大桥钢拱肋吊装方案0108Word文档格式.docx
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20、《建筑施工起重吊装安全技术规范》（JGJ276-2012）
21、《起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范》（GB5972-86）
第二章、工程概况
太白大道位于南陵县老城区，规划起点位于G205，规划终点位于S216，东走西走，为南陵县主干路路网中“三纵三横”的重要一横。
本次太白大道设计起点位于漳河大道交口，设计终点位于规划的涌珠泉路交口，分别接现状太白大道，路线全长4075.6m。
太白大道在设计桩号K0+400附件跨越漳河，设置漳河大桥一座。
漳河位于长江中下游南岸，流经南陵、芜湖、繁昌三县，是安徽省长江南岸的最大支流。
本次设计漳河大桥桥位处两岸堤距130m，主河槽宽约50m。
漳河大桥主桥桥型为三跨异形拱连续梁桥，引桥桥型为单跨30m组合箱梁，跨径组合为4*30m+（35+60+35）m+6*30m。
主桥中跨设一片钢拱肋，钢拱肋横穿过桥面，拱脚位于两主墩两侧，拱肋上有18根钢索吊杆与主桥连接。
拱肋为单箱双室的矩形钢箱梁，截面高度为2.5m，宽3.5m，面、腹板厚度均为16mm,拱肋内部每隔一定间距设置横隔板一道，T排隔板厚度为10mm,人孔隔板厚度为16mm，箱体内隔板处设置18只锚箱，拱轴线水平投影长度L=82m，矢高f=49.5m，矢跨比f/L=1/1.65，桥面以上拱肋高度为35m，拱轴线采用二次抛物线。
拱肋采用工厂节段预制的方式制作，制作完成后预拼装，检验合格后用平板车运输到现场进行安装。
太白大道漳河大桥钢拱肋外形图
第三章、钢结构安装方案
（一）钢结构安装总体思路
为了满足工程总体工期的要求，严格按照施工组织设计总体部署。
根据相应的节点工期确定钢结构安装思路如下：
现场长期稳定布置一台70吨汽车吊用于钢拱肋箱梁运输分段的卸货和现场地面拼装工作，并配合以场地转移。
支架安装选择一台25吨吊车与70吨汽车吊进行安装。
钢拱肋分段吊装时根据吊装分块的重量选择一台260吨汽车吊，70吨汽车吊配合完成。
吊装过程中尽量减少高空对接，吊装全过程配合其它相关施工机械。
（二）分段情况
根据本项目的结构特点，综合考虑图纸设计，厂内制造、运输及现场安装等因素，节段划分原则：
焊接对称布置、标准化、模块化，便于工厂制造、运输和现场安装，尽可能减少工厂和现场的工作量。
计划将钢拱肋分成11段，编号从g0~g10#.
具体划分见下图所示。
（三）现场施工总体平面布置
根据桥梁设计图纸得出，主桥设计荷载采用公路-Ⅰ级标准设计，一级桥梁公路标准单轴设计载重为55吨，现场采用的260吨汽车吊为2轴，汽车吊自重72吨，加上现场需要的配重是41吨，根据计算,单轴重量72/2=36吨《55吨,现场桥梁满足汽车吊行走。
由于吊车需要在桥面上分段安装钢拱肋，在主桥浇筑完毕预应力张拉结束且压浆达到设计强度后，拱肋未安装完毕前，桥下的满堂支架不拆卸，我部将把汽车吊支腿位置安放在主桥现浇梁的实体C50钢筋混凝土腹板顶上，吊车支腿下全部放置1.5*1.5m*2.5cm厚钢板，通过扩大受力面积并通过腹板将承载力传输到现场的满堂支架上的两种保证方法确保桥面承载力满足要求（此时主桥预应力张拉、压浆早已完成），我部为了保证吊装拱肋安全和桥面的承载力，等钢拱肋、吊杆全部安装完毕后，再拆除满堂支架。
（四）安装施工
4.1现场施工顺序的确定：
1.人员及机械进场；
2.现场临时支架及拼装支架的制作与布置；
3.钢拱肋运抵现场；
4.拱肋试吊与可行性评估；
5.钢拱肋正式吊装；
6.完成吊装，钢拱肋灌注混凝土；
7.拉杆安装
8.吊杆张拉调整；
9.卸载并拆除临时支撑。
4.2施工人员配置
合理的现场施工组织，以及充足的现场安装人员的配置是满足工期的首要条件，也是工程质量的保证条件，因此，本工程将通过严密的组织与管理，科学的配置现场施工人员的数量与质量，配备与生产条件相适应的人员，充分发挥人员潜能，合理利用机械功能。
现场设一个工区，下设装配组、拼装组、起吊组、焊接组、涂装与保护组、机械与电力保障组、质量与安全检查组。
其中各工种人员需求如下:
1.装配工:
8人（技师、技工）
2.电焊工:
6人（技师、技工）
3.打磨工：
2人（技师、技工）
4.矫正工：
2人（技师）
5.油漆工：
5人（技师、技工）
6装配、焊接检查人员：
1人（工程师）
7.电工：
1人
8专职安全员：
9.起重工：
3人
以上现场施工人员共计29人，所有现场工作人员都需要持证上岗，为高峰期全员的人员配置，在工程初期和末期可根据实际的需求合理安排工种的人员数量。
施工人员应严格服从管理人员的指令，调动生产的积极性，确保生产的进度及现场的安全。
各工种应各尽其职，避免非本工种人员顶用的现象。
4.3拼装安装的主要机械设备的配置
根据现场的拼装条件，以及整体吊装的预想，现场安排如下机械设备以满足工期及施工的需要：
1.CO2气保焊机：
5台（支架及钢拱焊接）
2.硅整流焊机：
3台（支架及钢拱焊接）
3.碳弧气刨机：
1台（不合格焊缝返修）
4.空压机：
2台（碳弧气刨及油漆专用）
5.烘箱：
1台（烘烤焊条、瓷环）
6.保温桶：
10个（焊条保温）
7.手拉葫芦5个（支架及钢拱拼装及安装）
8.千斤顶：
10套（构件支撑及就位调节）
9.角向磨光机：
3台（焊缝打磨）
10.切割机：
2台（切割钢材）
11.喷枪：
2把（油漆喷涂）
12.全站仪：
1台（施工测量、监控）
13.经纬仪：
14.水准仪：
15.钢尺：
4把（长度测量）
16.25T汽车吊：
1台（支架安装）
17.70T汽车吊：
1台（支架安装及桥段卸车）
18.260T汽车吊：
1台（现场地面拼装及吊装）
4.4钢箱梁分区安装顺序的确定
根据招标文件以及业主的要求，我方综合考虑了钢箱梁及拱肋吊装的先后顺序，依次为：
支架安装---钢拱安装—拱肋内混凝土灌注---拉杆安装---拉杆张拉---支架拆除。
（五）临时支架
临时支架的设置应本着安全适用，经济可靠的原则，对支撑结构的形式及截面进行设计，并对其安全性进行必要的验算。
5.1临时支架的总体布置：
现场施工条件复杂，吊装难度较大，其中关键部位为拱肋，既要保证安装的质量，也要保证拱肋尺寸的精确度。
本工程安全与质量是整个吊装工作控制的重点。
临时支撑为承重支架体系，此为该工程的关键控制点。
承重体系的支架应充分考虑截面形式与受力特点，现采用四柱式格构体系为受力单元，提供足够的承载力，并为施工提供相应的施工平台，支架的顶部采用H400X400型钢将一排格构柱连接成一个整体以达到均匀传递荷载的作用。
临时支架之间用柱间支撑连接，临时支撑体系的布置图如下：
钢拱肋点三维坐标，以钢拱肋中线方向为X,以平面垂直X轴方向为Y轴，以拱肋标高为Z轴，左脚坐标为（0,0,0）：
漳河大桥拱肋坐标图
序号
构件名称
X
Y
Z
备注
1
g0分段
2
G1段
4016
6189
3
G2段
10545
19585
4
G3段
18309
32221
5
G4段
28136
43040
6
G5段
36418
47584
7
G6段
45582
8
G7段
53864
9
G8段
63691
10
G9段
71455
11
G10分段
77984
82000
5.2临时支架结构形式
支架架设设计及施工必须满足桥梁的承重要求，支架结构设计必须保证具有足够的强度和刚度。
临时支架的结构采用钢管格构式结构体系，具体见下图所示。
临时支架结构形式示意图
上图为单个格构柱大样，全桥工程共10只，每排由四个格构柱组成，各柱之间采用剪刀撑连接以提高其整体的稳定性。
5.3临时支架的基础处理
临时支架的基础的处理须满足地基承载力和支架稳定性要求。
地基具体要求如下：
1、吊车的施工作业区域内要求地面平整耐压，无障碍物。
2、为保证钢拱肋现场吊装及拼装施工的安全，确保钢拱肋制作安装的质量，场地需要做地基硬化处理。
由于钢支架是安放在主桥上面的，所以在主桥桥面上做方块地基即可，临时支架支撑处浇筑300X300×
100cm的C30砼基础，保证临时支架的稳定性。
如下图示：
5.4临时支架的制作与安装
1）支架制作
临时支架的结构形式主要为Φ245×
8钢管立柱及型材斜撑等，工地制作时应严格控制质量要求。
首先根据设计图纸及临时支架的安装高度进行放样，确定下料长度。
结构拼接尤其是钢管拼接接长应确保拼接焊缝的焊缝质量，焊工水平需满足焊接要求。
焊缝质量等级须达到一级焊缝要求，必要时对重要焊缝部位进行焊缝质量的抽检。
临时支架的腹杆等结构焊缝的焊脚尺寸需满足设计图纸要求。
临时支架制作完成后须交专职检验员进行检验，并提交监理工程师验收，因现场施工条件复杂，单块吊重大，吊装难度较大，其中关键部位为钢拱，既要保证安装的质量，又要对整个安装系统保证安全。
临时支撑按其用途可分为承重支架体系和非承重的防护体系，本工程的支架为承重支架，承重体系的支架布置图如下：
2）临时支架的安装
临时支架制作完成后采用25吨汽车吊及70吨吊车进行吊装安装。
安装尽量采取整体吊装，单榀临时支架不得分段吊装安装。
临时支架顶部横撑连接施工过程中应搭施工平台，并保证连接可靠。
吊装尽量采用四点吊，吊装就位时应严格控制临时支架的垂直度要求，并通过全站仪进行测量控制。
如基础的平整度无法满足临时支架的安装垂直度要求时，应通过调整垫块进行调节。
本工程中临时支架的高度均较高，为了保证支架在安装过程的侧向稳定及偏移，架设时须采取一定的措施对其进行加固，所有的临时支架至少应设置一组缆风绳对支架进行稳固，在顶部区域则应设置一组揽风绳进行固定，每组揽风绳设置时应为支架4个不同方位，缆风绳与地面角度应小于60°
。
缆风绳现场需要与地面连接，在桥面上预先安置预埋件，便于拉制缆风绳，节点大样如下：
3）临时支架的定位及测量要求
按吊装要求,临时支架顶部应设置分段定位模板和必要的调节装置,以便分段高空定位和调节尺寸,同时也是为了将来拆除临时支架时考虑，但值得注意的是，必须考虑垫块设置后的安全和精度要求。
临时支架的垫块标高应根据桥梁线型及预拱度要求进行精确计算，并通过激光经纬仪进行测量控制。
4）大型构件安装吊装前，在支撑胎架上设爬梯及操作平台，采取必要的保护措施与临时固定措施。
如下图：
5.5临时支架的卸载及拆除
钢拱肋在分段吊装完成后应进行整体卸载，此过程相当重要，应结合现场的实际情况，严格安装工艺的要求来完成。
钢箱梁临时支架卸载前，所有钢拱分段应全部安装到位并焊接结束，吊杆张拉全部结束。
并提交监理验收合格。
卸载当天的风力不得大于四级。
5.5.1临时支架的卸载及拆除方法
根据计算模拟施工工况的计算结果，选择采用从中间向两边、局部间隔卸载的方法进行拆除支架工作。
卸载时，应控制卸载速度，规定每旋转螺旋式千斤顶半圈（180°
）为卸载行程控制单元，每次卸载量控制在8mm左右，并应控制其误差范围在1mm以内。
支架拆除采用70吨汽车吊进行吊离的方案，吊点设在支架上端向下约1/3支架高度左右，先把支架下端割除约1000mm左右，再用70吨汽车吊进行提升，移走下端割除的支架，然后吊钩进行缓放，平移到空地处，将支架下端着地，缓缓放下临时支架，重复以上操作步骤，从而完成整个支架的安全拆除。
5.5.2卸载控制措施
（1）临时支架拆除过程中由于无法做到绝对同步，支架支撑点卸载先后次序不同，其轴力必然造成增减，应根据设计要求或计算结果，在关键支架支撑点部位，应放置检测装置，检测支架的轴力变化，确保支架的拆除安全。
（2）支架卸载时，支架横担应用调节垫块装置（千斤顶）进行慢慢释放，不宜一次性释放，最少应分三次进行释放，且首次释放时其卸载量不应超过支架总承载力的20%。
另外，在释放过程中应进行跟踪测量结构的变形情况，发现问题应马上停止，并随时对结构进行检查，重复以上操作，直至支架完全不受力。
（3）卸载时，应对结构的变形设置变形观测点，并根据监测的结果与计算值进行对照，并应及时向总监办报告。
5.6临时支架验算
对于支架应力和位移验算，我们采用手工计算和迈达斯计算相结合的方法。
其计算过程如下：
恒荷载为自重荷载，活荷载为施工荷载，《建筑结构荷载规范》4.2.2活荷载包括操作人员、一般工具、零星原料和成品的自重，可按均布活荷载考虑，采用2.0kN/m2。
计算荷载组合为：
F=1.2恒+1.4活。
跟据吊装分段的重量可知，全桥最大分块重量按40T考虑，分布在拱桥吊装分区内，临时支撑计算时的活荷载为钢箱梁自身的重量，以及施工荷载，施工荷载按1KN/m2计算则有：
L=400/2+20*13*1/2=330KN
在计算结果中考虑两种组合：
应力组合sLCB1＝1.2D+1.4L；
变形组合sLCB2＝1.0D+1.0L。
则单根支撑承受荷载为145KN，
计算模型支座反力
位移验算应力验算
根据以上分析，所选截面满足承载力要求。
杆件计算:
依据规范:
GB50017-2003《钢结构设计规范》、GB50011-2001《建筑抗震设计规范》
计算方式:
根据轴力验算构件
（1）构件参数:
抗震调整系数RE:
0.75
电焊钢管:
Ф245x8.0
毛截面面积:
A=59.56cm2
净截面系数:
0.90
净截面面积:
An=53.60cm2
钢材牌号:
Q235
钢材强度折减系数:
1.00
容许长细比:
[]=150.00
两主轴平面内约束信息:
x平面内
y平面内
lx=1.20m
ly=1.20m
顶端约束
滑动
底端约束
固接
示意图
计算长度系数
ux=1.00
uy=1.00
计算长度
l0x=1.20m
l0y=1.20m
回转半径
ix=8.38cm
iy=8.38cm
荷载参数:
N=145.00kN
受力状态:
轴心受压
（2）、强度验算
构件截面的最大厚度为7.50mm,根据表3.4.1-1,f=215.00N/mm2
根据GB/T700-1988及GB/T1591-1994,fy=235.00N/mm2
根据公式5.1.1-1,
=27.98N/mm2
强度满足
（2）、整体稳定
按5.1.2-2进行计算
x=14.32
y=14.32
双轴对称截面
根据表5.1.2-1,对于x轴,属于a类截面,查附录C,得稳定系数x为0.990,
对于y轴,属于a类截面,查附录C,得稳定系数y为0.990
根据规范公式5.1.2-1,
=25.43N/mm2
整体稳定满足
（3）基础验算：
单根立杆最大荷载145KN，底口以焊接钢板连接底座砼基础，接触面25×
25cm，基础砼截面面积为300×
300cm2，
砼基础荷载强度б＝10×
145/（25×
25）＝2.3Ma
底层铺设等级C30砼，厚100cm。
所需地基荷载强度
实际地基地基承载力不低于1Mpa
根据以上分析，所选截面结构满足承载力要求。
（六）现场吊装焊接措施
6.1拼装工艺流程
返修
6.2、拼装变形控制：
（本公司在工厂内已经进行全桥预拼装，拆开后分段运输到现场）
1、拼装时存在大量的焊接工作，若焊接操作控制不当容易造成较大焊接拼装变形。
因此必须制定合理的焊接方案。
焊接组装时应先进行点焊，全部组装好点焊固定后，经检查合格后再进行正式的焊接。
同时组装点焊时应考虑焊接的变形采取适当地反焊接变形来消除焊接的变形。
正式焊接时从中间向两边进行焊接，并采用双数的焊工对称焊接。
2、焊接方法：
由于钢箱梁安装焊接量大，质量要求高（材质为Q345q-C），故采用CO2气体保护焊进行焊接作业。
焊接前将坡口周围的油污、涂料、铁锈等有害物清理干净。
并打磨到露出金属光泽。
对接焊缝端部按规定设置引板，并在引板上起、熄弧，确保焊缝端部质量。
对接焊缝背面贴陶瓷衬垫，首先用CO2气体保护焊进行陶瓷衬垫焊打底焊，再用其进行填充焊，最后用CO2气体保护焊进行盖面焊。
采用这种焊接工艺可以达到单面焊双面成形，提高了焊缝的外观质量。
焊接时严格执行焊接工艺参数，并采用对称、同步和等速焊接。
3、焊接按照如下顺序进行：
定位焊→纵向肋板焊接→腹板的对接焊接→，顶、底板的对接焊缝同步等速焊接→检查焊缝的外观质量→无损探伤。
4、采用合理的焊接方法，可以减少了焊接应力和焊接变形。
①、下料、装配时，根据制造工艺要求，预留焊接收缩余量，预制焊接反变形。
②、装配前，矫正每一构件的变形，保证装配符合装配公差表的要求。
③、使用前必要的工装夹具、工艺隔板及撑杆。
④、在同一构件上焊接时，应尽可能采用热量分散，严格控制层间温度，对称分布的方式施焊。
6.3焊接要点
1、天气条件
气体保护焊在风速超过2级，应采取良好的防风措施，防止焊缝产生气孔。
遇有雨天时一般停止施工，若因进度要求需赶工时，除局部加热和防风外，焊缝必须在采取有效的防雨措施后才能施工。
2、焊前预热
焊前进行预热是防止层状撕裂的有效措施之一，预热温度一般控制在100～150℃，预热范围为焊缝区域100～150mm。
3、根据测量结果进行焊接
钢拱肋现场，根据实际对口错边误差，可以利用焊缝及时调整，防止累积误差。
4、对称焊接
钢拱肋对接部位焊缝，同时从中间向两边开始对称焊接，直到该焊缝焊接完成，减少焊接变形。
5、钢结构的整体焊接
对于钢结构采用整体焊接技术，是保证本工程安装精度，减少焊接应力和焊接变形的有利的保证措施。
安装完后，遵循对称（采用双数焊工对结构实行对称焊接）、由里至外的原则进行，让焊接应力对结构的影响互相抵消。
采用大型吊机吊装，减少高空焊接的数量。
6、焊缝返修
返修焊缝的质量要求与原焊缝相同，返修焊缝的最小长度大于50mm。
焊缝同一部位的返修次数不得超过两次，对返修处理在查明原因后制定相应的返修工艺，返修工艺须经技术总负责人同意、监理工程师批准后才能实施。
7、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，方可进行探伤检验。
焊缝外形尺寸、焊缝质量等级及缺陷分级应符合现行国家标准《公路桥涵施工技术规范》的规定。
对Ⅰ级焊缝接头进行100%超声波探伤，。
对Ⅱ级焊缝按比例进行20%超声波探伤。
材料和施工质量验收应符合行业标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2002;
的要求。
（七）现场涂装及二次修补涂装方案
7.1、现场涂装工艺
1、施工流程
质量验收
7.2、施工工艺
面漆涂装前，所有钢结构构件的前道涂料都应经业主或监理工程师验收合格后进行。
面漆涂装前，对所有钢结构进行全面的清理，清洗剂清洗吊装过程中的油污，钢丝刷清除焊渣、泥土，细砂布打磨灰尘、颗粒，并使构件有一定的粗糙度，最后用压缩空气吹扫后进行喷涂施工。
面料的配制：
检查面漆的出厂日期、批号、质检合格证是否符合技术要求，不得使用过期和不合格的涂料；
面漆使用前应充分搅拌，并用少量稀释剂调配到适合喷涂的粘稠度，喷涂时再用滤网过滤；
配好的面料根据温度的高低应在2-4小时内用完。
面漆的喷涂分两道进行，每道40μm，一道在工厂已经施工完毕，第二道在现场施工。
7.3二次修补涂装方案
由于钢拱肋在现场拼装后，对接接头处进行了焊接，在涂装时需要采取修补涂装方案，具体操作如下：
1、涂装前处理
涂料前的准备工作：
活动脚手架的搭设、安装、验收，以及满足流水段涂刷用的面漆、辅助材料、水、电、照明器具、涂料机具的安装调试，防污膜的铺设。
涂装前的基层处理：
按照《钢结构防火涂料应用技术规范》CECS24-90规定，钢结构在安装时已经作好了除锈和防锈处理，但到面料喷涂施工时，钢结构表面被尘土，油漆和其他杂物弄脏了，也会影响涂料的粘结力，应当认真清除干净。
所以，在涂刷面料前，对钢结构需作面料保护的构件表面，必须进行认真检查，是否有锈迹或尘土等其他脏物，首先对钢结构层表面用压缩空气进行除尘或浮锈清理，如有必要时用钢丝刷或电动纸片砂软打磨除尽锈斑，露出金属色泽后用空气吹净，对底漆进行修补，局部有油污时可用工业用洗洁净进行刷洗和擦洗，吹干燥后然后涂刷面漆。
2、涂装检验
涂装外观检查：
目测漆
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