XXXXXXX钢箱梁生产顶推施工.docx

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XXXXXXX钢箱梁生产顶推施工

钢箱梁生产安装

施

工

方

案

二零一六年八月

一、工程简述

拟建的XXXXXX广场景观步行桥，为焊接箱型三跨梁体系，主跨跨度40.5米，两边跨跨度8.10米。

钢结构杆件为焊接箱型截面，节点采用焊接形式或销接节点。

主梁采用Q345B的钢材。

二、钢箱梁制作。

钢箱梁采用工厂预制，现场吊装拼接顶推施工。

钢箱梁加工制作，严格进行施工过程中的全面质量控制和管理，以确保钢箱梁制作和安装质量，不留隐患。

1、技术准备

①在对设计图纸和技术文件工艺性复核的基础上进行工艺论证并确定制造方案，然后进行施工图转化、工艺编制、工装设计等一系列工作。

②钢箱梁制作和检验所用的量具、仪器、仪表等必须由二级以上计量机构检验合格后方可使用，工厂与工地用尺相互校验，以保证钢箱梁制作安装的精度。

③钢结构在加工制作过程中，对关键零件、构件的半成品和成品分阶段进行检查、验收，并做好加工及检查记录以备跟踪和查考。

2、施工图绘制：

施工图设计以设计图为依据，以施工方案为指导，具体包括各类单元图、总装图、相应的材料表等。

3、焊接工艺编制：

焊接试验室根据钢箱梁设计图纸和《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）等规范和标准要求，针对钢箱梁的连接形式进行焊接工艺编制，指导焊接施工及检验；焊缝的无损检测采用《市政桥梁工程质量检验评定标准》。

4、技术资料准备：

钢结构制作前，首先了解结构所处总体位置的道路中心线和边线平面线型、纵断面线型以及与立柱、支座、桥面排水构造等的关系；了解与相邻结构的衔接形式以及施工方案，了解架桥方案及交通组织要求等。

5、上报钢箱梁制作方案：

在钢箱梁制作前，首先会同发包人、设计单位、监理工程师讨论确定钢箱梁安装方案，并据此编制钢箱梁制作与施工组织工艺，其内容包括：

制作工艺、焊接工艺、试拼装工艺、涂装工艺、工地组装及安装工艺、工艺流程、质量保证措施、工期保证措施、验收文件等。

钢箱梁制作施工组织设计报请发包人、监理工程师并会同有关单位进行讨论通过后，作为钢箱梁制作的依据。

6、材料保证

1为使钢箱梁制造所用各种材料的质量得到保证，对用工程使用的原、辅材料提出以下要求：

按ISO9000系列质量体系要求，供货方必须是通过分供方评定的厂家；供货厂家必须承诺按本工程进度要求供货，以保证钢箱梁生产的顺利进行。

2本工程钢钢材采用Q345B钢，材料化学成分及机械性能符合《桥梁结构纲》（GB/T714-2000）中的有关规定，根据设计要求采用正火状态供货。

3钢箱梁制造所用材料符合设计文件的要求和现行规范的规定，并必须做常温冲击韧性试验。

除必须有材料质量证明书外，还要进行复验，复验合格者方能使用。

材料检验合格，由质检部门在原质保书上加盖合格印章，编上序号，作为领料依据；不合格材料反馈给供货单位及时换料。

4所有钢料要符合设计文件的要求。

除必须有材料出厂证明书外，钢材还要按同一牌号、同一炉号、同一规格、同一轧制厚度及同一出厂状态每10个炉（批）号抽一组试件复验，每批重量不大于60吨，其复验与判定规则符合GB/T247的规定。

5气体保护焊所用CO2气体的纯度大于99.5%，使用前须经倒置放水处理。

6涂装材料按设计要求购买，进厂后按有关规定复验。

7本工程材料专料专用，物资部门必须妥善保管，标识清楚，严格材料领退制度，严格退料管理，以免混用。

8钢板和型钢表面不能有裂纹、气泡、结疤、折叠、夹杂，钢材不能有分层。

如有上述表面缺陷进行清理，清理深度从实际尺寸算起，不能大于钢材厚度公差之半，并保证最小厚度，清理处平滑无立棱角。

9钢板厚度、不平度误差符合规定。

10包装标记及质量证明书：

钢材的包装、标记及质量证明书符合GB/T247-1997及GB/T2101-1989的规定。

工程用钢材需附有钢厂质量证明书。

7、主要工艺

1对采购的钢材，按规范规定进行材料复验并记录各批钢板的炉批号及钢板规格编号，已备查考，复验不合格的材料，不能用于本工程。

2钢板在下料切割前，进行矫平等预加工处理，钢板矫平后不能出现褶皱、翘曲等影响质量的现象，表面不能有明显的叠痕和其它损伤，必要时进行局部整修或打磨整平。

3下料前清除钢材表面油污、氯化皮等污物，并进行车间底漆预处理，车间底漆干膜厚度20～30μm。

4下料前检查钢板的牌号、规格、质量，确认无误合格后，方可下料。

5下料所画的切割线正确清晰，号料尺寸允许偏差为±1mm。

6钢板在预处理自动线上进行赶平、抛丸除锈、预涂车间底漆处理后，再行使用。

采用预处理线生产能力见表1。

表1采用预处理线生产能力表

钢板

型钢

宽≤3000mm

宽≤3000mm

厚4～80mm

高≤400mm

长2400～12000mm

长2400～12000mm

除锈等级：

Sa2.5

喷漆厚：

20～30μm

8、放样、下料、切割

①结合多年的制造经验，决定按施工图及工艺文件采取实尺放样和数控放样相结合的方法，放出实际线型。

然后制作切割、下料和加工的草图和样板。

②箱梁顶底板、腹板、悬臂板、端封板用数控切割机床下料。

③样板、横隔板、加劲板、支座垫板等必须写明零件号、材质、规格、数量等，并按工艺规则留出加工余量及焊接收缩量。

④箱梁主要板件主要应力方向与钢板轧制方向一致。

⑤各类钢结构部件的零件，原则上采用气割切割，并优先考虑精密切割和自动、半自动气割，手工气割只能用于次要零件或切割后仍需边缘加工的零件。

⑥箱梁主要板件和拼接板的外露边缘采用精密切割下料，严格执行“氧—乙炔火焰精密切割工艺守则”的规定。

⑦采用精密切割下料的零件尺寸允许偏差为＋2.0～0mm，手工切割的零件尺寸允许偏差为±2mm。

对切割后需机加工的焊接边缘按工艺要求预留加工量。

⑧为验证程序的正确性，对于批量采用数控切割下料的首件必需经严格检验确认符合要求后，方可继续下料。

⑨凡采用精密切割下料的零件，其外露边缘的质量要满足表2的规定。

表2精密切割表面质量标准表

序

号

项目

允许偏差

精切范围

主要、一般零部件

次要零部件

杆件外露边缘

特殊情况可采

用手工切割

1

表面粗糙度

25

50

2

崩坑

不允许（注）

1m内允许有一处1mm

3

塌角

可有半径0.5mm程度的圆角

4

气割面垂直度

不大于板厚的5%，且不大于2mm

备

注

气割后要加工的边缘，小于2mm的崩坑允许不修补，但对气割后不再加工的自由边缘，出现崩坑时按缺陷修补的规定进行修补，并按精切工艺规定修磨和倒棱。

工艺特定的手工切割边缘，表面粗糙度达到100，且切割面修磨允顺（切割后仍需加工的除外）。

⑩主要零部件的自由边缘，对焰切面双侧倒棱，倒棱半径1.0mm≤R≤2.0mm，以消除凹凸不平，并沿纵向过渡匀顺。

9、组装

1一般要求：

组装在相应的平台或胎架上进行。

组装前熟悉施工图纸和工艺文件，核对编号及图纸无误方可组装；组装前彻底清除浮锈和油污；采用自动焊的焊缝端部焊接引板，引板的材质及坡口与正式焊件相同；组装胎架每次组装前均进行复检，确认合格方可继续使用；组装合格后的杆件，在规定部位打上编号钢印。

2组装构件尺寸允许公差符合JTJ041-2000的规定。

见表3构件允许偏差表。

表3构件允许偏差表

序号

图例

项目

允许偏差（mm）

1

对接高低差△

≤1.0（t≥25）

≤0.5（t＜25）

对接间隙b

2

盖板中心与腹板中心线位置偏差

+1.0

3

底板、腹板平面度

≤1.0

4

盖板倾斜

≤1.0

5

组装间隙

≤0.3

3钢箱梁在制作、安装时确保线型光顺，分段接口平滑过渡，以满足整桥线条流畅的美观要求。

4分段组装时考虑必要的防止构件变形的措施，如设置假隔舱等，以确保接头尺寸精度。

为提高节段组装精度，编写各种钢结构分段制造工艺，其内容包括胎架构造、装配方法、焊接顺序、检查方法、运输方法等。

5设置单向或双向弧形胎架组装弧形分段，胎架要有足够的刚度，并且每节分段组装完成后需进行复测和调整，以保证分段的线形。

6各分段的零件、部件标记清楚。

分段组装前，对主要受力构件的拼缝位置结合钢材规格进行设计。

组装的位置尽量上、下、左、右、前、后错开，避免出现不必要的通缝，具体要求符合有关规范标准。

7编制合理的焊接工艺和焊接程序，使构件或分段组装时的变形和焊接收缩尽量小，并适当考虑减少结构的焊接拘束应力。

8在有较大拘束条件下进行焊接时，焊缝尽量连续施焊。

9构件焊接前，可适当设置反变形和收缩余量。

10采取有效措施防止由焊接产生的变形而对钢结构产生不利影响。

10、焊接

①焊接材料采用与钢材相匹配的焊丝、焊剂和手工焊条。

②所采用的焊接材料符合国家标准，并与Q345B钢相适应，焊材生产厂家及焊材牌号通过焊接工艺评定试验选定。

③焊接材料的管理和使用，必须按产品说明书及有关规范的要求执行。

根据有关规范标准，制定严格的焊接材料的保存、领用、烘干、存放制度，以便对主要焊缝进行焊材跟踪。

焊材库对本工程所用焊材专门存放，专材专用，并做好进出库登记记录。

焊接时，不能使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条和受潮结块的焊剂。

④核对焊接部件，熟悉有关图纸和工艺文件。

检查并确认使用的设备工作状态正常，仪表工具良好、齐全。

⑤所有的焊缝，均按照批准的焊接工艺评定试验要求进行，若存在与焊接工艺要求不一致的变化，需重新进行焊接工艺评定试验。

⑥采用埋弧自动焊、半自动焊进行焊缝返修时，将清除部位的焊缝两端刨成大于1:

5的斜坡，再进行焊接。

返修后的焊缝打磨匀顺，并按质量要求进行复验。

返修次数不超过二次.。

⑦焊缝外观检查：

所有焊缝均进行外观检查，焊缝不得有裂纹、夹渣、未熔合、未填满弧坑以及其它超出规范要求的缺陷。

⑧焊缝无损检查：

零、部（杆）件的焊缝在焊接前24小时后进行无损检查。

11、厂内试拼装

①对本工程的钢箱梁各构件分段进行厂内试拼装十分必要，试拼装对全桥的质量、进度保证起着十分重要的作用。

②试拼装遵循保证任一构件、分段与相邻构件、分段进行试拼装的原则，每一试拼装单元不少于3个分段。

③根据设计图纸及有关文件编制出试拼装的工艺，包括试拼装顺序、胎架设置、工装设备等。

试拼装胎架根据钢箱梁线型设置，并保证自身有足够的刚度，使用相应的测量设备对试拼装进行总体测量。

④检验合格的梁段件涂装前进行预拼装，以检验钢箱梁的制造质量，确保工地一次安装合格。

⑤试拼装完成的项目有：

主箱体试拼装、桥面及悬臂试拼装、钢箱梁的几何尺寸检查、栓孔重合率检查等。

⑥钢箱梁拼装完并调整好后，逐一检查钢箱梁拱度、几何尺寸、全长直线度、栓孔重合率等规定项点，并做好试装纪录。

⑦钢结构梁在制作时的分段单体，分别进行成型组装试验，经试拼装合格后，方可进入现场安装。

12、涂装

①任何未经除锈的生坯钢或零部件，不能组装入钢结构之中。

②钢表面采用喷丸（砂）除锈，将表面油污、氧化皮和铁锈以及其他杂物清除干净，再用干净的压缩空气或毛刷将灰尘清理干净。

③涂装在板件检验合格，并且表面处理达到规定要求后方可进行。

④涂装过程中涂装环境及工具设备满足涂料说明书的要求。

涂装作业严格按涂装施工工艺和涂料说明书的要求进行。

⑤涂装工作采用高压气喷涂方式。

⑥主箱梁结构部件的封闭腔内，需经除锈涂装后，方能合拢装焊。

13、钢箱梁的装卸、运输

①钢构件的装卸、运输在涂漆干燥后进行。

②钢构件发运时采取可靠措施，防止产生运输途中的变形。

三、顶推总体方案及主要步骤

1、总体方案

钢箱梁采用多点顶推法施工，景观步行桥的北侧安装顶推平台和临时墩，并在其上布置滑道。

钢箱梁在工厂生产，经公路运输至施工现场，在平台上逐段焊接，用多点多台连续千斤顶使钢箱梁逐段向前滑移，循环作业使钢箱梁到达设计位置。

全部节段均在支架平台上拼装、顶推，逐步顶推到位。

工艺流程图如下：

2、主要步骤

钢箱梁顶推主要步骤如下：

（1）、施工准备。

复核既有桥墩坐标，为顶推工作做准备。

（2）、施工顶推平台，同时设置临时墩。

（3）、安装平台及临时墩上的顶推设备、滑道、限位装置。

（4）、对钢箱梁进行吊装及顶推作业，具体流程如下图：

四、顶推施工方案设计

主要从顶推安装平台、临时墩、钢箱梁运输和现场安装、顶推设备、滑道和横向限位装置、防护措施、跨既有线顶推措施、人员安排等方面进行考虑。

1、顶推安装平台

钢箱梁顶推安装平台布置在北侧园区路上，平台由底板、滑道、横向限位装置、顶推后座及顶推装置构成。

（1）、平台底板分层填土，夯实后铺设素混凝土，在底板上安装纵向滑道和横向限位装置，滑道为钢轨四根，表面可涂硅脂，以减小摩擦系数。

（2）、顶推后座为钢筋混凝土结构，长6米，宽2米，高1米，基础为钢筋混凝土平板基础。

景观步行桥钢箱梁部分理论重量在139吨左右，根据规范要求后座需抵抗顶推产生的水平力的1.5倍值，即209吨力。

（3）、在顶推平台一侧设一台100吨汽车吊，用于钢箱梁起吊、纵移、拼装。

另根据施工场地实际情况考虑设置横移平台，钢箱梁横移至汽车吊范围后即吊入安装平台。

（4）、顶推装置为200吨油压千斤顶6台，布置于后座经计算的位置，可联动亦可单独顶进以便调整位移。

2、临时墩

每个临时墩设四台50吨油压千斤顶，两组纵向滑轮及一组横向限位轮，临时墩示意如下：

临时墩在工厂加工制作，制作完毕后进行预压荷载试验，预压荷载不低于桥墩墩顶反力的120%。

3、钢箱梁运输和安装

钢箱梁在工厂按设计预拱度整节制造，制造完成后公路运输至现场。

用汽车吊将钢箱梁吊至顶推平台预定位置，对各梁段进行纵向连接作业，箱梁腹板和底板部位通过高强螺栓进行栓接，顶板部位进行焊接，连接过程注意控制箱梁线形。

4、顶推设备

（1）、纵向顶推设备采用全自动连续顶推泵站系统，由6套ZLD-200t水平连续千斤顶、若干米顶铁、一个主控台及电路形成的一个闭合控制系统。

顶推系统是机电一体化设备。

（2）、竖向顶推设备为设置在临时墩工作平台上的50吨油压千斤顶组成，每个临时墩设置4台千斤顶，当钢箱梁前端贴近桥墩时，此时需顶起钢箱梁（顶起高度必须高于垫石），在临时墩和钢箱梁底之间设足够高的支承钢垫梁并在钢垫梁上安装滑道，然后落下千斤顶，使钢箱梁落在滑道上，然后顶推钢箱梁至桥墩之上。

5、滑道和横向限位装置

（1）、临时墩滑道为两组纵向滑轮，滑轮表面可涂硅脂，以减小摩擦系数。

（2）、为防止钢箱梁在顶推过程中横向出现较大的偏位，临时墩上布置侧向限位导向滑轮一组。

五、顶推施工过程计算

1、悬臂20.25.米钢梁挠度计算：

①、计算参数

钢材弹性模量和强度（MPa）

钢材种类

Q345C

弹性模量ES

206000

剪切模量GS

81000

轴向容许应力[σ]

200

弯曲容许应力[σw]

210

剪切容许应力[

]

120

屈服应力σy

340

泊桑比γ=0.3；热膨胀系数=0.000012/℃

②、计算结果

梁端挠度施工时程图

最大梁段挠度小于50mm。

2、临时墩墩身计算

、约束条件：

支架角钢立柱与桥墩铰接。

、计算荷载：

考虑主梁和临时墩自重荷载、主梁横向水平风荷载传递到临时墩的荷载、顶推过程中临时墩顶纵向水平力。

③、计算结果：

临时墩在最不利施工阶段应力及内力如下表所示：

构件

类型

最不利工况

构件

类型

最不利工况

纵梁

剪应力（MPa）

33.3

墩内平联及斜撑

轴应力（MPa）

7.7

综合应力（MPa）

68.4

综合应力（MPa）

8.3

横梁

剪应力（MPa）

18.1

墩间上方平联及斜撑

轴应力（MPa）

15.6

综合应力（MPa）

39.2

综合应力（MPa）

27.1

立柱

轴力（KN）

120.0

墩间下方平联及斜撑

轴应力（MPa）

5.8

剪力（KN）

10.9

弯矩（KN·m）

192.0

轴应力（MPa）

6.9

综合应力（MPa）

87.2

应力均满足要求。

六、顶推施工进度安排

顶推前行速度可按3.5m/h考虑，可在下一阶段对施工步骤和施工进度计划进行进一步细化。

七、、施工组织与安全措施

1、顶推作业前，必须根据工程结构和施工特点以及施工环境、气候等条件编制顶推施工安全技术措施或专项安全施工组织设计，报上级安全和技术主管部门审批后实施。

2、顶推作业施工负责人必须对管辖范围内的安全技术全面负责，组织编制顶推施工的安全技术措施，进行安全技术交底及处理施工中的安全技术问题。

3、安全与技术管理部门，应认真贯彻实行安全责任制，密切配合做好安全工作。

4、顶推作业施工中必须配备具有安全技术知识、熟悉本规程的专职安全检查员。

专职安全检查员负责顶推作业施工现场的安全检查工作，对违章作业有权制止。

发现重大安全隐患时，有权指令先行停工，并立即报告领导研究处理。

5、对参加顶推施工的人员，必须进行技术培训和安全教育，使其了解本工程顶推施工特点、熟悉本规范的有关条文和本岗位的安全技术操作规程，并通过考核合格后方能上岗工作。

主要施工人员应相对固定。

6、顶推施工中应经常与当地气象台、站取得联系，遇到雷雨、六级和六级以上大风时，必须停止施工。

停工前应做好安全措施，人员撤离前，应对设备、工具、零散材料、可移动的铺板等进行整理、固定并作好防护，全部人员撤离后立即切断通向操作平台的供电电源。

　　7、作业环境及作业前检查

（1）、顶推法架梁施工前应对临时墩、顶推平台进行施工设计，其强度、刚度、稳定性应满足施工安全要求。

使用前应经验收，确认合格并形成文件。

使用中应随时检查，发现隐患必须及时排除，确认安全后方可继续使用。

（2）、不得在电力架空线路下方设置预制台座，预制台座一侧有电力架空线路时，其水平距离应符合规范要求。

　　（3）、梁段顶推应符合下列标准：

　　a、油泵与千斤顶应配套标定。

b、顶推千斤顶的额定顶力和拉杆的容许拉力均不得小于设计最大顶力的两倍。

c、顶推过程中应按设计要求进行导向、纠偏等监控工作，确认偏差符合设计要求。

d、顶推过程中应及时在滑座后插入补充滑块，插入的滑块应排列紧凑，其最大间隙不得超过20cm。

　　e、顶推千斤顶的油泵应配备同步控制系统。

两侧顶推时，左右应同步；多点顶推时各千斤顶纵横向应同步。

　　（4）、顶推施工的机具设备使用前应经检查、试运行，确认合格。

　　（5）、顶推过程中应随时检测桥墩墩顶变位，其纵、横向位移均不得超过设计规定。

　　（6）、顶推过程中出现变形、松动、梁体变形等异常情况，必须停止顶推，妥善处理，确认符合要求后方可继续顶推。

　　（7）、落梁前拆除滑动装置时，各支点均应均匀顶起，同一墩台上的千斤顶应同步进行，同墩两侧梁底顶起高差不得大于1mm；相邻墩台上梁底顶起高差不得大于5mm。

　　8、作业安全

　　顶推作业时，滑道面及临时支点下滑板应保持清洁，并注意临时支点摆放位置，避免与滑道边接触而加大摩阻力。

作业前各摩擦面、连接板、填板应清洗干净，表面不得有油污及渣滓，螺栓孔飞边应磨平，但不得损伤板面，并保持干燥。

每节段开始顶推时,应先推进5cm,立即停止,回油,再推进5cm,再停止,回油,如此反复二三次,以松动各滑动面及检查各部分设施的运动情况,之后再开始正式顶推。

　　顶推过程中，应对梁体进行标高（挠度）、中线偏移间断性观测，以及临时墩位移观测，并向顶推作业负责人随时报告。

顶推作业时,各千斤顶应相互保持联系,同步逐级加力。

如果发现导梁杆件变形或螺丝松动,导梁与箱梁联结处变形,应立即停止顶推,进行处理。

　　梁体顶推过程中会产生挠度，当钢箱梁上临时墩时其最低底面可能会低于滑道面，此时需暂停顶推，使用千斤顶顶起钢梁，使其梁底面高于滑道面，并在钢梁第一级台阶底面与滑道之间抄垫钢垫块，垫块下铺设滑板且四氟面朝下。

抄垫好后落顶，再开始顶推。

在顶推时遇到顶推力过大而箱梁不滑动时，应暂停作业，及时分析原因，找到阻力的来源，解决后再进行作业。