钢桁梁架设施工工艺.doc
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1、目 录一、编制依据及范围11.1编制依据11.2、编制范围1二、工程概况12.1、桥位12.2、设计技术参数22.3、主要设计指标及参数32.4、钢桁梁结构42.5拼装支架7三、总体施工方案8四、钢桁梁拼装架设8(一)杆件预拼8(二)杆件运输11(三)杆件吊装11(四)高强度螺栓施工18(五)支座安装25(六)钢桁梁涂装26五、钢桁梁架设施工控制措施和注意事项29(一)拼装前应准备的技术资料29(二)准备工作29(三)吊装架设作业30(四)拼装连接30(五)钢桁梁杆件拼装原则31(六)钢桁梁拼装要点32(七)顶落梁34(八)钢梁纵、横移35六、钢桁梁施工质量及验收标准35七、钢桁梁架设安全注意
2、事项37八、附图3939山西中南部通道16标将军渡黄河特大桥钢桁梁拼装工艺一、编制依据及范围 1.1编制依据1.1.1铁路桥涵工程施工质量验收标准(TB10415-2003)1.1.2铁路工程基本作业施工安全技术规程(TB10301-2009)1.1.3铁路桥涵工程施工安全技术规程(TB10303-2009)1.1.4铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定(TBJ214-1992)1.1.5施工图:道砟桥面双线下承式简支钢桁梁跨度:128m 线间距:4.0m (图号:专桥(2010)0123-)2011年02月 北京1.1.6施工图:道砟桥面双线下承式简支钢桁梁跨度:99.05m 线间距:4.0m (
3、图号:晋中南洪日施桥-参-梁-2)1.1.7施工图:主桥桥墩与基础(图号:晋中南汤日施桥-01-019-)2011年04月 北京1.1.8高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈和技术条件(GB/T12281231-2006)1.1.9铁路钢桥制造规范(TB 10212-2009)1.1.10钢结构工程施工质量验收规范GB/50205-20011.1.11客货共线铁路桥涵施工技术指南TZ203-20081.1.12铁路钢桥保护涂装TB/T1527-20041.2、编制范围将军渡黄河特大桥74#75#墩、82#88#墩间共7孔钢梁的施工架设,其中跨74#75#墩为跨大堤钢梁,跨82#88#墩为主桥钢
4、梁。二、工程概况2.1、桥位将军渡黄河特大桥是新建山西中南部铁路通道控制性工程,设计为国铁级双线重载铁路,设计轴重30t,设计时速120km/h。桥址位于河南省与山东省交界处台前县至梁山县黄河上,自西北向东南跨越黄河,北侧位于濮阳台前县打渔陈乡,南侧位于梁山小路口镇,桥址处地形平坦,地势开阔。将军渡黄河特大桥是一座横跨黄河的特大型桥梁,桥跨布置为74-32m简支T梁+1-128m钢桁梁+7-48m简支箱梁+1-99.05m钢桁梁+10-128m钢桁梁+50-48m简支箱梁+1-128m钢桁梁+81-32m简支T梁+3-24m简支T梁+7-32m简支T梁,起点里程为DK842+570.83,终点
5、里程为DK852+498.23,全长为9927.4m。中铁大桥局一公司负责将军渡黄河特大桥跨大堤74#墩75#墩1孔128m简支钢桁梁、跨82#墩83#墩1孔99.05m简支钢桁梁、跨83#墩88#墩5孔128m简支钢桁梁架设。主桥立面布置图2.2、设计技术参数、主桁类型:为无竖杆整体节点平行弦三角桁架下承式道砟桥面简支钢桁梁。、桥面宽度:主桁桁宽12.8m,挡砟墙内侧净宽8.5m。、主桁: 跨74#墩75#墩、跨83#墩88#墩钢桁梁计算跨度128.0m,全长129.5m,桁高16.0m,横桥向支座中心距为12.8m。82#墩83#墩孔计算跨度99.05m,全长100.5m,桁高16.0m,
6、横桥向支座中心距为12.8m。2.3、主要设计指标及参数2.3.1、梁体变形限值、在中-活载(2005)ZH标准(z=1.2)作用下,静活载挠度 L/900 。、在列车横向摇摆力、离心力、风力和温度的作用下,梁体的水平挠度应小于或等于梁体计算跨度的1/4000。2.3.2、活动支座由于温度产生的位移按实际温度考虑。 2.3.3、Q370qE及Q345qE级钢,其基本容许应力: 轴向应力 =s1.7 弯曲应力 w=1.05 剪切应力 Q345qE=120Mpa Q370qE=125MPa弹性模量 E =210GPa2.3.4. 高强度螺栓容许荷载按下式计算: N=P*f*m/K 式中: N 高强
7、度螺栓容许荷载 kN P 高强度螺栓预拉力 M30 P=360kN M24 P=240kN f连接钢材表面抗滑移系数 f0.45 m连接处的摩擦面数。 K安全系数,取1.7。2.4、钢桁梁结构2.4.1、主桁主桁上、下弦杆截面均采用焊接箱形断面, 竖板设板式加劲肋。上弦杆截面形式为,下弦杆截面形式为,斜杆截面形式主要为,部分采用H形截面。上弦杆为受压杆件,竖板设置两道加劲肋;下弦杆为受拉杆件,考虑到制造、安装架设等因素,竖板设置了一道加劲肋。主桁节点采用整体节点形式。主桁上、下弦杆以控制内高、内宽为基准,128m和99.05m钢桁梁上、下弦杆内高均为1600mm,内宽分别为1000mm和800
8、mm。腹杆除端斜杆采用对接式拼接外,其余均采用插入式与主桁整体节点连接,对接式腹杆内宽与弦杆内宽相同,插入式腹杆外宽分别采用1000mm和800mm。上平纵联节点板焊于整体节点板上,焊缝要求熔透,焊后必须打磨匀顺。上、下弦杆拼接采用四面拼接,分别按四块板有效截面进行拼接计算。桥面板与下弦杆件的连接采用弦杆顶板加宽伸出弦杆竖板、与钢桥面板工地对接焊,节点板范围内桥面板开槽以便节点板穿过,该连接方法须要处理好节点两端箱形杆件竖板、节点板与桥面板焊接的平顺过渡。2.4.2、桥面系桥面板为密布横梁正交异性整体钢桥面板,道砟桥面。所有横梁上缘挡砟墙范围内均设置2%的人字坡,所有横梁梁端腹板高均为1600
9、mm。节点处设置节点横梁,间距16m。除端支点外,节点横梁采用倒T型结构,腹板厚16mm,翼板宽1000mm,板厚40mm。端支点节点横梁采用箱型结构,腹板厚16mm,两腹板间距700mm,翼板宽760mm,板厚24mm。相临节点横梁间设置4片节间横梁,间距3.2m。节间横梁为倒T型截面,腹板厚16mm,翼板宽800mm,板厚40mm。每线铁路下设2道纵梁,间距1.5m。纵梁采用倒T型截面,腹板高680mm,板厚14mm,翼板宽240mm,板厚20mm。桥面板厚16mm,纵向采用U型加劲肋和板式加劲肋,U型加劲肋横向间距600mm左右,顶宽300mm,底宽170mm,高280mm,板厚10mm
10、,板式加劲肋肋高160mm,厚20mm。钢桥面板分为B1B7七种类型。B1为端支点处使用,B3、B5为中间节点处横梁使用,其它类型为节段间桥面板,桥面板与主桁的连接在工地现场连接完成。桥面板顶板连接采用焊接,纵、横梁腹板、底板和桥面板纵肋连接采用M24高强度螺栓连接。2.4.3、上平纵联除梁端桥门架处支杆采用箱形截面外,上平纵联的斜杆及支杆截面均为工形断面,采用交叉式。上平联杆件高520mm,翼板宽460mm,厚24mm,腹板厚为16mm。2.4.4、桥门架及横联钢梁端斜杆上设有斜向桥门架,同时在上弦每个节点处斜腹杆上设置中间横联。桥门架及横联均为桁式结构,杆件采用工型截面。由于桥门架和横联与
11、腹杆斜交,制造时应注意控制精度。2.4.5、检查设备为便于钢梁的检查和维修,本设计上弦设有防电维修车,下弦设有检查吊车。多跨简支梁时也可采用在两孔上弦节点之间设置连接杆件,共同使用上弦防电维修车,下弦检查车每孔钢梁设置一个。在主桁内侧设有员工走道,供员工养护维修使用。上弦防电维修车、下弦检查吊车概图见专桥(2010)0123-153、154,上下弦检查车轨道由检查车设计单位进行设计,严禁在本钢梁上任意开孔或焊接附属构件。2.4.6、挡砟墙本设计桥面设置护轮轨,在钢桥面板上缘两侧挡砟墙位置焊接钢板及22剪力钉,钢板开孔与穿孔钢筋形成PBL剪力键。工地现浇挡砟墙与钢桥面连接。相关预埋件详见专桥(2
12、010)0123-120123。钢梁架设安装完成后绑扎挡砟墙钢筋,进行现场灌筑。现浇挡砟墙高635mm,挡砟墙每4m左右设20mm断缝。2.4.7、电缆槽无声屏障时电缆槽设在两侧人行道角钢支架上;有声屏障时为便于检修,电缆槽设于声屏障立柱内侧人行道板上。支架构造见“附属设施图”。2.4.8、桥上排水系统为保证桥面排水通畅,桥面板顶面挡砟墙内侧设置2%的人字型排水坡,在挡砟墙内沿纵向间距4m左右设置外径为160mm的PVC泄水管,泄水管可伸出主桁下弦杆外侧。如需集中排水,应采取在跨中向两端纵向设置泄水管。2.4.9、人行道及声屏障人行道采用角钢栏杆型式,宽度为800mm。人行道角钢支架利用预埋于
13、挡砟墙中的T形钢与挡砟墙连接,人行道及声屏障相关附属设置按专桥(2010)2013办理。与混凝土T梁相比,人行道角钢支架高出约185mm,施工时注意顺接。2.4.10、桥梁伸缩缝为使桥面排水系统在桥面接缝处连续,并保证大型养护机械的施工作业,钢梁架设安装完成后在梁端接缝处设置伸缩装置,两孔梁梁缝间铺设三元乙丙橡胶止水带,并用钢盖板覆盖。两端应设置与专桥(2010)2103配套的防排水设置。梁端桥面板未设置防排水预埋件,施工时应按专桥(2010)2103中的规定预埋相应的预埋件。2.4.11、避车台为方便员工避车,对单跨简支梁在E2E4、E6E8、E4E2节间设置双侧避车台2.5拼装支架跨大堤7
14、4#75#墩之间设置9排临时支墩,每排2个。在主桥86#87#墩之间设置8排临时支墩,82#83#墩之间设置7排临时支墩,每排2个。临时支墩主要由分配梁、钢管立柱和混凝土扩大基础3部分组成。跨大堤74#75#墩之间每个扩大基础上设置两根直径80cm的钢管立柱;82#83#墩、86#87#墩之间每个扩大基础上设置两根直径63cm的钢管立柱,立柱间设置联结系,支架顶布置分配梁。83#86#墩、87#88#墩之间钢梁架设采用半悬臂拼装法,跨中设一个大临时墩,大临时墩由两个小的临时支墩构成,每个小临时墩由9根500PHC管桩、小承台、4根1100钢管桩、分配梁组成。为调节钢梁架设过程中的节点高程,在临
15、时支墩上设置千斤顶顶位。三、总体施工方案跨大堤的74墩75墩和跨82墩83墩钢桁梁施工采用支架法拼装。跨83墩88墩采用(半)悬臂架设的方法,拼装方向为从86#墩向88#墩方向,完成后调头架设86#墩83#墩。在86#87#墩间搭设支架,对第一跨钢桁梁进行支架拼装,然后进行半悬臂拼装。钢梁架设完成后,用千斤顶将钢桁梁落在墩顶临时支座上,调整钢桁梁纵横向位置,安装永久支座,落梁。详见“附图1 施工工艺流程见附图”。钢桁梁架设主要内容:1、钢桁梁杆件预拼;2、杆件运输;3、杆件吊装;4、高强度螺栓施拧;5、支座安装;6、钢桁梁涂装等。四、钢桁梁拼装架设(一)杆件预拼为便于钢梁安装,架设前需要在钢梁
16、存放场要将部分零小杆件组拼成一大部件。1、预拼注意事项(1)预拼时要按照架设安装顺序图进行单元组拼,认真阅读图纸和设计变更通知单,清查杆件编号和数量,预拼中应注意各杆件(包括节点板、拼接板、填板等)的安装部位,要对方向对孔眼,以防搞错;如有漏钻孔要及时补钻,并在基本杆件上标出栓钉长度区域线,标线或写字时不得在高栓垫圈的范围内进行。(2)拼装冲钉的公称直径应与工厂试拼所用钉孔的重合率相适应。冲钉材质可选用35号或45号碳素结构钢制作,并经过热处理方能使用。冲顶直径应小于理论孔径0.2mm,冲钉圆柱部分的长度应大于板束厚度,冲钉使用多次后,经检查如不符合偏差要求,应予以更换。(3)待安装的钢梁杆件
17、和组合单元应用油漆标出质量和重心位置,便于捆扎钢丝绳。同时也应在节点板上标出拼装的螺栓长度、数量、拼装方向,但标示线不得进入高栓垫圈范围。(4)组拼时在节点板和杆件连接部分应先把浮土、油污、积水等清理干净,对栓孔内的铝皮、油漆、飞边、铁屑、浮锈等亦应清除,以保证栓孔直径。(5)在主桁杆件大节点预拼时,在预拼的一侧,用冲钉进行定位,用螺栓进行固定而不拧紧。(6)多板束预拼时,应先检查、核对各组拼杆件的编号,清理板面毛边,分清杆件左右、上下层内外侧方向,组合时按接板的内外先后次序水平叠放对孔,不与预拼弦杆连接的一端用少量螺栓夹紧,再将整组板束和弦杆连接。对板层较多、错孔较大的孔眼,不宜用大锤猛打冲
18、钉过眼,应先查明原因后再作适当处理。(7)拼接螺栓初拧前严格检查拼接件的各部分尺寸、数量、编号、位置、方向及轴线等是否符合设计要求,确认无误后,再进行高强度螺栓的初拧、终拧工作。(8)杆件预拼后,由于重量不对称,应根据重心参数表中所示的重心位置,在杆件上用油漆标出,以便钢梁平稳起吊。(9)在第一批钢梁进场后,应进行全部丈量,并做好记录。若由于杆件拼接处的宽度(或板厚度)不等,造成空隙大于2mm者,需加垫经过喷铝处理的填板。空隙2mm者,要求在宽杆件(或厚板)的端头磨成十分之一的斜坡,并经喷铝,然后再进行节点拼接。经过第一批实测主桁杆件拼接处宽度、工字断面竖板厚度和填板厚度的公差后,分析是否会因
19、板厚公差造成大于2mm的拼装缝隙,然后再定其他各批钢梁是否需要实测上述板厚问题。2、弦杆预拼(1)弦杆预拼一般带大、小节点板,接头节点板组拼在前端(架设方向),拼接板及有关填板在后端,用冲钉定位,临时螺栓固定而不拧紧。(2)组拼上弦节点处与横撑连接的下面一块节点板时, 上面一块节点板可带在横撑上;组拼下弦节点处与铁路横梁连接的下面一块节点板时,下面两块节点板可带在下弦杆上。(3)在预拼场安装好上、下弦杆上拼装人员走行的防护栏杆,以保证拼装时操作安全。3、横向联结系预拼横向联结系与弦杆节点联结处,把补强板和填板带在横撑上。4、斜杆预拼斜杆与弦杆节点处,把补强板和填板带在斜杆上。5、桥门架预拼(1
20、)桥门架处上平联下层拼接板带在上弦杆节点上。(2)桥门架处下平联带上层拼接板,下层拼接板带在斜杆上。(3)先安装下平联与斜杆交叉处上层拼接板,再安装斜杆与上弦上层拼接板、斜杆交叉处下层拼接板,后安装斜杆带交叉处上层拼接板。6、杆件预拼后应满足下列要求:(1)预拼单元重量不得超过吊机额定重量。(2)部件编号、数量和方向符合设计图或预拼图。(3)由板厚小于32mm组成的板束,其板层密贴情况应满足0.3mm插片深入板层缝隙深度不大于20mm的规定。(4)支承节点磨光顶紧范围内接触面缝隙不大于0.2mm。(5)栓孔重合率应达到铁路钢桥制造规则对工厂试拼质量要求。杆件组拼单元栓合后,均应经值班技术人员检
21、查,填写杆件登记卡,并经质检人员检查验收合格办理签证后才能出场架设。(二)杆件运输钢梁杆件在预拼场组拼完成经验收合格后,由钢桁梁运输车沿60t门吊上游内侧便道运至架设地点,然后利用60t龙门吊机进行拼装架设。(三)杆件吊装1、准备工作(1)拼装支架及墩顶布置要严格按照施工设计图纸办理,架设前经有关部门进行全面检查,并办理签证。其上均设置水平、中线观测点,随时观测架梁过程中沉陷和变位情况,以便及时调整。(2)墩顶分配梁、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的防滑材料。(3)拼装顺序除按拼装顺序图办理外,并应考虑下列各点:吊机的类型、运用方法及起吊能力。钢梁杆件供应方法。
22、先装杆件不妨碍后装杆件的安装和吊机的运行。拼装主桁杆件其两侧悬臂结构应保持平衡稳定。主桁杆件应尽快形成封闭的三角形稳定结构。(4)工厂组拼记录,包括钢桁梁轮廓尺寸、栓孔重合率、组拼冲钉直径、钢桁梁节段编号及重量。(5)钢桁梁组拼合格证,包括节段高强度螺栓出厂合格证及施拧记录。(6)摩擦面出厂时的摩擦系数试验资料。(7)高强度螺栓成品出厂合格证。(8)电动扳手校定、高强度螺栓扭矩系数、预拉力损失、施拧扭矩、紧扣检查扭矩、温度与湿度对扭矩系数的影响、板面滑动摩擦系数复验等资料。2、杆件起吊(1)钢梁到达工地后,应指定专人负责检查运输过程中节段杆件有无变形、损伤,喷铝层及油漆有无破损,若有,则应及时
23、修补、记录。(2)拴捆前检查由预拼场发来的杆件是否符合拼装顺序,拴捆时应注意杆件上标注的质量大小和重心位置。杆件用专用吊具拴捆、起吊,起吊时要试刹车,使弦杆等尽可能保持水平,竖杆保持竖直,斜杆保持4050的倾角。拼装脚手架应事先挂于节点旁,随同杆件起吊。(3)起吊的钢桁梁应先提离地面10cm左右,经检查确认良好后,先试刹车,合格后方可继续起吊;起吊过程及平移应均匀缓慢。3、杆件拼装3.1支架拼装首孔86#87#墩跨大堤74#75#墩、82#83#墩、86#87#墩之间钢桁梁架设采用支架法拼装,杆件拼装顺序如下:1)工艺流程安装下弦E0节点安装下弦E0E2杆件并施拧安装E0E2节间桥面板依次吊装
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