3材料進場后由項目部的專職人員進行了檢查驗收，并對其“三證”認真核對，并通知項目部的實驗室進行了抽樣試驗。自檢合格監(jiān)理抽樣并送監(jiān)理實驗

12、室進行了試驗，試驗結果合格，能用于本工程。3.4施工機械工作根據(jù)施工進度安排合理配制了各種機具的進場計劃，進場前對各種機械進行了調試工作，能夠滿足現(xiàn)場的施工要求。主要設備材料配備表序號名稱規(guī)格數(shù)量備注1卷揚機10t22渡船23混凝土拌和站HZS10001共用4振搗器65混凝土罐車8m33共用6鋼筋加工設備1套共用7發(fā)電機30KW2臺共用8塔吊50132臺共用9佐輸送泵HB-802臺共用10坍落筒1套11試模9組12主索043t13橋面索026t14吊索0t15型鋼10t16型鋼136t17橋面板S=5cm16M318纜風0t19繩卡043124套20繩卡026220套21繩卡0980套22梨形

13、環(huán)0438個23梨形環(huán)0268個24梨形環(huán)018196個25C25碌C25211m326鋼筋5t四、纜索吊橋總體施工方案山店江大橋纜索吊橋主要由門架支撐系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、繩索系統(tǒng)、橋面部分等組成。根據(jù)橋位地形、地勢，纜索吊橋施工跨徑暫布置為：5m+200m+5mo纜索吊橋：起點里程（索鞍軸中心）5"橋墩左幅承臺中心軸線終點里程（索鞍軸中心）6橋墩左幅承臺中心軸線跨度（索鞍軸中心）200米（索鞍軸中心凈距）索鞍頂高程（5*橋墩左幅承臺底）+米計算矢跨比：主索/二L/16、橋面系M/18垂度：主索12.5米、橋面系暫定）在山店江大橋起點、終點里程位置均設門架支撐系統(tǒng)、后錨碇，后錨碇平面尺寸

14、3（縱橋向）X3（橫橋向）X8（深）米XX8米），樁基要求進入微風化基巖不小于5米,配筋。門架支撐系統(tǒng)下設承臺，承臺平面尺寸1（縱橋向）X3（橫橋向），入巖1米，配筋，承臺上預埋I36a型鋼不小于1米,上與索鞍連接，埋設于承臺內的橋面索錨固預埋件參見纜索起重機預埋件圖，相關預埋偏角參見計算書，型鋼在徑內連成桁架，設錨筋。后錨碇至索鞍軸中心水平距（軸中心）。設一座纜索吊橋通道，放于右幅，纜索吊橋縱向中心線與右幅橋縱向軸線的水平距離不得小于13米。吊橋通行能力一次20人通行、第二工況P=61.4762t、重量）均布荷載gi2=307.381kg/m設計。山店江大橋纜索吊橋為門架結構，縱橫向穩(wěn)定問題

15、較為突出，設多道纜風繩，其作用是平衡承重索承重產(chǎn)生的水平力，控制門架頂位移，滿足（1/3500-1/4500）Lo滾動索鞍設置在門架頂上，為放置承重索用，可以減少綱絲繩與門架的摩阻力，使門架承受較小的水平力，并減少鋼絲繩的磨損。在橋面系統(tǒng)的江兩岸布設水平纜風，以減少吊橋在動載作用下沿橫橋向來回搖擺。錨固系統(tǒng)是錨固承重索之用，后錨錨碇在自重及行人、動載過程中，對安全有決定性的影響，施工中應高度重視，其中主要的錨碇水平方向穩(wěn)定系數(shù)不小于2.Oo纜索吊橋錨碇為摩擦力(或重力有擋擋護)式錨，所有預埋件均需保證預埋深度及預埋夾角。為保證錨碇基礎的穩(wěn)定性，錨碇周邊設署截流溝，并用漿砌片石固面。繩索系統(tǒng)：承

16、重索支承于兩門架的索鞍上，橋面系統(tǒng)吊掛于承重索上。承重索根據(jù)重量及動載、垂度、計算跨徑(兩塔索鞍中心距離)等因素進行截面計算。承重索承重后的最大垂度控制在/睥x=L/15L/20,承重索安全系數(shù)為K=3.04.0,每一組承重索選為：2043鋼芯鋼絲繩(6X37+7X7),共設兩組。橋面索用于鋪設橋面板,為行人步行及載荷承載面，其安全系數(shù)為：K=4.05.0,選用中26鋼芯鋼絲繩(6X37+7X7),共四組，每組一根，每組間距40厘米，橋面索下方每間距4米布設一根"。型鋼,起支撐連接錨固橋面索、吊索、承重索的作用。吊索用于懸掛橋面系統(tǒng)，安全系數(shù)為：K=4.05.0,選用中鋼芯鋼絲繩(6

17、X37+7X7),共98組，每組一根，每組間距4米。采用渡船、卷揚機牽引。五、荷載計算計算跨度：5.0m+200ni+,載重控制垂度：/max=L/16=12.5m門架頂最大控制位移：mm1、主索矢跨比：/i=L/16=200/16=2、橋面索/2=L/18=200/18=3、主索跨中最大垂度處夾角htgj3=-=0.125”=7.120°cos"=0.99234、橋面索中間最大垂度處夾角h象”=了=0.125。=6.305°cos"=0.99415、纜索主要規(guī)格及型式纜索主要規(guī)格及型式表1用途項目主索橋面索吊索型號6X37+7X76X37+76X37+

18、7根數(shù)一直徑(mm)4o434o26980單位重量(kg/m)面積(mm2)鋼絲直徑(mm)鋼絲繩抗拉強度kg/mm2170170170破斷力(t)彈性模量t/cm2756756756主要荷載1、主索自重：go=kg/mtgP-h/1-cosB23gi=go/cosB=kg/m2、橋面索：g2=kg/mtgP=h/=cosP41g：Fg2/cosB=kg/m3、吊索：gFkg/m4、橋面型鋼：g5=X10X49/200=kg/m5、橋面步行板：5=5cmL=g6=kg/ni濕重)6、人群荷載：每次過橋20人，結群行人不超過3人，每人80kg,g7=80X20/200二kg/m7、輸送泵管及玲自

19、重：g8=kg/m8、小件自重：繩卡043,共計98個,/個，026,共計98個,/個，026U型扣螺栓，共計196個,/個。g9=(340.06+121.912+637)/200二kg/m9、風荷載：按非工作狀態(tài)即無泵送碌、無行人狀態(tài)Pw=cKnqF查表c=l.2Kn=l.79q=60kg/m2F=51.773m2XX60Xgio=(6673/200)/0.9941二kg/m10、各種工況下纜索荷載計算表2項II荷載總重(t)均布荷載主索重gikg/m)L=200m橋面索g3(kg/m)L=202m174吊索gi(kg/m)L=3m型鋼gs(kg/m)L=橋面步行板g6(kg/m)L=28.

20、971(濕重)人群g?(kg/m)(動載系數(shù)1.4)輸送泵管及稅g8(動載系數(shù)1.4)小件g9(kg/m)風載gio(kg/m)合計第一工況:不設輸送泵管gn236.331kg/m第二工況:設置輸送泵輸送玲gi2307.381kg/m主索受力計算1、人員、風載、校輸送中平衡狀態(tài)時的受力計算此時主索產(chǎn)生的拉力最大，控制主索設計，現(xiàn)控制主索的安全系數(shù)K=3.0不計沖擊）,求主索容許張力和跨中垂度。總破斷拉力：TmaxXXT=Tmax/K=/3=tHLaxa、主索在第二工況狀態(tài)均布荷載作用下的垂度（無集中荷載）預設垂度計算主索張力主索最大張力和強度驗算主索最大水平張力S12I三。INU可簡化成筒支梁

21、的形式計算，因此Mmax=gi2L2/8cos3X20078X0.9923二-E主索最大水平拉力不考慮沖擊系數(shù)，主索的安全系數(shù)K=Tmax/Hmax=402.934/123.907=3.252>3安全okb、主索在第一工況狀態(tài)均布荷載作用下的垂度(無集中荷載)Mmax=gnL2/8cosPX2002/8X0.9923=-mHmaxK=Tmax/Hmax=402.934/95.266=4.23>3安全okc、預設張力計算主索垂度取安全系數(shù)K=3(不考慮沖擊系數(shù))則主索均布荷載作用下的容許張力HLaxAax=gi2L2/8HcosBX20078XXX10002、主索應力檢算主索彈性模量E=756kg/cm2，代入2。=HmaxXCID。)=17t/cm2n二)/o=17/4.4438=3.8256>2安全ok索鞍接觸應力，d為鋼絲直徑為2mm,為平滾最小直徑,其值為560mm,則有:。max=(Tax/F)+(Ed/DmaxX6.9708)+(756X0.2/56)cm2。)/。max=17/7.1438=2.3797>2安全ok主索長度計算主索曲線長度S=L+(h72L)+(g2L3/24