《混凝土拱桥施工技术.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土拱桥施工技术.doc（37页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、混凝土拱桥施工技术总结-270m跨提篮式钢管第一工程有限公司 xxx内容提要：位于东海近海海域的三门口跨海大桥，主跨为270m的中承提篮式钢管混凝土拱桥，拱肋轴线采用悬链线，是目前国内同类桥梁跨径最大者。单肋拱肋纵向分13段，采用无支架缆索吊机安装、钢绞线斜拉扣挂法施工。介绍了钢管拱肋加工制作、节段吊装系统，拱肋分段悬拼、钢管拱肋砼灌注的施工方案、主要工艺等。关 键 词：拱桥 拼装 悬链线 提篮式 桥梁施工1.工程概况1.1工程简介浙江省象山县三门口跨海大桥A标工程位于象山县石浦镇西南约15公里处的三门口海域地区，为象山县环石浦港陆岛交通工程的一部分。A标工程包括两座主跨为270m的中承提篮式
2、钢管混凝土拱桥,矢高54m，矢跨比为15，吊杆间距8m。拱肋拱轴线采用悬链线，拱轴系数1.543，拱肋内倾角为8。拱肋结构采用节间为4m的N型桁架形式，上、下弦杆采用4根800mm钢管，腹杆采用400mm钢管。截面尺寸拱肋宽2.4m(钢管中心间距1.6m)，高为5.3m(钢管中心间距4.5m)。单桥拱肋钢管桁架顺桥向分为13个节段，横桥向分为上、下游两肋，肋间由K形横撑相连，全桥共11道。拱肋与基础在安装阶段为套筒连接，合龙后采用固结连接。施工采用单肋单节段吊安，节段最大重量为54t。桥型总体布置图见图1。吊杆采用双层彩色PE的成品拉索，拉索由7-73抗松弛镀锌高强钢丝组成，吊杆间距8m，全桥
3、共225根，锚具为冷铸锚。吊杆横向布置与拱肋轴线在同一平面内，吊杆倾斜设置，增加了梁横向抗风稳定性。主桥面系采用纵横梁体系，均为预制构件。纵梁为钢筋混凝土梁，采用形截面，梁高0.72m，腹板间距1.5m，桥面板厚0.14m；横梁为预应力混凝土结构，采用T形截面，跨中梁高1.59m，翼缘板宽0.8m，厚0.15m，腹板厚0.22m，顺桥向每隔8m设置一道横梁，横梁悬吊于吊杆下方，为便于吊杆下锚点的锚固，横梁两侧端部梁底按8的仰角设计。纵、横梁体系吊装到位后，绑扎或焊接现浇接缝的钢筋，张拉横梁中剩余的预应力，然后采用C50无收缩混凝土浇注现浇接缝。主桥拱脚基础采用明挖扩大基础，并埋入微风化层一定深
4、度。图1 桥型总体布置图1.2项目环境1.2.1地形地貌桥位区地形分为三个地貌单元：基岩裸露丘陵区、水域区及海积平原区。丘陵区植被发育，以松树、灌木及草本植物为主。其中前面山高程为1.476.0m（黄海高程），庵山高程1.540.5m，万金山高程为1.542.0m，坡度大多为3045，靠水边多为岩石陡崖。水域区中门水深3050m，水流最急；南门、北门水深最大为3040m，其中南门河床高程为-1.5-42m，南岸为缓滩，北岸为碉崖，形成中深两边浅的“凹”型。1.2.2地质、地震北门桥、中门桥基础均在陆上，属基岩裸露丘陵区，区内岩性为侏罗世火山碎屑岩，含角砾晶玻屑凝灰岩，岩质坚硬，微风化岩石单轴极
5、限抗压强度为55.4188.6MPa。根据国家地震局1999年编制的中国地震烈度区划图，线路位于VI度区内。1.2.3气象水文气象：桥址海域属亚热带季风区，气候温暖湿润，多年平均最高气温为35.3，多年平均最低气温-4.7，多年平均气温为16，历史最高气温为38.8，历史最低气温为-7.5，多年平均日照2026.8日时，无霜期295.6日。本地区多年平均降雨量1393mm，最大年降雨量2177.6mm，最小年降雨量770.6mm，雨量集中在49月份，以春雨、梅雨和台风雨为主，月占全年降雨量的65%。年平均雾日约55.5天，全年36月份为雾季。本海域四季分明，全年冬季多西北风，夏季多东南风，7月
6、至9月有台风波及，台风季节最大风力达12级以上。年平均风速为5.8m每秒。水文：石浦港由东门岛、对面山、南田岛、高塘岛诸岛与北侧象山半岛所怀抱的水域和岸线组成。该港有铜瓦门、东门、下湾门、蜊门港和三门口水道等5个口门，进出十分方便。港内水域全长约18km，宽一般为2km，水深大部为510m，部分水深超过10m。海底为泥质，适于锚泊，是一个天然的避风良港，港内可行万吨海轮。石浦港属半封闭式海港，潮汐基本属正规半日潮，每日两次高潮、两次低潮，高低潮差别不很明显，平均涨、落潮历时大致相等。地质状况：无严重不良地质状况。2.总体施工方案结合本桥位于海域内，海水潮差较大，两岸施工场地狭小，无大型机具设备
7、作业的施工特点，考虑吊装的设备和技术条件，采用现场分段加工制作、无支架缆索吊机安装、钢绞线斜拉扣挂就位的施工方法。钢管拱肋在海岸侧的加工场地制作完成后通过运输道路运至海边码头装船，在桥位下方用缆索吊机安装，合龙后通过泵送顶升工艺灌注钢管拱肋混凝土，强度达到后安装横梁及桥面板。3.关键技术3.1海域条件下现场加工制作大跨度钢管拱肋施工技术现场施工环境与厂内有所区别，需要克服潮湿、高温、低温、风大等诸多不利条件，选择现场加工有如下原因：a.利用现场条件加工制作钢管拱肋，减少了成品运输环节。作为长大构件的拱肋节段运输存在着诸多困难，在现场制作不仅节省了运输费用，也解决了运输困难的问题。b.在现场制作
8、可以随工程进度的要求，合理调整加工制作及运输顺序。加之位于现场便于管理，能够节省一定的管理费用。c.在现场加工制作，质量完全能够得到保证，且现场具有一定生产规模，可以提高企业的影响力，创造一定的社会效益。3.2 270m跨提篮式钢管混凝土拱桥拼装施工技术 结合企业的综合实力和行业的发展对本桥进行综合分析后，认为采用现场分段加工制作、无支架缆索吊机安装、钢绞线斜拉扣挂就位的施工方法最为合适，这是完成本项目的核心技术。3.3复杂条件下大跨度钢管砼拱桥主拱肋灌注施工技术 桥位处为分割的岛屿，地形条件复杂，材料运输极其困难，对泵送砼的性能提出更高的要求。该项技术的研究开发能够解决施工中的实际问题。4.
9、海域条件下现场加工制作大跨度钢管拱肋施工技术4.1.施工方案为保证预拼的精度，在场地内设置半跨胎架，按照现场试验的焊接工艺完成拱肋桁片的制作后在胎架上进行节段制作。半跨完成后，倒置中间合龙段完成另半跨拱肋的节段制作。分解后立体组拼，完成横撑的制作。场地总体布置见图2。 图2 施工场地总体布置图施工主拱立体管段制作与腹杆制作同时进行，都安排在50t龙门吊起吊范围内组拼。为使组拼能不间断的循环作业，组拼胎架须搭设立体胎架两组以上,水平分片制作胎架两组以上。龙门吊有效范围有26m140m，可制作七个节段，满足了组拼半跨和流水作业的要求。4.2施工工艺4.2.1工艺流程（见图3）4.2.2工艺要点4.
10、2.2.1施工准备a.技术资料的准备在正式加工前，必须进行施工方案、施工工艺等技术资料的整理、编写、报检工作，填写焊接工艺评定。b.施工场地、设备、工具的准备为保证施工的顺利进行，应进行必要的场地清理，设备、工具维修及其它施工准备，设备进场要记录好。c.工程材料的准备工程材料的准备也是一个极其重要的环节，直接影响到工程进度。因此工程材料应早组织、早安排，并及时填报。施工图审核工艺准备场地准备材料采购放样检验辅助材料焊接工艺评定材料检验生产用料焊接材料主拱肋单元件环缝自动焊校圆纵缝自动焊压头滚圆下料运输边缘加工gonggon工检 验交接接长钢管拱桁片制作钢管拱节段制作检验校正钢管拱节段防腐立体组
11、拼移 运检 验图3 工艺流程4.2.2.2.单管加工a.放样、下料按照考虑预拱度值的各拱度坐标表进行放样，主要分为两步，第一步为计算机放样，在计算机上按照一定的比例放半辐桥的大样，得出放样结果。然后再选择一个光线充足，地面光洁的平台上进行实际放样，放样前应用经纬仪放好垂直基线，此基线应用于全桥放样全过程，基线用油漆笔绘上。对照两种放样结果，管节、腹杆、缀管列出下料清单，并与样板相对应，使用相应的计算机软件计算出管节相接处的相贯线展开图并制作出样板来，编好号后并放置平整。然后根据放样提供的样板、草图及有关工艺图纸、施工图纸进行下料，材料切割采用半自动切割机，切割前每个气焊工根据自身的技能水平以及
12、设备性能状况确保技术要求的各项参数，还须考虑气割缝宽度。为方便现场施工不同厚度的板对接处将厚板的一端进行削斜处理，斜度为1:10。b.压头、滚圆、校圆在正式压头前进行试压工作，调整好模具使压头精度能达到规范要求。压头时，须对正定位线，不得有偏斜。压头到一定数量（90块）时，须对胎架进行检查、修正。滚圆、压头过程中，须用准备好的、经过检验的样板反复、多点进行检查，直到合格为止。为调整焊后变形，须进行矫圆工作。压头、滚圆、矫圆均按工艺指导书进行。c.单管焊接焊丝、焊剂的选用，焊剂的烘烤，焊前准备，施焊电流、电压、速度及焊后清理必须严格按照工艺试验确定的焊接工艺参数进行，以确保焊接质量。进行自动焊之
13、前，进行气刨清根处理，并加100mm100mm的引弧板，引弧板板材与母材等强度，焊缝不允许有咬边，表面裂缝气孔等。焊后对焊缝进行100%超声波检验，并进行抽探15X射线检查。如出现返工，则必须制定返工工艺，并按工艺严格执行，且返工不得超过两次。4.2.2.3.单管单元的制作a.单管单元的接长单管单元的接长是在一个平面胎具上进行的（见图4）。每个单管单元分成三四次组焊，即把一个单元先分成两段组焊，每段2节筒体，然后再将两段组焊成一个单元，以次类推。每段和单元管的组装控制尺寸，主要控制单元管下缘的长度L和各接口的矢高高度hi,考虑到焊接收缩及试拼预留量，长度公差控制在3mm之内，找圆后加以支承固定
14、。图4 钢管拱单管单元组装示意图b.单管单元组装的焊接各组装段和组装单元的所有接口焊缝内侧（有坡口的一侧）采用手工电弧焊或二氧化碳气体保护焊封底，外采用埋弧自动焊或手工电弧焊焊接。进行内侧焊之前先检查各段及单元管的L值和hi值。当小于工艺设计值时应先焊单元管的下缘。当大于设计值时应先焊单元管上缘。焊接时第一层采用跳焊的方法，要求小电流快速焊，沿圆周焊完后再进行其它各层的焊接，仍先从下缘开始焊，采用两人分别从两侧同时焊接。4.2.2.4.单管拱肋分片制作分片制作是钢管拱节段制作的前奏，是整个钢管拱制作中很重要的中间环节，在制作过程中应按照工艺技术要求进行，同时，还应采取措施防止分片焊接变形。首先
15、在平台上搭设分片制作胎架，并用水平仪测平。在经测平的地平上放出单片制作地样，并制作好胎架（包括主管拱、各腹杆、地样线及胎架）。根据地样，焊好主管拱定位板，然后定位主管分段。腹杆、缀管均为卷制钢管和无缝钢管,与主拱相接，其两端口形状均为不规则形，必须对其两端口形状进行放样。放样工作在放样平台上进行或结合计算机进行。通过把钢管吊到简易平台上，用吊锤和卷尺对钢管进行分中，画出平等管轴线的基线，而后把样板基线和管基线重合，用样板严密贴紧钢管外壁，沿样板边线画线，取下样板实现了号料。将腹杆、缀管全部吊装到位，经检验合格后施焊。将腹杆位置影射到腹杆支撑上，并焊接好定位板，此分片焊接成型经检验合格后，吊离胎
16、架，并进行下一分片拼装、焊接。4.2.2.5.立体段组装制作在可制作半跨拱肋节段的龙门吊有效范围内根据坐标旋转后的节段拼装尺寸布置长度、间距不一的水泥平台支墩，上面用槽钢等型钢搭成组装平台。为了便于控制拱肋间距以及减少焊接内应力，减少焊接变形，采用卧式组装法进行组装，施工顺序见图5。图5 立体段组装施工顺序示意图半成品分片准确定位并与平台上的投影线相吻合、同时用垂线法严格控制两主拱分片对水平胎架的垂直度，确保两分片平行后点焊，最后施焊，从中间向两边施焊以防变形。在两主拱分片定位后，对接接口管端须用临时支撑加固，控制变形，而后从下而上按顺序进行直腹杆、斜腹杆、缀管等安装。在焊接前进行定位支撑安装
17、，可以减少因焊接、吊装等因素的影响，从而有助于保证立体分段的几何尺寸、外观尺寸。焊接完毕后通过端部水平投影线吊线切除长度方向余量。在工厂内将连接板及各件下料妥当，先在栓孔中心处配钻，然后分开后扩孔，最后连接在一起采用模具组装进行施工。连接板各构件组装焊接后再进行一次试对接，合格后安装在拱肋节段接头处。将连接板栓接在一起后，进行下一相邻拱肋节段的组拼施工。对几何尺寸，焊接质量，结构构造等进行全面检查后并填写钢管拱制造检查记录表，合格后方进入涂装工序。4.2.2.6横撑制作横撑通常有二种形式，一种是拱上横梁，一种是横撑。分别由横撑管、连接管、支撑管和斜撑管组成。根据设计要求，对横撑管进行1:1放样
18、，画出施工草图及各构件的接头样板。再根据放样或者工艺草图进行横撑胎架的搭设，并画出地样图。各横撑平面分片的构件全部到位后检验人员和工艺人员检验认可后开始按焊接要求施焊。将拼装好的上、下横撑和斜撑的端点处加上临时支撑，以保持拼装好横撑不产生变形。4.2.2.7钢管拱防腐采用热喷铝工艺。钢材表面经喷砂后清洁度达到Sa3级，在12h内、相对湿度小于85环境下进行电弧喷铝工作。若相对湿度增大时，应进一步减少喷砂和电弧喷涂的时间间隔。为确保电弧喷涂层与钢铁基体结合牢固，正式施工前须做涂层结合力试验。选择与实际施工完全一样的表面预处理工艺、喷涂工艺和质量控制要求，在施工现场对预先准备的结合力试件进行喷涂，
19、经粘接后做拉伸试验。两试件一件只做喷砂处理，另一件经喷砂喷涂，用专用胶粘剂将两试件充分粘和，待固化后可进行拉力试验，将试件拉断，判断有效拉开断口，记录此时破断载荷P，按F=P/A（A为试件涂层面积）计算出涂层结合力。待满足要求后方进入正式施工。封闭涂层厚度用磁性测厚仪进行测量，测试结果为喷涂层+封闭涂层的总厚度，去除喷涂厚度即为封闭涂层的厚度。4.2.3.质量控制检验是控制质量的有效途径，也是其关键环节。必须坚持自检、互检、专检三检制，实行全面质量管理。除了对各种原材料的严格检查和检验、 通过对过程的细节控制和各种强有力的工艺试验来确保工程质量外，还重点对焊缝和变形采取了如下措施：4.2.3.
20、1确保焊缝质量措施a. 焊工必须持证上岗，高空焊接工人从中择优录用。b. 大接口在地面制作时采用气割方式在大接口两边打“V”型坡口。c. 坡口打好后，由两人专门负责管口的打磨，工具用电动磨光机，使焊口清洁。d. 在地面预先将空中顶端的管口用彩条布封牢，从而避免空中风多，气流自管口进入管道形成气流引起翻浆现象发生。e. 合拢口特别是大合拢口的点焊固定，一律由电焊工专人负责点焊，点焊长度40-60mm，焊肉应连续光顺，不得有气孔夹渣，否则立即打磨返工，重新点焊。f. 大接口合拢好后，由专职检验员检查认可后由专职检验员通知下一道工序，即焊工进行焊接工作。g. 在施焊大接口前，应事先用电动刷将焊缝的浮
21、锈及异物打除掉，确认焊缝干净后根据平焊、立焊、仰焊的不同部位，调好焊接电流进行施焊。h. 焊工的焊条起弧与收弧时决不允许在焊缝以外上发生，应以焊缝端部（约10mm以上处）起弧、收弧，以避免气扎和夹渣现象发生。i. 对于主拱管的对接，如遇雨天，五级以上风天，停止施焊，雾天待构件表面无水分后，并在上午9时以后施焊。j. 焊工在正常焊接时，如突遇翻浆、冒气泡等现象，应立即停焊，并用电动磨光机将出现的气孔、夹渣打磨干净后，方能继续施焊。在焊好第一层后，经打磨未发现气孔等现象，方可进行第二层焊接。k. 焊后对焊缝进行100%超声波检验，并进行抽探15%射线检查。如出现返工，则必须制定返工工艺，并按工艺严
22、格执行，且返工不能超过两次。l. 在现场施工中，由于施工条件较差，为保证焊接质量，必须在施焊前采取必要的防风、防雨、防潮措施。4.2.3.2焊接变形的预防如何控制焊接变形是钢结构施工中的一个重点和难点。其变形形式会随着结构形式的变化而发生变化，因而，其控制形式也会随着而变。钢结构形式为管管结构，在制作过程中，由于主管拱受偏向焊接的影响，因而会产生钢管拱偏向焊接变形。但其变形是可减少和预防的。主要措施如下：a. 采用整装法施工。就是钢管拱制作在整体拼装后进行焊接施工，这样可以有效的防止焊接变形。b. 采取适当的焊接工艺。在现场施工中，由于构件较多，应采取先点焊定位，再先内后外对称施焊的施工工艺。
23、c. 由于钢管拱截面是四边形，在焊接过程中容易产生扭曲变形，因此，在钢管拱分段两端口应采用“X”撑加强。d. 分段焊接后，应对分段尺寸进行检查，对发生的超标变形进行调整。e. 在可采取反变形的地方可采取反变形措施，以有效防止焊接变形。4.2.4.机具设备（见表1）表1 机具设备序号设备名称规格单位数量备注1卷板机202500mm台1卷管2卷板机102000mm台1卷管3直流电焊机ZX1-400台14直流电焊机ZX3-400L台45直流电焊机ZX5-400台26交流电焊机BX1-500台37埋弧自动焊机MZ-1000台28CO2气体保护焊机NB-500台49螺柱焊机RSW-2500-6台110碳
24、弧气刨ZX5-630TSM台111碳弧气刨ZX5-630/CH台112小型空压机L-16台213发电机STC-15台1备用电源14强制式搅拌机JS500台1场地硬化等15半自动切割机G2-900台516摇臂钻床305016（）台117车床CA6140台118叉车5T台1小型构件场地运输19小货车CA1046L2台1散件运输20焊剂烘干箱NZH-4-200台121电脑温控箱DWK-A-360台122X射线探伤机XXQ-2505台1质量检验23超声波探伤仪CTS-22台1质量检验24全站仪徕卡702台1测量控制25水平仪S3台1测量控制26龙门吊50T台1构件运输4.2.5.劳动组织（见表2）表2
25、 劳动组织序号工种人数分 工1指挥1协调各工序工作2技术指导2制定技术方案，结构计算，技术指导3测量人员2场地布置、拼装测量，施工监测布点、监测、记录4质检员1构件预制和拼装质量检查、评定5安全员1负责工地施工吊装安全工作6工班长1现场指挥7起重工3构件的捆绑、移运、就位8司机2设备操作、维修9电气焊工15构件焊接、切割工作10铆工8构件对位11喷漆工6热喷铝施工12电工2工地电器设备和动力照明用电13普工15坡口打磨、工地看守、防护、散工合计594.2.6 主要经济技术指标三门口跨海大桥钢管拱肋加工与制作于2003年10月在现场择址修建了加工场地开始进行，克服了潮湿、高温、低温、风大等诸多不
26、利条件，平均每月加工钢材约300t，加工的产品合格率100，保证了拱肋吊装的顺利完成，各项指标均满足设计及规范要求。5. 270m跨提篮式钢管混凝土拱桥拼装施工技术5.1 施工方案结合本桥位于海域内，海水潮差较大，两岸施工场地狭小，无大型机具设备作业的施工特点，考虑吊装的设备和技术条件，采用现场分段加工制作、无支架缆索吊机安装、钢绞线斜拉扣挂就位的施工方法。缆索吊机系统和斜拉扣挂系统总体布置图见图6。图6 缆索吊机系统和斜拉扣挂系统总体布置图5.2 钢管拱肋节段运输拱肋节段在场内的运输采用龙门吊，水上运输采用200t铁驳船。用龙门吊将拱肋节段吊起，将其置于龙门吊两轨道间运输滑道处滑车上，固定完
27、毕后启动安放在海堤处的50KN卷扬机牵引滑车移运至码头，牵引向前的同时注意放松防滑脱装置。待海水涨落潮至200t运输船船体与码头大致相平时，安放活动钢轨并调顺轨道，将拱肋拉上运输船。解开运输船固定风缆和船锚，运拱肋于缆索吊下方，运输船抛锚定位（采用双向锚和四向风缆）。由于拱肋节段高度较大，运输时须设采取横向加固措施，防止出现横向失稳，确保运输安全。5.3 拱肋节段吊装系统设计拱肋节段吊装系统由缆索吊机系统、斜拉扣挂系统和稳定系统组成。5.3.1缆索吊装系统设计5.3.1.1缆索吊系统总体布置全桥共设一套主索吊装系统。主跨320m，后锚段跨径为136m(石浦岸和庵山岸相同)。与水平线夹角为石浦侧
28、60.1，庵山侧54.2，吊装系统由1组(6根47.5钢丝绳作主承重索)组成，结合最大吊装重量为47.5t的情况，确定每吊段拱肋(47.5t)由2个吊点抬吊构成。主索道上前、后两个吊点间用距离绳相连。采用26钢绳作牵引，用2台10t和2台8t慢速卷扬机作动力装置，通过塔顶转向进入吊锚，实现拱肋的运输和起吊。5.3.1.2缆索吊机主要设计参数 跨径 320m 主索垂度 空L29.4 重L14 设计吊重 4701.2=564kN，取570kN 计算荷载（加吊具） 640kN 主索47.5钢丝绳 6根 牵引索26 钢丝绳 22线 起重索21.5钢丝绳 210线5.3.1.3 缆索吊机结构简介a.缆索
29、吊装系统各种钢绳的规格如下表3。表3 主吊装系统钢索规格表主索起重索牵引索缆风索压塔索工作钩主索工作钩起重型号636SW+IWR636SW+FC不扭转637+1637+1637+1636SW+IWR636SW+FC根数直径(mm)2(套)2347.5221.52226228247.52(套)2347.52219.5单位重量(N/m)79.2916.3823.627.6879.2979.2913.27截面积(mm2)843.47174.27250.95294.52843.47843.47141.16钢丝直径(mm)2.21.01.21.32.22.20.9抗拉强度(MPa)18501850170
30、01700170018501700破断拉力KN128626435041111751286197 b.卷扬机1) 2台10t慢速滚筒卷扬机牵引；2) 6台8t慢速滚筒卷扬机牵引；3) 4台8t慢速卷扬机起吊；4) 4台8t慢速卷扬机横移索鞍；5) 4台5t快速卷扬机备用c.工作钩系统为便于两岸小件物资设备的运输交流，另设置两套工作天线，每套上下游各一根。主跨径320m，布置与缆索吊机相同，随缆索吊机一起移动。设计参数：跨径 320m 主索垂度 空L21.5 重L15 设计吊重 30kN 计算荷载（加吊具） 50kN 47.5钢丝主索 1根 26牵引索 1线 19.5起重索 2线需用卷扬机：4台5
31、t慢速滚筒卷扬机工作索牵引、起重；d.吊具设计 吊具包括跑车、起吊滑车组等，跑车、起吊滑车组共设置一套主索，2吊点起吊。跑车结构如及滑车组见图7： 图7 跑车图 跑车及滑车组的滑轮采用滚动轴承轴承 起吊绳走线数10线 起吊绳直径21.5 mm e.吊塔系统吊塔立于砼基础上，吊塔基础的连接形式为铰接。吊塔采用N型万能杆件组拼成双柱门式索塔，塔高石浦侧约80m，庵山侧约84m，每柱截面为2m4m;中部设三道横梁；两柱之间的中心间距为18m；吊塔塔顶宽度为30m。如图8：图8 吊塔结构图 塔架采用主要杆件：立柱采用4N1杆件，横杆2N4，斜杆2N5，角斜撑2N3，塔头部位作了加强，横杆采用4N4，斜
32、杆采用2N3，采用N22、N26、N13、N29、N8等节点板。塔顶分配梁采用I40a及I45a工字钢组拼。塔顶标高：102.2m。f索鞍布置及结构设计：吊塔塔顶索鞍包括吊装主索、工作天线主索、牵引索、起吊索等索鞍。为便于拱肋的安装，索鞍采用组合移动式索鞍。G吊塔塔脚铰脚设计铰脚由铰座、铰板、钢销等几部分组成，用地脚螺栓锚固于基础之上。 H塔架防雷设施由于吊塔较高，须设避雷设施，按二级建筑物避雷要求设置，通路电阻小于4欧姆，吊塔防雷装置由接闪器、引下线和接地装置构成，接闪器采用圆钢制作，分别安装在吊塔两个塔柱上，引下线采用PVC管包裹，接地装置采用角钢打入土中1.5m。5.3.2扣挂系统设计5
33、.3.2.1 概述 本桥采用预应力钢铰线作扣索。钢铰线对称设置于节段上、下游侧的扣点上。钢铰线采用15.24mm钢铰线，其标准强度为1860MPa，其根数根据扣索力的大小而定，保证有一定的安全系数。在拱肋扣点处钢铰线采用P型挤压锚具锚固，1、2、3号扣索钢铰线通过扣塔上索鞍后进入地锚，收紧后在适当位置打销，并裁去多余长度。4、5、6号扣索直接在塔顶张拉，扣塔和扣索地锚之间设置平衡索，与扣索同步张拉，保持塔架平衡。扣索采用单根穿索、单根张拉的施工方法。5.3.2.2扣索 全桥拱肋吊装共分为13个节段，石浦岸及庵山岸各六个扣段，每个节段分为上下游两肋。除合拢段外，其余均采用扣索斜拉。扣索选用j15
34、.24钢铰线。各个节段拱肋扣索受力差距较大，因此选用不同的根数。详细如下： 1号扣索：最大索力313kN 4根钢绞线 2号扣索：最大索力456kN 6根钢绞线 3号扣索：最大索力495kN 6根钢绞线4号扣索：最大索力509kN 6根钢绞线5号扣索：最大索力759kN 10根钢绞线6号扣索：最大索力959kN 10根钢绞线5.3.2.3 扣塔 两岸扣塔桩号分别为：CK10+008.0(石浦岸)，CK10+320(庵山岸)。扣塔采用N型万能杆件组拼为双柱式结构。扣塔高度约为56m(石浦岸)和60m(庵山岸)。每柱截面为2m4m；扣塔中部设两道横梁，两柱之间的中心间距为22m；扣塔塔顶顺河向宽度为
35、30m。扣塔塔顶采用I40a和I50b工字钢组拼。塔顶标高76.4m。结构图见图9。图9 扣塔结构图 5.3.2.4 索鞍及塔顶锚固横梁 索塔立柱中部设置1、2、3号扣索索鞍，扣索端锚于拱肋节段，另一端通过索鞍至扣塔地锚端进行张拉。索鞍安装在塔架立柱第2道横梁位置，此处塔架杆件作了特殊处理，索鞍直接座在横杆上。每个索鞍3个轴辊（固定），钢绞线弯曲半径，1号索鞍：2800mm，2号索鞍：3000mm，3号索鞍3300mm。在塔顶设置4、5、6号扣索的锚固横梁，一端锚固扣索，一端锚固平衡索。锚固横梁采用型钢组焊，锚具采用OVM锚具。5.3.3稳定系统设计5.3.3.1吊塔稳定系统a.塔前、塔后风缆
36、吊塔在横梁位置设置前风缆，拉到拱座上，由于地形限制，顶部无法设置前抗，采用压塔索（2道）解决。塔架后风缆在每层横梁和塔顶位置布置，横梁位置2228钢丝绳，塔顶位置设置后风缆，石浦侧10228钢丝绳，庵山侧12228钢丝绳，压塔索、塔顶后风缆与缆索吊主索锚固在主地锚上。主地锚采用桩式锚，每岸各一个，每个锚4根1.5m钢筋混凝土桩，每根桩长6m，桩间净距为1.5m，前部设抗推挡板。b.一字风缆及侧风缆塔顶布置侧抗风作为吊塔的横向稳定系统。侧抗风都采用228钢丝绳。一端系于吊塔塔顶，端锚固于侧抗地锚。在塔顶及下一层横梁位置设置八字风缆，同样采用228钢丝绳。一字风缆和八字风缆的地锚采用卧式地龙。5.
37、3.3.2 扣塔稳定系统 扣塔后平衡索采用j15.24钢铰线，一端锚于扣塔塔顶，端锚固于扣索锚碇。后平衡索的水平夹角分别为20.1。(石浦岸)和30。(庵山岸)。安装前期，塔架不平衡水平力朝后，因此设置前平衡索，采用钢丝绳，锚固在拱座两侧的桩锚上。扣塔侧抗风采用28钢丝绳。分别锚固于侧抗地锚上。5.3.3.3 吊装过程中的横向稳定系统在拱肋的吊装过程中，要设置横向稳定系统控制拱肋节段的横向位置。在桥位两侧各设置一个拱肋侧抗及歪拉地锚。拱肋风缆采用228钢丝绳，两条拱肋交叉布置， 合龙后保留4号节段风缆，在管内混凝土灌注之后，4号风缆拆除。5.3.3.4 扣索锚碇及平衡索在两岸各设置四个桩式地锚
38、，用于扣索和平衡索张拉锚固和扣塔后抗，扣索锚碇每个2根桩，每桩长56m。4、5、6号平衡索索力分别为565kN、865kN、1100kN，钢绞线根数：6根、9根、12根，平衡索水平夹角：29.1（石浦）和35.8（庵山）5.4系统分析计算方法和成果5.4.1主吊装系统5.4.1.1塔架顶标高计算H = y+s+k+c+h+fy拱顶标高（第6段端头55.75+4.9+4.5/2+0.4=63.3）；s拱顶至拱节段安装高度，s=2m；k拱本身高度，5.3m；c绳扣和绑扎高度3.6m；h=起重滑车组（含行走）高度4.5m；f=承重索跨中挠度22.9m；所以H=101.6m，实际布置102.2m。最大
39、起升高度Hq=H-f-h-m-c-k=65.9m5.4.1.2基础资料a.缆索吊布置：见图10 图10 缆索吊布置图b.钢丝绳的选用（见表4）：表4 钢丝绳规格表主索起重索牵引索缆风索压塔索工作钩主索工作钩起重型号636SW+IWR636SW+FC不扭转637+1637+1637+1636SW+IWR636SW+FC根数直径(mm)2(套)2347.5221.52226228247.52(套)2347.52219.5单位重量(N/m)79.2916.3823.627.6879.2979.2913.27截面积(mm2)843.47174.27250.95294.52843.47843.47141
40、.16钢丝直径(mm)2.21.01.21.32.22.20.9抗拉强度(MPa)1850185017001700170018501700破断拉力kN128626435041111751286197c.吊重的确定最大单件重量为第一节段拱肋，由于其位于边侧实际设计按照第二节段考虑P=475.64kN，计算时取（1）起升冲击系数0.9-1.1，实取1；（2）动载和超载系数1.2，则设计吊重475.6411.2=570kN。两个吊点起吊，每个吊点的吊具及配重301.2=36kN，则缆索吊单个吊点设计荷载570/2+36=321kN。d.缆索吊的计算（1）主索（承重索）计算 拉力安全验算跨中水平力H
41、=（QL/4-Q/2L/2+qL2/8）/f=（642320/4-642/216.7/2+0.6523202/8）/22.85 =2496（kN）主索最大张力T = H/COS8.572=2524kN主索拉力安全系数K=12856/2524=3.05K=3 拉应力安全验算=T/F+Q/nEk/（T*F）1/2=2524103/5060.82+642*103/1275600/（2524*103*5060.82）1/2=499+130=629MPA安全系数K=1860/629=2.95K=2 接触应力安全系数=T/F+ Ek*d/D=2524103/5060.82+75600*2.2/500=49
42、9+333=832MPA安全系数K=1860/832=2.24K=2 主索安装初始张力和初始垂度计算k1= Ek*F*（Cos）2/24=8.6171*106k2=3Q（Q+G）+G2=1.375*1012k3=3*Q0（Q0+G）=4.835*1010k1* k3=4.16637 *1017A=（k1* k2/H2-H）=-6.64119*105B= k1*G2=3.74964*1017H03-6.64119*105H02-3.74964 *1017-4.16637*1017=0H0=1208kN 初始安装垂度f0=gL2/（8*H0*Cos0）+Q0*L/（4H0）=0.652*3202/（8*1208*Cos0）+60*320/（4*1208）=10.88m不计小车重时，初始安装张力和垂度 H0=1025kN f0=gL2/（8*H0*Cos0）=0.652*3202/（8*1025*Cos0）=8.16m 主索电算复核A：空车工况 加吊具两个，每个36kN（1081，1083节点），计算跨中索力1265kN，最大索力1474kN。垂度8.61+2.66=11.27m
