加劲钢桁梁结构安装方案Word格式文档下载.docx
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7.2安全施工制度保证体系-23-
8、工期保证措施-23-
8.1工期计划-23-
8.2保证措施-24-
9、质量保证措施-25-
大西铁路晋陕黄河特大桥单T刚构加劲钢桁梁工程，主桁采用无竖杆三角形桁架，桁高9.35m，桥面以上桁高8.75m，节间长度12m，主桁中心距11m。
上弦杆采用槽形截面，高650mm，内宽为752mm；
端及次端腹杆采用箱形截面，高600mm，宽752mm，其余腹杆采用“工”形截面，高600mm，宽752mm。
主桁上弦端节点采用整体节点形式，其余节点采用插入式节点形式，下弦节点采用散装节点，节点板与箱梁采用PBL键及普通钢筋连接。
上弦杆与腹杆在端部节点位置采用全截面拼接，其余节点位置为焊接。
下弦节点与腹杆均采用全截面拼接。
上、下弦节点与腹杆全截面拼接位置采用M24高强度螺栓连接。
上平联采用三角形体系，横撑及斜杆均采用工字形截面，与平联节点板的连接形式为对接，采用M24高强度螺栓连接。
全桥钢材材质采用Q345qE，钢桁梁结构（一孔）构造图见示意图1.1。
图1.1晋陕黄河特大桥加劲钢桁梁示意图
钢桁梁安装主要内容包括：
（1）构件现场倒运；
（2）全桥杆件的安装架设；
（3）杆件的配孔；
（4）全桥高强度螺栓连接；
（5）主桁杆件对接焊缝焊接、探伤；
（6）对接焊缝及栓接部位除锈、补涂装；
（7）成桥最后一道面漆涂装。
钢桁梁的工程量见表1。
钢桁梁工程量统计表1
部位
长大杆件数量
重量（T）
占全桥总重（%）
主桁
840
4914
91.1
上平联
270
525
8.9
合计
1110
5400
100
以优质、安全、高效为目标，满足业主需求为宗旨。
针对加劲钢桁梁特点，制定科学、合理的工艺方案，采取得力、有效的施工措施，在规定的时间内圆满完成钢桁梁制造任务，争创国家优质工程。
为此，我们编制工艺方案时，把握了以下原则：
1质量至上的原则，制定的工艺方案要以质量为前提，各种工艺措施要以质量为中心制定。
2安全第一的原则，安全是生产的根本保证，制定的工艺方案充分考虑安全因素，并制定各种切实有效的安全保证措施。
3科学合理的原则，制定的工艺方案不但在保证质量和安全方面万无一失，同时要对工序的流畅性和工序间的协调性进行深入的研究，确保施工效率和工期，满足安装要求。
4文明卫生的原则，工艺方案的制定要考虑定置管理、文明施工和环境保护方面的因素，确保安全生产、文明施工，保证质量，铸造精品。
1.4编制依据：
（1）晋陕黄河特大桥单T刚构加劲钢桁梁施工合同；
（2）晋陕黄河特大桥单T刚构加劲钢桁梁设计图；
（3）引用标准：
TB10212-2009
铁路钢桥制造规范
TB10203-2002
铁路桥涵施工规范
TB10752-2010
高速铁路桥涵工程施工质量验收标准
JTG/TF50-2011
公路桥涵施工技术规范
GB/T5117-1995
碳钢焊条
GB/T5118-1995
低合金钢焊条
GB/T14957-1994
熔化焊用钢丝
GB/T8110-2008
气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝
GB/T10045-2001
碳钢药芯焊丝
GB/T5293-1999
埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂
GB/T12470-2003
埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂
JGJ82-2011
钢结构高强度螺栓连接技术规程
TB/T1527-2004
铁路钢桥保护涂装
JT/T722-2008
公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件
TB/T2772-1997
铁路钢桥用防锈底漆供货技术条件
GB11345-1989
钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级
JB/T6061-2007
无损检测焊缝磁粉检测
TB2137-1990
铁路钢桥栓接板面抗滑移系数试验方法
GB8923-1988
涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级
GB/T6463-2005
金属和其它无机覆盖层厚度测量方法评述
GB/T9286-1998
色漆和清漆漆膜的划格试验
2.1技术资料准备：
钢桁梁在安装前，应具备以下主要技术资料：
钢桥梁结构设计图；
钢桁梁安装图；
钢桁梁杆件发送表；
钢桁梁工厂制造图；
钢桁梁焊接工艺；
钢桁梁涂装工艺；
钢桁梁高强螺栓施拧工艺。
2.2施工场地准备：
钢桁梁施工场地应根据全桥施工平面图、结合桥位地形、钢桁梁运输方式、存放需要、架设方法及使用的吊装机械等因素综合考虑。
场地位置宜靠近桥位，以减少钢梁杆件的吊装搬运工作。
钢桁梁杆件存放场地应平整、压实、排水良好和具有足够承载力，并应位于汛期洪水位以上。
杆件存放支撑点应设在不因自重而产生永久变形的地方，并应防止杆件积水锈蚀和栓接面磨损、污染。
根据本桥的结构特点和工期要求，为保证钢桁梁的顺利按期安装完成，我们拟投入如下工具设备进行本桥的安装。
钢桁梁安装工具、设备计划
序号
机械或设备名称
规格型号
数量
1
门式起重机
15T
4
2
直流焊机
BX1-630
2台
3
二氧化碳气体保护焊机
BX1-500
10台
螺旋千斤顶
50T
5
32T
6
丝杠
10T
120个
7
水平仪
DT16
8
全站仪
leica
9
焊条烘箱
1个
10
焊条保温桶
6个
11
超声波探伤机
1台
12
汽车式起重机
13
25T
14
钢丝绳具
φ11.5~φ36
24付
15
碳弧气刨
3台
16
手拉葫芦
5~10T
8个
17
运输车
5~20T
18
铣刀
2把
19
手枪钻
20
砂轮机
21
磁力线坠
10m
10把
22
对讲机
23
角尺、钢板尺
8把
24
卷尺、盘尺
5m、7.5m、100m
25把
25
梅花扳手
至少一端40mm
12把
26
活动扳手
15寸
16把
27
12寸
28
配电箱
4个
29
铜芯电缆
五芯
1000米
30
临时螺栓
M24
4000套
31
角向定扭矩电动扳手
P1D-LP-1000J
6套
32
检力扳手
QZ-100型
4把
33
空压机
10m3/min
34
喷涂机
GPQ-6C
35
喷砂机
PBM-27R
36
油漆搅拌器
850W
根据本桥的结构特点和工期要求，为保证钢桁梁的顺利按期安装完成，我们拟投入的人力资源如下。
钢桁梁安装人力资源计划
工种
技术（结构）
铆工
技术（焊接）
涂装工
质检人员
测量工
电气焊工
安装工
起重工
门吊司机
电工
管理人员
安全
辅助人员
合计
103
钢桁梁杆件现场存放应符合下列规定：
杆件存放场地应平整稳固，排水良好。
杆件底与地面留有10～25cm的净空；
杆件支点应设置于在自重作用下杆件不致产生永久变形处。
同类杆件多层存放不宜过高，各层间垫块应在同一垂直线上；
吊装时应防止碰撞钢梁杆件、不得损伤杆件，不得油污杆件摩擦面，严禁锤击杆件；
钢桁梁杆件运输到现场后，应按照《铁路钢桥制造规范》和本桥的《制造规则》对钢梁进行检查，对不符合要求的杆件，应进行矫正合格，以满足规范和安装要求。
根据本桥的结构特点，首先对下节点进行预埋，桥面张拉、徐变完成后，利用门式起重机和支架装置进行钢桁梁腹杆的安装，然后依次安装上节点、上平联及上弦杆。
安装顺序按照从一端至另一端进行，在A4～A5间为合拢节间，其上弦杆最后安装。
安装完成后，利用起重设备和千斤顶进行线型调整。
最后进行全桥的涂装工作。
根据本桥的特点采取在桥面每联架设两台门式起重机，起吊重量15T，起吊净高度12m，跨度13m，全桥共设龙门吊4台，进行安装杆件的吊运，龙门吊布置形式见图3.2。
门式起重机示意图
敷设轨道
在桥面上利用塔吊敷设龙门吊轨道，龙门吊轨道由汽车运送至桥位下，用塔吊提升至桥面进行安装，桥面轨道安装采用钢垫板找平，化学植筋在混凝土桥面上固定轨道。
具体固定方法如下图所示：
轨道安装示意图
龙门吊安装
a.门吊行走机构重量2.5吨，长度6米，用汽车运至桥下后用塔吊卸车并起吊至门吊轨道位置，并做临时支撑固定。
b.用塔吊安装龙门吊支腿，门吊支腿长度12米，单边重量4.5吨，现场塔吊在安装位置的起吊能力为6吨，完全满足起吊要求，门吊支腿用汽车运至桥下，然后用塔吊卸车并起吊至安装位置，其下部与行走机构连接，上部并用缆风绳临时固定，如下图所示。
支腿安装示意图
c.把龙门吊上横梁分为两部分，在中间做临时支架，用塔吊进行安装，拆分后横梁重量长度6.5米，约为5吨，满足塔吊起吊要求。
把门吊左侧横梁用汽车运至桥下，并用塔吊起吊至安装位置，并把左侧横梁与门吊支腿和中间临时支撑连接固定，然后拆除左侧支腿缆风绳。
如下图所示：
上横梁安装示意图
d.把门吊右侧横梁用汽车运至桥下，并用塔吊起吊至安装位置，并把右侧横梁与门吊支腿和左侧横梁连接固定，然后拆除右侧支腿缆风绳。
e.用塔吊配合安装门吊起吊装置；
行走、起吊电气控制系统，并拆除中间临时支撑，如下图所示：
安装完成示意图
临时支架安装：
钢桁梁安装时在接口位置采用83式钢墩进行支撑，每联按5个支墩设置并重复使用。
临时支架形式及军用83墩结构形式见详图。
临时支架放置时，用全站仪对支架的位置及安装高程进行精确定位，以满足安装要求。
83墩主肢截面为H200*200，长度为500mm-3500mm，连接角钢为L70*6。
组装后可以组装成任意形式、高度的支架，结构形式如下图。
83式钢墩结构图
施工支架结构图
本工程由于安装高度较高，离地面高度约60米，处于黄河河道上，桥面风比较大，因此在吊装完成后，桁梁调整焊接及高强螺栓拧紧过程中两侧需做安全防护，以保证施工安全及焊接质量。
防风设施结构形式如下图所示。
跨度13米，长度16米，高度10米，柱底安装行走机构，可在龙门吊轨道上行走。
桥面防护结构内部采用活动脚手架，以方便人员施工及上下，由于采用门型防护结构，在桥面局部形成密闭结构，防风防雨，保证了在吊装结束后，后续施工基本不受天气因素的影响。
防护结构下部为行走机构，和龙门吊共用轨道，可以在桥面牵引行走，一次搭设完成后，不用拆除，完全满足施工及工期要求。
防护设施简图（红色所示）
下节点在工厂内制造完毕后，在现场进行预埋，在现场预埋节点时，必须确保预埋精度，预埋到位后，对下节点进行纵横向及竖向加强固定，确保下节点的安装精度，为后续钢桁梁的安装奠定基础。
腹杆安装分为端腹杆和中间腹杆两种类型。
首先将支架按设计角度调整到位，然后用门吊进行安装，起吊时设置专用工具调整腹杆的角度（专用吊装工具如下图所示），腹杆放置在支架上，利用设置在工装上部和下部的两个丝杠对腹杆角度及上下方向进行精确调整，使其满足现场安装要求，然后用冲钉和安装螺栓临时固定腹杆下端与下弦预埋节点。
每个节点一侧腹杆安装调整完成后，然后安装另一侧相对应的腹杆。
腹杆安装
上节点分为端节点和中间节点。
腹杆安装调整完成后，用门吊起吊上节点，对端节点插入后用冲钉及安装螺栓临时固定，对中间节点插入到位后即可进行点焊定位，然后用千斤顶调整其高程及横向位置。
上弦中间节点安装
上弦端节点安装
上节点安装完成后进行上平联安装，上平联杆件起吊到位后，连接其与上节点上平联接头板之间的拼接板，根据安装的实际位置，对拼接板进行测量、划线和投孔，然后根据投孔位置，对拼接板进行钻孔。
拼接板钻孔完成后，进行上平联与上节点之间的连接。
完成上平联安装。
上平联安装示意图
上弦杆与上节点之间焊接方式进行连接。
首先对相邻两上节点之间的距离进行测量，根据测量的结果，对上弦杆进行配切一端及坡口，然后按照焊接工艺对上弦杆与上节点之间的焊缝进行焊接，完成上弦杆安装。
见图3.7。
上弦杆安装示意图
4、焊接方案
本桥地处黄河中游地区，桥位风力较大，施焊环境恶劣，安装焊缝为熔透对接焊缝，焊接工作量和焊接难度大，对焊工的技术水平要求高。
工地安装时构件刚度大，焊接填充量大，焊接时要确保焊缝熔透，保证焊缝的各项力学性能满足标准规范要求，同时对焊接产生的焊接变形也要采取合理措施加以控制。
现场焊接必须从材料管理、工艺文件的执行、设备等各方面进行控制。
4.1焊接材料的管理
工地焊接材料为药芯焊丝、手工电焊条以及陶质衬垫等。
焊接材料存放场地必须防潮，按照要求做到烘干、保温处理，存放时要按照类别、规格、批次存放。
焊接材料管理者、使用者等必须了解材料性能，焊材必须设立专人管理，严格领用制度，领用时要按照定额进行发放，同时进行登记，保证所有使用的焊接材料在控制范围内，为焊接质量的控制奠定基础。
4.2工艺文件的执行
焊接工艺的编制必须按照经过评定的焊接试验进行。
焊接施工时必须制定焊接工艺文件的规定。
焊接时焊接速度、焊接顺序、焊接方法等必须符合焊接工艺的要求。
4.3防护要求
桥位焊接不同于工厂、车间焊接，桥位焊接属于高空野外作业，焊接质量受风吹、雨淋、大雾潮湿等不利自然因素影响很大。
焊接必须严格采取防风、防雨措施，遇阴、雾、雨等天气，监控现场的湿度，湿度超过80%时，对近缝区进行烘烤去湿处理，遇大雨天气停工，以保证焊接质量。
在施工时进行排烟除尘措施，尽可能改善焊接工作环境。
4.4焊接工艺措施
该钢桁梁工地焊接主要包括：
上弦杆之间的对接以及腹杆与上弦节点之间的连接等。
为减小因焊接而产生的残余应力，焊接方向总的原则是：
横向焊缝从桥中轴线向两侧对称施焊；
一端有自由端的长焊缝，从另一端施焊向自由端前进；
采用分中、对称施焊。
⑴上弦杆横向对接
采用背面贴陶质衬垫单面焊双面成形工艺，马板定位，焊缝间隙控制在6±
2mm。
用CO2气体保护焊或手工焊条电弧焊焊接，注意焊缝层间清理和打磨，控制余高和焊缝外观成形。
先焊接盖板对接焊缝，再焊接腹板对接焊缝。
对接焊缝端部尽量安装引板以提高焊接质量。
盖、腹板焊缝交接处焊前打磨或气刨匀顺，重点控制该部位的焊接质量。
⑵腹杆与上弦杆之间的连接
腹杆与上弦杆之间的焊缝操作空间狭小，采用CO2气体保护焊或手工焊条电弧焊焊接，注意焊缝层间清理和打磨，控制焊缝外观成形。
5、高强螺栓施拧
5.1高强螺栓的储存与管理
⑴本工程高强螺栓均为10.9S级摩擦型高强度螺栓。
高强度螺栓入库前应进行全面检查，按包装箱所注明的规格、批量分类存放，并作好防潮、防尘工作、底层应以木板垫高通风，垫高高度至少30mm，靠墙的地方间隔至少30mm，防止高强度螺栓锈蚀等。
入库后，要建立明细库存表，发放登记表。
现场将采用专用库房，库房内设置温度计、湿度计等设施，以确保高强度螺栓的保存质量。
⑵螺栓、螺母、垫圈应尽可能保持其原有的表面处理状况，为不使高强度螺栓的扭矩系数发生变化，保管期内不得任意开箱，防止生锈和沾染脏物。
⑶每个施拧工班应指派专人领取高强度螺栓，领料由库管人员签字生效，搬运过程中要轻拿轻放，防止螺栓碰伤。
⑷领用高强度螺栓时，必须按接口图上实际需用规格、数量领取，不得以短代长或以长代短。
5.2高强螺栓施拧
5.2.1施拧工具
⑴初拧和复拧：
用经过标定的电动扳手施拧。
⑵终拧：
用经过标定的电动扳手、狭窄处可用手动讯响扳手。
⑶检查：
用经过校验的指针扳手。
⑷电动扳手在使用前必须进行标定，标定时每次任选螺栓3套以上，扳手的扭距误差不得大于使用扭距的±
5%，要使用相同批号的螺栓进行标定。
如果超过±
5%，对该扳手施拧的螺栓要重新检查。
如在施拧过程中发现扳手异常，应重新检验，排除异常后再进行施工。
可用扭矩扳手标定仪或标定台座加载法进行标定,扳手要轻拿轻放,不得用其代替榔头敲打。
使用时不得用力过猛，以免产生冲击力，使扭矩不准。
扳手不得随意拆装。
⑹扳手的标定要作好记录。
5.2.2施拧工艺
⑴初拧：
用统一扭矩或柄长一致的扳手将高强度螺栓初步拧紧的作业，初拧扭矩可采用终拧扭矩的50%。
⑵复拧：
为消除后拧螺栓使先拧螺栓予紧力降低而进行的作业，复拧后的高强度螺栓，经检验合格后，用油漆在螺母与螺杆交界处作标记，未作标记螺栓不能终拧。
⑶终拧：
使高强度螺栓轴向力达到设计要求而进行的施拧作业，终拧扭矩按下式计算：
T0=K·
P2·
d
T0—终拧扭矩（kNm）
K—同一批号扭矩系数平均值，取复验报告值。
P2—高强度螺栓施工预拉力（kN）。
d—高强度螺栓公称直径（mm）
为了保证螺栓预拉力误差在±
10%设计值以内，终拧扭矩要根据每批高栓扭矩系数变化，分别计算确定。
5.3质量检查
⑴扭矩扳手的标定要在专用的标定台上进行，每次标定不得少于三个螺栓，平均值与扭矩值的偏差不得大于终拧扭矩的5％，复拧扭矩值不作标定。
⑵对复拧后的高强螺栓要用0.3kg的手锤进行100％检查，并在螺栓与螺母的结合部位用油性记号笔划线标记，以防止漏拧。
⑻高强螺栓扭矩值的检查数量按每组孔群高强螺栓数量的5％进行，每个节点处按不少于1套螺栓进行检查。
5.4高栓施拧偏差处理
⑴
项目
t
示意图
处理方法
t<
1.0mm时不于处理
t=1.0-3.0mm时将原板一侧磨成1:
10缓坡，使间隙小于小于1.0mm
t>
3.0mm时加填板，填板厚度不小于3mm，最多不超过三层，填板材质和摩察面处理方法应与材件相同
⑵6、涂装工艺方案
6.1涂装体系
工序
要求
备注
钢桁梁外表面
表面净化处理
无油、干燥
喷砂除锈
Sa3.0级Rz40～80μm
特制环氧富锌防锈底漆
两道共80μm
高压无气喷涂
棕红环氧云铁中间漆
一道60μm
氟碳面漆
一道30μm
非封闭箱形杆件内表面
Sa2级Rz25～60μm
环氧厚浆沥青涂料
二道共240μm
高强螺栓连接摩擦面
Sa3.0级，Rz40～80μm
无机富锌防锈防滑涂料
一道120μm±
40μm
有气喷涂
6.2局部修补工艺方案
对构件在运输、组装过程中造成的涂层损伤部位应及时进行修补。
未损伤至基体的部位，对涂层受损区域进行除油、打磨至完好涂层，并用砂纸将周围漆膜表面拉毛，然后按照该部位涂层体系逐层补涂即可。
对损伤至基体的部位，则视损伤区域面积采取不同的处理方法：
大面积损伤应重新进行喷砂除锈；
小面积损伤可采用手工机械除锈St3级，打磨应适当扩大受损区域，直至露出洁净、完好的基体，然后按该部位涂层体系进行补涂。
修补示意图6.2：
图6.2修补示意图
6.3成桥焊缝补涂装方案
焊接部位两侧各留出50mm不涂装，用胶带进行保护，待现场焊接完成并检查合格后进行补涂。
涂装前首先对焊缝部位进行除油污、清理焊接飞溅物并对焊缝缺陷进行修整和打磨，采用手工机械除锈达到St3级，并将周围的漆膜打磨成平滑过渡的斜坡，然后按该部位涂装体系补涂相应油漆。
由于受现场条件限制无法进行喷砂作业，只能采用电动工具打磨除锈。
同时为保证焊缝补涂部位的防腐效果，中间漆厚度应增加为设计值的1.3倍。
现场焊接部位外表面补涂方案
备注
稀释剂擦洗
手工机械除锈
St3级
用角磨机、砂轮盘打磨
底漆
环氧富锌底漆80μm
刷涂
中间漆
环氧云铁中间漆80μm
刷涂或辊涂
面漆
氟碳面漆30μm
6.4栓接点外露部位补涂装
高强螺栓现场终拧完成并检查合格后，对栓接点外露部位进行清理后补涂装，以满足防腐要求。
栓接点外露部位涂装方案
工序
要求
表面清洁
螺栓除油、螺母和垫圈清除皂化膜
稀释剂、清水清洗
打磨
手工机械除锈St3级、螺栓、螺母表面拉毛
使用钢丝刷或砂纸
在螺栓头、螺母上，及栓接面涂层损伤处刷涂
后续涂料
按其相邻部位的涂装体系进行涂装
刷涂或喷涂（涂层交界部位采用刷涂）
6.5外表面第二道面漆涂装方案
为了保证外表面涂层的统一与美观，在现场安装完成后整体涂装第二道面漆。
由于第一道面漆在长时间放置后表面受水气、灰尘、油污等多方面
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