江东大桥缆索系统安装施工方案.docx
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江东大桥缆索系统安装施工方案
杭州市江东大桥
缆索系统安装施工方案
武汉市法尔胜路桥建设工程有限公司
二00八年三月十六日
目 录
1.0工程概况及主要工程量………………………………………………………3
1.1工程概况………………………………………………………………3
1.2主要工程量………………………………………………………………4
1.3分项工程划分……………………………………………………………5
1.4工程特点……………………………………………………………………5
2.0总体施工部署…………………………………………………………………6
2.1施工组织机构……………………………………………………………6
2.2劳动组织…………………………………………………………………8
2.3人员进场计划…………………………………………………………8
2.4机械设备配备……………………………………………………………9
2.5施工现场…………………………………………………………9
2.6施工进度计划………………………………………………………………10
3.0缆索系统安装施工方案……………………………………………………14
3.1施工工艺流程……………………………………………………………14
3.2结构及施工预埋件的安装………………………………………………15
3.3主索鞍的安装……………………………………………………………15
3.4猫道架设…………………………………………………………………16
3.5牵引系统…………………………………………………………………20
3.6主缆索股架设施工………………………………………………………21
3.7主缆紧缆施工……………………………………………………………26
3.8索夹、吊索安装…………………………………………………………28
3.9吊杆张拉…………………………………………………………………30
3.10主缆缠丝及防护…………………………………………………………32
3.11猫道拆除…………………………………………………………………34
4.0质量保证措施……………………………………………………………35
4.1施工监测和施工控制…………………………………………………35
4.2控制工程质量的保证措施………………………………………………35
5.0总体工期保证措施……………………………………………………36
6.0安全施工保证措施……………………………………………………38
1.0工程概况及特点
1.1工程概况
杭州市江东大桥Ⅱ合同段主桥是一座具有独特空间线型的对称三跨自锚式悬索桥,主桥桥跨布置为85+260+85=430m。
悬索桥主缆设计矢跨比f/L=1/4.5,主缆跨中处距桥面高3米,主缆中跨为空间体系结构,成桥前中跨上下游主缆中心距为4.4米,成桥后主缆最大中心距为42.5米;边跨主缆为平面结构,主缆中心距为3米。
江东大桥悬索桥上构施工采用先顶推钢箱梁,后架设安装主缆的施工方法。
上下游钢箱梁全宽为47米,其中中间为5米分隔带。
自锚式悬索桥采用钢锚锭,钢锚锭设置在边跨中央分隔带处,与钢箱梁连接。
钢箱梁顶到主塔顶的高度为60米左右。
施工用的钢栈桥设置在大桥上游,栈桥宽度6米,栈桥至钢箱梁顶约23米。
全桥缆索系统由主（散）索鞍、主缆、索夹及吊杆4部分组成。
全桥设置2套主索鞍和2套散索鞍,主索鞍设置于悬索桥塔顶,是用于支撑主缆的永久性大型铸钢构件,主要承受主缆拉力产生的竖向压力和不平衡的水平力,并传递到索塔上,同时也起到主缆在塔顶处平缓过渡,减少主缆过塔顶时的弯曲应力。
上鞍座为ZG275-485H铸钢,左右单件单重39.6吨,下垫板为Q235A,重量包括上下承板及安装板总重为23.5吨。
为适应施工过程中的相对移动,在鞍体下设5mm厚的不锈钢板和3mm厚的聚四氟乙烯滑动幅。
散索鞍布置在钢支架上,钢支架直接与钢箱梁连接,单个散索鞍重量3.1吨。
悬索桥共设2根主缆,每根主缆由37股平行钢丝成品索股组成,每股成品索由91丝标准强度σb=1670MPa的φ5.3mm钢丝组成,主缆长约510.5m,每股索股重7.75吨,主缆索股断面为正六边形,每股索股顶面两侧各有一根着色基准丝。
主缆空隙率:
索夹内取16%,索夹外取18%。
主缆直径索夹外为339.6mm,索夹内为335.6mm。
全桥共设92个永久索夹,10个临时索夹以及26对吊索。
中跨索夹顺桥向标准间距为9米,边跨索夹顺桥向间距为9～10米。
全桥索夹共分三大类,吊索索夹、紧箍索夹、封闭索夹。
所有索夹均为上下半的哈夫扣结构,索夹最重2.6吨。
由于吊索拉力及主缆倾角不同,所需夹紧力不同,为便于制造和施工,销接式吊索将相近长度索夹分九类,同一组吊索索夹耳板孔眼位置略有变化,以适应吊索与主缆交角的变化。
索夹单根螺杆设计夹紧力578KN,首次安装夹紧力为826KN。
所有吊索均布置在中跨,边跨不设吊索。
每个吊索由109丝φ7.1镀锌平行钢丝组成,钢丝标准强度σb=1670Mpa,外面设置聚乙烯防护管,吊索长度4.76米～50.5米。
吊索在成桥状态下横桥向的倾角为69.77°～70.91°。
吊索顺桥向间距9m，横桥向倾斜，倾斜率约2.9：
1。
悬索桥桥型布置图见下图所示
桥型布置图
1.2主要工程数量
1.2.1主要工程数量表
序号
材料名称
规格
单位
数 量
重量（KG）
1
主缆
φ5.3×91丝
束
74
573500
2
主索鞍
套
4
270339
⑴
鞍体
件
4
158400
⑵
上承板
件
4
8677
⑶
安装板
件
24
7056
⑷
临时安装板
件
8
692
⑸
下承板
件
2
41738
⑹
端挡块
块
4
2804
⑺
竖向拉板
件
52
27664
⑻
竖向夹板
件
68
4488
⑼
水平拉板
件
40
6176
⑽
水平夹板
件
40
1256
⑾
螺栓杆
根
120
632
⑿
锚栓
根
92
3036
⒀
隔板
块
24
5040
⒁
锌质填块
块
320
960
⒂
压板
块
40
1080
⒃
楔块
块
80
640
3
散索鞍
套
4
4800
4
索夾
对
92
109346
5
吊索
φ7.1×109丝
根
52
550.6493m
1.3分项工程划分
整个主缆系统安装包含以下内容：
1、预埋件的设计、制作及安装；
2、主索鞍的吊装、安装（不含塔顶格栅安装）；
3、猫道的设计、制作及架设（含猫道材料）；
4、主缆的架设、调试、紧缆（不含主缆材料）；
5、索夹、吊杆的安装（不含材料）；
6、主缆的缠丝及防护（含材料）；
7、检查走道的制作及安装（不含材料）；
8、索鞍、索夹、吊杆两端锚具的防护；
9、猫道及其架设用附件的拆除。
1.4工程特点
本桥特点：
（1）本桥主桥为三跨自锚式悬索桥，主缆集中锚固于主梁两端横梁上，悬索受拉，主梁受压，形成内部自身平衡体验生活系列产品，而传统悬索桥则依靠外部巨大拉力来达到全桥的受力平衡，这是两者结构受力上的根本区别。
（2）传统悬索桥的架设是靠桥面重量加载，对主缆进行张拉成型的，桥面后于主缆完成。
而自锚式悬索桥的主梁先于主缆完成，用桥面重量、通过对吊杆的张拉对主缆进行加载。
而本桥采用预抬高钢箱梁桥面，通过落梁的办法完成吊杆及主缆的加载，减化了吊杆张拉的调整程序，无需要作多次调整，这是也本桥体系转换一大特点。
（3）主缆采用预应力的锚固方式集中锚固在主梁端，与桥面共同承受主缆传来的巨大水平压力，是主梁获得的免费预应力，提高了主梁的强度和抗弯刚度。
（4）为了把集中的锚固力通过刚度强大的主端横梁，分配到主梁和桥面上，使主梁和桥面轴向压力基本同步，避免主梁和桥面出现剪力滞后的现象，施工过程需遵循平衡、对称的原理。
2.0总体施工部署
2.1施工组织机构及职责
2.1.1施工组织机构管理网络图
针对本工程的技术含量高、工艺复杂，施工工序多、难度大，工期特别紧等特点，项目经理部将依合同规定内容对承担的全部工程项目按计划进行有序的施工组织，对工程中的各施工环节进行有效控制，充分保证进度计划、质量目标的实现，施工组织机构、现场项目部组成人员如下所示。
配合总包及设计单位进行有关缆索部分及配件的细部构造设计，进行工程驻地筹建，同时作好其它各项技术、材料设备的准备，在甲方的统筹安排协调下进入施工现场，尽快投入施工。
施工组织机构网络图
2.1.2管理职责
项目经理职责
1主持施工项目的全面施工，代表公司履行工程项目施工合同；代表公司处理公司与业主、与路桥华南公司及监理、设计、监控等各方联系。
2全面负责施工项目的组织管理，合理利用项目的各项资源。
组织工程进退场等工作。
总工程师职责
①组织学习、复核工程施工图纸和设计文件，组织实施技术交底工作。
②组织编制施工组织设计和施工进度计划组。
3组织编制工程项目交峻工验收文件、工程总结文件、工程结算文件。
4督促实施“三检”制度。
（三检：
自检，互检，交接检）。
5组织编制工程项目交峻工验收文件、工程总结文件、工程结算文件。
项目副经理职责
①组织召开项目日常生产调度会议，协条项目工班，专业分队，管理部门之间的工作关系。
②合理安排施工生产计划，合理组织各项资源的运用，确保施工任务按期完成。
③组织编制施工总结，督促作好施工记录，设计变更等资料的管理工作。
6负责现场施工的安全及保卫工作，协条现场与周边社区的关系。
2.2劳动组织
在充分考虑合同条件和工作范围的基础上，结合本工程技术特点进行相关人力资源优化配置。
原则是管理干部职责分明、权限到位，工人一专多能，特殊工种须持证上岗，拟投入本工程的人员配备如下表所示。
拟投入本工程的人员配备表
序号
岗位名称
人员配置（人）
1
管理、技术人员
5
2
起重、张拉工
24
3
辅助工
16
4
专业涂装工
15
5
后勤（食堂，仓库，电工等）
8
6
合计
68
2.3人员进场计划
序号
主要施工阶段
进场人员数量
1
配合土建预埋件构加工、安装
15
2
主索鞍安装
15
3
猫道系统、牵引系统安装
40
4
主缆安装
68
5
紧缆
68
6
索夹和吊杆安装
68
7
主缆防护
35
8
猫道拆除
35
2.4机械设备配置
根据业主提供的图纸及施工设计确定的施工方法、施工机械和机具配备要求、数量及施工进度安排，投入本工程的主要机械设备如表所示。
拟投入本工程的机械设备配置及进场计划表
名称
规格型号
功率或容量
数量
备注
塔吊
套
2
施工现场提供
张拉平台
套
2
施工现场提供
汽吊
Tr160E
25-35t
1
施工现场提供
缠丝机
JFZLC500
3kw
2
由公司运至现场
紧缆机
4×100tφ500
400t
2
由公司运至现场
千斤顶
JF300
300t
8
张拉永久吊索用
千斤顶
YDTS300
300t
8
顶推索鞍用
千斤顶
JF150
150t
10
张拉临时吊索用
液压螺栓拉拔器
HLQ-016
100t
30
张拉索夹高强螺栓
油泵
ZB4-800
8
由公司运至现场
油泵
ZB10/320-4/800
4
由公司运至现场
卷扬机
容绳量200米
2t
2
架设锚道牵引用
卷扬机
容绳量100米
3t
2
主缆入锚用
卷扬机
容绳量600米
5t
4
主缆架设用
卷扬机
容绳量800米
10t
2
安装主索鞍体用
卷扬机
容绳量600米
10t
4
与起吊鞍体的卷扬机计6台合用，横移中跨主缆
定、动滑车组
HQD8-100型
100t
6
起吊鞍体、横移主缆用
导向滑车
HQD1-20型
20t
2
安装主索鞍体用
索夹安装机
2
安装索夹用
手拉葫芦
1-2t
20
由公司运至现场
手拉葫芦
3t
6
调索入锚
手拉葫芦
5t
10
调节锚道及入锚
手拉葫芦
10t
10
主缆入鞍换导向
各种钢丝绳
7000m
架索用
电焊机
15kw
4
由公司运至现场
气割设备
套
4
由公司运至现场
常用钳工工具
套
2
由公司运至现场
常用电工工具
套
1
由公司运至现场
电动扳手
PID-4500
2
配控制仪借用
电动扳手测试仪
1
电动扳手测试仪借用
放索盘
2
由公司运至现场
钢带打包机
2
由公司运至现场
全站仪
2”级,2mm+2ppm
1
施工现场提供
水平仪
苏光
1
由公司运至现场
握索器
8
整形入鞍防
整形夹具
8
整形
尼龙滚轮
120
间距6米
大木锤
30
预紧缆用
照明电缆
4*10
m
800
照明灯
套
150
间距6米，猫道用
主电源电缆
4（丝）*25（直径）
m
300
顺桥向
对讲机
台
20
2.5施工现场设施
2.5.1生活设施
在施工现场由总包提供住房解决施工人员的居住，为便于业务联络，由总包方提供现场办公用房，现场搭设简易库房2间；由总包方提供总电源，再配备分电箱向各施工点送电。
2.6施工进度计划
2.6.1工期
根据以往同类桥梁施工经验我司初定施工工期约为180个日历天。
我们计划准备工作阶段不占主流施工工期,采取提前介入,积极配合甲方,在土建工程施工过程中完成该阶段的各项工作。
将主工期控制在合同工期内，即主要工序从索缆安装至完成所有工序的工期控制为120个工作日。
2.6.2主要项目工期控制计划
猫道材料、吊装预埋件，门架准备40天（进场前准备时间）
塔顶门架吊装及焊接12天
索鞍吊装6天
中跨猫道架设 10天
边跨猫道架设 10天
正式架索 12天
预紧缆7天
正式紧缆7天
索夹安装6天
猫道改吊3天
主缆空间体系转换8天
吊索安装3天
落梁3天
索夹复紧3天
主缆缠丝25天
检修道架设6天
拆除猫道10天
详见施工进度横道图
施 工 进 度 横 道 图
序号
任务名称
工期
开始时间
完成时间
四月
五月
六月
七月
八月
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
1
塔顶门架吊装及焊接
12工作日
2008年4月1日
2008年4月12日
2
索鞍吊装
6工作日
2008年4月13日
2008年4月18日
3
塔顶门架吊装及焊接
10工作日
2008年4月19日
2008年4月28日
4
中跨猫道架设
10工作日
2008年4月29日
2008年5月7日
5
边跨猫道架设
10工作日
2008年5月8日
2008年5月17日
6
正式架索
12工作日
2008年5月18日
2008年5月29日
7
预紧缆
7工作日
2008年5月30日
2008年6月5日
8
正式紧缆
7工作日
2008年6月6日
2008年6月12日
9
索夹安装
6工作日
2008年6月13日
2008年6月18日
10
猫道改吊
3工作日
2008年6月19日
2008年6月21日
11
主缆空间体系转换
8工作日
2007年6月22日
2008年6月29日
12
吊索安装
3工作日
2008年6月30日
2008年7月2日
13
落梁
3工作日
2008年7月3日
2008年7月5日
14
索夹复紧
3工作日
2008年7月6日
2008年7月8日
15
主缆缠丝
25工作日
2008年7月9日
2008年8月2日
16
检修道架设
6工作日
2008年8月3日
2008年8月8日
17
拆除猫道
10工作日
2008年8月9日
2008年8月18日
3.0缆索系统安装施工方案
3.1施工工艺流程
3.2结构及施工预埋件的安装
3.2.1索鞍、散索套预埋件安装
索鞍下底板、散索鞍底板安装,用全站仪根据索塔及端横梁顶面纵、横向中心线准确测定各预埋件的平面位置，用水准仪准确测定预埋件高程及顶面平整度，保证预埋件平面位置偏差，顶面高程偏差及四角高差。
用电焊将预埋件与索塔钢筋焊接牢固，在浇注索塔砼时随时观察预埋件位置是否改变并及时纠正。
3.2.2施工预埋件的安装
缆索安装施工预埋件有；主塔封顶门架、猫道、施工平台，端横梁施工门架、猫道及牵引系统等。
3.3主索鞍的安装
3.3.1主索鞍的吊装设置
主索鞍鞍体单件起吊重量达到59t，吊装高度超过58.815（96.815-38）m，主索鞍吊装采用在主塔顶部搭设钢桁架结构，配用行走小车和10T卷扬机进行起吊。
起吊系统由起吊卷扬机、导向轮、滑车、墩顶门架等组成。
其中起吊卷
1） 吊装设备构造
扬机布置在钢箱梁顶面，采用φ28起吊钢丝绳，起吊钢丝绳通过布置在主塔边跨侧钢箱梁顶面的导向轮及塔顶门架边跨侧的导向轮连接到门架中跨侧的100吨滑车上，形成一个起吊系统。
见主索鞍吊装示意图。
2） 吊装支架安装、行走系统安装调试
钢桁架按设计图进行分片的焊接后，在桥面分片由塔吊进行吊装，在钢架拼装完成后，安装分配梁小车。
然后安装提升系统，并对整个吊装、行走系统进行系统检测、调试，检查整个系统全长范围内有无故障，确保所有机具设备安全、正常工作，之后，进行过载提升试验，进一步检查门架及吊装提升系统的安全和运行情况，为正式吊装索鞍作好充足的准备。
3.3.2主索鞍安装
用汽吊、运输车辆把主索鞍吊运至主塔下面，用卷扬机提升系统将索鞍慢慢起吊到超过塔顶高度，然后平行移位至塔顶调整，把索鞍放在正确的位置上，并且仔细调整，直到准确无误为止，对定位好的主索鞍进行测量验收。
3.3.3顶推系统
为了控制在安装过程中主塔可能产生过大的变形（塔身弯矩），在安装设计中主塔鞍座应向岸侧有一预偏量，并在塔顶每个鞍座预偏侧设有顶推装置，根据要求将鞍座分次进行顶移复位。
每个鞍座顶推力按设计值配置相应的顶推装置。
3.4猫道架设
3.4.1猫道构造及布置
（1）猫道的结构形式
猫道采用边跨和中跨分离式构造布置形式，中跨锚于塔顶,边跨一端锚于梁面上,另一端锚于塔顶,塔顶两侧设调节装置，便于施工垂度调整。
猫道面的线形平行于主缆空载线形,猫道面距主缆中心1.4m,面层宽3.2m。
猫道设置临时抗风（制振）索与梁面固结，以增强猫道的稳定性,如图所示。
猫道纵向布置示意图
（2）猫道结构组成
猫道由猫道承重索，扶手索、猫道面层、抗风制振索、锚固体系，调整装置等组成。
①猫道承重索
猫道承重索为11-φ28钢芯钢丝绳，两端头采用承重梨形环和夹头与锚固件连接。
承重索总体挂于塔顶，在离塔侧3m处通过分配梁把承重索收于塔顶支撑上。
承重索两端通过螺旋扣与梁上设置的锚环连接，其中螺旋扣作为调整装置，用于调节施工垂度。
总体布置如图所示。
②猫道面层结构
猫道面层由粗、细面网重叠构成，结构布置如图所示。
③抗风制振索
在局部结构处理时，为了改善猫道抗风稳定能力,在跨中1/2、1/4设置三道、边跨跨中设置一道抗风制振索。
抗风制振索采用φ20mm钢丝绳，上端扣在猫道横梁上，下端通过手拉葫芦收紧栓在梁面预埋锚圈上。
全桥共布置9道抗风缆，抗风缆绳553米，约需绳卡224个。
见猫道总体布置图。
3.4.2猫道架设
承重索架设方法
1）安装时运至梁面，人工展开；用塔吊把承重索中间部分吊至塔顶，放于塔顶支撑槽内；两端安装螺旋扣，且使之处于最大调节范围，再用手拉葫芦把承重绳拉至梁上锚点，固定。
2）在梁端安装分配梁，U型卡螺母松扣，然后用卷扬机把分配梁拖至距塔顶3米处，拧紧U型卡螺母固定。
3.4.3猫道承重索调整
承重索调整应根根据空缆标高现场调整，以保证猫道线型与主缆空载线型基本一致.
承重索垂度调整分为相对高程调整和绝对高程调整。
相对高程调整11根承重绳的相对高差，使11根承重绳张力一致。
猫道绝对高程的调整，使猫道线形达到设计规定的垂度要求。
在猫道承重索调整过程中，为了保证塔顶水平力的平衡，其上、下游和主、边跨猫道承重索的架设应严格按照调整顺序进行，随时对线形和主塔位移进行监控。
3.4.4猫道面层铺设
①面层制作
猫道面层采用上拉铺设法，按结构要求将两层面网卷在平台上摊开适宜长度，将组成猫道面层的各种材料，如防滑木条，粗细面层网、角钢等，按设计位置绑扎好，其始端的横梁用U型卡与猫道承
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