安庆长江大桥3#墩双壁钢围堰施工方案Word文档下载推荐.docx
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9145亿m3
多年平均流量:
28700m3/s
历年实测最大洪峰流量:
92600m3/s(1954.08.0l)
历年实测最小流量:
4620m3/s(1979.01.31)
多年平均枯水流量:
16500m3/s
汛期平均流量:
40000m3/s(6~10月)
最高通航水位+16.505m,设计洪水位+17.645m,最低通航水位+1.845m。
表11平均水位参照表(单位:
m)
月份
1
2
3
4
5
6
水位
3.98
4.15
5.41
7.4
9.66
10.81
7
8
9
10
11
12
12.78
11.78
11.18
9.83
7.56
5.13
表12桥位处频率水位统计表(m)
频率
1%
2%
10%
20%
17.60
17.13
15.88
15.20
(三)钢套箱围堰结构说明
3#墩钢围堰外形尺寸为外径56m、内径52m的圆环形结构,高度为42.88m,自重约4166t。
套箱围堰壁厚2m,底主隔舱高8.438m,底主隔舱在长度方向为2道连续舱壁,宽度方向有2道底隔舱桁架将两主底隔舱连接,高度为4.4m。
围堰分三节制造,底节高20.08m,中节高8.6m,顶节高14.2m,围堰侧壁圆周上分为16个隔舱。
底节平面上分40个单元块件,中节和顶节分32个单元块件,底节各块件均在工厂车间内制造成然后通过水路运输到安庆船泊修理厂拼装。
平面布置图
立面图
二、编制范围
宁安城际铁路安庆长江大桥3#墩钢套箱围堰施工内容包括:
材料进场与验收、下料、单元件制作、底节拼装、底节下河、底节浮运、底节钢围堰定位、围堰接高、下沉,围堰封底、钻孔桩、承台施工。
三、编制依据
本方案编制依据和采用标准:
《铁路混凝土工程施工技术指南》(TZ210-2005)
《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》(TZ213-2005)
《客运专线铁路桥涵施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)
《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》(铁建设[2005]160号)
《铁路桥涵施工规范》(TB10203-2002)
《新建铁路工程测量规范》(TB10101-~99)
《优质碳素结构钢技术条件》GB/T699-1988
《碳素结构钢》GB700-88
《热轧钢板表面质量的一般要求》GB/T14977-1994
《气体保护焊用钢丝》GB/T14958-1994
《熔化焊用钢丝》GB/T14957-1994
《碳钢焊条》GB/T5117-1995
《碳素钢埋弧焊用焊剂》GB/T5293-85
《气焊、手工气弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB/T985-1998
《焊条质量管理规定》GB/T33-83
《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T11345-1989
《起重安全规程》GB5144-94
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《建筑企业安全生产管理条例》
《中华人民共和国水上水下施工作业通航安全管理规定》
《中华人民共和国港口法》
《安庆铁路长江大桥钢围堰设计图纸》
四、施工总体部署
(一)施工组织管理
1、组织机构
根据工期要求,结合现场实际情况,安庆长江3#墩基础施工组织见“组织机构图”。
组织结构图
指挥长
常务副指挥长
总工程师
技术专家组
副指挥长
综合办公室
物资机械部
合同财务部
工程技术部
安全环保部
质量管理部
项目部二分部
承台施工作业队
钻孔桩施工作业队
围堰封底作业队
护筒插打作业队
钢围堰锚定作业队队
钢围堰浮运作业队
钢围堰施工作业队
2、质量管理体系
结合本桥工程特点和创优要求,为确保本桥工程质量全过程处于受控状态,项目成立工程质量保证体系,工程施工将按照ISO9001质量体系的要求,以及质量手册和程序文件建立本桥质量保证体系,组织质量的监督检查,定期考核和评价,不断持续改进,提高工程质量水平。
工程质量保证体系见下图:
工程质量管理体系
项目部质检科
二分部质检工程师
二分部技术负责人
围堰封底施工质量负责人
护筒施工质量负责人人
承台施工质量负责人
钢围堰施工质量负责人
钻孔桩施工质量负责人队
3、安全管理体系
工程安全管理体系
项目部安全监察科
二分部专职安全员
二分部分管安全负责人
钢围堰施工安全负责人
钢围堰浮运安全负责人
钢围堰锚定安全负责人
护筒插打安全负责人
围堰封底安全负责人
钻孔桩施安全负责人
承台施安全负责人
(二)主要机械设备
施工所需的主要机械设备有钢结构加工设备、吊装设备等。
为配合现场施工,现场将根据施工计划要求安排所需设备按时进场。
(三)劳动力安排
针对本项目的规模、专业性质、施工条件及工期要求,项目部全面负责组织、协调、管理钢套箱的材料采购、运输、验收、下料、单元件制作、底节的拼装、底节下河、底节浮运、浮运至墩位精确定位、接高下沉等全部工作。
组织专业的作业队伍施工作业,项目经理部建立健全了质量、安全、工期的各项规章制度,统一协调管理,确保本项目安全、优质、按期完成。
根据施工作业的专业性质,作业层设四个作业队分别为钢套箱制造作业队,钢套箱下水、浮运作业队,钢套箱围堰接高、下沉作业队及钢套箱抛锚定位作业队。
钢套箱制造作业队负责钢套箱单元件的制造、加工(包括底隔舱)及钢套箱底节组拼、中节和顶节接高,配备有120名技术工人,设总指挥1名,现场负责人2人,专职安全员4人,各分项作业队备有作业队长及技术负责人。
钢套箱下水作业队负责钢套箱浮吊下河和浮运施工,为专业的浮吊起吊下河和浮运施工队伍,作业队设总指挥1名,副指挥2人,具有专业操作经验的操作人员30人,并配有各类船舶船长、驾驶员及水手。
钢套箱抛锚及定位作业队负责钢套箱抛锚及定位施工,配有总指挥1人,副总指挥2人,配备各类专业技术工人30人。
(四)施工进度计划
为了施工时合理分配资源,保证基础施工计划安排。
围堰拟2009年3月15日开始施工,8月15日施工结束,总工期150天。
1、施工准备阶段2009年3月15日~2009年3月24日
2、钢围堰制作2009年3月25日~2009年6月7日
3、钢围堰拼装、下水、浮运2009年3月25日~2009年5月20日
4、钢围堰接高、下沉2009年5月20日~2009年8月15日
五、场地总体布置及大型临时设施
(1)考虑到钢套箱制造受场地和工期等制约,钢套箱施工场地设在江苏省南京市南京桥机公司。
钢套箱底节拼装场地设在桥位下游约15公里处的安庆船舶修理厂。
南京南京桥机公司场地约20亩,用于钢套箱加工制作。
底节拼装场地为安庆船舶修理厂里80米×
80米的空地。
(2)主要机械、设备(详见附件《主要机械、设备表》)。
(3)施工用电:
底节拼装场地设置1台300KW发电机。
3#墩位处围堰接高、下沉设置2台300KW发电机。
六、围堰总体施工方案及工艺流程
(一)围堰总体施工方案
根据3#墩桥位处河床情况以及现场实际情况调查,采取在安庆船舶修理厂进行围堰拼装、下河。
在安庆船舶修理厂搭建围堰拼装平台,围堰在工厂分块制作后船运到拼装处,利用一台130t履带吊机和一台50t履带吊机进行拼装作业。
钢围堰底节拼装完成后,利用气囊法使钢围堰滑行入水至自浮状态;
利用拖轮将钢围堰拖至3#墩墩位处,初步定位;
在3#墩墩位处利用一台150t、一台100t和一台50t浮吊拼装中、顶节钢围堰;
注水下沉至围堰设计标高。
(二)施工工艺流程
围堰施工工艺流程
安装围堰底隔舱
七、围堰主要施工方法和工艺
(一)
1、一般要求
(8)钢围堰分片出厂前应严格保证各部位焊缝的焊接质量,对于关键焊缝应做探伤检验,并对外侧板焊缝作煤油渗透性试验。
2、钢材的矫正工艺
3、钢围堰分片加工
4、水平桁架组焊
5、钢围堰分片组焊
求、结合制作和接高场地的施工条件,钢围堰侧板在高度方向共分为三节段,水平分为32块;
钢围堰侧板单元件由内、外壁板、隔仓板及水平桁架及竖肋等部件组焊成型。
分片安装顺序:
胎架平台制作→拼板及框架制作→铺设外围壁板→安装内围壁纵骨→安装水平桁架→安装内隔舱板→安装外壁纵骨→铺设内围壁板→焊接内部构件
分片焊接顺序:
内外围壁正反面焊缝焊接→内结构焊接→内结构与外围壁焊接→翻身→内结构与内壁焊接
钢围堰分片组焊尺寸允许偏差
(二)钢围堰焊接工艺要求
1、焊接材料及要求
2、焊接程序的基本原则
焊接时必须遵守焊接程序,得以减少构件的焊接变形和内应力。
其基本原则可按照下表程序进行。
焊缝名称
原则工艺
边接缝和端接缝
平列板缝,先焊边接缝,后焊端接缝
错开板缝,先焊端接缝,后焊边接缝
对接缝和角接缝
先焊对接焊缝,后焊角接焊缝(先焊收缩变形大的焊缝)
多层焊和单层焊
先焊多层焊,后焊单层焊
构架焊接
从构架中央开始,向左右及前后,由双数焊工逐格对称地进行焊接
与中心线对称的构件焊接
由双数焊工左右对称地进行焊接
由数段构架要合拢的焊接
构架合拢处的板缝及构架的角焊缝应留200~300,待合拢时再进行焊接
3、焊接方法
4、焊接规范及工艺参数的选定
板厚mm
接头型式
层数
焊丝直径mm
焊接电流(A)
焊接电压(V)
焊接速度
cm/min
气体流量
(1/mm)
6~8
平板对接
1.2
120~140
18~21
40~50
15~18
5、围堰钢体焊接总程序
(2)纵、横舱壁与水平板的角接缝。
(3)纵、横构架的十字焊缝。
(4)纵、横构架与外壁板的角接缝。
焊缝
程序
焊接
名称
的焊
接程
序
短焊缝
采用直通焊(自焊缝起点到终点向一个方向焊接)
中焊缝
采用对称焊,以焊缝中央起点,向两边进行直通焊
采用步退焊,在焊接每一焊段时其焊接方向与总的焊接方向相反,每一退焊段的长度以烧完一根焊为宜,但不超过200
长焊缝
采用步退焊或分中步退焊,从中央向两边进行逐步退焊
6、焊接工艺要求
7、焊接的技术要求
(1)、焊工应经过考试并取得合格证后,方可从事焊接工作。
合格证应注明施焊条件,有效期限。
(2)、焊接时不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条和受潮结块的焊剂以及已熔烧过的渣壳。
焊条及焊丝在使用之前应清除油污、铁锈,并应按产品说明书,规定的烘焙时间和温度进行烘焙。
强度等级越高的焊条,其烘焙温度也要越高,烘焙的焊条应放在电热恒温干燥箱内逐渐升温,不能直接放入已升温的箱内烘烤,特别是因保管不善严重受潮的焊条,会因骤然受高温,水分来不及蒸发而突发膨胀,使焊条药皮破裂。
(3)、低氢型焊条经烘焙后应放入保温箱内,随时随取。
取用的焊条应在焊工专用的焊条筒内。
露天操作时,隔夜必须将焊条妥为保管,不允许放在露天下。
未用完的低氢型焊条次日还要重新烘焙。
(4)、对接接头、T型接头、角接接头、十字接头等对接焊缝及对接和角接组合焊缝,应在焊缝的两端设置引弧板和引出板,其材质和坡口形式应与焊件相同。
引弧板和引出板上的焊缝长度,埋弧焊应大于50~100㎜,根据板厚来确定。
焊接完毕后应采用气割切除,引弧板和引出板处应修磨平整,不得用锤击落。
(5)、焊接时,焊工应遵守焊接工艺,不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧。
(6)、角焊缝的转角处,宜连续绕角施焊,起落弧点距焊缝端部宜大于10㎜。
(7)、在强风天,应在焊接区周围设置挡风屏,雨天或湿度大的场合(相对湿度大于80%)应保证母材的焊接区不残留水分。
否则应采用加热方法,把水分彻底清除后才能进行焊接。
(8)、在焊接过程中,当接头有全熔透要求时,对于V形,单边V形坡口对接和T形接头的情况下,背面的第一层焊缝容易发生未焊透,夹渣和裂纹等缺陷。
这类缺陷原则上要从背面彻底清除后再行焊接,(即所谓清根)。
清极的方法,采用碳弧气刨。
背面清根时应彻底清理出无缺陷的焊缝金属后方可施焊。
(9)、多层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理检查,清理缺陷后再焊。
(10)、焊缝出现裂纹时,焊工不得擅自处理,应查出原因,订出修补工艺后方可处理。
(11)、焊接完毕,焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物,检查焊缝外观质量。
焊缝外形尺寸应符合国家标准GB/T3802-1997《钢结构焊缝外形尺寸》的规定。
(12)、有焊缝探伤检验的重要结构件,其碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度,低合金结构钢应在完成焊接24小时以后,方可进行焊缝的探伤检验。
(13)、焊缝尺寸(长度和宽度)必须符合设计图纸中的要求。
焊缝金属表面的焊波应均匀,不得有裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、未溶合、弧坑和针状气孔,并且无折皱和中断等缺陷。
(14)、不同厚度的钢板,如果两板厚度差不大,则焊缝坡口的基本型式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选取,否则应在厚板上作单面或双面削薄,其削薄长度:
L≥3(δ-δ1)㎜。
式中:
δ=厚板的厚度㎜
δ1=薄板的厚度㎜
8、定位焊
(1)、在定位焊之前,应按图纸及工艺要求检查焊件的几何尺寸,坡口型式、根部间隙及焊接部位的清理情况等,如不符合要求,不得进行定位焊。
(2)、定位焊不得有裂缝、夹渣、焊瘤、焊偏、弧坑未填满等缺陷。
如遇定位焊有开裂,必须查明原因,清除开裂焊缝,并在保证构件尺寸的条件下补充定位焊。
(3)、定位焊所用焊条的型号应与正式焊接时所采用的型号相同。
焊接高度不超过设计焊接高度的2/3,长度以40㎜为宜,间隙应小于400㎜,并应由具有焊接合格证的工人操作。
9、手工电弧焊焊接工艺
(1)、对接接头:
钢板的对接接头是根据板件的厚度,焊接方法和坡口的不同进行焊接。
(2)、T型接头:
T型接头在一般联接的焊缝可不开坡口,若焊缝要求承载荷则应按钢板厚度和对结构强度的要求按照设计图纸的规定分别选用各种坡口型式。
(3)、角接接头:
角焊缝一般均不开坡口,但对承受较大载荷及对结构强度有特殊要求的角焊缝,则要按照规范和设计图纸的要求,开一定的坡口。
10、埋弧焊焊接工艺
(1)坡口加工
在中钢板或厚钢板的焊接应开设坡口,坡口的型式与手工电弧焊基本相同。
坡口的加工方法,采用自动或半自动气割机进行切割。
(2)焊件的清理:
焊件装焊前,焊件的坡口,或边缘应清除铁锈、油污、油漆以及其他脏物,否则在焊接时焊缝中会产生气孔、裂纹等缺陷。
清除的范围是在坡口两侧各20㎜-30㎜内。
(3)焊件的装焊
焊件的装焊必须保证间隙均匀一致,高低平整,在单面焊双面成形的自动埋弧焊中,更应严格注意。
装焊时,常用定位焊来固定位置,定位焊后的熔渣和飞溅必须仔细清除。
在焊缝的两头焊件上,临时焊上两块小板100×
100㎜作为焊缝的引弧板和收弧板,其小板的厚度应与焊件板厚相同,焊完后用气割割除。
(4)对埋弧焊焊剂的技术要求
焊接应放在干燥通风的库房内,尽量降低库房的温度,防止受潮,使用前应对焊剂进行烘焙,对烧结焊剂采用300℃~400℃烘焙1~1.5小时,熔炼焊剂采用200℃~250℃烘焙1小时。
焊剂的颗粒度通常为10~60目(烧结焊剂);
8~40目(熔炼焊剂)。
熔炼焊剂,不能灵活有效的向焊缝过渡所需合金,故不适宜用在重要焊接件上。
烧结焊剂焊接工艺性能良好,可灵活向焊缝过渡合金,满足不同的性能及成分要求,适用于对脱渣性、力学性能等要求较高的焊接构件上。
在大电流焊接情况,应选用细粒度的颗粒,以免引起焊道外观成形变差;
小电流焊接情况,应选用粗粒度焊剂,否则气体逸出困难易产生麻点、凹坑、甚至气孔等缺陷。
如果在高速度焊接时,为保证气体充分逸出,也应选用相对较粗度的焊剂。
焊剂在坡口上的堆叠高度过高,易造成焊道成型恶化,故应在保证良好的对溶池保护前提下,应采用尽量低的堆叠高度。
回收利用的焊剂,由于灰尘、铁磷等杂质亦被混带入焊剂,以及焊剂粉化等原因造成焊剂粒度细化,杂质偏高将此起焊缝成型及力学性能的降低,故应对回收焊剂过筛,随时添加新焊剂,并充分拌匀后再使用。
11、焊接检验
为更准确检验焊缝的质量情况,需对钢围堰结构受力比较大的焊缝进行探伤检测。
(三)1、搭建底节围堰拼装平台
围堰拼装在安庆船舶修理厂空地上布放钢凳后铺设托板做为围堰底节的拼装平台。
⑴、钢凳布放时应按要求上顶面必须在同一水平面内,由于底隔舱与侧板底面不在同一高度,前端和后端靠近侧板的两排钢凳的高差为159mm,以方便壁板的拼装,所有钢凳的底部应垫平垫实,以防止在拼装围堰过程中下沉影响尺寸的控制。
⑵、铺设托板,托板拼装好后应在托板上放出底隔舱的中心线和围堰的中轴线,并做好相应的记号,方便底隔舱的拼装。
2、底节围堰拼装作业
钢套箱围堰侧板在钢结构车间分块加工完成后,运至起重码头下河,用船运输至墩位进行拼装。
步骤1:
安装底隔舱托架,底隔舱托架按照图纸上的尺寸放置在托板上,利用水平仪测量每个托架的标高,保证托架安放水平,同时控制所有托架侧向位移。
托架与托板间可采用空500mm焊100mm间断焊,焊缝高度为5mm。
托架与托板间局部间隙用钢板抄垫。
步骤2:
底隔舱桁架的安装,利用钢凳或枕木将底隔舱桁架按图纸要求的位置垫起,支撑点布置四个,且支撑点顶面高度一致。
用50t履带吊将桁架安放在四个支撑点上,调整桁架水平,等待与底隔舱进行连接。
步骤3:
底隔舱的安装,底隔舱分段制造,拼装时应注意每块的具体位置和相对位置。
先拼装与底隔舱桁架相连的单元块,再依次拼装其他块。
拼装首块时,应注意底隔舱内的竖向加筋板与桁架的中心对齐。
由于底部为尖角,拼装时为防止底隔舱发生倾斜,需设置临时支撑和缆风,保证侧板的垂直。
调整好桁架两端的底隔舱单元块间的间距和支撑桁架的高度后,焊接桁架和单元块的连接板,使整个结构形成一个稳定的结构。
步骤4:
围堰底节侧板拼装,以设定的围堰的中心为基准,在地面上放出围堰侧板的位置线,此处应考虑侧板制造时预先放的余量,直径按56.1m进行放样。
按分块图的位置放置40片侧板的支撑钢凳,每片侧板单元块刃角处布置两个钢凳,同时为减小侧板单元向内的倾覆倾向,需在内侧也布置两个临时支撑。
钢凳稳固在地面上后,在外侧钢凳顶平面上准确再画出R=28028mm的围堰壁外边线,并用样冲和油漆作出标记。
把装有围堰补强板B1和B2的侧板单元块全部按图纸要求焊接完毕,首先吊装与底隔舱相连的侧板单元,即装有补强板B1和B2的那块,此单元块与底隔舱端部按图纸要求准确就位,刃角段外边应与钢凳上画出的外边线重合。
用全站仪测量该单元块各个方向的垂直度,垂直度误差应小于5mm。
然后按图纸的要求焊接围堰单元块与底隔舱之间的接头。
全部焊好后,用[16a槽钢作支撑杆,将围堰内侧与支撑钢凳相连。
全部焊接固定完毕后,吊机松钩。
此时可复查围堰的垂直度,作为下块单元块的拼装误差参考。
接着按下图的顺序拼装第二块、第三块等,在拼装第二块时,刃角的两端应对准钢凳上的曲线点,两单元块的面板应尽量靠紧,用全站仪检查垂直度,合格后,将第一块与第二块的水平环板全部焊好,水平环板上的斜角钢(A111)就位焊好。
围堰的内外壁板对接缝应焊接50%以上,刃角段的支撑杆设置焊接好后松钩。
其他单元块的连接均按照此要求进行拼装。
对应侧的底隔舱与侧板单元的连接也参照上述的方法进行拼装,即先测量后焊接。
吊装最好一片单元块时,应先实测已拼装的第一片和最后一片之间的距离,然后根据实际测量的尺寸对最后一片单元块进行调整,待达到实际的结构尺寸后再进行拼装,此处的壁板应采用半自动切割机进行切割,保证拼装缝的平直。
3、围堰下水
3.1钢套箱围堰下河的主要工艺流程
钢套箱整体入水、自浮
3.2套箱围堰下水滑道布置
围堰拼装场地原来地面的坡度实际为后面70m范围为平地,前端离水口约50m为1:
10的坡,根据下水的要求更改为后端15m为平坡,中间40m为1:
40的坡度,前端35~40m为1:
10的坡度,重新整理后的地基经找平、压实后满足设计要求。
围堰下水前需对河床进行实际测量,保证水深在5米以上以达到下水时围堰吃水要求。
钢套箱围堰下水走道断面图
3.3套箱围堰下水拖拉设备的配备
套箱围堰需在后端控制拉缆的控制下(速度和方向)在滑道上前移,后端控制拉缆在下滑过程中最大设计拉力为2×
140t,大于套箱围堰自重的最大下滑分力(不考虑摩擦阻力)T=2270÷
10=227t,后端控制拉缆的固定端设置地锚,地锚布置于拼装套箱围堰的大堤侧,与套箱围堰下的垫板中心相对应,共两个,距套箱围堰约20m。
地锚长7.5m宽5.5m深4m尺寸,地锚结构为钢筋砼埋置式,顶与地面平齐,锚力通过外露