牛凤龙大桥钢箱梁制造安装技术施工方案(49页).doc
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2024-01-17
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1、楚雄连汪坝至南华县城一级公路第7协议牛凤龙大桥钢箱梁制造安装技术方案 一.工程概况楚雄连汪坝至南华县城一级公路第7协议牛凤龙大桥平面分别在缓解曲线(起始桩号:K43+819.332,终止桩号:K43+925.604,参数A:312.65,右偏)、圆曲线(起始桩号:K43+925.604,终止桩号:K44+165.386,半径425m,右偏)和缓解曲线(起始桩号:K44+165.386,终止桩号:K44+238.925,参数A:312.65,右偏)上,纵断面纵坡-1.81%;墩台径向部署。采取3、4孔一联连续结构,按半幅计左幅桥设4联,右幅桥设3幅,全桥累计9道伸缩缝。孔跨部署为左幅3303302、330506040m, 右幅430430506050m先简支后连续预应力小箱梁和连续钢箱梁桥,其中左幅第4联、右幅第3联采取钢箱梁。主桥立面部署图见图1所表示。图1 主桥立面部署图主桥平面部署图见图2所表示。图2 主桥平面部署图标准段横断面部署图见图34所表示。图3 主桥左幅第4联钢箱梁标准横断面图图4 主桥右幅第3联钢箱梁标准横断面图二.钢箱梁制造项目关键、难点分析为确保本工程协议段钢箱梁制造安装质量和工期达成预定目标,必需针对此桥特点及关键采取桥梁新材料、新结构、新设备、新工艺等工程方法,制订出具体制造方案,确保此项目达成优质工程。1.钢箱梁安装制造关键1.1科学组织,确保钢梁按期完成制造3、安装任务 承接本协议段工程,我们必需建立并完善技术创新机制和建设管理创新体系,加强技术创新、管理创新和集成创新,确保高标准、高质量、高效率实现本项目建设目标。本项目钢箱梁制造工程量大、工期紧,怎样采取合理施工组织设计,即有效组织好各项人力资源、充裕生产和作业场地、优良技术装备和工装,大型组装及预拼装场地、涂装车间和存放场地、顺畅转场和运输能力,优异安装技术和装备,是按期完成好本标段钢梁制造安装任务一个关键。1.2提升精度,确保钢箱梁线形和顺利拼装合拢怎样控制钢箱梁制造质量,提升制造精度,在试拼中发觉误差,并采取有效方法和方法消除误差积累,对钢箱梁制造误差进行动态控制,以确保钢箱梁拼装线形、顺利4、实现合拢是很关键关键。1.3节段组拼安装风险原因影响多本桥钢箱梁节段尺寸大,其分节段运输到现场,节段现场组拼后运输至桥位安装是关键施工关键。2.钢箱梁制造安装关键难点依据提供设计图纸,经分析研究,认为本工程钢结构制造安装存在以下关键和难点:2.1钢箱梁线形控制精度高钢箱梁为曲线(连续)梁,在拼装过程中需要同时确保成桥平面曲线形和竖向立面线形,箱梁制造线形精度要求高,控制难度大;2.2钢箱梁成形件预制难度大钢箱梁纵向加劲肋、腹板等单元件,需要三维方向控制变形,预制难度大,拼装要求高.2.3焊接要求高钢箱梁为全焊(钢结构,节段单板厚度和刚度较小,焊缝密集。尤其是支座连接等处,结构复杂,受力集中。存5、在大量对接接头、熔透或坡口角接接头、T型角接接头等多个接头形式和多种不一样焊接工位,而且焊缝要求等级高。所以,怎样控制其焊接变形和焊接残余应力,确保钢箱梁几何尺寸精度是钢箱梁制造难点。现场焊接工作量较大,存在手工电弧焊、CO2气体保护和埋弧自动焊等,焊接位置存在平焊、横焊、立焊和仰焊,焊接工位多,同时焊接要求高,大多焊缝要进行超声波、磁粉及X射线等探伤。2.4运输尺寸大钢箱梁采取工厂节段制造,现场安装方案,其节段尺寸大,运输受道路条件和超限运输也是一大难点。2.5施工安全防护方法多在高空施工要设置施工操作平台,在跨线部分上方施工焊接时,在下面道路路未封闭时,要在高空进行防护,预防火花、小物件等6、坠落等。3.钢箱梁制造难点控制方法3.1变形控制及方法焊接结构变形估计和控制一向是焊接过程中一大难题。每个钢箱梁节段全部有多个类型焊接接头形式,需采取CO2气体保护焊、埋弧自动焊、手工弧焊等多个焊接方法。所以焊接变形控制对确保钢箱梁几何精度和质量很关键。钢结构焊接通常采取熔化焊方法,因为焊接加热,融合线以外母材产生膨胀,冷却后,熔透金属和熔台线周围母材产生收缩,因加热、冷却这种热改变在局部范围急速进行,膨胀和收缩变形均受到约束而产生焊接变形 钢结构焊接变形基础形式有横向收缩及弯曲变形、纵向收缩及弯曲变形、旋转变形。在实际结构中焊接变形展现出由这些基础形式组合复杂状态。我企业采取自动化设备进行板7、单元组装和焊接,以控制焊接变形。板单元自动组装设备见图5所表示。板单元自动多头门式焊接设备见图6所表示。图5板单元自动组装设备图6板单元自动多头门式焊接设备(1)下料几何尺寸控制钢箱梁在拼装前,板料部件刚度小,焊缝多方位施焊,轻易产生变形,焊成整体后,刚度很大,变形极难休整。所以在钢箱梁板单元制造过程中首先必需控制单元件精度。所以钢箱梁底板下料尺寸控制尤为关键,板块及各零件下料加工时,按其后序作业中焊接条件在纵向、横向预留收缩赔偿量应经过放样并考虑变形收缩量后再决定下料尺寸。对于横隔板等影响钢箱梁几何尺寸单元件,采取数控精亲密割进行下料,严格控制其几何尺寸在公差范围内。(2)板单元组拼尺寸控制8、钢箱梁板单元之间经过焊接连接成整体,所以控制单件板单元几何尺寸,对于钢箱梁总拼时控制箱梁整体焊接收缩、焊接变形,确保几何尺寸精度尤为关键。为降低因焊接而引发变形,板单元采取移动式U肋装备机自动定位安装。横隔板焊接在专门自动化装置中进行,控制焊接收缩和焊接变形,确保横隔板尺寸精度。(3)钢箱梁节段组拼线型控制对于钢箱梁线形控制采取方法为电脑正确放样后腹板和顶、底板、腹板数控下料,确保零件曲线线形;在工厂单元件制造、总拼时均模拟桥形进行工装胎架部署,确保成桥线形正确;因为本工程均为平面曲线钢箱梁,所以其外腹板放样是本桥特点和难点。当曲线为圆曲线,两侧外腹板分别为正、反圆台,在展开时为扇形;当曲线为9、缓解曲线时,lh=A2/R,其X、Y坐标分别为:;,其中ln -曲线上任意一点N到ZH点曲曲线长度(里程差);ls - 缓解曲线长度;R - 缓解曲线终点圆曲线半径。一样经过缓解曲线方程逐点求出各点坐标,利用各点三维坐标值可计算出腹板曲面相邻点距离和相邻线夹角,经过三角展开标准可将腹板曲面展开成平面,以下图所表示,亦可近似以几段圆曲线替换缓解曲线,腹板展开图形有几段扇形组合而成。 缓解曲线腹板三维示意图 腹板三角形法展开示意图钢箱梁加劲肋采取热煨弯方案,拼装时每个横隔板(肋)和加劲肋交点按即有线形控制;钢箱梁节段组拼采取4+1方法在现场专用胎架上进行全桥组拼相邻节段端口正确匹配,待拱度、接口各10、尺寸调整到位安装临时匹配件。(4)钢箱梁现场装焊质量控制合理设置装配间隙;加放焊接收缩余量。施工过程中定时进行桥轴线改变监测。合理安排焊接次序。设置防风、防雨设施。加强对现场工艺纪律实施管理力度。(5)焊接关键控制事项全部类型焊缝在焊接前应作工艺评定试验,编制完善焊接工艺评定试验汇报。焊接合理选择焊接方法和焊接材料,选择焊材应含有良好抗裂性能;再次,采取合理焊接工艺参数,尽可能采取较小线能量输入,小电流、快速焊,多层多道焊,严格控制层温,减小热输入产生内部拘束应力和焊接变形; U肋制造质量和焊接好坏直接关系到板单元制造,为此生产中关键控制U肋加工质量尤其是U肋坡口加工精度,并采取十二头双丝U肋11、龙门焊接机进行焊接,确保焊接质量,以达成良好熔透深度和焊缝外观成形。焊接质量应为箱形梁制造中重中之重,尤其要控制U肋和顶、底板焊接“透而不漏”,不能焊穿。而且焊缝表面要光顺、略成凹形。横肋和U肋焊接一定要包角焊,拼装间隙不能大于1mm。全部顶、底板纵、横向对接,尤其是工地焊,必需确保焊透。各类节段施焊次序应对称和桥轴线,并对称于构件本身对称轴, 均匀、对称、同时协调实施。3.2钢箱梁节段制造和组拼精度控制方法(1)钢箱梁板单元制造精度控制关键点划线精度;结构接头装配精度;单元件形状、尺寸精度;单元件边缘精度;单元件基准线正确性;胎架制作精度。(2)钢箱梁组拼精度控制胎架划线精度;基准段定位正确12、性;结构对称精度;顶面结构坡度;节段主尺寸精度。高强度螺栓孔位精度。3.3钢箱梁运输方案及确保方法架设方案依据现场实际施工情况进行细化编写,形成流水施工。充足考虑占道封路时间安排、节段转运、起吊设备能力等制约原因,做到安全可靠、工期可控、成本可控、质量有确保。3.4钢箱梁涂装控制方法钢梁防腐涂装是确保大桥寿命关键之一,在防腐体系一定情况下,防腐处理质量是确保该桥防腐寿命关键。我们对中国钢桥防腐方面不好原因进行分析,结合国外经验,涂装质量好坏关键取决于除锈质量和涂装条件控制。为此我们在专用封闭式除锈、涂装车间里,配置抽湿、通风、除尘设施,除锈车间及涂装车间温度、湿度、通风条件必需达成涂装要求要求13、,确保涂装质量。 三.钢箱梁制作方案方法1.制作方案综合考虑了制造、运输、架设等原因,根据设计文件和架设方案要求,进行钢箱梁节段划分,节段拼接线处各板件交错线按设计图纸实施。依据我企业数次施工同类型工程总结经验,结合施工图,决定沿用比较成熟工艺来安装本协议段钢箱梁,即采取顶推发安装钢箱梁。总体工艺路线步骤 :图纸审核放样采购材料材料试验下料制作胎架加工加劲肋拼装小分段(顶板小分段、底板小分段、腹板小分段)焊接检验上总装胎架进行第一批次节段总拼焊接检验脱胎架修正胎架上总装胎架进行第二批次节段总拼脱胎架修正胎架以这类推:拼装剩下轮次焊接检验预拼装划安装线检验打磨除锈喷底漆喷中间漆运输搭设支架吊装组14、拼成整体节段顶推检测调整焊接检验落梁就位喷涂面漆验收。钢箱梁制造总体方案:钢箱梁节段制造安装总体方案见图7所表示。图7 钢箱梁制造安装总体方案2.钢箱梁制造工艺2.1 板单元制造单元件划分是依据市场上钢板幅宽,工厂处理和下料加工设备能力,纵肋部署,焊缝间隔及对应原理来决定,尽可能降低对接焊缝数量,能形成批量生产,轻易控制质量,一个节段划分成若干块顶底板单元、内外腹板单元、纵隔板单元、横隔板单元、挑臂等结构。钢箱梁制造实现板单元化。全部板单元可按类型在专用胎架上形成流水作业制造,实现生产规范化,产品标准化,质量稳定化。 图8钢箱梁节段结构图(1)制造节段划分为方便运输,钢箱梁依据结构特点和运输情15、况根据设计图纸要求进行纵向及横向分段,分段要确保纵向顶、底、腹板分段线错开200mm,横向确保隔板和顶、底板错开100mm以上,纵向分段焊缝避开桥墩及中跨最少2500mm,分段尽可能采取大块件,以降低现场焊缝数量,连结方法均采取焊接形式。图9 横向分段图图10横纵向分段立体图纵向分段根据设计图分段进行制造。(2)板单元下料、制作、焊接关键(3)板单元制作工艺钢板预处理钢板进厂复验合格后投入生产。下料前先对钢板材质、炉批号进行移植,再经经过矫平消除钢板轧制变形(尤其是局部硬弯)和内应力,从而减小制造中变形。平板机矫平后对钢板进行预处理自动进行抛丸除锈、喷涂车间底漆、烘干,除锈等级为GB8923-16、88标准要求Sa2.5级,喷涂无机硅酸锌车间底漆一道(厚度20m)。平板机平板见图11、钢板预处理见图12所表示。图11平板机平板 图12钢板预处理零件下料加工板件下料前,先将钢板经平板机校平并经预处理后,再依据零件具体形状和大小确定下料方法,对较长矩形板件采取多嘴头门式切割机精切下料,对如隔板等形状复杂板件采取数控切割机精切下料,对较薄关键零件,采取等离子切割,切割边缘进行机加工;钢板对接坡口采取火焰精亲密割、刨边机或铣边机加工。 钢板下料见图13所表示。图13数控切割机精亲密割下料板单元拼装工艺用移动式U肋自动装配机装配U肋,确保U肋间距,板单元组拼。图14 U肋自动组装装配机U肋龙门自动17、焊接机焊接U肋,见图15所表示。图15 U肋自动焊接机焊接(4)板单元制造工艺步骤顶、底板板单元制造a.顶、底板加工b.U肋成型c.顶板板单元组拼图16 曲线U肋制作实况底板板、腹板和纵肋组拼挑臂结构组拼横隔板制造2.2 工厂组拼及预拼装(1)工厂总拼基础要求钢箱梁依据前述分块标准、工艺步骤及钢箱梁外形特点,大拼胎架将依据桥梁弧线形状、纵横坡改变、截面改变进行模似设置,在大拼时设置定位连接匹配件(临时结构),确保分块节段在工地二次拼装定位正确定位。图17 钢箱梁组拼实况(2)钢箱梁节段组装步骤 总拼胎架上根据架设次序依次对对线拼装节段底板单元。按线组装中间横隔板、组装过程中辅以定位夹具、顶拉工18、具控制隔板、腹板位置精度和垂直度等项点,使横隔板间距满足标准要求。按线组装中间横隔板两侧腹板单元,组装过程中辅以定位夹具、顶拉工具控制腹板单元和横隔板单元位置精度和垂直度等项点。按次序组装横隔板及腹板单元组装过程中辅以定位夹具、顶拉工具控制隔板、腹板位置精度和垂直度等项点,使横隔板间距满足标准要求。按线依次组装腹板单元,组装过程中辅以定位夹具、顶拉工具控制中间腹板单元和一侧腹板单元位置精度和垂直度等项点。拼装另外侧腹板单元,以边测量塔和横基线为基准定位组装另外侧腹板单元,并用马板固定。用内卡样板检验顶板和外腹板角度,检验合格后,焊接外腹板和顶板纵向焊缝。注意严格测量尺寸,必需和四面测量网进行正19、确测量定位,并辅助以临时支撑连接,安装可微调腹板装置。 顶板单元组焊拼装挑臂单元,挑臂单元T形加劲肋和箱内横隔板对齐,此也为一关键控制点,其安装尺寸需经严格立体放样。确保T形加劲肋腹板和箱内横隔板对齐,很好传力。运梁台车驮运已拼梁段出胎,后面一段梁段移至胎架首部,以后面一梁段为母梁,继续拼装下一轮次箱梁。 完成工厂总拼和焊接,完成运输节段间临时匹配件连接,并做好标识和统计。拆分拼装节段形成运输节段,以运输节段为单元进行涂装、存梁和发运工作。3.涂装3.1涂装方案结构部位涂装体系最小干膜厚(m)涂装道数钢箱梁上外表面(桥面)车间底漆喷砂Sa2.5醇溶性无机硅酸锌车间底漆201二次涂装喷砂Sa2.20、5环氧富锌底漆801钢箱梁其它外表面车间底漆喷砂Sa2.5醇溶性无机硅酸锌车间底漆201二次涂装喷砂Sa2.5环氧富锌底漆601环氧(云铁)漆70+702丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆40+402钢箱梁体内表面车间底漆喷砂Sa2.5醇溶性无机硅酸锌车间底漆201二次涂装喷砂Sa2.5环氧富锌底漆501环氧厚浆漆100+1002U肋等内表面涂装体系喷砂Sa2.5醇溶性无机硅酸锌车间底漆201现场焊缝内表面涂装体系打磨至St3环氧厚浆漆100+1002现场焊缝外表面涂装体系喷砂Sa2.5环氧富锌底漆8013.2涂装工艺步骤(1)钢箱梁上外表面(桥面)涂装施工步骤图(2)钢箱梁其它外表面涂装施工步骤图(3)21、钢箱梁体内表面涂装施工步骤图(4)U肋等内表面涂装施工步骤图(5)现场焊缝内表面涂装施工步骤图(6)现场焊缝外表面涂装施工步骤图四.钢箱梁节段运输1.运输要求依据本桥所在位置具体情况,采取平板载重汽车将钢箱梁节段由制造工厂运输至工地。因为所运钢梁节段为长、宽运输构件,应事先和交通管理部门取得联络,以确保运输过程中安全,同时应采取方法避免梁段在运输过程中产生较大变形。钢梁在工厂制作验收合格后分节段按架设次序运输至桥位拼装位置进行安装。运输前对沿途做具体路况调查,包含限高、限宽、限重等限制。吊车及运输车辆抵达现场后,专员指挥进入施工场地,按现场指定位置停放到位。钢箱梁运输时,一定要根据工地安装次序22、进行装车、运输,不得随意更换工件。装车时要采取防护方法,预防损坏涂层和工件。图18钢箱梁节段运输图片2.运输路线江西九江中铁九桥工程牛凤龙大桥桥址,运输旅程约1951公里。运输路线见图19所表示。牛凤龙大桥桥址中铁九桥图19 板单元汽车运输路线图五.钢箱梁桥上安装1.施工总体布署钢箱梁跨径部署及重量见表 1-1所表示。 表1-1 钢箱梁跨径部署及重量 序号桥名项目名称跨径(m)重量(t)1第7协议牛凤龙大桥左幅第4联5060401307.1右幅第3联5060501378.6总计2685.7注:支座材料重量未计入在内。钢箱梁采取双幅等截面直腹板钢箱连续梁,顶板为正交异性板结构。本桥单幅桥宽15.23、75m,箱体宽度12.0m。采取单箱5室结构:3个主箱室,箱室宽为3.2m;2个现场拼接箱室,箱室宽1.2m。本桥顺桥向划分为14(13)个节段,单幅桥横桥向分为5个梁段,单幅桥累计70(65)个梁段。钢箱梁采取工厂分段制造,现场顶推法架设。钢箱梁采取Q345qD钢材,单幅总重约1378.6t。钢箱梁在工厂分段预制运至桥位,分段用吊车起吊到顶推支架上顶推架设,最大分段重约35t。桥型部署图(单位:cm)2.现场安装分段(1)横向:分5块(单箱5室分3块,挑臂2块):钢箱梁横向分段(2)纵向:三跨长左幅150米,右幅160米,现场吊装长度按下图分段吊装,最重吊装分段约35t:钢箱梁纵向分段3.现24、场安装施工方案总体施工方案:以第7协议牛凤龙大桥右幅第三联钢箱梁结构为例,采取两点顶推架设法架设钢箱梁。在8#至9#桥墩之间搭设40m长拼装支架,在9#至10#桥墩之间距离10#桥墩10m左右位置搭设临时支墩,确保顶推跨度小于50m。因第7协议牛凤龙大桥最终一跨导梁过不了桥台,加一组临时墩(依据导梁分段长度确定临时墩位置)。利用250t履带吊拼装导梁和钢箱梁成整体节间,根据9#向11#方向对连续钢箱梁顶推前移,每顶推前进一个轮次,在后部支架上继续下一轮次拼装作业,如此循环直至钢箱梁全部顶推就位。在钢箱梁支撑墩上起顶纵横移调整钢箱梁状态,达成设计要求,安装支座。3.1安装顶推设备(1)在拼装支架25、上滑道梁端部设计位置安装2台150t水平液压顶及控制系统。(2)8#、11#墩竖向部署2台150t千斤顶;(3)9#、10#墩支座处竖向各部署2台300t千斤顶;(4)10#、11#墩上滑道梁共部署1台150t水平纠偏千斤顶;3.2机具设备(1)2台1000mm行程150t水平连续液压顶及其液压泵站和控制柜,主控机1台,控制单元1套;(2)4台150t千斤顶、4台300t千斤顶、1台150t千斤顶,全部千斤顶行程200mm;(3)四氟乙烯板滑块共50块;4.顶推架设施工步序步骤一:1、依据桥梁地理位置,顶推架设次序由9#墩侧往11#墩侧架设。2、在8#至9#桥墩之间部署钢箱梁拼装支架,在9#至26、10#桥墩之间距离10#桥墩10m左右位置搭设临时支墩。步骤一示意图步骤二:1、在拼装胎架上部署滑道,调整滑道标高。2、在桥墩、桥台上方,部署滑移、纠偏和起顶装置。步骤二示意图步骤三:1、在滑道上铺设滑块;2、在拼装胎架上拼装导梁。步骤三示意图步骤四:1、顶推导梁前移;2、在导梁尾部拼装第一节段钢箱梁;3、连接拼装第一节段钢箱梁和导梁。步骤四示意图步骤五:1、顶推第一节段钢箱梁一个节间距离;2、安装第二节段钢箱梁,顶推第二节段钢箱梁;3、反复此操作,直至钢箱梁滑移至9#墩;4、在9#墩安装纠偏装置(1台150t千斤顶),对连续钢箱梁进行横向纠偏。步骤五示意图步骤六:1、继续顶推安装钢箱梁;2、27、当导梁滑移至10#墩滑座上时,在钢梁下铺设滑块,滑块跟随钢梁进出;3、在10#墩上安装纠偏装置(1台150t千斤顶),对已拼装连续钢箱梁进行横向纠偏。步骤六示意图步骤七:1、反复操作,直至导梁滑移至11#桥台前临时墩上。步骤七示意图步骤八:1、待导梁第一节滑出11#桥台前临时墩时,拆除导梁前端第一节。2、继续安装并顶推连续钢箱梁,直至全部拆除导梁。步骤八示意图步骤九:1、顶推连续钢箱梁至设计位置。2、经过调整桥墩处纠偏装置,调整连续钢箱梁横向位置至设计位置;3、在拼装支架上拼装架设完成8#9#墩之间钢箱梁。3、在墩顶铺设起顶装置,把连续钢箱梁抬离滑座,拆除滑座。4、经过起顶装置,下放钢箱梁,把28、连续钢箱梁调整至设计标高。步骤九示意图步骤十:1、安装连续钢箱梁支座,拆除临时支墩及临时钢管桩,连续钢箱梁架设完成,进入桥面铺装工序。步骤十示意图5.关键大型临时设施5.1存放场钢箱梁存放场设置在8#墩侧,关键作为钢箱梁分块临时存放场地。5.2临时支墩及拼装支架在8#9#墩之间搭设钢管桩临时拼装支架,钢管桩上做桩帽,在桩帽上放置滑道梁。单管桩之间用钢管连接系连接,增加临时墩整体稳定性。在9#11#墩顶设置滑座,用于钢箱梁顶推。临时支墩及拼装支架立柱采取630钢管,横撑及斜撑采取300钢管。横向部署间距依据钢箱梁横向分段来设置。顶推平台拼装支架纵向间距为6m,依据实际情况合适调整。 临时支撑墩及29、拼装支架部署图导向轮示意图5.3导梁导梁是为顶推需要而设计,总重约50t。具体详见相关施工设计图纸。(1)结构形式:导梁全长35m,采取工型梁桁架形式,前端梁高1.1m,后端梁高2.4m,节间间距11m,纵向部署两片桁,两片桁平行,桁间间距为5.6m。导梁后端上下面板、腹板分别于钢箱梁面板、底板及腹板焊接连接。(2)连接横梁:横梁安装间距4m。(3)材质:主桁分块材质均采取Q345B,横梁均采取Q235B,材料技术条件符合低合金高强度结构钢(GB/T1591-)要求。导梁立面图5.4滑道梁滑道梁是为箱梁滑移需要而设计,总重约40t。具体详见相关施工设计图纸。(1)结构形式:采取箱型梁结构形式,30、梁高0.6m,梁宽0.4m。(2)材质:主桁分块材质均采取Q235B。滑道立面图5.5顶推系统顶推系统组成有:2台1000mm行程150t水平连续液压顶及其液压泵站控制单元1套。顶推装置安装在待滑移钢箱梁外腹板处,经过滑板支撑在外腹板和底板上。6.关键施工机械设备6.1吊机选择选择250t履带吊1台,工作状态:吊装最大分段35t,吊装半径22米,幅度34m。履带吊参数表以下:履带吊在拼装支架侧面作业。吊装示意图6.2千斤顶设备(1)顶推设备2台150t水平连续千斤顶及其液压泵站和控制单元1套。(2)墩顶部署设备8#、11#墩竖向各部署2台150t千斤顶;9#、10#墩竖向部署2台300t千斤顶31、,纠偏装置部署1台150t水平千斤顶。7.钢箱梁架设7.1构件运输准备架设钢梁,从存放场地利用平板车运至安装场地,250t履带吊直接吊装钢梁在拼装支架上进行拼装。7.2关键架梁标准(1)架设钢箱梁分块通常由内至外,先安装箱室后悬臂,要立即形成闭合稳定结构体系。注意吊机起吊能力和最大吊距,分块供给,先装分块不得妨碍后装分块。(2)架设工作关键使组装匹配件正确就位,确保匹配件重合率,遇有错位,要查明原因,研究处理,不得随意强行焊接。(3)在拼装支架上拼装钢箱梁时,除确保支架有足够承载力和预留压缩下沉量外,应尤其注意钢箱梁拼装拱度曲线。(4)钢箱梁分块安装采取分块吊装方案,钢箱梁安装工地焊缝纵、横向32、焊缝为主,采取单面焊双面成型工艺确保焊缝熔透。钢箱梁焊缝尤其是坡口熔透焊,应按规范要求,经过严格探伤检验。1)钢箱梁安装后纵向焊缝在下一个节间钢箱梁安装前焊完,纵缝焊接尽可能多条同时施焊。2)焊接工作环境湿度应小于80%,焊接低合金钢环境温度不应低于5,焊接一般碳素钢环境温度不应低于0。3)施焊期间,尽可能降低作用其上动荷载。(5)在钢箱梁安装过程中,因为温度改变和支点起落千斤顶,活动支座会沿桥轴方向有较大移动。利用正式活动支座时,其移动值可能超出其设计最大许可偏移量,施工中应计算移动数值,并采取对应方法以策安全。(6)临时支墩及墩顶部署,严格按施工设计图纸办理,架设前经相关部门进行全方面检验33、。其上均设置水平、中线观察点,随时观察架梁过程中沉陷和变位情况,方便立即调整。临时支墩标高应考虑钢结构弹性压缩和非弹性压缩预留量。(7)墩顶分配梁、工钢束、钢垫块、千斤顶等接触面凡无螺栓连接者,均应垫石棉板或三合板之类防滑材料。(8)工地现场连接方案1)工地现场焊接准备工作工地现场焊接系指成品梁段吊装就位后,在形成整体钢箱梁过程中完成焊接作业。关键包含下列内容:钢箱梁接口匹配件连接、接口对接错边量调整。钢箱梁顶板U形肋嵌补段连接,底板及腹板板肋嵌补段连接。钢箱梁接口纵缝、环缝焊接,隔板焊接。钢箱梁工地焊缝及损伤部位除锈和补涂装,和钢箱梁外表面最终一道面漆涂装。钢箱梁梁段架设标准上按图纸要求次序34、进行。工地焊接作业开始前,应准备好临时工作平台,焊接设备、工具、防风、防水防潮设备等施工器材。箱内焊接通风除尘设备。检验对接梁段接头焊口情况。全方面检验相邻接头坡口角度、间隙尺寸及焊接高差是否符合要求。检验沿焊缝两侧50mm范围内,除锈表面清理质量。2)钢箱梁接口连接钢箱梁节段吊装到位后,根据腹板外腹板顶板底板次序连结匹配件。定位箱口时宜先固定箱口刚性较大拐角部位(腹板和底板角部、底板和外腹板角部、外腹板和顶板角部、内腹板和底板连接处、内腹板和顶板连接处),然后固定其它匹配件。在匹配件连接完成后,进行接口对接错边调整,即采取马板和火焰矫正方法进行局部调整,确保板面错边小于1.0mm(因为顶推时35、受力状态和预拼装时受力状态不一致,使非匹配件连接部位板面发生错边),先焊接顶板U肋嵌补段,最终组焊底板板条肋嵌补段。3)工地焊接通常要求梁段接口纵、横向对接焊缝要求熔透。工地焊接环境周围温度宜在+5以上,周围相对湿度80%以下,雨天不得露天施焊(箱内除外)。在钢箱内采取CO2焊时,操作者要佩戴通氧气防护面罩,一定要配置通风防护安全设施。焊缝两侧经除锈后24h内,必需进行焊接,以防接头再次生锈或污染。不然应重新除锈,方可施焊。4)工地焊接次序及技术方法为降低因焊接而产生附加应力和焊缝残余应力及边缘材料局部应力,消除或降低构件不规则变形,工地焊接次序并按下列要求实施:横向焊缝应从桥中轴线向两侧对称36、施焊;一端有自由端长焊缝,从一端施焊,向自由端前进;圆型构件沿圆周施焊时,可分几段圆弧对称施焊;为实现自动焊接,把和横向接口焊缝交会U型肋断开一段,待完成焊缝后再补焊就位。U型闭口纵肋拼接段施焊次序可按图纸要求,或经过试验后,提出焊接次序,报请监理工程师认可。各类构件节段施焊次序应对称于桥轴线,并对称于构件本身对称轴,均匀、对称、同时协调实施。对各类加劲连接赔偿段,应在大接头环缝施焊后,再给予实施焊接。应充足预估现场环焊缝收缩余量,并采取方法降低两段钢箱梁之间长度偏差;同时,在顶推平台上每拼装一个梁段,随即测量一次钢箱梁长度,对两节箱梁之间差值在下一梁段加以修正,不使误差累积。梁段接口横向焊缝37、施焊次序应和工地梁段架设拼装次序相同。(9)工地焊接后最终涂装工地全部连接焊缝经检验合格后,其表面应用机械除锈,达成St3级。焊接接缝表面应除锈后通常在4小时内,按设计要求进行涂装。(10)顶推过程中需要进行静力测量顶推作业时节点挠度及中线测量,要求每安装一个节段,各节段测一次挠度和计算值比较,同时测一次中线,判定钢箱梁制造和安装质量,决定纵向坡度,使钢箱梁抵达前方支点时,梁底和墩顶之间有足够净高度,方便部署起顶设备。同时据此考虑,下步是否采取纠偏装置横移钢箱梁问题,除此之外还应观察测量各墩支点位移情况方便和设计值比较。同时对关键分块要进行应力测定,和计算值比较,方便立即进行分析,预防超应力。38、(11)顶推作业注意事项1)顶推作业前,应确定事项:导梁结构设计图,主桥钢箱梁结构设计图、设计说明书、分块应力、重量表等情况。桥址处地质情况。桥墩结构图及完工里程,标高,中线测量资料。拼装平台及墩顶部署检验等资料。清理滑道梁不锈钢板上焊渣及飞溅物等,减小污垢对摩擦影响。墩顶滑块摆放位置要居中,不能偏向一边或和钢箱梁顶推方向有较大夹角,以防对顶推产生不利影响。每次顶推之前,检验滑块底四氟乙烯板是否被挤压变薄,方便立即更换。利用吊机将支座吊放在墩顶支座安装位置周围。在滑道梁顶面不锈钢板上涂黄油,保持滑道面无灰尘及其它杂物,预防将四氟乙烯板刮伤,影响使用效果。检验顶推各设备是否正常及各线路连接是否正39、确。2)起落梁起落梁使用油压千斤顶应带顶部球形支承垫、保险圈、升程限位孔。支座下共同作用千斤顶应选择同一型号,且用1台油泵并联。当需要测定支点反力时,应由计量单位对千斤顶、压力表一并配套校正。千斤顶位置应安放正确、稳妥,上下支承面要垫平。千斤顶中心轴应和支承结构中心线重合。为避免引发拉缸现象,要求千斤顶行程不得大于有效工作行程。顶落梁时要求设置保险支座,以防意外发生时能立即支承。经检验合格后,方能根据要求反力大小及顶落梁程序施顶。千斤顶安放在梁底位置应符合设计要求。起落时采取类型和台数相同千斤顶,施顶过程中两片滑道梁上钢箱梁应力应在同一平面,最大高差20毫米,不然应予调整。3)纵向顶推作业整体40、滑道要根据设计拼装线型部署,要满足设计平整度、轴线、高程要求,拼接处要圆顺过渡。其质量要求为:单片滑道梁前后高程相差在5mm以内;两片滑道梁之间标高相差在2mm以内;滑道纵向不得有死弯。要确保千斤顶设备正常、水平顶推千斤顶和钢箱梁连接质量、千斤顶反力座焊接质量和反力座和滑道梁连接质量。每套连续千斤顶各设置两套外置式绝对值编码器,用于分别检测各千斤顶前后顶绝对行程及千斤顶控制反馈。钢箱梁左右两侧各设置一条测长绳,每条测长绳带动一套绝对值编码器,用于测量钢箱梁两侧位移。各液压泵站均设置液压压力传感器,用于监测各点载荷,并用于完成超载保护功效。顶推过程中进行跟踪、监测,确保两侧千斤顶并联顶推,顶推速41、度和顶推量保持同时,立即进行故障诊疗和检测,发生较大偏差时停止顶推作业,方便进行故障排除。油泵应并联确保千斤顶同时,并在纵移滑道上按5cm间隔做好刻度标识,严格控制同时。4)顶推过程中纠偏在每个墩上合适位置安装12个光电开关,检测中轴线是否和设计中轴线一致(主梁中轴线用通长黑色标识线示出)。经过色差检测,从而实现对主梁中轴线检测。在水平顶推千斤顶伸缸,主梁平移过程中,若哪个光电开关检测不到中轴线,则发出一个信号趋动对应横向调整千斤顶动作直到光电开关检测到中轴线后停止动作,从而实现横向纠偏。(12)墩顶部署在顶推作业过程中钢箱梁重量应由临时支墩及墩旁托架来承受,主桥支墩不承受顶推作业过程所产生水42、平力和竖向压力。顶推作业完成后,利用墩顶部署型钢束、钢垫块、聚四氟乙烯板和竖向千斤顶落梁,利用水平千斤顶调整横向位移,完成体系转换,安装正式墩顶支座。(13)拼装及顶推作业还应符合下列要求:1)确保顶推作业过程中抗倾覆稳定系数(M倾1.3);2)墩顶部署型钢束、钢垫块、聚四氟乙烯板和千斤顶等规格、数量和安放位置应严格根据设计要求办理。3)新制型钢束上、下顶面应平整。钢垫块等应预先检验、除去污物,确保接触平整,不符合要求者不得使用。4)钢箱梁底、千斤顶、钢垫块之间接触面均应垫一层石棉板,油顶顶面钢垫块应设置临时支撑,预防碰撞坠落。5)支承垫石顶面钢箱梁支座范围内,应先凿毛凿平。8.顶落梁8.1墩43、顶部署(1)钢箱梁在顶推作业完成抵达墩位后,如钢箱梁横向偏移较大时,可在起顶前横移调整到位。钢箱梁最终定位纵移可利用温差进行调整。钢箱梁横移调整偏位前,全部节段焊接必需完成,以防钢箱梁受横向水平力影响造成钢箱梁轴线发生曲折。每个节间拼装完成后全部需要监测钢梁平面位置,超出要求值时要进行调整。(2)墩顶部署是调整钢箱梁几何状态关键手段,在钢箱梁安装过程中起着至关关键作用,需经过墩顶部署位移调整系统来完成钢箱梁高精度定位,做到部署合理、操作灵活。(3)墩顶部署是以抵达前一支墩状态为关键工况设计,包含两项内容:钢箱梁临时支点设计和位移调整系统设计。位移调整系统,则是在钢箱梁起顶点下部署千斤顶及顶座。44、千斤顶分为竖向千斤顶及水平千斤顶,分别进行顶落梁和纵横移操作。鉴于钢箱梁跨度大,在温差作用下易产生较大纵向位移,需在竖向千斤顶下面部署四氟乙烯板加不锈钢板摩擦副作滑动面。纵横移操作时,将钢箱梁置于墩顶临时支座上滑动,以四氟乙烯板作滑动面。(4)钢箱梁起顶点下依次部署千斤顶、工钢组垫座(带水平顶反力座)、钢垫块、分配梁等。千斤顶设置依据支撑需要确定。墩顶部署按各墩顶部署设计图进行。8.2顶落梁(1)顶落梁使用油压千斤顶,须带顶部球形支承垫保险箍,共同作用多台千斤顶选择同一型号,用油管并联。油压千斤顶、油泵、压力表、油管长度努力争取一致。为正确掌握支点反力,应对千斤顶、油泵、压力表一并配套校正。(45、2)顶落梁中,上支承面及各垫层间应放置石棉板防滑材料;为适应支点水平位移,千斤顶底部应设置四氟乙烯板垫座,垫座中心应和千斤顶中心轴重合。(3)顶落梁施工应按设计文件办理,千斤顶中心轴应和支承结构中心线重合,对顶落高程、支点反力、支点位移,跨中挠度等改变,应进行观察和统计。(4)顶落梁时必需设置保险支座,同一墩左、右及中间三点,除调整高程时分别起顶外,均同时进行。在顶落梁过程中搁置在临时支座上时,应测量两侧支点高差,当高差大于3mm时,调整两支点高程。(5)千斤顶安放在墩顶及梁底位置均应严格按设计要求安放,并不得随意更改。(6)在顶落梁及纵横移时,应由值班工程师负责,并做好统计,使用多台千斤顶顶46、落梁时,应统一指挥,由专员负责。(7)使用千斤顶必需遵守下列标准:1)泵尽可能摆在两滑道梁中间,使油管长度大致相等。2)尽可能使用锭子油。3)千斤顶起顶时,一定要随时旋上保险箍,顶上、下各垫石棉板。4)起顶时保险箍不能一次打到顶,亦不能顶死,需和缸体顶面保留510mm空隙,随时松旋,以防将保险箍压坏,并随时预防万一。8.3钢箱梁纵、横移(1)钢箱梁顶落梁或纵、横移不得和拼装同时进行。(2)钢箱梁横移:钢箱梁顶推完成后,即横移调整至设计位置,使钢箱梁沿中线方向悬臂伸出。横移设备设于顶梁下,横移用施加外力法,鉴于横移量不易控制,又有东西向日偏照影响,为了既加紧进度,又避免钢箱梁偏移,应将顶力设备对47、称部署于左、右两侧,当一侧下横移千斤顶工作时,另一侧下设备起保险作用。(3)钢箱梁纵移以起落顶法为主,即经过起落顶使钢箱梁变形、支点移动,然后转换体系,进行反向操作使钢箱梁移动,如此反复进行,直至钢箱梁纵移到设计位置。为增加固定支点摩擦约束,固定支点应加垫石棉板,使其摩擦力大于全部活动支座摩擦力之和。9.施工计划9.1架梁进度安排计划总工期140天完成单幅钢箱梁安装。序号安装施工项目计划天数计划时间1支架、导梁、墩顶部署安装302钢箱梁架设、焊接903涂装104支架等拆除10说明:1、施工中穿插进行分段安装、焊接。9.2关键设备机具和材料序号名称单位数量用途1250t履带吊台1存放场内卸车及拼48、装225t汽车吊台1支架安装及拆除3平板车台1场内倒运,最重35t4150t千斤顶(行程200mm)台4起落钢箱梁5300t千斤顶(行程200mm)台4起落钢箱梁6150t油缸(行程1000mm)台2顶推作业7150t千斤顶(行程200mm)台1纵横移钢箱梁8钢垫块块200起落梁及钢箱梁预抬高9四氟乙烯板滑块块50钢箱梁滑移用10*560*65010导梁吨5011滑道吨4012墩顶部署吨1513拼装支架吨15014临时支撑墩吨7215CO2气体保护焊机台616直流焊机ZXS-40台417埋弧自动焊机台218气刨机台419空压机台220鼓风机台4注:表中所列为单幅钢箱梁安装关键设备机具和材料。9.3关键人员配置序号岗位职责数量1项目经理施工管理12项目副经理施工管理13项目总工施工技术管理14工程师施工技术25测量技术员施工测量26质检员质量检验27材料员设备材料现场管理18安全员29起重工吊装作业610拼装1211电焊工1212普工14累计56注:表中所列为单幅钢箱梁安装关键人员配置。