1、铁路桥梁工程先梁后拱钢管拱桥拱肋施工作业指导书编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编 制： 审 核: 批 准： 发 布： 二XX年X月 钢管拱桥拱肋施工作业指导书1 适用范围 本作业指导书适用于铁路桥梁先梁后拱钢管拱桥拱肋施工。2 作业准备2.1 工程材料 搭设拱肋支架所需的方木、型钢等材料，按照设计规划配备齐全。 钢管拱主弦管采用卷管，本桥钢管拱单元节段在工厂制造，单元节段制造好后在工厂进行平面和立面组拼检查，检查合格后发运至施工现场，再在施工现场吊装上桥形成完整拱肋，构件出场时应提供出厂合格证以及相应检测报告。2.2 技术准备 内业技术准备 编制完成拱肋测量2、方案、拱肋吊装方案、拱肋施工安全保证措施及应急预案后，应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，实行考核制度，持证上岗。 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。2.3 现场准备 场地平整，包括施工便道、拱肋堆放区、钢筋原料堆放区、材料加工区及生活房屋，配齐生活办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。2.4 劳动组织 劳动力组级方式：采用架子队组织模式。 施工人员应结合前期准备的3、施工方案、机械、人员组合、工期要求等进行合理配置。 拱肋安装施工所需劳动力人员有主管、技术员、测量人员、试验员、木工、钢筋工、电焊工、起重工、架子工、机械工以及后勤等。组织技术人员、领工员等参加拱肋吊装培训。其中负责人、工班长、技术人员、专职安全员必须由施工企业正式职工担任。2.5 施工机械 施工机械见表2.5.1。表 机械设备计划表序号设备名称规格型号数量额定功率备注1发电机200/120KW各一台200/120KW2汽车吊270t3汽车吊1160t4电焊机ZLD21620KW5卷扬机2t21t6混凝土罐车HNJ5254(8m3)47钢筋切割机GQ-4013KW8钢筋弯曲机GT-4013KW4、9钢筋调直机GW-4013KW10电动刨床多功能13KW11水泵两项21.5KW12链条葫芦1010t13X射线发射器114超声探伤器13 工艺流程工艺流程如图3所示。图3 拱肋施工作业流程图4 作业内容4.1 拱肋加工 拱肋分段 拱肋分为左右两片拱肋，单片拱肋划分为拱脚预埋段、中间节段、拱顶节段3部分，其中除拱脚预埋段外，每个单元段焊成长1012米的构件，横斜撑根据设计长度拼成2段构件。 单元节段制造 单根主弦管热弯成型卷管在专业化工厂定制，卷管弯曲成型在中频弯管机上进行，热弯温度控制在850左右。具体工艺参数应通过热弯工艺评定试验确定，以保证弯管成型后的材料性质没有明显改变。加工参数满足表5、的要求。表 拱肋加工允许误差椭圆度（失网度）f/D= 3/1 000（D为钢管直径）接缝错边2 mm弯曲度f1/1 000且f10 mm（f为节段长）拱肋节段旁弯( 3 +0. 1L) mm且10 mm 拱肋宽度、高度误差3mm 热弯咸型后的单元部件需放入特制胎具检验，验证成型后的拱轴线与理论轴线是否一致。如不一致，应采取措施进行校正。 胎架制造 在地面上按1:1比例绘制出单元节段的坐标图，并在主弦管部件的轴向、径向定位位置以及吊杆孔开孔位置做上标记，然后安装胎架及定位模板。胎架及定位模板精度是保证单元节段组装精度的基础，要求下料、安装定位必须准确。 单元节段装焊 装焊程序如下：上弦管部件上胎6、架，检查其轴线、径向定位线以及吊杆孔位置是否与胎架上的定位标记吻合；检查合格后将其与胎架刚性连接；下弦管部件上胎架，保证上、下弦管吊杆开孔轴心线处于同一直线上；安装吊杆索导管，腹腔部件，完成焊接。焊接前根据钢结构施工规范进行严格的焊接试验，以确定各项焊接参数。焊接采用C02气体保护焊或用埋弧白动焊。 单元节段校正 单元节段焊接完成后，检查线形是否与理论线形相符，否则，采用火工矫正法进行校正。 单元节段标识与存放 单元节段制造完成后，应在端口绘制定位线和检查线，并对单元节段编号，单元节段在专用场地存放，场地预留充足的转运通道。 单元节段预拼 单元节段预拼分为平面预拼与立面预拼，平面预拼的主要目的7、是检验实际拱轴线是否与理论轴线一致，立面预拼的主要目的是检验横撑与主拱肋连接相贯线位置是否准确。预拼检验合袼的钢管拱单元节段分类存放，根据工地的安装进度运送到指定的安装点。4.2 拱肋支架设计及拱肋吊装施工 钢管拱肋、横撑委托专业的有资质的钢结构厂家制作，并进行组拼；然后分节运输到施工现场。首先利用160 型轮胎吊将2台70型轮胎吊提升到梁体上；通过梁上轮胎吊将拱管吊至梁上，轮胎吊就位，然后再进行拱肋吊装，拱肋就位后立即进行临时连接。先吊装东侧，后吊装西侧，施工中设置临时横撑，最后安装永久横撑。 拱肋分段安装应考虑到起吊高度、现场条件、吊杆内倾等诸多不利条件影响。 钢管拱肋、横撑制作完成后，在8、工厂内组拼，经检验合格监理工程师签证认可后，即可进入喷漆除锈涂装阶段，并编号。 设计概述 拱肋支架由常用钢管与型钢焊接成框架结构。立柱钢管之间利用桁架片进行联系，增强整体稳定性。并在钢管顶部利用型钢焊接牛腿，搭设一个工作平台，挂安全网，方便焊接人员操作，同时可防止杂物和人员坠落，保护在拱肋下方施工的人员安全。 拱肋吊装 考虑安全和拱肋的稳定性要求，拱肋吊装前，拱肋接头处拉上四根横向缆风绳，拱肋起吊成竖直状后，利用缆风绳将拱肋拉稳。拱肋起吊时在轴线的右边由里往外，起吊拉垂直后再开始就位。吊点位置通过计算，保证拱肋倾斜度和其安装角度一致。拱肋的安装步骤如图所示。图 吊装流程图 1 第一段拱肋钢管吊9、装 将左侧第一段拱肋钢管拴好溜绳，起吊拱肋至设计位置后，汽车吊钩稍许松钩让拱段后端落在拱脚上，使拱脚承担部分重量。右侧第一段拱肋钢管吊装与此相同。 2 第二段拱肋钢管吊装 将左侧第二段拱肋钢管拴好溜绳，起吊拱肋至设计位置附近，先初调钢管拱角度，再利用支架顶调节装置进行精调。线形调整完成后用导链收紧，将第二段拱肋钢管与第一段拱肋钢管对正，马上点焊，再进一步补焊，待焊接完成后吊点卸载。右侧第二段拱肋钢管吊装与此相同。 左右两侧第一、二段拱肋吊装完成后，吊装相应横撑。 3 第三段拱肋钢管吊装 将左侧第三段拱肋钢管拴好溜绳，起吊拱肋至设计位置附近，先初调钢管拱角度，再利用支架顶调节装置进行精调。线形调10、整完成后用导链收紧，将第三段拱肋钢管与第二段拱肋钢管对正，马上点焊，再进一步补焊，待焊接完成后后吊点卸载。右侧第三段拱肋钢管吊装与此相同。 左右两侧第三段拱肋吊装完成后，吊装相应横撑。 拱肋安装时轴线及标高的控制 拱肋安装是整座桥施工控制的主要环节，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。 测量定位控制：在支架上设置了拱肋调整装置，通过千斤顶进行平动和竖动，通过216结合U形托形式加工可调节式撑杆，进行拱肋倾角的调整，拱管侧向和底部吊垂球之相对距离满足要求，即完成倾角的调整。定位后利用216进行临时固结。 拆11、除拱肋安装支架 当拱肋和横撑安装完毕，检测合格后，即可卸落支架。卸架通过千斤顶从拱顶向两侧拱脚顺序同步卸落，拱架卸落仅将支架脱离拱肋10 - 15 cm，不全部拆除支架，以便于吊杆等构件安装。卸落后的拱架不再与拱肋接触。拆除时，应对拱圈轴线进行检查，确保无异常情况下才能进行。4.3 钢管拱施工监控 钢管拱应力监控 钢管拱受力较为复杂，通过在施工过程中对钢管拱结构进行适时监控，再根据监测结果对施工过程中的控制参数进行相应调整是完全必要的。具体监控方式及方法以监控单位为准。 监测截面钢管的应力是随拱肋分节段拼装施工中白重荷载的增加而逐渐增加，因此应力监测是一个相对长期的跟踪检测过程，一般来讲，只能12、采用长期稳定性好的钢弦式应变计进行检测。钢弦式应变计在拱肋节段吊装之前先安装到检测部位，并由仪器读取初始值，施工过程中，每一个阶段因白重荷载增加而产生的检测截面应力增量，再由仪器在各施工阶段读取，由此产生的应力时间历程曲线反映了与各施工阶段荷载相关的应力变化曲线。 待主桥上部结构全部完成后，最终得到的累计应力即结构的恒载应力，这对于今后的全桥荷载试验和实际承载力检定具有重要价值。 监测方法：在挢梁各节段拱肋钢结构拼装后，将应变传感器布设到测点部位，并采用仪器测读初读数（应变），然后根据拱肋吊装阶段施工进度，进行钢管壁应力跟踪测量。测量的时间、步骤和次数应根据施工进度的要求及时调整，原则上每节段13、安装时检测一次，即检测该节段初始值和已安装节段因该次施工阶段所产生的应变增量，并通过E。（弹性模量）计算钢管应力。每次检测时应特别注意选择在温度大致相同的条件下测量，以最大限度减小温度应力的影响。每次应变检测时，须记载检测时的温度，以便进行温度应力计算和施工荷载应力的修正与识别。 测点布置：根据该桥拱桥的结构特点，选择两端拱脚、1/4、3/4和跨中拱肋共五个截面为本项目中的控制检测截面，共计28个测点。这些测点将根据各施工阶段的进程分别进行安装和检测。 由于拱肋结构为超静定结构，温度和变化所产生的附加应力将叠加到白重荷载应力上，因此必须同时进行表面温度测量，根据检测应变时的测点表面实测温度，对14、实测应变作相应的修正。 施工应力检测的目的是通过实测手段，掌握因各阶段施工荷载所产生的应力状态，为确保安全施工、校核设计参数提供参考数据。同时设计单位应提供拱肋各阶段拼装时的理论计算应力和应力控制报警僮。 施工阶段的拱轴线变形控制 施工过程中各阶段的拱轴线标高及纵横向变形由施工单位负责全程观测和记录，并通过钢管拱支架上的千斤顶和导链葫芦调整。稳定安全度控制目标：任何情况下，结构弹性稳定安全系数A4.0；任何情况下，受压弦杆屈曲安全系数A2.0。 拱轴线控制的目标参数系根据成拱前的精度从严和成拱后可适当放宽的原则来确定。施工监测时实施双控，但以拱轴线控制为主，应力监测为辅。5 质量标准 弯曲度：15、fL/1 000且f10mm（L为节段长） 椭网度（失网度）：f/D= 3/1 000（D为钢管直径） 接缝错边：2 mm 拱肋宽度误差：3 mm 拱肋高度误差：3 mm 拱肋节段旁弯：(3 +0. 11) mm且10 mm 拱轴线长度误差：20 mm 拱肋成拱后横向偏位：10 mm 拱肋成拱后竖向偏位：10 mm 拱肋成拱后对称接头点的相对高差：15 mm 拱肋间距误差：5 mm6 质量控制要点6.1 结构焊接时的控制要点 不同的白动焊与不同条件（工厂内、工地现场）的手工焊，应区分不同情况、条件进行焊接工艺评定，并根据评定报告硝定焊缝工艺。 工艺评定用的钢材、焊接材料和焊接方法应与工程所用的16、相同。 焊接工艺评定应由较高技能的焊工施焊； 拱肋钢管加工时，纵向焊缝及组装焊缝均须超声波检测和X射线拍片，对所有全溶透焊缝要l00%进行超声波检测，对工形焊缝及超声波认为的疑问之处，应以X射线拍片；所有焊缝均需作10%以上X射线拍片检查。焊缝质量达到GB 50205-2001的一级焊缝要求。焊缝强度要求与母材等强。 熔透性缝：焊缝质量达到GB 50205-2001的一级标准，并按规定作100%的超声波探伤和不少于100%的X射线抽样检查。 哑铃形钢管结构的验收，除本设计有规定的之外，按钢结构工程施工质量验收规范( GB 50205-2001)进行。 焊接工艺评定，应填写焊接工艺评定报告。工艺17、评定报告内容包括实际焊接工艺参数、母材和焊材质量保证书（复印件）、探伤报告、实验报告，最后应有结论：实验合格或不合格。7 成品保护注意事项 拱肋安装完成注意不得碰撞或用重锤撞击。 对正在施工的工程，严格交接班手续，确保下道工序不会对上道工序形成的成 品或半成品造成损害； 对已经施工完成的桥梁等工程，加强保护，防污染，防止他人在桥梁墩台等工程上涂抹粘贴，防止撞击碰坏工程。8 吊装安全措施8.1 安全组织流程 建立吊装指挥系统按吊装主要工序进行人员分工，明确组织机构，安装、布置通话系统。吊装指挥系统如图8.1所示，制定高空作业安全防范措施和其中作业安全防范措施。图8.1 吊装系统图8.2 高空作业18、安全防范措施 悬空高处作业应有牢靠立足处，配置防护栏网、栏杆或其他安全设施。 钢结构的吊装，构件尽可能在地面上组装。需进行临时固定、电焊的工序，要搭设可靠的安全设施，随构件同时上吊就位。 预应力张拉应搭设站立操作人员和张拉设备的平台，张拉区域设置明显的安全标志，禁止非作业人员进入。 脚手架的脚踏板应保证材质要求，必须铺满并不得出现搡头板。移动式梯子底部须结实防滑，不得垫高使用，立梯角度以75。为宜，不得缺档，如需接长，接头不得超过一次，强度不得低于原梯子的强度。 固定式爬梯应用金属材料制成，并加设扶手，高度超过8m时应设置梯间平台。作业人员上下梯时必须面向梯子。作业过程中所用材料要堆放平稳，工19、具应放在工具袋内，上下递送工具、机件、材料严禁抛掷。作业面上的易坠物料应及时清理干净，以防坠落伤人。8.3 起重作业安全防范措施8.3.1 起重机司机原则 1 起重司机必须听从指挥人员指挥，当指挥信号不明时，司机应发出“重复”信号询问，明确指挥意图后方可开机。 2当指挥人员所发出信号违反吊运起重信号标准时，有权拒绝执行。8.3.2 起重机安全操作细则 1 汽车起重机吊物时，汽车驾驶室内不准有人，并禁止将对象吊越汽车驾驶室上方。 2 吊物时严禁伸缩吊臂，当接近满负荷时应检查吊臂挠度，并严禁落臂或同时进行两种操作。 3 严禁吊物行走，严禁任何人在吊臂下方停留或通过。 4 白行走前，应先将吊臂收拢，20、放在托架上，收紧固定吊钩的钢丝绳，才可以收回支腿。 5 起重作业范围的地面应平坦坚实，在带电线路附近作业时应与其保持一定的安全距离，见表。表 与输电线路最小安全距离输电线路电压水平安全距离(m)垂直安全距离(m)1 kV以下1.5 1 51- 20 kV1.5 2.035 - 110 kV2.54.0154 kV2.55.0220 kV2.56.0 6 起降吊件时，应匀速轻放，禁止突然制动。回转时不得过快，禁止突然制动及变换方向。 7 两机或多机抬吊时，必须统一指挥、动作配合协调、重量分配合理，单机负荷不得超过其额定负荷的80%。 8 吊重物时应避免起落吊臂，当满负荷或接近满负荷时，严禁将吊臂21、处于履带两侧位置，并严禁落臂或同时进行两种操作，最大仰角在没有说明情况下不超过78度。 9 吊物时注意机身稳定，防止重心偏移发生翻车事故。9 文明施工和环水保要求 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。 对不符合尾气排放标准的机械设备，不能使用。 做好当地水系、植被的保护工作，在施工时对路基边坡及时进行防护与植被绿化，施工车辆不得越界行驶，以免碾坏植被、庄稼、乡村道路等。 对环境有污染的废物，如挖方弃土、建筑垃圾、生产垃圾、废弃材料等，弃在指定地点处理。在桥涵施工时各种材料、机械不得随意堆放，不得破坏植被。