主桥钢塔安装安全专项施工方案.docx
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主桥钢塔安装安全专项施工方案
1、编制依据1
2、工程概况1
2.1地理位置及工程范围1
2.2摄乐大桥桥型结构1
2.3主塔结构3
2.4支座及阻尼器5
3、施工组织安排6
3.1进度计划6
3.2机械设备配置6
3.3劳动力安排7
4、钢塔总体安装方案7
5、现场施工平面布置9
6、施工方案11
6.1加工运输段及吊装段划分方案11
6.2钢混结合段施工方案17
6.4吊点及吊具的设置方案20
6.5临时对撑设置方案22
6.6焊接工艺方案24
6.7涂装工艺方案28
6.8施工测量及监控31
7.1技术准备工作33
7.2原材料质量控制33
7.3焊接施工质量控制34
7.4安装施工质量控制35
7.5涂装施工质量控制36
8、安全保证措施38
8.1钢塔施工中的危险源辨识与评价38
8.2安全组织保障措施40
8.3安全技术措施40
8.4动火作业安全措施42
8.5施工用电安全措施42
8.6高空作业安全措施43
8.8梁涂装作业安全措施43
8.9雨季防汛的安全管理措施44
8.10大风施工安全管理措施44
8.11应急预案45
9、附件47
附件1、《主塔施工测量方案》47
附件3、图纸及计算书47
附件4、钢塔安装计划47
1、编制依据
（1）《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）
（2）《建设工程安全生产管理条例》（国务院第393号令）
（3）《太原摄乐桥建设工程设计图纸》
（4）《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）
（5）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）
（6）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF801-2012）
（7）《公路工程施工安全技术规范》（JTGF90-2015）
（8）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2012）
（9）《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）
（10）《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T722-2008）
（11）《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923）
（12）《热喷涂金属件表面预处理通则》（GB/T11373）
（13）D5200塔吊使用说明书。
（14）设计图纸及实施性施工组织设计
2、工程概况
2.1地理位置及工程范围
摄乐大桥是太原市城北地区沟通城市东西区域的重要桥梁，东侧穿越太钢集团，西侧连接柴村新区，为太原市第18座跨汾河大桥。
桥位所在位置距离北侧柴村桥2.5km，距离南侧北中环桥2.9km，位于新建规划路网中的主干路摄乐街上。
桥梁全长约1.555Km，起点桩号K1+175，终点桩号K2+730，主要包括摄乐街—滨河西路互通立交、摄乐街—滨河东路互通立交以及跨越汾河的摄乐大桥。
滨河东路、滨河西路为城市准快速路，是城市南北交通的主干路，规划红线宽50m，河道宽300m。
2.2摄乐大桥桥型结构
摄乐大桥结构形式为桥梁采用独塔空间扭索面斜拉桥结构形式，跨径布置30+150+150
+30=360m，斜拉索布置形成空间曲面。
结构体系采用四跨连续全漂浮体系，在主塔处设置纵向限位阻尼约束装置及横向支座，在辅助墩及过渡墩处设置拉索钢阻尼球形钢支座及横向挡块。
摄乐大桥横断面布置为：
4.5m（人非车道）+6m（索塔区）+0.5m（防撞墙）+14.5m（机动车道）+0.5m（中央防撞墙）+0.5m（防撞墙）+6m（索塔区）+4.5m（人非车道）=51.5m。
主梁采用半封闭双边钢箱截面，中心梁高3.35m。
标准断面宽度51.5m；局部与西侧立交衔接处加宽到54.326m。
桥面铺装：
6cm超高强水泥基复合材料+4cmSMA-10沥青马蹄碎石混合料+4cmSMA-10沥青马蹄碎石混合料。
主塔横桥向为“?
”形，无横梁，总高113.8m，下塔柱为钢筋混凝土结构，高18m，中塔柱和上塔柱为钢结构，分别高61.82m、33.98m。
钢结构塔柱由内部厚板受力结构和外包薄板受力结构两部分组成。
桥型图如下：
主桥桥型立面图
主桥桥型平面图
主塔横桥向立面图
2.3主塔结构
（1）塔柱
塔柱特征截面为与中塔柱（或上塔柱）脊线垂直的截面，其为1/2椭圆弧与两个相交平面通过半径0.5m的圆弧相连组成的光滑封闭曲面。
相交平面间夹角为167.319°，其交线为塔柱的脊线。
脊线与水平面的角度（即塔柱倾角）为79.499°。
1/2椭圆弧在顺桥向的轴线长度即特征截面的宽度，横桥向轴线长度可根据几何关系自动确定。
塔底处，特征截面横桥向尺寸6.823m，18m高度及以上部分顺桥向尺寸均为4.5m；塔底截面处，顺桥向为19.296m，在84m高度处为4.5m，在塔顶处为5.633m。
钢结构中塔柱和上塔柱由外壁板、内壁板、侧壁板、中腹板和两道边腹板组成。
外壁板为夹角167.319°的两相交平面组成（R300mm圆弧过渡），板厚40mm；内壁板为空间曲面，板厚40mm；侧壁板为外壁板与内壁板连接部分，板厚10mm；中腹板板厚40mmm，在塔顶拉索锚固区范围内，中腹板上开设1.35m宽度的孔，供锚梁安装和斜拉索安装用；边腹板采用40mm。
在高度88.3m处以上部分，左、右塔柱通过中腹板、边腹板、横隔板连成整体；并在中心面内增设40mm厚竖板。
壁板及腹板加劲肋均采用360mm×36mm，加劲肋沿塔壁内表面均分布置，但在拉索锚固范围内，加劲肋布置根据锚固构造的位置进行局部调整。
中塔柱锚固区水平设置横隔板，横隔板板厚20mm，间距2.5m。
下塔柱非锚固区每3.0m垂直设置一道隔板横隔板板厚20mm，横隔板间设置一道横隔肋，横隔肋板厚20mm，高度300mm。
在混凝土下塔柱顶面5.5m范围内设置钢砼结合段。
钢塔柱与混凝土下塔柱间采用双层端板承压的方式进行连接。
（2）钢砼结合段
钢塔柱与混凝土塔柱间设置钢砼结合段，主要传力机理为双端板承压的传力方式，同时为保证钢结构与混凝土的结合，采用PBL钢筋与剪力钉组合的钢砼结合方式。
钢砼结合面以上3m范围内的塔壁加劲肋采用T型加劲形式，高度由360mm逐渐增加为800mm，翼缘板宽300mm，厚40mm。
上层承压端板板厚60mm；下层端板钢板厚度40mm。
两层端板间通过矩形钢板形成整体。
混凝土塔柱部分钢筋在两层端板上分批锚固。
为保证钢砼结合段传力顺畅，在钢砼结合面以上6m处开始增设两道腹板，腹板由加劲肋逐渐增高形成，并如中腹板埋入混凝土结构内。
为保证混凝土浇筑质量，两层端板内部及腹板均开设混凝土浇注孔，并开设D50通气孔。
为保证塔壁与混凝土的连接，钢砼结合面以下范围内塔壁内侧均布置φ22×240的剪力钉。
为保证填充砼密实，应设置砂袋围挡使砼浇筑面高出钢混结合面顶不少于10cm，待砼达到设计强度50%是予以凿除，另外，再采用出气孔进行补压浆作业，以砂浆无法压进为停止压浆标准原则。
（3）塔上锚梁
塔柱锚固区对应位置布置16对拉索锚固构造（M1~M14为锚梁，M15、M16采用锚管），以锚固32对斜拉索。
锚固构造的两端焊接在边腹板上，并穿过中腹板。
两侧的锚腹板与两侧拉索所在平面（考虑垂度修正）平行；下翼缘板与横隔板结合，水平布置，与锚固点间竖向距离为1.2m。
锚梁为桥梁重要受力构件，焊缝要求全熔透，焊后要求对焊缝打磨光滑，并采用锤击等措施消除焊接残余应力；由于该处空间有限，施工方应充分估计焊接难度，采取措施保证施工质量。
（4）塔顶外封板
塔顶33.98m范围内塔柱外封板由10mm厚空间形式钢板形成。
塔顶外封板构造要求与塔柱可靠连接，以保证在桥梁运营期间的使用安全。
塔顶留有方便外表面维护作业时固定用的钢构件。
2.4支座及阻尼器
竖向支座共12个：
每个辅助墩处设置1个LSQZ20000DX和1个LSQZ20000SX支座，每个过渡墩处1个LSQZ8000DX和1个LSQZ8000SX支座。
塔与钢箱梁间设置2个3MN四氟滑板横向抗风支座，主墩处钢塔与钢箱梁之间设置纵向粘滞阻尼器共8个，阻尼力2800KN，最大位移量300mm。
主桥支撑体系平面布置示意图
2.5主塔工程数量
表2.5-1主塔工程数量表
序号
材料名称
单位
数量
1
C50
M3
2563.1
2
20#无缝钢管
T
12.5
3
钢材Q345qE
T
2987.098
4
钢材Q345qD
T
104.391
5
钢材Q235C
T
6.9
6
HRB400
T
759.5
7
精轧螺纹钢PSB930
T
89.9
8
剪力钉M22×240
个
5152
9
锚头及垫板
套
232
10
M10螺栓
套
16
11
水密门
套
6
3、施工组织安排
3.1进度计划
钢塔计划施工工期：
总体时间2016年7月1日～2016年12月15日，共168天。
其中11月5日完成钢塔桥位处的安装及焊接工作。
具体计划详见附件5。
3.2机械设备配置
机械设备配置表
序号
名称及规格
单位
数量
备注
1
300KW柴油发电机
台
2
备用
2
315KVA变压器
座
7
主桥范围内
3
1000KVA变压器
座
1
D5200塔吊专用
4
平板车
辆
7
钢塔构件运输
5
150t运梁台车
辆
1
6
160T龙门吊机
台
1
钢塔组拼场
7
D5200塔吊
台
1
钢塔吊装
8
100t履带吊
台
2
9
CO2气体保护焊机
台
16
10
手工电弧焊机
台
4
11
碳弧气刨
台
4
12
打磨机
台
8
13
ZLD80系列电动提升吊篮
套
4
涂装作业
14
高压清洗机
台
2
涂装作业
15
1.5m3电动空压机
台
2
涂装作业
16
高压无气喷涂机GPQ-6C
台
2
涂装作业
17
电动角磨机（0.75KW）
台
8
涂装作业
18
单笼电梯
台
1
钢塔上下通道
19
全站仪
台
2
20
GPS
台
1
21
水准仪
台
1
3.3劳动力安排
（1）项目部管理人员
项目部现场管理人员计划
岗位/职务
数量
岗位/职务
数量
项目（副）经理
2
工程技术人员
6
安全总监
1
试验人员
3
技术负责人
1
测量人员
6
专职安全员
3
物资人员
2
现场调度人员
2
机械人员
2
合计28人
（2）现场作业人员
表3.3-2现场作业人员计划
工种
数量
说明
司机
14
龙门吊、塔吊、履带吊、电梯、场内平板车
装吊工
14
电工
1
电焊工
30
油漆工
16
杂工
20
合计
95
4、钢塔总体安装方案
为满足运输要求，钢塔沿竖向分节制造，节段重量10.395t~84.035t，高度1.8m~3.353m的节段，按照4+1模式预拼合格后，运输至现场；为减少高空作业量，根据D5200塔吊起重能力，小节段运输至工地组拼台座，使用160t龙门吊卸车，在台座上组焊成大的吊装段，吊装重量不超过130t。
工地采用150t运梁车转运钢塔。
钢混结合段T0~T2支撑于下塔柱顶面支撑架上，分两次吊装到位，内壁灌注C50补偿收缩混凝土。
节段间拼接，采用变径销作为导向，螺栓连接锁定，检查合格后焊接。
钢塔节段加工时按照监控单位计算的压缩量做好预抬加高，现场安装时做好预偏。
交替对称吊装上下游塔肢，在上游塔肢安装单笼电梯供施工人员上下。
沿塔四周挂设吊篮作为操作平台，地面焊接在塔节上；在塔内腔放置整体吊篮，用于放置焊接设备。
后期安装一台420t*m塔吊并拆除D5200塔吊，用于斜拉索施工以及钢塔剩余工作施工。
钢塔的总体安装流程如下：
工厂节段加工及预拼装→运输至工地组拼台座→节段组拼，安装工作平台→转运至塔吊下→安装钢混结合段T0~T2→钢筋安装→灌注钢混结合段混凝土（下塔柱施工完成后拆除下支架）→塔吊起吊T3~T8，对位、锁定及焊接→安装钢塔第一道对撑及顶撑→塔吊起吊T8~T20，对位、锁定及焊接→安装钢塔第二道对撑（D5200塔吊附着框）及顶撑→塔吊起吊T21~T26，对位、锁定及焊接→安装钢塔第三道对撑及顶撑→安装T27合拢→安装T28~T35→拆除D5200塔吊→拆除操作平台，安装塔顶挑臂及电动提升吊篮→斜拉索施工及钢塔涂装。
钢塔吊装流程图
（一）
钢塔吊装流程图
（二）
5、现场施工平面布置
见施工平面布置图，具体有：
（1）主桥施工范围内筑岛，筑岛设计高程+789.0m（设计水位786.5m）。
主墩西侧设置2座42m长度栈桥，东侧埋设4根直径2m过水涵管。
（2）主桥主便道设置在下游侧，宽度12m，上游侧便道宽度8m，便道顶面采用25cmC25混凝土硬化。
（3）钢塔安装采用D5200塔吊，布置在主墩东侧桥轴线上。
电梯布置在主墩承台北侧，420*m挂索塔吊布置在承台南侧。
（4）河道两岸配置7台315KVA变压器，主塔塔吊单独1台1000KVA变压器。
（5）东岸北侧设置钢塔组拼场，根据塔柱截面，设置6个台座。
（6）钢塔考虑从东岸北侧进场，西岸南侧退场，施工便道宽度8m，面层硬化。
6、施工方案
6.1加工运输段及吊装段划分方案
（1）加工运输节段及吊装段划分
钢塔沿着高度方向划分成35个区间。
上下游塔肢对称，塔肢编号T0-T35，小计72节段；分肢在塔顶连接结构编号T27A-T35A，小计9个节段；加上1个交肢处装饰块，全部合计82个加工运输节段。
钢塔各节段间的分界面垂直于该处脊背线，且脊背线处距离横隔板≤50cm；单个块件净重量为10.395t~84.04t，最大宽度4.5m，高度为1.8m~3m。
为减少高空焊接工作量，加快进度，加强质量，根据D5200-240塔吊的吊重能力，将2~3个块件在钢塔组拼台座内焊接成一个大的吊装段，82个运输节段组焊为34个吊装节段（不含装饰块），吊装重量86t~119t（含吊具及工作平台重量），高度2.4m~7.7m。
组合方式见表。
轮次
编号
高（米）
宽（米）
长（米）
重量（吨）
数量
总重
吊重
吊装组合
吊数
第一轮
T0
2.543
4.5
13.67
45.3
2
90.6
104.078
T0+T1
2
T1
2.5
4.5
12.967
58.778
2
117.556
T2
3
4.5
12.335
84.035
2
168.07
84.035
T2
2
T3
3
4.5
11.6
55.456
2
110.912
103.755
T3+T4
2
T4
3
4.5
10.89
48.299
2
96.598
第二轮
T5
3
4.5
10.211
47.419
2
94.838
92.725
T5+T6
2
T6
3
4.5
9.592
45.306
2
90.612
T7
3
4.5
9
43.731
2
87.462
85.982
T7+T8
2
T8
3
4.5
8.434
42.251
2
84.502
T9
3
4.5
7.92
46.7
2
93.4
91.5
T9+T10
2
T10
3
4.5
7.437
44.8
2
89.6
T11
3
4.5
6.998
43.3
2
86.6
84.507
T11+T12
2
T12
3
4.5
6.586
41.207
2
82.414
T13
3
4.5
6.214
39.727
2
79.454
78.099
T13+T14
2
T14
3
4.5
6.586
38.372
2
76.744
第三轮
T15
1.8
4.5
5.574
25.817
2
51.634
94.18
T15+T16+T17
2
T16
2.5
4.5
5.412
34.815
2
69.63
T17
2.5
4.5
5.215
33.548
2
67.096
T18
2.6
4.5
5.032
33.666
2
67.332
96.785
T18+T19+T20
2
T19
2.5
4.5
4.874
31.354
2
62.708
T20
2.6
4.5
4.748
31.765
2
63.53
T21
2.5
4.5
4.645
29.881
2
59.762
89.643
T21+T22+T23
2
T22
2.6
4.5
4.57
30.575
2
61.15
T23
2.5
4.5
4.521
29.083
2
58.166
第四轮
T24
2.6
4.5
4.5
30.106
2
60.212
90.318
T24+T25+T26
2
T25
2.5
4.5
4.497
28.929
2
57.858
T26
2.6
4.5
4.516
30.213
2
60.426
装饰护板
1
1
T27
2.9
4.5
4.551
33.961
2
67.922
92.082
2T27+T27A
1
T27A
1.857
3
7.584
24.16
1
24.16
T28
2.9
4.5
4.609
34.393
2
68.786
102.263
2T28+T28A
1
T28A
2.851
3
6.845
33.477
1
33.477
T29
2.8
4.5
4.688
33.777
2
67.554
94.483
2T29+T29A
1
T29A
2.753
3
5.702
26.929
1
26.929
第五轮
T30
2.5
4.5
4.784
30.775
2
61.55
80.931
2T30+T30A
1
T30A
2.455
3
4.602
19.381
1
19.381
T31
2.5
4.5
4.886
31.431
2
62.862
79.365
2T31+T31A
1
T31A
2.455
3.28
3.584
16.503
1
16.503
T32
2.5
4.5
5.004
32.191
2
64.382
80.272
2T32+T32A
1
T32A
2.458
3.8
2.975
15.89
1
15.89
T33
2.4
4.5
5.137
31.724
2
63.448
86.252
2T33+T33A
1
T33A
3.353
4.5
2.643
22.804
1
22.804
T34
2.8
4.1
5.299
34.785
2
69.57
81.521
2T34+T34A
1
T34A
1.888
4.5
2.46
11.951
1
11.951
T35
2.8
4
5.494
35.186
2
70.372
80.767
2T35+T35A
1
T35A
2.786
4.5
1.45
10.395
1
10.395
合计
82
2966.802
34
钢塔节段划分图
（2）装饰板安装
两肢交接处及以上段装饰板在工厂分块制作，加工尺寸满足运输运输要求，沿竖向分段宽度不超过4.5m，运至工地组拼场焊接成大吊装块，外观修补后再吊装到塔顶。
装饰板安装分块图
（3）D5200-240塔吊
最大独立工作高度90.2m，臂长40m，起重性能：
表5.1-2塔吊起重性能
塔吊布置于主塔正东侧17m，位于桥梁中心线上，首节吊装时半径最大，吊距26m。
塔吊选用8倍率。
距离30.6m处最大吊重160t。
塔吊吊钩最大高度约122m，在距主塔承台高71.05m位置设一道框架式附墙，满足钢塔节段吊装要求。
D5200塔吊附着框与第二道内支撑采用一体化设计，如下图示意:
塔吊布置立面图
塔吊布置平面图（附着位置）
6.2钢塔节段工地组拼
钢塔组拼场内设置1台160t门吊。
钢塔运输段运在现场组拼场内进行组拼成吊装段。
（1）基础
基础要求坚实牢靠，应具有足够的刚度，确保在使用过程中不发生变形。
要求支墩必须与基础的预埋钢板可靠连接，以避免在使用过程中发生沉降。
原地面采用重型压路机压实，铺30cm厚碎石，浇筑30cm厚C25混凝土地坪，埋设胎架预埋件，为有效控制钢塔二接一的尺寸精度，在每个胎架基础四周设置测量网，以便随时对胎架进行检测。
同时每次钢塔二接一完成后，应重新对承台进行检测，做好检测记录，确认合格后方可进行下一对二接一的组拼。
（2）组装细则
拼装为露天作业，环境温度对拼装尺寸影响较大。
为控制二接一组装精度，减小温度对上下钢塔块体定位的影响，定位组装应在日出前（5:
00~7:
30）、阴天或晚上进行，避免日照和高温对结构制造尺寸的影响。
块体组装定位所用测量器具必须经具有相应等级的计量单位检定合格后方可使用，所有器具均要有计量标识。
二接一按照吊装方案进行，定位采用测量尺、水平仪和经纬仪精确控制。
水平仪和测量尺监测两个块体间相对尺寸和标高，经纬仪控制块体间水平横向对接精度与错位情况，重点控制块体半宽尺寸（以中腹板为基准）。
（3）组装流程
1）定位下部钢塔块体
首先将下部钢塔放置在承台上，测量标高、宽度等技术尺寸是否与相应数据吻合。
2）安装上部钢塔块体
初步定位：
龙门吊起吊上部钢塔块体，逐步由上至下向下部塔钢塔位移，在接近下部钢塔时，随时监控数据和观测梁段偏移错位情况，同时利用临时定位装置进行对接，初步对接完成后进行精确定位。
精确定位：
在初步定位后，利用基线测量上下钢塔块体的相对位置，如钢塔高度方向采用横基线的样冲眼定位（通过拉尺和水准仪），块体横向相对尺寸则以块体半宽数据（中腹板为中心）为基准加以调整和测量，直至调整到位为止。
各项数据检测合格后方可焊接，遵循先主焊缝（即中腹板、外内壁板间对接焊缝）焊接、后嵌补段及小件的施焊原则。
3）解体下胎
块体解体下胎后，进行整体外观的打磨和修补，并进行焊道处涂装，检查结构尺寸及外观，合格后安装吊篮，完成后运至塔区准备吊装。
钢塔现场组拼
6.3钢混结合段施工方案
（1）首节钢塔定位
定位支架采用型钢制作，支架与下塔柱混凝土顶面预埋件焊接。
支架避开钢混结合段竖向钢筋。
支架可承受T0+T1+T2重量，通过支架可固定钢塔结合段。
支架示意图如下：
定位支架立面布置图
钢混结合段分两段安装，首个吊装段（T0+T1）净重约104t，高5m；第二个吊装段（T2）净重约84t，高3m。
工厂加工时，在T0钢塔底部焊接4块“定位钢板A”。
定位
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