钢结构公路桥制作方案Word格式.docx

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JGJ 

130-2011

建筑施工碗扣式钢管支撑架安全技术规范

JGJ166-2008

行业

高层民用建筑钢结构技术规程

JGJ99-2015

建筑工程冬期施工规程

JGJ/T104-2011

建筑施工高处作业安全技术规程

JGJ80-2016

施工现场临时用电安全技术规范

JGJ46-2005

建筑机械使用安全技术规程

JGJ33-2012

建筑施工安全检查标准

JGJ59-2011

公路桥涵施工技术规范

JTGTF50-2011

1.3设计文件、说明与参考文献

（1）《肇庆新区城市地下综合管廊及同步建设工程新区环路（砚阳路-总部四路）工程桥梁工程施工图设计说明书》

（2）《中亿丰建设集团股份有限公司技术管理制度》

（3）其他参考文献

第2章工程概况

2.1工程位置、范围和规模

表2.1大桥项目概况表

工程名称

工程地点

建设单位

项目负责人

设计单位

咨询单位

勘测单位

总包单位

项目经理

钢构施工单位

监理单位

项目总监

建筑规模

建筑面积（㎡）

建筑高度（m）

层数

地上

地下

结构类型

墩、塔、梁固结结构体系

项目介绍：

图2.1项目地理位置

2.2结构概况

道路桩号K0+555.78处与长利涌规划河道中心线相交，此处新建跨河桥一座，桥梁中线（道路定测线）与规划河道中线斜交86度。

本项目桥梁工程由主桥、引桥及慢行坡道桥三部分组成，桥梁设计起点桩号为K0+298.754，终点桩号为K0+838.754。

主桥及引桥段的桥梁全长540m，桥梁面积合计20280m2，共计五联。

主桥位于第三联，跨越长利涌主河道，桥梁结构设计为独塔双索面斜拉桥，桥梁跨径布置为60+100＝160m，桥梁结构横断面呈一幅结构布置，全宽42m，桥梁面积6720m2。

第一联、第五联引桥位于南北两岸大堤外侧，桥梁结构设计为三跨预应力混凝土连续梁桥，跨径布置为40+40+40＝120m，桥梁结构横断面呈两幅结构布置，全宽32m，桥梁面积7680m2。

第二联、第四联引桥分别跨越南、北两岸大堤，桥梁结构设计为两跨预应力混凝土连续梁桥，跨径布置为35+35＝70m，桥梁结构横断面呈一幅结构布置，全宽42m，桥梁面积5880m2。

慢行坡道桥分别位于第二联、第四联引桥的梁端3＃、9＃轴处，单座坡道桥全长137m，宽4.0m，桥梁面积合计2200m2。

2.2.1主桥结构设计

主桥结构设计为密索体系双索面独塔斜拉桥，桥梁跨径布置为100+60＝160m。

根据道路横断面布置，本桥为单幅布置，标准段桥面全宽42m，主桥面积6720m2。

桥梁立面布置图（单位：

m）

桥梁标准横断面宽度42m，桥面布置为：

4.0m（慢行道）+1.5m（机非分隔带）+15.0m（机动车道）+1.0m（中央分隔带）+15.0m（机动车道）+1.5m（机非分隔带）+4.0m（慢行道）＝42.0m。

桥梁横断面布置图（单位：

2.2.2桥梁结构体系设计

本桥设计为刚度较好的墩、塔、梁固结结构体系。

1）桥塔设计

根据景观设计，本桥主塔横桥向线形设计为造型美观的拱形桥塔，顺桥向线形为直线，向边跨侧倾斜15度，桥面以上塔柱竖直高度为55.0m，桥面以下塔柱高17.5m。

沿塔柱轴线方向，桥面以上塔柱轴线为椭圆形，以桥面处塔梁固结点为中心，椭圆长轴半径为56.95m，短轴半径为45.25m。

桥塔设计钢-混组合结构，墩、塔梁固结区以上桥塔采用钢结构，便于预制、吊装施工；

桥面以下塔柱设计为钢筋混凝土结构，具有较好的耐久性；

在桥面上6m处设置钢-混结合段实现不同材料结构之间刚度的平顺过渡。

桥面以上塔柱设计为薄壁钢箱结构，矩形断面，截面尺寸自塔顶处3.0m（顺桥向）×

2.5m（横桥向）线性变化至桥面以上6.0m处的5.791m（顺桥向）×

2.5m（横桥向）。

塔柱顶、底板及腹板均采用壁厚25mm的Q345qc钢板，钢板上设置“一”字型加劲肋，高200mm，厚20mm，间距0.45～0.5m。

拉索锚固区以上塔柱设计为单箱单室截面，间隔2.0m左右设置横隔板一道。

拉索锚固区及以下塔柱设计为单箱三室断面，依据拉索锚固区构造在塔壁之间增设两道加劲隔板，并在拉索锚固点上、下设置横隔板，横隔板中间箱室处预留直径D＝0.7m人孔，在两侧边箱室设置0.8x0.3m人孔，便于检修人员通行。

桥塔立面布置图（单位：

cm）

钢桥塔断面布置图（单位：

混凝土桥塔及基础平面布置图（单位：

桥面及以下塔柱设计为钢筋混凝土构件，塔柱为空间锥台结构，矩形断面，截面尺寸自桥面上6.0m处的5.791m（顺桥向）×

2.5m（横桥向）线性渐变至桥面处的6.0m（顺桥向）×

2.5m（横桥向），桥面以下塔柱自桥面处6.0m（顺桥向）×

2.5m（横桥向）线性渐变至塔底截面尺寸为10.0m（顺桥向）×

4.0m（横桥向）。

塔柱采用C50混凝土现场浇筑而成，内设竖向预应力加强构造。

2）塔墩结合段设计

结合段设计是混合结构的关键部位，要求其对各种荷载产生的轴力、弯矩、扭矩和剪力的传递顺畅可靠，在荷载作用下具有一定的承载安全贮备，刚度过渡良好，耐久性好，抗疲劳性能好，力求减小应力集中。

钢桥塔与混凝土桥塔相接处，设置钢、混结合段，长4.0m。

结合段处在混凝土桥塔与钢桥塔的接合面处设置20mm厚承压板；

钢桥塔在塔壁四周增设刚度过渡板，并延伸至混凝土桥塔内，混凝土桥塔内的刚度过渡板上开φ60mm孔，内设直径22mmHRB400钢筋，形成PBL剪力键。

在混凝土桥塔受力不利的一侧，塔柱内竖向预应力钢束伸入桥塔结合段承压板后锚固，并在结合段混凝土内设置多处精轧螺纹钢筋锚固于承压板上。

桥塔钢混结合通过钢桥塔一侧增设多处刚度过渡板实现刚度的平顺过渡，通过混凝土桥塔内预应力钢束、PBL剪力键实现钢桥塔与混凝土桥塔之间剪力的传递。

为方便结合段内补偿收缩混凝土浇注，结合段承压板上设临时浇注孔。

桥塔钢混结合段布置图（单位：

mm）

3）主梁设计

主跨主梁（长81.95m）采用Q345qc钢材预制箱梁，其余主梁设计为C50现浇预应力混凝土箱梁。

混凝土主梁标准横断面（单位：

混凝土主梁纵向预应力钢束布置图（单位：

混凝土主梁全长77.95m，按预应力混凝土A类构件设计。

主梁标准段梁高2.5m，塔下区段根据受力情况采用变梁高形式，其中塔下横梁段梁高为3.5m，边跨侧设置11.7m梁高变化段，主跨侧设置12.8m梁高变化段。

主梁全宽42.0m，采用单箱七室断面，箱室间距为3.8～4.0m。

主梁腹板宽0.5m，边悬臂宽5.63m；

箱梁顶板厚0.25m～0.6m，底板厚0.22m～1m。

主梁腹板内设置纵向预应力钢束，每道腹板共布置三排、两列共6束13×

φs15.2高强度低松弛预应力钢绞线，边腹板在塔下区段的腹板内加强布置了负弯矩束和底板短束，各一排、两列共4束15×

φs15.2高强度低松弛预应力钢绞线，负弯矩束采用单端张拉，其余钢束均采用两端张拉工艺，钢束控制张拉应力取用σcon=0.7fpk，预应力管道采用塑料波纹管，真空压浆技术。

塔下横梁钢束断面图（单位：

塔下横梁设计为单箱单室断面，梁高3.5m，顺桥向截面宽4.5m，其中顶板厚0.6m，底板厚1.0m，腹板厚1.0m。

单个腹板内布置四排、四列共计16束19×

φs15.2高强度低松弛预应力钢绞线，底板布置两排各8束19×

φs15.2高强度低松弛预应力钢绞线，钢束均采用两段张拉工艺，钢束控制张拉应力取用σcon=0.7fpk，预应力管道采用塑料波纹管，真空压浆技术。

1/2混凝土拉索横梁预应力钢束布置图（单位：

在混凝土主梁拉索对应位置设置拉索横梁，横梁宽0.5m，其中布置横梁预应力钢束三排两列，共计6根19×

主跨钢箱梁全长81.95m，宽42.0m，采用Q345qc钢材制作。

主梁采用双边箱结构，边主梁采用单箱双室断面，拉索锚固区布置与边主梁外侧，慢行系统布置通过悬臂布置于拉索锚固区外侧，两边主梁通过横梁和桥面板连接形成整体。

1/2钢主梁标准横断面（单位：

钢梁箱室总宽9.0m，顶板厚14mm，底板厚12mm，顶、底板设28cm高U型加劲肋,顶板加劲肋厚8mm，底板加劲肋厚6mm；

主梁腹板厚16mm，索区两侧腹板加强至20mm，上设“一”字肋加强构造，钢纵梁横隔板间距为3m。

1/2拉索横梁处钢主梁标准横断面（单位：

拉索横梁间距9.0m，采用工字型截面，梁高为2.5m，底板宽0.6m，厚16mm，腹板厚16mm，上设竖向及水平加劲肋。

1/2次横梁处钢主梁标准横断面（单位：

次横梁布置于拉索横梁中间，间距为3.0m一道，采用工字型截面，梁高2.5m，底板宽0.4m，厚12mm，腹板厚12mm，上设竖向及水平加劲肋。

主梁钢混结合段立面布置图（单位：

结合段设计是混合梁的关键部位，要求其对各种荷载产生的轴力、弯矩、扭矩和剪力的传递顺畅可靠，在荷载作用下具有一定的承载安全贮备，刚度过渡良好，耐久性好，抗疲劳性能好，力求减小应力集中。

钢梁段与混凝土梁段相接处，设置钢、混结合段，长1.98m。

结合段处钢梁腹板及刚度过渡板伸入混凝土梁段，在混凝土梁端尾部设置20mm厚承压板；

最外侧钢梁腹板及钢梁顶、底板及承压板设置直径22mm，高15cm剪力钉，其余腹板及刚度过渡板上开φ60mm孔，内设直径22mmHRB400钢筋，形成PBL剪力键。

结合段两侧分别设置3.0m（砼侧）、2.6m（钢侧）刚度过渡段，其中混凝土侧刚度过渡通过截面变化实现，钢梁侧通过设置刚度过渡板实现。

钢混结合通过刚度过渡段实现刚度的平顺过渡，通过混凝土主梁钢束、PBL剪力键及剪力钉实现钢梁断面与混凝土梁断面间力的传递。

为方便结合段内混凝土浇注，结合段顶板上设临时浇注孔。

2.3材料概况

2.3.1钢材/焊材

本工程中所采用的构件主要有：

箱型梁（本方案涉及）及钢拱。

钢主梁：

采用Q345qc钢材；

钢桥塔：

坡道桥主梁：

本桥梁采用Q345qc钢材，相应配合使用的焊接材料：

如焊丝、焊剂等均应符合相应规范的有关规定。

使用的焊丝、焊剂焊接上述钢板后，其融敷金属的屈服强度（σs），极限强度（σb），延伸率（δ5）及冲击韧性应与母材匹配相当，并不低于母材的各项机械性能，其中的扩散氢的含量应低于8ml/100g（水银法或色谱法），保证焊接接头（包括（包括焊缝热影响区、融合区组成）的各项性能与母材匹配并不低于母材。

焊接材料应根据母材钢板的技术要求和性能来选用焊丝和焊剂，并事先经过工艺评定试验。

对允许采用二氧化碳气体保护焊的部位，其中二氧化碳气体纯度应≥99.5%，其相应的焊接材料亦应经过工艺评定。

2.3.2防腐涂装

钢箱梁、钢桥塔、坡道桥钢主梁涂装防腐年限不小于25年，墩柱钢护筒及其他钢板件防腐年限不小于15年。

钢梁加工厂及涂料应符合《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件JT/T722-2008》，供货商应针对不同材料及其防腐体系严格施工，确保防腐年限，并制定质保协议。

2.4工程场地自然条件

2.4.1自然地理

2.4.2气象

工程所在地属南亚热带季风气候。

拟建区域位于广东省中部偏西，受南亚热带季风影响，冬半年盛行东北季风，天气较为干冷，夏半年盛行西南和东南季风，高温多雨。

由于北回归线横贯中部和地理环境影响,境内丘陵、盆地、谷地、台地纵横交错，地形复杂，形成多样化的气候。

年内夏稍热、冬偶寒。

年平均气温为22.2℃，以7月最热，月平均气温28.8℃，极端最高气温38.7℃，日最高气温≥35℃的日数为14天。

1月最冷，月平均气温13.7℃，极端最低气温-1.0℃。

气温日较差不大，即使是年内最大的12月，也仅8.7℃，最小的4月为6.1℃。

年雨量有1649mm，在雨季的4～9月集中了80%，其间又以5～8月为多，都在230～260mm。

年降水日数156天，83%集中在2～9月，5～6月最多，约占各月日数的三分之二。

10月至次年1月最少，各月平均不超过10天。

年暴雨日数（≥50mm）5.3天，雨季期间集中了92%。

一日最大降水量216.3mm，出现在台风季节的9月。

年平均相对湿度80%，亦以5～6月最大，达85%；

10月至次年1月最小，接近75%。

雾日很少，年平均仅3天。

一年之中，各月均有雷暴记录，6、7月有近18天雷暴日，几乎和大陆上多雷区的雷州半岛相近。

年日照时数1748小时，较集中在夏、秋季的7～10月，各月在190～210小时，2～4月最少，月平均仅64～78小时。

年日照百分率39%，7～11月，月平均都超过50%，3～4月最低，仅20%左右。

年平均风速1.6m/s，年大风日数约3天。

终年盛行偏东风，年内各月风向有交替：

大致以5～8月盛行东风，9月至次年4月转为东北风。

主要是受西江河谷地形的影响，所以出现这种较为稳定的常风。

年有霜日数约4天，年结冰日不到1天。

但是在冬寒未尽的2月，却有出现过冰雹的记录。

影响的主要气象灾害包括：

西江洪水、干旱、台风、强对流、雷电：

地处西江北岸，汛期雨量充沛，洪涝灾害带来的威胁最为突出。

地处热带，每年雷暴天数均在80日以上，雷击事件频繁发生。

每年影响的约台风3到4个，伴随的狂风和暴雨是台风造成灾害的主要原因。

此外，大部分地区属于山区，连续的大范围强降水容易导致泥石流，山体滑坡等次生灾害，并诱发洪水。

前汛期（4到6月份），当北方的冷空气和海洋上吹来的暖湿气流在市上空交汇时，经常会发生灾害性的强对流天气，伴随着雷暴、冰雹、大风。

强对流天气一般仅能维持1到2个小时，但破坏力惊人。

2.4.3区域水文

新区内部用水域分布极广，类型包括江河、渠道和鱼塘等，总面积占新区面积的40%以上。

区内及周边区域水系纵横，南临西江，北靠九坑河水库，北有水坑排渠、丰乐排渠，内有长利涌、广利涌、横槎涌等主要河涌。

西江由西向东流；

九坑河水库通过长利涌与西江相接，水坑排渠截山洪后注入长利涌，长利涌由于堤防较高，除了承接九坑河水库及水坑排渠的雨水外，不再承接其它雨水。

丰乐排渠截山洪由西向东注入青岐涌，青岐涌是绥江的分洪河道，由北向南汇入西江。

区内其它河涌包括广利涌、横槎涌、贝水涌、石溪涌等，收集区内雨水由北向南汇入西江。

长利涌是水坑排渠和九坑河水库的泄洪通道，全长约8.7km，水面宽度70～330m。

其防洪堤标高为11.3～13.7m，比周边用地的现状标高高7～8m，为高排渠，不接纳规划区内的排水。

通过长利旧闸与长利新闸与西江相接。

长利涌现状：

a）河道与河堤有4～5m高差；

b）水质较好，下游局部区段有一定程度的生活污染。

c）河道沿线分布有较多村庄，河道两岸有古桥相接，景观优越。

d）河道沿线两边种植大量古榕。

2.4.4地形地貌

建设工程场地原始地貌为海陆交互相沉积环境下形成的冲洪积平原，现状地势整体较为平坦，地面高差整体起伏不大。

地面标高在1.86～9.66m之间，最大相对高差7.80。

第3章钢结构制作准备

3.1图纸深化方案

重点是：

熟悉并掌握设计图纸内容，领会设计意图；

发现设计中影响构件安装的问题；

提出与土建和其它专业工程的配合要求

图纸深化：

本工程的深化设计采用AUTOCAD、天正绘图软件，其中钢结构专业设计软件有：

XSTEEL钢结构详图设计系统、PKPM-STS钢结构设计等。

各软件的功能如下表所示：

表3.1深化软件一览表

软件名称

产地

主要功能

在本工程的主要应用

备注

AUTOCAD

R2004绘图软件

美国

二维平面绘制

绘图及翻样

主要使用软件

XSTEEL钢结构详图设计系统

芬兰

通过三维智能钢结构建模，迅速得到零件、安装、总体布置图及各构件参数

立体建模、零件数据生成、施工详图绘制

PKPM-STS

钢结构设计

中国

用于结构分析、强度和稳定性计算、优化设计及绘制施工详图

结构分析计算及节点验算

MTS

节点验算

3D3S

施工阶段验算软件

天正软件绘图软件

便于迅速创建、编辑平面、立面、剖面、三维方案以及施工详图

辅助设计

3.2技术准备

组织所有生产技术人员进行技术交底，了解设计意图、质量要求，并以书面形式层层落实到位。

有计划、有步骤地组织材料进场，编制成品、半成品的材料进货计划，对一些特殊材料提前组织专人询价，取样后报业主审批，以便尽快确定供货单位，落实货源及备料，保证按施工进度分期分批进货，并进行材料复核。

若有材料代用，必须向业主和监理方提交代用申请，经批准后方可代用。

详细编制合理而周密的生产计划，安排加工日程表，以保证在指定的工期里完成加工任务。

3.3劳动力准备

根据施工技术要求和施工进度的计划要求，编制合理的生产制作计划，安排所需劳动力进行施工。

各岗位工作人员均具有类似桥梁项目制作经验。

表3.3钢结构制作施工所需劳动力安排计划表

工序名称

工种

人数

序号

冷作工

20

1

电焊工

2

机操工

15

3

机电工

4

辅助工

5

油漆工

10

6

合计

88

各工种人员安排根据项目进度情况及生产需要进行调整，我司拟投入二条生产线进行本项目制作，若有实际生产需要，生产线可增至五条。

3.4钢结构主要施工检测工具配备

表3.4钢结构主要施工检测工具配备表

名称

型号

精度要求

数量

游标卡尺

0-150mm

±

0.02mm

外径千分尺

0-25mm

0.01mm

钢卷尺

0-10000mm

2.3mm

0-50000mm

10.3mm

干漆膜测厚仪

HCC-18

0-200µ

m

钢直尺

0-1000mm

乙炔压力表

0-2.5MPa

2.5

超声波探伤仪

TTS-6208

氧气压力表

塞尺

0.02-1mm

0.02%

焊缝检验尺

HJC60

经纬仪

J2

2ˊˊˊ

水准仪

DSZ3

2.5mm/km

第4章钢结构制作分项施工

钢结构制作是将原材料转化为成品的计划、技术、材料、设备、工具、安全、质量和成品的全面管理过程。

加工步骤：

材料进场→放样→号料→切割→制孔→组装→焊接→除锈→涂装。

4.1钢结构制作总体要求

钢箱梁、钢桥塔各制作段之间全部焊接连接，钢结构的制造、焊接和检验必须遵照《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015）和《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）的有关规定执行。

为了保证焊接接头焊后的韧性和控制接头超强，应严格控制焊接能量的输入。

投产前必须根据结构中不同的接头形式作焊接工艺试验，经评定通过后方可生产。

钢梁在制造车间焊接成板单元件，运到组拼场在组拼台座上焊接成整个节段。

U型肋与桥面板焊接，融透深度不小于0.8倍的U肋板厚度，并不得焊穿。

焊接作业时应尽量避免仰焊操作，顶、底板的拼接应采用带陶瓷衬垫的单面焊双面成型工艺，以保证焊缝融透。

角焊缝不得在腹板、桥面板、塔壁等主要板件上咬边。

工地梁段间的拼接焊缝，面板和底板仍采用单面焊双面成型工艺，为此底板的加劲肋可待底板焊接、检验完后，U型肋采用内衬钢衬垫拼接。

箱梁腹板用双面坡口的对接焊焊接。

钢箱梁、钢桥塔安装完成后，其内部应是个密闭的整体。

梁段的存放必须在横隔板下支垫，如果梁段叠放，需要在钢箱梁、钢桥塔容易变形的一侧设临时竖向支撑，避免顶板被压弯。

4.2钢箱梁单元块划分

箱型梁主梁纵向按长度分段分别为12791mm、17878mm、18075mm、18081mm、9164mm、8943mm共分为6段考虑（分段长度最大不能超18.1米，单构件重量不能超29.5吨）。

箱型梁主梁横断面按桥梁结构中线中间部位4200mm为一段，向两侧对称进行分段划分，由中间向两侧对称宽度分别为4250mm、4500mm、4500mm、1850mm、3680mm，共分为11段考虑（分段宽度最大不能超4.5米，单构件重量不能超29.5吨）。

按如上划分方案，将主桥钢箱梁主梁共划分为66块宽度（1.85m～4.5m）×

长度（9～18米）左右单元块，分段箱梁宽度控制在桥宽方向，可以减少现场腹板焊缝数量。

单元块的划分应以分块重量接近30吨不超载为宜，若深化后出现超出29.5吨的单元块，划分方案需要重新调整或将超重单元块再次分为两个不超限单元块。

4.3加工工艺

4.3.1放样

放样前应仔细核对图纸之间的尺寸和方向，特别应注意各部件之间的连接点连接方式和尺寸是否一一对应。

放样以1:

1的比例在样板台上放出全样，核对各部件的尺寸；

制作样板和样杆作为下料、弯制、刨、制孔等加工的依据。

工件要考虑加工余量，焊接构件要按工艺要求预留焊接收缩余量。

在下料前，组织技术人员、质检人员、车间制作相关人员联合对实样的尺寸进行复核，确认无误后方可开始下料。

4.3.2划线和号料

划线和号料前首先根据料单检查清点样板与样杆，按号料要求整理好样板。

号料前必须了解原材料的钢号及规格，检查原材料的质量。

需要拼接的同一构件必须同时号料，以利拼接。

成对的构件划线时必须把材料摆放成对后进行划线。

在材料上划出切割、刨、弯曲、钻孔等加工位置；

打冲孔及标出零件编号。

号料时应尽可能做到合理用材。

为了保证切割质量及后序的焊接质量。

盖板的切割宜采用等离子数控切割，切割之前运用CAD按1：

1实际尺寸放样。

4.3.3零件加工

（1）梁段中为便于纵肋通过而对板件进行的切口和便于焊缝通过而对板件的切角切口必须光滑，所有的火焰切边必须进行边缘打磨处理。

（2）各类钢结构部件的零件，原则上应采用气割