好思房互通A匝道第五联第六联钢箱梁安装方案.docx
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好思房互通A匝道第五联第六联钢箱梁安装方案
国道主干线宁波绕城高速公路东段项目
第7B合同段
好思房互通A匝道第五联、第六联
钢箱梁安装方案
浙江省宏途交通建设有限公司
宁波绕城高速公路东段第7B合同项目经理部
2011年2月
目录
第一章工程概况及编制说明……………………………………………………………4
1.1工程概况……………………………………………………………………4
1.2编制说明和依据………………………………………………………………4
第二章钢箱梁现场拼装及临时支撑搭设…………………………………………………5
2.1钢箱梁现场拼装………………………………………………………………5
2.1.1钢箱梁制作运输分段表……………………………………………………5
2.1.2现场拼装场地及行车方向…………………………………………………6
2.1.3现场吊装段拼接方式………………………………………………………7
2.2钢箱梁吊装临时支撑的搭设…………………………………………………8
2.2.1临时支撑的布置……………………………………………………………8
2.2.2临时支撑的结构形式………………………………………………………9
2.2.3钢管桁架支撑承载力计算……………………………………13
2.3支撑地基的处理…………………………………………………………13
第三章钢箱梁吊装(安装)方案…………………………………………………………14
3.1吊装前责任分工……………………………………………………………14
3.2钢箱梁吊装工程量清单……………………………………………………14
3.3钢箱梁吊装吊车行车路线及跨通途路封道安排…………………………15
3.4吊装(安装)主要机械………………………………………………………15
3.5吊装的准备工作……………………………………………………………15
3.6钢箱梁的吊装………………………………………………………………16
3.7吊机的选择和要求…………………………………………………………17
3.8吊点设计………………………………………………………………22
3.9吊装吊耳的选用……………………………………………………………23
3.10吊装钢丝绳的选择………………………………………………………26
3.11卸扣的选用………………………………………………………………26
第四章钢箱梁桥位安装作业…………………………………………………………28
4.1安装程序图………………………………………………………………28
4.2线形及标高控制……………………………………………………………28
4.3桥位作业主要内容…………………………………………………………29
4.4钢箱梁接口连接……………………………………………………………29
4.5桥位焊接…………………………………………………………………29
第五章施工安全及技术措施…………………………………………………………30
5.1安全组织机构………………………………………………………………30
5.2安全保证体系………………………………………………………………30
5.3安全管理制度………………………………………………………………31
5.4确保作业人员安全措施和控制手段………………………………………32
5.5施工安全注意事项…………………………………………………………33
5.6施工现场保安作业制度……………………………………………………34
5.7吊装现场安全制度…………………………………………………………34
5.8安全生产配置表…………………………………………………………34
附件:
施工计划安排表…………………………………………………………36
临时支墩相关应力计算……………………………………………………37
钢管桩承载力计算……………………………………………………………56
宁波绕城高速公路东段7B标好思房互通A匝道桥
第五联、第六联钢箱梁吊装方案
第一章工程概况及编制说明
1.1工程概况
国道主干线宁波绕城高速公路为公路-
级,A匝道全桥标准宽度12m=0.5m(防撞墙)+11m+0.5m(防撞墙),属于高墩、大跨径、弯桥(最小半径为R=280m),桥梁顶面设置6%的横向超高。
其中第五联和第六联上部结构为钢-混叠合梁结构,由预应力钢筋混泥土桥面板与钢箱梁组合而成。
下部结构为非连续墩采用盖梁接薄壁墩,连续墩采用钢管混泥土柱,并与上部钢箱梁固结;基础均为钻孔桩基础。
钢箱梁第五联跨径组合为(54+2×62+54)m,第六联跨径组合(50+62+50)m。
箱梁跨中高度取2.36m,墩顶处高3.56米,梁高按二次抛物线变化,梁高满足净空要求。
钢箱梁为变高度箱型断面,采用开口单箱三室截面,最大室宽3m,混泥土顶板设6%的单向横坡。
钢梁顶翼缘宽800mm,厚度为25mm,钢梁底板宽8000mm,厚度为20-25mm;加劲肋高250mm,厚20mm,支点腹板厚20mm,为提高其整体性和稳定性,设置一定数量的水平、竖向加劲肋。
腹板竖向加劲间距约1000mm,水平加劲间距667~1067mm,为了增大桥梁的横向刚度,在箱梁内沿纵向每隔4m设一实板式横隔板。
钢梁工厂分段制作段,现场组对成整体,第五联分七段吊装,第六联分五段吊装,现场吊装梁段最重达225吨,长40米。
AK0+699.793(即墩号14),终点桩号AK1+093.793(即墩号21),其中15~17#墩跨新通途路左右幅,其交角分别为39度(15~16墩)及52度(16~17墩)。
1.2编制说明和依据
1)编制说明
(1)本方案是根据施工现场实际情况,按照设计要求,根据图纸分段和临时支撑布置编制的;
(2)考虑到尽量减少人员高空作业,减少临时支撑的搭设,压缩安装工期,钢箱梁现场吊装段不宜过小,从安全、经济的角度综合考虑,以设计图纸分段,进行吊装是可行的;
2)编制依据
(1)《新建国道主干线宁波绕城高速公路施工图设计》
(2)《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-2001)
(3)《起重与吊装安全技术手册》
(4)《铁路钢桥制造及验收规范》(TB10212-98)
(5)《铁路桥涵施工技术规范》(STS041-2000)
(6)公司大型设备及桥梁吊装经验。
第二章钢箱梁现场拼装及临时支撑搭设
分段钢箱梁工厂制造完并试拼后,经驻厂监理签认合格,用汽车发运至现场。
安装前,做好各项准备工作。
2.1钢箱梁现场拼接
2.1.1钢箱梁制作运输分段表
名称
长度(米)
分段长*宽
(米/米)
分段重(吨)
分段节数
剪力钉(吨)
吊装重量
备注
第五联
16*4.1
16*3.9
43.3*2
2
第一段
40
12*4.1
12*3.9
32.6*2
2
7.9
225
12*4.1
12*3.9
32.6*2
2
10*4.1
10*3.9
36.5*2
2
第二段
28
8*4.1
8*3.9
35*2
2
5.5
221.5
10*4.1
10*3.9
36.5*2
2
12*4.1
12*3.9
28.2*2
2
第三段
34
11.5*4.1
11.5*3.9
25.3*2
2
6.7
162.4
10.5*4.1
10.5*3.9
24.7*2
2
10*4.1
10*3.9
36.5*2
2
第四段
28
8*4.1
8*3.9
35*2
2
5.5
221.5
10*4.1
10*3.9
36.5*2
2
12*4.1
12*3.9
28.2*2
2
第五段
34
11.5*4.1
11.5*3.9
25.3*2
2
6.7
162.4
10.5*4.1
10.5*3.9
24.7*2
2
10*4.1
10*3.9
36.5*2
2
第六段
28
8*4.1
8*3.9
35*2
2
5.5
221.5
10*4.1
10*3.9
36.5*2
2
16*4.1
16*3.9
43.3*2
2
第七段
40
12*4.1
12*3.9
32.6*2
2
7.9
225
12*4.1
12*3.9
32.6*2
2
第六联
12*4.1
1*3.9
34.8*2
2
第一段
36
12*4.1
12*3.9
34.7*2
2
6.8
215
12*4.1
12*3.9
34.8*2
2
10*4.1
10*3.9
36.5*2
2
第二段
28
8*4.1
8*3.9
35*2
2
5.5
221.5
10*4.1
10*3.9
36.5*2
2
12*4.1
12*3.9
28.2*2
2
第三段
34
11.5*4.1
11.5*3.9
25.3*2
2
6.7
162.4
10.5*4.1
10.5*3.9
24.7*2
2
10*4.1
10*3.9
36.5*2
2
第四段
28
8*4.1
8*3.9
35*2
2
5.5
221.5
10*4.1
10*3.9
36.5*2
2
12*4.1
1*3.9
34.8*2
2
第五段
36
12*4.1
12*3.9
34.7*2
2
6.8
215
12*4.1
12*3.9
34.8*2
2
合计
394
72
77
2475
2.1.2、现场拼装场地及行车方向
拼装场地选择在沿桥墩走向,布置在桥墩附近,尽量靠近桥址,要求场地平整、硬化;浇注混凝土地面,以方便倒运和吊装。
拼装场地见平面图。
21墩20墩19墩18墩17墩16墩15墩14墩
通途路左幅通途路右幅
现场吊装吊车行走示意图
注:
1)16墩和17墩间跨通途路左幅,15墩和16墩间跨通途路右幅;
2)先从16墩向21墩进行吊装,通途路左幅交通改道,从通途路右幅通车;
3)从16墩向14墩吊装时,即通途路右幅吊装作业时,改通途路左幅通车;
2.1.3现场吊装段拼接
1)钢箱梁制造节段(块)运到工地后,对需要合并的制造单元进行拼装。
拼装胎架线性设置要求与工厂制造相同。
吊装节段端口连接处留300mm缝待吊装定位后焊接。
2)拼装场地及拼装胎架
第五联1~5吊装段在通途路上;第五联5~7吊装段、第六联1~5吊装段在施工主便道左侧,拼装场地填筑、硬化场地宽10~12m,长300m;
3)施工放样及拼装胎架施工
按各分段线型放样确定拼装胎架位置及高程,现场拼装胎架采用支墩形式,在拼接焊口位置设置刚性支墩;
4)按桥梁线型在胎架上二次拼装,涂装并设置桥梁线型控制点;
5)拼装胎架图
2.2钢箱梁吊装临时支撑的搭设
2.2.1临时支撑的布置
1)第5联临时支撑示意图:
2)第六联临时支撑示意图:
2.2.2临时支撑结构形式
1)桁架式钢管支撑(第六联4套及第五联15、17、18孔3套)
现场吊装用临时支撑采用钢管立柱矩阵支撑,由2x3根φ609*10钢管组成,钢管采用法兰连接(或焊接),在钢管间设置剪刀撑和水平撑间距3500mm,以增加钢管矩阵整体刚度、稳定性。
钢管顶横桥向用H400作钢箱梁拼装支承横梁。
水平与斜支撑采用[16a槽钢,见支撑结构简图。
2)、跨通途路支撑图(单排支柱贝雷架支撑共2套)
由于第五联15墩~16墩~17墩跨通途路,考虑到钢箱梁吊装后,进行现浇叠合梁施工时能保证车辆正常、安全通车,支架设置必须平行通途路轴线,尽可能保证通车道最大宽度,钢桁架支架一组三排,横向顶端设40#工字钢,纵向设两组剪刀撑及贝雷架梁将一孔三排支架连接成整体。
支架基础采用砼基础尺寸B*h=1.5*1.5m,长度详见附图。
跨通途路安装支架平面布置图
通途路左幅支架平面布置图
通途路右幅支架平面布置图
2.2.3钢管桁架支撑承载力计算(详见附件)
2.3支撑地基处理
1)由于临时支撑所处位置覆盖层厚度大,其中上部粘性土中有淤泥质土层分布,其承载力低,下部砂土层呈松散状,承载力低,且有震动液化的趋势,覆盖层不宜作为持力层,对支撑的基础进行处理。
故支架基础采用钢管桩基础,尺寸Φ609*10*21.5M(单桩承载力601KN),一组六根桩总承载力3606KN;
2)考虑到通途路地基承载力能满足施工要求,跨通途路单排支柱贝雷架支撑基础采用砼基础尺寸B*h=1.5*1.5m。
第三章钢箱梁的吊装(安装)方案
3.1吊装前分工
1)项目部负责的本工程土建强度应符合设计标准;轴线偏差、柱顶标高、外形尺寸不得超差;预埋件位置、平整度应符合设计要求,并负责钢箱梁总拼场地、大型机具通道的平整,硬化等工作,以及负责临时支撑支墩等所有地面以下的工作。
2)安装班组根据土建提供的现场实测位置尺寸,对施工现场与钢箱梁吊装有关的构件进行分中、弹线、抄平,清理予埋件上的杂物,并将钢箱梁吊装所使用的各种工机具事先准备齐全。
3)安装班组保证钢箱梁结构的几何尺寸,对钢箱梁及零部件的型号尺寸进行复核。
保证钢箱梁安装的垂直度,位移;安装时焊接及紧固的质量。
4)安装班组负责满足钢箱梁安装条件的临时支撑的制作和安装。
5)安装班组在吊装前,质检人员应对钢构件进行检查,复核,检查合格后及时通知监理检查,经监理检查合格后方可进行吊装。
3.2钢箱梁吊装工程量清单
序号
吊装节点
长度(米)
重量(吨)
吊装高度
联
段
1
第五联
第一段
40
225
32.1
2
第二段
28
221
33.6
3
第三段
34
162
34.6
4
第四段
28
221
35
5
第五段
34
162
35
6
第六段
28
221
35
7
第七段
40
225
35
8
第六联
第一段
36
210
35
9
第二段
28
221
34.8
10
第三段
34
162
34.2
11
第四段
28
221
33.1
12
第五段
36
210
31.8
3.3钢箱梁吊装吊车行走路线及跨通途路吊装封道安排
1)吊装吊车行走路线
1)16号墩---17号墩---18号墩---19号墩---20号墩。
2)16号墩---15号墩---14号墩。
2)跨通途路吊装封道安排
通途路左幅封道时间:
从第五联第4段、第5段在公路上拼装焊接起,到吊装完止,时间40天,封道期间,一切车辆改道在通途路右幅行驶。
通途路右幅封道时间:
从第五联第1段、第2段、第3段在公路上拼装焊接起,到吊装完止,时间40天,封道期间,一切车辆改道在通途路左幅行驶。
3.4安装(吊装)主要机械
序号
机具名称
规格型号
单位
数量
备注
1
履带吊
CC2400-1
台
1
租用
2
履带吊
SCC100
台
1
租用
3
履带吊
SCC50
台
1
租用
4
倒链
5t
台
5
5
倒链
10t
台
10
6
千斤顶
32t
台
8
7
斤千顶
64t
台
8
8
砂轮机
φ125
台
16
9
砂轮机
φ150
台
15
10
电焊机
10千瓦
台
10
11
CO2焊机
台
20
3.5吊装前的准备工作
1)吊装前的最后检查:
索具、工具是否齐全,符合安全要求;所有钢箱梁编号,控制线是否齐全;安全设施是否齐备,道路是否平整,起重设备是否完好。
2)钢箱梁吊装前必须提供各建筑结构、钢混柱书面的水准控制点、施工坐标;各建筑结构、钢混柱上预埋件的准确标高和建筑结构与柱、柱与柱之间的轴线测量报告;
3)对关键控制点进行复核,复核后,及时在安装位置画线,并在做到标记齐全,位置准确、色泽鲜明。
4)轴线、标高复核:
钢箱梁安装前应对钢混柱、结构轴线和标高再次进行检查,并应符合如下要求:
(1)有安装联系的主体结构间距符合标准要求。
(2)有安装联系的主体结构垂直度符合标准要求。
(3)认真检查预埋件位置是否准确。
(4)为了保证箱梁吊装的安全和质量,吊装前必须具备以下条件:
(5)拟定专项安全吊装作业措施,并向操作人员安全交底;
(6)进场起重机械应经检验合格,并报审;
(7)焊缝合格,焊接工艺评定报告齐全;
(8)钢箱梁组装检验批,报验、验收合格;
(9)有安装联系的主体结构全部施工结束,并有工序交接资料;
(10)起重工应认真查好吊具,如钢丝绳,卡环,倒链等各种吊具;
(11)吊装工作必须有专业人员指挥吊装。
3.6钢箱梁的吊装
1)钢箱梁吊装参数
(1)墩高,最高架设高度35.0米;
(2)本工程钢箱梁桥长394米。
按设计要求第五联分七段吊装;第六联分五段吊装。
最轻段重量约162t,最重段达225t;最大吊装跨度为40米;
(3)桥面宽12米,钢箱梁宽8米,属开口单箱三室钢箱梁。
桥梁顶面设置6%的单向横坡,两墩之间钢箱梁有预拱度。
同时桥为弯桥,属A匝道部分,最小半径为280m。
2)吊升、对位与临时固定
(1)钢箱梁在起吊前应进行试吊:
即将钢箱梁平行起吊到距地面200~300mm高度,检查各钢丝绳受力是否均匀,持续5min后,再看有无下沉现象,如情况良好,可正式起吊。
(2)钢箱梁吊升时先吊离地面约200~300mm高度,然后将钢箱梁转至吊装位置下方,再将
钢箱梁提升超过建筑物结构或钢混柱、安装位置300-500mm,然后将钢箱梁缓慢降至安装位置进行对位,安装对位应以建筑物的定位轴线为准。
因此在箱梁吊装前,应用经纬仪或其它工具在安装位置上放出定位轴线。
如截面中线与定位轴线偏差过大时,应调整纠正。
箱梁对位后,立即进行临时固定。
临时固定稳妥后,吊车方可摘去吊钩。
(3)校正和最后固定
钢箱梁就位采取低端先做临时固定,而后继续起吊高端就位,钢梁经对位、临时固定后,主要校正钢梁垂直度偏差。
规范规定:
垂直度偏差不大于h/250,且不应大于15mm;相邻两结构间、设计标高的高差,不应大于L/1500,且不应大于10mm。
检查时可用垂球或经纬仪,校正无误后,立即用电焊焊牢作为最后固定。
3.7吊机的选择及要求
1)以本吊装工程吊装节段最重,吊装高度最高,吊装段尺寸最大的第五联第7段为例;选择吊装机械(该节段尺寸为8800*2883*40000mm、重量225t、吊装高度35米)。
2)起重机械选用:
钢梁重225吨,吊升高度35m,选用德玛格CC2400-1履带吊机,最大起重能力400吨,该型吊机SSL工况参数:
吊臂长60米,作业半径14米,悬浮配重240吨,起吊重量为302吨;作业半径16米,悬浮配重240吨,起吊重量为283吨;实际吊装重量为:
钢箱梁重225吨(最大),吊钩、吊索具等重15吨,共重240吨;
吊装负荷率为:
240吨/302吨=79.47%;(84.8%),吊装设备满足吊装要求。
3)吊车场地要求
吊机吊装场地要求平整、夯实、硬化,地面承载能力不小于15吨/平方米。
CC2400-1履带吊作业时履带下加垫路基板。
4)CC2400-1起重机特点:
机械稳定性好,操作变幅平稳。
5)车型外形和起重技术参数如下:
CC2400-1履带起重机外形及尺寸
CC2400-1履带起重机SSL工况性能表
6)现场吊装平面、立面图
3.8吊点设计
根据箱梁结构特点吊点位罝设计必须解决以下问题
1.第五联第一、七,第六联第一、五吊装段因箱梁两端高差在纵向产生偏重;
2.因曲线在箱梁橫向产生偏重;
3.因6%橫坡在箱梁橫向产生偏重。
箱梁纵向偏重:
经计算吊点纵向前移25cm可保持两端重量均衡(如图):
箱梁橫向偏重:
经计算内侧横向吊点横移10cm可保持横向重量均衡(如图):
3.9吊装吊耳的选用
1)吊耳数量:
每吊装节段按四个吊耳考虑。
2)选用结构形式:
3)吊耳参考尺寸:
4)吊耳焊缝安全性计算
板式吊耳受力校核:
已知板式吊耳如下图所示,板式吊耳材料为:
Q=345钢。
已知该钢板的许用拉应力〈σ〉=200MPA
校核如下:
吊耳截面面积:
30*(2*185-110)=7800mm2
拉应力σ=83660kg/7800=10.73kg/mm2=107.3MPA
焊缝校核:
焊缝截面面积:
0.7*14*2*(375+220)=11662mm2
拉应力σ=83660kg/11662=7.17kg/mm2=71.7MPA
满足吊装要求。
吊耳焊缝图
各段吊点布置
A
B
C
e
40M分段
11.5M
11.5M
40M
0.25M
36M分段
10M
10M
36M
0.25M
34M分段
9.5M
9.5M
34M
0
28M分段
8.0M
8.0M
28
0
3.10吊装钢丝绳选择
吊装重量:
225.7t计算重量:
230t,夹角60度
单绳拉力:
230/8*sin60°=33.19t
理论钢绳破断拉力为:
232267.6kgФ60.5mm6×61+1,抗拉强度:
170kg/mm2截面面积1366.28mm2
计算钢绳破断拉力为:
232267.6×0.82(折减系数)=190459.43kg
当安全倍率K=5.5时(中型工况)
190459.43kg÷5.5=34628kg=34.628t>=33.19t
34628kg×4(根)×2(每根一弯二股)=2677024kg=267.7t>230t
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