方兴大道收费站吊装方案最终版.docx
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方兴大道收费站吊装方案最终版
1.工程概况
1.1工程基本概况
工程名称
方兴大道下穿京台（原沪蓉）高速公路互通立交方兴大道收费站
项目地点
合肥市滨湖新区
结构类型
主体结构主要由支座、主拱桁架、桁架与大棚屋面吊杆、屋面大棚管桁架四部分组成。
设计单位
安徽省交通规划设计研究院
1.2建筑结构及现场情况
1.2.1结构特点
方兴大道下穿京台（原沪蓉）高速公路互通立交方兴大道收费站收费大棚，由合肥市滨湖新区建设投资有限公司承建，安徽省交通规划设计研究院设计，其主体结构主要由支座、主拱桁架、桁架与大棚屋面吊杆、屋面大棚管桁架四部分组成。
该收费站长轴立面的结构形式似中承式拱桥，长183.6米，宽24米，主拱桁架结构中心线高度为28米，大棚屋面高度为11米，双向布设26个收费匝口，匝口之间间距为5.4m，分别有ETC车道、自动发卡机车道和普通人工收费匝口三种功能。
该主体结构所用的主要材料为无缝钢管与焊管，钢管的主要规格有12种，最大的钢管为600x30，最小为76x4，主体结构总用钢量800余吨，屋盖收费大棚由纵横桁架两两相贯连接，连接的节点形式主要是KT型节点、Y型节点、T型节点；所用的材料钢管为高频焊管或者热轧无缝钢管，钢管及连接钢板的材质为Q345B，檩条及其余未说明的钢材为Q235B。
该工程所有钢结构表面均应机械除锈，除锈等级达到GB8923-88标准之Sa2.5级，除锈后刷环氧富锌防锈底漆二度，面漆为氟碳漆，总漆膜厚度：
主拱桁架不小于200μm，其它构件不小于150μm。
1.2.2现场情况
现场建筑周围场地较大，能够满足现场构件配件的堆放及加工需求。
现场现有的道路交通条件良好，地载力满足安装需要，收费站台位置处，由于牵扯多方交叉施工不利于现场吊装机械的作业。
1.2.3钢结构安装总体流程示意规划图
我们将按照总体安装规划来进行钢结构主体的具体吊装作业。
收费大棚钢结构安装的总体流程规划如下：
测量放线定位预埋件定位临时支撑的架设收费站左起步主拱桁架安装（分节中的第一段）收费站右起步主拱桁架安装（分节中的第二段）收费站左半幅主拱桁架安装（分节中的第三段）收费站右半幅主拱桁架安装（分节中的第四段）收费站左半幅主拱桁架安装（分节中的第五段）收费站右半幅主拱桁架安装（分节中的第六段）收费站中间部分合拢对接段（分节中的第七段）收费大棚临时支架的拆除收费大棚屋顶纵横桁架的安装屋顶檩条的安装屋顶马道的安装主拱桁架的观景平台楼梯的安装主拱桁架的观景平台的安装大棚屋顶天沟的安装屋面玻璃的安装屋面防火以及收边收口的处理。
2.吊装准备
2.1测量准备
2.1.1测量器具
序号
名称
数量
备注
1
经纬仪
2部
用于轴线测设
2
水准仪
1部
用于标高测设
3
全站仪
1部
用于轴线、标高等测设
4
对讲机
1部
测量人员联系用
5
长卷尺
50/5米各一个
量距离使用
6
塔尺
1个
配合水准仪使用
7
90°角尺
1个
画轴线用
表中所列工具为投入本工程的测量器具，由测量人员保管及使用，用于本工程的施工测量直至工程结束。
所有的工具都经过检验与校核，精度符合工程要求。
2.1.2测量工作任务
（1）控制网复核、钢结构施工控制网复核；
（2）支撑架基础位置标高及预埋件轴线位置及标高复测；
（3）建立支撑架、主桁架控制点、定位轴线及标高测放。
2.1.3主桁架弧度测量控制
桁架的弧度控制主要在加工弯弧及拼装时实施控制，通过对胎架面水平和拼装精度的控制来实现。
在吊装阶段的控制，主要是通过对吊装科学绑扎，平稳吊装、及对主弦杆精确定位等方面的控制来减少构件的变形。
2.1.4测量质量保证措施
（1）所有的测量器具和测量仪器，经过国家技术监督局授权的计量检定单位进行检定、校准，并在有效使用期限以内使用，在施工中所使用的仪器必须保证精度的要求。
（2）测量作业人员持证上岗，测量技术人员具备中级职称以上的资质证书，有的测量人员具备类似工程的施工测量经验。
（3）各控制点应分布均匀，并定期进行复测，以确保控制点的精度。
（4）施工中放样应有必要的检核，执行测量任务单三级审核制度，严格履行资料、数据的复核、校对程序，保证测量数据的准确性。
、
（5）规范工序间的测量中间交接，测量标志、资料的交接，我方在收到上道工序的测量成果后，应在项目部测量管理人员的见证下检查成果，检查符合精度要求后方可签收。
（6）根据施工区的地质情况、通视情况对测量方法进行优化，并尽量在外界条件较好的情况下进行测量。
（7）隐蔽工程在隐蔽前，做好隐蔽竣工测量。
（8）坚持班前交底制度。
2.2技术准备
2.2.1建立以项目经理为核心的现场吊装组，对吊装全过程负责。
2.2.2由项目总工负责组织现场施工人员熟悉图纸，组织图纸会审，解决设计、现场中所有影响吊装的问题。
2.2.3组织学习有关技术规范、规程、验评标准及国家工程建设标准强制性条文。
2.2.4充分利用公司成熟工法依据本工程《施工组织设计》细化各分部分项工程施工方案。
2.2.5组织相关人员依据ISO9001质量标准编制《项目质量计划》。
2.2.6组织相关人员依据JGJ59—99标准及公司CI规范编制《文明工地创建计划》。
2.2.7建立本工程技术管理体制、运行程序和规章制度。
2.2.8建立QC小组，按工程特点对重、难点项目开展技术攻关。
根据有关规范、规程编制施工作业指导书和安全技术交底。
做好测量、材料检验试验等计量器具、仪表的检定工作。
做好特殊工种（起重工、电焊工等）测试考核工作，保证持证上岗。
2.3劳动力、机械设备准备
2.3.1劳动力安排计划
劳动力使用计划
工种
按工程施工阶段投入劳动力情况
2011年
4月上旬
4月中旬
4月下旬
5月上旬
5月中旬
安装工
12
20
20
20
15
焊工
6
15
23
25
20
拼装工
8
15
24
20
15
起重工
1
2
2
2
2
电工
1
1
1
1
1
油漆工
0
0
0
0
6
辅助工
2
5
5
4
25
合计
30
58
75
70
62
2.3.2主要机械设备投入计划
序号
名称
规格或型号
数量
用于施工部位
1
汽车起重机
300吨
1台
钢构吊装用
2
汽车起重机
150吨
1台
钢构吊装用
3
汽车起重机
25吨
2台
钢构吊装用
4
载重汽车
20t
1台
钢构运输用
5
载重汽车
10t
1台
钢构运输用
6
工具车
1.25t
1台
场内交通
7
手拉葫芦
1t、3t、5t
各5只
钢构吊装用
8
千斤顶
32t
30只
组装.调整用
9
千斤顶
2t
4只
组装.调整用
10
逆变交直流焊机
500
20台
现场安装用
11
焊条烘干箱
1台
现场安装用
2.3.3材料准备：
（1）安装材料：
主要安装材料为由工厂加工的钢结构构件，因桁架体量较大，不能做成整体运至现场，故制成分段杆件运到现场拼装，要核对分段杆件编号。
钢构件要按安装计划分批进场；安装辅助材料为：
脚手架周转料；临时安装螺栓；卡具用零星钢板；
（2）焊接材料：
焊条；垫板；切割用气体；
（3）操作人员劳保用品；安全帽；安全带；绝缘鞋；
（4）安全防护用品；安全网；安全护栏；
（5）消防器材；灭火器；消火栓；沙子。
2.3.3其他准备
除了机械设备、劳动力之外，为了保证吊装工作的顺利展开与实施，我们还必须要完成以下准备：
（1）钢结构安装前应按构件明细表核对构件的材质、规格及外观质量，查验零部件的技术文件（合格证、试验、测试报告以及设计文件、设计要求、结构试验结果的文件）。
（2）所有构件,必须经过质量和数量检查,全部符合设计要求,并经办理验收、签字手续后,方可进行安装。
（3）对于制作中遗留的缺陷和运输中产生的变形,均应矫正后才能安装。
钢结构在吊装前应将表面的油污、泥沙和灰尘等清除干净。
（4）钢结构运输均采用载重汽车运输。
吊车准备就位，现场加工所需的小型机具（具体见施工机具一览表）均已经准备到位。
（5）在吊装前将可行的吊装方案上报，并经有关单位的审定批准。
（6）钢结构构件的堆放场地应平整坚实，无积水；堆放构件下应铺设垫木。
堆放的构件按种类、型号、安装顺序编号分区放置。
（7）平整、硬化施工现场拼装场地，吊装场地以及施工道路。
（8）复验安装定位所用的轴线控制点和测量标高使用的水准点。
放出标高控制线和钢轴线及吊装辅助线。
（9）钢结构安装前，严格控制预埋件纵横轴线和标高；
（10）检查每个预埋锚栓组的尺寸须符合图纸及规范要求；复验预埋件，其轴线、标高、水平度、预埋锚栓位置及露出长度等，超出允许偏差时，应做好技术处理。
（11）清理作业面,确保基础顶面及支承面洁净,严禁有杂物和污染。
（12）搭设好钢胎架、地面整体拼装平台和安装操作平台。
3.吊装施工
3.1吊装部署
3.1.1吊装工序的安排
本工程钢结构吊装工程量较大,构件多且工期较紧。
为保证优质、安全、高效完成吊装任务,要严格按钢结构吊装流程施工。
从整个吊装任务来看，主拱桁架、屋面桁架为吊装的主要构件。
依据现场土建施工进度及实际情况，将按照以下方式进行安装部署：
（1）安装顺序由东和西方向同时向收费站中间进行吊装合拢，根据收费站现场施工情况及工期的要求，形成从两端向中间，支撑架、主拱桁架同步流水作业（见安装总平面图）；
（2）首先吊装支撑钢柱；
（3）再次吊装主拱桁架；
（4）其次吊装屋面桁架，最后支撑构件安装。
3.1.2钢结构吊装工程量
序号
构件名称
构件编号
单位
数量
单重
长度
一
屋面桁架主要构件
1
桁架片
HJ-1
榀
21
24米
2
桁架片
HJ-2
榀
30
24米
3
桁架片
HJ-3A
榀
2
24米
4
桁架片
HJ-3B
榀
2
24米
5
桁架片
HJ-3
榀
4
24米
6
桁架片
HJ-4
榀
4
24米
7
桁架片
HJ-5
榀
2
24米
8
桁架片
HJ-5A
榀
4
24米
9
桁架片
YHJ-1
榀
1
183.6米
10
桁架片
YHJ-2
榀
4
183.6米
11
桁架片
YHJ-3
榀
2
183.6米
12
二
主体支撑系统
13
垂直柱支撑
ZC-1
根
6
4.5米
14
垂直柱支撑
ZC-2
根
6
7.48米
15
垂直柱支撑
ZC-3
根
6
12米
16
垂直柱支撑
ZC-4
根
6
15米
17
垂直柱支撑
ZC-5
根
4
18米
18
垂直柱支撑
ZC-6
根
2
22.5米
19
垂直柱支撑
ZC-7
根
4
25.5米
20
垂直柱支撑
ZC-8
根
2
21.3米
21
水平桁架支撑
SC-1
米
800
10米/片
22
水平支撑
SC-2
米
600
10米/根
拱形主结构
23
屋面吊杆
DG0
榀
1
24
屋面吊杆
DG1
榀
2
25
屋面吊杆
DG2
榀
2
26
屋面吊杆
DG3
榀
2
27
屋面吊杆
DG4
榀
2
28
屋面吊杆
DG5
榀
2
29
屋面吊杆
DG6
榀
2
30
屋面吊杆
DG7
榀
2
31
屋面吊杆
DG8
榀
2
32
屋面吊杆
DG9
榀
2
33
屋面吊杆
DG10
榀
2
34
屋面吊杆
DG11
榀
2
35
主拱桁架1
ZHJ-1
榀
1
96.8吨
分片安装
36
主拱桁架2
ZHJ-2
榀
1
96.8吨
分片安装
37
主拱桁架3
ZHJ-3
榀
1
40.8吨
整段吊装
38
主拱桁架4
ZHJ-4
榀
1
40.8吨
整段吊装
39
主拱桁架5
ZHJ-5
榀
1
36.5吨
整段吊装
40
主拱桁架6
ZHJ-6
榀
1
36.5吨
整段吊装
41
主拱桁架7
ZHJ-7
榀
1
30.1吨
整段吊装
3.1.3吊装工艺流程：
3.14钢结构吊装准备
（1）吊装机具的选择
起重机选择：
根据现场吊装条件，吊装工程量及构件型号和吊装高度综合考虑，本工程计划采用1台300T汽车吊，1台150T汽车吊进行单机与双机或多机相结合进行综合吊装作业。
其他小型拼装、吊装机具见机械设备表。
.起重机起重量计算
起重机单机吊装的起重量可按下式计算：
Q≥Q1＋Q2
式中Q---起重机的起重量（t）；Q1---构件的重量（t）；Q2绑扎索具/构件加固及临时脚手等的重量。
K---起重机的降低系数，一般取0.8。
现场安装最重的构件为主拱桁架的第一分段，单件最大重量40.8吨。
0.8Q≥40.8吨＋0.5吨；Q≥51.625吨
本工程最大的吊装重量为51.625吨，此处的回转半径为10米范围，高度在20.588米，查下表可得，投入使用的300吨吊车可以满足吊装使用要求。
.起重机起重高度计算
起重机的起重高度可由下式计算：
H≥h1+h2+h3+h4;
H---起重机的起重高度；
h1---安装支座表面高度（m）；（本工程取桁架上弦表面最高点28米）
h2---安装间隙，视具体情况而定，一般取0.2～0.5m;（本工程取0.5米安装间隙）
h3---绑扎点至构件吊起后底面的距离；（根据构件的特点及绑扎方式取2米）
h4---吊索的高度（m）；自绑扎点至吊钩距离，视实际而定。
（取8米）
h1+h2+h3+h4=28m+0.5m+2m+8m=38.5m≤H（38.5米为本工程钢结构安装的最大高度）
本工程吊装的最高构件重量为30.1吨，起重高度为38.5米，回转半径为12米，查表得，300吨汽车吊满足使用要求。
三．起重机的起重半径
现场较为宽敞，无阻挡吊车旋转的障碍物，吊车可以靠近构件位置下方，经现场实测，回转半径为最大为12米。
吊点位置及吊点数，根据弧形钢桁架形状、端面、长度、吊装位置高度及起重机性能等具体情况确定，吊点的选择可在加工厂内由加工厂根据构件的特性选择并标在构件上。
一般钢桁架弹性和刚性都很好，吊点采用四点斜吊，使构件倾斜，用钢丝绳绑扎时要注意在桁架吊点处加防护以防钢丝绳刻断。
五.吊具的选择
钢丝绳的选用
吊装施工中，为了保证吊装的安全，对于本工程单件重量大的特征，吊具均采用与吊车上同型号规格的钢丝绳，吊装时为了减少对构件表面的碰伤，在钢丝绳与构件之间加一层橡胶防护垫。
3.2桁架的吊装
本工程钢主拱由于较长，重量较大，桁架跨度为170.6米，工厂制作为散件，运输至现场需要在现场进行组对焊接。
由于跨度较大，主拱的安装分为7段，第一、二段为最重部分，组对焊接成单片进行吊装，单件吊装重量最大为40.8吨，最大吊装高度在27米，吊装采用300吨吊车。
其余主拱组对焊接完成后构件自重较大，吊装全部采用300吨吊车进行操作。
本工程主桁架的吊装顺序如下图：
第一步：
先安装两端的两段
第二步：
三、四、五、六段桁架吊装
第三步：
第七段主桁架合拢
主拱桁架吊装前准备：
待现场检验合格，堆放及行车路线确定后，即检查预埋板、预埋螺栓的轴线、平整度、标高，在预埋板上画出钢管弦管的定位线，主拱吊装前再次检查基础的各种基准点、中心线、吊（捆扎）点以及表面是否有损坏和污垢，确认无误后开始捆扎和吊装。
钢桁架吊装前，应先将柱脚螺栓表面清理干净。
吊装前复核钢丝绳、吊具强度并检查有无缺陷和安全隐患。
吊装前准备工作就绪后，首先进行试吊，吊起一端高度为100～200㎜时停吊，检查索具牢固性和吊车稳定性以及钢桁架，当确构件及吊索具安全平稳，保然后缓缓起吊至指定的安装高度，再指挥吊车缓慢下降，使构件放置在制定的支撑架上，用测量仪器时刻观察构件的就位。
缓缓下放，同时用经纬仪控制，操作人员在桁架吊至螺栓上方后，各自站好位置，稳住底脚将底脚板上的预留孔对准锚栓，将其插入，在桁架降至调节螺母上时停止落钩，使其中线对准基础中线，并拧紧柱脚螺母，构件安全固定后方可摘除吊钩。
对于单片不稳定结构的桁架片，须加临时固定措施。
吊装组在起吊前一定要分工明确，测量、吊装、紧固等器具齐全，吊车、指挥、测量、对位、绑扎和现场施工各质量安全工程师各尽其责，并尽量减少闲杂人员靠近。
主桁架的安装主要工序有：
胎架拼装→组立、焊接、检验→空中吊装，焊接。
拼装前对构件进行检查，构件变形、缺陷超出允许偏差时，须进行处理。
拼装时采用钢结构平台支架将构件垫起，把桁架分段放置结构平台支架上，按图纸编号进行拼接，拼装好以后进行焊接，焊后对焊缝做无损检测，待全部检查合格后进行吊装。
3.3屋面系统吊装施工
如下图所示，本工程屋面为钢管桁架结构，结构长183.6米，宽24米，结构覆盖面积为4406.4平方米，通过吊杆与主拱桁架下弦杆栓接，与主拱桁架形成受力整体，屋面桁架由多片单片桁架拼接而成，安装将整个屋面分成多个块，把每个块吊装拼接。
屋面整体轴侧图
屋面细部图示
屋面桁架安装位于11.0米标高处，。
安装将使用两部吊车进行抬吊，吊车站位于屋面的两侧，分别绑扎在主拱桁架两侧。
（在双击抬吊选用吊车时我们将选用两台同类型的吊车，对荷载进行平均分配）
双机抬吊作业
整个屋面总的用钢量为212吨，安装时我们将整个屋面分成9块进行吊装，吊装重量最大为27吨，根据安装高度及现场吊车的站位、回转半径，我们将选用两台徐工25吨汽车吊进行抬吊作业即可满足使用的要求。
在进行屋面安装时，为了能够保证安装的精度，我们将按照从屋面中间向两端的顺序进行安装，
安装前先将中间的一片定位精确是安装的关键，我们将使用全站仪、水准仪对第一片屋面进行轴线及标高的精确测量。
待定位完成后，将桁架与主弦杆连接。
待连接稳固后方可摘钩。
3.4安装焊接工艺
3.4.1焊接方法：
采用手工电弧焊进行焊接。
3.4.2焊接材料：
钢材材质为Q345B、Q345E，用E5016焊条或者药芯焊丝。
如设计要求有特殊规定，则按照设计要求执行。
3.4.3焊接工艺评定：
按照JGJ81—2002标准规定，对施焊材料进行焊接工艺评定，以获得可靠和适宜的焊接工艺参数及方法。
焊接工艺评定应以可靠的焊接性能为依据。
Q235B、Q345B、Q345E具有良好的焊接性能。
3.4.4焊接工艺评定所用的设备、仪表应处于正常工作状态，钢材、焊接材料必须符合相应标准，由本单位焊接熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件。
焊接参数
焊丝直径（mm）
焊接电流
焊接电压
焊接速度
φ3.2
100~130
22~24
10~15cm/min
φ4.0
150~180
23~25
10~15cm/min
φ5.0
170~220
24~28
10~15cm/min
3.4.5焊前准备：
（1）焊材管理
A.专门仓库，分类分牌号放置，相对湿度≤50%，通风良好；
B.焊条必须垫高0.3米以上分桩堆放，上下左右空气流通；距墙应大于0.3米，以防受潮变质。
C.焊丝避免锈蚀、油污；
D.专人管理，台帐详实。
E.台帐包括：
焊材流向、批号、工号。
（2）焊材的烘烤
A.专人管理，烘焙记录详实；
B.焊条置于保温筒中，随用随取；焊条烘焙次数≤2次。
烘烤要求
焊接材料
干燥
保温温度
（℃）
温度（℃）
时间（h）
E5016
300～400
1.0～2.0
80～100
E4316
300～400
1.0～2.0
80～100
E4303
100～150
1.0
80～100
（3）焊接前的准备工作
A.坡口面应光滑，无明显割痕缺口；
B.坡口采用机械、火焰或碳刨加工；
C.火焰加工的坡口应符合下述要求：
a.割纹深度应小于0.2mm；
b.局部缺口深度应小于1.0mm；
c.当割纹深度为1.0~2.0mm时，用砂轮打磨成平滑过渡为1：
10的斜坡；
d.当割纹深度超过2.0mm时，应按焊接工艺要求进行补焊和打磨。
D.焊前必须去除施焊部位及其附近30mm~50mm范围内的杂质，杂质包括：
氧化皮、渣皮、水分、油污、铁锈及毛刺等。
E.焊接接头装配质量表
焊接接头装配质量表
序号
项目名称
示意简图
允许公差
1
坡口角度
（+Δ）
-5Δ+5
2
坡口钝边
（f+f1）
-1.0f1+1.0mm
3
根部间隙
（R+R1）
0R12.0mm
4
装配间隙
（e）
0e1.5mm
F.T型接头间隙e超过1.5mm时，应采取打底焊以防焊漏，同时增加角焊缝的焊脚尺寸，增加值等于根部间隙。
3.4.6坡口形式及具体焊接流程
（1）钢管对接的坡口形式
（2）钢管斜贯焊缝的焊接
钢管相贯口的焊缝按照A、B、C区不同位置、不同要求采取相应的坡口形式及工艺进行焊接。
焊接时，先焊接A区趾部焊缝，接着焊接C区根部焊缝，最后焊接B区边侧焊缝。
焊工施焊完毕，经自检合格后，交专职焊接检查人员检测，达到标准要求后方可。
（3）钢管对接的焊接流程
（4）焊接施工
引弧与熄弧
A.严禁在焊接区以外的母材上引弧；
B.焊缝区外的引弧斑痕磨光，用磁粉检查是否有裂纹；
C.有裂纹时，按焊接工艺对其进行修补。
D.材质与母材一致；
E.焊后引弧和熄弧板应用气割切除，保留2~3mm，修磨平整,引弧和熄弧板不得用锤击落.
（5）焊接变形控制措施：
A.下料时，预留焊接收缩余量；装配时，预留焊接反变形。
B.装配前，矫正每一零件的变形，保证装配公差符合表的要求；使用必要的装配胎架，工装夹具，隔板和撑杆；
C.同一构件上尽量采用热量分散，对称分布的方式施焊。
（6）焊缝施焊及清理：
A.双面熔透焊缝，正面焊接完毕，反面碳刨清根，再反面焊接。
B.焊缝应连续施焊，一次完成；焊完每一道焊缝后及时清理，发现缺陷必须修补.
C.中断后重新开始焊接之前，如果有预热方面的要求，应按此要求进行预热。
D.尽可能采用平焊位置；加筋板、连接板的端部不间断围角焊，引弧点和熄弧点距端部10mm以上。
E.焊缝的根部、面层和边缘母材不得用尖锤锤击；
F.焊接完成后，清理熔渣及金属飞溅物，检查焊缝外观质量，如不符合要求，应打磨、修补。
（7）焊前预热与焊后后热
当环境温度低于0℃时，焊接前需要进行预热和焊后热处理，并进行消除应力处理。
焊前预热的温度为
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