缆索吊装系统架设安装工艺.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流缆索吊装系统架设安装工艺.精品文档.缆索吊装系统架设安装工艺1前言缆索吊装是桥梁施工中常用方法之一,也是我国大跨度桥梁无支架施工中的重要途径和手段,它主要适用于高差较大的垂直吊装及纵向运输,尤其适用于深谷、急流和受通航限制的河道及江面上的桥梁施工。缆索吊机主要由缆索、索道上移动的载重小车、索道两端的支承构件、起升机构、牵引机构、控制系统等设备组成。其架设安装质量的好坏,对整个系统的正常使用具有直接的影响。2适用范围2.1工艺特点工艺文件重点介绍了缆索吊装各系统较常规的安装方法和工艺、注意事项,对一般性缆索吊装系统安装具有指导参考价值。2.2适
2、用范围适用于一般性缆索吊装系统的架设和安装,对于特殊设计仅提供部分参考和指导。3缆索吊装系统构造组成通过桥例,介绍其缆索吊机的组成情况。某桥主桥设计为中承式钢管混凝土双肋拱桥,主跨净跨为460m,全桥跨径组合为612m(引桥)+492m(主跨)+312m(引桥)。设计总体布置如图1所示:图1 某长江大桥设计总体布置图拱肋节段安装采用斜拉扣挂式无支架缆索吊装方案。由于上下游主拱肋相距较远,分别利用上下游两套吊装系统进行安装。吊装时,每根主拱肋桁段由该侧四组吊点抬吊;肋间横撑由于重量轻且位置居中,可由内侧两组吊点抬吊。拱肋吊装施工现场布置由起吊安装系统和拱肋扣索系统组成。拱肋扣索系统由扣塔、扣锚及
3、钢绞线扣索等几部分组成,吊装系统由吊塔、吊锚及吊装索缆等构成,其中吊塔放置于扣塔之上,通过铰脚与扣塔相连。吊扣锚均采用岩锚与重力式锚复合结构。现场总体布置如图2所示。图2 拱肋吊装系统总体布置图3.2主吊装系统设计3.2.1主吊装系统选索及布置主吊装系统主跨径576M,后锚端跨径为164m(A岸)及173m(B岸),与水平线夹角。全桥共设两套主索吊装系统,每套系统各种钢绳的规格如表1所示:表1 主吊装系统钢丝绳规格表(起吊索走8线)名 称项 目主 索起 吊 索牵 引 索缆风索(压塔索)型 号满充式钢丝绳(CFRC836SW-56mm)439S+5FC-22m不扭转提升钢丝绳637+1637+1
4、根数-直径2456482222282247.5每沿米()14.981.982.7687.929截面积()1667208294.52843.47钢丝直径1.23.01.01.701.32.2抗拉强度(MPa)1960187015501550破断拉力(KN)2500325.0456.501205.0张力安全系数3.0415.1474.7024.113.2.2缆索吊机设计参数及计算结果(一套,起吊索走8线)见表2。表2 缆索吊机设计参数及计算结果表设计参数跨径主索垂度设计吊重(T)牵引卷扬机拉力起吊卷扬机拉力吊塔对扣塔的竖向压力(最大)吊塔对扣塔的水平推力(包括风力)计算结果576m空1/16.05
5、4重1/12.51181.1+39.84=169.6497.09KN63.14KN约7500KN约50KN(用平衡索调整)3.2.3卷扬机选择(1)牵引-8台10T摩擦式滚筒卷扬机(线速度恒定);(2)起吊-8台8T摩擦式滚筒卷扬机(线速度恒定);(3)牵引最不利位置辅助牵引-8台8T普通中速卷扬机。3.3工作索道系统3.3.1工作索道的选索及布置为便于两岸小件物资设备的运输交流,另设置两套工作索道,上下游各一组。主吊装系统主跨径576m,后锚后锚端跨径为164m(A岸)及173m(B岸),与水平线夹角。各种钢绳的规格如表3所示。表3 工作天线钢索规格表(起吊索走4线) 名 称项 目主 索起
6、吊 索牵 引 索型 号637+1637+1637+1根数-直径2247.52419.5219.5每沿米重()7.9291.3261.326截面积()843.47141.16141.16钢丝直径2.20.90.9抗拉强度(MPa)155015501550破断拉力(kN)1305.0179.00179.00张力安全系数5.1007.0944.5443.3.2工作天线设计参数及计算结果(一组)工作天线设计参数及计算结果见表4。表4 工作天线设计参数及计算结果表设计参数跨径主索垂度设计吊重(T)牵引卷扬机拉力起吊卷扬机拉力计算结果576m空1/18.085重1/1451.2+2.984=8.98437
7、.83KN27.35KN3.3.3卷扬机选择(1)牵引-4台5T普通中速卷扬机;(2)起吊-4台5T普通中速卷扬机。3.4吊具拱肋吊装系统吊具包括缆索跑车、起吊滑车组、吊点分配梁、吊点、夹具等结构。全桥共布设四组主索,每组上设置两套吊具共计8套。吊具数量、规格汇总如表5。表5 吊具数量、规格汇总表序 号名 称规 格数 量备 注1缆 索 跑 车248套2吊点滑车组338套3吊点分配梁4根4吊 点 夹 具16套3.4.1缆索跑车跑车承受的竖向力T=600KN,跑车结构设计如图3所示。图3 跑车总体设计图3.4.3起吊滑车组起吊绳走线数8线;滑车组采用滚动轴承,起吊滑车组结构设计如图4所示。图4 起
8、吊滑车组总体设计图3.4.4吊点分配梁设计拱肋吊段是由相应的两组缆索上的吊点起吊,吊点间的距离为6.0m;拱肋宽度2.92m(两主管中心距),为确保吊绳垂直受力及各吊点受力均匀,在吊索下部放置分配梁,以调整吊绳间距,保证拱肋两侧自动平衡,便于其安装就位。分配梁为简支梁,梁端力均为F=425KN,间距为L=6.0m;梁中部拱肋提供的力为F,=425KN;间距L=2.92m;分配梁应力安全系数K=2.0;跨中挠度f2mm。分配梁结构设计如图5所示。图5 起吊分配梁总体设计图3.4.5混凝土配重块设计吊点混凝土配重块的作用是使吊点在没有吊重时,能够自由下降,配重的大小受起吊绳走线数、滑轮组数率及索跨
9、大小等因素控制。配重块放置于每组吊点上。每个吊点配重30KN,由两块实体混凝土实体提供,每块重15KN; 3.4.6 承索器设计缆索吊装系统主索跨度达576m,在主缆上在设置承索器,承托起吊绳及牵引绳,从而减小其松弛阻力,达到减小起吊和牵引以及配重块重量的目的。在每组主缆上分别布置承索滑轮,其间距为30m,以承托起吊绳和牵引绳,其布置及结构如图6所示。图6 承索器总体布置图3.5吊塔系统3.5.1吊塔塔体的组拼吊塔立于扣塔塔顶,吊塔与扣塔的连接形式为铰接。吊塔采用M型万能杆件组拼成双柱门式索塔,塔高30.5m,每柱截面为2m4m;中部设一道横梁;两柱之间的中心距离为20.0m;吊塔塔顶顺河向宽
10、度为30.0m。吊塔塔顶及塔脚分配梁采用I56b工字钢组拼。其布置如图7所示。图7 吊塔总体布置图3.5.2 吊塔塔顶索鞍及塔脚铰脚的设计及布置(1)索鞍布置及结构1)索鞍布置吊塔塔顶索鞍包括吊装主索、压塔索、工作天线主索、牵引索、起吊索等索鞍。所有索鞍均采用单轮滚动结构形式的索鞍;在万能杆件吊塔塔顶采用I56b工字钢铺设两层分配梁,在工字梁上按相应的位置安置索鞍,并将索鞍与工字梁固定。索鞍布置见图7所示;主索索鞍结构如图8所示。图8 吊塔塔顶索鞍设计图(2)吊塔塔脚铰脚设计1)铰脚的布置采用I56b型钢在扣塔塔顶设置连接分配梁,并将其与扣塔钢管焊接,在分配梁上布置吊塔铰脚,吊塔铰脚与扣塔及吊
11、塔塔体的连接如图11所示。2)铰脚的结构设计铰脚由铰座、铰板、钢销等几部分组成,其结构设计如图9所示。图9 吊塔铰脚设计图3.5.3抗风索的布置设计吊塔抗风索由于受地式的影响,无法设置“八”字抗风,采用压塔索,整套吊装系统共设置4根47.5mm钢绳。吊塔上、下游各布置2根。3.5.4扣塔平衡索扣塔由于风荷载、吊塔及扣索的作用产生不平衡力,前期向岸倾斜,后期朝河心倾斜。向岸侧产生的最大不平衡力为1055.5KN,向河心侧产生的最大不平衡力为2253.7KN,所以在扣塔两侧加设扣塔平衡索。扣塔平衡索岸侧段采用1115.24钢绞线锚于扣锚上,河心侧段采用1515.24锚于桥台上。位置如图10所示:图
12、10 扣塔平衡索布置图3.5.5吊塔避雷设施布置两岸吊塔高度极大,南岸塔高达近160.0m;北岸塔高140.0m因此必须设置避雷设施。按照级结构物避雷要求设置,通路电阻小于4。吊塔防雷装置由接闪器、引下线和接地装置等三部分组成。采用22圆钢制作接闪器,其长度为1.5m,每塔的两根立柱上分别设置一根;同时用16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L10010010打入地中设置,打入深度不小于1.5m 。避雷针布置图见图11所示。3.6吊、扣锚碇根据吊(扣)锚所在山坡地形地质情况,吊(扣)锚设计为重力式锚碇(加设预应力岩锚,扣锚加设桩基),将锚索锚固于基
13、岩岩体的深处,主缆索固定在岩面的重力结构上,并通过预应力锚索将主缆力分散传递到岩体深处。吊锚主索套在后墙位置的桩头上,桩头用钢板保护,扣索锚于扣锚前墙上。锚碇总体布置见图12所示。图12 锚碇总体布置图4安装施工前准备工作(1)缆索吊机系统安装前由总工程师及设计人员进行交底,务必使参加缆索吊机安装施工人员对缆索系统的总体布置、设计技术要点、构件及绳索种类、功能与作用、型号规格、长度及技术标准等全面了解,以便正确指导现场施工,及时解决现场施工中出现的问题。(2)新购钢丝绳进场时附有出厂合格证和技术证明书,并对钢丝绳的种类、规格、长度、数量及重量等进行全面检查。并依据购货合同与国家技术监督局发布的
14、钢丝绳(GB/T8918-1996)、密封钢丝绳(GB/T352-2002)规定对钢丝绳主要力学技术指标进行抽检。对已使用过的钢丝绳,应认真检查其磨损程度、断丝情况、腐蚀程度、润滑情况、变形情况、绳连接部位或末端紧固部分及其其它异常现象等,同时对钢丝绳主要力学技术指标按照钢丝绳国家标准GB/T8918-1996进行检查。(3)绳索锚固设备进场时附有出厂合格证和技术证明书,使用前应抽取有代表性的结构做锚固试验,受拉值一般为设计值的1.31.5倍。成品跑车和吊钩在运输和装卸时注意不要碰伤,运抵工地时应有出厂合格证和抽检技术证明书(含探伤合格证书)及产品使用说明书。跑车及吊钩进场后应对跑车及吊钩部件
15、按照国家标准和订货合同进行全面检查,并做好记录,办理签证。(4)新购卷扬机进场时附有出厂合格证和技术证明书,并依据购货合同与国家技术监督局发布的建筑卷扬机安全规程(GB13329-91)进行验收。对已使用过的卷扬机,应依据国标(GB6947)规定对卷扬机进行合格检验。(5)缆索吊机塔架拼装时随时注意结构稳定,拼装完毕并试吊合格后须制定详尽的安全使用规则并悬挂于吊机醒目处。起吊重物时须严守“十不吊”原则。(6)穿挂导索时事先办妥封航手续,严格遵守通航要求,封航之前做好导索穿挂准备工作,务必在封航时间内完成缆索过江作业。(7)缆索吊机绳索穿挂安装时,缆索的打梢,过缆及临时联结与锚固须稳妥可靠,严防
16、绳索脱落摔伤人。水上过导索时,操作人员站位正确,以免绳索拉直将人打入水中;船舶上备有救生衣、救生圈,严防施工人员发生落水事故。5缆索吊机安装5.1缆吊塔架拼装缆吊塔架为万能杆件组拼结构,塔架安装时塔架底部设置临时固定支腿,形成固结,拼装一定高度后设置临时缆风绳。塔架安装使用机械配合人工进行安装,机械设备负责吊运材料,人工进行拼接安装。塔架拼装时,每个塔柱每班安排12个劳动力,拼接安装时在塔柱上使用扒杆吊运,并使用手拉葫芦辅助小范围吊运拼装。见图13塔架安装示意图。图13 塔架安装示意图5.2地锚施工吊、扣锚碇为重力式锚碇,属于常规的大面积明挖工程,按照设计尺寸采用人工与机械配合施工。根据无支架
17、缆索吊装总体布置图的设计桩号定出地锚位置,按照地锚设计图纸放出大样。采用挖掘机进行基坑开挖,开挖放坡为1:0.5,基坑四个边、角采用人工修整,开挖或修整过程中若土质松软,必须采取基坑支护措施,如:型钢支撑、砂浆护壁等。基坑开挖完成后立即采用C15混凝土进行基底处理,四周全部用7.5#砂浆护壁,必要时在地锚后面的工作空间砌筑挡土墙,形成密封凹坑,以防地下水渗出软化基坑土。完成以上工作后,即可进行地锚7.5#浆砌片石部分的施工,当浆砌片石高度达到地锚前墙混凝土高度时,要组织人员进行前墙混凝土满槽浇注,同时要注意做好风缆锚环等预埋件的设置。后墙和锚梁施工需要安装模板,并有足够的支撑。地锚压重部分最后
18、施工。若采用袋装土(砂)叠放,必须按“品”字形交错叠放,压重部分顶部要堆叠成锥形,以便于顶部排水。若采用填土压重,则需要砌筑挡土墙,并用人工将填芯土夯实。5.3缆索系统安装施工工艺流程缆索系统安装工艺流程见图14。图14 缆索系统安装施工工艺流程图5.4卷扬机安装卷扬机根据缆索吊机施工布置图、缆索吊机卷扬机布置图、建筑卷扬机安全规程(GB13329-91)进行布置安装。5.5工作索道安装工作索道设计两组,下面介绍一组安装工艺。5.5.1导索安装导索起循环索引作用,而工作索道承重索则作为主索安装时承重结构,空中挂索过程中,导索和承重索的垂度始终控制在60以上,目的是为了减少主索安装过程中的牵引力
19、。导索采用17.5mm钢丝绳,单根长度满足施工需要。将导索钢丝绳吊放在A岸地垄前,人工拖拉到A岸塔架下,用塔吊(或其它起吊方式)将导索提升到塔顶,绕过工作索道索鞍上的牵引索转向滑轮,下放到塔架下并拖拉至江边。通知航道部门,在航道部门的协助下对航道进行封航,用机动船将导索牵引过江,拖拉到B岸塔架下,用塔吊(或其它起吊方式)将导索提升至塔顶并绕过工作索道索鞍上的牵引索转向滑轮,由人工拖拉至B岸JK5t牵引卷扬机上,然后将导索打梢,将A岸的钢丝绳全部放出,另一端绕过JK5t卷扬机,并进行缠绕收紧。5.5.2工作索道架设(1)准备工作吊车将47.5mm承载索索盘吊放在支撑架上,使索盘可以转动,支撑架地
20、基要牢固,架体刚度满足要求,以防索盘倾覆。用17.5mm钢丝绳经五门滑车组进入JK5t卷扬机,用于承载索的收紧索。其它用具准备:承载索与导索连接用的绳卡;用于塔架顶上打梢用的21.5mm千斤绳、绳卡;索鞍与塔顶承载横梁固定。(2)承载索安装1)承载索在A岸索盘上引出一个绳头与导索用绳卡连接好,如下图15所示:图15 承载索索头与导索连接图2)两岸导索卷扬机对导索进行收、放索,拖拉承载索至A岸塔架塔顶。施工时应注意卷扬机应采用“先放后松”“多放少收”的原则,防止对拉造成安全事故。松放中安装绳卡,使导索与承载索连接,防止承载索在拖拉过程中下垂。3)导索牵引承载索到塔顶索鞍滑轮处,逐步拆除倒换绳卡,
21、牵引承载索至B岸塔顶。过索鞍换绳卡示意图如下16:图16 承载索过索鞍换绳卡示意图4)承载索牵引到B岸缆索地垄附近时,两岸塔顶上用21.5mm千斤绳对承载索进行打梢,将A岸索盘上的承载索全部放完,两岸地垄附近调索JK5t卷杨机上的17.5mm钢丝绳从滑轮组引出,用绳卡与承载索连接。解除塔顶上的打梢,启动两岸JK5t卷杨机将承载索端头绕过地垄上锚固横梁,用绳卡将承载索端头与承载索连接固定。承载索绳头固定见下图17:图17 承载索绳头固定图5)按照同样的方法拖拉其余工作索道的承载索。(2)跑车和起重、牵引索安装1)起重、牵引索安装跑车安装前,将19.5起重索从A岸塔架侧卷扬机房用塔吊拖拉到A岸塔顶
22、上临时固定。19.5牵引索一端绳头绕过JK5t卷扬机卷筒5圈后拖拉到A岸塔顶临时固定,另一端绕过塔顶牵引索索鞍由导索拖拉过江,拖拉到B岸塔顶绕过牵引转向滑轮后向回拖拉到A岸塔顶上临时固定。其余起重、牵引索用同样方法进行安装到位。2)跑车安装结构组成。由行车轮、车架、起重滑轮组和牵引系统组成,安装在承载索上,在牵引索和起重索的作用下,沿承载索往返运行和起吊重物。每组工作索道由1台跑车组成。组装。用塔吊(或其它起吊方式)将跑车分部件吊到塔顶的膺架上,在膺架上进行安装。解除跑车分配梁、挂架长轴,用塔吊将车轮对正承载索并调整好位置,在跑车走行轮上进行抄垫,使车轮轮底与索鞍滑轮顶在同一高度,用千斤绳打梢
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