1、铁路立交特大桥跨高速连续梁钢管拱安装施工作业指导书编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编 制： 审 核: 批 准： 发 布： 二XX年X月目 录1工程概况32 目的33 适用范围44 编制依据45 技术标准及要求46 施工程序与工艺流程47施工方法68 劳力、机具设备配置129 材料要求1210 施工技术措施1311 质量通病及特殊情况处理方法1412 质量控制及检验1413 安全质量、文明施工161工程概况xx铁路客运专线xx立交特大桥于DIK515+148.93DIK515+413.48处以（64.15+136+64.15）m连续梁拱组合结构上跨xx高速公路2、。主跨对称设两道钢管拱，中心间距12.9m，按正做斜置设计。2。每道拱肋高3m，采用哑铃型截面。拱肋之间共设1组米字形横撑、8组K形横撑，每道横撑均为直径1m，全高1.5m的圆端形空钢管。斜撑采用90012mm的圆形钢管。主拱划分为26节，其中拱脚4节，中间拼装节22节。K撑、米撑划分为8节横撑和20节斜撑。各节段长度、重量如下表：表1-1 单片主拱肋分段表节段项目1122334455(合龙段)上弦管长度（m）13.09613.49413.19212.59112.0915.44下弦管长度(m)12.90612.88712.76712.25612.0483.892重量（t）19.19119.653、20.1818.58418.8797.305注：管重均包含上下弦管、腹板、封头板及加劲板、吊杆预埋、横撑接头重量。表1-2 单根斜撑分段表节段项目ABCDEEDCBA管长度（m）9.3169.0208.8018.6578.5958.5958.6578.8019.0209.316重量（t）2.5722.4922.4342.3962.382.382.3962.4342.4922.572横撑单根长10.7m(不含拱肋接头部分)，重6.6t。2 目的 1) 保证作业活动有章可循、作业安全风险评估和过程控制规范化，确保施工全过程的安全和质量。2) 对内、对外提供文件化的依据。3) 作为持续改进质量、环境4、和职业安全健康管理体系的基础和依据。4) 用作学习与培训教材，以提高人员素质和技术水平。3 适用范围本作业指导书适用于XX客运专线跨XX高速梁拱组合结构钢管拱安装施工。4 编制依据高速铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10752-2010 J1148-2011）铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010）铁路混凝土工程施工技术指南铁建设2010241号高速铁路桥涵工程施工技术指南铁建设2010241号新建铁路xx客运专线xx立交特大桥(64.15+136+64.15)m 预应力混凝土连续梁xx客专桥施（特）10-10-11设计图纸5 技术标准及要求5.1技术标准表5-1 钢管拱工5、地拼装允许偏差序号项目允许偏差（mm）检验方法1内弧偏离设计弧线8测量检查2吊装成拱后横向位置中径的1/60003吊装成拱后竖向位置104拱肋管口中心距55拱肋接缝错台0.2倍壁厚且不大于3mm6拱顶及1/4、3/4拱跨处高程107拱脚预埋位置竖向2、横向5、纵向58吊杆孔水平位置横向3、纵向109吊杆孔高程55.2 技术要求 钢管拱肋拼装架设前应对节段的质量进行全面检查和验收。 拱肋拼装的方法、顺序应符合设计要求和施工技术方案的规定。 焊条、焊丝、焊剂等焊接材料与线材的匹配应符合设计要求与国家相关标准的规定。 焊缝质量应符合设计文件和焊接工艺要求。6 施工程序与工艺流程6.1 施工程序施工准6、备拱肋验收支座放样吊车就位吊具安装拱肋吊装对位测量调整定位焊接永久性固定拼焊安装K撑或安装下一节段合龙探伤检测。6.2 工艺流程不合格合格合格不合格施工准备拱肋验收吊车就位拱肋进场校正整修或返厂安装吊具拱肋吊装支架验收支座放样拱肋控制点测量拱肋调整管口定位焊接、加固拱肋对位摘除吊钩管口永久固定焊接吊安装下一节段吊安装K撑合龙拱轴线、标高测量合龙段长度确定探伤检测进入一道工序补焊图6-1 拱肋安装流程图7施工方法7.1 支架搭设 支架采用钢管支架，搭设按拱肋分节长度，逐段全幅向前推进。搭设施工顺序：纵桥向由两端向中间搭设，横桥向由两边向中间搭设。支架搭设前，先施工钢挑梁平台。挑梁平台搭设流程：桥7、面清理砂浆找平安放、固定挑梁支垫梁端钢垫板压反压梁拆除梁体临边防护铺设、固定纵向方木铺设、固定竹胶板。图7-1 挑梁平台支架搭设时，立杆接头应交错布置，两相邻立杆接头不设在同步同跨内，高度方向错开距离不小于500mm。立杆底部设置纵、横向扫地杆，用直角扣件与立杆固定。立杆基础不在同一平面上的，将高处立杆的扫地杆向低处延长两排与立杆固定。扫地杆采用对接接长，接头相互错开。若采用搭接时，搭接长度不小于1m，并用三个扣件等距固定。立杆垂直度不大于50mm。支架纵向在最外排及第5排、13排处分别设从上至下的连续剪刀撑，横向在各支墩焊接平台两侧设从上至下的连续剪刀撑，竖向每隔6步设一组水平剪刀撑。每付剪8、刀撑宽度应不小于6m且不大于9m。剪刀撑与支架支承面夹角为4560。剪刀撑钢管连接采用搭接形式，搭接长度不小于1m，用不小于两个扣件紧固。当采用对接形式时，按双管并联使用，一付剪刀撑的双管连接点不能同时处在同步同跨内。图7-2 支架搭设 各杆件由吊车从桥下垂直吊至拱两侧边跨桥面，用叉车水平运至待安装处，人工上下传递。在支架两端设可以上下支架的竖向爬梯，采用木板搭设成“之”字形。木板与支架横杆固定牢固，表面每隔2530cm设一道防滑条，防滑条宽度宜为23cm。爬梯坡度宜采用1:3，不得过陡，拐弯处设平台。在各管节对接处设支座、焊接平台。平台设两层方木，底层为1414方木，间距同立杆间距，上层为满9、铺99方木。根据拱肋吊、安装方案，每节主拱安装时，下口支撑在已安装的对接管节端部临时支撑钢板上，上口支撑在钢支座上，见下图。图7-3 拱肋安装支承示意图钢支座采用钢结构，分为钢支座和分配梁两部分。7.2 拱肋吊安装7.2.1 施工准备1) 对钢管做吊装前质量复查，清理管内杂物，在已安装的拱脚管口处焊接临时定位钢板。2) 钢管接头处坡口尺寸应满足以下要求：坡口根部高2mm，允许偏差02mm；坡口宽度9mm，确保焊缝坡口角度为60（允许偏差-5+10）。3) 支架预压完成，并通过验收。4) 在焊接平台上放样出拱轴线，安装固定钢支座，并对钢支座的标高、轴线进行复查。5) 对现场周围环境进行详细调查，10、确定吊车摆放位置及封路方案。6) 与高速公路路政单位取得联系，并在其协助下对公路实施封道。7) 设备和施工人员进场，吊具及焊接辅助材料准备齐全。8) 对所有参加施工的管理人员及施工人员进行技术及安全培训。7.2.2 拱肋吊装1) 根据每节段拱肋重量及吊装位置和高度，确定吊车型号，并留有不小于1.5倍的吊装安全系数。2) 拱肋吊点应通过计算，确保拱肋倾斜度和其安装角度一致。钢丝绳安全系数不小于8倍。3) 考虑施工安全性和拱肋的稳定性要求，拱肋吊装前，在拱肋接头处拉缆风绳，拱肋起吊成竖直状后，利用缆风绳将拱肋拉稳。4) 拱肋正式吊装前，先进行试吊。5) 拱肋的竖向角度应在地面起吊后进行调整，接近设11、计角度后，再吊至支架顶面。6) 拱肋轴线、标高是吊装拱肋的控制指标，观测时采用轴线、标高同时观测的方法，采用全站仪进行三角高程测量来完成拱肋标高和轴线的控制。7) 拱肋的定位调整原则：先调下口位置，再调上口位置；先调前后，再调左右、高低；每次调整完需用全站仪进行复测，反复调整，直至各项偏移误差在允许范围内。8) 拱肋调整到位后，下端与临时定位板焊接固定，沿对接口一周用工艺定位板进行固定，定位板进行满焊，增加牢固性。上端将拱肋与钢支墩进行点焊，保证拱肋支墩不发生平移。并在拱段两侧面对称拉设2个5T的导链，固定于支架上,摘除吊钩。9) 横撑和斜撑吊、安装随主拱安装穿插进行，但要确保其安装时两侧主拱12、段接口均已进行永久焊接。10) 合龙节段在加工时，每端预留10cm富余量。11) 吊装前一天，对两端缺口标高、坐标、长度进行精确观测，每隔2小时观测一次，以把握不同温度时缺口的变化情况，并连续观测合龙段本身的长度变化情况。根据观测结果，确定合龙段的合龙时间段、温度要求及合龙口的精确长度，对合龙节多余部分进行切除。在第二天相同环境条件下，进行合龙节段的安装。12) 合龙节按上、下游分别安装，安装应选择气温在515之间进行，并应尽快完成。 图7-4 主拱节段吊装 图7-5 主拱节段对位 图7-6 横撑安装 图7-7 斜撑安装 7.3 拱肋焊接7.3.1 施工准备1) 参加焊接工作的焊工取得相应的焊13、接资格证。2) 进行焊接工艺评定，下发施工的有效工艺文件。3) 焊前对管理人员、质检人员、焊工进行焊接工艺技术交底。 4) 焊接工艺评定确定焊接材料：手工焊焊条型号选用E5015，二氧化碳气体保护焊焊丝选用ER50-2,与Q345qD钢材相适应。5) 焊接材料要按规范进行烘焙，按焊接材料管理制度进行发放、使用和回收。6) 根据总拼现场和桥位作业需要，为焊工配置火焰预热用烤把和点温计。7) 拱段对缝焊接前对焊缝及两侧各50mm用砂轮机进行除锈，做到不得有水、油、氧化皮等污染物。7.3.2 临时定位焊接拱肋吊装到支架顶调整到位后，立即将安装拱肋的下端与临时定位板焊接固定，测量复核轴线，确认无误后，14、沿对接口一周用工艺定位板进行固定。定位板与拱肋双面满焊，焊缝高不得小于8mm。临时焊接采用安装一节，焊接一段，直至合龙。每节拱肋临时焊接完成后方可进行下一段拱肋的安装。 7.3.3 永久性焊接当后一节段吊装时，对前一节段的接口处进行永久性焊接。接头施焊由拱脚向拱顶上、下游对称进行。拱肋及腹板在接头处采用对接焊缝，坡口型式为Y型，焊接工艺为CO2气体保护焊。外套管与上、下弦管采用贴角焊，焊接工艺为手工电弧焊。焊接时先焊对接环缝，双数焊工对称施焊。每个对接环焊缝至少分三层焊，各层间的焊接接头应错开，清理干净上层上道的药皮、飞溅等后才能施焊下层、下道。焊接完成后割掉临时定位钢板，再将定位钢板处的焊缝15、补齐，焊接完成后将焊缝打磨平整，并进行无损探伤合格后，再安装外套管。焊接拱肋接头外套管时，对称布置的焊缝，采用成双的焊工对称进行焊接，使各焊缝所引起的变形相抵消；非对称焊缝可先焊焊缝少的一侧，后焊焊缝多的一侧，使先焊的焊缝变形部分抵消。跨中腹板在拱顶通气管处预留70cm空间，待拱肋钢管混凝土灌注完成后进行焊接。图7-8 拱肋焊接7.3.4焊缝检测焊缝在施焊24小时后，且经外观检验合格，才能进行无损检验；对于冬季焊接施工，还要在48小时后，进行10%抽探；72小时后，进行5%抽探。拱肋环向对接焊缝做100%超声波探伤，拱肋与横撑等构件连接处的角焊缝按50%做超声波探伤检验以及25%做磁粉探伤检验16、。对于探伤不合格的焊缝采用碳弧气刨，将不合格的焊缝刨开，重新进行焊接。清除焊接缺陷时，将两端刨成1:5的斜度，扣槽深度或宽度要均匀一致，根部圆滑过渡，并修整表面、磨掉气刨渗碳层。焊接后再次进行探伤，确保焊缝合格为止。8 劳力、机具设备配置表8-1 拱肋安装人员配备表序号负责人人数分工情况1现场经理1负责人员安排、协调2技术员3负责拱肋安装过程技术及质量控制、支架稳定性监控3测量人员3负责拱肋安装控制点测量4安全员2负责安全防护5电工1负责临时用电接引、拆除6吊装工8负责拱肋吊安装7吊车司机4负责拱肋吊装8吊装指挥2负责桥上和桥下吊装作业指挥、协调9电焊工6负责拱肋焊接10防护人员10负责高速公17、路安全防护表8-2 机械设备配备表序号设备名称规格数量1汽车吊250t台2汽车吊25t2台3平板车13m1台4装载机1台9 材料要求9.1 钢丝绳选用直径2830mm的钢丝绳，绳心为麻、棉等有机纤维，柔性好，易弯曲，吊物时旋转量小，其破坏力应是吊物重量的810倍。9.2 焊接材料焊接材料与钢结构所用钢材Q345qD、Q235B相匹配, 其熔敷金属的屈服强度（s）、抗拉强度（b）、延伸率及冲击韧性应与母材匹配，并不低于母材的各项机械性能。焊接材料的型号及规格应根据焊接工艺评定确定。1) 手工焊：应采用符合国标碳钢焊条（GB/T5117-1995）要求的焊条，焊条型号应与Q345qD钢相适应，本桥18、采用E5015。2)二氧化碳气体保护焊：焊丝为ER50-6。首次使用的焊接材料应进行化学成分和熔敷金属力学性能检验。连续使用的同一厂家、同一型号的焊接材料，实芯焊丝逐批进行化学成分检验，焊剂逐批进行熔敷金属力学性能检验，药芯焊丝和焊条每一年进行一次熔敷金属力学性能检验。同一型号焊接材料在更换厂家后，首个批号应按照相关标准进行化学成分和熔敷金属力学性能检验。10 施工技术措施10.1 内业技术准备 编制完成拱肋测量方案、拱肋吊装方案后，在开工前及时组织技术人员认真学习。同时要求技术员仔细阅读、审核施工图纸，施工前确定好拱肋分段以及拱肋空间坐标，熟悉规范和技术标准，对尚不明确的技术问题及时澄清。对19、施工人员进行技术交底。对参加施工人员进行上岗前技术培训。10.2外业技术准备 施工过程中所涉及的各项外部技术数据收集、相关仪器设备。11 质量通病及特殊情况处理方法11.1焊接时拱容易收缩余量，应严格按照下列方法操作：合理的焊接顺序应为：先焊接错开短焊缝、后焊直通长焊缝、在焊接角焊缝，以便有较大的横向收缩余地；对于组合构件，应先焊受力较大的焊缝，后焊受力较小的焊缝。 尽可能采用对焊接顺序，长焊缝可采用分段退焊发、跳焊法，较厚采用多层多道焊等。可采用反变形法、局部预加热发。 对承受直接动力荷载结构的焊缝，可用头部带小圆弧的小锤轻击焊缝，使焊缝得到延伸，降低内应力。12 质量控制及检验12.1拱肋20、安装质量控制12.1.1 拱肋各管节在厂内试拼合格后，方可出厂。12.1.2 拱肋采用与加工长度相适应的平板车运输，车箱内制作临时支撑架，支撑架支点与拱肋曲线基本吻合，防止运输途中变形。运至现场后，按吊装顺序分层码放，层数不大于2层，拱肋与地面、拱肋与拱肋间支垫方木。12.1.3 支架验收合格后，方可进行吊装。12.1.4 钢管在吊装前对其管口圆度、拱节段线形进行检查，确认其未因运输发生变形，保证对接质量和拱肋安装线形。12.1.5 拱肋吊装前用全站仪、水准仪测定两拱座间实际距离及标高，以确定拱肋长度。12.1.6 钢支座定位准确，安装牢固，在吊装前对其标高、轴线进行复查，确保吊装的一次就位。21、12.1.7 对拱肋两端轴线进行标识，内部杂物清理干净。12.2 焊接质量保证措施12.2.1 焊工和无损检测人员通过考试并取得资格证书。12.2.2 焊剂、焊条按产品说明书烘干使用。12.2.3 施焊环境温度不低于0，雨雪天气不得施焊。12.2.4 当杆件待焊部位结露或被雨淋后，采取措施去除水分和浮锈。12.2.5 焊接前彻底清除待焊区域内的铁锈、氧化铁皮、油污、水分等有害物。12.2.6 焊接时严禁在母材的非焊接部位引弧，焊接后清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅。焊缝及钢材表面若被电弧损伤，损伤处的弧坑需要打磨，使均匀的过渡到母材表面。12.2.7 当CO2气体保护焊时周围风速超过2m/s（二22、级风）和手工电弧焊时周围风速超过8m/s（五级风）时，采取搭设防风棚，制造小环境的方法有效防止风的影响。当风速大于m/s（五级风）时，不能采用CO2气体保护焊。12.2.8 多层焊时，焊接区层间温度下限与预热温度保持一致，防止焊缝出现冷裂纹，但要控制其上限温度，避免过高，致使钢材韧性及塑性下降，造成结构不安全的潜在危险。12.2.9 焊缝经超声波和射线检验有不合格的缺陷，进行返修补焊，返修区域修补后，返修部位及被焊受影响的区域，按原探伤条件进行复验。12.2.10 同一部位的返修次数不宜超过两次，当两次返修仍不合格的焊缝重新制定返修方案，报监理工程师批准后方可实施返修。焊缝返修原则上采用与原焊23、缝相同的焊接方法，焊缝较短时可采用手工电弧焊返修。12.2.11 因吊装焊接或加热致使钢管底层漆破坏的，用细砂纸将钢管表面漆皮轻轻打磨掉，重新进行喷涂，上一道涂层干燥后，方可涂装下一道。13 安全质量、文明施工13.1 安全质量13.1.1 拱肋吊装安全措施1) 司机和指挥人员必须经过专业培训，考核合格后持证上岗。吊装前，设备部对吊车司机及指挥人员持证情况进行检查。2) 操作人员必须对起吊构件结构尺寸及重量熟知，不清楚时要及时核实，不能盲目起吊。3) 安排两名吊车司机，一名在机上进行操作，一名在机车周围监护。在进行构件安装时设高空和地面两名指挥人员。吊装前，现场吊装负责人对吊装人员进行分工，明24、确吊装人员职责。4) 严禁任何人员在已起吊的构件下停留或穿行，已吊起的构件不准长时间在空中停留。5) 起重作业人员在吊装过程中要选择安全位置，防止吊物的冲击、晃动、坠落伤人发生事故。6) 起重指挥人员必须坚守岗位，准确、及时传递信号，司机要对指挥发的信号、吊物的捆绑情况、起降的空间确认无误后才能进行操作。多人捆扎时，必须由一人负责指挥。7) 严禁酒后进行吊装作业。8) 构件吊装前进行试吊，吊车稳定、制动器可靠、吊索具扣紧。作业人员不随构件同时吊运。9) 构件上升、下落、回转缓慢，并保持平稳，不得同时进行两个方向的移动或旋转，构件不晃动、冲击。待构件吊至离安装面0.3m0.5m后，再接近构件进行25、操作。10) 在安装钢管拱过程中要派专人和气象部门取得联系，若有恶劣天气立即通知施工部门采取安全措施。风力达6级和6级以上时停止安装，支架和拱肋节段等应拉好缆风绳。11) 拱肋采用全截面捆绑，在捆扎点处设钢挡板，防止拱肋在平转和竖转及吊运过程中，钢丝绳发生滑移。12) 拱节段吊装到位后，及时进行定位焊接，确保拱节稳定性。多节段安装后，及时焊接横斜撑，确保已架拱节的整体稳定性。13) 当拱节段吊至支架上，未进行焊接，因外界环境等因素（如突遇大风或突然降温）无法进行下一工序时，将已吊拱节段吊离支架，待天气好时，重新进行吊装。13.1.2 焊接安全措施1) 作业前，二氧化碳气体应预热 15min。开26、气时，操作人员必须站在瓶嘴的侧面。2) 作业前，应检查并确认焊丝的进给机构、电线的连接部分、二氧化碳气体的供应系统及冷却水循环系统合乎要求，焊枪冷却水系统不得漏水。 3) 二氧化碳气体瓶宜放阴凉处，其最高温度不得超过 30，并应放置牢靠，不得靠近热源。4) 焊接操作及配合人员必须按规定穿戴劳动防护用品。5) 现场使用的电焊机，应设有防雨、防潮、防晒的机棚，并装设相应的消防器材。6) 高空焊接或切割时，必须系好安全带，焊接周围和下方采取防火措施，并设专人监护。7) 当消除焊缝焊渣时，应戴防护眼镜，头部应避开敲击焊渣飞溅方向。8) 雨天不得在露天电焊。在潮湿地带作业时，操作人员应站在铺有绝缘物品的地方，并应穿绝缘鞋。9) 夜间施工场地具备足够照明设备，安排技术水平好的焊接人员作业。天气、温度不满足焊接条件时，禁止在夜间焊接。13.2 文明施工注意夜间施工的噪声影响，尽量采用低噪声施工设备。对距离居民区160m以内的工程，则应根据需要限定施工时间。少数高噪声设备尽可能不在夜间施工作业，必须在夜间从事有噪声污染的施工应先通知附近居民，以征得附近居民的理解，如有可能采取限时作业措施。不符合尾气排放标准的机械设备，不得使用。各种材料、机械不得随意堆放，不得破坏植被。