缆索吊机施工工艺

449缆索吊机设计安装压塔索、承重索索塔顶及索鞍安装卷扬机及电气设备临时牵索系统准备 风缆安装索塔(塔架)施工安装跑车、起重索及牵引索全面检查、试吊投入正常使用缆索吊机拆除缆索吊机施工工艺14.15.1 工艺概述本工艺结合采用缆索吊机及扣挂法施工拱桥，阐述缆索吊机在桥梁施工中的应用及具体操作方法、工艺，也可适用于使用缆索吊机作为临时吊装设备的其它场合；执行过程中应符合现行铁路及公路桥涵规范、有关行业及国家标准之规定。

14.15.2 作业内容缆索吊机施工的主要作业内容为：缆索吊机及扣挂法施工方案规划、缆索吊机及扣挂系统设计、缆索吊机施工、扣挂系统安装与拆除、拱桥拱肋施工。

14.15.3 质量标准及检验方法《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424－2010）《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415－2003）《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752－2010）14.15.4 工艺流程图一、缆索吊机的设计组成一般包括:索塔(塔架及其基础)、承重索(主索)、起重索、牵引索、压塔索、风缆、锚碇、滑轮及电动卷扬机、跑车等，其安装主要工艺流程见图 14.15.4-1。

图 14.15.4-1 缆索吊机安装主要工艺流程二、扣挂系统由扣锚塔（墩）及其基础、扣索、锚索及锚碇等几部分组成，其安装与拆除主要工艺流程见如下图：索塔基础施工塔 吊 准 备锚碇施工450扣锚索索力调整拱肋合拢扣锚索放松拆除扣锚塔(墩拆除)检查、验收图 14.15.4-2 扣挂系统安装与拆除主要工艺流程三、缆索吊机及扣挂法施工拱桥拱肋主要工艺流程：见图 14.15.4-3风缆安装对应拱肋节段吊装安装扣锚索 扣锚塔(架)施工 电气设备及临时牵索设备准备 扣挂系统设计扣锚塔(墩)基础施工吊装机具设备准备 锚碇施工451吊装合拢拱段 力、拱轴安装线形调整重复上述拱段吊装程序安装其余拱段安装扣锚索、调整索力拱段调至拼装线形位置 对称吊装第二拱段一、二段间连接施工 检测监控 安装扣锚索、调整索力拱段调至拼装线形位置 运送第一拱段至吊装位拱脚准备 对称吊装第一拱段安装连接系完成拱段间连接及拱脚施工拆除扣锚索，拱肋安装完成索图 14.15.4-3 缆索吊机及扣挂法施工拱桥拱肋主要工艺流程14.15.5 工艺步骤及质量控制一、缆索吊机及扣挂法施工方案规划1. 钢管(箱)拱及混凝土拱桥采用缆索吊机及扣挂法施工,事前应进行施工方案总体规划,确保方案的可行性和可操作性,确保安全、质量、环保及成本等合同目标的实现。

2. 总体规划应结合桥位及地质情况、当地水文气象环境条件、拱桥设计图纸及合同文件、环保要求等进行,确定缆索吊机的跨度、吊重、吊高、索具布置及走行方式、以及扣挂系统布置方式等关键参数范围和布置原则。

3. 进行总体规划时，还应考虑有关方如设计方、业主方及当地的特别要求。

4. 总体施工方案和施工方案确定后,应进行针对施工过程的详细计算；计算过程应与设计单位、施工现场组拼临时存放 按制造线形分节段编号、运输缆索吊机及扣挂系统准备拱桥拱肋工厂(场)加工制造及预拼、验收合格出厂监测、监控单位进行沟通协商，在施工计算时要考虑设计单位对于结构施工过程的控制要求，必要时还需进行局部变更设计。

5.施工计算内容根据选定的施工方案按与设计院的分工来确定，一般应包括如下内容：⑴拱肋构件在运输过程中的应力、应变和稳定计算；⑵与拱肋施工形成有关的附属结构的设计和计算，如拱肋的扣点、拱铰结构、拱段之间的接头等附属结构；⑶拱肋的施工程序设计及拱肋安装过程中自身的应力、变形和稳定计算；⑷浇筑管内混凝土的顺序和各阶段的钢管与混凝土的应力、拱肋变形和稳定计算，以及钢管拱肋环向应力验算；⑸拱上结构或桥道系的加载程序设计与相应阶段的结构应力、变形和稳定计算；⑹分阶段预加力的设计和计算；系杆分阶段张拉时，拱肋与桥墩的应力、变形和稳定计算。

二、缆索吊机及扣挂系统设计1.按照上述总体规划对有关关键参数及布置原则的要求,进行缆索吊机及扣挂系统的详细施工设计。

2.缆索吊机是以缆索为承重结构的吊装设备,可在缆索所跨越的范围内同时进行水平运输和垂直起重两种作业;具有不受地形限制,能跨越深谷急流、通航河流、通车的公路和铁路的优点,是拱桥采用无支架施工的常用设备。

缆索吊机设计组成一般包括:索塔(塔架及其基础)、承重索(主索)、起重索、牵引索、压塔索、风缆、锚碇、滑轮及电动卷扬机、跑车等。

参见下图 14.15.5-1。

图 14.15.5-1 缆索吊机及扣挂法施工拱桥总布置示意图⑴缆索塔(塔架):用来提高承重索的临空高度及支承各种受力钢索的结构物。

包括塔脚(基)、塔身、塔顶、索鞍及抗风绳等五部分,常为钢索塔,可采用塔脚处固结或铰接形式;按空间结构类型有门式、人字式、桅杆式。

①塔脚:设在临时墩或扣锚塔(墩)上,若直接利用拱桥拱座作为塔基,则应获得相关单位认可。

②塔身:一般采用万能杆件、六四式军用梁和贝雷架组拼，也可采用型钢或钢管拼成。

③塔顶及索鞍: 塔顶部应设置安放主索的滚动索鞍或滑动索鞍、以及横移索鞍装置,滑轮式索鞍所用滑轮直径宜大于 15 倍主索直径,滑轮轮槽的宽与深均应略大于主索直径。

④抗风绳:安装索塔过程中,应设有临时抗风绳; 索塔安装完成后,应敷设正式抗风绳,一般选用滑车组。

正式抗风绳设于塔顶,根据跨中主索在吊重时在塔顶产生的水平力差,以此计算每根抗风绳的受力来选用钢绳;计算确定其角度布置与所需根数。

为了加强索塔抗风,在两索塔之间还应敷设压塔索。

⑤钢索塔塔顶位移限制值:塔脚固结 H/400～ H/600；塔脚铰接 H/150～H/200；H 索塔高。

⑥索塔（塔架）的高度应根据吊运的构件通过障碍物的高程而定，可由下式计算：H=f max+h1+h2+h3式中: H—索塔（塔架）顶至吊运构件通过障碍物的距离；fmax—承重索最大垂度，一般为跨度的 1/12～1/18；h1—承重索至吊钩的距离。

根据滑轮组和吊钩的型号，以及滑轮组所需的最小工作线的高度而定，一般可采用 3.0～5.0m；若拱肋节段需要横移时，应考虑452横移的夹角不宜大于15°。

h2—吊钩以下的构件高度；h3—构件通过障碍物的高度，一般采用 1.0m。

⑵承重索(主索): 横跨桥渡支承于索塔的索鞍上，吊运拱肋和其它构件的跑车支承于承重索上。

主索常用钢芯或纤维芯钢丝绳组成,其直径的大小和根数需根据主跨跨度和起吊重量通过计算确定。

①主索直径一般为 25～60mm,一组主索常用 1～4 根组成,起吊重量较大时可用 6～8 根。

为使每根钢绳受力一致，可将同组钢绳通过在地锚处设置大滑车用索夹连接起来。

②主索的设计垂度：跨中额定吊重时垂跨比为 1/12～1/18；主索的安全系数为 K=3.0～4.0，对新索可取 K=3.0。

⑶起重索和牵引索：起重索套绕于主索跑车的起重滑车组，用于控制调运构件的垂直升降；其一端缠绕于卷扬机滚筒上，另一端跨过索塔固定于对岸的起重卷扬机上；当跑车在主索来往运行时，可保持跑车与吊钩之间的起重索长度一致。

牵引索用于牵引跑车沿桥跨方向、在主索上水平来回往复移动。

起重索和牵引索常用的有直径为Φ26、Φ28、Φ32等几种钢绳，应根据设置方式、索力大小等计算确定。

起重索的安全系数为 K=5.0～6.0，牵引索的安全系数为 K=4.0～5.0。

⑷风缆：有两种，一种是保证索塔（塔架）纵横向稳定，另一种是保证拱肋安装就位后横向稳定及桥中线准确。

应根据索塔（塔架）自身结构稳定性需要、平衡承重索吊重产生的水平力控制塔顶位移的需要以及抗风的需要，来确定布置形式及要求。

参见上述索塔部分的相关内容。

⑸滑轮及电动卷扬机：①滑轮又称滑车，有定滑轮、动滑轮、滑车、滑轮片、吊钩滑车及转向开口滑车等，可根据需要的尺寸以及载重量选用。

②电动卷扬机用于牵引构件的起吊和运行，相连于起重索和牵引索。

根据索力大小、速率等要求，计算选定定型产品。

⑹跑车：跑车是在承重索上运行和起吊重物的装置，可用定型滑车制作，也可根据吊重的情况加工。

跑车由跑车轮、起重滑车组和牵引系统三部分组成，跑车横向轮数决定于承重索根数，纵向排数通常为 1～4 排。

跑车轮多为铸钢件；起重滑车组分上下两组，商定滑轮组与跑车联系在一起，下动滑轮组与吊点联在一起；牵引系统是在跑车轮与定滑轮的连接框架上、或者在连接轴上，设置一转向滑轮来固定牵引索以牵动跑车。

⑺锚碇：又称地锚、地垄，是一种承受主索、起重索、牵引索、压塔索、风缆、转向滑车等传来的力，再将力传至地层的临时构造，它可以是桥梁的墩、台、大型建筑物、岩层等，也可是桩锚、重力锚、嵌固锚、洞锚、钢环锚等。

锚碇的尺寸大小和型式均必须通过设计和计算，锚碇的抗滑移安全系数不小于 1.3，抗倾覆安全系数 1.5。

3.扣挂系统一般由扣索、锚索、锚索锚碇、扣锚塔(墩)等组成。

⑴扣索：分段吊装的拱肋与扣锚塔(墩)之间由扣索相连接，扣索起到稳定端肋及调整端肋俯仰角（即拱肋的纵向标高）的作用。

扣索通过计算确定，宜采用高强钢丝束、低松弛钢绞线和油压千斤顶调整方式。

扣索的布设方式有以下几种：①直接利用缆索吊机的主塔作为扣索的支承。

②桥墩本身有足够的强度时，可利用桥墩墩顶作为扣索的支承。

③扣索与锚索为同一根索，其一端固定在拱肋的吊点上，另一端连续通过扣锚塔(墩)之后锚固于锚索锚碇。

⑵锚索：扣锚塔(墩)与锚索锚碇之间由扣锚索相连接，锚索用于平衡扣索对扣锚塔(墩)产生的水平力。

锚索通过计算确定，宜采用高强钢丝束、低松弛钢绞线和油压千斤顶调整方式。

⑶锚索锚碇：用于锚固锚索，其型式及设置方法参见前述缆索吊机中的锚碇部分。

锚索也可采用高强钢丝束、低松弛钢绞线，⑷扣锚塔(墩)：可与缆索吊机共用一个索塔，或者另行单独设置。

三、缆索吊机施工1.锚碇、索塔(塔架)基础施工及塔吊准备453⑴锚碇施工①缆索吊机及锚索的锚碇多采用重力式锚碇、埋置式洞锚、嵌固式锚桩等，是使用过程中的关键承力部位，设计和施工均应引起高度重视。

②在上述各种锚碇基础施工时，应精确测量控制，准确预留和安装承重索、锚索、起重索、牵引索、风缆等的各种锚固件、索具件。

③锚碇附近设有牵放索场，按施工设计图纸要求设置缆索吊机的卷扬机等动力设备和配套电器设施。

⑵索塔(塔架)基础施工及塔吊准备①索塔(塔架)基础施工,应符合设计图纸及行业标准要求。

设置在扣锚塔(墩)或拱桥拱座上的索塔(塔架)，应确保塔脚安装牢靠及位置准确。

②在索塔(塔架)基础施工的同时，应做好索塔(塔架)安装用临时设备设施，如大型吊装设备（塔吊）等的提前布置、准备工作。

2.缆索吊机索塔(塔架)施工⑴索塔(塔架)安装前，应先全面检查塔基工程；确保塔脚各类预埋件埋设可靠、位置准确；验收合格且书面签认后，方准转入索塔(塔架)拼装施工。