官山大橋貓道架設施工方案介紹

PAGEPAGE1官山大橋貓道架設施工方案中交二航局岱山高亭牛軛至官山公路工程項目經理部二零一二年十二月

目錄TOC\o"1-2"\n\h\z\u一、編制依據(jù)及原則二、工程概況三、貓道設計及牽引系統(tǒng)3.1貓道設計3.2牽引系統(tǒng)概況3.3貓道結構受力及抗風穩(wěn)定計算(技術中心提供)四、施工工藝流程五、設備及材料計劃六、牽引系統(tǒng)架設施工6.1施工準備6.2牽引系統(tǒng)構件安裝6.3官山航道封航6.4先導索架設6.5過渡索牽引6.6牽引索過渡6.7右幅牽引索架設6.8牽引系統(tǒng)調試七、貓道架設施工7.1架設方案7.2施工準備7.3托架架設7.4貓道承重索架設八、質量安全保障措施8.1質量保證措施8.2安全施工保障措施九、工期安排十、人力資源配置十一、與其他單位的配合工作一、編制依據(jù)及原則（1）編制依據(jù)1）《岱山高亭牛軛至官山公路工程兩階段施工圖設計》第二冊2011年9月；2）《建筑結構荷載規(guī)范（2006年版）》（GB50009-2001）；3）《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017-2003）；4）《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JTG/TF50-2011）；5）《鋼結構設計手冊》（第三版）；6）《鋼結構連接節(jié)點設計手冊》（第二版）；7）《鋼結構工程質量驗收規(guī)范》（GB50205）；8）《混凝土構件設計規(guī)范》（GB50010-2010）；9）《起重機設計規(guī)范（2008年版）》（GB3811-2008）；10）《制繩用鋼絲》（GB5343—2006）；11）貴繩公司內控標準《制繩用鋼絲》（Q/GSNK－2010）;12）《重要用途鋼絲繩》（GB8918—2006）；13）《面接觸鋼絲繩》（YB/T5359—2006）；14）《公路懸索橋吊索》（JT/T449—2001）；15）《鋼絲繩包裝、標志及質量證明書的一般規(guī)定》（GB/T2104—2008）；16）《鋼絲繩破斷拉伸試驗方法》（GB/T8358—2006）；17）《優(yōu)質碳素鋼熱軋盤條》（GB/T4354—2008）。（2）編制原則1）依據(jù)官山大橋施工招標文件要求，施工方案涵蓋技術文件所規(guī)定的全部內容。2）采用可靠的工藝、材料、設備，力求工藝成熟，可操作性強。3）根據(jù)官山大橋的設計成果，結合橋址的地質、水文、氣象條件及工程規(guī)模、技術特點、工期要求、工程造價多方面綜合確定。4）保證施工質量和確保計劃工期如期或提前完成。5）通過合理有效的資源組織，力求縮短工期，為橋梁的施工提供有力保障。6）高度重視環(huán)保、施工安全。

二、工程概況官山大橋為單跨鋼箱梁懸索橋，主橋為主跨580m的單跨懸索橋，主纜孔跨度為（210+580+180）m=970m，橋塔塔身采用鋼筋混凝土門式框架結構，基礎采用擴大基礎，牛軛側采用重力式錨碇，官山側采用隧道貓碇，懸索橋主纜采用預制平行鋼絲索股，，每根主纜80股，單根索股無應力長度約為1049.47m，主纜中心間距25.8m，主橋凈寬21m，設計車速80Km/h。官山大橋總體布置圖見下圖2-1圖2-1官山大橋總體布置圖三、貓道設計及牽引系統(tǒng)3.1貓道設計3.1.1貓道結構形式岱山高亭牛軛至官山公路工程官山大橋施工貓道結構采用三跨分離式無抗風纜體系。貓道主要由貓道索（承重索、扶手索和門架承重索）、貓道面層、錨碇處貓道錨固系統(tǒng)、貓道門架、貓道橫向通道、塔頂貓道調整及錨固系統(tǒng)、索股托架滾輪（索股架設用）及其它附屬設施等組成。貓道索布置采用對應主纜位置對稱布置形式，兩側貓道中心距25.8m。單側貓道采用8根Φ54承重索，橫橋向間距0.42×3+1.3+0.42×3m。貓道門架在貓道上每隔45m左右布置一道，將貓道承重索與門架承重連接成空間結構，以提高貓道整體抗風穩(wěn)定性。上下游貓道間每隔100m左右設置一道貓道橫向通道增加貓道整體抗風穩(wěn)定并作為兩側貓道橫向通行便道。貓道總體布置圖見下圖3-1。3.1.2貓道索貓道承重索采用8Φ54（6×36SW+IWR）鋼芯鋼絲繩，單根貓道承重索分3段制造，在塔頂位置斷開錨固于安裝在塔身上的錨固梁上，形成3跨分離式結構。貓道扶手索采用Φ22+2Φ16鋼芯鋼絲繩，單根扶手繩分3段制造。扶手繩在塔頂斷開，分別錨固于各塔塔頂門架（錨固支架）及錨碇處錨固支架上。門架承重索采用2Φ48（6×36SW+IWR）鋼芯鋼絲繩，門架承重索在塔頂及錨碇門架上通過設置門架索轉索小索鞍，形成3跨連續(xù)式結構，兩端錨固于設置于錨體上的門架索錨固埋件上，在主纜索股架設階段，通過貓道門架與貓道形成整體，作為門架式牽引系統(tǒng)的支承索；在主纜架設后，作為纜索小車的承重索，用于緊纜機移動，運輸索夾、吊索、纏繞鋼絲索盤等。貓道承重索采用Φ54鍍鋅鋼絲繩，強度等級為1960MPa，結構型式為6×36WS+IWR。3.1.3貓道面層貓道面層中心與主纜中心一致，上下游兩側貓道中心間距為25.8m，單側貓道寬度為4m，貓道底面網采用Φ5×80×100的粗面網及Φ2x40x40的細面網，貓道側面網采用Φ5×80×100的側面網；貓道每隔500mm布置一道50×30×1440的短踏步木方，每隔5000mm布置一道50×50×4000的長踏步木方；每隔10m布置一道扶手立柱（∠75×6），每隔5m布置設一道]12×4400mm的槽鋼橫梁，形成貓道框架；貓道門架底部設置2]16a×4400mm的槽鋼橫梁。圖3-2貓道索斷面布置圖圖3-3貓道面層結構布置圖圖3-1貓道立面及平面布置圖3.1.4橫向通道兩條貓道之間每隔100m左右設置一道橫向通道。全橋共布置5道，中跨3道，兩邊跨各1道。橫向通道由三角桁架、面層網、欄桿、扶手繩等組成。橫向通道除滿足人員在貓道間的通行外，同時能提高貓道自身的整體穩(wěn)定性及抗風能力。橫向通道結構圖件下圖3-14。圖3-4橫向通道結構圖3.1.5貓道索錨固及調索系統(tǒng)本橋貓道采用3跨分離式，在兩側錨碇及兩主塔塔頂分別設置錨固裝置。牛軛側采用設置混凝土錨塊并預埋埋件及錨固支架方式錨固貓道承重索及扶手索；官山側采用在散索鞍支墩上埋設埋件并設置錨固支架方式錨固貓道承重索及扶手索；兩主塔塔頂承重索通過設置錨固梁的方式錨固，邊、中跨錨固梁間通過預拉對拉拉桿的固定并設置抗剪剪力銷（錨固牛腿）以承受豎向及橫向剪力。經計算分析，兩邊跨最終放松量分別為-0.332m（牛軛側）、-0.183m（官山側），即兩側貓道索放松實際需張緊，考慮數(shù)值較小，故邊跨側貓道索在改吊后施工過程中保持長度不變。中跨貓道索最終放松量為4.26m，在兩主塔錨固處中跨各設置一套貓道索調整系統(tǒng)，單側調整量2.13m，調整通過拉桿及穿心千斤頂完成。圖3-5貓道索塔頂錨固結構立面圖和平面圖圖3-6牛軛側貓道索錨固結構立面圖圖3-7官山側貓道索錨固結構立面圖圖3-8貓道索調索系統(tǒng)結構圖3.2牽引系統(tǒng)概況牽引系統(tǒng)是懸索橋上部結構安裝的重要組成部分，主要用于貓道的架設和主纜索股的架設。分為兩個階段：貓道架設階段的牽引系統(tǒng)和主纜索股架設階段的牽引系統(tǒng)都采用單線往復式牽引系統(tǒng)。3.貓道架設階段牽引系統(tǒng)采用單線往復式牽引系統(tǒng)，主要用于托架承重索、定位索、貓道承重索、門架承重索、貓道扶手索架設及貓道面網鋪設下滑時的拽拉。該系統(tǒng)主要由牛軛、官山側的兩臺250kN卷揚機、牽引索、拽拉器、塔頂導輪組、索鞍上導輪組、門架導輪組成，牽引索布置于主纜外側，距主纜中心900mm。單線往復式牽引系統(tǒng)立面及平面布置圖見下圖3-9。圖3-9單線往復式牽引系統(tǒng)立面及平面布置圖PAGE33.牽引卷揚機為250kN摩擦式卷揚機。該卷揚機可單獨工作，亦可實現(xiàn)兩臺聯(lián)機同時工作；具備自動測速、測長、測力和超載報警保護等功能；具備人機界面顯示，計算機自動編程控制，無級調速變化，卷揚機相互互鎖，根據(jù)卷揚機的速度、拉力自動調整力矩電機提供適合的定值力矩，使鋼絲繩始終處于張緊狀態(tài)等功能。所有輔機帶有機械鎖定裝置。圖3-11250KN摩擦式卷揚機250KN摩擦式卷揚機主要技術參數(shù)項目單位性能參數(shù)牽引力kN250牽引速度m/min0～30儲繩筒容繩量m3500儲繩筒工作直徑mmΦ700鋼繩型號6×36WS+IWR鍍鋅電動機功率kW200轉速r/min980儲繩筒工作寬度mm1382輔機電動機功率N.m200轉速r/minMax=1500整機質量kg32000（不含變頻器及控制系統(tǒng)）3.拽拉器是門架式牽引系統(tǒng)中的十分重要的部件，起牽引貓道索及主纜索股，并連接兩根牽引索等作用。拽拉器主要由楔形接頭連接架、前后梭管、前后聯(lián)桿、平衡配重等組成。圖3-12拽拉器3.牽引索采用φ36的鍍鋅鋼絲繩（6×36SW+IWR，最小破斷拉力為863kN），長度由主纜長度、卷揚機位置及卷揚機必須纏繞長度決定。單線往復式牽引系統(tǒng)由兩根牽引索（1#、2#索）組成，牽引索間由拽拉器相連。1#、2#分別為1200m。3.牽引索牽引時，通過塔錨四個較大轉點位置，須設置緩和的導輪組使拽拉器順利通過，防止牽引鋼絲繩在彎拉高應力下的過早破壞。導輪組由導輪架、下導輪及上壓輪等組成，上壓輪設置彈簧緩沖裝置，使上壓輪和下導輪能保持彈性接觸。塔頂導輪組及錨碇門架處導輪組具體尺寸見設計圖，示意圖見下圖3-13主塔頂導輪組、圖3-14牛軛錨碇門架頂導輪組、圖3-15官山錨碇門架頂導向輪。3.門架式往復式牽引系統(tǒng)，在貓道上每隔50m設置一道門架，每道門架設兩組牽引索通過的導輪組，縮短牽引索的空間跨距，保證牽引索的線形。同時，貓道門架與2根φ48門架承重索和貓道自身鋼框架相連，組成整體空間結構，增加貓道穩(wěn)定性。貓道門架主梁采用180×180×6.3方鋼管，其導輪組采用與北散索鞍墩門架導輪組相同型式。貓道門架尺寸及導輪組組尺寸見設計圖。圖3-13主塔頂導輪組圖3-14牛軛錨碇門架頂導輪組圖3-15官山錨碇門架頂導向輪圖3-16貓道門架設計圖圖3-17貓道門架及導輪組3.3貓道結構受力及抗風穩(wěn)定計算(技術中心提供)四、施工工藝流程牽引系統(tǒng)施工工藝流程及貓道架設施工工藝流程見下圖貓道面層鋪設及橫向通道安裝貓道承重索垂度調整貓道面層鋪設及橫向通道安裝貓道承重索垂度調整托架安裝重復架設貓道承重索主跨托架承重索架設門架承重索架設施工貓道整體系統(tǒng)調整貓道門架和制振系統(tǒng)安裝貓道防護、照明、警示裝置安裝準備工作右側先導索過海（ф13迪尼瑪繩）左側單線往復牽引系統(tǒng)架設完畢左側先導索過海（ф13迪尼瑪繩）過渡索（Φ22鋼絲繩）過渡牽引索（Φ36鋼絲繩）架設過渡索（Φ22鋼絲繩）過渡牽引索（Φ36鋼絲繩）架設左側單線往復牽引系統(tǒng)架設完畢牽引系統(tǒng)施工工藝流程圖貓道架設施工工藝流程圖五、設備及材料計劃牽引系統(tǒng)和貓道架設過程中需要使用鋼絲繩放索架、卷揚機、吊車等設備，主要設備需求見下表設備需求計劃設備名稱數(shù)量使用時間備注鋼絲繩放索架2臺2013年9月拽拉器2只2013年9月25t卷揚機4臺2013年9月10t卷揚機12臺2013年9月5t卷揚機2臺2013年9月塔吊2臺70t履帶吊1臺2013年7月25t吊車1臺2013年7月手拉葫蘆若干60t滑車組12交通船1艘2013年7月牽引系統(tǒng)及貓道鋼絲繩材料清單項目名稱結構規(guī)格型號強度級別(MPa)單位數(shù)量貓道承重索（6*36SW＋IWR）鍍鋅鋼芯鋼絲繩；φ541960m門架承重索φ481960m牽引索φ361870m環(huán)形吊具索φ161670m過渡索φ221670m貓道扶手索φ161670mφ221670m托架定位索φ161670m貓道下滑面層索φ161670m門架頂卷揚機φ281670m開式索節(jié)CDJ5248個個六、牽引系統(tǒng)架設施工6.1施工準備索鞍安裝完成后，需要對主塔頂、兩側錨碇門架進行改造，安裝牽引系統(tǒng)及貓道連接構件，安裝塔頂兩側施工平臺及上橫梁通道。首先安裝主塔頂兩側施工平臺錨板，采用人工焊接，焊縫采用角焊縫，高10mm，錨板安裝完成后即安裝貝雷平臺，平臺2片一組，每側2組，長6米，采用在地面拼裝成整體，塔吊起吊安裝。操作平臺安裝完成后，進行貓道索錨固梁和拉桿安裝，拉桿安裝完成后，每根拉桿施加600KN預應力。6.2牽引系統(tǒng)構件安裝（1）左幅牽引系統(tǒng)先架設；（2）安裝牽引系統(tǒng)塔頂、錨碇導輪組，并檢查各部件安裝質量；（3）按設計位置安裝牛軛、官山側錨碇后各2臺250kN牽引卷揚機，分別纏入1#、2#、3#、4#牽引索；（4）安裝主塔塔頂、索鞍墩門架上100kN提升卷揚機，牛軛側主塔左側塔頂安裝1臺索50kN卷揚機并纏入先導索（φ13mm迪尼瑪繩），官山側主塔左側塔頂100KN卷揚機纏入過渡索（φ22mm鋼絲繩），鋼絲繩索頭提前下放至承臺處；（5）首先將牛軛側錨碇后250KN卷揚機牽引索放出，穿過索鞍墩頂門架導輪組，鋼絲繩繩頭放在索鞍墩前地面上；（6）從牛軛主塔頂100KN卷揚機放出鋼絲繩拽至散索鞍墩前，與牽引索連接，塔頂100KN卷揚機反拉將牽引索索頭牽至塔頂并與主索鞍臨時固定。官山側250KN卷揚機牽引索采用同樣方法牽至官山主塔頂固定。6.3官山航道封航官山大橋跨越牛軛島和官山島之間航道，該航道為岱山縣主要航道，每天往返該于航道的各種船舶有上百艘，該航道的地形特點是海底呈“U”字型，水下地形較陡，最大水深達到85m左右，橋位處水面寬約525m，由于受地形條件的約束，該處水流流速較大，最大實測流速達到3.80m/s經分析對比，先導索過海方式采用托船牽引輕質迪尼瑪繩漂浮過海，牽引時間為當日的高平潮時機（白天），過海時間約十分鐘。因此需要對該航道進行封航，橋位兩側500m處設置封航警戒船，封航時間約2-3小時。6.4先導索架設（1）先導索采用ф13輕質迪尼瑪繩（單位重量120g/m，密度0.97kg/cm3，最小破斷拉力132kN）；（2）先導索架設采用拖船由牛軛塔向官山塔方向水面牽引過渡，一跨過海。架設時，先導索浮于水面上；（3）先導索到達官山側岸側時，將先導索索頭與中間索索頭通過100kN卸扣連接，并通過牛軛側塔頂50kN卷揚機反拉升空，官山塔頂100KN卷揚機收繩，并保持先導索最低處，滿足通航凈高要求（30m），先導索過江完畢。（4）解除航道封航。6.5過渡索牽引（1）先導索過江后，將先導索與φ22mm過渡索在官山塔承臺處通過卸扣連接，反拉50KN卷揚機，將先導索升空；（2）官山側塔頂100kN卷揚機放繩，牛軛側塔頂先導索50kN卷揚機收繩，將過渡索索頭由官山塔頂牽引至牛軛塔頂，牽引過程中，注意中跨跨中部位過渡索標高控制+28.00以上。（3）過渡索到達牛軛塔頂后，將過渡索與塔頂臨時連接，解除過渡索與先導索連接；（4）將過渡索索頭與牛軛側已架的4#牽引索連接，準備進行4#牽引索過渡。6.6牽引索過渡（1）將過渡索索頭與牛軛側已架的4#牽引索用100KN卸扣連接；（2）啟動官山側塔頂100KN卷揚機收繩，牛軛側250KN卷揚機放繩，將4#牽引索由牛軛牽引至官山塔頂，注意中跨跨中部位標高控制+28.00以上；（3）4#牽引索到達官山塔頂后，將4#索與3#索用拽拉器連接，將牽引索提升放入牛軛及官山塔頂?shù)幕⌒蔚膶л喗M內，解除φ22mm過渡索與牽引索的連接；（4）啟動牛軛及官山兩側250KN卷揚機，將牽引索提升至設計標高（+50.00），完成左幅單線往復式牽引系統(tǒng)的架設。6.7右幅牽引索架設（1）在官山右幅塔頂安裝1臺50KN卷揚機，用于過渡索空中橫移；（2）左幅單線往復式牽引系統(tǒng)的架設完成后，將過官山側塔頂過渡索索頭與左幅牽引系統(tǒng)拽拉器連接；（3）啟動牽引系統(tǒng)，將過渡索由官山牽引至牛軛塔頂，注意中跨跨中部位標高控制+28.00以上；（4）過渡索到達牛軛塔頂后，左幅塔頂100KN卷揚機鋼絲繩與過渡索連接，將牛軛右幅塔頂100KN卷揚機鋼絲繩放出，