桥下钢结构施工方案.docx
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桥下钢结构施工方案
桥下站房钢结构安装专项施工方案
编制:
_____________
审核：
_____________
批准：
_____________
二零一九年八月
第一章编制依据
1.1.工程文件
1.1.1常熟站工程设计施工图；
1.1.2常熟站工程施工组织设计；
1.1.3类似工程的施工经验及相关的技术文件。
1.1.4现场踏勘
1.2.遵循的标准、规范、规程
对于本工程的施工除按本工程设计说明要求外，尚应严格按照国家现行的有关标准、规范、规程、规定执行，具体如下：
类 别
名 称
编号和文号
国标
《钢结构焊接规范》
GB50661-2011
国 标
《钢结构工程施工规范》
GB50755-2012
国 标
《钢结构工程施工质量验收规范》
GB50205-2001
国标
《低合金钢焊条》
GB/T5118-2012
国标
《碳钢焊条》
GB/T5117-2012
国 标
《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》
GB/T8110-2008
国 标
《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》
GB/T11345-2013
国 标
《工程测量规范》
GB50026-2007
国 标
《桥梁球形支座》
GB/T17955-2009
国 标
《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》
GB/T8923.1-2011
国 标
《钢拉杆》
GB/T20934-2007
行 标
《拱形钢结构技术规程》
JGJ/T249-2011
行 标
《钢结构高强度螺栓连接技术规程》
JGJ82-2011
行 标
《施工现场临时用电安全技术规范》
JGJ46-2005
行 标
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
JGJ130-2011
行 标
《建筑机械使用安全技术规程》
JGJ/T33-2001
行 标
《建筑施工高处作业安全技术规范》
JGJ80-2016
行 标
《建筑施工安全检查标准》
JGJ59－2011
协会
《铸钢节点应用技术规程》
CECS235：
2008
协会
《钢管结构技术规程》
CECS280-2010
《铁路工程设计防火规范》
TB10063-2007
1.3.遵循的主要法规
序号
名称
备注
一
主要法规
1
中华人民共和国建筑法
2
建设工程安全生产管理条例
3
建设项目环境保护管理条例
4
建设工程质量管理条例
5
《铁路客站钢结构金属屋面施工安全质量安全管理办法》
第二章工程概况
2.1工程概述
工程名称
工程地址
建设单位
设计单位
监理单位
总包单位
2.2工程概况
站房总轴线平面尺寸为141.7x62.9m,分为桥下部分站房和侧站房两个部分，其中桥下部分分为A、B、C三个区，A区为桥下钢屋面，采用实腹式钢梁结构，支撑在桥墩墩身牛腿上，B、C区为2～3层钢筋混凝土框架结构，侧式站房采用钢筋混凝土框架结构，共两层（局部有夹层），侧式站房框架结构与跨线屋面形成整体，跨线屋面为管桁架结构。
2.3主要构件概况列表
桥下A区站房材料统计
编号
截面规格（mm）
钢材材质
备注
1
H（850～1650）x300x10x12
Q345B
GKL1
2
H400x200x8x12
Q345B
GL1
3
H300x150x8x12
Q345B
GL2
4
φ60x4
Q235B
CG
5
φ20
Q235B
LT
桥下B区出站厅材料统计
编号
截面规格（mm）
钢材材质
备注
1
H（800～1200）x300x16x22
Q345B
GKL1
2
□450～400x20x20
Q345B
GKZ1
3
H700x250x12x16
Q345B
GKL2
4
H400x200x8x12
Q345B
GKL3
5
H600x200x10x16
Q345B
GL1
6
H300x150x8x10
Q345B
GL2
7
φ60x4
Q235B
CG
8
φ20
Q235B
LT
2.4工程特点难点分析：
2.4.1工期紧，任务急
解决措施：
（1）对机械设备和材料进行充分的准备，精心策划，加大吊装设备及及人员配置数量；
（2）合理安排施工分区和流水作业，与交叉配合施工单位进行及时有效的沟通协商，确保工程施工节点工期的实现。
2.4.2桥下钢结构钢梁吊装空间小
解决措施：
采用25吨汽车吊，1节9.8m臂,在钢梁上焊接吊耳作为提升点，用2台汽车吊分别在钢梁的两侧提升的安装工艺安装。
第三章施工部署
3.1吊装机械选择及吊装工况分析
本工程钢柱及钢梁吊装主要采用25吨汽车吊安装。
25吨汽车吊性能参数
25吨汽车吊外形尺寸示意图
25吨汽车吊性能参数表
3.2劳动力计划
各阶段投入劳动力计划表
时间
7月
8月
9月
投入劳动力数量
10人
24人
32人
劳动力高峰时各专业工种数量
工种
人员数量
起重工
3
焊工
6
维修电工
1
安装钳工
10
测量工
2
辅助工
4
油漆工
6
合计
32
3.3钢结构安装流程
第四章钢结构施工技术措施
4.1钢结构现场施工准备
4.1.1.轴线的交接与复测
序号
内容
1
对提供的定位轴线，会同建设单位、监理单位、土建单位及其他有关单位一起对定位轴线进行交接验线，做好记录，对定位轴线进行标记，并做好保护。
2
复测完成后，测放钢柱的轴线位置与标高。
4.1.2.钢构件进场验收
钢构件、材料验收的主要目的是将清点构件的数量并将可能存在缺陷的构件在地面进行处理，使得存在质量问题的构件不进入安装流程。
钢构件进场后，按货运单检查所到构件的数量及编号是否相符，发现问题应及时在回单上说明并反馈制作工厂，以便工厂更换补齐构件。
按设计图纸、规范及制作厂质检报告单，对构件的质量进行验收检查，做好检查记录。
为使不合格构件能在厂内及时修改，确保施工进度，钢结构制作单位应派专人驻在施工现场，负责构件清点、构件返厂协调等事宜。
现场构件验收主要是焊缝质量、构件外观和尺寸检查，质量控制重点在构件制作工厂。
构件进场的验收及修补内容如下表所示：
序列
类型
验收内容
验收工具、方法
补修方法
1
焊缝
构件表面外观
目测
焊接修补
2
现场焊接剖口方向
参照设计图纸
现场修正
3
焊缝探伤抽查
无损探伤
碳弧气刨后重焊
4
焊脚尺寸
量测
补焊
5
焊缝错边、气孔、夹渣
目测
焊接修补
6
多余外露的焊接衬垫板
目测
切除
7
节点焊缝封闭
目测
补焊
8
构件的外形及尺寸
构件长度
钢卷尺丈量
制作工厂控制
9
构件表面平直度
靠尺检查
制作工厂控制
10
构件运输过程变形
参照设计图纸
变形修正
11
预留孔大小、数量
参照设计图纸
补开孔
12
螺栓孔数量、间距
参照设计图纸
绞孔修正
13
连接摩擦面
目测
小型机械补除锈
14
表面防腐油漆
目测、测厚仪检查
补刷油漆
15
表面污染
目测
清洁处理
4.1.3.构件堆放次序及原则
序号
层次、顺序及规则
1
构件堆放时应按照便于安装的顺序进行堆放，即先安装的构件堆放在上层或者便于吊装的地方，拉条、檩条、高强螺栓等则集中堆放在构件仓库
2
构件堆放时要注意把构件编号或者标识露在外面或者便于查看的方向
3
各段钢结构施工时，同时进行穿插着其它工序的施工，在钢构件、材料进场时间和堆放场地布置时应兼顾各方
4
所有构件堆放场地均按现场实际情况进行安排，按规范规定进行平整和支垫，不得直接置于地上或轨道上，要垫高200mm以上，以便减少构件堆放变形；钢构件堆放场地按照施工区作业进展情况进行分阶段布置调整
4.1.4.构件运输及现场二次倒运
1、分类及原则
为了满足现场安装条件的要求，钢结构制作厂运输计划根据现场安装计划进行配套运输。
2.运输方案简述
本工程桥下站房构件采用汽车将构件直接运至施工现场，为吊装做好准备工作。
构件二次倒运采用多种方法灵活运用。
包括构件用汽车通过平交道运至现场等。
4.2钢结构安装
4.2.1吊装前的准备工作
序号
准备内容
1
吊装前彻底清除吊装区域周围的垃圾、积水，对混凝土基础面重新凿毛，并清除尘屑等杂物
2
对预埋钢柱柱脚进行复核，复核轴线位置、标高
3
对桥墩上的预埋件进行打磨清理，根据施工图纸复合其尺寸标高，对埋件的直筋焊缝逐一检查，确保埋件质量，同时做好交接检查记录，对存在质量缺陷的埋件必须返修处理，检查合格后方可进入安装工序。
4
准备好不同厚度的铁垫块，吊装用的临时爬梯、操作平台等。
5
各类工器具就位。
4.2.2.吊装工况分析
1、A区钢梁吊装工况分析
25吨汽车吊吊运示意图
构件说明
名称
GKL1
重量（t）
12
长度（m）
29.7
安装高度（m）
6
吊装机械及性能
型号
25吨汽车吊
臂长（m）
10.2
作业半径（m）
6
提升高度（m）
6.5
额定吊重（t）
12.3+12.3=24.6
经工况分析25吨汽车吊吊装满足吊装性能要求。
2、B区钢构件工况分析
构件说明
名称
最重钢柱
重量（t）
2.8
长度（m）
6
安装高度（m）
6
吊装机械
及性能
型号
QY25
臂长（m）
9.8m
作业半径（m）
6
提升高度（m）
6.5
额定吊重（t）
12
25吨汽车吊吊运示意图
经工况分析25吨汽车吊能够满足钢柱吊装。
3、B区钢梁吊装工况分析
构件说明
名称
最重钢梁
重量（t）
4
长度（m）
15
安装高度（m）
6
吊装机械
及性能
型号
QY25
臂长（m）
9.8m
作业半径（m）
6
提升高度（m）
6.5
额定吊重（t）
12+12=24
经工况分析，完全能满足吊装需求。
4.3.钢柱、钢梁吊点的选择
根据钢柱的形状、长度、重量、起吊方法及吊装机械的起重能力，决定采用互捻制钢丝绳进行吊装，吊点设置在柱顶处，吊装时采用一点吊装，以保证起吊后的垂直度。
钢梁采用两点吊装法吊装，吊点示意图如下：
钢柱吊点示意图
钢梁吊点示意图
4.4.吊耳验算书
1拉应力计算
如图所示，拉应力的最不利位置在A-A断面，其强度计算公式为：
σ=N/S1σ≤【σ】
【σ】值：
Q235钢板时=375~460N/mm2；
Q345钢板时=510~600N/mm2。
式中：
σ——拉应力
N——荷载
S1——A-A断面处的截面积
【σ】——钢材允许拉应力
σ=（6000*9.8）/1（（144-40）*15）=37.7≤375~460N/mm2；通过。
2剪应力计算
剪应力的最不利位置在B-B断面，其强度计算公式：
【τ】值：
Q235钢板时=235N/mm2
Q345钢板时=345N/mm2
τ=N/S2τ≤【τ】
式中：
τ——剪应力
N——荷载
S1——Ｂ-Ｂ断面处的截面积
【τ】——钢材允许剪应力
τ=（6000*9.8）/1【（72-20）*15】=75.384≤235N/mm2；通过。
3局部挤压应力计算
局部挤压应力的最不利位置在吊耳与钢丝绳的结合处，其强度计算公式为：
F＝N/【（t*d）ψ】F≤【σ】
式中：
F——局部挤压应力
N——荷载
t——吊耳厚度
d——钢丝绳直径
ψ——局部挤压系数（1~2，钢丝绳与孔接触弧长与直径比）
【σ】——钢材允许压应力
F＝（6000*9.8）/1【（15*32）*1】=122.5≤375~460N/mm2；通过。
4角焊缝计算
P＝N/（L*H*K）P≤【σ1】
式中：
P——焊缝应力
N——荷载
L——焊缝长度
H——焊缝高度
K——折减系数0.85~0.95
【σ1】——焊缝允许应力（0.5~0.8）【σ】
P＝N/（L*H*K）=（6000*9.8）/1（144*12*0.85）=40.03≤0.5（375~460N/mm2）；通过。
4.5.钢丝绳及卸扣选择
本工程最重构件不超过12吨，吊装时采用2点吊装，每个吊点受力不超过6吨，根据建筑施工手册，吊装用的钢丝绳安全系数不小于8，经计算6×37钢丝绳
Φ32mm满足施工要求。
采用的卸扣承载力不小于8吨。
序号
钢丝绳直径（mm）
容许拉力（N）
容许重量（kg）
1
28
55250
5525
2
32
66750
6675
3
34
75375
7537.5
4
36
84500
8450
4.6吊装方法措施
钢柱吊装时先在基础上标注十字线，使钢柱十字线与基础十字线对齐，钢柱吊装就位后，先进行初步的调整偏差，前四根钢柱安装时设置缆风绳，当四根钢柱用主梁固定后方能拆除揽风绳。
4.7.钢柱校正
校正内容
具体校正方法
柱基
标高
调整
根据钢柱的实际长度、柱底的平整度、钢柱顶部及柱顶距柱底部的距离，来决定基础标高的调整数值。
纵横十字线的对准
在钢柱安装前，用经纬仪在基础上面将纵横十字线划出，同时钢柱柱身的四个面标出钢柱的中心线。
在钢柱安装时，起重机不脱钩的情况下，慢慢下落钢柱，使在钢柱上标注的四个面中心线与基础上划出的纵横十字线对准，尽量做到线线相交。
柱身垂直度的校正
在钢柱纵横十字线的延长线上或稍偏的位置架设两台经纬仪，进行垂直度测量，经纬仪与纵横十字线的夹角应小于15°。
采用钢锲或松紧缆风绳进行校正，校正完毕后，松开揽风绳不受力，再进行复校调整：
4.8.钢柱的登高梯设置
钢柱上的钢爬梯设置：
在钢柱安装之前应在钢柱上固定钢爬梯，用以吊装之后，解除吊索具及其它结构杆件吊装时，人员上下用。
施工完毕，钢爬梯应拆除。
小爬梯采用L40*3角钢和Φ14mm的圆钢焊接做成钢爬梯，每段长度约为4m。
爬梯每间隔约2m与钢柱固定。
钢爬梯做法参下图。
钢爬梯与钢柱的固定可采用铁丝或小钢丝绳绑扎固定，如果设计无要求，也可采用临时焊接固定，但在拆除时应磨平焊疤。
固定时特别需注意钢爬梯两端部和中间均须同钢柱之间做可靠固定。
使用爬梯时应与自锁扣配合使用。
小爬梯可能要反复使用，应注意检查钢梯的焊缝和变形情况，变形及时进行校正。
4.9现场安装顺序及措施
4.9.1现场吊装安装顺序及方式
本工程钢结构安装顺序:
A区钢结构安装顺序
钢牛腿→钢梁→次梁→撑杆→檩条。
B区钢结构安装顺序
钢柱→钢梁→次梁→撑杆→檩条。
桥下钢结构A区：
共3跨，每跨钢梁采用2台25吨汽车吊抬吊，安装顺序从南向北安装。
桥下钢结构B区：
钢柱采用1台25吨汽车吊吊装，钢梁采用2台25吨汽车吊抬吊，安装顺序从南向北安装。
步骤
桥下钢结构安装流程图
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3.2.安装技术措施
1、吊点设置及起吊方式
钢梁吊点位置选择可视具体情况而定，以吊起后钢梁不变形、平衡稳定为宜，一般长度较小重量较轻钢梁吊点选在钢梁1/3处，采用1点吊装法吊装，采用在吊点处设置耳板。
2、安装临时操作平台
根据操作位置的不同需要，吊篮的形式可有以下两种：
在施工人员利用吊篮操作时，安全绳不能种根在吊篮上，必须可靠地种根在吊篮以外的地方。
钢梁对接位置，上下翼缘板需要现场焊接或钢梁的腹板为高强度螺栓连接时，均需要操作脚手。
钢梁对接位置的操作平台用吊篮，吊篮采用圆钢做成，在钢梁吊装之前安装在钢梁上，随钢梁一起吊装，或单独吊装。
3、钢梁吊装临时对位与固定
钢梁吊升到位后，按施工图进行对位，要注意钢梁的正、反方向和钢柱上连接板的轴线不可安错。
较长梁的安装，应用冲钉将梁两端孔打紧、逼正，然后，再用螺栓拧紧。
安装钢梁时每安装上一支主梁需及时用缆风绳加以固定，安装上另一支主梁后立即安装上与两支主梁相连接的钢梁。
吊装固定钢梁时，要进行测量监控，保证梁水平度调整，保证已校正单元框架整体安装精度。
第五章钢结构焊接
5.1焊接要求
本工程主要焊缝为钢柱、钢梁对接焊缝，板厚最大厚度20mm。
本工程中所用的焊缝金属应与主体金属强度相适应，当不同强度的钢材焊接时，可采用与低强度钢材相适应的焊接材料。
由焊接材料及焊接工序所形成之焊缝，其机械性能应不低于原构件的等级。
手工焊接用焊条的质量标准应符合《碳钢焊条》（GB/T5117-2012）或《低合金钢焊条》（GB/T5118-2012）或《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》（GB/T8110-2008）的规定。
对Q235B钢宜采用E43型焊条，对Q345B钢宜采用E50型焊条,
气体保护焊焊丝采用ER50-6焊丝。
5.2现场焊缝质量等级
全熔透坡口焊，质量等级为一级，角焊缝质量等级为三级。
5.3现场焊接
5.3.1.焊接一般要求
在焊之前，焊接位置应保持清洁，焊缝两侧50mm范围内不应存在油漆、锌层、铁锈和油污等。
临时辅助焊接的板等材料，应与母材相适应。
临时附助焊接的板等材料焊接后应拆除，拆除时与母材的过渡应平滑。
所有焊缝应有足够的焊接层数。
临时焊缝在正式施焊时应清除或者完全融入正式焊缝。
所有的对接焊缝均为完全熔透焊缝，焊接后焊缝两侧应进行打磨以便进行无损检测。
5.3.2.现场焊接顺序
现场焊接会对结构产生很大的影响，应该采用合理的焊接顺序进行焊接，以减少焊接变形。
1、对称分布焊接点，一个柱子两侧与梁的焊缝同时焊接，这样两侧收缩量相等，就不会影响钢柱的垂直度。
2、在梁与柱（梁）节点中，钢梁两端的焊缝不能同时焊接，先焊一端，焊完后再焊另一端，避免增加焊缝的拘束度，以减少应力集中。
焊接平面内应该从安装单元中间向四周扩散焊接。
在每一单元钢框架调整完毕，高强度螺栓施工结束后开始焊接。
单根构件的焊接顺序，两端不能同时焊接，并一端焊接结束后，再焊另一端。
单条焊缝的焊接顺序：
柱和箱形构件的现场焊接应使用两名焊接对称焊接。
现场焊接施工的工艺流程：
5.4保证现场焊接质量的措施
焊接变形控制措施：
Ø采用合理的焊接顺序
Ø采用合适的焊接工艺，一般的焊接工艺要求如下：
梁和柱接头的焊缝，宜先焊梁的下翼缘板，再焊其上翼缘板；先焊梁的一端，待其焊缝冷却至常温后，再焊另一端，不宜对一根梁的两端同时施焊。
多层焊应连续施焊，每层焊道焊完后及时清理，清除缺陷。
每层焊道厚度不大于5mm。
多层焊的接头应错开，每段焊缝的起始端应呈阶梯状。
焊接过程中应随时检查钢柱的垂直度，发现偏差及时调整焊接顺序。
5.5现场检验
钢结构的检验包含检查和验收两项内容，因而贯穿于整个焊接过程中，本工程焊接检查阶段和内容见下表所示：
检验阶段
检验内容
焊接施工前
焊接接头的组装，坡口的加工，焊接区域清理、引入、引出板安装及衬板贴紧情况
焊接施工中
焊接材料烘焙、焊工资质，焊接工艺参数，施焊中清理及清根情况
焊接施工后
无损探伤和外观检查
5.5.1.焊缝的外观检查
钢结构构件检查在焊接后自然冷却到工作环境温度后进行，采取眼睛观察、放大镜和量具检查，焊缝金属表面应平缓过渡焊波均匀，焊缝表面缺陷应符合建筑钢结构焊接的规定。
焊接完毕后，清理焊缝表面熔渣及两侧飞溅；检查合格后应在每个焊工施焊的焊缝附近用油漆写上焊工的钢印号或者进行其他有效标识，并作好外观质量记录。
焊缝外观质量缺陷不得有气孔、夹渣、裂纹和电弧擦伤；一级焊缝同时不得有咬边、根部收缩和未焊满、接头不良等质量缺陷。
焊缝余高和错边的允许偏差：
5.5.2.焊缝的内部缺陷检查
焊后24小时后，检查外观是否有裂纹，然后进行规定比例的超声波无损检测。
无损检测探伤依据《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T11345－2013。
5.6焊缝返修
焊后24小时后，进行规定比例的超声波无损检测，对于不合格焊缝要进行返修，返修要求如下：
（1）、焊缝返修应由经验丰富的优秀焊工承担。
（2）、焊缝返修采用碳弧气刨清除缺陷。
确认彻底清除缺陷后，用砂轮机或直线磨光机清除渗碳层，然后进行补焊。
返修焊缝的焊接工艺同正常焊接。
（3）、焊缝同一部位返修次数，不宜超过两次，如果多于两次应制定专门的返修方案。
（4）、返修的焊缝必须进行复探。
第六章高强螺栓连接
本工程高强螺栓主要位于梁柱连接及主次梁连接处，一般常规采用性能等级为10.9级的摩擦型高强度螺栓及连接副，高强度螺栓副具有受力性能好、耐疲劳、抗震性能好、连接刚度高、施工简便的优点。
6.1技术要求
本工程考虑采用摩擦型高强螺栓，连接面摩擦系数必须符合设计要求的0.45（构件钢号Q235B）和0.50（构件钢号Q345B）。
吊装前对于摩擦面的油污、尘土、浮锈要进行清除，要求摩擦面保持干燥、整洁，不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢等。
若有的话，需用钢丝刷及时清除，以提高其抗滑移系数。
雨天严禁作业，雨后应用压缩空气吹净，干燥后方能进行作业。
高强螺栓的形式、规格和技术要求必须符合设计要求和有关规定，高强螺栓必须经试验确定扭矩系数或复验螺栓拉力，符合规定时方准使用。
6.2高强螺栓进场检验与保管
1、高强螺栓保管要求
序号
高强螺栓保管及要求
1
高强螺栓连接副应由制造厂按批配套供应，每个包装箱内都必须配套装有螺栓、螺母及垫圈，包装箱应能满足储运要求，并具备防水、密封的功能。
2
在运输、保管及使用过程中应轻装轻卸，防止螺纹损伤、严禁使用螺纹损伤严重或雨淋过的螺栓。
3
高强螺栓入库应按规定分类存放，防雨、防潮。
螺纹损伤时不得使用。
螺栓、螺母及垫圈有锈蚀时应抽样检查紧固力，满足后方能使用。
4
使用前尽可能不要开箱，以免破坏包装的密封性，开箱取出部分螺栓后应原封包装好，以免沾染灰尘和锈蚀。
5
高强螺栓连接副在安装使用时，工地应按当天计划使用的规格数量领取，当天安装剩余的高强螺栓应送回仓库保管。
6
螺栓不得被泥土、油污沾染，始终保持洁净、干燥状态。
使用过程中如发现异常应立即停止施工，经检查确认无误后再进行施工。
7
高强螺栓连接副的保管时间不应超过6个月，超过保管时间后再使用必须按要求再次进行扭矩系数试验或紧固轴力试验，检验合格后方可使用。
2、高强螺栓性能检验
（1）本工程所使用的螺栓均应按设计及规范要求选用其材料和规格，保证其性能符合要求。
（2）高强度螺栓连接副应进行扭矩系数复验及摩擦面抗滑移系数试验，试验用螺栓连接副应在施工现场待安装的螺栓批中随机抽取。
每套连接副只应做一次试验，不得重复使用。
在进行连接副扭矩系数试验时，螺栓的紧固轴力应控制在一定的范围内，螺栓紧固轴力的试验控制范
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