方兴大道人行天桥架设实施方案.docx

1、方兴大道人行天桥架设实施方案合肥市方兴大道（金寨路始信路）综合建设工程第标段K1+645.000人行天桥钢箱梁施工方案项目总工：项目经理：中铁四局BT投资建设合肥市方兴大道标项目经理部二一三年三月十四日合肥市方兴大道（金寨路始信路）综合建设工程第标段K1+645.000人行天桥钢箱梁施工方案编号：版本号：发放编号：编制：复核：审核：批准：有效状态：中铁四局BT投资建设合肥市方兴大道标项目经理部二一三年三月十四日合肥市方兴大道综合建设工程K1+645.000人行天桥钢箱梁施工方案1.编制依据1.1主要依据（1）甲乙双方签订的施工合同及招投标文件和回复意见书（2）合肥市方兴大道（金寨路始信路）综合

2、建设工程第一标段第七册人行天桥工程施工图。（3）国家有关方针政策和国家现行的设计、施工、验收采用的规范、规程和标准等。（4）国家、安徽省及合肥市有关工程质量、安全、文明施工、环保等的法律、法规及相关文件。（5）现场踏勘、调查资料。（6）类似桥梁工程积累的施工经验、施工技术总结、工法及专利等科研成果，拥有的施工机械设备和装备施工能力。1.2相关规范、规程（1）公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)（2）铁路钢桥制造规范(TB10212-2009)（3）桥梁用结构钢(GB/T714-2008)（4）碳素结构钢(GB/T 700-2006)（5）钢结构工程施工质量及验收规范(GB50205-

3、2001)（6）厚钢板超声波检验方法（GB T 2970-2004）（7）气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口(GB/T985.1-2008) （8）埋弧焊的推荐坡口(GB/T985.2-2008) （9）碳钢焊条（GB/T 51171995） （10）气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝（GB/T81102008） （11）埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂(GB/T 124702003) （12）金属熔化焊焊接接头射线照相(GB/T 3323-2005) （13）钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级(GB11345-89) （14）涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB 8923-9

4、8） （15）无损检测 焊缝磁粉检测（JB/T 6061-2007） （16）公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件（JT/T 722-2008） （17）铁路钢桥保护涂装（TB/T l527-2004） （18）建筑用钢结构防腐涂料（JG/T 224-2007） （19）其它我国现行的相关建筑工程规范、验收标准、操作规程及有关法律法规。2.工程概况2.1工程概述方兴大道K1+645.000m人行天桥位于合肥市经开区方兴大道与桃园路交口，天桥主梁采用19.65m+20m+20m+17.1m四连跨连续钢箱梁结构横跨方兴大道，天桥主桥全长79.55m，桥宽4m，梁高0.9m，桥头两端各设置4部梯道供行人上

5、下天桥，总用钢量约170t，建筑投影面积约560m，桥墩采用钢筋混凝土结构，主桥与桥墩间采用橡胶支座连接，同时设置抗震锚栓。图2-1 天桥立面图图2-2 天桥平面布置图天桥主箱采用全焊接钢箱梁结构，箱口截面为2.5mx0.9m，箱梁两侧各悬挑0.75m挑檐结构，箱梁顶板、底板、腹板均采用-14mm钢板，并在箱梁中间间隔1m设置-10mm厚横隔板，主箱所有钢板均采用Q345qC 钢。图2-3 箱梁一般断面图4部梯道均采用结构基本相同，均采用两组焊接钢箱梁中间由踏步连接结构，其中1：4长梯道采用0.15m栏杆+0.4m自行车推道+1.7m人行道+0.4m自行车推道+0.15m栏杆结构布局，梯道宽2

6、.8m；1：2短梯道采用0.15m栏杆+2.5m人行道+0.15m栏杆结构布局，梯道宽同样为2.8m；所有梯道箱梁顶板、底板、腹板均采用-12mm钢板，箱梁中间间隔1.5m设置-10mm厚横隔板，踏步板采用-10mm厚钢板，梯道所需钢板均采用Q235B钢。图2-4 1：4梯道断面图图2-5 1：2梯道断面图2.2工程重点、难点（1）钢箱梁为全焊接结构,，焊接工程量大，焊接质量要求高，焊接变形控制难度大；（2）钢箱梁尺寸大、重量大，受吊车站位受限，选择的吊车吨位较大，起重作业安全难度相应增加；（3）临时支架工程量大，需进行详细的计算分析，以确保钢箱梁架设安全；3.总体施工部署3.1总体施工方案钢

7、箱梁总体施工方案采用：工厂整体制作，分段运输，现场支架搭设，分段吊装，桥位焊接的模式进行。主梁分段根据设计分段要求进行（在此不再阐述）。图3-1 主箱分段示意图1：2梯道满足运输要求，因此不做分段， 1：4梯道采用整体制作，分段运输形式经行生产，根据运输要求及现场拼装需求，拟在一级休息平台出将梯道分成两段。图3-2 1：4梯道分段示意图根据总体方案要求，对本桥主要构件数量统计如下： 表3.1 构件数量表序号构件名称最大外形尺寸（mm）重量（kg）数量(件)备注1主梁A段4000*900*250503300012主梁B段4000*900*200002500013主梁C段4000*900*2000

8、02500014主梁D段4000*900*1450021000151:2梯道/11324261:4梯道-1/6000271:4梯道-2 /140002 3.2临时工程布置3.2.1现场临时用电钢箱梁现场架设临时用电主要用于焊接、涂装及照明，供电方式采用三相五线制TN-S系统。在总配电箱及末端电箱处做重复接地，并与保护零线可靠连接。工作零线和保护零线应严格区分，不得混用。所有机电设备的金属外壳必须与保护零线做可靠连接。供电线路选用“三相五线制”电缆，供电系统做到“三级配电，两级保护”，施工机具严格执行“一机、一箱、一闸、一漏”标准要求。保护零线由工作接地线、总配电箱电源侧零线处引出，各二级配电箱

9、均设重复接地，接地电阻不大于10。电缆线采用架空或埋设方式敷设。过路电缆线加设保护套管，对上方通过车辆行驶的部位加设钢管进行防护。3.2.2现场临时支架搭设根据总体施工方案要求，箱梁现场架设时，在接口位置设置临时支架，用于调整整桥结构线性及结构稳定，待安装完成后进行拆除。图3-3 主桥临时支架示意4.项目组织机构4.1施工组织管理机构本工程项目经理部项目管理以项目经理为总负责人的，下设项目副经理、总工程师各一名。项目分部设五部一室和架子队伍，五部一室分别是：工程技术部、安全质量部、物资设备部、计划财务部、合同计量部、综合办公室。架子队以钢结构制作班组、钢构件涂装队、构件安装队及附属结构安装队组

10、成。图4-1 项目管理框架图5.主要工程项目施工方案5.1钢箱梁制作根据总体施工方案要求，本工程所有钢结构均需在工厂制作完成，检验合格后运输至现场安装。 钢箱梁制作主要分为板单元加工和钢箱梁总拼两部分。板单元加工按照下图所示流程图进行图5-1 板单元加工工艺流程图5.1.1顶、底板单元加工（1）荒料对接：在顶、底板下料前按工艺要求对钢板进行荒料对接。对接时应保证对接焊缝的质量要求。（2）划线：在顶板上划出纵向基准线和横向基准线，并以纵横基准线为基准划出板肋及横隔板组装位置线。图5-2 板单元画线示意图（3）板肋组装和焊接：按照顶、底板上板肋组装位置线定位组装加劲肋。组装完成后，在反变形胎架上焊

11、接加劲肋，以减少焊接变形，并在两端头各留200mm长不焊。反变形量根据第一件试制后测量确定。焊接结束后采用火焰矫正的方法对板单元进行校正。（4）板校正合格后，以板单元纵、横基准线为基准，按施工图以纵横基线为基准划出板单元外轮廓线（长度方向预留余量），采用半自动小车按线切割，并按施工图开制坡口。图5-3 板单元拼装图5.1.2腹板单元制作因桥梁起拱将照成腹板单元件成弧形结构，因此腹板的下料采用数控切割机进行，长度方向预留焊接收缩及二次切割余量。腹板下料完成后按施工图要求绘制纵横基准线。5.1.3横隔板加工横隔板单元采用数控下料进行制作。图5-4 横隔板示意图5.1.4挑臂单元加工挑臂单元由顶板、

12、加劲板及地袱构造组成，其结构形式如图5-5所示 图5-5 挑臂结构图（1）悬挑加劲板采用数控下料机进行下料，其余零件均采用直条切割机进行下料并在长度方向预留焊接收缩量，其中顶板单元宽度方向预留二次切割量。（2）在顶板上划出纵横向基准线，以纵横基准线划出挑臂劲板定位组装线（同顶底板单元制造）。（3）按照顶板上挑臂劲板定位线组装、焊接悬挑加劲板及地袱板。（4）待焊接完成后，采用火焰校正方法进行校正。校正合格后，以纵横基线为基准绘制悬挑单元外轮廓线，并按照要求进行切割。5.1.5箱体组装根据本桥的结构特点和车间生产情况，采用正装法进行钢箱梁的整体拼装。主要拼装流程如下：（1）首先把底板单元件平铺在胎

13、架上，并用码板在四周把底板单元件固定在胎架上，防止总拼过程中底板错动，如图5-6所示。 图5-6 底板单元件铺设（2）在底板单元上以横隔板组装定位线为基准组装横隔板。（3）横隔板组装完成后，以横隔板外边缘及腹板组装定位线为基准安装腹板单元件，并与隔板和底板点焊固定，形成槽型箱体。图5-7 箱体槽型结构示意（4）待钢箱梁组成槽型箱体检验合格后以纵横基准线为基准定位组装顶板单元，按要求点焊。 （5）箱体组装成型后，按焊接工艺要求焊接槽型箱体内部焊缝及两条主焊缝，焊接时注意焊接顺序，其主要遵循以下原则：1、先焊内部焊缝，后焊外部焊缝；2、先采用间断焊定位，之后满焊；3、尽量对称施焊；4、先焊短焊缝，

14、后焊长焊缝；5、先焊接受焊接影响变形较小的零件，后焊接变形较大的焊缝；6、顶板的对接焊缝、腹板和顶底板的熔透焊缝均要求同向焊接。为保证箱口尺寸，焊接前应在箱口处增加支撑固定，另外，箱口距里边的纵向焊缝预留200mm长不焊，待焊接完成后采用火焰校正方法校正箱体，保证箱体截面尺寸。（6）以纵横基准线为基准划线定位组装悬挑板单元，完成梁段拼装。图5-8 梁段拼焊完成断面图（7）钢箱梁整体焊接结束后，测量钢箱梁的外形尺寸。主要对长、宽方向尺寸，对角线长，箱口高度，箱口扭曲进行测量。超出规范允许的尺寸偏差部位应再次校正。箱体校正合格后，按照底板上的定位线划出支座垫板的安装位置线，并以支座垫板的位置线为基

15、准测量出钢箱梁两端的长度余量。把长度余量切割后，按照工艺卡要求开制箱口对接环缝坡口。5.1.6 试装按照设计要求线型放样，在自由状态下进行全桥主箱试拼装，试装允许偏差应符合“钢结构工程施工及验收规范（GB50205-2001）要求，待检验合格后安装箱口匹配件便于现场安装，提高安装精度。5.1.7钢箱梁喷砂涂装当钢箱梁检验合格后，采用手工喷砂除锈方式对钢箱梁内外表面进行表面处理，除锈等级达到Sa2.5级，钢板表面粗糙度达到Rz40m80m，工件表面应干燥、无灰尘、无油污、无氧化皮、无锈迹。钢箱梁外表面涂装标准参照设计文件及技术部下发的涂装要求进行钢结构涂装作业。5.2 钢箱梁架设方案本桥吊装主要

16、包含2个吊装单元，分别为主箱吊装及梯道吊装，在施工过程中按照构件主次结构要求，先进行主箱的吊装，待主箱吊装完成后，再进行楼梯吊装。其中主箱吊装由Z1轴向Z5轴方向依次吊装，既先吊装A段钢箱箱梁，后依次吊装B、C、D段钢箱梁。梯道的吊装互不干涉，现场可根据实际情况进行吊装顺序的选择，分段的梯道应从上至下进行吊装。5.2.1钢箱梁架设流程 现场复测 承重支架搭设 主箱吊装焊接 检验落梁 吊装梯道 桥面铺装 检查、报验根据施工进展情况，适时组织不同作业面的同步作业，以实现工期目标。5.2.2吊装工况分析依据钢箱梁梁段划分情况，结合梁段单元的重量，根据现场施工条件，参照汽车吊的性能参数（吊车性能表见附

17、件二），并充分考虑钢箱梁在吊装过程中与吊车大臂的安全距离及一定的安全储备系数，拟选用一台100t汽车吊进行主梁及梯道吊装， 吊装工况分析如下：（1）A段钢箱梁吊装工况分析A段钢箱梁是本工程中长度最长，单体最重梁段，梁段重33t，钢箱梁顶面距地面高度为6.6m。根据现场实际情况，将吊车停放在图示位置后，将梁段运输至成桥下发，钢梁吊点中心与理论成桥后吊点中心基本吻合，避免吊车吊起后旋转大臂，减少安全隐患。待吊车将箱梁吊起后，运梁车开走，然后将箱梁吊起旋转至理论位置后落梁。图5-9 吊装平面布置图图5-10 吊装立面图由上图可知，吊机工作半径为8m；查100吨吊车配重22.2t平衡重吊车性能参数表，

18、当工作半径为8m，吊机大臂高度为18.19m时，额定载重为41.8 t。考虑采用50t吊钩及4根钢丝绳共计1t，吊车起重量为1.133t+1t=37.3t41.8（吊车额定载重）,故1台100t吊车配重22.2t平衡重时能够满足吊装要求。（2）B段钢箱梁吊装工况分析B段钢箱梁梁长20m，梁段自重25t，钢箱梁顶面距地面高度为6.6m。根据现场实际情况，将吊车及运梁车停放在图4-15位置。吊装方法同A段钢箱梁。图5-11 吊装平面布置图5-12 吊装立面图由上图可知，吊机工作半径为8m；查100吨吊车配重22.2t平衡重吊车性能参数表，当工作半径为8m，吊机大臂高度为18.19m时，额定载重为4

19、1.8 t。考虑采用50t吊钩及4根钢丝绳共计1t，吊车起重量为1.125t+1t=28.5t41.8（吊车额定载重）,故1台100t吊车配重22.2t平衡重时能够满足吊装要求。（3）C、D梁段吊装工况分析C、D梁段梁段重量均小于A、B梁段重量，且吊装工况基本相同，故采用A、B梁段吊装方案满足吊装要求。（4）AB梯道吊装工况分析1：2坡度梯道为直行梯道，工厂整体制作，梁段自重约为23T，吊装时同主箱梁段，先将运梁车及吊车停放图5-13位置，采用吊车将梯道吊起后，运梁车驶离吊装区域，吊车将梯道吊装至理论位置后落梁完成吊装。落梁时以梯道与主箱连接牛腿及桥墩顶标高为重点控制尺寸进行定位安装。图5-1

20、3 吊装平面布置图图5-14 吊装立面图由上图可知，吊机工作半径为8m；查100吨吊车性能参数表，当工作半径为8m，吊机大臂高度为18.19m，吊车配重22.2t平衡重时，额定载重为41.8 t工作半径为4m，吊机大臂高度为18.19m时，额定载重为73 t。考虑采用50t吊钩及4根钢丝绳共计1t，吊车起重量为1.123t+1t=26.3t41.8t（吊车额定载重）,故1台100t吊车配重22.2t平衡重能够满足吊装要求。（4）1：4梯道吊装工况分析1：4梯道在工厂分段制作，其每段重量均小于1：2梯道重量，且吊装工况基本相同，故采用1：2梯道吊装方案也能满足吊装要求。（5）桥面施工桥面施工含拉

21、杆扶手及桥面铺装作业2大部分，按设计要求，桥面栏杆采用12mm厚钢板立柱加亚光不锈钢栏杆组成，其中钢板立柱在工厂制作成成品发运现场进行安装，安装时整体放样确定立柱安装位置后定位焊接。亚光不锈钢栏杆及桥面铺装由专业厂家进行现场指导安装。5.3钢箱梁梁段吊耳设计（1）吊耳尺寸设计根据钢箱梁分段方案及吊装方案要求，对不同重量的钢箱梁梁段，在设计时考虑吊耳自身的强度、吊耳与钢箱梁间焊缝强度及安全储备系数，根据钢结构设计规范，计算出吊耳受力情况，选择吊耳与钢箱梁采用坡口熔透焊焊接。吊耳设计如下图所示。图5-15吊耳示意图图中，b指1-1截面的长度，C指吊耳2-2截面的长度，d指吊耳孔直径，e指吊耳焊缝长

22、度，指吊耳板的厚度；吊耳其它受力截面均不小于2-2截面，此时1-1截面是吊耳的抗拉危截面，2-2截面是吊耳的抗剪危截面。取b200mm，c80m，d100mm，20mm，e250mm。另外，考虑动载系数1.1，冲击系数1.2，故每吊点设计负荷为：G=8.5t1.11.211.22T112.2KNA、吊耳受拉危截面强度验算图中1-1截面是吊耳的受拉危截面，应验算其抗拉强度。其强度条件是： =G/（b-d） 式中 bAB截面的长度（mm）； d吊耳孔直径（mm）； 吊耳板的厚度（mm）； 吊耳受到的拉应力（Pa）； 吊耳的许用拉力（Pa），即Q345钢的抗拉强度设计值； G-计算载荷（N）。=11

23、2200/ (200-100)20=56.1MPa=290MPa故经验算其抗拉强度在允许范围内，满足规范要求。B、2-2截面抗剪力验算其剪应力应满足：=G/（C）v =112200/（8020）=70.1MPav=170MPa C、另较核吊耳和钢梁连接处的焊缝强度，焊缝拉应力方向的强度条件是：G/AG/(Lwh) 式中：A-焊缝面积 A=Lwh（mm2） Lw-焊缝计算长度；按设计长度减去10mm，取250-10240mm； -焊缝宽度（mm），取板厚20mm； h-焊缝折减系数，角焊缝h=0.70； -焊缝受到的应力（MPa）； -焊缝的许用应力（MPa）。 =112200/(2400.72

24、0)=33.39MPa=200MPa故经验算其焊缝强度在拉应力方向符合施工要求。结论：经验算，吊耳采用20mm厚钢板，耳板焊缝长250mm，耳板两侧采取加劲保护，其强度是能满足规范要求，实际施工中也是可以方便操作的。5.4钢箱梁梁段运输钢箱梁梁段在工厂加工完成，并终检合格后，采用汽车运输至现场指定起吊位置。由于钢箱梁梁段外形尺寸大、重量大，在运输前应到相关部门办理交通特别通行证，选择在夜间车流量较少时运输。钢箱梁汽车运输示意图见图4-13。图5-16汽车运输示意图 装卸、运输时注意事项： （1）钢箱梁梁段装车时必须通过吊耳进行吊装，不允许用捆绑、挂钩的方式。 （2）钢箱梁装卸及运输必须在油漆干

25、燥后进行，注意成品保护，并防止构件变形。（3）钢箱梁梁段节段应标明编号、分类，以免混淆。（4）钢箱梁梁段在运输过程中应防止倾倒、碰撞，支点要平稳、多点、可靠。5.5临时支架专项设计 5.5.1临时支架设计按照钢箱梁分段要求，吊装前在分段位置处设临时支架，考虑到吊装A段钢箱时，采用现有桥墩做为支架受力，因此在支架计算时只对B、C、D三段箱梁进行受力分析，因此通过计算，临时支架采用245*6.5mm钢管立柱，顶部采用20#双拼工字钢做横向分配梁，立柱之间采用180*8mm钢管设置剪刀支撑。支架底部铺设钢板或走道板。临时支架位置设置如图4-8所示：（临时支架验算见附件一）图5-17 主梁临时支墩布置

26、图5.5.2临时支架施工技术要求（1）根据临时支架专项设计，编制临时支架施工技术交底；（2）临时支架布置以梁段分段线对称布置为原则；（3）在专用胎具上制作临时支架，保证支架的外形尺寸，纵向、横向间距应符合设计要求，支架垂直度偏差不大于L400；（4）临时支架腹杆相贯口可手工切割，保证相贯口曲线光滑；（5）支架立柱与预埋钢板定位准确、焊接牢固，焊缝满焊，焊脚尺寸6-8mm；（6）临时支架顶部横撑（工字钢）通过其下翼缘与钢管立柱顶板焊接，焊脚尺寸8-10mm；（7）在临时支架上设置操作平台、上下爬梯和安全护栏等防护措施，保证作业安全；（8）支架制作完成后由专职人员组织验收，合格后方可使用，并在支架

27、上设置沉降观测点。5.6 钢丝绳及卡环选择（1）钢丝绳选择本工程中A段钢箱吊装单元为最大吊装单元，梁段重量为33t，选择钢丝绳规格型号时以35t进行计算。钢箱梁梁段使用4根钢丝绳吊装，根据吊耳位置及钢丝绳竖向角度不大于60，单根钢丝绳受力Fg=350/(4cos30)=101KN。查建筑施工计算手册表13-5，选择型号为619+1，公称抗拉强度1700MPa，直径43mm的钢丝绳，允许破断力总和为1185 KN。取不均衡系数，安全系数K=6。钢丝绳的容许拉力可见，所选用的钢丝绳能满足要求。（2）卡环选择根据钢丝绳受力情况，单根钢丝绳最大受力11t，取1.5倍安全系数，查实用五金手册，选择卡环的

28、型号为弓形卸扣S(6)-M56型，额定起重重量为20t，大于11*1.5=16.5t，满足要求。5.7桥位焊接钢箱梁节段吊装到位后，及时安装定位匹配件，匹配件连接应保证箱口截面对角线尺寸、焊缝间隙及板面错位符合允许偏差要求，及时加焊码板固定。满足焊接要求后进行梁段环形焊缝的焊接。每完成一个梁段的安装，复测钢箱梁桥轴线、标高等数据，作为下一梁段安装控制依据。5.7.1焊前准备焊接前调整焊缝间隙及板面错位，满足焊接工艺要求。对焊缝区域除锈，清理水、油等污物。桥位焊接作业采取防风、防雨等保护措施。钢箱内设置有效的通风、除尘及24V低压安全照明设施。雾天或湿度大于80%时，采取火焰烘烤措施进行除湿。5

29、.7.2 焊接工艺根据焊接工艺评定，制定桥位焊接作业指导书，根据作业指导书进行焊接。5.7.3焊接检查每个梁段桥位焊接完成后，根据公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)中相关要求，对焊缝进行检查。检查内容包括焊缝外观质量与内在质量，检查方式采取目测检查、磁粉检查、超声波探伤检查与X射线检查等。5.7.4焊接变形控制措施焊接过程，不可避免产生一定的焊接变形。为减少焊接变形，拟采用下列方法进行控制：（1）制定合理的焊接顺序；（2）遵循对称焊接原则，由中间向两侧同步焊接；（3）保证焊接质量前提下，减少焊接热输入量，减少焊接变形；（4）采用刚性固定，控制焊接变形；（5）对适合采用反变形的焊缝，

30、采用反变形措施，抵消焊接变形；（6）对关键焊缝，焊后锤击，释放残余应力，消除焊接变形。5.8桥位防腐涂装桥位焊接完成后，对焊接区域采用风动或电动工具打磨除锈，除锈等级达到St3级标准。并按技术交底要求进行涂刷。对桥位现场油漆破损部位采用电动工具或砂纸打磨，按要求补涂。6.施工工期保证措施（1）组建精干、高效的项目组织机构，配足专业技术人员和各专业工种施工人员，保证施工需求。（2）健全各项管理制度，确保项目施工各环节、各专业、各工种之间的平衡协调，做到工厂加工与现场架设顺序一致，确保项目施工按计划实施。（3）做好物资机械设备供应，确保技术支持及后勤保障，确保工程不间断施工。（4）杜绝安全质量事故和返工返修，提高一次通过率。（5）合理安排施工，夜间施工时做好防护、设置警示标志，保证照明亮度满足需要。（6）专款专用，保证资金的及时供给，避免因资金短缺导致的待料停工。7. 施工质量保证措施（1）组建质量管理机构为确保质量目标的实现，成立质量管理机构。项目经理任组长，项目副经理和项目总工程师任副组长，质量检查员和相关部门