高架桥钢箱梁支架法滑移施工组织设计.docx
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高架桥钢箱梁支架法滑移施工组织设计
一、编制依据1
二、工程概况1
三、施工部署2
3.1、材料需求计划2
3.2、施工场地平面图2
3.3、施工组织机构3
四、施工计划3
五、施工方案3
5.1、总体施工方案3
5.2、运输方案5
5.3、支架方案7
5.4、安装方案15
5.5、支架拆除方案31
5.6、广场层施工监测方案37
5.7、其它施工措施要求52
六、人员、机械设备计划55
6.1、劳动力投入计划55
6.2、生产机械设备配置计划56
6.3、安装机械设备计划56
6.4、其它辅助措施计划57
七、质量保证措施58
7.1、质量目标58
7.2、质量管理机构58
7.3、主要质量管理人员及部室职责58
7.4、质量管理制度59
八、安全保证措施61
8.1、建立安全保证体系61
8.2、高空作业62
8.3、吊装作业62
8.5、现场施工用电63
8.6、现场安全责任区域划分64
九、应急预案64
9.1、安全应急小组64
9.2、应急预案程序64
9.3、应急措施65
9.4、应急方法65
十、附图66
十一、附件76
一、编制依据
（1）沈阳南站站房前高架桥工程设计图纸
（2）《公路工程技术标准》（JTGB）
（3）《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）
（4）《桥梁用结构钢》（GBT）
（5）《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JTT）
（6）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB）
（7）《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF）
（8）《履带起重机》（GBT）
（9）《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）
二、工程概况
2.1、工程简况
沈阳南站东广场站前高架桥全长233.7m，设计里程范围EK0+31.8~EK0+265.5,中心桩号为EK0+148.65,共3联。
高架桥桥梁上部结构形式：
（31.2+31.5）m连续钢箱梁+（31.5+45+31.5）m连续钢箱梁+（31.5+31.5）m连续钢箱梁；桥面采用单向横坡，桥面横坡用箱梁顶底板旋转形成。
沈阳南站西广场站前高架桥桥梁全长171m，设计里程范围XK0+42.0~XK0+213.0,中心桩号为XK0+127.5,共3联。
高架桥桥梁上部结构形式3*21m混凝土现浇连续梁+1*45m简支钢箱梁+3*21m混凝土现浇连续箱梁；桥面采用单向横坡，桥面横坡用箱梁顶底板旋转形成。
钢箱梁结构采用全焊接结构，钢箱梁梁高1.85m，除支点附近顶、底板加厚梁段外，钢箱梁顶、底板厚度均为16mm，腹板厚度为14mm。
箱内纵向每隔2~3m左右设一道普通横隔板，中间开设人孔，支点处采用支点横隔板。
2.2、环境简述
1）周边结构完成情况：
高架桥施工时，东西站房主体结构已经完成，桥下地下层和广场层结构（除覆土层）已经完成，引桥钢结构桥已经完成，引桥桥面系正在施工，2#3#桥（可能）通车。
广场层上有部分结构突出形成地上结构。
2）环境结构层设计荷载
东西广场层结构设计为上人不上车结构，施工高架桥钢箱梁结构设计荷载为公路-Ⅱ级，引桥结构设计荷载为公路-Ⅱ级。
三、施工部署
3.1、材料需求计划
钢箱梁总体用钢量为5377.3t，材料全部采用Q345qE钢板。
其中东站房前第一联钢箱梁重量为1285.5t；东站房前第二联钢箱梁重量为2190.5t；东站房前第三联钢箱梁重量为1278t；西站房前简支钢箱梁重量为623.3t。
具体钢材明细见下表。
序号
产品名称
规格型号（mm）
材质
单位
数量
1
钢板
-30
Q345qE
t
45.85
2
钢板
-28
Q345qE
t
102.06
3
钢板
-25
Q345qE
t
604.47
4
钢板
-20
Q345qE
t
298.22
5
钢板
-16
Q345qE
t
1671.53
6
钢板
-14
Q345qE
t
687.37
7
钢板
-12
Q345qE
t
552.82
8
钢板
-10
Q345qE
t
244.12
9
钢板
-8
Q345qE
t
1079.10
10
钢板
-6
Q345qE
t
44.27
11
辅助构件钢材
Q345qE
t
22.31
12
剪力钉
D19
t
25.18
13
合计
5377.30
3.2、施工场地平面图
（见附一、附二）
3.3、施工组织机构
序号
姓名
职务
联系电话（小号）
备注
1
赵国权
施工队队长
（661311）
2
迟涛
书记
（661094）
3
范宪平
副队长
（661052）
4
李伟
总工
（61742）
5
张世岩
工程管理部部长
（61531）
6
闫旭
安全质量部部长
7
杨海虹
财务部部长
（691930）
8
安国余
成本预算部部长
（661381）
9
谢超
物资设备部部长
（692059）
10
迟涛（兼）
综合部部长
（661094）
四、施工计划
根据整个标段施工进度计划安排，我项目拟按照如下进度安排施工:
东广场部分：
材料订购：
2013年12月15日前
制作工期：
2014年1月15日~2014年8月20日
安装工期：
2014年3月15日~2014年11月15日
（计划按照1.5天1节梁段的安装进度安排）
西广场部分：
材料订购：
2015年4月15日前
制作工期：
2015年6月1日~2015年7月25日
安装工期：
2015年7月18日~2015年8月29日
（计划按照2天1节梁段的安装进度安排）
五、施工方案
5.1、总体施工方案
结合现场实际状况、吊装能力、运输能力及梁段分节情况等，制定如下方案：
制作厂分节段正装制作，采用大件运输车辆从制作厂运输到安装场地附近，使用350t履带吊吊装到临近桥位支架上，通过运梁平车在铺设轨道（架设在支架上）上滑移至安装桥位，最后节段拼接焊接成形。
考虑对既有广场层结构的影响，在既有广场层布设监控设施形成整套监测体系。
分段尺寸及重量明细见附三
5.1.1运输方案
与专业大件运输公司签订运输合同，采用专门的大件运输车辆进行节段运输。
5.1.2支架方案
钢箱梁下设临时承重支架。
承重支架采用四根钢管柱组成的格构柱作为安装过程中的承重支墩，该支架支点落于广场层横纵梁交点处，且交点位置有地下砼柱支撑。
支架上设纵向连续贝雷桁架，贝雷桁架上横向安装枕木及道轨。
5.1.3安装方案
站房前钢箱梁处于已完广场层上。
广场层混凝土层结构设计荷载按照公路-Ⅱ级，上覆600mm~1.6mm土层，楼板承载力较低，不适用于运梁车经行和履带吊车上行。
结合现场实际情况，钢箱梁安装采用吊车架梁并平移的安装方案。
具体如下：
钢箱梁安装采用350t履带吊（带超起）站位于已完钢桥（西高架桥处为混凝土桥）外侧将梁段吊到钢箱梁上滑移平台，通过移梁平车和通长铺设的轨道将梁段移送到位，然后采用千斤顶将梁段落到设计标高位置，之后进行下一节段滑移安装工作。
焊接及相应的检验工作跟随安装进度进行。
以此类推完成东西广场的所有箱梁安装。
本方案施工安全控制要点是支撑及贝雷桁架的安装控制、吊车上梁安全控制、轨道移梁及移梁就位时梁体防溜安全控制。
在支架拆除工作中，应采取妥善安全措施，防止支架倒塌事故发生。
5.1.4支架拆除方案
在墩顶（垫石边）采用安装液压整体顶升千斤顶将整联钢梁顶起脱离下面支架支撑结构，之后割除短支撑钢管，最后将千斤顶卸载，完成支架拆除。
5.1.5广场层结构监测方案
为保证施工过程中产生的施工荷载对既有广场层结构的安全风险可控，建立以计算机模拟为中心的监控方案，形成连贯地覆盖整个施工过程的监测体系。
5.2、运输方案
由于施工场地在沈阳市内，白天过往行人较多，车辆密集，交通十分紧张，因此选择夜间运输。
根据钢箱梁的重量、外形尺寸和运输道路环境，我们将委托长期合作良好的运输商承担钢箱梁的运输任务。
运输合作商具有丰富的运输经验和可靠的运输保证，能保证施工现场及时安装的需要。
5.2.1钢梁节段装车
钢箱梁最大节段为5.9m×18.58m，单节梁最重56.2t。
因此运输车可采用100t加长拖挂车运输，拖挂车车板17m即可。
大型平板车高度为1.4m，加上钢箱梁高度为1.85m，考虑垫木等总体载物高度约为3.3米。
大板车长度为17m，钢箱梁长度为18.58m，装车时可将钢箱梁前端悬出大板车0.5m，后端悬出1.1m既可。
装车时保证钢梁的重心位置处在车板的中间。
将钢梁悬出端用倒链将两侧与车底板栓牢，防止摆动。
由于钢箱梁底板为平面，两端及中间将箱梁落在车板上，用枕木垫实，同时将枕木垛与车板采用钢带焊接牢固，保证钢梁平稳。
（1）、运输车辆驶入工厂指定停车位，利用吊车将钢箱梁吊至运梁车上方，与车板间隔距200mm。
（2）、对钢梁进行就位调整，车板中心线与钢箱梁的重心重合，将钢箱梁落在运输车上。
（3）、将钢箱梁与大板车利用钢丝绳及手拉葫芦捆扎好，保证钢梁不晃动。
钢梁与车体加固时，形式可采用八字形、倒八字形，交叉捆绑或下压式捆绑。
钢梁加固时应注意防止钢丝绳与钢梁接触面的摩擦，采用木块、铁皮、防护软垫进行维护，防止摩擦造成钢梁油漆面或钢梁表面的损伤。
同时为防止在运输途中钢箱梁发生滑动，在钢箱梁的支撑点下方摆放防滑橡胶垫。
（4）、确认无误后拆除吊车与钢箱梁的连接吊索具。
5.2.2钢梁节段运输
（1）、钢梁节段运输道路需由运输车辆事先勘察好，并办理大件运输许可证后上路。
（2）、运梁车在专门的指挥人员指挥下驶出工厂时，应将车速控制在低速状态。
（3）、运梁车在整体驶入正式公路后，应停车整体检查；确认无问题后，在专门配备的指挥人员指挥下开始行驶；行驶速度不得过快。
（4）、运梁车在正常行驶途中，严禁左右晃动方向，紧急制动，空档滑行，在制动前应予留制动距离，驾驶时确保平稳。
（5）、路口转向时，应先停车观察路口情况后在进行转弯，转弯时必须有防护人员。
（6）、运梁车进入施工现场行驶至吊机作业半径内停车，质检员进行运输后质量验收。
（7）、运梁车出厂应有押运车开道，并同时在钢梁边界线安装警示灯，驶入公路车速应保持30km=1.3×1.0×19.1×2.24×（180+2×180）×（180+2×60）=8994KN
β＝sqrt（AbAl）=sqrt（（180+2×180）×（180+2×60）（180×180））=sqrt（5）=2.24
式中Fld——局部受压面积上的局部压力设计值，取1200KN；
fcd——C40混凝土轴心抗压强度设计值，取19.1Mpa；
ηs——混凝土局部承压修正系数，混凝土强度等级为C50及以下，取ηs＝1.0；混凝土强度等级为C50~C80取ηs＝1.0~0.76，中间按直线插入取值；
β——混凝土局部承压强度提高系数；
Ab——局部受压时的计算底面积，可按下图确定；
Aln、Al——混凝土局部受压面积，当局部受压面有孔洞时，Aln为扣除孔洞后的面积，Al为不扣除孔洞的面积。
当受压面设有钢垫板时，局部受压面积应计入在垫板中按45°刚性角扩大的面积；
2）局部承压区的抗裂性计算
≤10
Nj——局部承压时的纵向力（kN）；
Rl——混疑土抗拉设计强度（MPa）；
V——与钢垫板形式及构件相对尺寸有关的系数，对方、圆形垫板轴心局部承压，取V＝2；
λ——局部承压板垂直于计算截面方向的边长与间接钢筋深度（图l、2所的H）之比；
A——局部承压区段沿荷载轴线切割的计算截面积（其高度等于间接钢筋配置深度H）；
Ag——通过计算截面A的间接钢筋截面面积（cm2）。
α=2（1-1836）=4≤10
Nj=0.09*4*（30*36*2.64+45*13.56）=1246KN>1200KN.满足。
可见墩顶原设计中的抗裂钢筋能够满足千斤顶的局部承压作用。
5.5.3支架拆除顺序图
具体拆除步骤见下图。
第一步：
组装焊接已完钢梁
第二步：
安装液压油顶
第三步：
整体提升钢梁，使梁体脱离支架短支撑
第四步：
割除支架短支撑
第五步：
均匀整体卸载，使墩顶受力
第六步：
采用小型机械辅助，按照由上及下的顺序拆除剩余支架
5.5.4支架拆除技术要求
1）因梁体墩柱上千斤顶可承受压力略大于作用到该部分的结构重量，整体提升时考虑由东向西，每（纵向）轴墩柱上的8个千斤顶同时提升，每循环（4轴）顶升高度限定5mm，直到梁体整体脱离短支撑。
2）支架拆除时需确保吊车施工荷载不得对未完假设钢梁产生。
3）支架拆除作业前要取得监理同意并见证。
4）支架拆除要秉承由外向内，由上及下的顺序。
防止支架坍塌。
支架拆除区域设置防护栏杆，无关人员不得进入。
5.6、广场层施工监测方案
5.6.1监测内容
根据结构施工的实际情况和特点以及结构在各种荷载作用下的易损性分析，结合业主、设计、施工、监理各单位提出的监测要求，我们拟对东广场高架桥投影区域内的广场层结构5-29轴与1U-1R轴范围的结构梁、板、柱进行监测。
5.6.1.1监测项目
监测项目主要包括广场层梁、板、柱等结构构件的受力状态、变形及裂缝监测。
具体监测项目如下：
（1）结构构件的受力状态监测
1）梁、板、柱关键截面的混凝土应力应变监测。
地下结构广场层上，起初有起重设备进行行走和吊装作业，对于广场层结构，应力复杂且变化较大；由于钢箱梁段在支架滑道结构上牵引滑移作业以及钢箱梁段逐段焊接拼装，在自重和上部荷载的作用下将对其产生明显的挠度和应变。
对于上述结构构件的关键截面，需要掌握混凝土的受力情况，进而了解结构构件的工作状态，因此也是本次施工监测的重点部位。
2）施工拆架应变监测。
在钢箱梁成桥之前，施工阶段所有的荷载都是由支架滑道承担并作用在广场层上，随着钢箱梁焊接拼装，形成体系转换，其自重以及施工荷载逐渐由桥墩和支架滑道共同承担。
而在钢箱梁顶升，拆除支架阶段，应对广场层结构的应力应变状态进行监测，观察其应力应变的变化规律。
通过监测数据，有效预警危险状态，能够保证拆除工作的安全进行。
（2）施工阶段结构的变形监测
钢箱梁的施工阶段及支架拆除阶段，监测广场层混凝土构件变形，监测施工过程中钢箱梁段逐段拼装焊接施工对广场层结构关键节点的变形影响；监测混凝土构件应力、结构关键节点的变形满足应控制要求。
（3）施工阶段结构的裂缝监测
钢箱梁施工过程中，广场层受力复杂，变化较大，可能出现裂缝。
对于因东广场高架桥施工引起的结构裂缝，因有效的采取监测措施，避免因裂缝的存在影响结构的抗渗性能，导致水分及有害物质渗入，诱发钢筋锈蚀或加速混凝土的自然老化，从而损害工程结构的承载能力，对安全性产生影响。
5.6.1.2结构监测阶段划分
按高架桥施工与使用过程分段划分为9个监测阶段：
初始施工阶段传感器埋设（2014年3月1日~2014年3月15日）；
广场层无施工荷载阶段施工监测（2014年3月16日~2014年3月20日）；
起重机械作业阶段局部施工监测（2014年3月21日~2014年5月25日）；
④支架滑道完成后阶段施工监测（2014年5月26日~2014年5月30日）；
⑤钢箱梁牵引滑移阶段施工监测（2014年6月1日~2014年10月27日）；
⑥千金顶顶升落梁阶段施工监测（2014年7月22日~2014年11月25日）；
⑦支架架拆除阶段施工监测（与千斤顶顶升落梁阶段同步）；
⑧成桥阶段竣工监测（2014年11月25日~2014年12月5日）；
⑨正常使用阶段（2015年1月）。
5.6.1.3监测主要工作
本次施工监测的主要工作：
在各监测阶段，完成方案中提及的各项监测任务：
广场层各结构的变形、各关键截面应力（应变）、结构裂缝等进行跟踪监测。
与理论计算结果进行对比分析，如发现截面应力（应变）和挠度变形出现异常时，及时上报监控领导小组，协助分析原因。
协助施工单位合理进行钢箱梁施工以及支架拆除工作。
积极参加施工现场的技术讨论，对于施工中出现的问题和意外事故协助有关部门提出处理参考方案。
5.6.2监测过程方案
5.6.2.1广场层结构的受力状态监测
广场层结构的受力状态监测是该施工监测的重要内容之一。
应力应变实测值与理论值的对比，可用作识别结构工作状态是否满足设计和规范要求的重要依据。
此外，千斤顶顶升落梁拆除支架过程中，如果结构卸载过程不合理，则将会在某些位置产生过大的局部应力，导致混凝土结构的开裂甚至影响结构的安全。
因此，监测千斤顶顶升落梁过程中拆架受力状态，可以为支架的安全拆除提供预警与指导。
具体监测内容包括：
监测施工前期，大型起重设备广场层行走及吊装作业对广场层结构的受力影响程度；监测施工过程中，钢箱梁段逐个牵引滑移及调位焊接对广场层结构受力的影响程度；加强在每个工况下各个施工影响的程度监测是否满足监控仿真计算要求；监测是否满足监控仿真计算要求，按照施工过程仿真计算内容进行监测并以监测结果来验证和修正施工。
千斤顶顶升落梁及支架拆除阶段，监测广场层结构应力及变形是否满足控制要求。
广场层结构的受力状态监测对象包括广场层主梁、板、柱等关键位置的混凝土应力应变监测以及施工拆架时以上各部位应变监测。
（1）监测设备及传感器
1）传感器的选取
鉴于以往工程监测经验，由于智能弦式数码应变计量程大、精度高、非线性范围大、零漂、温漂范围微小，对测量精度基本无影响，且自身防护破损的能力好，便于长期观测，是土木工程结构应力应变测量较理想的传感元件，详见表3.1。
故本工程主要选用JMZX-212智能弦式数码应变计作为受力监测的主要手段。
表3.1智能弦式数码应变计参数
品名
型号
量程
灵敏度
标距
外形尺寸mm
长
宽
高
联接螺纹
智能弦式
数码应变计
JMZX-212
（A、AT、HAT）
±3000με
1με
128mm
144
20
17
M6
对于广场层结构应变的监测，采用JMZX-212智能弦式数码应变计，如图3.1所示，通过将其用膨胀螺钉固定在混凝土结构表面上，量测广场层结构的应变变化情况。
随着施工进程的推进，采集各施工工况下各广场层关键结构的混凝土应变值，从而可以换算得到结构应力状态。
根据各关键截面实测应力情况来判断结构受力情况。
图3.1智能弦式数码应变计
2）数据采集设备
传感器测读仪器采用JMZX-3001型综合测试仪，详见图3.2，是一种便携式、多功能、较稳定智能读数仪。
测量范围振弦频率：
Hz；混凝土应变：
±1500uε；温度，－20℃~110℃；测量精度：
振弦频率精度0.1%±0.1Hz，应变精度±1uε，压力精度，±1KN，温度精度，±1℃。
图3.2JMZX-3001型综合测试仪
（2）传感器的布点
由于工程规模庞大，对每个构件进行逐一监测工作量极大。
因此应选取具有代表性的构件和关键位置进行传感器布点，合理平衡监测效果与监测成本。
依据设计单位提供的设计文件、施工单位提供的施工深化方案，对广场层结构以A区、E区、C区三部分划分对广场层监测。
广场层主梁布点依据：
1）考虑广场层结构以A区、E区、C区三部分划分；
2）根据钢箱梁横向分布力计算，纵向1T和1S滑道附近梁柱受力最大；
3）考虑横向滑道位于5-6轴之间，钢箱梁段长期作用于此滑道；
4）考虑纵向滑梁对纵向10.5m和12m梁受力变化较大，16-17轴和17-18轴两跨为12m最大跨；
5）考虑钢管支架以集中力形式作用在广场层梁上，参考剪力对梁斜截面破坏形式，斜截面主拉应力最大。
参考以上布点依据，应变仪方向沿主梁侧面与斜截面破坏方向垂直，具体位置经计算求得，对广场层结构梁布点如下，红色点位置为布点位置：
图3.3单梁布点图
图3.4A区梁布点图
图3.5E区梁布点图
图3.6C区梁布点图
表3.2拟监测广场层梁构件表
位置
类型
截面
长度
备注
A区
1T-56轴
1000mm×1100mm
10.5m
1根
1S-56轴
1000mm×1100mm
10.5m
1根
1T-910轴
1000mm×1100mm
10.5m
1根
1S-89轴
1000mm×1100mm
10.5m
1根
1S-1112轴
1000mm×1100mm
10.5m
1根
E区
1T-1314轴
800mm×1200mm
10.5m
1根
1S-1617轴
800mm×1200mm
12.0m
1根
1T-1718轴
800mm×1200mm
12.0m
1根
1T1S-17轴
800mm×1200mm
9.3m
1根
1S-2021轴
800mm×1200mm
10.5m
1根
C区
1T-2223轴
800mm×1100mm
10.5m
1根
1S-2425轴
800mm×1100mm
10.5m
1根
1T-2425轴
800mm×1100mm
10.5m
1根
广场层承重柱布点依据：
1）根据钢箱梁横向分布力计算，纵向1T和1S滑道附近梁柱受力最大；
2）27-29轴上层屋面处，支架直接作用在上层屋面承重柱上；
3）考虑上层屋面承重柱结构抗力小于广场层结构；
4）考虑16-17轴和17-18轴两跨为12m最大跨；
5）考虑广场层富余荷载较大，对柱监测以上层屋面处为主；
6）考虑钢管格构柱施工过程中，支架集中力纵向滑道方向对承重柱沿产生不平衡弯矩，致使承重柱出现偏心受压；
7）桥墩承重柱不对其监测。
参考以上布点依据，应变仪方向沿柱侧面中部（纵向滑道方向）垂直方向，具体位置经计算求得，对广场层结构柱布点如下，黄色点位置为布点位置：
图3.8广场层柱应变仪位置图
图3.8广场柱布点图
表3.3拟监测广场层柱构件表
位置
类型
截面
长度
备注
E区
1S-17轴
800mm×800mm
5.6m
1根
C区
1T-27轴
800mm×800mm
4.0m
1根
1S-27轴
800mm×800mm
4.0m
1根
广场层板布点依据：
1）起重机械进场第一次作用的板结构；
2）多次作用的板结构；
3）最不利位置的板结构；
4）考虑广场层结构二期荷载未施工，富余量较大，以及起重设备只是工程初期作用在广场层上，暂只对最不利板跨监测。
参考以上布点依据，应变仪布在长板跨方向，方向沿板跨方向，对广场层结构板布点如下，紫色点位置为布点位置：
图3.8广场板布点图
图3.8广场板布点图
表3.3拟监测广场层柱构件表
位置
类型
截面
厚度
备注
A区
1T1S-1112轴
4650mm×4650mm
0.3m
2根
（3）监测的具体实施方法
鉴于本工程建筑布局、施工工艺以及施工现场情况复杂，初步计划采用人工仪器现场采集。
首先布置传感器、连接导线，将传感器采集数据传输至数据采集仪，进行调试。
具体技术措施
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