泗阳成子河大桥钢桁梁安装及安全专项施工方案1225.docx

1、泗阳成子河大桥钢桁梁安装及安全专项施工方案1225京杭运河泗阳县成子河大桥主桥钢桁梁现场安装专项施工方案施工技术方案编 制： 审 核： 批 准： 海波重型工程科技股份有限公司二零一二年十月十九日一、 编制依据1.1编制说明1）为保证全面履行工程承包合同，满足国家和地方有关规范、法律法规的要求，实现公司在施工阶段确立的各项目标，特制定本方案。2）本方案是公司实施项目目标管控的文件,也是公司指导项目实现项目总体目标的指导性文件。3）本方案是在项目中标后的施工准备阶段，公司针对项目确定项目管理目标，并组织公司各职能部门以及项目经理就如何实现目标进行策划。4）本方案是项目全过程实施阶段的纲领性文件，也

2、是公司为项目进行资源调配和提供服务、支持的依据。5）本方案根据公司投标阶段设定的预期目标、工程项目设计文件、工程承包合同、施工组织设计和法律法规要求编制。6）本方案结合海波重科的管理工作手册和项目的实际情况编写，各表格中内容未必详尽，应配合项目商务策划书和项目目标管理责任书等专项策划内容深化执行。7）本方案经各级领导签字确认后予以实施，成子河大桥工地项目部遵照执行。1.2编制依据1.2.1设计文件及相关文献京杭运河泗阳成子河大桥工程施工图设计建质2009【87】号文件1.2.2主要技术标准及规范表1.2.2-1 主要技术标准及规范序号标准、规范名称编号1工程测量规范GB50026-20072城

3、市测量规范CJJ8-993钢结构设计规范GB50017-20034公路桥涵施工技术规范JTG-TF50-20115公路工程技术标准JTGB01-20036铁路钢桥制造规范TB10212-20097公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件JT/T722-20088低合金高强度结构钢GB/T1591-20089桥梁用结构钢GB/T714-200810焊缝符号表示方法GB324-8811铁路钢桥栓接板面抗滑移系数试验方法TGJ2137-199012铁路桥梁钢结构设计规范TB10002.2-200513铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定JT329.2-9714钢结构工程施工质量验收规范GB50205-200115公

4、路工程质量验收评定标准JTGF80/1-200416低合金钢焊条GB/T5118-199517气体保护焊用钢丝GB/T14958-1994二、 工程概况2.1工程简介京杭运河泗阳成子河大桥是江苏省泗阳县横跨京杭运河的第一座钢桁系杆拱桥。图2.1-1 桥址示意图主桥为61.65m+152m+61.65m三跨连续钢桁架拱桥，桥面布置双向四车道两侧并考虑人非系统，桥面总宽32.5m，边中跨跨度比为0.4。两侧边跨为变高度桁梁，中跨为钢桁系杆拱，主桥结构采用自平衡体系。桁梁和拱肋下弦匀顺过渡连为一体。桥面系由混凝土桥面板与纵、横梁组成。图2.1-2 主桥布置图图2.1-3 全桥整体效果图2.1.1 工

5、程简介主桁由两片桁架组成，桁中心距25.7米，边跨采用有竖杆的三角形桁架；主桁拱肋采用变高度“N”形桁架。主桁、桥面系钢板除厚度50mm的焊接钢板采用Q345qE钢外，其余均均采用Q345qD钢；联接系（主桁上下平联、横联、桥门架、桥面系平联）钢板均采用Q345D钢，型钢均采用345C钢。钢材技术条件分别符合桥梁用结构钢（GB/T 714-2008）和低合金高强度结构钢（GB/T 1591-2008）的相关要求；高强度螺栓材质均为35VB的10.9级大六角头高强度螺栓；圆柱头焊钉材质为ML15Al。主桥截面布置有横联、门架、拱肋上下弦、平联等结构，拱肋和桥面结构采用吊杆连接。图2.1-4 主桥

6、桥门架处断面图图2.1-4 中间主桥横截面图2.1.2、主桁架杆件1）边跨和主跨钢桁梁边跨和主跨钢桁梁采用有竖杆的三角形桁式，上、下弦杆均采用箱形断面，下弦截面高1400mm，截面宽900mm。桁梁斜腹杆和竖杆均采用焊接“H”型断面和箱型截面，箱型截面高度为8001100mm，截面宽度为900mm，H型截面高度为600mm900mm，截面宽度为900mm；拱肋上下拱弦杆件均采用箱型截面，上下拱弦杆件具有相同截面尺寸，截面高1000mm，截面宽900mm。2）桥面系桥面系为纵横格子梁体系，由桥面系杆、横梁、小纵梁、挑梁组成。桥面采用预制桥面板和现浇混凝土相结合，与横梁和小纵梁组成钢混结合梁。桥面

7、横梁有箱型和H型结构两种，其中端横梁为箱型结构，最大截面宽度为1090mm，最大截面高度为2000mm；中间横梁为H型结构，最大截面宽度为600mm，最大截面高度为2000mm。小纵梁和桥面系平联均采用H型截面，小纵梁截面尺寸为300mm300mm；桥面系平联截面尺寸为400mm360mm。图2.1-5 桥面系各杆件平面布置图3）吊杆拱肋与系杆之间采用吊杆连接，吊杆纵向间距与主桁节间布置相同，全桥共34根吊杆，吊杆最大长度近32m。吊杆由不锈钢杆、锚具、减震块等配套设施组成。4）横联、门架及拱肋上下平联主桥拱肋设置拱肋上平联和拱肋下平联。拱肋上下平联采用“米”型平联，每两个节间设一组。拱肋平联

8、均采用焊接“H”型截面，主弦杆内侧预置“H”平联接头。平联的中间节点采用节点板散拼连接。全桥共设四处桥门架，A1E0(A1E0)间为端桥门架， A8E8（A8E8）间为支点桥门架。桥门架均为桁架结构，杆件均为焊接“H”型截面。每类门架的上下弦杆均不在同一平面内，需通过节点板弯折进行角度调整。5）高强度螺栓及圆柱头焊钉本桥栓接节点采用10.9级的M30、M24高强度螺栓连接副，其技术条件均应符合钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件（GB/T1231-2006）的要求；桥面系的纵横梁与混凝土板间连接件采用22mm圆柱头焊钉，焊钉材料为ML15Al，焊钉尺寸、化学成分、力学性能等应

9、符合2.2钢桁梁分段划分方案根据设计图纸所示构件连接方式，主桥钢桁梁共划分为36个节间，单个节间杆件的划分严格按照设计划分的杆件进行制造和安装；各类杆件编码对照表如下表所示：序号杆件名称施工图编码数量1下弦杆XnZ/Y522下弦E8节点杆件E8Z/Y43下弦E9节点杆件E9Z/Y44上拱弦杆件GSn685下拱弦杆件GXn366系杆XGn367斜腹杆XFn728竖杆Sn709横梁Hn7310小纵梁Zn36011桥面系平联QPn14412拱肋上平联SPn7013拱肋下平联XPn5114桥门架杆件QMnJn1015横联杆件HLn3116加劲弦横联JHn1117挑梁TLn14618上拱弦节点板AnJn

10、7019下拱弦节点板EnJn34主桥杆件节点编号如下图所示（仅示意17#墩侧）：上平联图2.2.1-1 钢桁梁单个节间杆件立体示意图表2.2-1 钢桁梁典型杆件参数一览表序号构件名称效果图构件概况1下弦杆下弦杆为箱型截面，截面尺寸为766017004224，单根最大长度为7.66m，单根最大重量19.6吨。下弦杆总数为56根。2系杆系杆为箱型截面，截面尺寸为756017001730，单根最大长度为7.56m，单根最大重量14.2吨。系杆总数为36根。3墩顶支座杆件E8杆件支座为变截面形式，截面尺寸为442516003060，单个重量19.7吨。总数为4个。4E9节点节点为变截面形式，截面尺寸为

11、566010005035，单个最大重量26.1吨。总数为4个上拱弦杆件上拱肋弦杆为箱型截面，截面尺寸为89461000900，单根最大长度为8.946m，单根最大重量7.52吨。上拱肋弦杆总数为68根。4下拱肋弦杆下拱肋弦杆为箱型截面，截面尺寸为960012001000，单根最大长度为9.6m，单根最大重量14.96吨。下拱肋弦杆总数为36根。5斜腹杆、竖杆（箱型）箱型斜腹杆、竖杆截面尺寸为161501000900，单根最大长度为16.15m，单根最大重量21.9吨。杆件总数为12根。6斜腹杆、竖杆（H型）工字型斜腹杆、竖杆截面尺寸为90090014500，单根最大长度为14. 5m，单根最大

12、重量10.87吨。杆件总数为134根。7端横梁（箱型）箱型横梁型截面尺寸为2570011902000，单根最大长度为25.7m，单根最大重量24.6吨。箱型横梁总数为2根。8中间横梁（H型）工字型横梁型截面尺寸为257008002000，单根最大长度为25.7m，单根最大重量14.4吨。工字型横梁总数为71根。9桥面系平联、拱肋上、下平联、加劲弦横联、桥门架、横联杆件为工字型截面，截面尺寸为52047024620，单个最大长度为24.62m，单根最大重量4.1吨。杆件总数为388根。10小纵梁小纵梁为工字型截面，截面尺寸为3160400300，单个最大长度为3.16m，单根最大重量0.34吨。

13、小纵梁总数为360根。11梁端人行道挑臂梁端人行道挑臂为工字型截面，截面尺寸为2500990706，单个最大长度为2.5m，单根最大重量0.79吨。挑臂总数为4根。12人行道挑臂人行道挑臂为工字型截面，截面尺寸为2500400706，单个最大长度为2.5m，单根最大重量0.31吨。挑臂总数为142根。图2.2.1-2 钢桁梁主跨杆件各节间最大重量吊装重量分布图三、 总体施工部署3.1施工要点分析1）施工线形控制难度大，钢桁拱结构受力较复杂，。荷载在主桁各杆件之间的分配不明确，控制两片主桁的线形难度大。2）合拢点多，合拢位移调整难度大。本桥为两片主桁空间结构，合拢口杆件较多。如果按照理论杆件尺寸

14、合拢，则需将多个杆件对应的位移点同时调整到位，当对某点进行位移调整时，则其余的各个点也受到影响，合拢实施的难度大。3）主墩支座反力大，墩顶布置难度大。4）本桥边中跨比仅为0.4，主拱悬臂施工时，为满足抗倾覆稳定要求，边跨则需进行压重，压重工作量大。5）航道使用受到限制，本航道为黄金航道，航运繁忙，施工作业与航运之间的矛盾十分突出，航道维护和占用问题，对大桥施工方案的选择、工程进度均有较大影响。并且施工期间安全防护要求高。3.2总体施工方案根据上述的钢桁拱架设技术难点，并结合本桥的结构特点，本工程总体施工方案如下：1）主桥上部钢梁从两侧边支点向跨中安装，先安装17#-18#墩侧边跨主结构所有构件

15、，接着安装19#-20#墩侧边跨主结构所有构件，再安装中跨钢桁拱和吊杆，实现钢桁拱跨中合拢后，安装临时系杆，形成系杆拱受力体系，最后用桥面吊机安装中跨系杆和桥面系杆件。2）边跨采用临时支墩辅助向中跨方向悬臂架设，中跨采用扣塔辅助悬臂架设，最后中跨合拢的总体架设顺序。中跨钢梁施工时，以单根杆件为吊装单元先安装合拢主拱，再以单根杆件为吊装单位安装中跨系杆和桥面系杆件，合拢时采用主墩起顶（边墩不起顶）与扣塔调索相结合的综合合拢方法。3）边跨杆件的吊装采用汽车吊进行吊装作业，中跨杆件的吊装采用两台设置在主桥桥墩附近型号为D1500-63或更高一级的D1250-80的大型塔式吊机进行。中跨桥面系杆件的吊

16、装采用桥面吊机进行吊装。4）钢梁悬臂安装期间采取在边跨进行压载配重方式平衡悬臂端倾覆力矩，保证倾覆安全系数大于1.3，压载分别布置在边跨前两个节间内的桥面系杆件上。5）中跨钢桁拱悬臂安装期间在A8和A8节点顶部各安装一座扣塔，设置两对斜拉扣索，控制结构内力和减小悬臂端下挠量。6）中跨钢桁拱采取在无应力状态下合拢，合拢顺序为：下拱弦上拱弦斜杆平联，先利用临时合拢绞实现钢桁拱上下弦的快速合拢，解除E8活动支座的临时固定措施后，再合拢其他杆件。7）钢桁拱合拢后再中跨安装临时系杆，完成初张拉后，将中支点调整至设计标高，逆序拆除斜拉扣索及压载配重系统，用桥面吊机从边跨向中跨逐节间安装中跨系杆和桥面系杆件

17、。8）钢梁安装前绘制杆件安装顺序图，制定完善高强度螺栓施拧工艺，并严格进行试验，确保钢梁安装施工质量。9）钢梁线形主要由工厂加工质量来保证，现场安装线形主要通过控制节点栓接的重合率来保证，利用19#墩墩顶布置，通过钢梁整体纵横移和调整中支点高差的方式精确定位中支座和调整中跨合拢误差。10）施工期间通过建立健全安全管理体系，完善安全保证措施，积极配合航道管理，强化作业人员安全防范意识，确保施工作业与航运安全。3.3施工总平面布置3.3.1施工平面布置原则1）根据钢桁拱杆件安装施工工艺确定构件堆场具体位置。2）根据总包总平布置及施工进度安排合理布置施工区域。3）构件运输、堆放、倒运方便，确保道路安

18、全、通畅，吊装顺畅。4）考虑施工期水位及气象情况，确保施工期安全。3.3.2安装场地布置在运河两侧河滩内分别设置储梁区，以供成品钢桁梁的存放。安装时利用平板车直接运输至起吊地点。该桥拟采用吊装方案是：主要采用型号为D1500-63塔吊吊装，该型塔吊最大起吊高度85m、臂长80m。最大吊重63t,最远端吊重15t。两台塔吊布置为：18号墩侧塔吊布置在18号墩主墩旁，19号墩侧塔吊布置在19号墩附近的永久性防撞墩上，前后覆盖全桥。杆件存放场地应根据全桥施工平面、结合桥址地形、交通运输、架梁方法及使用机械等因素合理选择。存放杆件场地面积根据杆件大小、数量、存放时间、装卸机具等确定，一般每吨钢料堆存面

19、积按12m2计算。存放杆件的地面应略加平整并适度压实，然后按存放杆件的布置图安放枕木或其它材料形成存放台座，将运至工地的杆件对号入座。吊卸杆件的机械可用汽车吊机，也可采用几种吊机互相配合使用。场地四周应排水良好，并应设于汛期最高水位以上，确保材料机具的安全。其场地布置图如下：3.4施工工艺流程3.4.1施工工艺流程主要施工工艺流程图见图3.4.1配重拆除3.4.2主要施工步骤图步骤一：安装边跨临时支墩，汽车吊就位，吊装E0-E1节点弦杆及桥面系杆件；步骤二：继续吊装E0-E1节间竖杆和斜腹杆；步骤三：继续吊装E1-E2节间的下弦杆和桥面系杆件；步骤四：按照上述顺序继续吊装E2-E3节间的杆件；

20、步骤五：吊装至E5-E6节间，其中E6节点采用悬臂拼装；步骤六：吊装18#墩墩顶E8节点杆件，以及下弦杆件，边跨初步合拢；同时，另一侧边跨支架安装，吊机就位；步骤七：17#-18#墩继续吊装；另一侧18#-19#墩参照上述吊装顺序开始吊装；步骤八： 17#-18#墩继续吊装至E9节点；18#-19#墩吊装至E4节点；步骤九：18#-19#墩吊装基本完成合拢；步骤十：两侧塔吊完成安装和调试工作；步骤十一：利用塔吊将18#-19#墩剩余杆件吊装至E9节点；步骤十二：继续吊装中跨桁拱杆件至合拢前状态；步骤十三：利用环境温度变化和上、下弦杆合拢临时绞等辅助措施完成桁拱跨中合拢；步骤十四：将支点调整到设

21、计标高；步骤十五：用桥面吊机安装中跨系杆和桥面系杆件，直至中跨系杆合拢；步骤十六：桥面铺装和附属设施施工，交工验收；3.5 杆件运输方式主桥边跨所有杆件及中跨部分杆件采用陆路运输至桥位，采用汽车吊卸车，存放至预定的存梁区；其余中跨杆件均由水上运输，用安装在18#、19#主桥墩旁的大型塔吊卸船，直接存放至预定的存梁区域。1）边跨临时支墩定位好后，用汽车吊进行杆件吊装，再通过临时支墩顶部的千斤顶进行精确定位。2）中跨钢桁拱杆件用驳船运输到塔吊作业指定位置后，抛锚定位，垂直起吊。3）中跨钢桁拱合拢后，安装、张拉临时系杆，拆除斜拉扣挂系统和边跨配重，将中跨系杆和桥面系杆件通过布置在桥面板上方的轨道运输

22、系统，运输到安装位置，再利用桥面吊机进行吊装、定位。3.6 施工组织管理根据总包方针对本桥的总体施工进度计划，主桥上部钢梁安装共分为三个施工时段进行。第一时段安装边跨17#-18#墩之间的杆件；第二时段安装边跨19#-10#墩之间的杆件；第三时段由边跨向中跨对称安装中跨18#-19#墩之间的杆件；结合上述实际情况，主桥两个边跨施工时拟采用一个安装作业队和一个高强螺栓施拧作业队；主跨施工时，南北岸各安设一个安装作业队和一个高强螺栓施拧作业队，分别负责南北两岸大型临时工程施工、上部钢梁安装、高强螺栓施拧等工作。施工组织管理体系如图3.6所示：3.7 施工进度及节点工期施工进度计划编制说明：1）以合

23、同工期要求为前提，结合本工程设计技术规范及现场安装方案组织生产，满足总包方计划要求。2）按施工工艺、安装流程、资源配置状况并就环境因素对工程进度影响进行了补偿，特别是风雨天气及运输条件对施工的影响。3）配置充裕资源，完全满足合同工期的要求，并能随时响应总包调整工期的指令。主桥上部结构计划于2012年12月开始厂内制造，2013年2月初开始现场安装，2013年8月底完工，安装工期7个月，扣除雨天和大雾等恶劣天气的影响，实际有效工作日不足170天，工期十分紧张。主桥上部结构施工划分为五个阶段，各阶段主要工作内容和节点工期如下：1）施工准备：主要工作内容有大型临时工程施工、施工专用设备加工制作和租赁

24、、大型塔吊安装调试、临时支墩架设、钢梁加工制作及施工技术方案准备等，时间为2012年10月2012年12月。2）边跨安装：主要工作内容有汽车吊进场及桥面吊机安装调试、边跨桁梁安装、压载配重系统安装等，时间为2012年12月2013年4月。3）中跨钢桁拱安装：主要工作内容有中跨钢桁拱安装、合拢、吊杆安装、斜拉扣挂系统安装、钢桁拱线形控制等，时间为2013年3月2013年5月。4）中跨系杆、桥面系杆件安装：主要工作内容有临时系杆施工、斜拉扣挂及配重系统拆除、中跨系杆安装等，时间为2013年5月2013年7月。5）桥面系施工：主要工作内容有桥面板安装、附属工程施工等，时间为2013年7月2013年8

25、月。四、 主要施工方案4.1施工准备4.1.1施工工艺流程1）根据钢梁施工设计图，结合桥位处水文、气象资料编写施工组织设计及实施细则。2）检查工厂试拼记录，包括钢梁轮廓尺寸、节点栓孔重合率、杆件编号及重量、杆件发送表及拼装部位图。3）绘制杆件安装顺序图。4）完成测量控制网点加密，复测各墩（包括临时墩）平面位置及墩顶高程，完成各墩墩顶布置。5）对各墩墩顶布置和临时墩的连接情况、稳固性、可靠性做一次全面检查，并做好记录。6）完成高强度螺栓质量检验，施拧工艺试验及扳手标定等。7）完成即将安装杆件摩擦面摩擦系数试验。4.1.2施工工艺流程1）完成临时栈桥、临时支墩、存梁区及起重设备的安装调试。2）完成

26、施工人员上岗前技术、安全培训，组织施工技术交底。3）完成吊运机具、索具准备。4）完成现场安装防护措施，并组织检查验收。4.2杆件进场验收及存放4.3.1进场运输构件在专业工厂加工制作，进行试拼装，检验合格后，通过水路、陆路运至施工现场，工程前期在大型塔吊未安装并调试前，先利用设在存梁区附近的汽车吊进行杆件的卸车；待布置在两岸主墩旁的两台大型塔吊安装调试完成后，便可通过大型塔吊及逆行运输杆件的现场转运和装卸工作。杆件运输时应注意以下几点：1）杆件应根据现场安装进度要求分期、分批进场。2）杆件运输过程中应平顺放置，支撑牢固可靠，防止变形措施到位。 3）现场卸船时应核对杆件重量，确保吊具、卡具、机械

27、有足够的安全度，防止发生意外事故。4）起吊杆件时，根据杆件的类形，分别使用专门设计的卡具、吊具与杆件接触的棱角应加垫胶皮，防止钢丝绳刻痕，吊装时杆件两端应拉缆风绳，防止碰撞。5）运输过程中应防止摩擦面划伤和污染。4.3.2存放构件存放应注意以下几点：1）根据构件结构形式、安装顺序、出厂编号分类堆放后安构件不影响先安构件出运。 2）杆件堆放场地应平整稳固、排水良好。3）杆件底与地面应留有1025cm的净空。4）杆件支点应设在自重作用下，杆件不致产生永久变形处。同类杆件多层堆放不宜过高，各层间垫块应在同一垂直线上。5）对主桁弦杆、斜腹杆、竖杆应将其主桁面内的板竖立，纵、横梁将腹板竖立多片排列时应设

28、支撑，用螺栓把各杆件彼此连接。4.3.3杆件验收及缺陷处理钢梁进场后，应按设计文件及泗阳成子河大桥钢梁制造规程对工厂提供的技术资料和实物进行检查核对，对杆件的基本尺寸、偏差、扭曲、焊缝开裂以及由于运输和装卸不当造成的损伤、油漆等进行详细检查登记造册，经监理签认后按规定处理。 1）检查钢梁试拼记录。2）检查焊缝检验记录。包括杆件冷热矫后无裂缝的检查资料。3）根据构件出厂发货清单对进场杆件节点、连接板、拼板等数量进行核对，避免出现遗漏和不一致。4）检查主弦杆、斜腹杆、竖杆和纵、横梁外形尺寸公差，对弦杆端头、节点板和拼板覆盖范围的宽度、杆件边缘和孔边飞刺、磨光顶紧部件公差、节点连接处板面出厂时的摩擦

29、系数做重点检查，保证表面摩擦系数不小于0.55。5）对杆件的结构形式进行验收。检查到场杆件是否符合设计的截面尺寸、长度、及板厚等对杆件的线形进行检查验收。6）主桁弦、斜腹杆、竖杆、横梁及轻轨纵梁外形容许公差不得超过“制梁规程”的成品质量标准。为保证节点磨擦力，第一批杆件进场后应对主桁杆件端头宽度及工字断面竖板填板厚度全部进行复测并做好记录。若由于杆件拼接处的宽度或板厚度不等造成拼装缝大于2mm者，需加垫经过摩擦面处理的填板。缝隙2mm者，要求将宽杆件或厚板的端头磨成1：10的斜坡，然后再进行节点拼接。经过第一批实测主桁杆件拼接处宽度、“工”字型断面竖板、填板厚度的公差后，分析是否会因板厚公差造

30、成大于2 mm的拼装缝隙，然后再决定其他各批钢梁是否需要实测上述板厚问题。7）钢梁杆件在拼装部位有毛刺、焊接飞溅等应予以铲除。杆件在运输吊装作业过程中造成的局部变形，不影响杆件质量的可用锤击或千斤顶作冷调整，锤击时应垫衬板，不得直接击打钢板，但矫正作业须经监理批准，并作好记录。缺损严重的，不能采取工地矫正措施的应返厂处理。4.4塔吊安装施工4.4.1塔吊基础施工本工程共2个塔吊，分别安装在18#、19#主桥墩承台傍边，其中18#桥墩位于陆地上，19#桥墩位于运河中，离岸边约15米；如下图所示：18#桥墩处的塔吊可采用常规的塔吊基础施工方案，即固定式塔式起重机基础；基础作为保证塔式起重机安全使用的必要条件，采用整体钢筋混凝土结构，如下图所示，基础的基本要求如下：1）基础下土质应坚固夯实，混凝土强度等级不得低于C35，地耐力不小于0.23MPa；2）混凝土基础的长度为950