门式墩钢横梁吊装施工安全专项方案.doc
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门式墩钢横梁吊装施工安全专项方案
1.编制说明及编制依据
1.1编制说明
根据铁三院石济客专济南枢纽段设计图纸，通过对施工现场的调查研究，根据国家、铁路总公司颁发的施工规范和工程质量验收标准，本着切实可行的原则，依据我单位积累的成熟技术、科技成果、同类工程施工经验以及现场勘察调查获取的资料编制方案，用于指导实际施工。
1.2.编制依据
1.2.1济铁建发【2014】91号文；
1.2.2《济南铁路局营业线施工安全管理实施细则》（济铁总发[2013]66号）；
1.2.3原铁道部有关规定、验标及施工技术指南；
《高速铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（铁建设[2010]241号）
《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）
《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009）
《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）
《铁路钢桥制造规范》（TB10212—2009）；
1.2.4.《大型设备吊装工程施工工艺标准》SHJ/T3515-2003;
1.2.5现场踏勘调查所获得的资料。
2.编制范围及原则
2.1编制范围
本方案编制范围为五里堂右线特大桥377#-382#门式墩上跨胶济客专钢横梁吊装施工。
2.2编制原则
1.加强施工现场安全、质量管理，以确保钢横梁吊装施工安全、质量为目标。
2.坚持先进性、经济性、合理性与实用性相结合的原则。
3.保持专项施工方案严肃性与动态控制相结合。
3.工程概况及工程特点
3.1工程概况
石济客专济南枢纽工程五里堂右线特大桥右DIK445+523.71-右DIK445+639.91里程范围内377#-382#墩采用门式墩设计，在胶济客专上、下行外侧各设一个墩柱，中心间距22.5m。
上跨既有胶济客专上、下行（对应胶济客专里程K362+600-K363+720）。
上部结构采用7-16m连续梁，框架墩墩柱采用钢筋混凝土结构，墩顶横梁采用钢结构。
钢横梁采用单箱单室箱型截面，梁高2.5m，梁宽2.7m。
该框架墩钢横梁与钢筋混凝土柱采用部分插入式连接，钢筋混凝土柱部分插入钢横梁中2.5m，属钢梁混凝土柱混合结构,形成框架墩结构,墩顶预留混凝土后浇段。
钢梁采用工厂制造、分段运输、现场拼装焊接，由生产厂家负责现场焊接并出具检验报告。
要点封锁胶济客专上、下行线路整体吊装的施工方法，需接触网垂停配合。
钢横梁构件参数表
序号
墩号
钢梁长度（m）
钢材（t）
Q345qENH
备注
1
377#
25.28
92.3
包含钢梁所有重量
2
378#
25.28
92.3
3
379#
25.28
92.3
4
380#
25.28
92.3
5
381#
25.28
92.3
6
382#
25.28
92.3
3.2门式墩与营业线平面位置关系图
3.3工程特点
3.3.1钢梁尺寸大
377#～382#门式墩的钢梁长度均为25.28m，高2.5m。
由工厂分两节段加工完成后运输至施工现场进行拼装焊接。
考虑钢梁吊装机械的行走和站立位置，钢梁存放位置狭窄。
3.3.2营业线影响大
377#～382#门式墩钢横梁均同时跨越胶济客专上、下行繁忙干线，车辆行驶密度大，行车速度快，作业时间受限，影响施工进度。
3.3.3吊装机械停放位置地基承载力要求高
钢梁重量为92.3t，所以吊装采用SCC4000型履带吊进行吊装。
根据吊车资料显示，吊车自重达755t，所以吊车吊装及走行位置的地基承载力必须满足要求。
3.3.4施工组织难度大
门式墩各个混凝土桥墩要按时完成，钢梁的加工和拼装要按时完成，吊机要按时进场，铁路要点计划要准确，四个环节缺一不可，任何一个环节出现问题，吊装工作都无法顺利完成。
3.4、施工项目分类
根据《济南铁路局营业线施工安全管理实施细则》（济铁总发[2013]66号）规定，施工项目类别具体划分如下：
序号
施工类别
施工内容
备注
1
Ⅱ
钢梁吊装
2
C
钢梁试吊
3
C
钢梁倒运
4
B
墩顶后浇段混凝土浇筑
5
B
钢梁横向连接
3.5施工项目名称及相关单位
石济客专济南枢纽工程
单位
名称
负责人
建设单位
石济客专济南枢纽工程建设指挥部
设计单位
铁道第三勘察设计院
监理单位
山东济铁工程建设监理有限责任公司石济客专济南枢纽工程监理站
施工单位
中铁十局石济客专济南枢纽工程I标施工指挥部
监控配合单位
京沪高铁监控大队、淄博车务段、淄博工务段、济南维管段
4.工期安排及工程进展情况
钢梁吊装为门式墩施工关键工序，制约后期连续梁顶推施工。
工程进展情况：
目前正在进行桩基工程施工，计划于9月份完成桩基、承台施工，10月份完成墩身施工、进行场地平整。
计划于2014年11月10日-11月15日每日要点封锁胶济客专上、下行110分钟，进行钢梁吊装作业，每次吊装一孔钢横梁。
5.施工组织与部署
5.1施工组织机构
为加强施工现场的管理，本段施工专门成立了由项目部及架子队组成的管理机构，具体组织机构及管理人员如下所示：
5.2管理人员分工
项目部主要管理人员分工表
主要管理人员分工表
序号
具体人员
职务
职责
安全责任
1
项目经理
施工负责人
全面负责施工现场的组织，协调及安全工作
2
总工程师
全面负责施工技术工作
负责施工现场的组织，对施工现场的施工质量、技术工作
3
副经理
现场施工负责人
具体负责施工现场施工工作
4
物资部长
负责物资供应
负责后勤保障，应急措施组织安排
5
安质部长
现场
安全、质量管理
负责现场安全、质量管理工作
6
技术部长
现场施工
技术工作
负责现场技术工作
7
驻站
联络员
驻站联络员
掌握施工现场和列车运行情况，发现异常情况及时通知车站值班员、现场防护员和施工负责人
8
防护员
施工现场防护
施工现场防护，做好接车记录
5.3人员及机械设备
5.3.1主要工种人员计划表
序号
工种
单位
数量
1
安全员
人
1
2
测量员
人
4
3
试验员
人
3
4
质检员
人
1
5
电焊工
人
4
6
电工
人
3
7
起重工
人
8
8
架子工
人
10
9
机修工
人
4
10
普工
人
10
11
防护员
人
5
12
驻站联络员
人
1
13
吊车司机
人
6
14
吊车指挥
人
3
5.3.2施工机械设备
主要施工机械设备表
设备名称
规格
单位
数量
备注
电焊机
台
4
履带式起重机
SCC4000
台
1
轮胎汽车吊车
QY200
台
１
轮胎汽车吊车
QY150
台
１
6.主要施工方案及方法
6.1总体施工方案
框架墩结构为钢梁混凝土柱混合结构，施工时首先施工钢柱以下混凝土柱，同时精确安装临时支座、钢板和临时固定螺栓。
钢横梁在工厂内加工，采用汽车由工厂分段运输至施工现场，运至现场后临时存放，在现场进行焊接拼装。
要点封锁胶济客专上、下行线，使用400t履带式起重机架设，在封锁时间内采用400t履带吊一次将钢梁吊装到位，将钢柱底部钢板与预埋钢板对齐，与混凝土柱通过临时支座进行固结定位。
待7-16m连续梁顶推就位后浇筑墩顶后浇段及横梁结合段内微膨胀混凝土。
在跨铁路吊装要点时间的前2-3天，履带吊机进行施工作业半径范围内试吊且待命，并做好一切准备工作。
封锁时间到，立即进行钢横梁吊装施工。
根据现场地形条件按照从382#墩依次向377#墩的顺序吊装钢横梁。
（1）施工地点：
胶济客专章丘-济南东间上、下行线K362+500-K362+900。
（2）接触网停电影响范围：
1）郭店变电所章丘客下行供电臂停电，执行行车限制卡5027单元行车限制要求。
2）郭店变电所章丘客上行供电臂停电，执行行车限制卡5028单元行车限制要求。
济南维管段停电配合。
（3）施工时间：
2014年11月10日-11月15日每日要点封锁胶济客专上、下行110分钟。
（具体吊装日期及时间以路局施工计划为准）
（4）施工内容：
封锁施工，吊装钢横梁施工。
（5）行车方式变化：
无。
6.2主要工程项目施工方法
6.2.1吊机的选用及参数
根据钢横梁的规格、重量、安装位置及地基情况等，采用三一SCC4000型400吨履带吊进行吊装施工，吊机必须经过国家质量监督检测部门提供的检测合格证书，性能良好，且未经过改装的设备。
单根钢横梁自重92.3t，辅助吊具、吊钩总重量15t，起吊总重量G=G2+G3=92.3t+15t=107.3t。
按照施工现场最不利工况，吊装最大半径28m，主臂倾角58.8°，吊装时吊机主臂最大伸长54m。
采用主臂+超起桅杆+超起配重HDB工况，SCC4000型履带吊吊装性能参数表查询该工况时最大吊装吨位为171t。
可知额定起吊能力Q=171t
安全系数171/107.3=1.59故SCC4000履带式起重机能满足安全吊装要求。
吊机组拼时，利用200t吊车配合安装，同时利用200t汽车吊转移超起装置配重及其他配套设备。
吊机外形尺寸及起重性能见下图：
SCC4000型履带吊外形图
6.2.2吊点设置
按照设计施工图纸每片钢横梁顶部设置4个吊耳，对应端横隔板位置设置，两侧需对称设置。
每个吊耳最大起吊重量按30t设计，吊耳采用Q345qeE钢板。
吊耳加工与焊接与钢梁同时在工厂内完成。
每个吊点设置2根钢丝绳，双头挂。
6.2.3吊索选用
吊索计算简图
25280
吊点受力分析：
G=92.3每个吊点有两根钢丝绳，双头挂，则每股受力P=G/sin60°/4/2=13.3t。
钢丝绳6*37S+FC参数表
SCC4000履带吊用6*37S+FC钢丝绳，6为钢丝绳的股数，37为起重钢丝绳每股的钢丝数，直径为56mm。
钢丝绳抗拉强度为1770Mpa，选用直径56mm，查下表可知钢丝绳破断拉力为1830KN。
钢丝绳安全系数为:
1830KN/133KN=13.7倍，满足安全系数不小于10的要求。
钢丝绳直径=56mm，共8根20m长
注：
新钢丝绳以出厂合格证和质量证明书为准，旧钢丝绳要进行探伤检测
6.2.4卸扣选用
采用巨力BX型配套卸扣，为中国巨力索具股份公司的产品，型号为S-BX35-31/2,销子直径为60mm，参数性能见下表。
卸扣结构图及说明
卸扣性能参数表
另外在钢横梁的外边缘焊4个钢筋拉环，准备在吊装过程中的人工牵引。
6.2.5吊装场地地基处理
钢横梁采用大吨位吊车吊装，故履带吊就位吊装处地基标准应相应提高，履带吊施工区域地基处理后其坡度应小于0.5°，处理后地基承载力应不小于200KPa，采用级配碎石进行换填，厚度50cm。
履带吊地基承载力计算如下：
履带吊车接地部位的结构尺寸为：
履带中心间距7600mm，履带长10590mm，宽度1250mm，每条履带铺5块路基板，路基板垂直履带铺设。
路基板尺寸：
6000×2000×250mm。
吊装工况自重（含配重等）:
G1=755t
钢梁自重G2=92.3t，
其它辅助吊装工具G3=15吨，则：
地基最大受力G=G1+G2+G3=882.3t
吊装作业时，履带下垫路基板（6m长*宽2m）。
考虑加大安全系数，两条履带下路基板接地面积S=6*2*5*2=120m²，考虑到履带的不均匀受力和两侧上翘，取折减系数K=0.2，吊装时受力面积为S1=S*80%=120m2*80%=96m2
则吊机作业位置地基承载力应为：
σ=G/S=8823KN/96m2=91.9KPa，即为基底最大受力。
该处地质情况：
0-14m为新黄土层（σ0=150KPa），14-27m为粗圆砾和卵石层（σ0=650KPa）。
为确保安全，采用换填50cm厚级配碎石进行地基处理，要求换填地基承载力应不小于200KPa。
地基处理如下图所示：
地基处理断面示意
6.2.6墩身辅助操作平台搭设
钢横梁吊装过程中，作业人员需在墩顶位置调整钢横梁就位，需搭设墩身辅助操作平台，377-382#墩靠近营业线侧采用单排架，其他三个面采用双排架，搭设脚手架前，对承台以外搭设脚手架处地基进行平整夯实，铺垫20cm厚碎石垫层，立杆下垫20cm×5cm脚手板。
脚手架采用直径φ48mm，壁厚δ=3.25mm碗扣式钢管支架，立杆纵向间距120cm，排距90cm，横杆步距120cm，脚手架高出墩顶1.2m，顶部用木板铺设操作平台，脚手架依据搭设高度设置剪刀撑。
脚手架搭设完成后沿脚手架四周设置密目网防护，防止杂物掉落。
人员上下通道搭设在双排架之间，通道上铺设60cm宽，5cm厚木板，木板上订防滑条，两侧用钢管搭设扶手，扶手内侧挂密目网。
靠近营业线路的一侧搭设时严防机具设备侵限，为防止脚手架倒向线路一侧，影响营业线行车安全，在脚手架四周设设地锚，用钢丝绳拴住整个支架。
6.2.7夜间施工照明
由于胶济客专垂直天窗在夜间，为保证施工顺利进行，施工现场照明设施至关重要。
现场采用400w的金卤灯进行照明，在线路北侧每个门式墩旁埋设临时混凝土电杆，在顶部设置2个金卤灯，为钢横梁吊装提供照明。
在每个门式墩钢横梁吊装脚手架施工平台顶部设置一个金卤灯，为吊装时精确定位进行照明。
（照明设施布置见夜间施工照明布置图）
6.2.8钢梁吊装过程
6.2.8.1吊装作业流程
由于钢横梁吊装属跨营业线施工，在吊装过程中，必须严格遵守国家、原铁道部及济南铁路局对跨营业线施工的各项法规、规章制度，保证跨线施工安全与营业线运营安全。
吊装钢梁跨越营业线时，按规定办理。
辅助吊装机械设备检查及试运转
吊装道路及停车位置地基检查
吊机进场并停放
施工技术准备
SCC4000型履带吊拼装就位
吊装人员到位
运输车定位
试吊检查
正常吊装、定位
检查验收、移位拆除拼装退场
要点手续。
根据相关规定和要求，提前1个月上报施工月计划，并做好现场吊装的防护措施。
根据原铁道部、济南铁路局对行车安全的要求，结合本合同段要点施工的内容和特点，确定如下施工方案，分为四个阶段。
第一阶段：
申报要点计划
要点施工日计划提前3天报济南铁路局主管业务处。
要点计划经铁路局批准后，即进行线路封锁要点施工前的准备工作。
营业线施工级别为II级。
第二阶段：
点前准备
要点施工前，施工负责人对施工人员明确分工，细化每个作业人员的工作，按施工方案进行试吊。
并请运营部门提前介入，协调吊装门式墩钢梁作业的配合及解决现场存在的问题，接受路局各部门安全监督指导检查。
在正式进行吊装前2-3天，现场组织试吊一次，在天气晴朗、风力小于5级的情况下进行试吊。
试吊的目的主要是对吊装作业指挥系统、地基承载力、吊机性能、索具等进行测试。
试吊前技术负责人向所有参加试吊人员交底，并明确分工，各负其责。
试吊前应对吊机的以下项目进行检查：
a．检查各处滑轮是否转动灵活，有无卡滞现象。
b．检查各处销轴是否安装到位，锁销和开口销是否安装齐全完好。
c．检查各处限位是否安装齐全完好，能否正常运行。
d．检查卷扬的制动器运行是否正常可靠。
确保以上检查部位运转正常、安全可靠后方可进行试吊作业。
试吊过程为将钢横梁从临时存梁台吊起，吊起后吊车大臂伸至正式吊装时的最大长度，然后大臂缓慢平稳下爬至正式吊装时的58.8度角度。
悬停5分钟确认安全后下落，钢横梁重新固定在存梁台上，整个试吊过程远离营业线作业。
现场统一指挥，严格按照上述试吊步骤进行，并作好试吊记录。
试吊过程中，若出现异常现象，应立即停止试吊，待查明原因，并进行修复后，方可继续试吊。
整个试吊过程要求运营部门及相关单位连同建指、监理一同参与，论证吊装的安全性，确认安全后方能进行正式吊装。
第三阶段：
要点封锁
下达施工封锁命令后，施工负责人下达施工命令，防护人员全部到位并按要求设置防护，封锁线路，接触网停电，施工作业人员按批准的施工方案进行施工。
并请铁路电务、工务、车务及供电等济南铁路局有关单位派人员密切配合，盯岗协调。
本工程要点施工项目为：
跨既有胶济客专门式墩钢横梁吊装施工，计划要点6次，每次110分钟。
钢横梁吊装采用400t履带吊整体吊装就位，采用人工配合吊车的施工方法。
要点作业内容：
要点前准备工作,要点前吊车就位，安装卸扣于吊耳上，吊装钢横梁各种连接挂钩挂牢靠，检查到位。
吊车处于起吊状态。
施工人员带好施工用具由预先架设好的爬梯登上线路两侧的墩旁平台并系好安全带，吊车将已经穿好钢丝绳的钢梁吊起放置墩顶，起吊过程中，钢梁端头用两根长麻绳系紧，便于地面人员控制横梁方向，钢梁就位并与墩柱临时固结完成后，吊车臂杆及人员撤离至安全地带。
第四阶段：
点后及时开通线路
开通线路前，必须由专人对线路进行检查，并做好记录，确认达到开通条件后，施工负责人向驻站联络员发出销点命令，由驻站联络员汇报运营调度部门，接到线路开通命令后，由施工负责人通知现场防护人员撤除封锁防护。
6.2.8.2吊装作业
主要以最不利吊装工况377#墩为例进行吊装分析。
整个吊装过程必须在天气晴朗、风力小于5级的天气情况下进行吊装，如遇大风等不良天气应停止吊装作业，待天气良好时再吊装。
吊装前应对吊机的以下项目进行检查：
a．检查各处滑轮是否转动灵活，有无卡滞现象。
b．检查各处销轴是否安装到位，锁销和开口销是否安装齐全完好。
c．检查各处限位是否安装齐全完好，能否正常运行。
d．检查卷扬的制动器运行是否正常可靠。
确保以上检查部位运转正常、安全可靠后方可进行吊装作业。
（1）履带吊就位
履带吊移动至指定站位处，确认吊机和钢梁的位置是否满足吊装要求，并安装好超起配重。
（2）吊装
377#墩钢横梁吊装吊机与营业线位置、钢横梁与吊机位置如下图所示：
正式吊装作业在封锁点内进行，待线路封锁、接触网停电后，吊机旋转吊机主臂，同时利用钢横梁两端的绳牵引钢横梁使其平转，至框架墩混凝土结构上方，约30分钟（含接触网停电10分钟）；
缓慢落下，至距离墩顶10cm，约10分钟。
为保证钢横梁精确定位在钢横梁梁底设置槽钢限位装置，落梁过程中使用槽钢限位装置与墩顶进行定位。
落梁过程中要注意与墩柱位置关系，钢梁吊装过程中缓慢下落，将钢横梁准确对位。
落梁，精确定位，钢横梁固定连接。
保证钢横梁位置误差在设计允许范围内，。
测量确认位置准确后，对钢横梁临时支座高强度螺栓穿入预留螺栓孔内，方可缓慢收钩，完成吊装，时间约40分钟。
预留螺栓孔使用灌浆料进行灌注。
钢梁定位完成后，履带吊回钩，拆除吊装钢丝绳扣和卡环等其它工器具，履带臂杆转到平行于营业线侧，清理施工现场，时间约10分钟。
拆除SCC4000履带吊钢丝绳，清理施工现场，时间约10分钟。
接触网送电，现场开通确认，吊装结束，时间约10分钟。
377#门式墩吊装完成，其余378#-382#门式墩吊装方法同377#门式墩。
378#-382#墩吊装平面图如下所示：
6.2.9钢横梁纵向连接限位
根据7-16m连续梁顶推施工需要，需要对每片钢横梁间进行纵向限位，以抵消顶推过程中产生的水平力。
因此利用封锁点内同步进行钢横梁间纵向限位连接。
钢梁间的限位采用直径36mm的精扎螺纹钢连接，两端配套螺母及垫板。
7、安全风险分析和安全保证措施
7.1安全风险源分析
根据总施工流程顺序，针对施工对营业线的影响，需要采取安全防护措施。
主要风险源有：
邻近营业线接触网、电力线、夜间施工、大型设备施工安全、高空作业。
施工安全风险源列表
危险源
可能导致的事故/事件
解决方案
吊车倾覆
损坏营业线设备，危及行车安全
吊车作业区域满足承载力要求。
选大吨位吊车，按主吊点位置定点吊装，吊车臂长、作业半径符合要求。
对吊装能力进行检算，确保安全系数。
吊装钢丝断裂
损坏营业线设备，危及行车安全
按方案选择吊装索具，对吊装钢丝绳进行检查，不允许有断丝，锈蚀严重，磨损超标，有死弯，绳心挤出等情况时必须更换。
同时还须对钢丝绳进行探伤检测。
吊点与物体重心不一致
易使吊车失稳，损坏营业线设备，危及行车安全
合理准确选择吊点位置先，通过试吊找出重心，作好标记，再正式起吊。
吊钩折断
损坏营业线设备，危及行车及人身安全
作业前对吊钩进行检查，出现裂纹、危险断面（磨损断面达原尺寸的1/10）、开口（比原尺寸大15%）、扭转（超过10%）、颈部塑性变形和补焊过的吊钩严禁使用。
吊钩上的防脱钩装置必须齐全有效。
吊车行走
挤伤、撞伤人员、人员摔落
行驶时吊钩用绳扣和车体连接固定，防止摆动、晃动伤人。
行驶时严禁违规载人、站人。
起重机油污要及时清除，防止滑倒。
倒车时有专人指挥监护。
吊车操作不规范
造成人身及设备事故
严格遵守“十不吊”规定。
设置警戒区，吊臂作业旋转范围及吊臂、吊物下方严禁有人。
正式吊装前必须试吊。
吊装时按要求在吊物上设置溜绳，防止吊物晃动。
操作人员不得乘坐吊钩上下。
吊装到位后，待工件放置稳定找正，焊接牢固后方可拆卸吊装索具。
高压线下作业，必须保持安全距离。
严禁夜间进行大型吊装。
信号指挥不标准
危及行车及设备安全，影响线路开通
信号指挥人员持证上岗，旗哨齐全，指令要清楚明确。
指挥人员和司驾人员作业前进行信号沟通。
远距离信号传递配置步话机。
作业前要了解作业现场环境及吊车机械性能的完好状况。
严格按照方案施工、作业前进行交底，作业时不得随意改变施工方案。
吊耳撕裂
危及行车及设备安全，箱梁坠毁
根据吊重选择符合强度要求的（板孔式与管轴式）吊耳。
使用前对吊耳焊缝进行着色检查。
吊耳必须满足负荷要求。
施工防护危险源分析、防护人员职责
序号
工作
活动
危险源
可能的事故后果
主要控制措施
1
施工防护
施工人员在营业线路中心和轨枕上行走
机车撞人，人员伤亡，影响行车安全
安全教育，现场检查，施工地点设置专职安全防护员，车站设驻站联络员
2
施工时，联络人员和施工人员通讯不畅通
机车撞人，人员伤亡，影响行车安全
安全教育，现场检查，施工地点设置专职安全防护员，车站设驻站联络员
3
到点机械过道时未铺设绝缘材料
红光带
安全教育，现场检查，现场设专职防护员
4
机具、材料堆放侵入限界
影响行车安全
安全教育，现场检查，施工地点设置专职安全防护员，车站设驻站联络员
5
营业性封锁施工
机械伤人
教育培训，现场监督
6
机械发生故障
影响行车安全
安全教育，提前进行设备检查，施工地点设置专职安全防护员，车站设驻站联络员
7
营业线封锁施工
晚点
封锁前细化施工组织，明确责任人，机具材料准备
升级会员 