拱肋钢结构施工吊装方案.docx
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拱肋钢结构施工吊装方案
第一章工程概况
一、工程概况：
（一）概况
该工程位于河南省郑州航空港区南部总部经济圆区，有同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司设计。
主桥拱肋采用钢箱梁结构，钢箱梁拱肋上窄下宽。
上缘宽度1米。
下缘宽度2米。
拱肋采用整体外倾20度，吊杆均为0.5米*0.15米*0.06米无缝矩形方管（约1.5米一道），采用Q345qD钢材，焊缝等级，顶底板、腹板对接的焊缝均为一级，其余为二级。
拱肋钢箱梁采用工厂制作单箱单室梯形截面钢箱梁。
主要构件尺寸及工程量
序号
钢梁编号
规格
数量
重量（t）
备注
1
钢梁拱高、截面
8.7×1×2
4
176
第二章编制依据
本施工方案主要依据以下条件进行编制：
1、同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司设计。
2、施工验收规范按照国家行业标准《城市桥架工程施工与质量验收规范（GJJ2-2008）。
3、城市桥梁养护技术规范《CJJ99-2003》.
4、公路桥涵养护规范《JTGH11-2004》.
5、公路工程质量检验评定标准《JTGF80/-1-2004》.
6、钢结构工程施工质量验收规范《GB50205-2001》.
国家行业标准中相应的标准，从严执行。
国家现行的技术政策、技术标准、施工及验收规范、工程质量评定标准及操作规程
（一）施工组织管理
1、建立工程项目管理机构：
根据本工程量的规模和特点，我们选派以项目经理为首的管理层━工程技术人员，全权负责该施工管理的模式配备，对工程的工期、质量、安全、成本等综合效益进行高效率、有计划的组织协调和管理。
项目经理部组织结构图
项目经理
技术负责人
工程技术组
经营计划组
质量安全组
物资机械组
办公室
结构施工队
2、组织施工队伍
我公司具有管理效益高、施工速度快、施工工期短、创优施工经验丰富、管理机制灵活的竞争优势，现有的劳动组织形式是按专业小组由公司劳资科协助项目组进行调配。
考虑本桥的特别情况，而且交通组织也相当困难，特组织本公司参战类似工程的精锐部队，工程开工即安排到位。
班组和劳动力挑选参战过类似工程等、等具有经验丰富、业务熟练、素质好的骨干力量，以确保在施工中能吃苦耐劳、认真负责。
3、预算管理与成本控制
项目部编制施工详细预算，按桥梁的施工进度分阶段进行控制，作为安排施工进度组织的依据。
劳动力进场、材料供应、物资供应及降低成本均以施工预算作为依据来指导施工管理。
4、施工组织与工程管理
1）强化计划管理
项目部按施工组织设计为原则编制单位工程施工进度计划和月度施工作业计划，以组织与指导施工。
项目部定期检查各项计划的实施情况，召开项目部例会和协调会，帮助解决问题，确保工程优质、高速、低耗完成。
2）科学安排施工流程
施工时应编制网络计划行作业,争取最大限度的空间和时间来完成或提前完成本工程的建设任务.
3）加强技术管理.
密切加强与本工程设计部门的联系,认真进行施工组织图纸会审,项目部的全体技术人员必须领会设计要求,理解设计意图.
所有应填写的资料、报表必须按时填报，避免事后补报。
项目部内建立TQC小组，再由各组组长及业务骨干成立中心小组，不定期地开展活动。
各分项工程在施工前均要做好书面技术交底工作，关键部位还安排到位操作班组进行定标样板。
实行技术上岗证制度，所有技术工种均要有上岗操作证。
（二）主要人员的配置
序号
姓名
在项目担任职务
职称
备注
1
项目经理
高级工程师
2
技术负责人
高级工程师
3
施工经理
工程师
4
安全总监
5
资料员
助理工程师
6
质检员
工程师
7
测量员
8
材料员
9
送取（样）员
（三）劳动力计划
1、人员周期进场计划
辅助施工的各种人员、设备要求随时进场，以满足施工需要。
设备人员进场计划详见下表：
人员计划表
序号
工种
单位
数量
备注
1
起重工
人
4
2
铆工
人
4
3
电焊工
人
10
4
电工
人
2
5
测量工
人
2
6
油防工
人
4
7
力工
人
6
32人
（四）施工准备
（一）技术准备
我公司组织相关的技术人员熟悉图纸进行图纸会审，制定制作、安装的工艺流程，制定各工序的质量标准、焊接工艺；并作书面和口头的技术交底，备齐相关的规范、标准图及各种表格等技术资料，以便加快施工进度。
（二）组织准备
配齐技术、质检、材料及其他管理人员和施工人员，形成一个以项目经理为核心的完整而精悍的管理、质保和安全体系；组织施工人员熟悉图纸，理解熟悉施工工艺和程序，精心安排降低材料的消耗，确保工程质量和工程进度，运输线路及现场勘查。
（三）材料、设备机具的准备
进场的主材、辅材等消耗材料我们会提供出厂合格证质量证明书，并分规格型号分开码放，根据工程的特点，准备好垫木、绳索、吊环、汽车吊等起重设备，应备齐所有焊接设备、角向砂轮机、碳弧气刨、经纬、仪水准仪、配电箱等设备及机具；该工程所用的计量器具必须经计量部门检验合格后方可使用。
（五）施工测量的技术措施
轴线测量的技术措施
1、控制网的控制和测量
根据设计提供的控制点，先对全线控制点进行复核闭合。
复核的结果报现场监理验收认可，并按照施工需要加密控制网。
为了确保控制网的可靠性，将把所有的控制点都选定在施工作业范围以外的适当位置，并且确保各控制点的通视性良好，符合施工需要。
控制点选定后，通过实测和导线闭合运用平差计算把整个工程范围内的控制点坐标定下来。
然后对各需测项目进行详细计算并编制计算表，报监理核验。
中心坐标，纵横轴线。
均采用全站仪测设，距离精度为3毫米，最小显示单位1毫米，角度精确度为2，最小显示单位为1”，但任本工程的测量人员经过业务培训测量经验丰富的专业人员。
2、预留拱坐基础施工测量
混凝土浇筑前，首先要复核预埋拱坐的位置，并确定拱坐与拱坐之间的距离。
如距离误差大于规范要求时，应及时进行修改并校准位置后进行下步工序施工。
第三章钢结构的制作
（一）构件的分段
本工程钢结构件分为桥头部分，主体部分，左右对称。
桥头部分单独制作，主体部分由于超大超长，为考虑运输及安装的精准，将主体部分在工厂整体制作，运输时按照长度的约三分之一处分成三段进行分段运输。
构建运到现场后，进行现场拼接整体安装的方案。
（二）下料
①、放样
a、核对图纸的安装尺寸和孔距，以1：
1的大样放出节点，核对各部分的尺寸，制作样板和样杆，作为下料、弯制、铣、刨、制孔等加工的依据。
b、根据生产需要，要制作适应于各种形状和尺寸的样板和样杆。
样板和样杆应妥善保存，直至工程结束以后方可销毁。
样板用0.75mm的白铁皮或毛毡制作，样杆用扁铁制作，样板、样杆上应注明零件号、数量及加工边、坡口部位、弯折线和弯折方向、孔径等。
c、放样所画的石笔线条粗细不得超过0.5mm，粉线在弹线时的粗细不得超过1mm。
d、剪切后的样板不应有锐口，直线与圆弧相切时应保持平直和过渡圆滑。
e、放样和样板、样杆的允许偏差见下表
放样和样板、样杆的允许偏差表
项目
允许偏差
平行线距离和分段尺寸
±0.5mm
对角线差
1.0mm
宽度、长度
±0.5mm
孔距
±0.5mm
加工样板的角度
±20′
②、号料与切割
A、号料的一般工作内容包括：
检查核对材料，在材料上划出切割、铣、刨、弯曲、钻孔等加工位置，打上洋冲孔，标注零件的编号等。
B、画线时应注意的问题
a.熟悉工作图，检查样板、样杆是否符合图纸要求。
根据图纸直接在板料和型钢上号料时，应检查号料尺寸是否正确，以防止产生错误，造成废品。
b.如材料上有裂缝、夹层及厚度不足等现象时，应及时研究处理。
c.钢材如果有较大弯曲、凸凹不平等问题时，应先进行矫正。
d.号料时，对于较大型钢划线多的面应平放，以防止事故发生。
e.根据配料表和样板进行套裁，尽可能节约材料。
f.需要剪切的零件，号料时应考虑剪切线是否合理，避免发生不适于剪切操作的情况。
g.不同规格不同钢号的零件应分别号料，并依据先大后小的原则一次号料。
h.尽量使相等宽度或长度的零件放在一起号料。
i.需要拼接的同一构件必须同时号料，以利于拼接。
j.矩形样板号料，要检查原材料钢板两边是否垂直，如果不垂直则要画好垂直线后再进行号料。
钢板长度不够需要焊接接长时，在接缝处必须注明坡口形状及大小，待焊接和矫正后再行画线。
k.钢板或型钢采用气割切割时，要放出气割的割缝宽度。
l.号料工作完成后，在零件的加工线和接缝线上，以及孔中心位置，应视具体情况打上样冲，同时应根据样板上的加工符号、孔位等，在零件上用白铅油（或其它鲜明的油漆）明显标注清楚，为下一道工序提供方便。
C、钢板的厚度在16mm以下时，尽量采用机械剪切（也可采用气割切割），大于16mm时，采用气割切割。
但气割切割要优先选用半自动切割机切割。
D、气割、剪切允许偏差参见下表
气割的允许偏差表
项目
允许偏差
零件宽度，长度
±3.0
切割面平面度
0.05t,且不大于2.0
割纹深度
0.3
局部缺口深度
1.0
机械剪切的允许偏差表
项目
允许偏差
零件宽度，长度
±3.0
边缘缺棱
1.0
型钢端部垂直度
2.0
（三）拼接与组对
3.1主体箱式梁的组对在专用的组装平台上进行组对，组对平台下部需坚实，采用热轧H型钢作为平台底座，上面铺设16-20厚钢板。
3.2组对平台型钢底座相互连接牢固，保证平台的整体稳定性，平台上部采用水准仪进行抄平找平，保证平台上部的平整度。
制作过程中并经常进行检查。
3.3在平台上根据图纸尺寸1:
1放出大样，并采用型钢焊好定位。
组装平台示意图
3.4组装顺序，底板—侧板—隔板—侧板—顶板
3.5顶底板、腹板拼接缝应错开间距不应小于500mm。
由于钢梁较长拼接后的顶底板、腹板也较长，拼接翻身时，采用Φ219×6长12M的钢管做成的扁担多点起吊，进行吊运翻身；划线后在钢平台上桥面朝下组对，上桥面顶板—中间横向加劲板—两侧腹板—纵向加劲板—底板，组对定位焊的焊缝长度不应小于80mm，间距不应大于500mm，焊脚为6mm。
（四）焊接
顶底板、腹板的拼接采用55°单面V型坡口，钝边6mm间隙0，背面碳弧刨清根，采用埋弧自动焊加引弧板焊接。
顶底与腹板的焊接为内侧角焊缝，外侧腹板开50°单面V型坡口坡口，采用CO2气体保护焊焊接，钢梁的四条纵焊缝宜连续焊完，以减少变形和扭曲，焊缝经检验合格后，采用手工电弧焊、CO2焊再将梁内加劲板进行焊接
⑷焊接材料的选择
a.自动焊焊丝：
根据图纸要求选用H10Mn2A，Φ4.0mm；
焊剂：
根据图纸要求选用SJ101；
b.CO2保护焊焊丝：
根据规范要求选用ER50-6，Φ1.2mm；
C.碳弧气刨碳棒：
选用Φ6mm;
⑸焊条的烘干与领用
焊条焊剂应按该产品使用说明书进行烘干，并应进行保温，随用随取。
施工现场应设烘干箱、保温箱、保温桶；焊条的烘干应设专人负责，并作烘干记录和领用纪录；焊条烘干不宜超过两次。
⑹焊接工艺参数
a.埋弧自动焊对接焊缝：
焊接电流450A-550A，电弧电压36V-38V焊接速度0.42m/min;
c.CO2气体保护焊角焊缝：
焊接电流290A，电弧电压28V焊接速度0.5m/min;
d.手工焊：
焊接电流Φ4.090-120A.
⑺焊接环境
a.雨雪天气时，禁止露天焊接。
构件焊区表面潮湿或有雨雪时，必须清除干净方可施焊。
在四级以上风力焊接时，采取防风措施
b、按照钢材的性能，一般情况下，Q345（16锰）根据材料厚度不同在零下5度-零下26度以下不能施焊。
温度相应提高到规定温度范围内，用火焊预热后在温度下降前施焊。
c、如遇到零下5度和四级以上风力时需采取现场搭棚提温防风措施，表一：
不同钢材、不同厚度结构需加热的条件
低碳钢结构
低碳钢管
Q345钢结构
壁厚（mm）
需要预热的气温
（℃）
壁厚（mm）
需要预热的气温
（℃）
壁厚（mm）
需要预热的气温
（℃）
≤30
低于-30
≤16
低于-30
≤10
低于-26
31-50
低于-10
17-30
低于-20
10-15
低于-10
51-70
低于-0
31-40
低于-10
16-24
低于-5
41-50
低于-0
25-40
低于-0
40以上
不论气温多少
表二:
焊接Q345钢的预热温度
工作场所气温（℃）
焊件厚度（mm）
预热温度（℃）
-10以下
<16
100-150
-5以下
16-24
100-150
0以下
25-40
100-150
（8）焊接钢梁的允许偏差：
（9）焊缝的技术要求
（四）除锈刷漆
4.1涂装技术要求。
实验方法、检验规则等均按《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T722-2008）执行。
4.2位确保涂装质量与防治环境污染，除锈与涂装作业在分开的两个车间内分别进行。
4.3钢结构除锈等级为Sa2.5级，采用喷砂除锈进行表面处理。
4.4现场焊接焊缝处每侧留出100mm不涂装，待现场焊接完毕，方可进行涂装。
4.5所有外露过焊孔、接缝和拼装空隙，应以密封材料封闭后，再施涂面漆。
4.6最后一道面漆在主梁全部就位后涂装，最后一道面漆施工前应对运输安装过程中破损的涂层进行修补。
第四章钢结构吊装方案
1、吊装方案总体构想
该工程位于河南省郑州航空港区南部总部经济园区，有同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司设计。
主桥拱肋采用钢箱梁结构，钢箱梁拱肋上窄下宽。
上缘宽度1米。
下缘宽度2米。
拱肋采用整体外倾20度，吊杆均为0.5米*0.15米*0.06米无缝矩形方管（约1.5米一道），采用Q345qD钢材，焊缝等级，顶底板、腹板对接的焊缝均为一级，其余为二级。
为确保拱梁吊装前梁墩柱砼达到设计强度，以节约施工工期。
本工程计划用1部100T1部70吨汽车吊吊装就位。
工程安装采用一次安装就位。
钢箱梁吊装完毕后，即进行测量、校正等工序，待安装完毕后，对整体再进行测量记录，焊后复测。
2、施工重点与关键点
施工重点：
在钢箱梁安装施工过程中，应结合本工程专业系统、功能较强等特点配合好土建、等单位的施工，统筹安排，协调配合，优质高效地完成钢结构的安装任务。
并要选拔高素质队伍，确保安全文明施工也是本工程的重点之一。
3、吊装前准备工作
1）现场勘察
为保证在现场吊装安装时顺利进行，吊装前地上障碍物进行清理与有关部门进行沟通、协调处理，并采取相应的防护措施。
A、经现场勘察，箱梁吊装安装通道周边比较空旷，不会影响梁吊装安装。
B、原有路面是砼结构地面满足吊装荷载。
3）施工现场主要使用器具如下：
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
汽车吊
100t
台
1
安装用
2
汽车吊
70t
台
1
安装用
3
直流电焊机
BX1-500
台
2
4
二保焊
NC-500
台
6
5
碳弧气刨
台
1
6
手拉葫芦
1t
台
8
7
千斤顶
16t,螺旋
台
10
8
运输车辆
50t
台
1
9
钢胎架
拼装用
10
角磨机
φ150
台
6
11
经纬仪
台
2
12
水准仪
台
1
13
垂球
个
4
14
15
4）吊装人员准备
针对本工程梁跨度大、吨位重等特点，我项目部对梁的吊装拼装工作非常重视，挑选吊装技术能力强的技术人员和具有丰富经验的吊装技术工人组成吊装队，编制合理的吊装施工方案，确保吊装工作的顺利完成。
A、构件验收检查
按设计图纸、规范及工厂质检报告单，对构件的质量进行验收检查，做好检查记录。
为使不合格构件能在厂内及时修改，确保施工进度，也可直接进厂检查。
主要检查构件外形尺寸，螺孔大小和间距等。
检查用计量器具和标准应事先统一。
制作超过规范误差和运输中变形的构件必须在安装前在地面修复完毕，减少高空作业。
B、钢构件清理
构件吊装前必须清理干净，特别在接触面上，必须用钢丝刷清除铁锈、污物等。
4、吊装顺序及流程
按先安装橡胶垫块，后安装主梁。
安装顺序：
拼装焊接吊装
安装流程：
捆绑→吊装/就位→测量。
5、吊装机具选择
1）吊车选用
根据现场情况及钢构件重量及长度，本工程箱梁单体最重约40T，吊装半径15米，经计算用100T+70T汽车吊进行抬吊满足现场吊装。
梁构件使用一台50T汽车吊进行吊装。
（2）卡环安全选用
已知条件：
单卸甲（卡环）最大受力25吨，卸甲型号：
D-25直径36MM
校核：
查起重相关手册知，D-25型卡环起重能力为25吨
结论：
卡环符合要求
（3）吊绳安全选用
已知条件：
选用ö37mm（6×19s型钢丝绳），一个吊点最大重量为25吨
校核：
查起重相关手册知，ö37mm（6×19s型钢丝绳）破断拉力总和为
721.5kN；安全系数为5；允许拉力721.5kN/5=144.3kN；双绳使用时允许拉力
为144.3KN×2=288.6KN>最大吊重25吨（242.5KN）
结论：
吊绳符合要求
6、吊耳设置
1）吊耳及吊索的采取
为了使拱梁构件在吊装过程中平稳、安全，项目部在桥梁构件吊装前对桥梁重量进行核算，以便在吊装中采用最安全、合理的吊点及吊装索具。
为保证吊装构件平稳，在每个构件上设立四个吊耳，吊耳采用16Mn、δ=24mm钢板，在焊接时要有专业技术人员指导，以确保吊点的对称及焊接质量满足吊装要求。
吊索的承受拉力按下面公式进行计算：
S=Qg/n/SinB
式中S——一根吊索承受的拉力（KN）；
Q——物体的质量（T）；
g——重力加速度g=9.8m/S2；
n——吊索根数；
B——吊索与水平面夹角。
根据公式将拱梁构件中最重一组为依据，可求出S的值，再根据钢丝绳的抗拉强度表中给出的数值，得出本工程使用6*37+1=Φ38钢丝绳可以满足所有构件吊装要求，并采用30T卡环配合吊装。
（2）主梁吊耳计算及说明
1、主梁共设置四个吊耳，布置见图，吊耳规格为-36t*210*300。
吊耳必须与梁横隔板及腹板焊接，设置吊耳时顶板开槽让其通过，将吊耳焊接在腹板与顶板上,焊脚尺寸hf=8mm。
吊耳的焊角尺寸必须满足设计要求，焊缝表面不得有弧坑和裂纹，且不得有损伤母材的缺陷。
主梁起吊时的吊耳受力情况：
梁重约40T，平均每个吊耳承担15.65T，考虑到施工荷载及起吊加速增重的影响，每个吊耳实际承受提升力Qz=11.65*1.2=13.98T,相应钢丝绳的拉力N=15.37t，钢丝绳与水平面夹角为50°,由于钢丝绳与吊耳是铰接，故吊耳只受拉力和剪力。
如图所示：
Nx=N*SINθ=153.7*SIN50=117.8KN
Ny=N*COSθ=153.7*COS50=98.8KN
σf=Nx/2heLw=117800/2*0.7*8*284=37.5N/mm2
τf=Ny/2heLw=98800/2*0.7*8*284=31.5N/mm2
焊缝同时承受σf和τf作用:
（σf/1.22）2+τf2=44.5N/mm2
（3）拱梁吊耳计算及说明
共设置四个吊耳，布置见图，吊耳规格为-20t*250*100。
2、吊耳必须与隔板及腹板焊接，设置吊耳时顶板开槽让其通过，将吊耳焊接在腹板与顶板上,焊脚尺寸hf=8mm。
吊耳的焊角尺寸必须满足设计要求，焊缝表面不得有弧坑和裂纹，且不得有损伤母材的缺陷。
起吊时的吊耳受力情况：
平均每个吊耳承担9.5T，考虑到施工荷载及起吊加速增重的影响，每个吊耳实际承受提升力Qz=9.5*1.2=11.4T,相应钢丝绳的拉力N=13.68t，钢丝绳与水平面夹角为50°,由于钢丝绳与吊耳是铰接，故吊耳只受拉力和剪力。
如图所示：
Nx=N*SINθ=136.8*SIN50=104.8KN
Ny=N*COSθ=136.8*COS50=88KN
σf=Nx/2heLw=104800/2*0.7*8*264=35.5N/mm2
τf=Ny/2heLw=88000/2*0.7*8*264=30.0N/mm2
焊缝同时承受σf和τf作用:
（σf/1.22）2+τf2=41.8N/mm27、吊装方法
根据现场情况构件运到是垂直与桥身，采用100吨和70吨汽车式吊机，用半径回转法将主箱梁吊装就位。
1、试吊与空吊：
根据施工现场情况，对吊车行走路面及站位要进行处理，地基承载力要满足大型吊车行走和吊车站位吊装要求。
该项工作由施工单位协调解决，并且要求吊车支腿位置还要特别处理，确保吊装工作万无一失。
构件起吊时，先进行空吊与试吊，空吊主要检查吊臂倾角、吊机作业位置是否合理，若不合理，立即予以调整，力求找出最合适倾角、吊机作业位置。
试吊其方法是：
先将吊索吊紧，检查绳索是否牢固，是否打结或漏捆等，吊钩是否与构件重心在同一垂直线上，是否打转，确定无误后拆除支撑架吊离垫木100mm停止上升，再次检查以上项目和吊车的刹车性能，确认无误后方可继续起吊。
8、吊装主梁
1、主梁的就位
钢梁吊装前，应清理钢梁表面的杂物、浮锈、油污等。
待吊装的钢梁应装配好附带的连接板等，随钢梁一同起吊。
钢梁挂钩时要注意钢梁的安装方向，避免出现吊上吊下的现象发生。
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