肥合高架桥施工组织设计改学位论文.docx
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肥合高架桥施工组织设计改学位论文
第一章编制说明
1.1编制依据
根据设计图纸、现行有关设计及施工规范标准并结合本工程现场施工条件及我公司生产、技术实际情况及类似工程经验来编制本工程吊装施工方案。
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）
《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）
《碳素钢结构》（GB/T700-1988）
《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-1994）
《碳钢焊条》（GB/T5117-1995）
《低合金钢焊条》（GB/T5118-1995）
《碳素钢埋弧焊用焊剂》（GB5293-85）
《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》（GB985-88）
《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》（GB986-88）
《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）
《桥梁焊接规范》（AWSD1.588-88）
《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB3323-87）
《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》（GB11345-89）
《涂装前钢材表面腐蚀等级和除锈等级》（GB8923-88）
《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
《桥梁工程》第四分册
《车站工程》第二分册第二部分
1.2编制内容
本方案由“编制说明”、“工程概述”、“钢梁架设施工的重点、难点控制措施及架设准备工作”、“施工组织”、“钢箱梁架设方案”、“质量保证措施”、“安全保证措施”共七章组成，各部分内容见下文。
第二章工程概述
2.1工程位置
南北高架一号线（中段）及市政配套工程位于合肥市包河区内，线路起点位于长江中路以南约300m处，终点在规划高铁路以南约110m处接至现状已改造好的包河大道，线路全长约6.5km。
全封闭连续钢箱梁结构共设置二段，第一段位于南北高架一号线芜湖路路口南侧，主线里程桩号K0+321～K0+467，共2联，L=146m；第二段位于南一环路口南侧，主线里程桩号K1+319～K1+530，共3联，L=211m。
钢箱梁段均位于地铁站结构上盖结构之上，钢箱梁结构总长357米，总面积8211m2。
钢箱梁区域位置图如图2-1、图2-2。
2.2设计概况
2.2.1上部结构设计
桥梁上部结构均采用连续钢箱梁结构，外形采用斜腹板单箱五室截面。
钢箱梁顶面全宽23m，箱底宽度13.75m，两侧悬臂长度为3289mm，斜腹板水平夹角为58.5度。
曲线段梁高采用等高度设置，梁高2280mm，为了适应横坡超高的变化，主梁采用等厚度斜置，主梁顶、底板为空间扭转结构。
直线段钢梁采用底板水平，顶板设双向坡，坡度均为2%，桥梁中心线处梁高2417mm，底板内、外侧结构边缘处梁高为2280mm，主梁钢材材质Q345qD。
主梁为了满足抗倾覆要求，需在梁端、中支点6m范围内配重，配重材料为重晶石砼，容重不小于40KN/m³，配重段结构满足顶板检测及维修的要求。
钢梁桥面采用正交异性板结构，普通断面顶板板厚16mm，支点断面变厚为36mm，顶板纵肋采用U型加劲肋，U肋板厚8mm，上、下口宽分别为300mm、184mm，U肋高度260mm，标准间距600mm。
普通断面底板板厚16mm，支点断面变厚为36mm。
底板纵肋采用一字形加劲肋，板件厚度14mm，高度160mm，标准间距400mm。
钢箱梁为一箱五室结构，设置5片腹板，腹板厚度14mm，两片边腹板水平夹角为58.5度。
主梁设置实腹横隔板，横隔板在梁跨中段间距3m，在配重段间距加密为1.5m，板厚12mm。
其中，跨中段每3m横隔板间距之间设置一道顶板横梁，梁高616mm。
主梁悬臂长3289mm，端部高度为625mm，根部高度为905mm，下设承压板，悬臂板间距为1500mm，与实腹横隔板及顶板横梁一一对应。
为了满足外观统一要求，悬臂外扣装饰板，与下承压板焊接。
2.2.2下部结构设计
主线桥桥墩采用钢筋混凝土矩形墩，中墩和分联墩均为2根1.5×1.8m矩形墩，其中分联墩墩顶尺寸为1.5×2.8m。
墩顶用系梁进行横向连接，对于墩高≥15m的桥墩，在墩中增加一道系梁。
墩柱基础共设2种种类型，其中16#墩、44#墩下接7.5×7.5×2.5m钢筋混凝土承台，桩基采用4根直径为1.8m钻孔灌注桩。
其余墩基础均为扩大基础，基础总高2.5m，分2层设置，上层尺寸为7500×3800×1250mm，下层尺寸为9500×5800×1250mm，下层底面与地铁站顶面结构相接，扩大基础四周设置限位结构。
站、桥共建示意图见图2-3。
图2-1芜湖路站钢箱梁位置区域图
图2-2南一环站钢箱梁位置区域图
第三章钢梁架设施工的重点、难点控制措施及架设准备工作
3.1钢梁制造架设的重点、难点分析
3.1.1曲线线形控制
南北高架一号线钢箱梁架设线形控制：
南北高架一号线钢箱梁分为直线段和曲线段两部分，直线段架设相对比较简单，曲线段在架设过程中需要同时保证成桥平面线形和立面线形与支墩上对应的线形重合，按线形架设要求高，架设难度大。
3.1.2吊装作业
隧道车站上方严禁载重汽车站位，使得50T龙门吊对梁段的吊装难度加大。
3.2针对以上难点所采取的措施
3.2.1曲线线形控制
待架梁段必须在厂内做好标记（标记设在支墩的上方梁段底板上，一梁段至少2个标记点），现场用全站仪打出标记在支墩上的相应坐标，这样就保证了梁段架设位置的正确性。
3.2.2吊装作业
运梁汽车停放在隧道两旁的地面上，用汽车吊把梁段吊在隧道上方，然后通过50T的龙门吊进行吊装、架设。
3.3钢梁架设的准备工作
3.3.1现场焊接工艺试验
现场工艺试验产品试板与产品同时焊接，其数量应符合下列规定；
1每焊接5条受拉横向对接焊缝或每10条其他对接焊缝应焊接一块产品试板；
2在桥位焊接梁段间对接焊缝时，每两个接口做顶（底）板和腹板产品试板各一块；
3.3.2临时支墩的设计
临时支架横向由立柱梁、大横梁、侧梁、高度调整装置和小分配梁组成（见附图1）。
立柱由φ609、t=16mm的钢管组成，材质为Q235A，其截面特性表如下：
I=πD4（1-α4）/64=3.14X604X（1-0.954）/64cm4=117946.2cm4
α=d/D=570/600=0.95
A=πD2（1-α2）=3.14X602X（1-0.952）cm2=1102.14cm2
i=（I/A）1/2=（117946.2/1102.14）1/2=10.345cm
由于立柱的压杆类型为两端固定的压杆，故ul=0.5l
λp=（π2E/σp）1/2=（3.142X206X103/200）1/2=100.77
λs=（a-σs）/b=（304-235）/1.12=61.6
λ=ul/i=1/2X679.5/10.345=32.842
因为λ＜λs，所以立柱为粗短杆，不会发生失稳。
大横梁由4X45a的工字钢（截面图3-1）组成，材质为Q235A，其截面特性表如下：
先根据纵向支架布置（简图3-2）计算；
Fa=507X103N；Fb=1140X103N；Fc=1487X103N；
图3-1
图3-2
由于支墩的距离很近，可近似看作均布载荷，即
q=Fc/l=1487X103N/13.671m=108770.39N/m
由平衡方程得：
Fc1=977915.2N；Fc2=509301N；
则横梁承受的最大弯矩为Mmax=1334188.97N.m
I=4[I1+（h/2）2XA]=4X（56100+22.52X157.4）cm4=543135cm4
Wx=I/h/2=543135/45cm3=12069.67cm3
σmax=Mmax/Wx=1334188.97/12069.67X10-6N/m2=110.541MPa
因为σmax＜[σ]=σs/1.5=235/2MPa=117.5Mpa
所以横梁的强度满足现场要求
立柱的最大弯矩为:
Mmax=ql2/8+Mc1=108770.39X5.52/8-108770.39X5.52/19.413=241798.3N.m
Wx2=πD3（1-α4）/32=3.14X603X（1-0.954）/32cm3=3931.54cm3
σmax=σ1+σ2=Mmax/Wx2+Fc1/A
=241798.3/3931.54+977915.2/1102.14X10-2=70.37MPa
因为σmax＜[σ]=σs/2=235/1.5MPa=117.5Mpa
所以立柱的强度满足现场要求
3.3.3其他技术准备
钢梁架设前应具备以下技术资料：
1钢梁施工设计图、梁段重量表、钢梁安装拱度图、钢梁支座安装位置图。
2桥址附近地形图、桥墩结构图及竣工里程、标高、中线测量资料。
3工厂试拼记录，包括钢梁轮廓尺寸、梁段编号及重量、梁段发送表及拼装部位图。
第四章施工组织
4.1工期目标及保证措施
4.1.1主要进度指标说明
根据施工任务，合理选择机械设备，参照类似工程，确定主要进度指标，见表4-1。
主要进度指标表4-1
序号
项目名称
进度指标
备注
⑴
钢箱梁
4～5片/天
配2台门吊和4台汽吊
⑵
焊缝焊接
4m/人•天
安排80名专业焊工
4.1.2施工进度计划
施工进度计划见图4-1。
4.1.3工期保证措施
结合本工程的施工特点，为确保实现目标工期，拟从组织管理、技术管理、资源保障等方面进行控制，制定保证措施如下：
1、组织管理措施
①尽快组织施工管理人员，配备数量充足、技术能力强、经验丰富的技术人员，集中公司优势兵力，调集技术业务精、素质好的施工队伍承担钢箱梁架设施工任务。
②缩短施工准备期，施工人员和设备迅速进场，尽早进入工程施工。
③抓好施工中的统筹、控制和协调工作，把做好工序衔接和抓好关键工序的进展作为施工管理的中心。
④处理好与周边单位、居民的关系，及时解决施工中出现的困难，为施工创造良好的外部环境，减少外部因素对施工的影响，确保工期目标的顺利实现。
⑤实行工期目标责任制。
根据总体施工计划，编制月、旬、周施工计划，将工期目标横向分解到职能部门，纵向分解到班组个人，逐层签定工期责任状。
⑥切实做好施工后勤服务并兑现各种奖励政策，调动施工人员积极性。
2、技术保证措施
①实施标准化管理，在施工中，做好技术交底、现场检测，确保正常施工，杜绝返工。
②组织有丰富类似工程施工的专家来给我项目技术人员进行培训。
③充分发挥设备优势和材料性能；结合工程实际适时调整施工工艺和技术，不断提高劳动生产率；把加快施工进度、确保工期，建立在先进技术、有效措施的推广基础上。
④执行施工现场会议制度，每天由项目总工召开各作业班组工作会，总结当日计划完成情况及确定第二天工作计划，重大技术问题和技术重点、难点汇报工区经理。
⑤提前做好图纸会审工作，对图纸中有疑问的地方，及时与设计单位联系解决，避免耽误施工。
⑥搞好工程的统筹、计划工作，制定阶段目标，科学合理安排施工工序。
通过分析各施工工序的时间，采取特殊措施尽可能减少影响进度的薄弱环节，科学合理地缩短各施工工序的循环时间来提高施工进度。
3、资源保障措施
劳、材、机等资源配备充足、按期进场是工程按期开工的关键。
对本工程所需各种资源将积极进行调配和准备，根据施工计划及时落实。
①材料供应落实
开工前，组织专业人员编制各类物资和半成品计划，专人负责落实采购验收工作，做到材料、半成品按时适量供应，杜绝由于物资供应而影响施工进度现象发生。
主要材料储备量保证满足施工要求。
②劳动力落实
安排技术能力强、有地铁工程施工经验的工人投入施工，施工人员使用我单位的基本力量，全公司范围内统一调配，在专业工种和劳动力数量等方面，满足现场施工需要。
③机械设备落实
根椐施工特点，合理配备机械，保证各道工序的平衡作业，提高工作效率。
同时做好设备的使用、保养、维修工作，保证各种设备的正常运转，并提高其完好率、利用率。
对常用易损的机械配件有足够的库存量。
4.2资源配置
4.2.1设备投入
机械设备配备遵循原则：
以能力配套、高效适用、满足需要为标准，绩效优先为目的，规避能力不衡进行设备配置，在满足使用前提下，尽量减少规格种类，以便于共同备用和必要时抽调。
根据单项施工技术要求和施工作业条件进行设备选型，考虑通用性进行调配；按照施工进度计划指标配备设备台数，确保生产能力留有余地，同时考虑突发性事件所需的工程抢险应急设备。
具体设备投入见表4-2。
主要机械设备配备表表4-2
序号
设备名称
型号规格
单位
数量
用途
一、焊接设备
1
CO2气体保护焊
NBC-500C
台
8
现场安装
2
CO2气体保护焊
KH-600
台
16
现场安装
3
CO2气体保护焊
KH-500
台
16
现场安装
4
CO2气体角焊自动小车
台
4
现场安装
5
交流电焊机
BX-500
台
5
现场安装
6
自动埋弧焊机
MZ-1-1000
台
10
现场安装
7
半自动焊机
ZD5-1250
台
3
现场安装
8
弧焊硅整流焊机
GS600S
台
10
现场安装
二、起重及运输设备
1
龙门式起重机
50t
台
2
现场安装
2
汽车吊机
100t
台
2
现场安装
3
汽车吊机
50t
台
2
现场安装
三、试验、检测设备
1
全站仪
GTS-311
台
2
现场安装
2
超声波探伤仪
CTS-32
台
2
现场安装
3
X射线机
XXQ-3005
台
1
现场安装
4
漆膜厚度测量仪
台
2
现场安装
5
磁粉探伤仪
CTX-515
台
2
现场安装
4.2.2人员投入
本工程要求不同工种、不同班组流水作业；在不同工作面实行平行作业，占满空间，占满时间，具体人员配备及劳动组织见表4-3。
劳动力计划表表4-3
序号
工种
现场拼装
1
组装工
60
2
划线（含测量）工
10
4
电焊工
80
5
打磨工
20
6
起重工
20
7
吊车司机
5
8
检查工
10
9
探伤工
10
10
电工
2
11
机修工
1
12
油漆
20
合计
238
第五章钢梁架设方案
5.1钢梁架设总体方案
钢梁分为直线段和曲线段两部分，两段钢梁架设均采用从北向南的架设方案，总体施工方案如下：
1直线段和曲线段两段钢梁均采用临时支墩支撑，临时支撑的位置分别在钢管柱和钢筋混凝土柱以及砼墩承台的上方（如图5-1），为保证临时支墩的稳定性，临时支墩两两之间用30b工钢交叉连接。
2钢桥横向由中间向两边架设，先架设中间的梁段，再对称架设两边的梁段。
3钢桥纵向由北向南架设，长5.5m、6.5m及7.5m的梁段利用临时匹配件及马板承力架设，其中5.5m、7.5m梁段用汽车吊架设。
4悬挑梁段待横向所有梁段都架设完成后用汽车吊进行架设。
5.架设钢梁时，钢梁由50t平板车从预拼场运至隧道两
边的混凝土地面上，利用汽车吊将钢箱梁吊至桥下，然后通过50t龙门吊机吊装、架设；
图5-1
5.2支撑体系
5.2.1临时支墩安装
①临时支墩采用多节φ609，t=16mm钢管支撑拼接而成，每节之间施工M22高强螺栓连接。
②然后在车站顶板上面正对混凝土结构柱位置定位临时支墩位置。
③使用汽车吊将拼接好的钢管支撑吊至安设位置，然后对应法兰盘上的螺栓孔按照M22膨胀螺栓打孔，并使用M22膨胀螺栓将其固定牢固。
5.2.2连接系
连接系为I30b工字钢，采用交叉法将临时支墩横向和纵向连接为一体，确保临时支墩稳定，横向两侧设斜撑稳固横梁。
具体见图5-3。
5.2.3横梁
横梁由4X45a的工字钢焊接而成，具体见图3-1。
横梁与钢支撑、斜撑之间采用焊接连接。
横梁安装完成后在横梁两侧设置施工便道，确保作业人员行走方便。
5.3钢梁支座安装
5.3.1支座质量检查
支座材质和制造精度符合设计要求，同时在现场做外观检查和对组装后的轮廓尺寸进行复核。
5.3.2安装前准备
安装盆式支座前，需在水泥支墩上锚固螺栓，从而把盆式支座和水泥支墩连接起来。
5.3.3支座的安装
把盆式支座用锚固螺栓连接在水泥支墩上，再把支座垫板放在盆式支座上，然后梁段落在支座垫板上。
钢梁和支座与设计线路中线和高程容许偏差表
内容
项目
允许偏差
钢梁中线与设计中线和高程的关系
1、墩台处横梁中心线对设计线路中线偏移
10mm
2、两孔间相邻横梁中线相对偏差
5mm
3、墩台处横梁顶与设计高程偏差
±10mm
4、两联（孔）相邻横梁相对高差
5mm
支座尺寸偏差＜2000mm
1mm
支座与设计线路中线关系
6、固定支座十字线中点与全桥贯通测量后墩台中心线纵向偏差
20mm
7、辊轴位置纵向位移
±3mm
8、支座底板四角相对高差
2mm
5.4钢箱梁拼装
5.4.1钢箱梁的分段
1、横向分段方案（运输节段截面）
图5-2横向分段截面图
图
图
分段钢箱梁后钢箱梁为了防止在运输和吊装得过程中发生变形，在箱体内部都必须装焊刚性支撑。
2、纵向分段方案（运输节段长度）
7-10号墩分为6.5米+4X15米+5.5米72米
10-16号墩分为6.5米+4X15米+7.5米74米
44-47号墩分为6.5米+16米+16.5米+15米+13米67米
47-50号墩分为6.5米+4X15米+5.5米72米
50-53号墩分为6.5米+4X15米+5.5米72米
3、各分段重量（见表5-1，单位：
kg）
各分段重量表（kg）表5-1
分段
节段
H1
H2
H3
H4
H5
H6
H7
7~10
1
10506
12344.1
21493.5
26316
21886.2
14524.8
10573.3
7~10
2
18339.6
19339.2
28482.5
36472.2
29841.1
24371.9
18492.6
7~10
3
19247.4
22703.2
36162.1
45568.5
38565.2
28312.2
19901.3
7~10
4
19247.4
22703.2
36162.1
45568.5
38565.2
28312.2
19901.2
7~10
5
18339.6
19339.2
28482.5
36472.2
29841.2
24371.9
18492.6
7~10
6
9764.5
10550.9
18354.9
22542
18747.6
12731.6
9832.8
10~16
1
10662.1
13319.2
22225.8
26316
21828
14349.4
10588.6
10~16
2
18713.9
20502
30299.1
36162.1
28919.1
23358
18558.9
10~16
3
20112.4
24765.6
39079.3
45568.5
36644.5
27.035
19481
10~16
4
20112.4
24765.6
39079.3
45568.5
36644.5
27035.1
19481
10~16
5
18714
20502
30299.1
36472.2
28919.1
23358
18559
10~16
6
12003.4
15368.4
25644.9
30192
25194
16554.6
12162.5
44~47
1
10603
12522.5
21689.3
26316
21689.3
14371.8
10602.9
44~47
2
22638.9
24886
40131.9
48858
40131.9
29485.2
22638.9
44~47
3
20396
21477.1
31427.2
39528.1
31427.2
26188.5
20396
44~47
4
19699.3
23202
36772.1
45568.5
36772.1
27486
19699.3
44~47
5
18551.8
21139.5
35116.6
42471
35116.5
24852.3
18551.8
47~50
1
10602.9
12522.5
21689.3
26316
21689.3
14371.8
10602.9
47~50
2
18541.6
19524.9
28570.2
36027.4
28570.2
23807.8
18541.6
47~50
3
19699.3
23202
36772
45568.5
36772.1
27586
19699.3
47~50
4
19699.3
23202
36772
45568.5
36772.1
27586
19699.3
47~50
5
18541.6
19751.3
28934.4
36472.2
28934.4
24034.3
18541.6
47~50
6
9864.4
10729.4
18550.8
22542
18550.8
12294.1
9864.4
50~53
1
10602.9
12522.5
21689.3
26316
21689.3
14371.8
10602.9
50~53
2
18541.6
19524.9
28570.2
36027.4
28570.2
23807.8
18541.6
50~53
3
19699.3
23202
36772
45568.5
36772.1
27586
19699.3
50~53
4
19699.3
23202
36772
45568.5
36772.1
27586
19699.3
50~53
5
18541.6
19751.3
28934.4
36472.2
28934.4
24034.3
18541.6
50~53
6
9864.4
10729.4
18550.8
22542
18550.8
12294.1
9864.4
5.4.2梁段的定位与测量
1、梁段纵向滑移
考虑到日照导致梁段阴面和阳面温度不一致而产生梁段变形影响，临时支墩垫板采用50mm钢板+聚四氟乙烯板+20mm钢板的组合，即临时支墩可以补偿纵向滑移以避免立柱受到弯矩。
2、梁段的定位
梁段的架设定位严格按照梁段定位点与临时墩上的对应点重合，即首先在梁段上做出十字经纬线（经线为梁段中心线、纬线为隔板线），然后用全站仪在临时支墩上打出对应经纬线，架设时两经纬线重合即可。
5.4.3吊装
1、吊具选择
钢梁吊装利用钢丝绳作为吊具，应选择适合钢梁外形尺寸和重量的钢丝绳:
吊装30
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