貓道設(shè)計與施工方案(修改)

1、貓道設(shè)計與施工方案一、 概述旮旯河大橋為納雍縣電煤運輸東南環(huán)線縣城段發(fā)展大道四標(biāo)段，起點接夏蓉高速及納水路，終點接王家鎮(zhèn)寨公路。橋梁位于直線上，分左右兩幅，單幅橋?qū)?6m，左右幅凈距4.5m，全橋面寬36.5m。主橋為69+120+69m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)，引橋均為433m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁。橋面縱坡3.5%，支座水平放置，橋面縱坡的影響在梁底設(shè)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(diào)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(jié)構(gòu)，做為人員通行、小型機具設(shè)備運輸、電

2、纜架設(shè)、以及用于塔吊安裝時的調(diào)點使用，由于本橋位于較深峽谷，根據(jù)本橋的地理特征情況，架設(shè)錨道有必要的意義。二、貓道設(shè)計1.貓道布置根據(jù)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(zhèn)端錨碇前沿對應(yīng)0號臺前墻里程，法拉端錨碇設(shè)在5號至6號墩之間，其里程以雍熙鎮(zhèn)端對應(yīng)0號臺里程及貓道凈跨推算。2.貓道構(gòu)造貓道面層包括橫梁及面層輔料，鋼絲網(wǎng)、橫梁布置在承重索上。采用雙層鋼絲網(wǎng)，承重索上方鋪設(shè)50mm70mm的高強鋼絲網(wǎng)承重，再于其上鋪設(shè)防墜物及供人行走的10mm10mm的軟鋼絲網(wǎng)。橫梁采用槽鋼和角鋼相結(jié)合的方式，每6m采用一根140mm58mm槽鋼

3、，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(cè)間隔2m設(shè)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(cè)欄桿采用50mm70mm的鋼絲網(wǎng)封閉，封閉高度不小于1.2m。（詳見設(shè)計圖）3、貓道承重索錨固系統(tǒng)本工程采用單跨分離式貓道，在兩岸直接設(shè)置錨碇，錨碇內(nèi)預(yù)埋鋼框架將承重索的兩端錨定在錨碇內(nèi)，錨碇的另一端設(shè)置后地錨，地錨的一端錨入基巖內(nèi)，另一端錨入錨碇內(nèi)。（詳見錨固設(shè)計圖）4、貓道抗風(fēng)系統(tǒng)由于貓道屬于高空作業(yè)，風(fēng)力對貓道的影響尤為突出，為提高施工期間貓道的抗風(fēng)穩(wěn)定性，足夠的剛度以及調(diào)

4、整線性的需要。由于本工程溝壑較深，風(fēng)力較大，在貓道的兩側(cè)距離兩岸50m、100m、150 m、的位置設(shè)置抗風(fēng)繩，一共設(shè)置12根抗風(fēng)繩，抗風(fēng)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(nèi)。5、貓道承重索調(diào)節(jié)裝置在貓道的承重索和風(fēng)纜的計算、下料及架設(shè)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(fēng)纜兩端設(shè)置相應(yīng)的長度調(diào)節(jié)裝置。本工程采用絲桿調(diào)節(jié)器（見設(shè)計圖），調(diào)節(jié)器的一端與承重索用繩卡相連，另一端與錨碇預(yù)埋件銷接。調(diào)節(jié)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(nèi)僅需按照常規(guī)設(shè)置施工作業(yè)人員通行的照明設(shè)施。三、貓道檢算1、承重索的強度與垂度

5、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(jù)下節(jié)計算，承重索的設(shè)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(shè)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(shè)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(shù)取6。一根承重索所能夠承受的容許拉力187/63

6、1.17t27.63t承重索強度滿足要求。.承重索的垂度根據(jù)計算，承重索線型為橢圓形，跨中最大下?lián)隙葹?1.5m。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(huán)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(wǎng)重量每延米高強鋼絲網(wǎng)面積(包括底層，側(cè)面)a（1.91.21.2）14.3m2采用18號鋼絲網(wǎng)，每平方米高強鋼絲重量：5.7kg一個單元鋼絲網(wǎng)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(wǎng)，每平方米高強鋼絲重量：1kg一個單元軟鋼絲網(wǎng)重量：1.81610.8kg一個單元鋼絲網(wǎng)重量：157.86k

7、g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(shè)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，每延米

8、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(nèi)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12套

9、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(shè)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(jié)構(gòu)恒載w157.86（鋼絲網(wǎng)）

10、+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(yè)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(yán)格控制貓道上同時通行的人員數(shù)量，一次通過數(shù)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(shè)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20006/34035.3

11、kg風(fēng)活載風(fēng)活載沿橋橫向著力，由于工程所處位置無歷史風(fēng)力調(diào)查資料，因此，本設(shè)計中按照風(fēng)力50kg/m的橫向風(fēng)力進行計算，則每個單元的橫向風(fēng)力為300kg，貓道全長340m，所受到的風(fēng)力為17000kg，抗風(fēng)繩產(chǎn)生向下的拉力總值與風(fēng)力總和相同（抗風(fēng)繩沿45布置），換算到每個單元每個單元因風(fēng)力產(chǎn)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(xiàn)場編束，其實際重量應(yīng)根據(jù)現(xiàn)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(fēng)力較大時，人工通過貓道將吊裝用鋼絲繩進行穿索

12、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(shè)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(shè)有多根承重索，本設(shè)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(wǎng)，底部高強鋼絲網(wǎng)主要承重，貓道縱向每2m設(shè)置了橫梁，起到了增加面層剛度的作用，在面層鋼筋網(wǎng)上，每50cm鋪設(shè)了一塊踏木板，采用鍍鋅鐵絲將踏木板與鋼絲網(wǎng)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(tǒng). 預(yù)埋件與調(diào)節(jié)裝置的連

13、接件強度一根承重索的容許拉力為31.17t，錨固系統(tǒng)必須能夠承受相應(yīng)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(tài)進行設(shè)計高強螺栓的抗剪面積15.59t/(310100t/m2)0.000503m2=503mm2本設(shè)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(yīng)力135mpa，擬采用20b型工字鋼，工字鋼面積3950mm2，腹板厚9mm，兩側(cè)工字鋼相同，對稱布置一側(cè)抗壓面積工字鋼

14、腹板厚度螺栓孔直徑 0.009m0.045m0.000405m2一側(cè)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(shè)計考慮先在接頭段工字鋼的腹板的兩側(cè)焊接2cm厚的鋼板，增加腹板厚度及局部抗壓面積。現(xiàn)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(nèi)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鋼實

15、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(shè)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(diào)節(jié)裝置連接。 .連接板與長度調(diào)節(jié)器的連接 見設(shè)計圖，連接板與長度調(diào)節(jié)器相連的一端，長度調(diào)節(jié)器采用工廠定做的方式加工，要求其調(diào)節(jié)器的承載力不小于31.17t，調(diào)節(jié)器與連接板間通過高強螺

16、栓進行連接，高強螺栓的計算與前面相同，此處不再重復(fù)計算。4、錨碇的穩(wěn)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(wěn)定性錨碇的自重（靠雍熙鎮(zhèn)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(shù)量與承重索數(shù)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，承重索及后錨采用同

17、種材質(zhì)的鋼絲繩，設(shè)計破斷力31.17t抗傾覆力矩173.622.71+55.352.47+631.178.43 2183.8t.m傾覆力矩431.175.82+231.177.121169.5t.m抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)k2183.8/1169.51.861.5（滿足要求）.錨碇的抗滑穩(wěn)定性地基摩擦系數(shù)按0.4取值，自重產(chǎn)生的摩擦力沿水平方向自重：ww1+w2173.62+55.35228.97t 自重產(chǎn)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0.707631.17132.21

18、t（正壓力）后錨正壓力產(chǎn)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為滑動推力，豎直方向的力為正壓力，將產(chǎn)生抗滑作用承重索產(chǎn)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(chǎn)生的水平力（滑動力）165.75t抗滑穩(wěn)定系數(shù)k294.94/165.751.771.2（滿足要求）.錨碇地基強度根據(jù)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(yīng)力（平均值）406.83/14.9427.23t

19、/m2因此，錨碇基礎(chǔ)應(yīng)放置在地基容許應(yīng)力不小于300kpa的巖質(zhì)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(shù)量與承重索數(shù)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(zhì)的鋼絲繩，設(shè)計容許拉

20、力31.17t抗傾覆力矩233.183.07+62.332.74+631.179.88 2734.4t.m傾覆力矩431.177.31+231.178.581446.235t.m抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)k2734.4/1446.231.891.5（滿足要求）.錨碇的抗滑穩(wěn)定性地基摩擦系數(shù)按0.4取值，自重產(chǎn)生的摩擦力沿水平方向自重：ww1+w2233.18+62.33295.51t 自重產(chǎn)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

21、壓力產(chǎn)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為滑動推力，豎直方向的力為正壓力，將產(chǎn)生抗滑作用承重索產(chǎn)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(chǎn)生的水平力（滑動力）165.75t抗滑穩(wěn)定系數(shù)k321.55/165.751.941.2（滿足要求）.錨碇地基強度根據(jù)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(yīng)力（平均值）473.37/16.4428.79t/m2因此，錨碇基

22、礎(chǔ)應(yīng)放置在地基容許應(yīng)力不小于300kpa的巖質(zhì)地基上。5、錨碇后錨的檢算.后錨的抗拉強度錨碇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(shù)，n=1時取2.0）n31.17t（鋼絲繩拉力設(shè)計值）d0.06m（鋼絲繩直徑）n1（每孔鋼絲繩根數(shù)）qg295 t/m2（錨桿與錨固砂漿的極限粘結(jié)強度設(shè)計值）實際錨固深度l4.0m1.12m（滿足要求）.錨固體與基巖的粘結(jié)計算鋼絲繩要達到錨固力設(shè)計值ng所需的最小錨

23、固體長度l錨ng/( kdqs)31.17/(1.333.140.1255)1.13m式中：l錨為錨固體長度k1.33(鋼絲繩工作條件系數(shù)，臨時錨索取1.33，永久性錨索取1.0) ng31.17t(錨索錨固力設(shè)計值)s0.55mpa(錨固體表面與周圍巖土體之間的極限粘結(jié)強度標(biāo)準(zhǔn)值)d0.12m(錨固體直徑)實際錨固深度l4m1.135m（滿足要求）6、抗風(fēng)鋼絲繩計算由于無風(fēng)力檢測資料，抗風(fēng)鋼絲繩的設(shè)計僅做為參考，前述貓道風(fēng)力計算中，按照每延米貓道承受的水平風(fēng)力50kg計算，貓道上的總風(fēng)力為17t，貓道單側(cè)6根鋼絲繩每根鋼絲繩承受的風(fēng)力17t/6根2.83t/根即抗風(fēng)鋼絲繩的設(shè)計荷載為2.83

24、t設(shè)計選用直徑為16的鋼絲繩，其最小破斷力12.6t，遠超過設(shè)計荷載，滿足要求。抗風(fēng)繩的錨固長度計算.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(shù)，n=1時取2.0）n2.83t（鋼絲繩拉力設(shè)計值）d0.016m（鋼絲繩直徑）n1（每孔鋼絲繩根數(shù)）qg295 t/m2（鋼絲繩與錨固砂漿的極限粘結(jié)強度設(shè)計值）實際錨固深度l2.0m0.45m（滿足要求）.錨固體與基巖的粘結(jié)計算鋼絲繩要達到錨固力設(shè)計值ng所需的最小錨固體長度l錨ng/( kdqs)2.83/

25、(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(shù)，臨時錨索取1.33，永久性錨索取1.0) ng2.83t(錨索錨固力設(shè)計值)s0.55mpa(錨固體表面與周圍巖土體之間的極限粘結(jié)強度標(biāo)準(zhǔn)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(shè)方案1、.貓道架設(shè)前的準(zhǔn)備貓道架設(shè)前，需要先建好錨碇，安裝好后錨，同時安裝好承重索預(yù)埋件及承重索長度調(diào)節(jié)器，注意承重索長度調(diào)節(jié)器要先放松。投入貓道施工的各種機具預(yù)先就位，為下一步貓道架設(shè)做好準(zhǔn)備2、貓道施工工藝流程導(dǎo)索跨過旮旯河 架設(shè)承重索 貓道面層鋪設(shè)調(diào)整貓道標(biāo)高 抗風(fēng)纜架設(shè)導(dǎo)索是安裝貓道的第一根鋼絲繩，架設(shè)導(dǎo)索的方法是先在兩岸設(shè)置錨固點，然后采用人工牽引的方法將導(dǎo)索安裝到位，安裝到位后，采用