6、纜索吊機(jī)的設(shè)計(jì)與施工

1、鑒定文件之六深圳彩虹大橋綜合施工技術(shù)纜索吊機(jī)的設(shè)計(jì)與施工項(xiàng)目完成單位：中鐵二局股份有限公司第五分公司二OOO年七月纜索吊機(jī)的設(shè)計(jì)與施工1 工程概況深圳彩虹大橋主橋?yàn)?50米跨的下承式鋼管碗系桿拱橋，一跨橫 越深圳市火車(chē)北站站場(chǎng)的29股軌道。其下有廣九、廣深電氣化高速列車(chē)通 過(guò)，站內(nèi)調(diào)車(chē)頻繁，行車(chē)密度大，為保證車(chē)站的正常營(yíng)運(yùn)，主橋的施工只 能在夜間進(jìn)行，而主橋所設(shè)的兩條格構(gòu)桁式主拱，單片就重達(dá)250余噸， 且拱矢高達(dá)33.5米，如何安全、優(yōu)質(zhì)、快速地完成主拱的架設(shè)任務(wù)是木橋 施工的關(guān)鍵所在。結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及我單位的既有實(shí)力，經(jīng)多方 論證和方案比選，決定主拱肋分七段在工廠制作（最大段重約3

2、7t）,采用 纜索吊機(jī)與千斤頂斜拉扣掛相結(jié)合的無(wú)支架施工方案，以求在滿(mǎn)足施工要 求的同時(shí)能最大限度地減少對(duì)車(chē)站的干擾。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的詳細(xì)堪測(cè)，纜索吊機(jī)設(shè)計(jì)為118米+197米+228米的 三跨連續(xù)結(jié)構(gòu)，塔高66米，設(shè)計(jì)吊重50t,由于施工場(chǎng)地極為狹窄，大橋 中部為密集的股道，西端兩側(cè)為5-7層的居民樓群，距橋僅3-5米，東 端兩側(cè)為廣鐵公司的公寓樓群及洪湖水域，塔架幾無(wú)側(cè)纜風(fēng)可布，但考慮 到其特殊的施工環(huán)境，加之施工期正值臺(tái)風(fēng)季節(jié)，為保證安全的萬(wàn)無(wú)一失, 采用不對(duì)稱(chēng)的形式布置了塔架側(cè)纜風(fēng)，僅作穩(wěn)定措施。因西端進(jìn)入施工場(chǎng) 地須借用筍崗村村道，無(wú)運(yùn)輸大、長(zhǎng)構(gòu)件的條件，故而全橋的起吊場(chǎng)地均 布置在東端

3、，這樣?xùn)|塔設(shè)于5存墩后38米，西塔設(shè)于4#墩前11米處，西端 主地壟布置在引道上，東端主地壟則設(shè)在洪湖中，木橋纜吊系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考 慮主塔與扣搭共用，主地壟與塔架背纜風(fēng)地壟共用的形式，其具體布置如 下圖所示：4-1-+口“ 存 竺卡二二衿-v 存 脅二f-24設(shè)計(jì)原則根據(jù)該橋單孔主跨150m,矢跨比為1： 4.5的特點(diǎn)，并結(jié)合我單位現(xiàn)有吊裝設(shè)備。設(shè)計(jì)索道主跨197m,索道最大垂度11m,吊裝重量35.3噸 （設(shè)計(jì)吊重50t）,拱肋矢高為32.8m,塔架設(shè)計(jì)高度達(dá)66m,因該橋?yàn)閮?條拱肋，拱肋中心間距18.5m,為此塔架要求很寬，設(shè)計(jì)達(dá)24m才能滿(mǎn)足 吊裝需要。兩條拱肋的吊裝由一付索道來(lái)完成，塔頂

4、設(shè)置移動(dòng)索鞍，以覆 蓋橋而寬23.5m范圍內(nèi)所有構(gòu)件的吊運(yùn)安裝。由于塔架必須保證有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)上考慮設(shè)兩層纜風(fēng)。 經(jīng)計(jì)算塔架向跨中水平推力達(dá)68噸，后纜風(fēng)擬設(shè)8根28mm的纜風(fēng)索； 并設(shè)4根中纜風(fēng)索，考慮到跨中位置是鐵路既有線，不能直接拉前纜風(fēng)索, 因而在兩塔架間設(shè)對(duì)拉纜風(fēng)索，僅作塔架安裝的穩(wěn)定。2.2、設(shè)計(jì)依據(jù)用途主索起重索索引索型號(hào)密封式6X37+16X37+1根數(shù)一直徑（mm）4 55219.52 22單位重量（Kg/m ）17.81.3261.646面積 AM (mm2)21600141.16174.27鋼絲直徑（mm）00.91抗拉強(qiáng)度（MPa）148017001700破

5、斷抗力（Tmax） t26219.6526.4說(shuō)明纜索規(guī)格及型式表2.2.1纜索系統(tǒng)主要鋼絲繩的參數(shù)（見(jiàn)表人222纜索吊機(jī)設(shè)一組索道由四根55mm密封式鋼絲繩（H產(chǎn)）, 兩個(gè)跑車(chē)組成。2.2.3索道跨度：根據(jù)地形條件，既要兼顧地圾重量.距離，又要 考慮塔架的足夠強(qiáng)度和高度，索道跨度設(shè)為197m,西側(cè)主塔距4#主墩外 11m,東側(cè)主塔距5#主墩外38m，兼作起吊拱肋的場(chǎng)地，此跨度減少地圾 投資，降低塔高，在既有條件下，是較優(yōu)化的跨距。2.2.4塔架高度：由拱肋高度H二335rru橋面與北站地面高度 H2=8.5m,索道垂度H3二索道及空間高度H=12m之和確定。H=8.5+33.5+11.0+1

6、2.0=65.0m,取 66m.o2.3設(shè)計(jì)計(jì)算因纜吊系統(tǒng)的計(jì)算屬常規(guī)的計(jì)算方法，己有多文闡述，此處不現(xiàn) 再詳述，僅將各索的參數(shù)取值結(jié)果例入下表：纜索系統(tǒng)鋼絲繩的安全系數(shù)K值規(guī)格受力計(jì)算安全系數(shù)容許安號(hào)禮：全系數(shù)主索4 55 (新)K=2675=3.533.5舊K=249X 0.7775=2.533.5起重索219.5K=19.63.75=5.256索引索221.5K=26.4X 11=4.845工作索軌索2 47.5K=117./35=3.33起重2 17.5K=18.95X0.8/3=55循環(huán)2-17.5K=18.95X0.8/3.5=4.54北站大橋纜索吊裝鋼絲繩一覽表號(hào)名稱(chēng)規(guī)格數(shù) 量長(zhǎng)

7、 度(Kg/ m )總 重（t）注主索55460017.842.8起重索19(6X7+1)27501.3262索引索22(6X9+1)28001.6462.634工作索軌索47.6(6X9+1)26007.939.52起重索17.5(6X37+1)210001.052.1循環(huán)索17.5(6X37+1)28004.857.76塔架纜風(fēng)前纜2822502.741.37側(cè)纜2881202.742.63后纜28161302.715.7索鞍橫移15.5410000.8463.3842.4主地壟簡(jiǎn)況主地壟由兩部份組成，一是殮體，一是片石壓重，設(shè)計(jì)本壟碗 373m3,計(jì)858t,片石壓重105m3,計(jì)210

8、t,地壟總重1068to3.纜索吊機(jī)的施工3.1主索根據(jù)設(shè)計(jì)，主索僅布置一組，設(shè)雙搬運(yùn)器，主索由4根4）55的密封式 鋼絲繩組成，主索經(jīng)過(guò)塔項(xiàng)4門(mén)索鞍轉(zhuǎn)向（塔頂索鞍為可移式索鞍，以滿(mǎn)足吊 裝南北拱肋的需要），進(jìn)入主地壟在主地壟半圓承力梁上錨固由于實(shí)際僅有 1000米的主索1根,500600米的主索2根，因而在現(xiàn)場(chǎng)須將1000米的主索 與一根500600米的主索接用，主索接長(zhǎng)采用搭接法利用40副雙槽索卡來(lái) 達(dá)到接長(zhǎng)的目的主索的架設(shè)利用兩端己安好的主索牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行拖拉, 為防止在跨中主索下垂過(guò)大影響行車(chē)，利用己架好的工作索進(jìn)行輔助架設(shè). 由于該索道主邊跨跨距相差不大，加之主索長(zhǎng)度受限，且又有接長(zhǎng)

9、倒用的情 況/吏該主索垂度的調(diào)整和搬運(yùn)器及掛鉤的安設(shè)較難?，F(xiàn)場(chǎng)采用在棧橋上搭 設(shè)支架，在支架上安裝搬運(yùn)器及掛鉤的方法加以解決，支架高20米，由碗 扣式腳手架組成，垂度的調(diào)整則經(jīng)多次揉調(diào)才達(dá)到要求。3.2起重索及牽引索設(shè)計(jì)起重索為4)19.5 (6X37+1)的鋼絲繩,牽引索為421.5 (6X19+1) 的鋼絲繩，后來(lái)考慮到主橋所處環(huán)境的特殊性，將起垂索改用*21.5 (6X 37+1)的鋼絲繩，牽弓i索及用4)24(6X19+1)的鋼絲繩。起重索走“8”布置，其一端錨于西端主地壟，另一端(即活頭)通過(guò) 東端主地壟的轉(zhuǎn)向滑車(chē)進(jìn)入起重?fù)P所機(jī)，共設(shè)有JM8型卷?yè)P(yáng)機(jī)兩臺(tái)，均在 東地壟前側(cè)，每臺(tái)負(fù)責(zé)一

10、個(gè)主掛鉤的起降。牽引索走“2”布置，一端錨固于主地壟上，活頭過(guò)塔后經(jīng)搬運(yùn)器上的 牽引動(dòng)滑輪倒向再過(guò)搭頂，返回主地壟，經(jīng)主地壟的轉(zhuǎn)向滑輪進(jìn)入牽引卷 揚(yáng)機(jī)，牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)在東、西端各設(shè)一臺(tái)，型號(hào)為JM40型。起重索與牽引索均利用設(shè)于東、西端的扣索用卷?yè)P(yáng)機(jī)用415.5的鋼絲 繩作架設(shè)渡繩。 主索起重及牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)均接進(jìn)中心控制室，由中心控制室統(tǒng)一 指揮。3.3工作索道的架設(shè)按設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)共設(shè)有工作索道兩副，分設(shè)于主索道的兩邊起輔 助吊裝用，工作索主索采于4)47.5 (6X19+1)的鋼絲繩，上設(shè)5t搬運(yùn)器各 一套，工作索道的卷?yè)P(yáng)機(jī)為JJK2-5型，共2臺(tái)，其循環(huán)索視為4)17.5 (6X 19+1)的鋼

11、絲繩，起重索采用*17.5 (6X37+1)的鋼絲繩，起重索走“4” 布置。在主索道架設(shè)前，先架好工作索道，以為主索系統(tǒng)的架設(shè)作準(zhǔn)備，工 作索以*15.5的鋼絲繩作渡繩進(jìn)行架設(shè)。3.4塔架本橋因設(shè)一組主索，為滿(mǎn)足全橋吊裝范圍的需要，塔架設(shè)為寬24m, 厚2m,下端較支，高66m的三層門(mén)式*辰架，扮采用萬(wàn)能祁祚拼成桁架結(jié) 構(gòu)，并在塔頭部分各飛出2m,通過(guò)塔頂?shù)目梢剖剿靼?，使整個(gè)系統(tǒng)的覆蓋 面達(dá)到28m寬。塔架的拼裝采用人工配合機(jī)械進(jìn)行，并隨著拼接高度的增加設(shè)置臨時(shí) 前、后纜風(fēng)，后纜風(fēng)設(shè)于引橋墩柱處，并逐漸向主地壟移動(dòng)，最后錨固在 主地壟上；前纜風(fēng)則臨時(shí)固接在棧橋梁上，待塔架間的對(duì)拉纜風(fēng)架設(shè)好后

12、再予以拆除。塔架的側(cè)纜風(fēng)則待塔體拼裝完成后再架設(shè)，由于塔架的側(cè)纜風(fēng)受環(huán)境 所限，架設(shè)較難，又無(wú)卷?yè)P(yáng)機(jī)可用，故只能人工布設(shè)，并越過(guò)房頂，再用 手動(dòng)葫蘆收緊，對(duì)有些困難地段得用吊車(chē)輔助布設(shè)。3.5地壟主地壟在東、西兩端各一，其中西端主地壟位于拆后的屋址上，采用 機(jī)械開(kāi)挖，人工澆注栓的方法施工，東端主地壟因局部位于洪湖中，故先 作圍堰排擋水，再開(kāi)挖完成施工，由于單個(gè)主地壟的栓量即達(dá)400余方， 故而采用分次澆注法成型，層間預(yù)埋連接筋，以加強(qiáng)整體性。4.纜索吊機(jī)的試運(yùn)行纜索吊機(jī)安裝完成后，反復(fù)調(diào)整塔架的纜風(fēng)繩，使塔架的傾角滿(mǎn)足設(shè) 計(jì)要求，然后空車(chē)運(yùn)行幾個(gè)回合，檢查系統(tǒng)的工作情況，待全系統(tǒng)情況均 正常后，再進(jìn)行試吊，試吊分三次進(jìn)行，即按設(shè)計(jì)吊重的70%、120%及130% 進(jìn)行，其中70%和220%試吊為全程往返運(yùn)行，230%則作靜載和沖擊試驗(yàn)， 經(jīng)三次試吊，證明全系統(tǒng)一切正常，