1、斜拉桥钢主塔施工工艺工法（ QB/ZTYJGYGF-QL-0604-2011）天津建设工程有限企业董 喆王大永1 前言钢塔及斜拉索安装采用支架搭想法，依照钢塔倾斜角度及主塔高度搭设支架，支架采用阶梯形式，塔吊进行吊装，逐段拼装。钢塔各部件采用400 吨履带吊进行吊装，逐节拼装焊接。在安装完中塔第三节后进行斜拉索的安装，依次往上逐道进行安装，斜拉索前后各9 道，对称部署。为了将团泊新桥钢主塔斜拉桥安装的成功经验推而广之，经总结和提炼，拟定了本工艺工法，为今后近似结构施工供应参照或借鉴。2 工艺工法特点采用塔吊、履带吊配合，支架法安装主塔及斜拉索，主要特点有： 2.1 钢管支架搭设方便快捷，大大提2、高了工作效率；2.2 钢管支架刚度大，不易变形，提高主塔定位的精度；2.3 塔吊、履带吊配合，提高机械利用率，降低施工成本；3 适用范围本工艺工法适用于钢主塔斜拉桥施工。4 主要技术标准4.1 公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011）4.2 钢结构工程施工质量查收规范（GB50205-2001）4.3 设计图纸、合同文件。5 施工方法依照图纸进行钢主塔厂内加工，主塔加工完成后进行厂内试拼，合格后运输到现场。主塔分阶段编号运输到现场后再进行试拼，防范在运输过程中产生变形。主塔地址搭设钢管支架，支架搭设采用塔吊吊装，支架搭设完成后利用400T 履带吊进行主塔铰支座安装、下塔安装，中塔分节3、段吊装、定位焊接，安装到第三节段中塔今后开始同步斜拉索安装，中塔安装完成后对斜拉索随即安装完成，最后进行上塔安装。16 工艺流程及操作要点6.1 施工工艺流程施工工艺流程图见图1：主塔工厂加工制作单节组拼整体预拼精度超限，连续微调分节段运输中塔现场二次组装主塔现场整体预拼起吊设施分节段吊装吻合要求下塔定位安装施工精度超限定位焊接连续微调节节段定位安装施施工工精度超限主塔定位焊接接斜拉索安装连续微调主塔施工完成图 1钢主塔施工工艺流程图操作要点施工准备1 风、水管、电线敷设、施工便道、施工场所部署，机械设施、人员配置、材料准备、修建防排水设施、修建环保、水保设施。提前准备主塔现场预拼装场，预拼装4、平台。2 依照设计资料详细解析认识工程地质、当地水文地质情况，拟定合理的施工方案和施工措施，拟定施工监控量测方案及沉降察看计划。23 编制主塔施工方案，确定主塔施工支架形式。支架较高，应试虑风载。4 编制详细主塔吊装方案， 依照钢塔每节段重量选定起重设施， 确定每节段吊点，确定钢丝绳规格。施工步骤1、 钢结构构件的加工、出厂钢结构构件在加工场内制造完成，试拼完成并检验合格后，依照现场吊装的需要，分批次发运至吊装地址。钢结构构件运输出厂前，必然要捆绑牢靠，以防范钢构件前后及左右搬动。钢构件在装车时必然将与运输车接触面垫平，防范运输过程中发生变形。钢构件运输时依照需要可做限位架进行固定，以便防范其5、搬动。依照构件的外形尺寸和重量等本质情况并依照运输拖车的技术性能参数指标，选择合适的运输车辆。驾驶员在出车前必定检查拖车的各项装置可否圆满，保证运输车辆的承载能力。在运输过程中如遇恶劣天气，应停止运输。钢主体运输到现场后需进行试拼装（图2）。图 2中塔柱试拼装团泊新桥钢主塔共分为三段：下塔和中塔为受力结构，上塔为装饰结构。本桥主塔上塔柱分为两段加工制作。中塔柱加工时分为11 节段制作，下塔柱作为一件整体铸造，钢铰支座由上构件和下构件两部分构成。2、钢塔安装塔吊考虑钢塔挂索和支架搭设安装的需要以及依照现场本质情况，选择 400t 履带吊，塔吊部署在距离主墩承台合适地址上，单独成立基础。塔吊部署地6、址及支架钢管地址如图3 所示：3图 3塔吊及支架部署图3、钢塔安装支架部署钢塔安装采用 60010mm的钢管搭设支架， 逐段拼装的方式进行， 钢塔各部件的安装采用吊装设施吊装完成。钢塔安装支架依照钢塔重量级吊装设施选择，钢管桩部分支撑在承台上，部分直接打入河中，部分穿过钢箱梁再打入河中，横纵方向除下塔柱范围外其余均采用30010mm的钢管进行连接， 斜撑采用【20075 9mm槽钢进行搭设。 支架平面尺寸为41m12.3m 支架搭设面积及高度经过对钢主塔的结构解析进行计算，支架依照主塔120 米高度及倾斜 18 度情况呈阶梯形式。依照钢塔的安装高度搭设相应高度的支架。如图4 所示。4图 4支架7、搭设4、钢塔安装1）安装铰支座钢铰支座由上支座和下支座两部分构成，钢铰支座下构件重24t ，支座上构件重19t 。下铰支座由预埋件固定在主墩墩身砼上，上铰支座采用50t 汽车吊配合进行安装。如图 5、图 6 所示分跨中心线承台中心线桥梁中心线图 5汽车吊配合安装5图 6 安装铰支座2）下塔柱吊装吊装时采用400 履带吊，由履带吊将构件吊装至铰支座上方后，安装人员按预先做好的定位线对准后，起重指挥吊车平稳落钩将下塔柱就位。（图 7）图 7下塔柱吊装下塔柱底角落到铰支座地址后经过卷扬机进行调整，以便控制正确地址。塔身靠在起初拼装好的支架上。支架上设千斤顶，经过千斤顶调治下塔柱正确地址。待6下塔柱所8、有调整完成后，将下角螺栓与铰支座连接（很多于3 个），第一道支架处焊接钢牛腿固定角度，同时挂后备风缆。风缆采用619 钢丝绳直径 20mm，上部与下塔柱起初焊接吊耳连接， 下部与 5 5 滑轮组连接并固定到钢梁凑近外侧直腹板周边钢梁顶板的卷扬机上，启动卷扬机使钢丝绳受力。确认下塔柱连接牢固，地址正确后脱钩。如图 8 所示。百 分表 微调牛 腿I36b工千 斤 顶字钢牛 腿百 分表 微调图 8下塔柱连接为减小下塔柱对支架的荷载，从顶面向下1 米处采用 2 个滑轮组和 5 根 20mm钢丝绳拉住下塔柱，底端利用卷扬机拉紧固定在箱梁上。如图9 所示。I 36b三拼 工字 钢 60 0* 10 mm钢9、管17686.84 03 93 83 73 63 53 43 3钢箱 梁I36b三拼 工 字 钢 600*10mm钢管768.68拉 到 39#钢梁 位 置顶到 34#钢梁 位 置拉 到 39#钢梁 位 置图 9下塔柱安装3）中塔安装采用 400 吨履带吊吊装塔身。每节塔身经过辅助栈桥运输至吊装平台，同下塔柱吊装地址相似，吊车中线距主塔中线26m，吊车尾部位于每节塔身下部投影线地址。7随着塔节的渐渐高升，吊车渐渐前移。如图10 所示。钢塔单元段的固定同下塔柱相同，经过钢管支架进行固定，钢塔段在工厂内加工制造时，需要将安装用钢塔纵向中心线标记在钢塔梁外壁上，现场安装时依照标记进行精确定位调整基准10、，再利用控制点坐标来校核钢塔安装精度。如图11、图 12所示。第一、二节塔身无拉索，每安装完成一节用4 根 20mm钢丝绳利用横连钢管配合手动葫芦与后配重混凝土箱梁预埋钢筋拉紧，方向和角度同拉索方向和角度。待第三节钢塔安装完成挂完连接索后将铰支座、下塔柱及第一、二节固定依照监控要求打开，再施加预应力。第三节钢塔完成后，后续钢塔节段每安装完就进行斜拉索施工，以抵消钢塔对支架的水平推力。图 10中塔柱吊装图 11中塔柱定位8图 12中塔柱安装钢塔施工控制精度如表1表 1钢塔安装控制精度要求序号控制内容赞同误差1地面处水平偏位10mm2断面尺寸 20mm3倾斜度塔高的 1/3000 且不大于 30m11、m4横连高程 10mm5锚固点高程 10mm6孔道地址10mm且两端同向4）上塔装饰段及避雷针安装上塔装饰段分为2 部分 st1 和 st2 ，st1重 13.1t 、 st2重 1.69t ，安装时 st1经过塔吊吊装来完成安装，st1 分成 3 段吊装， st2 由于重量较轻，直接吊装。监控量测1 主要施工监测项目表 2监控量测项目表序量测项目量测方法和仪器测点部署测量频率测量精度号1地面处水平偏位现场察看钢主塔个节间店主塔吊装开始每日10mm面投影点测量2倾斜度反射膜片配合全站钢主塔每一节间每日测量塔高的 1/3000且仪测量点不大于 30mm93水平测量的方法， 10mm锚固点高程主塔12、上锚固点每日测量水平仪、钢尺等4水平测量的方法，10mm且两端同向孔道地址主塔上锚固点每日测量水平仪、钢尺等2、测量使用的主要仪器设施如表3表 3仪器设施仪 器 名 称 型 号数 量型 号精 度状 态全 站 仪1LeicaTS062良 好水 准 仪1DSZ2 2mm良 好7 劳动力组织钢主塔施工机械工程量较大，且吊装机械很多，非必要人员不得进人施工现场。钢主塔施工人员如表 4表 4主要施工人员序号作业组主要作业内容人数技术员技工1技术组施工、技术指导332试验组各种资料试验213作业组钢塔节间吊装4404测量组节间定位，吻合218 主要机具设施依照现场本质情况选择机具设施，起重吊装设施。起重吊13、装设施：塔吊、汽车吊、履带吊等。如表5表 5钢主塔拼装设施配置表序号设施名称规格型号数量用 途1履带吊400t1 台吊装钢塔节间2塔吊10t2 台主塔安装的吊装设施3卷扬机5t4 台利用钢丝绳作为风缆拉住钢管立柱4葫芦10t8 台支撑系统装拆10序号设施名称规格型号数量用 途5扭力扳手200KN4 把螺栓定力6钢丝绳28400m支撑系统吊装吊绳7钢丝绳152000m起重绳8钢丝绳11200m绑绳及转向绳9电焊机4 台钢主塔节间焊接9 质量控制9.1 易出现的质量问题预制钢塔节间尺寸不符。钢主塔焊接后变形。主塔节间吊装后发生错位现象。保证措施9.2.1 严格按 ISO9001：2000 质量管理14、系统进行， 成立健全质量组织系统， 推行全过程预防与控制以保证工程质量。9.2.2 严格执行质量管理制度，认真按相关规范和设计图纸施工。9.2.3 对预制构件质量控制， 对预制后的构件要进行检查和中间查收，对不合格的要进行返修，否则禁止组装。9.2.4 加强监控量测，及时反响信息，依量测数据为依照，提高应变能力。9.2.5 焊接工作的质量控制1 必定按焊接工艺和规定序次施焊。2 对焊缝第一进行外观检查，尔后再依照要求进行相关的探伤检查。9.2.6 固定定位测量时间， 依照过去经验确定在每日清晨6 点到 7 点钟之间，此时为一天中温度相比较较恒定的时间，以减少温差影响。9.2.7 资料采买前对分15、供方进行评定，选择合格的分供方厂家购料。 所购资料必须附有说明书、合格证、技术查考据等质量证件，并满足工程要求。9.2.8 进入工地的主要资料严格按规定和设计要求把关，所有厂制资料须有出厂合格证和必要的检验、试验单。对进场料、设施按技术质量标准、样品进行严格检验，并起初确定要点检验料。1110 安全措施10.1 主要安全风险解析钢主塔吊装施工属高空作业，受天气条件影响也比较大，而且主塔节间吊装主要使用大型吊装设施，吊装难度较大。作业人员施工过程中必定的确做好安全防范工作，进场前必定经专业培训，达到要求后方能进场作业。10.2 保证措施10.2.1 坚持安全交底制度和安全学习制度，提高全员安全意16、识。拟定安全管理系统，明确岗位职责，加强“一遵二反”的安全教育，即遵守各项安全规章制度，反违章作业。10.2.3 履带吊司机必定经过专业培训，考试合格，持证上岗，专人专机。每日班前对付吊钩、钢丝绳等进行检查，确认无误后，试空车运行，合格后方可正式作业。10.2.5 施工中应做好监控量测工作。工作前检查工作前检查起重所用的所有工具、设施可否优异，如不吻合规定，必定维修或更换，不得迁就使用，机具设施在使用前必定试车，加润滑油。工作前应认识吊物尺寸；重量和起吊高度等，安全采用机械工具；不得冒险作业，不得超负荷操作。10.2.8 夜间作业应有足够的照明。起重作业应有专人指挥，指挥按规定的哨声和信号，必17、定清楚正确，指挥者站在所有施工人员全能看到的地址，同时指挥者自己应清楚地看到重物吊装的所有过程。10.2.10 凡患有癫痫病、精神病、高血压、贫血病、动脉硬化、器质性心脏病和其余不适于高处作业病症者，禁止上岗作业。10.2.11 进行高空作业前必定注意以下几点1 作业负责人 ( 技术员、班组长 ) 要对全体作业人员进行安全教育，检查各种工具和防范用具、机电和其余设施可否安全可靠，发现问题马上调整、更换、停用，直至确认安全可靠，才能开始作业。2 作业人员必定作好上岗前的所有准备，检查脚手架和所用的工具、设施、安全用具等，按规定衣着好防范用品，准备好安全带，裤脚口要扎住，戴好安全帽，不12准穿圆滑18、底、硬底鞋。3 进行特别高处作业， 必定有保证安全的详细推行方案，明确各级各岗责任人和专职监护人。一般情况下，禁止在露天进行强风( 六级以上暴风 ) 的特别高处作业。4 夜间作业必定设置足够的照明设施。11 环推荐措11.1 成立起以项目经理为第一责任人的环境保护领导小组。11.2 坚持预防为主、保护优先、开发和保护并重的原则优化施工组织，小型机具和原资料摆放有序，现场齐整干净。11.3 焊接产生的焊渣及节余焊条及时清理，保持钢主塔的雅观性。11.4 施工时采用低噪声设施进行加工，噪声较大的设施夜间不能够使用。所有设备安装必定牢固，减少震动噪音。在施工活动中，推行干净生产工艺，减少废物产生量，19、从尾端治理向全过程管理发展。对施工过程中产生的废料，如焊条头、废钢铁等进行分类堆放，尔后进行表记，如期回收办理。12 应用实例12.1 工程简介由中铁一局企业天津建设工程有限企业承建的天津团泊新桥为超越水面宽度达1 公里的独流减河的特大桥梁工程，该桥由英国 Halcrow 企业设计的 “彩针形独塔斜拉桥”，主塔为钢结构。桥梁总长度1296 米。主塔全长 120 米。图 13收效图12.2 施工情况13主塔施工于 2010 年 2 月动工， 2011 年 5 月竣工。12.3 工程结果议论施工中经过对钢主塔拼装施工精度控制的研究，掌握了控制钢主塔结构施工中精确控制能力。主塔安装施工质量和进度都获取了优异的控制，主塔安装精度控制吻合要求，经业主、监理查收，各项指标均吻合标准，碰到了业主和监理的好评。为我企业成立了企业形象。12.4 施工图片图 14收效图14