跨河管道桁架施工方案.docx
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跨河管道桁架施工方案
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部门/单位
批准/日期
浙江浙能兰溪发电厂供热改造工程
供热管道过灵马公路金华江大桥托架专项施工方案
编码CODE
发布：
浙江省火电建设公司
IssuedBy：
ZhejiangThermalPowerConstructionCompany
第一节工程概况3
第二节编制依据3
第三节工程特点及难点4
第四节施工总体思路5
第五节施工前准备6
第六章钢桁架及支撑架的安装8
第七章施工质量保证措施17
第八章安全生产及文明施工19
第一章工程概况
浙能兰溪发电厂供热改造项目位于金华地区兰溪市域，对外供热的介质为过热蒸汽，蒸汽管道借用金华江大桥通过金华江，桥梁左右幅各敷设一道，管道规格相同，其中左幅为一期工程，右幅为预留二期工程。
管道过江沿途由空间钢桁架支撑，桁架架设于焊接钢支撑架上，支撑架与桥梁墩台盖梁用定型化学锚栓连接。
金华江大桥位于灵马公路上，横跨金华江，桥梁中心桩号为K4+518.01，于2007.07月完成竣工验收，现运行状况良好，桥梁全长722.40米。
主桥上部为跨径40m简支变连续预应力砼T梁，引桥上部为跨径25m简支变连续预应力砼箱梁。
全桥配跨为：
5×25m+3×40m+3×40m+5×25m+4×25m+5×25m。
下部采用了柱式墩台，钻孔灌注桩基础，桥梁墩台基础均为嵌岩桩，桩底进入中风化层2倍桩径以上。
全桥配跨有25m和40m组成，孔管道支架均设计为简支空间钢桁架，各杆件为热扎型钢，节点用10mm厚节点板连接，材料均采用Q235B钢材；钢桁架的支撑架为Q235B钢板焊接组合梁，利用定型化学锚栓锚固于盖梁上。
浙江浙能兰溪发电厂供热改造工程供热管道过灵马公路金华江大桥托架由浙江交通勘察设计有限公司设计，**********监理公司监理施工。
考虑到桁架长度均在25m以上，运输不便，本案拟用在工厂下料、防腐，运至施工现场进行组合吊装。
为了顺利、安全的完成本工程施工安装，特编此方案。
第一节编制依据
1、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
2、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）
3、《碳钢焊条》GB/T5117
4、《低合金钢焊条》GB/T5118
5、《气体保护焊用钢丝》GBT14958-94
6、《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》（JG160-2004）
7、《混凝土结构加固设计规范》GB50367
8、《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006
9、《六角头螺栓C级》GB5780-2000
10、《施工现场临时用电安全技术规范（附条文说明）》（JBJ46-2005）
11、《城镇供热管网工程施工及验收规范》JJ28－2004
12、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）
13、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）
14、《建筑防腐工程施工及验收规范》（GB50212-2002）
15、《建设工程安全生产管理条例》（2004-2-1施行）
16、《钢桁架检验及验收标准》JG9-1999
17、设计图纸和文件规定
18、国家其他有关现行施工验收规范及质量验评标准
上述标准如有新版本，以最新的版本为准。
第三节工程特点及难点
1、金华江大桥桥梁全长722.40米。
主桥上部为跨径40m简支变连续预应力砼T梁，引桥上部为跨径25m简支变连续预应力砼箱梁。
全桥配跨为：
5×25m+3×40m+3×40m+5×25m+4×25m+5×25m。
施工战线长，施工区域广，施工人员、机具必须及时到位配备充足。
2、桁架钢结构构件数量多，规格型号复杂，部分构件体积大、重量重，要求在加工图深化设计、制作、运输和安装过程中紧密协调配合，且保证自始至终保持编号一致，避免错用。
3、大型构件需要由于运输能力限制，桁架在工厂内分段或散件制作，到施工现场进行组装，需要合理安排材料及构件进场时间，并安排合适的堆放场地。
4、焊接质量及工艺要求高，所有焊缝焊接质量均不小于Ⅱ级，在桁架支撑架上焊缝要求为Ⅰ级，双面坡口对称焊接要求完全熔透，为了防止焊缝层状撕裂，采用低强焊条在坡口内母材板面上先堆焊塑性过渡层。
同时，本工程钢结构构件间连接基本采用焊接，应选择合理的施工工艺及顺序并采取有效措施，控制焊接变形及焊接应力，确保焊接强度及变形控制满足设计要求和规范要求。
5、桁架支撑架是固定在桥梁盖梁上，固定方法是采用固定化学锚栓，因此对化学锚栓的质量要求非常严格，具体为：
要求定型化学锚栓需满足疲劳受力要求和长期性能要求，并提供相应检测认证报告,使用寿命模拟老化试验长期性能长于50年。
定型化学锚栓还应具有耐腐蚀、耐水、抗振动、抗疲劳、抗冲击、抗焊接、耐久性及机械性能，并通过国内或国际权威机构的认证和测试（如EAT）。
定型化学锚栓还要具有抗焊接性能，塞焊后力值不折减，焊接前后均应满足《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》（JG160-2004）中α≥1，νN≤0.15；γi≥0.80等相关规定。
另外，定型化学锚栓应不含乙二胺等对人体有害物质，并应提供实际无毒测试报告。
6、安装定型化学锚栓对锚栓加固时所采用的胶粘剂也要严格要求：
锚固用胶粘剂必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂或改性乙烯基酯类胶粘剂（包括改性氨基甲酸酯胶粘剂），其安全性能指标必须符合国家现行规范《混凝土结构加固设计规范》GB50367中A级胶的规定。
考虑到锚固部位的安全性和长期稳定性，锚栓及其胶粘剂应在施工之前对锚固效果进行抗拔及抗剪试验，必须满足相应力学指标。
为保证结构的长期安全性，锚固用胶粘剂应具备一定的抗灾害性能（需提供抗震、耐高温、耐湿热、老化的相应检测合格报告）。
锚固用胶粘剂中严禁使用乙二胺作改性环氧树脂固化剂；严禁掺加挥发性有害溶剂和非反应性稀释剂。
7、由于桁架支撑架是固定在桥梁盖梁上，因此，支撑架安装需要专用的施工吊篮，才能确保在桥梁盖梁上的顺利施工。
第四节施工总体思路
根据对本工程涉及的各专业、各系统的分析，我公司制定本工程的施工总体思路为：
围绕重点、抓住关键、先难后易、分段施工、精密组织、确保工期；
根据本工程现场条件及结构特点，结合现有起重、运输设备的能力，在确保质量、安全、工期的条件下，权衡综合经济效益，经过多种方案的优化比较，决定采取方案为：
1、大部分桁架钢结构在工厂内加工制作完成，运输到现场后在进行局部拼装成整体，且连接方式为焊接方式，焊缝等级为Ⅱ级，作业施工难度大。
所有散件、分段构件及成品构件必须在工厂内进行抛丸除锈、涂装底漆，需要焊缝开坡口的部位必须在厂内加工完成。
2、按照桥梁结构特点，为确保施工质量，决定从11轴线向两边方向分开吊装，先吊装11-24轴桁架，在吊装11-5、5-1桁架。
在桁架安装前，必须先进行桁架支撑架的安装固定。
桁架支撑架的安装是固定在桥梁盖梁上，固定方法是采用固定化学锚栓，在固定支撑架时，需采用吊篮进行空中安装。
第五节施工前准备
1、劳动力投入计划
由于本工程工期紧张，各专业施工队伍按照施工需要配备充足的劳动力进场施工，保证工程按期完工，工程开工前，我们将组织人员进场，安排职工生活，进行技术、安全、文明施工交底，具体各专业施工人员进场安排如下：
钢结构劳动力安排表
序号
各类施工人员
人数
备注
1
测量工
3人
各类施工人员按照工程实际施工情况需要进行及时调整。
2
起重工
4人
3
电焊工
6人
4
探伤工
2人
5
安装工
12人
7
维修电工
1人
合计
27人
2、施工机具投入计划
根据本工程结构特点，同时结合现场施工进度，确定各设备进场日期，确保施工工艺的要求
钢结构主要施工机具一览表
在本工程的现场施工中我们采用的主要施工机械设备如下表：
序号
设备名称
型号规格
数量
设备
能力
备注
1
汽车吊
QY50
1台
50t
吊装卸货
2
汽车吊
QY525
1台
25t
辅助吊装卸货
3
直流焊机
BX2-500
3台
4
交流焊机
AX2-500
3台
6
千斤顶
10t级
4只
7
经纬仪
DJ2-1
1台
测量
8
水准仪
SZ3
2台
测量
9
磨光机
Ø100
5把
用于焊缝处理
11
手拉葫芦
0.5-10T
共8只
13
气割设备
4副
14
钢卷尺
30M/50M
各2盘
测量用
15
铁锤
不同规格
各5个
16
钢丝绳
不同规格
500米
吊装及校正
17
卡环
不同规格
30个
18
氧气瓶
10个
19
乙炔瓶
5个
21
安全绳
1000m
用于高空安全防护
为确保周转材料的配备，我公司材料部门将派专人负责该工程周转材料的管理工作，定期对项目周转材料的投入情况进行检查，并及时进行调整，确保工程施工需要。
3、其余事项
3.1参加安装的施工人员及吊机司机要进行技术、安全交底，熟悉现场情况及设备情况并明确安装技术要求、质量标准和安全注意事项。
3.2施工人员及技术、质量、安全等职能管理人员已合理配备。
3.4施工场地设施建设齐全，如桁架制作场、材料仓库、值班室等。
3.5施工路线影响到交通等取得政府有关部门许可，并保持密切联系。
协商吊装时间。
3.6熟悉现场情况:
为了确保组合及吊装顺利进行，确定组合场地和吊机停靠位置、行走路线做好现场查看，确保组合场地平整，吊机行走路线畅通，吊机停靠位置坚实牢固。
3.7消防设施准备齐全,如灭火器、消防水带及水枪。
并检查设备是否合格。
第六节钢桁架及支撑架的安装
1、钢桁架及支撑架安装前准备工作及注意事项：
钢桁架及支架的制作与安装应符合《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）中的规定要求。
施工工艺流程：
现场定位放样→桁架焊接及组装、支撑架制作安装及支座安装→钢桁架吊点准备→整体吊装→结构就位→撤除吊装机具。
桁架的拼装和焊接应尽量在工厂内完成，以减少现场工作量，降低施工误差。
根据公司自身的生产条件和运输条件，并考虑到现场环境，进行施工荷载验算，合理划分拼装及运输单元，待现场组合后进行整体吊装，为避免桁架吊装时产生侧向变形，在吊装前采取临时加固，并合理选择吊装点，以确保桁架的稳定性。
钢桁架制作时应设置预拱度，40m孔桁架跨中起拱高度为60mm，25m孔桁架跨中起拱高度为20mm，均以二次抛物线向支点缓和过度。
钢桁架现场拼装及焊接时应选择合理的焊接工艺顺序，以减少焊接变形和焊接次应力。
构件运输时，要妥善绑扎，以防止变形和损伤，所有构件在安装前必须经过严格检查，如有损伤变形等，应及时修补校正。
钢桁架进场后后，应对构件进行严格的检查，具体检查的项目有：
序号
主要内容
1
钢材、焊接材料、涂装材料等在钢结构制作过程中用到的原材料质量证明文件及复试报告。
2
构件的外形几何尺寸，连接板的位置角度，焊缝的坡口，附件的数量及规格等。
3
构件的焊缝外观质量及一、二级焊缝的超声波探伤记录。
5
对照构件发运清单检查构件的规格、型号、编号、数量。
6
专门检查在运输过程中产生的变形及损坏情况，对发生变形的构件及时进行校正和修复。
7
清除构件上的污垢、积灰、泥土等，对损坏的油漆及时进行修补。
钢桁架吊装前对钢构件做好中心线、标高线的标注，对不对称的构件还应标注安装方向，对大型构件应标注出重心或吊点，标注可采用不同于构件涂装涂料颜色的油漆作记号，做到清楚、准确、醒目。
钢桁架吊装前应准备好足够的路基板，汽车吊的四脚必须要垫路基板。
参加安装的起重工及汽车吊司机进行安全、技术交底，人员及汽车吊报监理和业主审批通过，方可施工。
钢桁架吊装时吊装作业区域设隔离围栏，并挂好警示牌，设专人看护，严禁无关人员进入吊装区域。
钢桁架吊装时所用钢丝绳配备：
本工程最长桥梁配跨为40米，最重的桁架为12吨左右；桁架起吊时固定桁架钢丝绳高度为6m，吊装采用四根6*37强度极限为1700Mpa的钢丝绳索具（吊装前检查钢丝绳是否有断丝、磨损、腐蚀等现象，如发现以上情况应立即更换钢丝绳），根据计算得吊索与水平线夹角α为64度。
根据
S=10Q/nSinα
S——一根钢丝绳的应力
Q———起吊重量kg
α------吊索与水平线夹角
N———钢丝绳根数
Q=桁架重量+汽车吊大钩（≈包括钢丝绳、吊耳、卸扣等）=12+1.3=33.3t
S=151.3kn
安全系统取k=8，则钢丝绳的破断力
S破≥ks＝8×151.3kn=1210（kn）查《6*37+1-1700钢丝绳安全吊重表》φ39mm，钢丝绳的钢丝破断拉力总和为959.5kn，而6*37绳折减系数ψ=0.82
双股钢丝绳总和1919kn而S破＝ψ∑S丝=1919×0.82=1573.6kn＞1210（kn）
因此选用双股φ39mm的6*37型钢丝绳是安全合理的。
钢桁架及支撑架的安装施工过程时需封闭施工侧桥梁半幅车道，具体分为支撑架的安装及钢桁架的安装。
2、支撑架的安装
支撑架安装时应确保上平面水平放置，并确保支座中线与主梁纵轴线平行。
其施工顺序如下：
2.1、固定化学锚栓
桁架支撑架是固定在桥梁盖梁上，固定方法是采用固定化学锚栓，化学锚栓施工如下：
2.1．1、采用5.8级M24定型化学锚栓，钻孔孔深为210mm，孔径为28mm。
2.1．2、钻孔之前须用探测仪探明盖梁内部钢筋位置，钢筋探测须满足《混凝土中钢筋检测技术规程》JGJ/T152-2008的规定要求，若设计螺栓孔位置与盖梁内部钢筋相碰，应适当移位，调整螺栓孔位置，确保不截断盖梁钢。
2.1．3、钻孔完毕后应用吹气筒或其它空压设备将孔内灰屑吹出，并辅以毛刷深入孔内清洁孔壁，此工序应反复两次以上，避免灰屑残留于孔中。
2.1．4、将定型化学锚栓粘结胶剂装入注射器，以装有混合器的注射头深入孔底缓缓将粘结剂注入孔内，边打边退，直到胶水达到孔深的2／3为止，再将螺杆慢慢旋入孔内，至底部且可目视粘结剂外溢，不可将螺杆直接插入。
2.1．5、螺杆种植施工完成后四小时以内，应避免碰触或矫正螺杆而影响强度，待硬化完成后方可进行负载或施工。
定型化学锚栓孔径如下示意图：
2.2、支撑架的安装
支撑架固定在桥梁盖梁上，施工前应采用施工安装吊篮，以便顺利进行支撑架定位加固，，其施工顺序如下：
2.2.1、安装吊篮的制作：
安装吊篮主要用于施工人员站在里面进行支撑架安装施工，因此，需要轻巧、牢固。
主材采用L50*5的角钢，辅材采用￠8的圆钢。
在吊篮安装就位后，在吊篮的前端及后端均需要用绳索再次固定，以确保施工人员的安全。
吊篮示意图如下：
3.3、盖梁与支撑架的连接安装：
盖板处单侧支撑架重量为1.2吨左右，采用16t吊机进行吊装，首先把安装挂篮安装到位并加固，再进行支撑架安装。
如图：
盖板处两侧支撑安装完毕后，在进行前端支撑架的安装，具体见如下节点：
第一步：
盖板处两侧支撑安装平面节点示意图：
第二步：
前端支撑架的安装平面节点示意图：
同样，前端支撑架安装也需要在挂篮上进行施工方能更好的保障施工人员的安全。
前端支撑架的安装立面节点示意图：
第三步：
前端支撑架上桁架支座安装平面节点示意图：
3、钢桁架的组装与安装
3.1、桁架的组装：
支撑架与桁架支座安装完毕后即可进行钢桁架的安装，钢桁架各杆件为热扎型钢，节点用10mm厚节点板连接，材料均采用Q235B钢材；钢桁架由四个独立桁架组成，具体示意图如下：
立面节点示意图：
钢桁架布置两侧立面节点示意图：
钢桁架布置上弦、下弦支撑平面节点示意图：
由于钢桁架跨度长为25米、40米，因此在工厂内采用分段组合拼装。
零散组合桁架到达现场后需再次进行组装拼接。
40米钢桁架在工厂内分为3段，25米桁钢桁架在工厂内分为2段.桁架组合顺序为首先是组合桁架下弦支撑，之后安装两侧侧弦，最后安装弦上弦水平支撑；组合基本采用12t吊机辅助进行安装，边调整边安装，当横梁水平符合要求时，立即用电焊焊牢作为最后固定。
在安装下弦支撑时，要首先把水平点找平，以确保下弦支撑的平面水平放置。
当每段钢桁架组装完毕后，再进行两端整体桁架的对接拼装。
经计算40米桁架每段重量为4吨左右，因此，可以采用25吨吊机进行吊装。
桁架对接拼装时先把一段桁架水平放置，另一段桁架用25吨吊机起吊慢慢对接，当桁架对接横梁水平符合要求时，立即用电焊焊牢。
。
桁架的吊装方法为四点吊，具体见下示意图：
3.2、桁架的焊接：
桁架焊接材料应采用E4303型焊条，应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB/T5117或《低合金钢焊条》GB/T5118的规定，选择的焊条型号应与主体金属力学性能相适应，对Q235B钢焊件采用E43XX型焊条。
焊接采用手工电弧焊方法，桁架横撑组合及点焊固定时，应预留适当的焊接收缩量（一般较实际尺寸放大2-3mm）,且在焊接前应对立柱各部位尺寸进行复测，确认无误后进行正式施焊。
焊接要求：
所有横撑、斜撑与连接板的焊缝长度均符合设计要求；所有横撑、斜撑与连接板、所有斜撑交叉处连接板均为满焊；焊接方式均为角焊缝，应严格按图纸要求进行焊接。
各部位的焊接方式、焊缝高度、焊缝长度均应按图纸要求进行，焊缝外观质量应符合有关技术文件规定。
焊接不应有裂纹和沿焊缝边缘的未溶合、溢流、假焊、未填满的火口以及超出允许限度的气孔、夹渣、咬肉等。
各种焊缝节点焊接完成后，应清理焊缝表面的熔渣和金属飞溅物，检查焊缝的外观质量，不得有低凹、焊瘤、咬边、气孔、未熔合、裂纹等缺陷存在。
如不符合要求，应进行补焊或打磨，修补后的焊缝应光滑圆顺，满足焊缝的外观质量要求。
桁架在整体施焊过程中，焊工应严密关注焊接变形情况，发现变形时要在施工方法上及时作调整：
比如减小焊接电流、增加间断焊焊接间距、使用临时定位或支撑、多层焊接减小每层宽度与高度等，尽量减小变形量。
施焊时，不得在除焊道外的钢结构上随意引弧或焊接。
当焊接变形较大，无法校正时，应立即停止焊接，分析原因并采取有效预防措施后方能继续进行焊接。
3.3、桁架的吊装：
当每段桥梁配跨间的桁架完整拼装完毕就，即可进行整体钢桁架的吊装。
本工程最长桥梁配跨为40米，最重的桁架为12吨左右；根据起重机起重性能表分析，对最重的桁架可用两台25吨的汽车吊进行同时抬吊，可以满足施工要求。
浦沅25t重机起重性能表如下表：
浦沅QY25型汽车吊（单位:
t）
工作半径
侧后方吊
前方吊
（m）
10.2m臂长
13.6m臂长
17.85m臂长
22.1m
臂长
22.55m臂长
10.2m臂长
13.6m
臂长
17.5m
臂长
22.1m臂长
25.5m臂长
3
25
14
14
3.5
25
14
14
10.75
25
14
14
3.7
25
14
14
10.75
25
14
14
10.7
4
23.35
14
14
10.75
25
14
14
10.7
4.5
20.35
14
14
10.75
8
23.35
14
14
10.7
5
18
14
14
10.75
7.85
20.35
14
14
10.7
8
6
14.4
14
13.65
10.75
7.75
16.63
14
14
10.7
7.85
7
11.85
12.2
12.5
9.7
7.2
10.35
10.9
11.25
10.25
7.55
8
9.1
9.5
9.8
9.1
6.85
7.2
7.65
7.95
8.15
7.2
9
7.1
7.55
7.85
8
6.45
5.25
5.64
6.95
6.15
6.25
10
6.15
6.4
6.6
6.1
3.9
4.35
4.6
4.8
4.9
12
4.25
4.55
4.7
4.8
3.4
3.65
3.85
3.9
14
3.3
3.45
3.55
2.1
2.4
2.55
2.6
16
2.45
2.65
2.7
1.55
1.7
1.8
18
2
2.1
1
11.5
1.2
20
1.5
1.6
0.74
0.82
22
1.25
0.41
0.49
24
0.93
0.23
桁架在起吊前应进行试吊。
即将桁架平行起吊到距地面200～300mm高度，检查各钢丝绳受力是否均匀，持续5min后，再看有无下沉现象，如情况良好，可正式起吊。
吊装设专人指挥，指挥人员发出的信号必须清晰、明确。
指挥人员应站在使操作人员能够看清指挥信号的安装位置上。
当跟随负载进行指挥时，应随时指挥负载避开人及障碍物。
桁架起吊的速度应均匀缓慢，同时将桁架上的稳绳固定在各个角度，使起吊中不致摆动。
当由水平状态逐渐倾斜时，应注意绑绳处所垫的破布、木块等是否滑落。
桁架吊升时先将桁架吊离地面约1.5米左右高度，然后将桁架转至吊装位置上方，再将桁架架缓慢降至安装位置约300-500mm，最后再将桁架缓慢降至安装位置进行对位，并确保支座中线与主梁纵轴线平行。
桁架对位时，固定支座锚栓螺母与支撑架钢板之间先添加1cm厚橡胶垫块，以满足角位移；在支座下部钢板上采取限位措施，以防止支座潜在的偏位及掉落。
桁架对位后，立即进行临时固定。
临时固定稳妥后，吊车方可摘去吊钩。
3.4、桁架的校正和最后固定
钢桁架就位时就已经确保支座中线与主梁纵轴线平行。
现主要校正桁架垂直度偏差。
规范规定：
垂直度偏差不大于25mm；检查时可用经纬仪，校正无误后，并拧紧螺栓。
3.5、桁架的防腐
桁架钢结构由于是安装在露天，因此对钢结构的油漆质量要求非常严格：
钢材加工前应进行喷射除锈处理，除锈质量等级要求达到Sa2.0级标准，并符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》的规定。
油漆应采用耐风化和防盐雾腐蚀优质油漆，防腐年限不小于25年。
采用油漆涂层的结构构件在除锈后应立即涂防锈底漆，底漆采用
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