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1、大橋工程貓道承重索錨固系統、承重索調節裝置設計與施工方案編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編制單位： 編 制: 審 核： 批 準： 二XX年X月目錄一、 概述2二、貓道設計31.貓道布置32.貓道構造33、貓道承重索錨固系統34、貓道抗風系統45、貓道承重索調節裝置46、貓道照明4三、貓道檢算41、承重索的強度與垂度42、貓道面層強度與剛度56.2112.1226.09Kg63、承重索錨固系統104、錨碇的穩定性檢算125、錨碇后錨的檢算166、抗風鋼絲繩計算17四、貓道的總體架設方案191、.貓道架設前的準備192、貓道施工工藝流程193、貓道承重索高度調整2、204、貓道使用安全措施20一、 概述xx大橋為xx縣電煤運輸東南環線縣城段發展大道四標段，起點接xx高速及納水路，終點接xx公路。橋梁位于直線上，分左右兩幅，單幅橋寬16m，左右幅凈距4.5m，全橋面寬36.5m。主橋為69+120+69m預應力鋼筋混凝土連續剛構，引橋均為433m預應力鋼筋混凝土連續梁。橋面縱坡3.5%，支座水平放置，橋面縱坡的影響在梁底設置楔塊處理；橋上車行道橫坡1.5%，人行道橫坡1%；箱梁頂板做成1.5%的橫坡，與車行道橫坡一致。橋面鋪裝采用8cm聚丙烯纖維混凝土調平，頂層采用7cm中粒式瀝青混凝土，總厚度15cm。貓道為本橋的臨時結構，做為人員通行、小型機具設備運輸3、電纜架設、以及用于塔吊安裝時的調點使用，由于本橋位于較深峽谷，根據本橋的地理特征情況，架設錨道有必要的意義。二、貓道設計1.貓道布置根據本橋的特點，貓道錨碇位置選在兩幅橋中間的空位處，貓道全寬2m，通行寬度1m，貓道凈跨340m。雍熙鎮端錨碇前沿對應0號臺前墻里程，法拉端錨碇設在5號至6號墩之間，其里程以雍熙鎮端對應0號臺里程及貓道凈跨推算。2.貓道構造貓道面層包括橫梁及面層輔料，鋼絲網、橫梁布置在承重索上。采用雙層鋼絲網，承重索上方鋪設50mm70mm的高強鋼絲網承重，再于其上鋪設防墜物及供人行走的10mm10mm的軟鋼絲網。橫梁采用槽鋼和角鋼相結合的方式，每6m采用一根140mm58mm4、槽鋼，每2m采用一根80mm80mm5mm的角鋼，橫梁通過U型螺栓連接于承重索上，橫梁端部與欄桿立柱相連。貓道兩側間隔2m設置一根欄桿立柱，欄桿立柱采用80mm80mm5mm的角鋼，欄桿扶手繩采用4根20mm的鋼絲繩，兩側欄桿采用50mm70mm的鋼絲網封閉，封閉高度不小于1.2m。（詳見設計圖）3、貓道承重索錨固系統本工程采用單跨分離式貓道，在兩岸直接設置錨碇，錨碇內預埋鋼框架將承重索的兩端錨定在錨碇內，錨碇的另一端設置后地錨，地錨的一端錨入基巖內，另一端錨入錨碇內。（詳見錨固設計圖）4、貓道抗風系統由于貓道屬于高空作業，風力對貓道的影響尤為突出，為提高施工期間貓道的抗風穩定性，足夠的剛度以5、及調整線性的需要。由于本工程溝壑較深，風力較大，在貓道的兩側距離兩岸50m、100m、150 m、的位置設置抗風繩，一共設置12根抗風繩，抗風繩采用16mm的鋼絲繩，一端與貓道橫梁連接，另一端錨入基巖內。5、貓道承重索調節裝置在貓道的承重索和風纜的計算、下料及架設過程中，造成貓道線形誤差的原因很多，因此，在承重索及抗風纜兩端設置相應的長度調節裝置。本工程采用絲桿調節器（見設計圖），調節器的一端與承重索用繩卡相連，另一端與錨碇預埋件銷接。調節器最初完全放松，避免收緊困難。6、貓道照明本工程無通航及其他運輸限制，因此，貓道內僅需按照常規設置施工作業人員通行的照明設施。三、貓道檢算1、承重索的強度與6、垂度承重索所承受的荷載計算見貓道面層強度計算.承重索的強度根據下節計算，承重索的設計總荷載65.73t（不含承重索自重）承重索自重（按照一根承重索每米重12.5Kg計算，共6根承重索，承重索實際長度340.8承重索總重量6340.812.525560Kg25.56t見上圖，承重索的一端承受的最大設計荷載Ty（65.73+25.56）/245.645t一根承重索受到的力TTy/cosa45.645/（6cos7436）27.63t本設計選用60mm，公稱抗拉強度為1770N/mm2的鋼絲繩，每根鋼絲繩最小破斷力187t，一共采用6根鋼絲繩承重，安全系數取6。一根承重索所能夠承受的容許拉力187/7、631.17t27.63t承重索強度滿足要求。.承重索的垂度根據計算，承重索線型為橢圓形，跨中最大下撓度為21.5m。2、貓道面層強度與剛度.貓道面層強度貓道每6米為一個循環單元，計算時先計算每個單元材料重量，以此推算貓道自重。恒載高強鋼絲網重量每延米高強鋼絲網面積(包括底層，側面)A（1.91.21.2）14.3m2采用18號鋼絲網，每平方米高強鋼絲重量：5.7Kg一個單元鋼絲網重量：4.35.76147.06Kg走行軟鋼絲軟鋼絲面積(僅布置在走道上)A=1.811.8m2采用4號軟鋼絲網，每平方米高強鋼絲重量：1Kg一個單元軟鋼絲網重量：1.81610.8Kg一個單元鋼絲網重量：157.88、6Kg橫梁每個單元一根140mm58mm槽鋼，長2.1m，每延米槽鋼重量14.535Kg，則一根槽鋼重量14.5352.130.53Kg每個單元兩根80mm80mm5mm的角鋼，長2.1m，每延米角鋼重量6.211Kg，則兩根角鋼重量6.2112.1226.09Kg 每個單元橫梁總重：56.62Kg木踏板每個單元設置12塊木踏板，木踏板長1.8m，寬0.15m，板厚0.05m，木踏板容重0.6t/m3。一個單元木踏板總體積V121.80.150.050.162m3一個單元木踏板總重0.16260097.2Kg立柱角鋼每個單元共6根立柱角鋼，每根角鋼長1.46m，80mm80mm5mm的角鋼，每9、延米角鋼6.211Kg。一個單元立柱角鋼重量61.466.21154.41Kg扶手鋼絲繩一個單元共4根鋼絲繩，一根鋼絲繩長6m，考慮鋼絲繩線型影響，其增長值按照1.005考慮，則一根鋼絲繩實際長度6.03m，扶手鋼絲繩直徑20mm，每延米鋼絲繩重量1.38Kg/m。一個單元扶手鋼絲繩重量46.031.3833.29Kg連接件立柱與橫梁的連接板，板厚0.005m，板長0.16m，板寬0.08m，一個單元內共6塊連接板連接板重量0.160.080.00578503.01kg一個單元連接板總重63.0118.06Kg連接螺栓連接螺栓采用M1660mm的高強螺栓，每套螺栓重0.156Kg，每個單元共110、2套螺栓連接螺栓重量120.1561.87KgU型鋼絲繩卡，每套重量1.2Kg，每個單元共12套U型鋼絲繩重121.214.4kg卡板卡板主要起固定扶手鋼絲繩的作用，卡板將扶手鋼絲繩與立柱角鋼連接在一起，卡板可以自己加工，卡板采用0.160.080.005的鋼板加工形成，一根立柱角鋼上設兩個卡板，每個單元共12個卡板，卡板與立柱角鋼間采用高強螺栓連接，一塊卡板上有2個螺栓一套卡板重0.160.080.0057850+20.1560.814Kg一個單元卡板共計重120.8149.77Kg一個單元連接件全部重量18.06+1.87+14.4+9.7744.1kg一個單元結構恒載W157.86（鋼絲11、網）+56.62（橫梁）+97.2（木踏板）+54.41（立柱角鋼）+33.29（扶手鋼絲）+44.1（連接件）443.48kg活載人行活載，由于本通道僅供施工作業人員通過，貓道上同時通過的施工人員不超過300人，即按照每延米貓道上有1人布置，人均60Kg計算，每個單元貓道長6m（注，實際施工時，要嚴格控制貓道上同時通行的人員數量，一次通過數量不超過50人）一個單元人行活載660360Kg機具活載貓道上通過的主要是小型機具，且不存在同時通過的可能，因此，設計計算時考慮施工人員的運輸能力，按照全橋上總運輸不超過2000Kg機具考慮機具活載，換算到每個單元一個單元上的機具活載20006/3403512、.3Kg風活載風活載沿橋橫向著力，由于工程所處位置無歷史風力調查資料，因此，本設計中按照風力50Kg/m的橫向風力進行計算，則每個單元的橫向風力為300Kg，貓道全長340m，所受到的風力為17000Kg，抗風繩產生向下的拉力總值與風力總和相同（抗風繩沿45布置），換算到每個單元每個單元因風力產生的豎向力300 Kg其他活載由于該貓道不僅需要人員和小型機具通過，同時還要能夠穿過吊裝材料的鋼絲繩，鋼絲繩采用現場編束，其實際重量應根據現場情況確定，在貓道計算中，鋼絲繩每延米重量9.40Kg/m每個單元上鋼絞線的重量69.4056.40Kg最不利活載組合：在風力較大時，人工通過貓道將吊裝用鋼絲繩進行13、穿索此時一個單元的活載360+300+56.40716.4Kg最不利時：恒載+荷載716.4+443.481159.88Kg全橋340m，約340/656.7個計算單元，貓道設計總荷載56.71159.8865730Kg65.73t由于每個單元上的荷載較小，橫梁下部設有多根承重索，本設計省去了橫梁的強度計算。.貓道面層剛度貓道面層采用雙重鋼絲網，底部高強鋼絲網主要承重，貓道縱向每2m設置了橫梁，起到了增加面層剛度的作用，在面層鋼筋網上，每50cm鋪設了一塊踏木板，采用鍍鋅鐵絲將踏木板與鋼絲網綁在一起，防止踏木板移動，同時，踏木板也起到了增加橫向剛度的作用。3、承重索錨固系統. 預埋件與調節裝置14、的連接件強度一根承重索的容許拉力為31.17t，錨固系統必須能夠承受相應的拉力。見上圖，高強螺栓承受到的力為31.17t，每個工字鋼連接件承受的力為15.59t，高強螺栓一端承受的剪力為15.59t，選用10.9級高強螺栓，其抗剪強度310MPa，高強螺栓按純剪狀態進行設計高強螺栓的抗剪面積15.59t/(310100t/m2)0.000503m2=503mm2本設計采用M30高強螺栓。工字鋼高強螺栓受到的力全部傳遞給工字鋼，螺栓穿過處，工字鋼受壓，工字鋼采用普通A3鋼，容許壓應力135MPa，擬采用20b型工字鋼，工字鋼面積3950mm2，腹板厚9mm，兩側工字鋼相同，對稱布置一側抗壓面積工15、字鋼腹板厚度螺栓孔直徑 0.009m0.045m0.000405m2一側工字鋼能夠承受的壓力0.000405135100t5.47t，遠小于其實際受到的力，工字鋼局部承壓不能滿足要求，必須進行特殊處理。本設計考慮先在接頭段工字鋼的腹板的兩側焊接2cm厚的鋼板，增加腹板厚度及局部抗壓面積。現場施工時，要注意先在工字鋼腹板上焊接鋼板，加工好后，再進行螺栓孔加工；同時，鋼板沿工字鋼腹板的焊接長度要滿足要求，且焊接鋼板段伸入錨碇內的長度不小于50cm。加工處理后螺栓孔處局部承壓力0.049m0.045m135100t/m229.76t15.59t（滿足要求）工字鋼在穿孔后，其承載力也有所降低穿孔后工字16、鋼實際能夠承受的力（0.3950.000405）135100 53.27t15.59t（滿足要求）.連接板的強度連接板采用Q420鋼板，每根承重索的端部采用1塊連接板，板寬120mm，厚度35mm，設計強度360MPa一塊連接板承壓面積0.035m0.045m0.001575m2一塊連接板的承壓力0.001575m2360100t/m256.7t31.17t（滿足要求） 連接板的一端與錨固高強螺栓連接，另外一端與長度調節裝置連接。 .連接板與長度調節器的連接 見設計圖，連接板與長度調節器相連的一端，長度調節器采用工廠定做的方式加工，要求其調節器的承載力不小于31.17t，調節器與連接板間通過高17、強螺栓進行連接，高強螺栓的計算與前面相同，此處不再重復計算。4、錨碇的穩定性檢算作用在錨碇上的力見下圖（忽略扶手鋼絲繩的作用）.錨碇的傾覆穩定性錨碇的自重（靠雍熙鎮端）錨碇寬3m，貓道承重索的力作用在距錨碇頂部1.66m處，后錨作用點距離錨碇頂部0.2m，后錨數量與承重索數量一致。上部錨碇重上部錨碇面積鋼筋混凝土容重23.15m23m2.5t/m3173.62t下部錨碇重下部錨碇面積鋼筋混凝土容重7.39m23m2.5t/m355.35t 上部重力作用點距離前趾O點2.71m，下部重力作用點距離前趾O點2.47m，后錨張力F距離前趾O點8.43m，承重索張力距離前趾O點6.2m，承重索及后錨采18、用同種材質的鋼絲繩，設計破斷力31.17t抗傾覆力矩173.622.71+55.352.47+631.178.43傾覆力矩431.175.82+231.17抗傾覆穩定系數K2183.8/1169.51.861.5（滿足要求）.錨碇的抗滑穩定性地基摩擦系數按0.4取值，自重產生的摩擦力沿水平方向自重：WW1+W2173.62+55.35228.97t 自重產生的抗滑力228.970.4091.59t 后錨沿45度方向布置，分解在水平方向及豎直方向的力相同后錨的水平力0.707631.17132.21（抗滑力）后錨的豎向力0.707631.17132.21t（正壓力）后錨正壓力產生的抗滑力132.19、210.4052.88t承重索沿1524方向布置，分解到水平方向的力為滑動推力，豎直方向的力為正壓力，將產生抗滑作用承重索產生的抗滑力45.6450.4018.26t抗滑力總和91.59+132.21+52.88+18.26294.94t承重索產生的水平力（滑動力）165.75t抗滑穩定系數K294.94/165.751.771.2（滿足要求）.錨碇地基強度根據上述計算，作用在地基上的豎向荷載228.97+132.21+45.65406.83t，錨碇寬3m，長4.98m，錨碇底面積14.94m2錨碇地基應力（平均值）406.83/14.9427.23t/m2因此，錨碇基礎應放置在地基容許應力不20、小于300KPa的巖質地基上。錨碇的自重（靠法拉端）錨碇寬3m，貓道承重索的力作用在距錨碇頂部1.66m處，后錨作用點距離錨碇頂部0.2m，后錨數量與承重索數量一致。上部錨碇重上部錨碇面積鋼筋混凝土容重31.09m23m2.5t/m3233.18t下部錨碇重下部錨碇面積鋼筋混凝土容重8.31m23m2.5t/m362.33t 上部重力作用點距離前趾O點3.07m，下部重力作用點距離前趾O點2.74m，后錨張力F距離前趾O點9.88m，承重索張力T1距離前趾O點7.31m，承重索張力T2距離前趾O點8.58m，承重索及后錨采用同種材質的鋼絲繩，設計容許拉力31.17t抗傾覆力矩233.183.021、7+62.332.74+631.179.88傾覆力矩431.177.31+231.17抗傾覆穩定系數K2734.4/1446.231.891.5（滿足要求）.錨碇的抗滑穩定性地基摩擦系數按0.4取值，自重產生的摩擦力沿水平方向自重：WW1+W2233.18+62.33295.51t 自重產生的抗滑力295.510.40118.2t 后錨沿45度方向布置，分解在水平方向及豎直方向的力相同后錨的水平力0.707631.17132.21（抗滑力）后錨的豎向力0.707631.17132.21t（正壓力）后錨正壓力產生的抗滑力132.210.4052.88t承重索沿1524方向布置，分解到水平方向的力22、為滑動推力，豎直方向的力為正壓力，將產生抗滑作用承重索產生的抗滑力45.6450.4018.26t抗滑力總和118.2+132.21+52.88+18.26321.55t承重索產生的水平力（滑動力）165.75t抗滑穩定系數K321.55/165.751.941.2（滿足要求）.錨碇地基強度根據上述計算，作用在地基上的豎向荷載295.51+132.21+45.65473.37t，錨碇寬3m，長5.48m，錨碇底面積16.44m2錨碇地基應力（平均值）473.37/16.4428.79t/m2因此，錨碇基礎應放置在地基容許應力不小于300KPa的巖質地基上。5、錨碇后錨的檢算.后錨的抗拉強度錨碇23、后錨采用與承重索相同的材料，因此，其強度不再計算。.鋼絲繩與錨固砂漿的最小握裹長度采用M30的水泥砂漿L握(KN)/(dnqg)(2.031.17t)/(3.140.06 m1295t/m2)1.12m式中：K2.02.3（永久錨固安全系數，n=1時取2.0）N31.17t（鋼絲繩拉力設計值）d0.06m（鋼絲繩直徑）n1（每孔鋼絲繩根數）qg295 t/m2（錨桿與錨固砂漿的極限粘結強度設計值）實際錨固深度L4.0m1.12m（滿足要求）.錨固體與基巖的粘結計算鋼絲繩要達到錨固力設計值Ng所需的最小錨固體長度L錨Ng/( Kdqs)31.17/(1.333.140.1255)1.13m式中：24、L錨為錨固體長度K1.33(鋼絲繩工作條件系數，臨時錨索取1.33，永久性錨索取1.0) Ng31.17t(錨索錨固力設計值)s0.55MPa(錨固體表面與周圍巖土體之間的極限粘結強度標準值)d0.12m(錨固體直徑)實際錨固深度L4m1.135m（滿足要求）6、抗風鋼絲繩計算由于無風力檢測資料，抗風鋼絲繩的設計僅做為參考，前述貓道風力計算中，按照每延米貓道承受的水平風力50Kg計算，貓道上的總風力為17t，貓道單側6根鋼絲繩每根鋼絲繩承受的風力17t/6根2.83t/根即抗風鋼絲繩的設計荷載為2.83t設計選用直徑為16的鋼絲繩，其最小破斷力12.6t，遠超過設計荷載，滿足要求。抗風繩的錨固25、長度計算.鋼絲繩與錨固砂漿的最小握裹長度采用M30的水泥砂漿L握(KN)/(dnqg)(2.02.83t)/(3.140.016m1295t/m2)0.45m式中：K2.02.3（永久錨固安全系數，n=1時取2.0）N2.83t（鋼絲繩拉力設計值）d0.016m（鋼絲繩直徑）n1（每孔鋼絲繩根數）qg295 t/m2（鋼絲繩與錨固砂漿的極限粘結強度設計值）實際錨固深度L2.0m0.45m（滿足要求）.錨固體與基巖的粘結計算鋼絲繩要達到錨固力設計值Ng所需的最小錨固體長度L錨Ng/( Kdqs)2.83/(1.333.140.155)0.15m式中：L錨為錨固體長度K1.33(鋼絲繩工作條件系數26、，臨時錨索取1.33，永久性錨索取1.0) Ng2.83t(錨索錨固力設計值)s0.55MPa(錨固體表面與周圍巖土體之間的極限粘結強度標準值)d0.1m(錨固體直徑)實際錨固深度L2m0.15m（滿足要求）四、貓道的總體架設方案1、.貓道架設前的準備貓道架設前，需要先建好錨碇，安裝好后錨，同時安裝好承重索預埋件及承重索長度調節器，注意承重索長度調節器要先放松。投入貓道施工的各種機具預先就位，為下一步貓道架設做好準備2、貓道施工工藝流程導索跨過xx 架設承重索 貓道面層鋪設調整貓道標高 抗風纜架設導索是安裝貓道的第一根鋼絲繩，架設導索的方法是先在兩岸設置錨固點，然后采用人工牽引的方法將導索安裝27、到位，安裝到位后，采用卷揚機調整導索標高，以便牽引其余貓道索，引導其余貓道索就位。導索就位后，利用導索分別將貓道承重索，貓道扶手鋼絲繩牽引到位，采用卷揚機將牽引到位的承重索進行預拉，當承重索拉升到長度調節器可以調控的范圍后，利用長度調節器再將承重索拉升到設計位置，在拉升過程中，要隨時掌握拉升時跨中位置，當承重索拉升到設計位置后，按照設計要求進行鎖定，依次對稱將承重索拉升到位。將承重索、扶手鋼絲繩安裝到位后，從雍熙鎮端開始，順序鋪設貓道面板。作業前對安全繩及掛鉤進行檢查，無誤后才能使用；在鋪設過程中，作業人員必須嚴格遵守施工規程，高空作業必須正確佩戴安全繩，安全繩的掛鉤必須懸掛在牢固的部位。每鋪28、設一段貓道底層，立即安裝橫梁、立柱角鋼及側面鋼筋網。在安裝好三面防護后，再鋪設人行軟鋼絲網及踏木板。利用兩端長度調節器再次調整貓道位置。由于鋪設面層后，承重索不可避免產生變形，因此需要再次對貓道線型進行調整，直到將貓道調整到設計位置。將貓道調整到位后，按照設計要求按照抗風繩，抗風繩安裝到位后，利用抗風繩長度調節器適當收緊抗風繩，收緊過程中注意對稱施力。3、貓道承重索高度調整.承重索架設時，要注意架設一根調整一根承重索的垂度，同時觀測錨碇的位移情況。全部架設完畢，利用長度調節器再次進行調整，使每根貓道承重索達到設計值，4根承重索的橫向相對高差不超過5mm。.貓道面層架設完成后，再次測量貓道垂度，比照設計值，再次對貓道進行調整。4、貓道使用安全措施.貓道使用前，應對貓道承重索，連接構件，后錨，抗風繩，立柱角鋼的連接，扶手繩的卡板等部位進行全面檢查，安裝不合格的卡板，連接件必須更換，檢查驗收合格后才能投入使用。在使用過程中，還需要對重要的部位進行定期檢查。.對重要的承重索等每天工作前須仔細檢查并需做好檢查記錄，確認安全后，才能投入工作。.貓道兩端均設置安全檢查人員，未經許可，任何人不得隨意通過貓道。.所有施工人員必須按照施工規程進行操作，正確佩戴安全繩，安全帽，施工作業人員還須配備工具帶。