钢箱梁吊装方案.docx
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钢箱梁吊装方案
润扬长江公路大桥南接线延伸段高速公路工程项目
承包单位：
江苏省交通工程有限公司合同号：
J2
监理单位：
扬州华建交通工程咨询监理有限公司编号：
施工技术方案报审表
A-3
致（总监理工程师代表）袁兴安先生
现报上润扬大桥南接线三（J2）标丹徒互通主线桥钢箱梁制作安装的施工技术、工艺方案，方案详细说明和图表见附件，请予审查和批准。
附件：
技术、工艺方案说明。
承包人：
年月日
总监理工程师代表意见：
同意修改后再报不同意
总监理工程师代表：
年月日
总监理工程师意见：
同意修改后再报不同意
副总监理工程师：
年月日
总监理工程师：
年月日
附注：
特殊技术、工艺方案要经总监理工程师批准，一般由总监理工程师代表审批。
润扬大桥南接线三（J2）标工程项目
丹徒互通主线桥钢箱梁制作安装
施
工
技
术
方
案
江苏省交通工程有限公司
润扬大桥南接线三（J2）标项目经理部
二00三年六月
钢箱梁吊装及上部结构施工方案
一、概述
丹徒互通主线桥钢箱梁为跨越沪宁高速公路的桥梁结构，其跨径布置原设计为34m+48m+34m，变更设计左幅为26m+56m+34m（右幅为30m+56m+30m），主跨错墩布置，全长116m，共一联。
与沪宁高速公路成1030交角，采用一跨跨越沪宁高速公路。
本桥上部结构采用三跨变截面钢—砼组合梁上下行桥梁分开布置，每幅桥采用两个3.0m宽钢箱梁，通过横向联结成为整体，中跨跨中梁高1.5m，墩顶梁高2.7m，箱梁底按抛物线布置，桥面板悬臂长2.5m，悬臂根部厚41cm，桥面板内配置预应力钢束，混凝土桥面板与钢箱梁连接处设置剪力钉抗剪，以使桥面板与钢箱梁协调变形，共同受力。
本桥钢箱梁采用工厂化分段制作现场拼接组装的施工方法，全桥共分六个制作段，左幅为14+24+16+16+24+22（右幅为18+24+16+16+24+18）m，与制作段相适应，同样分六个制作段进行吊装，每个制作段共有4片钢箱梁，全桥共计24片钢箱梁，每片钢箱梁的最大吊装质量为65.50t。
二、钢箱梁吊装方案选择
我部从技术上和经济上进行比较，决定钢箱梁吊装方案采用双导梁方案。
本双导梁主要由以下几部分组成：
（附双导梁结构示意图）
（一）支承墩及其基础
支撑墩主要用于支撑纵向导梁，支撑墩初步考虑采用钢管，钢管直径80cm，用10mm钢板卷制而成，每个支撑墩用4根钢管桩并用型钢焊接成整体，以增加稳定性，并能承受一定的水平力。
支撑墩的基础有两种：
在沪宁高速公路上以及地基承载力较高的地段，采用钢筋砼扩大基础；在地基承载承载较差的地段采用打入桩基础，桩的根数和规格与钢管桩完全相同。
根据初步估算，支撑墩承受最大垂直荷载403t，按地基允许承载力验算，钢筋砼扩大基础的平面面积应为20m2，厚度为120cm。
若为桩基础，则钢管柱的入土深度，按设计规范有关公式计算应为8m以上。
支承墩沿主桥钢箱梁两侧布设，其纵向和横向的中心距离按示意图办。
（二）纵向承重导梁（导梁）
纵向承重导梁是主要受力构件，直接搁置在主桥两侧支承墩的顶部横梁上，横梁由安装在钢管柱顶部的45号工字钢组成，纵向承重导梁采用装配式公路钢桥钢桁架组拼而成，根据验算，纵向承重导梁应采用加强的双排单层结构型式（纵向导梁最大跨径不超过20m），实际安装荷载产生的最大弯矩约为330t-m，最大剪力约为53t，容许弯矩为337.5t-m，容许剪力为49.05t，导梁纵向沿钢箱梁桥全长范围内架设（桥的两侧），双导梁全长120m。
共需贝雷片464片，加强杆928根。
（三）横向承重梁（横梁）及纵向移动系统
横向承重梁两端搁置在纵向承重导梁上，通过铺设在纵向导梁上的轨道平车使横梁沿桥梁纵向移动。
牵引桥梁纵向移动的两台卷扬机的规格型号应完全相同，而且是同一厂家的产品，这样才能使横梁两端的移动速度始终保持一致。
横梁同样用贝雷钢桁架组拼，整个双导梁由两组横梁组成，横梁最大跨径约为33m，根据应力验算，每组横梁由两个三排单层贝雷结构组成，钢箱梁吊装荷载新产生的横梁跨中最大弯矩为321t-m，最大剪力为39t，横梁的容许弯矩为449t-m，容许剪力为139.8t，故横梁安全。
两组横梁共需贝雷片312片。
（四）起吊设备及横移系统
起吊设备主要有两台5t单筒慢速电动卷扬机，两组50t六轮滑车组以及直径19mm的钢丝绳为800～1000m，横移系统主要由安装在横梁上的轨道平车和牵引平车横移的两台3t电动卷扬机，卷扬机的规格型号应完全相同，以确保两挂平车横移的速度相同。
起吊钢箱梁的电动卷扬机和六轮滑车组安装在平车上，钢箱梁起吊至一定高度后，先纵向移动横梁，使钢箱梁对准安装孔位，然后再提升钢箱梁，待钢箱梁梁底略高于临时墩支座高度时，即可横移钢箱梁就位。
以上起吊设备和横移系统均根据有关资料进行了必要的验算，完全满足要求。
（五）双导梁的架设
1、首先按图纸测量放样，浇筑支承墩基础混凝土，安装支承墩墩柱钢管及盖梁，盖梁顶应位于同一标高，盖梁与钢管柱应焊接牢固，钢管柱与基础混凝土同样联结好，并用钢丝绳四周拉紧定位，以确保支承墩在导梁向前牵引过程中的稳定性。
（附支架墩平面布置图）
2、在每个盖梁顶安装平滚4组，平滚应对准导梁的下弦杆，注意平滚应加油以减少摩阻。
3、在39#、40#墩两侧并靠近支承墩的地面上拼装导梁第一节长30m，用两台25t汽车吊，将导梁起吊就位于平滚之上。
4、接着拼装导梁第二节、第三节……，每节长度为10～15m。
采用一台25t汽车吊起吊第二节导梁就位与已就位的第一节导梁联结。
联结好以后，采用卷扬机将导梁向前牵引10～15m，再起吊第三节导梁就位联结，直至全部导梁起吊就位联结好为止。
在导梁向前推进时，应密切注意观测支承墩的稳定性和变位情况，特别是导梁穿过沪宁高速公路时应特别注意。
5、在导梁上铺设枕木及钢轨（重轨），安装轨道平车，轨道平车用火车轮子组装而成，承载能力约为60～80t。
6、用两台25t汽车吊安装横梁就位，（横梁事先在现场预拼好）。
每组横梁由两个三排单层结构形成，因此每组横梁分两次吊装就位，起吊重量约为19t。
用两台25t起程吊安装横梁是安全的。
横梁安装在导梁上的轨道平车顶上。
起吊高度约为12m。
7、在横梁上铺设枕木、钢轨，安装轨道平车、电动卷扬机以及起吊设备等，电动卷扬机安装在轨道平车上，起吊钢箱梁后横移轨道平车就位，电动卷扬机的规格性能完全符合要求，正式起吊安装之前应经过多次试吊合格后方可正式进行钢箱梁的安装工作。
以上为整个双导梁架设的全部过程。
其中第4点是双导梁架设的关键工序，即双导梁在临时支承墩墩顶盖梁上向前牵引跨越沪宁高速公路时，应指定专人观测，必须确保万无一失。
三、钢箱梁安装及其上部构造施工程序及有关注意事项
（一）首先应进行临时墩的架设
1、这里简要说明一下临时墩的结构
与导梁支承墩结构基本相同，临时墩基础一般采用混凝土扩大基础，个别地基特别软弱地点采用钢管桩基础，墩身采用直径80cm的钢管柱，盖梁为双拼45号工字钢上面安装砂筒，作为钢箱梁的临时支座每个支点处安装两只砂筒。
砂筒除作为临时支座外还起着落架的作用，砂筒使用前应在压力机进行预压，预压荷载不小于50吨。
2、临时墩验算与施工
（1）地基承载能力验算
混凝土扩大基础的平面尺寸为8.3m×4.2m=34.6m2，每只基础所承受的荷载为377吨（含基础混凝土），基底平均应力
σ=P/F
=377/34.86
=10.81t/m2（1.1kg/cm2）
根据有关资料，地基允许承载能力σ允可达到200～200kpa，即σ容许=2～3kg/cm2。
（2）钢管柱承载能力验算
钢管柱按压杆进行计算，由于长细比λ=L0/r=15/0.4=37.5<100，故应按短柱受压计算，钢管柱直径80cm，壁厚10mm，F=2πr×δ=2×3.142×40×1=251cm2，p=120吨。
钢管柱应力σ=P/F=120000/251=478kg/cm2，远远小于容许应力。
（3）临时墩施工
首先根据图纸进行测量放样，平整夯实场地、挖基坑、铺垫层、绑扎钢筋、立模浇筑基础混凝土，并做好预埋件。
接着测量放样，安装钢管柱，下端与基础预埋件焊接定位，上端安装45号工字钢并与钢管柱焊牢，钢管柱与钢管柱之间焊接平撑和十字撑，使钢管柱成为整体稳定结构。
临时墩的中心偏位不得大于2cm，高程误差不得大于0.5cm。
临时墩的防护是确保施工安全和交通安全的重要工作之一，必须采取有效的防护措施。
（二）将厂内加工组拼完成并经质检合格的钢箱梁制作段，用大平板拖车运送到桥孔一侧位置。
为此，事先应做好通向桥孔的施工便道。
钢箱梁制作段运抵现场后，应组织质检人员进行全面的复查，复查合格后再报监理工程师复查，确认合格后批准吊装就位。
（三）用双导梁将钢箱梁起吊后，大平板拖车开出施工现场。
然后继续起吊钢箱梁主梁底稍高于临时墩帽顶时，停止提升，横移钢箱梁至桥孔就位，并安装好临时支座砂筒。
钢箱梁吊装之前应在各临时墩上或永久式墩帽上放出钢箱梁的中心线以及各制作段接缝的位置，以及临时支座的高度。
注意在38#，39#墩墩顶利用砂筒设置梁体向下10cm强迫位移的预留量位置。
每片箱梁就位必须经过反复调整直至完全符合设计图纸及技术规范要求，并经监理工程师复查合格批准后方可进行下一制作段的吊装。
（四）钢箱梁就位后，各制作段采用高强螺栓连接形成整体结构。
每道栓接缝应经过严格的检验，合格后并经监理工程师认可签字后方可进行下道工序的施工。
（五）钢箱梁由桥的一端向另一端逐孔依次进行吊装。
每孔钢箱梁就位后，应经过全面的检查，合格后方可进行下一孔钢箱梁的吊装。
（六）当安装中孔时应特别注意做好安全工作，对临时支架墩，对安装设备的性能等应再次进行反复的检查与加固，对性能不好的设备应重新更换，对强度、刚度及稳定性有问题的部件应进行加强，同时指定专人密切注意观测各部位的情况，必须确保吊装安全万无一失。
（七）钢箱梁各制作段就位并焊接成整体后，应张拉安全网，以防人员或设备、工具的下落，特别是中孔跨沪宁高速公路行车部分，除特别挂好安全网外，还应满铺30mm木板。
钢梁安装后的允许偏差
项目
规定值或允许偏差（mm）
轴线偏位
钢梁中线
10
两孔相邻横梁中线相对偏差
5
梁底标高
墩台处梁底
±10
两孔相邻横梁相对高差
5
支座偏位
支座纵、横线扭转
1
固定支座顺桥向偏差
连续梁或60m以上简支梁
20
60m以下简支梁
10
活动支座按设计气温定位前偏差
3
支座板四角相对高差
2
连接
对焊接缝的对接尺寸、气孔率
符合规范要求
高强度螺栓扭矩
±10%
（八）按设计图纸要求，浇注压重段铁砂混凝土，铁砂混凝土容重≥35KN/m3。
（九）按设计图纸安装好现浇桥面的模板，现浇桥面板的模板分两部分，一部分采用预制混凝土模板（用于钢箱梁顶板部位）其余悬臂部分采用竹胶板做面板，用型钢加工焊接成三角形框架，三角形框架的一个直角边型钢（接近直角三角形）紧贴钢箱梁腹板，并用Φ22螺栓与腹板连接紧固，三角形框架的另一个直角边型钢向两边水平伸出形成悬臂，斜边型钢作为支撑水平型钢的杆件，起着压杆的作用，为了增加三角形框架的整体钢度和强度，在三角形框架内部再加焊竖杆和斜杆。
三角形框架纵向每米一片，并用水平杆件和斜杆连接固定，然后在上面铺设底模和竹胶板。
（十）桥面板模板安装结束后，经检验合格，并报监理工程师复查合格签证后，即可绑扎桥面板钢筋，安装波纹管及锚垫板，预埋件等，钢绞线束按技术规范12.10.2条规定，可以在混凝土浇筑之前穿入管道内。
以上工作完成后经全面检查合格，并报监理工程师复查合格批准后按图纸分段浇筑桥面板混凝土。
（十一）浇筑桥面板混凝土
混凝土桥面板是钢—混凝土组合梁结构的一部分，起着共同受力的作用。
因此，浇筑桥面板混凝土必须高度重视。
桥面混凝土设计为50#钢纤维砼，钢纤维砼1151m3，每幅分五段两次对称浇筑。
混凝土振捣指定专人负责，采用插入式振捣器和平板式振动器相结合的方式进行振捣，由于桥面板混凝土平均厚度超过45cm，故按两层浇筑振捣，上层与下层前后浇筑距离应保持1.5米以上，表面采用平板振动器振捣密实后再用人工反复磨平，初凝前，采用拉毛机进行拉毛，拉毛方向为横桥向，拉毛深度均匀一致，应符合规范要求，桥面板混凝土平整度及标高必须符合设计要求，其误差不得大于规范规定的允许值。
有关混凝土配合比设计和强度试配资料应及时或提前报监理部门审查，并得到批准。
桥面混凝土浇筑过程中，应按技术规范的要求或监理工程师的指令认真制作一定数量的混凝土强度试件。
另外，关于混凝土原材料质量检测报告和上述试验报告随同技术方案或开工报告上报监理工程师和指挥部。
（十二）张拉桥面板预应力钢束
待桥面板混凝土达到100%设计强度后，拆除桥面板施工模板（按施工流程图分批）张拉桥面板预应力钢束，先对称交错张拉短束（4#、5#），再对称交错张拉长束（1#、2#、3#），张拉前应对张拉设备送有关部门进行校验标定，张拉时按设计和规范要求进行，执行双控，张拉程序按图纸要求进行，张拉控制应力为1395Mpa。
（十三）压浆封锚
钢束张拉结束后，按技术规范要求应尽快压浆封锚，首先割除部分的钢绞线，用水泥砂浆封堵锚孔。
压浆前，应首先用高压空气或高压水进行清洗，再用高压空气吹干管道内的积水，然后安装压浆设备，按事先设计的水灰比拌制水泥净浆，水泥浆应经过筛网过漏后进入浆池，水泥浆从拌制到压浆的间隔时间不得超过技术规范规定的时间，总之，压浆工艺必须严格按照技术规范的要求进行，这里不再祥述。
压浆后，应立即用桥面板同标号混凝土封锚。
补充一点：
桥面板混凝土浇筑完成后应采用可靠措施进行养护并防止水份进入波纹管内，防止钢绞线锈蚀。
（十四）拆除临时墩，37、38、39、40号墩顶箱梁就位，完成38、39号墩墩顶箱梁向下10cm的强迫位移量。
10cm强迫位移应分次进行，每次不超过3cm。
各墩墩顶箱梁就位要均匀一致。
以上工作必须待压浆强度达到20Mpa以上方可进行，首先是拆除临时墩，临时墩拆除后，38、39号墩墩上的砂筒将承受全桥钢箱梁（含桥面板）2/3以上的自重荷载，因此，用在38、39号墩上的砂筒必须另外设计，确保砂筒的强度。
施工过程中，38、39号墩墩顶箱梁就位要均匀一致且要同步进行。
拆除临时墩之后，即可逐步恢复沪宁高速公路双幅四车道通车，但在桥面系施工期间，有关安全防护设施仍应保留和加强，做好安全工作。
四、施工期间的交通安全管理预案
根据变更设计图，三跨连续钢箱梁分六个制作段进行加工与吊装，因此，钢箱梁吊装必须搭设五座临时墩，其中有三座（6个）临时墩位于高速公路的中央分隔带北侧、路肩和边坡上，另外还有四个双导梁支承墩位于高速公路的紧急停车道和路肩上（见临时墩基础平面布置图）。
在钢箱梁吊装及桥面板施工期间每幅路单车道通行，单车道宽度为5.5m，净空高度4.5米。
严禁超车，为确保交通安全畅通和桥梁施工安全顺利进行初步提出以下几点措施：
（一）按高速公路交通管理的有关规定与要求，在施工地段的前方约3000m设置注意行车安全等警示牌。
（二）在施工地段的前方约1500m处设置限速牌，限宽牌及限高牌。
（三）在施工地段的前方100～150m处设置非常醒目的栏道设施以及行车导向牌等，同时设置隔离墩限制通车道宽为5.5m。
夜间在标牌前上方悬挂照明灯。
（四）在临时墩基础前面对着行车的方向设计一道钢筋混凝土防撞墙。
防撞墙底宽100cm，高80cm，防撞护墙向前方延伸约30m与行车导向标志相连接，防撞墙表面用红百相间的油漆涂刷，以便引起驾车人员注意。
（五）中孔钢箱梁吊装期间，应指定专人负责吊装设备的检查、更换与加固，确保中孔（即跨高速公路的）钢箱梁吊装的安全，做到万无一失。
（六）在中孔桥面系施工时，一定张挂特制的安全网，特别是沪宁高速公路行车道部分，在钢箱梁底部满铺5cm木板，杜绝任何零星设备、工具下落影响行车安全和人员伤亡，对钢箱梁接头焊接处应铺设石棉板，防止焊渣掉落烧坏安全网和路面。
（七）在施工期间，我部还将积极配合道路交通管理部门根据沪宁高速公路交通安全管理的有关规定设置相关标牌及安全防护设施并派专人执勤，以确保施工期间的交通安全。
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