人行天桥钢箱梁施工方案.docx
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人行天桥钢箱梁施工方案
中交第一公路工程局有限公司
苏州市中环快速路工程
高新区段（西塘河~312国道）三标段
人行天桥钢箱梁施工技术方案
中交第一公路工程局有限公司
苏州市中环快速路工程高新区段（西塘河~312国道）
三标段项目经理部
2014年3月20日
苏州市中环快速路工程
高新区段（西塘河~312国道）三标段
人行天桥钢箱梁施工技术方案
编制：
审核：
中交第一公路工程局有限公司
苏州市中环快速路工程高新区段（西塘河~312国道）
三标段项目经理部
2014年3月20日
一、编制依据
1、宏发路人行天桥工程施工图纸；
2、钢结构工程施工及质量验收规范（GB50205－2001）；
3、公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）；
4、钢结构工程质量检验评定标准（GB50221-95）；
5、涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB8923－88）；
6、建筑钢结构焊接规程（JGJ81—91）；
7、钢结构设计规范（GB50017-2003）；
8、碳素结构钢（GB/T700—2006）；
9、焊接用钢丝（GB1300-7）；
10、低碳钢及低合金高强度钢焊条（GB981-76）。
二、编制原则
1、执行国家及江苏省政府所制订的法律、法规，并做到模范守法、文明施工；
2、采用科学合理、经济实效的施工组织、施工技术、施工手段及施工工艺、均衡高效、持续快速的组织施工，确保施工安全和工程质量以及本工程按时投入使用；
3、根据现场的施工条件和施工工况的变化，优化施工方案；
4、合理安排工厂制作及现场安装施工，并采取相应的技术措施以减少对周围环境及居民正常生活的影响。
三、工程概况
1、工程概述
苏州市中环快速路工程高新区段（西塘河～312国道）三标段东接沪宁铁路下穿段，西接312国道大同路交叉口。
包括主线快速路、2对快速路出入口、分离式主线（分离式主线A：
AK0+000～AK0+283.23、分离式主线B：
BK0+000～K0+332.01）、立交匝道（E：
EK0+292.96以东段，F：
FK1+356.15以东段）、文昌大桥主辅桥、地面辅路、地面大同桥箱涵（DMK5+252.065）、文昌桥下人非环通辅道、宏发路交叉口人行天桥（DTK3+955）、排水工程等，总长约1.6km，工程造价3.07亿元，工期530日历天。
根据宏发路路口的地形及建筑物分布情况，人行天桥总体平面与道路中心线正交的直线型布置，为二跨等高度连续钢箱梁，在中央分隔带内和两侧人行道处设双柱，按连续带双悬臂结构布置，立柱间距为34.9m，主桥跨径4.1m+34.9m+34.9m+4.1m，全长78m，梁高1.40m，天桥总宽5.0m。
东西两侧直行扶梯一座，扶梯坡度为1：
2，扶梯总宽4.0m。
立面图
平面图
2、钢箱梁概况：
天桥主要结构部件均采用Q345C全焊接钢结构。
箱口截面为2.5mx1.4m，箱梁两侧各悬挑1.25m挑檐结构，箱梁顶板、底板、腹板均采用16mm钢板，并在箱梁中间每隔1.75m设置10mm厚横隔板，顶、底板内侧设置加劲肋。
主桥标准横断面
3、主梁工程数量
根据钢箱梁施工方案要求，对天桥主梁材料数量统计如下：
主梁材料汇总表
编号
名称或位置
厚度
（mm）
单重
（kg）
块数
总重
（kg）
N1-1
面板
16
49372.4
1
49372.4
N1-2
贴角面板
10
59.7kg/m
159.7m
9534.1
N2-1
底板
16
29620.5
1
29620.5
N3-1
腹板
16
12972.5
2
25945.0
N3-2
支座竖加强板
16
56.7
24
1360.8
N4-1
横隔板
10
131
39
5109.0
N4-2
悬臂板
10
34.1
52
1773.2
N4-3
栏杆下内隔板
10
1.5
92
138
N4-4
加厚悬臂板
16
54.5
4
218
N4-5
无孔横隔板
16
424
11
4664.0
N4-6
加长悬臂板
16
147.3
4
589.2
N4-7
纵向加强板
10
186
2
372.0
N4-8
纵向加强板
10
148.2
2
296.4
N4-9
纵向加强板
10
116
2
232.0
N5-1
加劲肋
10
7.85kg/m
613.5m
4816.0
合计
134040.6kg
4、施工计划
钢箱梁总体施工方案采用：
工厂整体制作，分段运输，现场搭设临时承重支架，分段吊装，桥位焊接的模式进行。
主梁分段根据设计分段要求进行，天桥分成3段制作，断点位于桥墩中心偏离4m位置，整体断点形式采用“Z”字断口，即顶板断点与两腹板断点错开300mm，腹板与底板再错开300mm。
主桥C段
主桥B段
主桥A段
主箱分段示意图
五、施工工艺方案
1、钢箱梁架设流程
现场复测承重支架搭设主箱吊装焊接检验落梁
梯道吊装检查、报验
2、吊车选择
依据钢箱梁梁段划分情况，结合梁段单元的重量及现场施工条件，参照汽车吊的性能参数（吊车性能表见附件二），充分考虑钢箱梁在吊装过程中与吊车大臂的安全距离及一定的安全储备系数，确定选用一台180吨汽车吊进行主梁吊装。
3、钢箱梁架设具体步骤及工况分析
在主箱梁架设前完成所有临时支架施工。
根据架设流程要求，主箱由南向北方向依次进行吊装。
先采用汽车吊分别将钢箱梁段吊装到位，在吊装过程中随时监测相关数据，确保钢梁标高、线型、安装位置等主要结构尺寸符合设计要求。
待主箱吊装完成后按照焊接工艺指导书要求，焊接主梁现场对接焊缝。
a、A、C段钢箱梁吊装工况分析
A、C段钢箱梁是本工程中长度最长、单体最重梁段，每段梁段重45.8t，钢箱梁顶面距地面高度为8.53m。
根据现场实际情况，将吊车分别停放在距天桥跨中各13m位置，将梁段运输至成桥下方，钢梁吊点中心与理论成桥后吊点中心基本吻合，避免吊车吊起后旋转大臂，减少安全隐患。
待吊车将箱梁吊起后，运梁车开走，然后吊车起大臂将箱梁吊起，利用揽风绳将钢梁旋转至理论位置后落梁。
883
750
853
1000
2680
吊装立面图
由上图可知，吊机工作半径为10m时；查180吨吊车配重55t平衡重吊车性能参数表，工作半径为10m，吊机大臂高度26.8时，额定载重为58t。
考虑采用180t吊钩及4根钢丝绳共计2t，吊车起重量为1.1×45.8t+2t=52.4t<58t（吊车额定载重）,故1台180t吊车配重55t平衡重时能够满足吊装要求。
b、B段钢箱梁吊装工况分析
B段钢箱梁梁长24.5m，梁段自重42.4t，钢箱梁顶面距地面高度为8.53m。
根据现场实际情况，将吊车及运梁车停放在天桥跨中位置。
吊装方法同A、C段钢箱梁。
吊车起重量为1.1×42.4t+2t=48.6t<58t（吊车额定载重）,故1台180t吊车配重55t平衡重时能够满足吊装要求。
4、焊接要求
（1）、桥位焊接
钢箱梁节段吊装到位后，及时安装定位匹配件，匹配件连接应保证箱口截面对角线尺寸、焊缝间隙及板面错位符合允许偏差要求，及时加焊码板固定。
满足焊接要求后进行梁段环形焊缝的焊接。
每完成一个梁段的安装，复测钢箱梁桥轴线、标高等数据，作为下一梁段安装控制依据。
（2）、焊前准备
焊接前调整焊缝间隙及板面错位，满足焊接工艺要求。
对焊缝区域除锈，清理水、油等污物。
桥位焊接作业采取防风、防雨等保护措施。
钢箱内设置有效的通风、除尘及24V低压安全照明设施。
雾天或湿度大于80%时，采取火焰烘烤措施进行除湿。
（3）、焊接工艺
根据焊接工艺评定，制定桥位焊接作业指导书，根据作业指导书进行焊接。
（4）、焊接检查
每个梁段桥位焊接完成后，根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）中相关要求，对焊缝进行检查。
检查内容包括焊缝外观质量与内在质量，检查方式采取目测检查、磁粉检查、超声波探伤检查与X射线检查等。
（5）、焊接变形控制措施
焊接过程，不可避免产生一定的焊接变形。
为减少焊接变形，拟采用下列方法进行控制：
a、制定合理的焊接顺序；
b、遵循对称焊接原则，由中间向两侧同步焊接；
c、保证焊接质量前提下，减少焊接热输入量，减少焊接变形；
d、采用刚性固定，控制焊接变形；
e、对适合采用反变形的焊缝，采用反变形措施，抵消焊接变形；
f、对关键焊缝，焊后锤击，释放残余应力，消除焊接变形。
5、主箱落梁
主桥焊接完成后，检查成桥线型及结构尺寸是否满足设计要求，待检查合格后，通过调整千斤顶高度进行同步落梁，千斤顶每次调整高度不宜过大，防止钢梁倾斜。
6、桥位防腐涂装
桥位焊接完成后，对焊接区域采用风动或电动工具打磨除锈，除锈等级达到Sa2.5级标准。
并按技术交底要求进行涂刷。
对桥位现场油漆破损部位采用电动工具或砂纸打磨，按要求补涂。
7、吊点与吊耳的设计与验算
a、计算确定中心位置，用4个板式吊耳，对称于中心位置各布置2个，要求箱梁的中心要在两端吊耳的中点的连线所在的垂直面上，误差不超过10mm，以避免箱梁倾斜。
b、本工程吊装采用临时板式吊耳，吊耳材质为Q235A，板厚为28mm，耳孔附近焊接16mm的钢板加强。
临时板式吊耳与钢箱梁顶板连接采用双面坡口全熔透焊接，按单个临时板式吊耳能承受20t荷载进行受力验算，板式吊耳大样图如下图所示：
c、单个吊耳板孔强度验算
采用拉曼公式来对吊耳板孔进行抗剪强度校验。
拉曼公式板孔校核表达式为：
×
≤[f
]
式中：
K-动载系数，K=1.1；
-板孔壁承压应力，MPa；
P-吊耳板所受外力，N；
-板孔壁厚度，mm；
d-板孔直径，mm；
R-吊耳板外缘有效半径，mm；
r-板孔半径，mm；
[f
]-吊耳板材料抗剪强度设计值，120MPa；
=67MPa,<[f
]=120MPa。
满足要求。
④单个吊耳板焊缝强度验算
当吊耳受拉伸作用，吊耳板采用双面坡口满焊时，可按对接焊缝校核，即：
≤
式中：
-垂直于焊缝方向的应力，MPa；
K-动载系数，K=1.4；
L-焊缝长度，mm；
-吊耳板焊接处母材板厚，mm；
-角焊缝的强度设计值，160MPa；
则：
=46MPa<
=160MPa。
满足要求。
箱梁分段吊装每段设4个临时板式吊耳，按3.5个吊耳承受荷载3.5×20=70t>45.8t,临时板式吊耳的安全验算满足要求。
8、临时支架专项设计
按照钢箱梁分段要求，吊装前在分段位置处设临时支架，临时支架采用最小截面为Φ180*6mm钢管立柱，顶部采用20#双拼工字钢做横向分配梁，立柱之间采用Φ121*5mm钢管设置剪刀支撑。
支架底部焊接φ400柱底板，加大受力面。
主梁临时支墩布置图
临时支架调平构造
9、临时支架施工技术要求
（1）根据临时支架专项设计，编制临时支架施工技术交底；
（2）临时支架布置以梁段分段线对称布置为原则；
（3）在专用胎具上制作临时支架，保证支架的外形尺寸，纵向、横向间距应符合设计要求，支架垂直度偏差不大于L∕400；
（4）临时支架腹杆相贯口可手工切割，保证相贯口曲线光滑；
（5）临时支架顶部横撑（工字钢）通过其下翼缘与钢管立柱顶板焊接，焊脚尺寸8-10mm；
（6）每组支架的顶部配备3台20t液压千斤顶调整钢箱的标高，钢箱梁底板和支架顶部横梁之间采用斜铁作为支垫，用于钢箱梁的找平。
（7）在楼梯未架设前如需上下临时支架及箱梁，可采用铝合金爬梯上下，不得徒手攀爬。
（8）支架制作完成后由专职人员组织验收，合格后方可使用，并在支架上设置沉降观测点。
（9）支架防护：
为防止支架在钢梁吊装过程中碰撞支架使支架倾覆，因此在吊装过程中需安排专人负责监视，防止碰撞。
（10）支架拆除：
单整桥成型后卸载，去除上部调平支点，采用吊车将支架缓慢吊离支护位置。
10、钢丝绳及卸扣选择
（1）钢丝绳选择
本工程中A段钢箱吊装单元为最大吊装单元，梁段重量为45.8t，考虑吊装时冲击系数为1.2，因此在选择钢丝绳规格型号时，吊装载荷按1.2*45.8=54.96t进行计算。
钢箱梁梁段使用4根钢丝绳吊装，根据吊耳位置及钢丝绳竖向角度不大于60°原则，单根钢丝绳受力Fg=549.6/（4cos30°）=158.66KN。
查GB/T8918-1996《钢丝绳》中6×37钢丝绳，规格参数表
钢丝绳的破断拉力
直径
钢丝绳的抗拉强度/MPa
钢丝绳
钢丝
1400
1550
1700
1850
2000
/mm
/mm
钢丝破断拉力总和/KN
8.7
0.4
39.00
43.20
47.30
51.50
55.70
11.0
0.5
60.00
67.50
74.00
80.60
87.10
13.0
0.6
87.80
97.20
106.50
116.00
125.00
15.0
0.7
119.50
132.00
145.00
157.50
170.50
17.5
0.8
156.00
172.50
189.50
206.00
223.00
19.5
0.9
197.50
218.50
239.50
261.00
282.00
21.5
1.0
243.50
270.00
296.00
322.00
348.50
24.0
1.1
295.00
326.50
358.00
390.00
421.50
26.0
1.2
351.00
388.50
426.50
464.00
501.50
28.0
1.3
412.00
456.50
500.50
544.50
589.00
30.0
1.4
478.00
529.00
580.50
631.50
683.00
32.5
1.5
548.50
607.50
666.50
725.00
784.00
34.5
1.6
624.50
691.50
758.00
825.00
892.00
36.5
1.7
705.00
780.50
856.00
931.50
1005.00
39.0
1.8
790.00
875.00
959.50
1040.00
1125.00
43.0
2.0
975.50
1080.00
1185.00
1285.00
1390.00
47.5
2.2
1180.00
1305.00
1430.00
1560.00
_
52.0
2.4
1405.00
1555.00
1705.00
1855.00
_
56.0
2.6
1645.00
1825.00
2000.00
2175.00
_
选用6×37系列，公称抗拉强度选用1700MPa，直径Φ56.0mm的钢丝绳，允许破断力总和为2000.00KN。
取不均衡系数
，安全系数K=10。
钢丝绳的容许拉力
可见，所选用的钢丝绳能满足要求。
（2）卸扣选择
根据钢丝绳受力情况，选用容许荷载17.5t的卸扣，重量：
16kg
则：
17.5×4=70t
即：
70t>45.8t,满足要求。
六、施工安全保证措施
项目经理部成立安全领导小组，项目经理担任组长，安保部负责具体安全工作，结合工程实际，制定安全规章、实施细则、检查、指导班组安全工作。
班组建立相应的组织和配备有安全专业知识人员负责具体安全业务，做到安全大事有人抓，人人都是安全员。
安全检查领导小组
项目经理：
赵成升
安全负责人：
莫美
项目副经理：
胡厚义
常务副经理：
赵振平
总工程师：
蓝柳海
现场安全员：
秦建伟
山桐
现场技术人员：
龙文梁
林鹏
施工队伍安全负责人
施工作业人员
安全保证体系框图
安全保证措施：
1、施工人员必须经过安全教育培训，并经考试合格后，方准上岗作业。
进入施工现场，必须正确佩戴安全帽。
2、特殊作业人员（电焊工、起重工、起重司机、电工等）必须持证上岗，证件有效。
3、高空作业人员必须体检合格，严禁有高血压、心脏病等不适宜登高的人员从事高空作业。
高空作业时，要佩戴安全帽，系好安全带，不得在无任何安全防护措施下进行施工。
4、支架安装时将施工区域临时围护起来，禁止非施工人员进入，靠近道路旁的支架，应拉警戒绳防护。
5、上下临时支架及箱梁需设置临时铝合金爬梯，在栏杆未安装前箱梁周边需设置临时防护措施。
6、吊装作业区域，挂设明显安全警示标志，设专人加强安全警戒，防止其他人员进入吊装危险区。
7、吊车操作人员和指挥人员必须持证上岗，吊装前应检查吊车的产品合格证和年度安全检验合格证是否齐全，吊车性能参数表是否与方案中相一致。
8、吊机司机班前必须首先检查电力、机械、钢丝绳等性能，符合要求后，方能起吊。
各种起重机应装设标明机械性能指示器，用前应进行试吊。
9、吊车站位时，应查清支腿位置地面下有无阴沟、暗井等，确认无误后在支腿下方使用专用的垫块或枕木进行支撑。
吊装前应确认梁段的重量、重心的位置，并复核吊钩位置。
吊车司机收到明确的指挥信号后，方能起吊。
两机或多机抬吊时，必须有统一指挥，配合协调，吊重分配合理，不得超过单机允许起重量的80%。
10、遇到下列情况严禁起吊：
a、超过额定负荷不吊；
b、指挥信号不明或乱指挥不吊；
c、工件紧固不牢不吊；
d、吊物上面站人不吊；
e、安全装置失灵不吊；
f、光线阴暗看不清不吊；
11、起吊时起重臂下不得有人停留和行走，起重臂、物件必须与架空电线保持安全距离。
12、钢箱梁内部做好通风排烟，设置24V安全电压。
13、高空焊接时，其下部须采取防范隔离措施，严禁进行垂直上下交叉作业，严禁施工人员在下方通过。
作业区内不得堆易燃易爆物品。
14、高空作业所用材料要堆放平稳，工具应随手放入工具袋（套）内，上下传递物件禁止抛掷。
15、雨雪等恶劣天气及风力达6级以上时停止施工作业。
16、夜间作业应保证施工照明亮度。
17、钢箱梁安装过程中要做好防雷措施。
18、施工时应注意防火，提供必要的灭火设备和消防监护人员。
19、为预防夏季施工工人高温中暑，在现场施工期间，为职工备足饮用水或绿豆水、防中暑药品。
同时减少工人工作时间，适当延长中午休息时间，避开正午高温时间施工，并指导提高发生中暑情况时，职工救人与自救的能力。
七、其他技术组织措施
1、施工工期保证措施
（1）组建精干、高效的项目组织机构，配足专业技术人员和各专业工种施工人员，保证施工需求。
（2）健全各项管理制度，确保项目施工各环节、各专业、各工种之间的平衡协调，做到工厂加工与现场架设顺序一致，确保项目施工按计划实施。
（3）做好物资机械设备供应，确保技术支持及后勤保障，确保工程不间断施工。
（4）杜绝安全质量事故和返工返修，提高一次通过率。
（5）合理安排施工，夜间施工时做好防护、设置警示标志，保证照明亮度满足需要。
2.施工质量保证措施
（1）组建质量管理机构
为确保质量目标的实现，成立质量管理机构。
项目经理任组长，常务副经理、项目总工程师、现场副经理、质检工程师任副组长，质量检查员和相关部门负责人参与。
中交一公局质量管理领导小组
组长：
项目经理：
赵成升
副组长：
质检工程师：
李晓峰
常务副经理：
赵振平
副组长：
项目总工程师：
蓝柳海
现场副经理：
胡厚义
综合办公室
质检部
中心试验室
经营部
工程技术部
物资设备部
施工作业队伍
质量管理组织机构
（2）健全质量保证体系
为保证本工程项目顺利实施和实现本工程质量目标，根据公司质量管理体系文件规定，结合类似工程经验，从组织机构、思想教育、技术管理、施工管理以及物资设备等五个方面建立符合本工程项目的质量保证体系，确保结构质量。
（3）明确质量管理职责
制定各级、各部门的质量管理职责，提高质量意识，建立质量负责制。
分级负责、逐层保证，形成层层包保、全员负责的局面，在施工过程中实现工程质量目标。
（4）落实质量管理措施
a、实行质量“三检”制，各级设立专职质检人员，加强施工过程的自检、互检、专检，杜绝不合格产品流入到下道工序。
b、施工全过程实行技术指导，实行方案先行，坚持技术交底复核制。
c、加强项目人员岗前培训，坚持特殊工种持证上岗。
d、加强原材料进厂质量检验和半成品、成品的质量保护。
e、对关键工序、质量卡控要点严格把关，做到质量重点人人心中有数，全员参与质量管理。
3、环境保护措施
（1）认真学习并深入贯彻执行国家及苏州市政府有关环境保护方面的法律、法规和施工技术细则规定的强制性条款，认真做好向全体施工人员的宣传教育工作，提高认识，加强全员的环保意识。
（2）接受业主、环保监督部门的检查、指导和监督，定期检查施工范围内环保工作的执行情况，发现问题立即整改。
（3）严格按照防噪声、防震、防污染措施组织施工，减少对施工现场的干扰，保护施工人员健康。
（4）采取有效措施控制现场的各种废气、污水、固体垃圾对环境的污染和危害，不在现场燃烧各种有毒有害的物质。
（5）竣工后环境要做到人走场清，及时清理施工现场，归还施工临时占地，施工垃圾运至指定的位置处理。
（6）施工中的建筑垃圾、机械油污、生活污水、生活垃圾等事先合理规划排放处理地点，不得污染周边环境。
4、文明生产管理措施
（1）根据施工交叉作业多、施工人员密集等特点，项目部成立现场文明施工管理机构，划分文明施工责任区，并落实到具体人员。
服从环保部门的监督和指导，创建文明工地。
（2）所有进场施工人员必须按规定戴有本公司标示的安全帽及标有照片、姓名、职务或工种、身份及编号的胸牌，统一着装、穿劳保鞋；在现场期间应一直佩带在胸前。
（3）施工场地严格按总平面图布置，场内设施布置做到合理、有序。
所有进场的机械设备定点摆放；构件、材料堆放整齐，采取一定的防雨措施。
（4）建筑垃圾集中堆放，不乱丢弃。
（5）在施工场地内悬挂各类警示牌、标识牌，施工现场出入口悬挂宣传标语横幅。
（6）施工现场必须挂置五牌一图，即：
工程概况牌、安全纪律牌、安全标语牌、文明施工制度牌和施工平面图。
5、职业健康安全保障措施
（1）坚持“预防为主、防治结合”的职业健康安全卫生管理方针，实行分类管理、综合治理。
确保项目施工程序符合施工人员职业健康安全卫生要求，保障职工在施工过程中的安全与健康。
（2）在施工中，加强行政管理，搞好劳动保护工作。
（3）视施工需要、施工场所中危害因素和劳动安全与卫生要求，合理配备足够、齐全的劳保防护用品。
（4）建立劳动保护用品正确使用管理规定，所有人员进入施工现场必须接受检查，检查内容主要是：
是否穿戴劳动保护
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