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1、平寨渡槽拱箱吊装施工技术总结中国中铁五局（集团）有限公司 杨自刚一、工程简介平寨渡槽位于贵州省六盘水市六枝特区梭戛乡平寨村境内，起止里程为总干1+096总干1+313，全长217m，横跨依弄河谷，为拱式渡槽。本渡槽平面位于直线段上，为1811.5m梁柱式渡槽，底坡为1/1500；其拱圈跨度108m，净矢高27m，矢跨比1/4，设置15cm永久预拱度。该渡槽设17根排架，2个边墩，其中4#13#排架座于拱圈上。槽壳采用标准A2型（11.5m跨）槽壳，距离地面最大高度约75m，槽壳断面5.50m4.70m。本渡槽拱圈宽6m、高2.2m，由3片拱箱组成，每片拱箱分9段预制；拱箱长度基本相等，单段最大
2、设计吊重65t；拱轴线为悬链线，拱轴系数m=1.988。边箱预制宽度2.028m、中箱预制宽度1.911m，预制箱高2.0m，吊装合拢后再现浇0.2m使箱体总高度达到2.2m；拱箱合拢后，预制箱段的纵向通过接头预埋件焊接，横向通过横隔板处伸出的钢筋焊接，拱箱上缘通过横向连接筋连接，纵横向之间现浇填缝砼，完成后浇筑顶板现浇层，顶板现浇砼达到设计强度的80%后，施作拱上排架柱和槽壳。二、主要控制指标1.缆索起重系统净吊重：65t。2.缆索吊装拱箱施工进度指标：1节段/2天。三、缆索吊系统简介平寨渡槽拱箱采用缆索吊装法施工，缆索吊系统布置见图3-1。根据现场条件及施工计算，该缆索跨分布由进口至出口依
3、次为：40m283m40m。设1组6根62(637S+FC)、单根破断拉力为2555kN的钢丝绳主索；主索上设两个跑车和2个吊点，每个吊点设计吊重50t，两个吊点共能承受吊重100t。主塔采用贝雷钢桁架片拼装，与基础铰结，整个吊塔横向可移动，基础平面尺寸为2.5m9m。进口岸主塔设在进口岸渐变段后方39m处，塔高27m；出口岸主塔设于出口岸渐变段后方27m处，塔高15m。塔架型式为“一”字型，由8组贝雷桁架片组成。主索地锚：渡槽两岸地质均为弱风化石灰岩，采用2根2.0m、长8m的桩式地锚，主索直接捆绑于桩头上。平寨渡槽缆索吊系统布置图 图1图2 主塔 图3 主塔索鞍及缆索布置 图4 主索地锚
4、图5 主塔铰座 图6 主塔塔底滑槽 图7 主塔张拉横移 扣塔采用钢管桁架结构，主管采用6根325 mm10mm钢管，截面型式为3 m1.5m。钢管中对中1.5m1.5m，1、2扣锚索直接扣挂在3#、14#排架柱帽梁顶型钢上，3、4扣锚索扣于扣塔顶的张拉平台上。扣索地锚：在1排架基础内设3根1.2m、长6m的桩基作为进口扣索地锚，在17墩基础内设3根1.2m、长6m的桩基作为出口扣索地锚。图8扣塔加固 图9 扣塔 图10 扣索地锚 图11 扣索与预埋件锚接 四、拱箱预制简介1.平寨渡槽拱箱预制场建于本渡槽进口端，预制场长50m、宽20m，设5个C10砼台座、1套80t龙门吊，分钢筋加工区、拱箱预
5、制区及存放区、看守房。2.拱箱分底板横隔板接头边腹板、中接头、端接头、端头加固段及顶板三次进行施工。拱箱用C45砼在2#营地搅拌站统一拌制，经砼罐车运送至施工现场并出料后，通过门吊提升并运送至砼浇筑面。浇筑完顶板砼后覆盖麻袋并洒水保湿养护到设计强度值的80%时，用门吊移至存放区再浇水养护28d。3.严格控制拱箱预制结构尺寸，确保拱箱实际最大净重不超过65t。五、拱箱吊装1.缆索吊装施工工艺流程方案评审基础施工拼装主扣塔缆索吊机安装中箱吊装中箱合拢边箱吊装边箱合拢、扣塔拆除顶板、接缝砼现浇上部结构施工缆索吊机及主塔拆除试吊缆索吊装施工工艺流程图 图122.施工组织2.1人员及机械设备配置（1）、
6、人员配置 平寨渡槽拱箱吊装人员配置表 表1序号工种人数工作内容备注1项目副经理兼作业队长1全面负责拱箱吊装施工及其安全作业管理2技术负责人1全面负责拱箱吊装作业技术管理3卷扬机组4跑车牵引、启动，卷扬机操作及监护4扣索组6两岸扣索收紧、捆绑5安装组10拱箱就位悬挂，扣索、缆风索安装，接头处理，合拢操作，两拱箱间垫板，脚手架安拆6电焊组5焊接所有钢筋接头及接头钢板7安全组4检查吊装设备，维护两岸交通安全，地锚观测8测量组4拱箱接头拱顶标高、中线、龙门架偏移测量9指挥2现场指挥通信合计37（2）、机械设备配置 平寨渡槽拱箱吊装机械设备配置表 表2序号机械设备名称规格型号单位数量备注1龙门吊80t套
7、12缆吊系统65t套13扣索系统套14变压器315KVA台15发电机200KVA台1备用6全站仪1台27水准仪DS3台12.2生产用房和临时用电的布置（1）、临时生产用房布置于预制场内。（2）、本工程用电量主要在缆索吊进行吊装作业时最大，总用电量负荷120KVA，直接从平寨渡槽配置的1台315KVA变压器接出，在进行吊装作业时暂停其他机械作业以满足施工需要，并配置1台200KVA发电机备用。3.施工方案3.1试吊运行试验本渡槽缆索吊机设计吊重65t，在正式吊装前成功地进行了试吊运行试验。根据现场材料及构件、拱箱预制的实际情况，试吊重量按设计吊重的50%90%100%120%进行逐级加载（各级试
8、吊重量不包括配重块和吊点重量），其中50%90%100%加载均来回牵引一次、120只进行塔前起吊。3.2拱箱安装（1）、拱箱安装程序缆索吊机安装、调试进、出口岸中箱第段拱箱吊装安装扣索接头焊缝拱箱标高及平面位置调整进、出口岸中箱第段拱箱吊装钢板临时连接安装扣索接头焊接第段拱箱标高及平面位置调整直至两岸第段安装完毕合拢第段吊装，钢板连接第段校核拱箱标高焊接合拢段接头，中箱合拢完毕根据安装中箱的顺序与方法安装左边箱，每安装一段即进行横向与中箱定位焊接最后安装右边箱全桥拱箱合拢。（2）、拱箱的安装方法通过缆索吊机上的两个吊点吊运第段拱箱至拱座旁，并缓慢地移至拱座上，通过倒链逐步调整第段拱脚端铰轴位置
9、，使其与预埋的拱座预埋钢板进行临时就位连接，此时扣上扣索并张拉扣索，调整到位后取下吊点钢丝绳并进行接头焊牢。按同样方法吊运对岸的第段，然后再安装剩余拱箱节段。图13 第一节拱箱吊装 图14 拱箱扣挂 （3）、合拢段安装、拱箱第段安装完成后，尽快地实施合拢段的安装。、合拢前通过扣索、抗风索对拱箱进行线形、标高的调整，选择温度1416范围实施瞬时合拢。、合拢施工时统一协调指挥，确保合拢时2个接头同步完成作业。图15 中箱合拢 图16 右边箱合拢 （4）、扣索安装扣索安装通过缆索吊装系统安装于两岸扣索地锚锚固端，采用索塔上扒杆固定倒链将扣索装入扣塔扣索锚箱各张拉孔中。吊装段靠拱圈中心的一端，用横向调
10、位缆风索调整好轴线位置，用扣索调整设计标高，待吊装段全部荷载承重于扣点、拱箱标高和轴线调整满足设计要求后，取下吊点。（5）、松扣和卸扣、单片拱箱合拢、各节段接头焊接完成，逐级松扣，将扣索拉力转换为拱的推力，然后吊装剩余2片边箱。、松扣程序为：从跨中第段扣索开始，两岸对称分级（扣索拉力分3级，每级放1/3），依次（从第段第段）放松，各扣索松一级，暂停1520min后，标高、轴线及平面位置经监控单位、监理方确认后，再进行第二级放松，以此循环至最后全部拆除。3.3拱箱吊装时间分析（1）、中箱最先进行吊装，施工时间从2012年10月20日开始，至2012年11月9日完成合拢，平均吊装进度为1节段/2.
11、3天。中箱吊装完成后接着吊装左边箱，其施工时间从2012年11月22日开始，至2012年12月1日完成，平均吊装进度为1节段/1.1天。右边箱最后进行吊装，施工时间从2012年12月20日开始，至2012年12月29日完成，平均吊装进度为1节段/1天。（2）、通过对左边箱、中箱、右边箱的吊装进度进行统计分析，可知：、前期由于缆索吊作业人员配合不熟练，整个系统运转不正常，同时中箱吊装时没有参照物，单节段吊装后还须拉左右两侧的横向缆风，因此中箱吊装进度指标偏大，超过计划指标。、左、右边箱吊装时，因有合拢的中箱作为参照物且只须拉左或右侧横向缆风，因此左、右边箱吊装进度比中箱快。、考虑操作人员前期的配
12、合协调问题，按中箱左边箱右边箱的顺序安排吊装，该渡槽单节段拱箱吊装进度可缩短至平均1节段/1.5天。4.拱箱吊装质量控制措施（1）、每片拱箱节段安装完成后，进行动态测量控制。对于出现的误差，在下一拱箱节段安装时及时调整，防止产生累计误差。 拱箱节段安装允许误差 表3工况各测点标高单片拱箱轴线误差（mm）偏差（mm）合拢后+36；-3618（2）、拱箱安装时，如发现实际拱轴线与理论拱轴线相差较大时，应作相应调整。调整方法如下：通过松张横向缆风进行纠偏。如一次调整不到位，可以在下一节段继续调整，直到满足设计要求为止。（3）、利用全站仪进行拱箱平面位置定位，利用水准仪进行拱箱标高控制，并配合监控单位
13、的监控工作。（4）、吊装过程中由于重量的增加、段间连接时的碰撞、焊接及风力的影响，均有可能使拱箱空间位置产生变化。因此，在拱箱各段吊装和连接的过程中，及时对其轴线和标高进行监控，发现变化及时调整。（5）、在地锚设定标志点，起吊拱箱后用全站仪在垂直于渡槽轴线方向观测锚桩有无位移变化。（6）、合拢控制根据设计要求的合拢温度14 16，现场技术人员在此合拢温度精确测量合拢段的长度后，对已经吊装的合拢段做相应的长度调整，最后在合拢温度环境下进行合拢，从而确保合拢质量。（7）、拱箱吊装须严格按照监控单位提供的监控结果进行施工线形、标高控制和调整。5.拱箱吊装安全控制措施（1）、吊装施工必须进行试运转，并
14、对各个系统进行监控，及时处理出现的异常情况，不得让吊装系统带病运转。（2）、吊装系统进行吊装作业时必须统一指挥、统一行动，不得随意干、蛮干。（3）、本吊装系统未设工作吊蓝，扣索采用拱箱吊装系统拖移就位，施工人员在拱箱上行走时，必须配备安全绳，并在拱箱上布设安全网；施工人员拆除吊点时，在拱箱上设置钢筋梯，钢筋梯采用16以上的钢筋制作，中间采用搭接木板作为平台。跑车的检修保养在两岸的塔架上进行。（4）、在布置拱箱缆风索时，必须对称进行，两边要协调一致。（5）、在塔架顶横移索鞍时，必须采取保护措施防止索鞍倾翻及突然滑移。（6）、施工现场风力达到5级以上，看不见信号的雾天，中、大雨及雷阵雨天气，夜间，
15、吊装安全措施没有制定前，吊装作业中事故或故障没有处理完毕，没有经过吊装指挥组同意等情况下不得进行吊装作业。（7）、指挥信号系统失灵，影响工作的进行，塔架位移过大，主索地锚开裂；主索、起重索、牵引索、扣索等断丝、打扭；卷扬机故障；行车及转向轮中钢丝绳脱轮等设备异常现象；吊装现场发生重大安全事故等情况时，现场指挥人员有权发布停止作业命令。六、施工监测1.该渡槽拱箱吊装施工过程中的监测由业主委托有资质的机构进行。其控制精度按公路桥梁施工技术规范（JTG/T F50-2011）和设计要求确定。2.监测结果（1）、通过对平寨渡槽三箱受力的监测和控制，确保了应力在规范的控制范围内，实现了应力控制的目标。（2）、通过对平寨渡槽三箱索力的监测和控制，结果表明单根扣索索力实测值均小于理论值，确保了施工过程中扣塔的施工安全，扣索处于安全可控范围内。（3）、通过对平寨渡槽三箱吊装施工时拱箱线形（坐标、高程）的监测和控制，保证了单箱成拱线形偏差在规范容许误差范围内，实现了拱箱吊装施工线形的控制目标。七、结论1.严格控制拱箱预制结构尺寸，缆索吊实际最大净吊重为65t，满足计划指标。2.经拱箱吊装施工，中箱吊装施工进度为1节段/2.3天不满足控制指标，而边箱吊装施工进度为1节段/1.1天满足控制指标。综合考虑三箱的吊装进度，调整控制指标为1节段/1.5天。
