交通运输E匝道桥钢箱梁运输吊装和安装专项施工方案使用版Word下载.docx
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制作段
长(mm)
宽(mm)
高(mm)
重量(T)
数量
A节段(13-14号墩之间)
37000
10500
1800
221.5
1
B节段(14-15号墩之间)
37500
1.3、周边环境
1、钢箱梁制作加工工厂位于三明市永安市,钢箱梁运输路线长,同时要穿过城区,道路状况差等给运输过程造成极大困难。
2、翁墩互通区位于三明市工业园区,该联钢箱梁为上跨三明北连接线,工业园区和上下高速公路车辆较多,交通流量大,现场吊装作业组织难度大。
3、钢箱梁位于长深连接线通往陈大镇及工业园丁字路口附进,交通复杂。
第二章编制依据及说明
2.1、工程建设文件
1、国道205线三明市区过境段翁墩互通E匝道桥钢箱梁部分施工图;
2、国道205线三明市区过境段A1合同段建设合同。
2.2、工程主要施工及验收规范标准
1、《中华人民共和国工程建设标准强制性条文-城市建设部分》(建标【2000】2002号)
2、《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
3、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)
4、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)
5、《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81-2002)
6、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
7、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)
8、《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》(GB50212-2002)
9、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)
10、《建筑施工安全检查标准J》(GJ59-1999)
11、《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)
12、《建筑施工高处作业安全技术规范》(GJG80-1991)
13、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004
2.3、编制说明
1、本方案按照业主有关文件的规定和要求进行编制,为工程施工提供较完整的纲要性文件,用于指导钢箱梁施工全过程。
2、若施工过程中出现重大设计变更或其他原因造成的调整,则该方案作出相应的修改和补充。
第三章施工总体部署
3.1、施工部署原则
因钢箱梁制作、吊装和安装工期紧,项目部从前期策划、工料机安排、过程管理、交通组织协调等几个方面入手,集中力量,精心组织,以求在最短的时间内创出最优的产品。
采用先进、合理、适用的新技术、新工艺、新材料,加快工程进度,提高工程质量,组织施工,穿插作业,重点部位抢工;
该工程施工作业量大面广,吊装、焊接、防腐等专业施工必须相互配合相互协调共同开展。
工程施工工期紧迫,在施工期间各专业施工应抢工作业;
各专业和施工段要平行流水作业,以达到构件预制、吊装、校正就位、焊接、防腐和辅助设置搭卸等各环节之间互创施工条件,确保工程按期投入使用。
执行《建筑法》和《建设工程质量管理条例》等各项法律法规和规范性文件的要求,确保施工目标圆满完成。
1、编制施工进度计划
分解工程进度控制计划,编制施工作业计划;
认真落实施工资源供应计划,严格控制工程进度目标;
协调各施工班组之间关系;
收集工程进度信息,做好工程进度跟踪监控工作,采取有效控制措施,保证工期进度目标。
2、编制施工质量控制实施细则
分解施工质量控制目标,建立健全施工质量管理体系;
认真确定分项工程质量控制要点,落实其质量控制措施;
跟踪监控施工质量,分析施工质量变化状况;
采取有效质量控制措施,保证工程质量目标。
3、施工关键节点
⑴、E匝道桥第五联钢箱梁厂内制作加工,已于2015年11月完工,11月20日全部进场。
⑵、E匝道桥钢箱梁节段焊接成型,现场吊装,吊装时间计划2016年1月10日-2016年1月15日。
(3)、钢箱梁现场焊接剪力钉、钢护栏施工、压重混凝土施工、防腐喷漆、桥面铺装施工等附属工程施工完工工期2016年1月25日。
第四章钢箱梁吊装安装施工方案
4.1施工顺序
4.1.1B节段(14-15#墩)施工
施工准备(拆除护栏、监控设备、电缆线、施工便道、改移道路)地基处理B节段临时基础施工B节段部分钢管桩施工B节段钢箱梁移位至吊装地点起吊B节段钢箱梁临时支撑于墩柱上、固定B节段中支墩钢管桩、分配梁安装道路改移(下高速方向改至B节段桥下)
A节段施工。
4.1.2A节段(13-14#墩)施工
临时基础地基处理A节段临时基础施工(中支墩除外)A节段钢管架安装板车运A节段梁至桥下移动A节段至吊装位置起吊A节段钢箱梁临时支撑于墩子上、固定中支墩钢管桩安装调整预拱、测量复核焊缝对接拆除临时支架对称灌注压载混凝土。
4.2支架及基础施工
1.根据总体吊装方案,支架体系的安装贯穿于钢箱梁吊装前后,即首先安装B节段15#小里程,14#大里程钢管桩支架,待该跨钢箱梁吊装完成后安装该跨中支墩支架体系。
其次安装14#小里程、13#大里程钢管桩,吊装A节段钢箱梁,最后施工第14跨中支墩支架体系。
2.中支墩支架体系为后装,考虑的难度及后期预拱度调整,在分配梁上面预留45厘米,采用4台100吨千斤顶调整标高。
3.临时基础尺寸7*2.5*0.3米,采用C20混凝土,底部布设一层Φ12钢筋网片,钢筋间距20*20厘米,平面布置图。
4.3、钢箱梁运输吊装和安装方案
4.3.1、吊装设备的选择及支腿地基承载力验算
1、吊装设备的选择
为保证吊装平稳及就位方便,每个分段均采用两台500T吊车吊装。
现场桥面离地面高为8m--9m。
经对起重吊机性能研究,并根据分段重量和吊装位置,项目部拟采用两台500T主臂加超起进行吊装。
QAY500T全路面起重机的基本性能参数如下表所示。
注:
R为工作半径,L为吊臂长度。
QAY500T全路面起重机细部尺寸如下图所示。
QAY500T全路面起重机细部尺寸图
2、吊车起吊受力分析及地基承载力验算
吊车起重受力简图
吊车起吊受力分析按一段钢箱梁222T起吊工况受力计算。
根据上表起重吊机主臂取值31.7m,起吊半径在0~12m范围内,按最不利半径12m验算;
根据吊车细部尺寸图看出,主臂支点到支腿最短距离(最不利)为4.07m;
起吊高度最高在11m时起重主臂与翼缘板边缘净宽为2.25m。
吊车起吊时脚下垫板取值3.0m×
2.0m=6㎡。
因起吊臂O点为铰接,则在该点产生的正负弯矩之和为零,
M1=G×
12mM2=F1×
4.07m
因M1=M2,所以
F1=222T×
10N/Kg×
12m/4.07m=6545KN
每支脚受力为6545KN/2=3272.5KN。
则每支脚产生压强P=3272.5KN/6m2=545KPa
经过对翁墩互通区钢箱梁吊装现场调查,起重吊车主要停支在长深高速公路连接线上和物流园水泥路上,经现场试验,吊车停放位置地基承载力≥550,能够满足承载力要求。
现场场地状况如下图所示。
起吊B节段1#吊车位置
物流园道路现场场地状况
起吊B节段2#吊车位置
方案1:
起吊A节段1#2#吊车位置
2#吊车起吊位置
方案2:
起吊A节段1/2#吊车位置
4.3.2、工程特点、难点及对策
1、本工程为大跨径连续钢箱梁,大型钢箱梁分段制作、运输、吊装和安装难度均较高,节段起吊最大长度为37m。
同时,现场装配、焊接工作量极大。
为此,钢箱梁从工厂制作开始就控制分段尺寸,确保分段尺寸符合工地安装的要求,并在运输等环节采取措施,保证分段在运输中不变形。
2、钢箱梁吊装时,要拆除长深高速公路三明北连接线一定区域范围内的波形护栏、限速牌及监控设备等。
3、施工现场交通流量大,均存在交通组织难度大,危险性大等特点。
4、移梁距离较远,吊装吨位大,回转半径大等。
4.3.3、吊装和安装时间安排
根据业主工期要求和目前施工进度情况,预计钢箱梁运输、吊装和安装时间在2016年1月2~2016年1月19日,共18天。
具体时间安排
部位
工序
天数
日期
备注
B节段
施工准备
3
2016.1.2-2016.1.4
拆除护栏、监控、电缆线、改路
基础施工
2016.1.5
钢管桩施工
2
2016.1.6-2016.1.7
移梁吊梁
2016.1.8-2016.1.9
A节段
2016.1.10
同时施工B节段中支墩支架
2016.1.11-2016.1.12
运梁至桥下
2016.1.13
吊装
2016.1.14-2016.1.15
中支墩施工
2016.1.16-2016.1.17
预拱标高调整
2016.1.17
合拢焊接
2016.1.18-2016.1.19
4.3.4、钢箱梁运输、吊装和安装施工准备
1、技术准备
我部已安排具有多年类似工程施工经验的人员详细审阅图纸,与设计院联系沟通,明确有关问题,做好施工图图审工作。
在开工前编制施工技术方案,编制详细的施工工艺,并向施工技术人员进行技术交底,使其严格按照工艺施工。
2、物资准备
根据工期要求和生产需要,合理进行资源配置,如下表所示。
序号
类别
型号
汽车吊车
500吨
2台
25吨
加500T超起吊垫脚板
钢丝绳
56#
8条
4
起重指挥
1人
5
司索工
4人
吊车机长
辅助人员
10人
⑴、起重机和相应的吊钩、钢丝绳、卸扣必须检验完好。
⑵、临时支墩、脚手架、安全网等搭设并检查合格。
3、场地基础、道路准备
⑴、场地基础
吊车支腿位置达不到要求时要进行加固处理。
场内运输道路提前修复,水沟及地基松软部位采用碎石土回填压实。
⑵、道路准备
钢箱梁运输过程中,由交警部门协助运输,保障钢箱梁运输安全。
因施工位于三明北高速与物流园交叉口,道路车流量极大,现场吊装作业时,车辆进行绕道行驶。
4.3.5、钢箱梁运输
1、钢箱梁A节段位于架设位置约45米,将箱梁运至桥下有两种方案:
一、通过板车运输(全封闭道路时间较短,约1小时);
二、吊车倒运(全封闭道路时间较长,需到三次吊车,约6小时)。
2、板车运输
钢箱梁节段运输车宽3.0m,箱梁底板宽6.5m,因此钢箱梁节段运输时,采用底板下垫方木或木板(竹胶板);
底板较宽,节段装车时,需在底板下增设横向支撑构件保证运输过程中的稳定性,拟采用14#工字钢作为横向支撑构件,间距1.5m。
并在车与横向支撑构件、横向支撑构件与底板间增设木板(竹胶板)。
钢箱梁节段运输前必须采用钢丝绳、手拉葫芦等锚固工具进行封车,保证钢箱梁节段运输过程中的稳定性和安全性。
3、直接采用吊车移梁
4.3.6、钢箱梁节段吊装
1、运输、起重设备基本参数
设备名称
设备尺寸(m)
500T汽车吊
长×
宽=18.37×
3.0m
作业宽=6.3~9.6m
支腿宽度
钢箱梁节段运输车
宽=30.0×
差运输车参数
拖板长=27.0m
钢丝绳(起吊)
D=56mm,L=10m
有效长度7米
钢丝绳卡环
卡销直径d=140mm
吊耳
厚2.4*2cm
两侧绑焊
(1)、注意:
吊装作业半径不得大于12m,主臂长度为31.7m,配重≥165T,起吊过程中支腿全部打开。
⑵、500T汽车吊、钢绞线卡环、吊耳大样图
2、钢箱梁节段吊耳定位
(1)B节段钢箱梁节段采用8个吊耳起吊,吊耳位置选择在梁端约4米位置,焊接在腹板和横隔板交叉位置顶板上。
吊索与水平面夹角45°
~60°
为宜,最小不得小于30°
。
A节段钢箱梁节段采用8个吊耳起吊,吊耳位置选择在梁端约10米位置,焊接在腹板和横隔板交叉位置顶板上。
2吊耳顶板焊接示意图,(在现有吊耳基础上加固,具体加固措施见交底。
材质必须为16Mn)
(3)、E匝道钢箱梁节段吊点布置图
1.A、B节段吊点布置(方案1)
吊点位置横隔板两侧每隔25cm加焊顶板至底板通长的肋板,每侧各加3道,肋板长为顶板至底板高度,宽23cm(腹板和矩形肋间间距,分别与腹板和矩形肋焊接),板厚2cm。
2、A节段吊点布置(方案2)
3、钢箱梁节段起吊受力验算
E匝道37m钢节段验算
吊点布置大样图如下。
因该节段重222T,每个吊耳垂直方向所受力F=222×
10/6=370KN(八个吊点取6个进行验算)如下图所示。
1、顶板与吊耳受拉验算
因与钢箱梁顶板焊接的吊耳角焊缝长度250*2+280*2=1060mm,角焊缝厚度要求≥12mm,计算取12mm。
吊耳与顶板采用周边通常焊接,起吊状态吊耳存在垂直方向的拉应力σ和沿顶板纵向的切应力τ。
最大正应力σ=F/(hf×
∑lf)=370/(0.012×
1.06)=29.09MPa
<[σ]=135MPa。
吊点在一定高度时,吊耳距吊点水平距离越长,S、N越大。
水平距离为4.37m时,切应力最大为
τ=N/(0.7hf×
∑lf)=Fcotα/(0.7hf×
∑lf)
=370·
cot[arcos(4.37/8)]/(0.7×
0.012×
1.06)
=36.98MPa<[τ]=80.0MPa。
⑵、吊耳受剪强度验算
吊耳受剪示意图如下图所示,受剪板厚24*2cm,最薄边缘8cm。
τ=S/A=F/(sinα·
A)
=370/(0.838×
0.08×
0.024*2)=115MPa<[τ]=180.0MPa。
⑶、起吊卡环、绳卡受力验算
1、起吊卡环验算
卡环所受荷载为S=F/sinα=370/0.837=442KN,查《路桥施工计算手册》(周水兴等编)P486表15-14所述知,Qb=40d12,则d1=
取Qb=S代入,横销直径d1==105.0mm。
本次吊装所用卡环撗销直径d=140mm>105.0mm,因此验算满足要求。
②、绳卡验算
绳卡采用骑马式,参数如下所示。
钢丝绳公称直径(mm)
各部尺寸(mm)
螺母(GB52-76)U
A
B
C
R
H
56
88.5
69.0
157.0
30.0
214.0
M30
查《桥梁施工常用数据手册》(张俊义编)P980表13.2-10知,钢丝绳直径d=42mm,绳卡数量为6个。
本次吊装采用钢丝绳直径d=56mm,绳卡数量取8个,补加安全弯绳卡共计9个。
绳卡间距为30cm,安全弯满足≥50cm要求,如下图所示。
⑷、钢丝绳受力验算
钢丝绳破坏拉断力Sb=0.5d2=0.5×
562=1568KN
钢丝绳内力S=442KN,因S远远小于Sb,钢丝绳受力满足要求。
⑸、其他
起吊过程中钢箱梁节段整体刚度和稳定性、吊车滑轮组内力等经分析均能满足吊装要求。
4、吊装钢丝绳长度确认
钢丝绳吊装有效长度、总长、起吊角度等必须详细确认,确保各节段吊装钢丝绳均匀受力和吊板水平。
根据吊装需要的钢丝绳长度为8.0m,在满足吊装钢丝绳水平角度要求的前提下,各节段按水平投影最长钢丝绳有效长度为8m进行模拟计算。
钢丝绳有效长度、总长如下。
⑴、13#~14#间37m钢箱梁节段吊装如下图所示。
钢丝绳数据如下表所示。
名称
起吊角度
(°
)
有效工作长度
(mm)
总长
57
8000
10000
1、按C钢丝绳(有效最长)有效长度12.0m进行计算。
2、钢丝绳弯头等考虑50cm。
3、绳卡考虑单头。
1000
D
5、钢箱梁节段吊装:
方案1A节段板车倒运后起吊,B节段先移动后起吊
钢箱梁分段在施工场地拼装完毕后,通过大型平板车运输至吊装位置。
将吊车钢丝绳一端的卡扣装在分段吊环上,稍微上提使钢丝绳两侧吊点轻微滑移,尽量保证吊点两侧钢绞线均匀承受起吊荷载。
检查确认无误后开始起吊,待整个节段吊离平板车高度10~20cm时,观察吊车和梁的受力情况,确认无误后慢慢起吊并进行横移架设。
测量人员核对标高无误、钢箱梁节段锚固牢固后,吊车才能松钩。
钢箱梁吊装时,先吊装第五联B节段钢箱梁,而后吊装A节段钢箱梁。
节段吊装均先测量放样,定出吊车、运输车停放位置。
(1)先移14~15#跨钢箱梁至起吊位置,再移动吊车至如下图所示位置起吊:
(2)13-14#钢箱梁采用板车通过运梁通道运至桥下起吊位置,移动吊车至下图位置起吊:
方案二:
B节段不变、A节段改变吊点位置及吊车位置:
本方案优点:
可以减小吊车起吊回转半径,增大起吊重量。
缺点:
起吊后方向旋转较困难,需增加牵引设备控制方向。
4.3.7、工地焊接施工
1、工地焊接作业的主要内容
⑴、钢箱梁接口匹配件连接、接口对接错边量调整。
⑵、钢箱梁接口环缝焊接。
⑶、矩形肋的嵌补段的拼装、焊接。
⑷、翼缘板现场焊接部分。
⑸、钢箱梁的工地焊缝及损伤部位的除锈和补涂装,以及钢箱梁外表面最后一道面漆的涂装。
⑹、护栏、顶板剪力钉、桥面铺装等附属设施安装。
2、钢箱梁工地施工工艺流程
钢箱梁工地施工工艺流程如下图所示。
钢箱梁工地施工工艺流程图
3、钢箱梁节段间接缝拼接
钢箱梁节段吊装就位,先采用吊车进行粗调,使节段间接缝基本吻合;
再利用手拉葫芦和螺栓板精调。
螺栓板吊装前进行定位焊接。
螺栓板大样及安装位置示意如下图所示。
螺栓板大样图
螺栓板安装定位大样图
钢箱梁节段拼接精调立面图
钢箱梁节段拼接精调平面图
钢箱梁节段拼接底板焊接采用安全爬梯搭设简易支架作为作业平台。
5、工地焊接的焊接方法及工艺
焊接部位
焊接方法
工艺措施
顶板
CO2气体保护半自动焊+埋弧自动焊
底部贴陶质衬垫的单面焊双面成形工艺,CO2气体保护半自动焊接,埋弧自动焊填充和盖面焊接。
底板
腹板
CO2气体保护半自动焊
背面贴陶质衬垫,双面焊,第二面焊前清根,采用药芯焊丝ER50-6Ф1.2。
⑴、工地环缝焊接方法和工艺措施
每条环对接缝的焊接顺序:
顶(底)板定位加强焊——顶(底)板、纵腹板对接缝焊接——纵肋(矩形肋)嵌补段对接缝焊接——纵肋与顶(底)板、纵腹板的角焊缝焊接。
所有环缝全部采用马板定位焊接,顶板、底板和外底板焊缝焊接时焊缝的接头尽量避开十字接头部位,CO2气体保护半自动焊焊接时的道间打磨干净,避免夹渣等缺陷的产生,各部位所采用的焊接工艺如下图所示。
工地环缝焊接方法及工艺工艺流程图
①、底板、顶板对接焊缝采用单面焊双面成型工艺,坡口型式为V形。
CO2气体保护半自动焊配ER50-6Ф1.2O电焊焊接,埋弧自动焊配H10Mn2Ф5.0焊丝、SHJ101焊剂焊接。
②、底板对接焊缝采用单面焊双面成型工艺,坡口型式为V形,CO2气体保护半自动焊配ER50-6Ф1.2O焊丝焊接。
③、腹板对接焊缝采用X型坡口,CO2气体保护半自动焊焊接,焊接位置为立位,焊接时后焊侧加垫陶质衬垫,后焊侧焊接前清除陶质衬垫,气刨清根并打磨,配ER50-6Ф1.2O焊丝焊接,确保熔透。
④、矩形肋肋嵌补段焊缝采用CO2气体保护半自动焊配ER50-6Ф1.2O焊丝焊接。
⑤、先焊接矩形肋对接焊缝的拐角处焊缝,焊后将端部打磨成
1:
4斜坡;
⑥、再焊接矩形肋对接的立位和平位焊缝,并将焊缝端部修磨,不影响角焊缝的焊接;
⑦、最后焊接嵌补段矩形肋角焊缝。
⑵、焊接顺序及其他要求
为减少因焊接而产生的附加应力、焊缝残余应力和边缘材料局部应力,消除或减少不规则变形,环焊缝一定按照规定的焊接顺序和焊接方向执行。
①、内底板、外底板横向焊缝从桥轴中心线向两侧对称施焊;
腹板采取从下到上的方向施焊;
顶板从两侧向桥轴中心线施焊。
②、一段有自由端的长焊缝时,可从另一端向自由端施焊。
③、圆形构件沿圆周焊接时,分多段沿圆弧对称施焊。
④、为实现自动焊接,底板肋采用嵌补段的形式,先焊接
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