斜拉索更换专项施工方案.doc
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斜拉索更换专项施工方案.doc
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中交三公局漯河市嵩山路澧河桥维修设计与施工一体化项目
嵩山路澧河桥维修工程斜拉索更换工程
专项施工方案
中交第三公路工程局程有限公司
二0一五年三月二十三日
目录
第一章工程概况 1
1.1工程概况 1
1.2工程特点 3
1.3工程所涉及的规范、标准及规程 3
第二章施工组织管理 5
2.1本项目施工目标 5
2.2现场施工组织机构及人员组成 5
2.3技术组织措施 5
2.4缺陷责任期对工程的修复及维护组织管理措施 6
第三章 设备人员动员和设备、人员、材料到场的方法 7
3.1主要施工设备、人员的投入 7
3.2设备、人员、材料运到施工现场的方法 9
第四章各主要分项工程的施工方案、施工方法及措施 11
4.1临时工程设置方案 11
4.2施工工艺流程 12
4.3施工总体安排 13
4.4关键施工工序及技术 28
4.5旧斜拉索拆除 28
4.6新拉索挂索 32
4.7张拉控制 34
4.8减震器、防雨罩及其它附属构件等安装 36
4.9斜拉索防护 36
4.10换索施工技术要点 37
4.11换索施工测量方案 37
第五章工程质量管理体系与保证措施 40
5.1质量保证体系 40
第六章安全文明管理体系与措施 44
6.1安全保证体系 45
6.2安全文明管理措施 46
第七章环境保护和职业健康保证措施 49
7.1环境保护管理体系 49
7.2施工现场环境保护 51
7.3职业健康保证措施 51
7.4水源地保护 53
第八章工期进度安排与保证措施 55
8.1工期进度计划 55
8.2施工总体工期计划见下表 56
8.3工期(进度)保证措施 56
斜拉索更换专项施工方案
第一章工程概况
1.1工程概况
嵩山路澧河桥位于河南省漯河市西南,是漯河市嵩山路上重点咽喉工程。
嵩山路澧河桥为独塔两跨不对称单索面斜拉桥,桥跨布置为60m+90m,全桥长159.2米。
桥面全宽19m(0.5m安全带+8.5m行车道+1.0m中央分隔带+8.5m行车道+0.5m安全带)。
设计荷载:
汽车-超20级,挂车-120。
主塔采用钻石型,拉索采用扇型结构,主梁采用箱梁结构,塔梁固结。
桥台为单柱式排桩,钻孔灌注桩基础。
主梁边跨为实体箱梁结构,中跨为单箱双室预应力混凝土箱梁结构,梁高180cm,顶板厚25cm,底板厚25cm,翼缘板悬臂长度375cm,箱梁顶板宽1900cm,底板宽1150cm。
主梁采取纵横向预应力结构,为塔梁固结体系。
斜拉索采用直径φ7mm低松弛镀锌高强钢丝,抗拉标准强度fpk=1760MPa。
全桥斜拉索12对共24根,根据索力的不同,采用钢丝扭绞索SNS7-151、SNS7-163及SNS7-187共三种规格。
斜拉索塔上采用交叉锚固形式,中跨索锚固在塔柱边跨侧中心线上,边跨索则交错分布锚固在塔柱中跨中心线两侧。
塔上索间距1.6m~2.6m。
斜拉索梁上锚固在主梁截面中腹板位置梁底面,索间距4.0m~6.5m。
下塔柱和中塔柱采用矩形截面,下塔柱顺桥向宽350cm,横桥向采用变宽度,最宽300cm;中塔柱顺桥向宽350cm,横桥向宽200cm;上塔柱采用工字型截面,顺桥向宽350cm,横桥向宽200cm,顺桥向挖空边中跨两侧分别挖空40cm,供斜拉索锚固用。
嵩山路澧河桥竣工时间为1997年10月1日。
大桥总体布置如图1.1-1所示,主塔立面及截面如图1.1-2所示。
桥梁正面和侧面照见照片1.1-1、照片1.1-2。
图1.1-1桥梁总体布置图(单位:
m)
图1.1-2主塔立面布置及截面图(单位:
cm)
照片1.1-1嵩山路澧河桥正面照照片1.1-2嵩山路澧河桥侧面照
大桥经过近20年的运营之后,根据2014年中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司检测中心的检测,表明嵩山路澧河桥桥面系、上部结构、下部结构均存在着严重的病害,上部结构裂缝严重,横向裂缝最大跨度达到0.35mm,超过规范表5.4.2中限值要求(最大限值为0.1mm);实测索力与设计索力偏差较大,影响桥梁结构的安全、使用寿命、耐久性、行车安全;检测结论:
按照Ⅰ类养护的城市桥梁,该桥评定为不合格;建议立即限制交通,组织修复。
1.2工程特点
本工程为大型斜拉索换索工程,地处闹市区,人车流量大,交通管制复杂,风险性较高;大桥结构使用时间长,锈蚀严重,存在难于退锚的问题,拉索出口处(箱梁底部固定端)灌有环氧混合物,旧索取出难度较大,所以施工复杂,技术难度较大。
1.3工程所涉及的规范、标准及规程
类别
名称
编号
行标
公路桥涵施工技术规范
JTJ041-2000
行标
公路工程质量检验评定标准
JTJ041-2000
国标
钢结构工程施工及验收规范
GB50205-95
国标
建筑卷扬机安全操作规程
GB13329-1991
国标
斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件
GB/T18365-2001
国标
预应力筋用锚具、夹具和连接器
GB/T14370-2000
国标
桥梁缆索用热镀锌钢丝
GB/T17101-1997
国标
塑料护套半平行钢丝拉索
CJ3058-1996
行标
建筑缆索用高密度聚乙烯塑料
CT3078-1998
国标
钢丝验收、包装、标志及质量证明书的一般规定
GB/T2103-88
国标
合金结构钢
GB/T3077-1999
国标
优质碳素结构钢
GB/T699-1999
行标
冶金设备制造通用技术条件锻件
YB/T036.7-1999
国标
锻轧钢棒超声波检验方法
GB/T4162-2000
行标
钢制压力容器磁粉探伤
JB/T4730-1994
行标
锻钢件磁粉检验方法
JB/T8468-1996
国标
锻钢件超声波探伤方法
GB/T8467-1996
行标
城市桥梁养护技术规范
CJJ99-2003
行标
建筑施工临时用电安全技术规范
JGJ46-2005
行标
建筑机械使用安全技术规程
JGJ33-2001
行标
建筑施工现场环境与卫生标准
JGJ146-2004
行标
建筑拆除工程安全安全技术规范
JGJ137-2004
行标
建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范
JGJ130-2001
行标
建筑施工安全检查标准
JGJ59-99
行标
建筑施工高空作业安全技术规范
JGJ80-91
国标
钢结构设计规范
GB50017-2003
第二章施工组织管理
2.1本项目施工目标
我公司将在本工程中实现以下五大目标:
2.1.1、工期目标
满足业主要求,尽量保证工期提前。
(具体工期安排详见第八章)
2.1.2、质量目标
满足国家、省、市及相关行业标准。
2.1.3、安全目标
确保无重大伤亡事故,工伤事故发生率控制在3‰以内。
2.1.4、文明施工目标
配合业主单位工作,按城市景观要求,创文明示范工地。
2.1.5、环境保护目标
配合业主单位和环境管理部门,加强施工现场的噪音、振动的控制,施工完毕后,必须根据施工组织设计文件和环境保护要求,对施工环境(包括施工现场、临时设施等)采取恢复性措施。
组织施工人员清理施工现场剩余材料和废弃物,并依据业主的要求,将废弃物运至指定位置,尽量恢复原貌,不得有任何遗留物。
2.2现场施工组织机构及人员组成
现场施工组织机构及人员组成见方案第三章。
2.3技术组织措施
技术组织措施由项目总工程师主持制定和实施。
2.3.1、施工方案讨论会:
定期组织有行政领导、技术人员、老工人参加的方案讨论会,研究拟定本工程项目的实施方案,解决技术疑难问题。
2.3.2、施工组织设计:
对本工程逐项编制施工组织设计,完成施工组织设计图,编制施工工艺要求,制定施工技术标准。
2.3.3、技术交底和岗位培训:
项目实施前,由上而下逐级进行技术交底,对主要操作人员实行班前岗位培训,做到参加施工的全体人员熟悉操作规程,掌握操作要领。
2.3.4、技术攻关QC小组活动:
主要施工项目,成立技术攻关QC小组,对承担的分项工程负责,围绕按期、优质、安全完成本项目,制定方针目标,运用PDCA循环方法,攻克各项技术难关。
QC小组组长由项目经理、总工担任。
2.3.5内部监理、中间检查、自检:
设内部监理工程师,实行内部监理制度。
每道工序完成,内部监理检查合格后,再填写工程质量检查验收表,报请监理工程师检查验收。
验收不合格的,不准进行下一道工序。
质检安全部承担质量检验工作。
2.3.6、质量、事故问题分析,返工处理及纠正措施:
出现质量问题和质量事故,由建设方、经理部、监理、设计几方组成事故研究分析组,分析处理出现的质量问题或事故,提出解决办法,杜绝再次发生。
2.3.7、质量、安全奖惩制度:
建立质量、安全奖惩制度,逗硬执行。
2.4缺陷责任期对工程的修复及维护组织管理措施
在工程施工完后缺陷责任期内,我公司郑重承诺一定做好桥梁结构的维护管理和缺陷修复工作,定期或不定期由项目副经理带队对工程结构进行检查,如有工程质量缺陷,立即由项目经理组织有关人员进驻桥位现场进行修复工作,直至完成的修复工程满足设计及相关技术标准,并通过监理工程师验收合格。
第三章 设备人员动员和设备、人员、材料到场的方法
3.1主要施工设备、人员的投入
我公司将投入精良先进的施工设备及具有相应施工管理水平的人员进入现场实施施工管理,能够完全满足嵩山路澧河桥的换索施工需要,确保该项目安全、高质量地完成。
3.1.1主要机具设备的投入(见下表)
拟投入的主要施工机械设备表
序号
机械设备名称
型号规格
制造年份
额定功率(kW)
生产能力
数量(台)
预计进场时间
小计
其中
自有
新购
租赁
1
专用铣孔钻机
25kw
日本
2012
2
2
2015.4
2
主吊点及牵引卷扬机
5t、3t
中国
2012
10
10
2015.4
3
穿心式千斤顶
200t
中国
2013
3
3
2015.4
4
穿心式张拉千斤顶
500t
中国
2012
3
3
2015.4
5
油泵
ZB4-400
中国
2011
3
3
2015.4
6
油泵
ZB4-800
中国
2012
3
3
2015.4
7
千斤顶张拉组件及撑脚
4
4
2015.4
8
特制索夹
20
20
2015.4
9
配套滑车组
中国
2012
10
10
2015.4
10
手提切割机
中国
2012
2
2
2015.4
11
圆盘切割机
中国
2011
2
2
2015.4
12
氧割设备
中国
2012
8
8
2015.4
13
电焊机
中国
2012
10
6
4
2015.4
14
发电机
中国
2012
100kw
1
1
2015.4
15
吊车
25T
中国
2011
1
1
2015.4
16
电锤
中国
2011
6
4
2
2015.4
17
手拉葫芦
10t、20t
中国
2011
16
16
2015.4
18
水准仪
中国
2012
1
1
2015.4
19
全站仪
中国
2013
1
1
2015.4
20
索力动测仪
中国
2011
1
1
2015.4
21
对讲机
中国
2012
15
15
2015.4
22
主吊点钢绳
φ28
中国
2012
1000m
2015.4
23
吊篮钢绳
φ17.5
中国
2012
400m
2015.4
24
其他钢绳
φ17.5
中国
2012
500m
2015.4
25
电缆线
35m3
中国
2012
500m
2015.4
26
机械千斤顶
32T
4
2015.4
3.1.2主要施工人员的投入
1、经理部人员
由公司派遣有多座斜拉桥施工的具有丰富经验的工程技术人员14人组成项目部工程部门,完成本项目的施工。
经理部人员组织计划表
序号
项目
单位
数量
备注
1
项目经理
名
1
2
项目副经理
名
1
3
项目总工
名
1
4
质检员
名
1
5
安全员
名
1
6
施工技术员
名
7
7
财务
名
3
8
后勤管理人员
名
3
9
材料员
名
3
2、技术工人
本项目由于专业性比较强,拟计划进场具有操作证的技术工人30人,具体人员组成见下表。
技术工人员组织计划表
序号
项目
单位
数量
备注
1
起重工
名
16
2
电工
名
2
3
焊工
名
2
4
石工
名
2
5
架子工及普工
名
8
3.2设备、人员、材料运到施工现场的方法
本工程施工工期紧,项目主要人员、设备已从公司调入,现目前正进行实施性施工组织设计细化编制工作,力求迅速完成施工现场“三通一平”工作,进而全面展开本工程的施工生产。
3.2.1设备到场方法
施工需用的主要设备,如卷扬机、千斤顶、油泵、钻机、电焊机等设备,根据工地需要先后顺序立即从公司运输至工地。
其他小型设备根据施工需要在当地自购陆续进场,自制设备构件在进场后立即建立加工房自行加工,租赁设备在当地联系进场。
根据施工要求完成主要设备的进场时间,确保工程顺利展开施工。
3.2.2人员进场方法
该项目的主要人员已经到工地开展项目前期准备工作。
3.2.3材料运抵施工现场的方法
拉索已通过公开招投标确定生产厂家(中铁大桥局缆索厂),拉索制造工厂位于郑州,成品索由厂家货车运输到工地,其他材料可在当地购买。
第四章各主要分项工程的施工方案、施工方法及措施
4.1临时工程设置方案
4.1.1总平面布置
4.1.1.1概况
嵩山路澧河桥位于河南省漯河市西南城区,主桥全长159米;结合该工程的地形、水文和现有临时设施等情况对全桥施工进行了平面布置。
1)、生活、办公区的规划
根据项目设立的组织机构图,项目部设在桥头位置,以租用附近居民用作住宿及休息,工人等住宿可采取现场租用集装箱等方法作为补充、。
2)、生产设施
生产设施包括钢结构加工场、材料堆放场和库房等,均在桥头两侧施工现场设置。
3)、施工便道
该桥位于市区,交通方便,可利用现有道路设施作进出场用,不单独新建施工便道。
4.1.2临时工程
4.1.2.1施工供电
本工程生产考虑于澧河桥市政管理处大院内变压器(200KW)进行施工用电的搭接,铺设线路,确保用电安全。
4.1.2.2施工用水
本项目施工用水不是很多,可直接采用自来水或地表河流水,生活用水可直接接入当地居民的自来水。
4.1.2.3施工通讯
施工时的通讯联系对外采用固定电话、传真和网络等方式,设固定电话1部、传真机1部;内部联系采用固定电话、移动手机和对讲机,购置对讲机15部。
4.2施工工艺流程
4.3施工总体安排
4.3.1施工临时措施
前期准备工作→贯通主桥的安全施工围栏→索塔安全人行爬梯→塔外可升降平台→垂直起吊系统安装→梁底挂架→水平运输及放索系统→牵引、张拉系统设备的选择、设计与加工→桥面索导管处凿除砼露出将军帽→梁底部砼凿出。
4.3.1.1前期准备工作:
包括:
前期人员进场,搭设临时施工生活设施,确保交通安全设施,临时措施设备及材料的组织;尽快熟悉新索设计图纸,联系厂家加工拉索及辅助设备设计与加工;制定实施性施工组织计划和材料计划。
A.材料准备
索类按设计要求的拉索型号与长度,锚具类型的标准、要求,考虑加工周期及施工计划,组织安排生产。
B.大型设备准备
I、张拉设备:
我公司具有更换斜拉索的所有千斤顶设备,千斤顶的撑脚和临时张拉杆根椐新斜拉索锚头的螺口尺寸进行加工,其余按使用要求的类型、数量进行校定。
II、起重设备:
根据施工需要准备卷扬机、钢丝绳、吊夹具、滑车组、卸扣、绳卡等(均为自有);对起重设备各部件进行检查维修;
III、注油、注浆设备:
清洗、试机;
IV、其他小工具:
按施工需要收集、添置、集中存放;
C.人员准备
I、按施工要求选定熟练的高级操作工及普通操作工;
II、对施工人员进行技术交底及其他安全技术培训;
D.技术准备
I、熟悉相关施工图纸及相应的施工规范和安全技术规程。
II、熟悉施工工艺,编制详细的技术交底文件。
III、制定施工技术质量管理控制措施,编制设备操作规程及安全管理制度。
4.3.1.2安全施工围栏:
前期准备工作完成后,对桥面栏杆及中央分隔带进行拆除,使用钢管脚手架搭设安全临边防护,临边防护贯通全桥。
4.3.1.3安全人行爬梯:
根据现场更换斜拉索施工,方便施工人员上下通行需要,在桥面搭设人行爬梯,爬梯需紧贴斜拉索塔,并植经锚固安全人行爬梯;人行爬梯总高度:
30米。
A、本项目主塔采用钻石型,拉索采用扇型结构,通过设置“Z”字型转梯及提升平台满足工作人员上下索塔从事相应施工任务。
B、“Z”字型转梯设置高度约为30米,即从桥面至塔身转角平台位置。
转梯通过塔身设置锚固钢筋进行连接固定,保证其稳定性。
“Z”字型转梯搭设完毕后挂安全防护网,形成封闭通道,有效保证人员上下安全。
转梯与桥面需通过锚固螺栓进行连接,锚固螺栓需要注意避开箱梁预应力。
塔外平台采用卷扬机作为牵引提升机,到使用位置后用型钢卡住索塔相应位置,可以根据需要上下移动。
“Z”字型转梯见下图。
安全人行爬梯总体布置图
安全人行爬梯平面布置图
安全人行爬梯结构图
4.3.1.4塔外可升降平台:
安全人行爬梯高度只搭设至索塔转角处,为方便施工人员在斜拉索张拉端操作,需在索塔直线段搭设塔外可升降平台;平台根据索塔平面尺寸加工,用型钢加工成钢桁架结构;平台总共设置8套竖向提升滚动轮,4套横向限位轮;
在索塔顶部安装提升吊点扁担梁,扁担梁由型钢加工而成,植筋锚固在索塔顶部;整套塔外可升降平台布置4组卷扬机滑车组;
可升降平台结构见下图:
塔外平台示意图
塔外平台示意图
4.3.1.5垂直起吊系统:
A、塔顶垂直起吊系统为塔顶主提升设备,与桥面上的卷扬机共同构成旧索拆除下放,新索安装的主要提升设备。
塔顶吊装机构包括拉索下放、提升等工序。
B、桥面卷扬机系统的布置
为确保旧索拆除及新索安装的安全性、便利、标准,作为主要的其中设备的卷扬机应配置几种类型的卷扬机。
塔顶垂直起吊卷扬机,布置于桥面上主塔两侧,作为塔顶垂直起吊滑车组提升装置,用以提升或下放斜拉索和调运其他辅助设备和材料。
塔顶工作平台卷扬机,布置于桥面上主塔两侧上下游,通过滑车导向,用以提升或下放工作平台。
桥面斜拉索牵引卷扬机,布置于桥面索管旁用以旧索拆除时牵引梁端锚头出索套管以及安装新索时牵引梁端锚头入索套管。
垂直起吊系统如下图所示:
塔顶起吊系统示意图
4.3.1.6梁底挂架
梁底平台采用加工挂架进行施工,该平台同时作为梁体修补平台,在桥面设置各设置一台行走平车,沿顺桥向行走。
挂架示意图如下:
挂架示意图
4.3.1.7水平运输及放索系统
A、放索机
放索机为舒展索体的主要设备。
根据施工现场的需要,以及拉索盘绕要求,最小盘绕直径不小于20D(D为成品拉索外径),盘绕弯曲后,外形无明显变形。
并且最大外形尺寸满足运输条件要求。
本桥采用(竖向)卧式放索机。
卧式放索机由放索转盘、放索转盘底座及轴承三部分组成。
放索盘由专业生产厂家用型钢加工而成。
放索架示意图
B、放索小车
放索小车的作用是防止斜拉索在放索及水平运输过程中与桥面发生摩擦,损坏斜拉索外护套。
根据用途不同分为托索小车、锚头小车。
结构形式见图:
锚头处小车
索体处小车
小车结构示意图
4.3.1.8牵引、张拉系统设备的选择、设计与加工
A索夹
索夹是拆除旧索,新索挂索、压锚的着力点,是挂索、压锚设备同斜拉索的连接工具。
索夹采用锻造件,在索夹同斜拉索接触处加垫优质橡胶垫,施工过程中可以很好的保护斜拉索免受损伤,由专业厂家精加工而成。
B张拉千斤顶及油泵
张拉千斤顶根据斜拉索的张拉控制力进行选择,为减小施工过程中的误差、确保千斤顶的使用安全,尽量使每根斜拉索的张拉控制力只达到所用千斤顶允许能力的50%~90%范围内。
C张拉丝杆
张拉丝杆用于牵引及张拉斜拉索,其加工材质采用42CrMo,锻打后需经过超声波检验,螺母内、外径根据斜拉索锚杯内径与该索采用张拉杆的型号确定。
D撑脚
撑脚是千斤顶的支撑装置,其规格型号主要根据使用千斤顶的外形尺寸,张拉端锚头施拧空间综合考虑后予以确定。
撑脚与张拉千斤顶合为一体,便于高空整体吊装,避免在高空进行机械设备的组合。
撑脚使用时通过螺栓固定在锚板上。
撑脚可由拉索供应厂家设计和提供。
张拉油泵、千斤顶
张拉丝杆
4.3.1.9梁底锚固端砼凿出
旧桥锚固端砼凿出,方便拆除旧斜拉索锚固端,安装新斜拉索锚固端。
4.4关键施工工序及技术
(一)、材料运输
材料的运输主要指斜拉索的长途运输和桥面运输,具体方案是用汽车运到桥面,用25T吊车把索盘吊装到放线架上。
在运输过程中要注意斜拉索PE外套的保护。
(二)、桥面放索
斜拉索桥面展开的目的一是安装需要,二是舒展索体散去扭力,使索在安装时处于无应力自然状态,使斜拉索安装工程顺利进行。
2.1、斜拉索工厂加工、成盘,用运输车辆运至索塔墩旁,由25t吊车直接将斜拉索吊至卧式放索盘上。
2.2、汽车吊吊放锚头至桥面托索小车。
2.3、在塔端锚头处连接卷扬机钢丝绳,启动卷扬机,牵引梁端锚头至索塔处,桥面展开斜拉索。
2.4、塔端安装索夹、提升吊具,塔顶吊提升塔端拉索,使之在桥面上完全展开。
4.5旧斜拉索拆除
旧索拆出是换索施工的一项关键工序,索拆除顺利与否是换索工程顺利进展的关键。
本桥旧索拆除采用张拉端放张拉索方案。
4.5.1准备工作
在开始拆卸第一根拉索前一个星期,通知监控单位,监控单位提前对全桥所有拉索的索力、桥面标高、主塔塔顶纵向水平位移进行全面测量,得到相关详细参数,以作为新索张力的依据和参考;旧索拆除采用两岸对称逐级卸载。
4.
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