无锡市高浪路工程CQ3标钢箱梁作业指导书.docx
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无锡市高浪路工程CQ3标钢箱梁作业指导书
无锡市高浪路工程CQ3标
钢箱梁安装
作
业
指
导
书
编制:
审核:
中铁三局集团有限公司
2010年11月20日
第一章、工程概况……………………………………………………..1
一、工程范围…………………………………………………………………1
二、钢箱梁结构特点…………………………………………………………2
三、周边环境地形……………………………………………………………3
四、编制依据…………………………………………………………………4
五、执行的规范、标准………………………………………………………5
第二章、施工总体方案概述………………………………………….5
一、对现场的要求…………………………………………………………...7
二、钢箱梁分段方案………………………………………………………...8
三、钢箱梁吊装流程………………………………………………………...9
四、吊装设备的选择………………………………………………………...11
五、工程特点、难点及对策………………………………………………...12
第三章、施工准备工作……………………………………………..12
一、方案编制和评审……………………………………………………….12
二、分段厂内制作要求…………………………………………………….13
三、人员准备……………………………………………………………….13
四、物资准备……………………………………………………………….13
五、现场施工前的准备工作……………………………………………….14
六、分段就位时,轴线,标高的控制…………………………………….15
七、吊装用吊环设计,吊装索具、卸扣配备…………………………….16
八、脚手架及操作平台搭设方案…………………………..…………….17
第四章、运输方案……………………………………………………19
一、运输要求………………………………………………………………19
二、运输车辆选择…………………………………………………………19
三、运输道路………………………………………………………………20
四、分段运输条件…………………………………………………………20
五、钢箱梁的装车与固定…………………………………………………20
六、车辆行驶………………………………………………………………21
七、钢箱梁在工地内的路线和停车位置…………………………………21
第五章、钢箱梁的安装……………………………………………..21
一、现场测量和划线………………………………………………………21
二、安装施工过程………………………………………………………..23
三、吊装注意事项………………………………………………………..32
第六章、钢箱梁工地焊接工艺……………………………………....32
一、焊接材料及辅助材料……………………………………………….32
二、焊接工艺…………………………………………………………….32
三、焊缝检验…………………………………………………………….33
第七章、钢结构涂装工艺…………………………………………..34
一、涂装配套及膜厚……………………………………………………..34
二、涂装基本要求………………………………………………………..34
三、涂装检验……………………………………………………………..34
第八章、项目人员和管理组织机构……………………………….35
第九章、施工机械设备……………………………………………..36
第十章、施工进度计划和劳动力使用计划…………………………37
第十一章质量保证措施…………………………………………38
一、项目检验制度………………………………………………………….38
二、施工前准备阶段……………………………………………………….38
三、施工过程……………………………………………………………….38
第十二章、保证职业健康、安全生产、文明施工的技术措施……40
一、职业健康安全管理的一般规定………………………………………..40
二、安全教育……………………………………………………………….40
三、安全检查………………………………………………………………41
四、安全设施………………………………………………………………41
五、安全用电………………………………………………………………41
六、安全防火………………………………………………………………42
七、文明生产………………………………………………………………42
附件:
临时支墩计算书…………………………………………………………..43
第一章、工程概况
一、工程概况
无锡市高浪路、新锡路快速化改建工程金城东路立交桥位于无锡市高浪路、金城东路的相交处,其中D匝道第七联15号—18号墩为三跨连续钢箱梁,本工程范围为该三跨连续钢箱梁的现场吊装,包括钢箱梁的运输、吊装、装配、焊接和涂装。
(本工程范围见平面图):
D匝道平面图
工程平面图
二、钢箱梁结构特点
D匝道第七联连续钢箱梁共有三跨,跨距分别为67m+41.8m+64.2m,总长173米。
匝道15#支墩到17#支墩中心线纵剖面在R=2800米的圆弧曲线上,17#支墩到18#支墩的中心线纵剖面为一直线;水平面中心线为R=275米的圆弧曲线。
钢箱梁为箱形结构,主体宽8.7米,中间设有3道纵向腹板;沿长度方向每隔2m设一道横向加强结构。
桥面板纵向设有U型槽加强材,桥底板纵向设有扁钢加强材。
箱梁中心高2.7m,桥面距地面净高度约为26米。
结构中心线为圆弧曲线。
(钢箱梁结构见下图)
钢箱梁结构图
钢箱梁材料为Q345qD,钢结构总重量约为950吨。
三、周边环境地形
1、对现场施工土建要求:
由于现场土建的施工先后顺序对于本项D匝道第七联钢箱梁的吊装影响很大,从整体施工考虑对土建单位的施工有以下几点要求:
1)高浪路MK17+100至MK17+40区域内的高架桥暂时不做,等到D匝道第七联钢箱梁吊装结束后施工;
2)金城东路NK7+248至NK7+281区域内的高架桥暂时不做,等到D匝道第七联钢箱梁吊装结束后施工;
3)金城东路高架桥NK7+320至NK7+281区域内的靠C匝道侧的高架桥防撞墩暂时不做,等到D匝道第七联钢箱梁吊装结束后施工;
4)C匝道CK0+180至CK0+257.613区域内的匝道暂时不做,等到D匝道第七联钢箱梁吊装结束后施工。
(见下图,图中阴影部分为暂时不做区域:
)
2、工地位于无锡市高浪路、金城东路的相交处,工地范围内全部封闭,受外界影响较小,较利于施工。
3、D匝道第七联钢箱梁为金城东路与高浪路互通匝道,最高处标高为+30.9米,匝道桥面于地面高度约在27米左右。
4、D匝道第七联钢箱梁共分三跨钢,15#支墩与16#支墩之间一跨钢箱梁斜跨金城东路高架,长度为67米,匝道中心线与金城东路高架中心线相交角度为34.6°,金城东路高架部分暂时不做。
在15#支墩东南侧有夹里河,16#支墩附近上方有220KV的高压线,高压线的高度改造后为58米;16#支墩与17#支墩之间的这跨钢箱梁在金城东路与高浪路的拐角处,该跨钢箱梁位于未处理的原始地面,长41.8米;17#支墩与18#支墩之间的这跨钢箱梁斜跨高浪路高架,长度64.2米,匝道中心线与高浪路中心线的相交角度为34.6°,该区域高浪路高架暂时不做。
4、D匝道第七联钢箱梁所在的地段比较复杂,下有夹里河,中间有已经施工好的金城东路高架桥与高浪路高架桥,上有220KV的梅海Ⅱ线高压线,D匝道处高压线的净空高度为58米,且施工场地及施工现场的道路都是比较原始的地面,车辆和吊机无法行驶,需进行地基处理。
四、编制依据
1、无锡市高浪路、新锡路快速化改造施工图;
2、施工现场运输线路实际勘察;各种资料及技术数据;
3、国家及行业的相关规范、规程,规定及标准。
4、多次施工同类型高架钢结构安装的经验;
5、《重型设备吊装手册》(2006)
五、执行的规范、标准
1、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
2、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)
3、《铁路钢桥制造规范》(TB10212-98)
4、《桥梁用结构钢》(GB/T714-2000)
5、《气体保护电弧焊用碳素低合金钢焊丝》(GB8100-95)
6、《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》(GB3323-2005)
7、《铁路钢桥保护涂装》(TB1527-2004)
8、《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结构分级》(GB11345-89)
9、《对接焊缝超声波探伤》(TB1558-84)
第二章、施工总体方案概述
根据我公司多次施工同类型的工程总结下来的经验,结合施工图,决定沿用比较成熟的工艺来安装本段高架匝道钢结构箱梁:
即分段安装,整体落梁。
在本项施工中,将D匝道第七联15号—18号墩三跨连续钢箱梁分成14个分段:
纵向一分为二,横向分成7段。
吊装机械用两台280吨履带吊。
根据钢箱梁分段的情况,整个钢箱梁分段共有六条分段接口,其中有两条分段接口在高架桥上,四条接口在地面,在分段现场安装时相对应每条分段接口各设置1组临时支墩,用于支撑钢箱梁,以便于钢箱梁的安装就位。
临时支墩共需6组。
临时支墩有两种,一种为柱形结构,1#、2#、3#、4#、6#都是柱形结构的临时支墩;另一种为门形结构,5#为门形结构的临时支墩。
柱形临时支墩用Ф609×16的钢管四根制作成两副双榀支撑柱,双榀支撑柱之间用钢结构有效连接,形成4米见方的塔架式临时支墩,钢结构箱梁分段的接缝位于临时支墩中间,临时支墩顶部设有操作平台,内设置爬梯,用于施工人员的上下和施工作业,1#、2#、6#柱形临时支墩分别架设在高浪路、金城东路高架桥上,底部与高架接触部分基础铺设钢板;3#、4#柱形临时支墩架设在地面,地面预先浇注混凝土基础,混凝土基础上设预埋件,上部用缆风绳固定,缆风绳地锚基础由混凝土浇注而成;5#门形临时支墩由两支柱与一组贝雷梁组成,其中一支柱架设在高浪路及金城东路高架桥中心线上,另一支柱架设在地面,基础处理与上面两种临时支墩基础处理方式一样,两支柱顶部架设一组梁,用于承载D匝道高架钢箱梁。
高架匝道钢结构箱梁以柱顶及门形梁为支撑点进行安装就位。
等整体匝道安装完成以后,整体落梁就位到支墩座上。
临时支墩及布置图见下图:
临时支墩布置图
柱形临时支墩
门形临时支墩
一、对现场的要求
1、对现场场地地基要求
施工场地需平整坚实,吊机开行道路的坡度不得大于1‰,道路平整。
吊机开行道路的地基承载力不得小于14t/m2;施工场地范围为:
由匝道纵向中心线向内26米,向外7米的范围内,15#,18#桥墩各向外延伸5米,总的范围为183m×33m的范围内,该施工区域内地面需要硬化处理;临时支墩处必须浇筑混凝土基础,基础上需设置预埋件,以便于临时支墩的固定,每个基础承载力为1800KN。
在与匝道纵向线垂直的每个临时支墩外侧各设置一个固定缆风绳的混凝土地基基础,内置预埋吊环,每个吊环的拉力为150KN。
现场应设置排水沟,以便于雨季积水的排出。
箱梁运输便道采用30cmC20钢筋混凝土进行硬化,吊装区域采用50cm厚的山碴石进行填筑,并进行压实。
2、用电需求及电箱位置安排
根据现场所需用电设备(见后面)用电需求及现场实际情况,现场需布置250KVA三相五线制电箱四只,四只电箱分别安置在15#、16#、17#、18#桥墩下方,电源线埋地。
施工区域地基须硬化示意图
二、钢箱梁分段方案
针对该工程的现场情况、钢箱梁的结构特点、道路运输情况和我厂的生产能力,我们采取的总体方案是:
将钢箱梁划分为14个纵向分段,分段要素见下表。
各分段在厂内进行制作,再运输至现场吊装。
吊装时,先吊装中跨桥墩处的分段,再吊装边跨的分段。
(详见钢箱梁分段划分图)
钢箱梁分段划分图
分段编号表:
分段编号
分段位置
外形尺寸(长×宽×高)M
分段重量(吨)
吊装顺序
P1
16#墩
23×4.5×2.8
73
1
P2
16#墩
23×4.2×2.8
62
2
P3
17#墩
23×4.5×2.8
73
3
P4
17#墩
23×4.2×2.8
62
4
P5
16--17#跨中
26×4.5×2.8
72
5
P6
16--17#跨中
26×4.2×2.8
63
6
P7
15#墩
24.5×4.5×2.8
72
7
P8
15#墩
24.5×4.2×2.8
63
8
P9
15--16#跨中
26×4.5×2.8
72
9
P10
15--16#跨中
26×4.2×2.8
63
10
P11
18#墩
24.5×4.5×2.8
72
11
P12
18#墩
24.5×4.2×2.8
63
12
P13
17--18#跨中
26×4.5×2.8
72
13
P14
17--18#跨中
26×4.2×2.8
64
14
三、钢箱梁吊装流程
根据现场条件和进度安排,先吊装中跨桥墩处的分段,再吊装边跨的分段。
先吊17#墩的P3、P4箱形分段作为基准分段,然后吊18#墩的P11、P12箱形分段,再吊17--18#跨中的P13、P14分段,使之成为连续的整体。
然后吊装15#墩的P7、P8分段,再吊16#跨中的P1、P2分段。
然后吊装17#-18#墩的P9、P10分段,最后吊16--17#跨中的P5、P6分段。
全部吊装完毕后提交验收。
具体流程如下:
四、吊装设备的选择
为保证吊装平稳及就位方便,每个分段均采用双机抬吊的方式吊装。
现场桥面标高为30.6M,地面标高约4.3m,分段高度为2.7M。
部分钢箱梁吊装区域下有已经施工好的高架桥,根据各方面因素考虑,本工程拟采用2台SCC2500型履带吊进行吊装,吊装选用工况为24.4米塔臂,24.4米悬臂的塔式工况。
钢箱梁吊装所用的为一台260吨履带吊,一台250吨履带吊,以起重量较小一台即250吨履带吊为例验算:
250吨履带吊为SCC2500型,其使用工况如下:
塔臂(主臂)长度为22.5m,
悬臂长度25m,
吊钩80吨吊钩(自重1.5吨)
1、塔臂角度为83°,最大起吊半径可选用18米,起重量为48.2吨。
在该作业工况下,选用80T吊钩重量为1.5t,吊索具重量为1.0t,额定起重量(含吊钩的重量)为
Q额=48.2t
Q净=48.2-1.5-1=45.7t
双机抬吊时每台吊机的起重量应控制在额定起重量的80%以内,
Q净×80%=45.7t×80%=35.56t
当使用最大半径(18米)时所吊装的分段为P10分段,重量为63T,则每台起重机的实际起重量为
Q实=63÷2=31.5t<35.56t
符合双机抬吊要求。
2、最重分段为73吨,即P1分段,塔臂角度为83°,最大起吊半径可选用16米,起重量为54.9吨。
在该作业工况下,选用80T吊钩重量为1.5t,吊索具重量为1.0t,额定起重量(含吊钩的重量)为
Q额=54.9t
Q净=54.9-1.5-1=52.4t
双机抬吊时每台吊机的起重量应控制在额定起重量的80%以内,
Q净×80%=52.4t×80%=41.92t
当使用最大半径(18米)时所吊装的分段为P10分段,重量为63T,则每台起重机的实际起重量为
Q实=73÷2=36.5t<41.92t
符合双机抬吊要求。
附:
SCC2500250吨履带吊性能表
2、吊装工夹具配备如下:
吊装索具配备:
本次吊装的最大分段重量为73吨,索具选用Ф46mm,6×37+1,公称抗拉强度为1470KPa,长度为16米,用双头;两根。
吊钩80T;卸扣:
40吨4只
配备32吨滑车组两副,用于钢箱梁分段吊装时调节平衡。
32吨滑车组具体配置如下:
●H32×6D滑车组4门;
●Φ18mm,6×37+1,抗拉强度为1470MPa,长度为50米的钢丝绳2根;
●6.5吨环形卸扣4只;
●25吨卸扣8只(含起吊用);
●Φ20钢丝绳绳夹8只;
●5吨手拉葫芦2只
五、工程特点、难点及对策
1、本工程为大跨距连续钢箱梁,最大跨距67m,大型钢箱梁分段制作、运输、吊装难度均较高,现场装配、焊接工作量极大。
为此,我们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、工地现场部分区域地面基础较差,不利于车辆行走和吊运,为此需预先对地面进行加固,包括浇制混凝土基础、铺设钢板等。
3、原有桥墩仅4个,且面积较小,支点较少,为使分段稳定就位,顺利完成钢箱梁的体系转换,我们在现场搭设6组临时支墩,用以支撑钢箱梁。
第三章、施工准备工作
一、方案编制和评审
我们多年来施工了多项同类市政工程,对技术要求中的有关规范比较熟悉,能够以丰富的经验和成熟的技术来保证产品的优良质量。
我们将安排具有类似工程施工经验的技术人员主管本工程,在开工前详细审阅图纸,与设计院联系沟通,明确有关问题,并按照安装方案进行图纸的详细设计。
在开工前编制施工方案并提交专家评审,按照评审通过的方案编制详细的施工工艺,并向施工人员进行技术交底,使其严格按照工艺施工。
二、分段厂内制作要求
分段出厂前必须进行全面检验,分段尺寸必须符合要求,分段要做好名称和方向标记,并按要求划好对合基准线,工地接头要开好焊接坡口,吊环按规定位置装好并检验焊缝,分段按工艺要求进行加强以防止变形。
现场使用的定位马伴和脚手架U型吊点应在厂内预装好。
三、人员准备
1、劳动力使用计划
工种
数量
安排管理人员
5名
起重工
8名
起重指挥人员
4名
起重机操作人员
4名
运梁车驾驶员
10名
装配工
24人
电焊工
45人
打磨工和辅助工
20人
喷漆工
8人
2、人力资源要求
1)检查所有特种作业人员的操作证,保证持证上岗。
2)检查作业人员的体检记录,保证高处作业和特种作业等工种的工人达到规定的健康要求。
3、施工现场平面布置
为保证施工人员工作和生活需要,工地现场设有项目部、办公室、仓库、宿舍和其它生活设施。
四、物资准备
1、起重机和相应的吊钩、钢丝绳、卸扣必须检验完好。
2、临时支墩、脚手架、安全网等搭设并检查合格。
3、电焊机、氧气乙炔气体、空气压缩机、碳刨机、焊条烘箱及相应的管路、皮带、工具等准备并检查合格。
4、鼓风机、照明等安全设施准备到位。
5、原有桥墩仅4个,且面积较小,支点较少,为使分段稳定就位,我们在现场搭设6组临时支墩,用以支撑钢箱梁。
每只临时支墩为两副双钢管结构的塔架形式,高度约24m,毛截面为4m×4m,底板尺寸2m×2m、4件。
临时支墩的结构和计算书见附件,每组临时支墩设计承载能力为280T(见支墩计算书),在本工程中实际最大受力为150T。
五、现场施工前的准备工作
1.场地基础、道路准备
工地现场部分区域地面基础较差,包括原有绿地等,均影响车辆行走和吊运,为此需预先对地面进行处理加固。
加固采取两种方法。
对绿地采取堆填渣土并压实,然后浇制混凝土基础。
基础强度应达到14吨/m2以上的强度,以满足运梁车辆行走和履带吊车吊运行走。
临时支墩基础及固定临时支墩的缆风绳地锚基础须提前浇注,保养期过后开始安装临时支墩。
临时支墩基础分布和车辆及履带吊车行走范围见下图。
临时地锚基础由现场确定,总包配合浇筑。
临时支墩基础布置图
2.临时支墩安装
临时支墩的安装在整个施工过程中是比较重要的一环,临时支墩的安装应该在钢结构正式开始吊装前15~20天进行,这样以利于安装工作的时间节点的衔接。
临时支墩安装前先对其基础进行验收,临时支墩基础及缆风绳地锚基础由总包方浇注,验收时确保混凝土基础保养期已到,强度已经达到要求,预埋件位置准确,水平度达到要求。
临时支墩由四根Ф609×16的钢管组装成桁架塔式钢管柱支墩,钢管之间用法兰连接。
支墩下部固定在基础预埋件上,支墩端部四面用缆风绳固定,这样就形成两端固定的支承方式,有利于支墩受压。
在履带吊施工侧,需设置两根缆风绳,以便于在施工过程中起到调节作用。
在临时支墩材料进场的同时,先进场一台280吨履带吊,用于支墩材料的卸车,组装,及支墩的安装。
临时支墩预先在地面水平组装,组装的同时将临时扶梯平台全部安装到位,组装后用280吨履带吊进行临时支墩安装,安装时应控制好底座的轴线位置,支墩的垂直度,然后将临时支墩四面的缆风绳拉好,加好预应力,缆风绳的预应力在30-50KN。
临时支墩顶部标高应低于该处匝道底面标高,临时支墩顶部用一根I40a工字钢横向连接,低于工字钢的边上设置50吨千斤顶,用于在就位时调节钢结构分段的高低。
临时支墩安装好以后,将分段就位的轴线放到支墩顶部,复测该轴线处的标高,以便于钢结构分段的就位安装。
六、分段就位时,轴线,标高的控制
本次安装匝道为大跨距三跨连续箱型梁,纵向水平中心线为R=275米的圆弧线,纵断面部分位于R=2800米的圆弧上,部分为直线;由于钢箱梁跨距比较大,所以在钢箱梁制作时需加放预拱量,最终在安装定位时的标高应该以纵断面图纸设计曲线叠加预拱量曲线,然后综合考虑适当加减由于温度、焊接等不确定因素造成的预拱数值。
根据最终数值绘制出匝道中心纵断面曲线,然后相对应临时支墩及原有支墩水平轴线位置,把该处的标高引到对应支墩上,做好记录,便于时常观测对照。
然后每处支墩标高同时加高280mm,280mm的空余量用来调节由于地基沉降而产生的标高误差以及避免在安装分段时,支座受力。
钢箱梁分段高程见下图
七、吊装用吊环设计,吊装索具、卸扣配备
本次安装时利用两台280吨履带吊抬吊安装作业的,所以在吊点位置的设置上比较宽松,吊点设设置的原则是:
1)避开应力集中区域;
2)设置在加强肋处;
3)位于分段重心的上方;
4)分段重心应在吊点连线的中心上;
5)起吊后吊车吊臂应尽量远离吊物;
6)吊点吊环要有足够的安全系数,吊点所在区域的加强肋焊脚适当加大。
本次吊装分段最大的单件重量为73吨,所以吊环用通用吊环B-25型25吨吊环即可。
吊环设置位置如下:
吊环布置图
吊装索具配备:
本次吊装的最大分段重量为73吨,索具选用Ф46mm的,6×37+1,公称抗拉强度为1470KPa,长度为16米,用双头;两根。
因为钢箱梁分段在横向有2%的倾斜,所以本次吊装时另外配备32吨滑车组两副,用于钢箱梁分段吊装。
32吨滑车组具体配置如下:
●H32×6D滑车组4门;
●Φ18mm,6×37+1,抗拉强度为1470MPa,长度为50米的钢丝绳2根;
●6.5吨环形卸扣4只;
●25吨卸扣8只(含起吊用);
●Φ20钢丝绳绳夹8只;
●5吨手拉葫芦2只
八、脚手架及操作平台搭设方案
本次安装的钢箱梁桥面最高点相对地面约27米,桥底相对地面约为24.3米,属于三级高度,对于桥底面接口的合拢、装配、焊接非常不利,为此,必须搭设脚手架,以方便钢箱梁分段的装配,焊接等工作。
针对这次较高区
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