悬索桥钢梁架设专项施工方案OK版.docx
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1、广西南宁良庆大桥钢梁吊装专项施工方案 校核: 柳州欧维姆工程2014年5月26日书目 一, 工程概况1二, 缆载吊机结构简介与安装2缆载吊机结构简简介2钢主桁架2行走机构3吊具3提升千斤顶4液压泵站5钢绞线收放装置5限制系统6缆载吊机安装9行走机构安装9箱型负重梁安装10中间桁架梁安装10其他液压与电气设备安装11三, 梁段吊装施工12梁段吊装施工步骤13缆载吊机行走1缆载吊机试吊3前期(初始值)数据收集3空载试验与吊具带载下放试验4静载试验4动载试验53.4 LZ1, LZ2, LZ3梁段荡移, 平移与落梁5荡移施工5平移施工11落梁施工13其他梁段吊装施工13吊装前打算工作13钢箱梁吊装1
2、5吊装, 平移, 落梁力计算16吊装16平移17落梁17四, 缆载吊机行走, 吊装的平安留意事项与预防措施17分工和责任17总体预防17缆载吊机平安留意事项18室内操作限制人员平安留意事项18猫道上观测行走平安留意事项19室外观测人员平安留意事项19缆载吊机吊放和移动前操作平安预防措施20缆载吊机吊放和移动时操作平安预防措施21五, 施工组织部署225.1 施工组织机构与岗位职责225.1.1 施工组织机构225.1.2 项目部责任分工225.2 施工队伍组织235.3 确保施工质量平安进度措施23六, 平安保障措施25缆载吊机平安保障措施25缆载吊机平安交底与培训25缆载吊机指挥人员应急预案
3、26应急救援工作的组织26事故处理流程30危急源辨识与预防措施31七, 施工机具设备33主要施工设备与机具33协助机具与材料34八, 支架结构与计算358.1 LZ2, LZ3节段下支架设计与验算报告35支架设计35支架验算37桩基承载力验算458.2 LZ1梁段上支撑平台设计与验算报告46平台设计46平台验算49预埋件计算50焊缝验算52一, 工程概况南宁良庆大桥主桥桥型为单跨420m的地锚式叠合梁悬索桥,主缆计算跨度为:168m+420m+168m,矢跨比1/9,见图1-1。两根主缆中心间距25m,标准桥宽38m,近桥塔处桥面宽度加宽至46m,主塔采纳砼门式塔塔高81m,塔顶横向中心距25
4、.4m。图1-1主桥跨径布置图 主桥钢箱梁安装采纳单节段吊装,钢箱梁分11类与共41节段,参数如表1-1。梁段类型节段数量梁段长/m节段总重/t最大荡移角(度)备注LZ1220最重梁段,可分为4段,最重段按164吨考虑LZ22920LZ3220LZ42LZ52LZ6LZ1214109LZ132LZ142109LZ152LZ16LZ2010109LZ211合计41表1-1 主桥钢梁类型表二, 缆载吊机结构简介与安装缆载吊机结构简简介主桥梁段的安装设备名称:200吨缆载吊机, 数量:2台(以下简称缆载吊机)进行吊装,以LZ21梁段为分界点,南北侧各一台缆载吊机。从中跨中间起先架设。 本工程2台缆载
5、吊机由柳州欧维姆机械制造,主要由一个钢主桁梁, 两个在主缆上的行走机构, 两套液压提升设备(含提升和牵引千斤顶, 液压泵站, 限制系统与钢绞线收线装置), 吊具扁担梁, 柴油机等部分组成。其结构如图2-1。 图2-1 缆载吊机结构图钢主桁架钢主桁梁由两段箱型负重梁与中间桁架梁构成,如图2-2 钢主桁梁结构图。中间桁架梁主要是对整体结构起刚性支撑作用,桁架的空间用于安放收线装置, 柴油机泵站和限制室,并为施工操作供应工作平台。图2-2 钢主桁梁结构图行走机构行走机构主要是行走机构钢结构主体, 牵引千斤顶, 抱箍, 行走滚轮和荷载转换千斤顶组成。各部件之间采纳销轴连接。每台缆载吊机2个行走机构。如
6、图2-3图2-3行走机构结构图吊具吊具结构主要包括圆柱筒, 扁担梁, 扁担梁滑箱, 提升锚固支座和吊装钢绞线等部分。每台缆载吊机配备2个吊具。如图2-4 图2-4 吊具提升千斤顶LSD 型钢索式液压提升设备有承重系, 动力系与限制系三大部分。其承重系包括提升千斤顶, 构件夹持器与高强, 低松弛钢绞线。动力系为带有各式液压阀的泵站,它接收限制系统给出的指令开关电磁阀从而限制油路,驱使千斤顶油缸, 活塞的动作。它以液压油为动力,推动油缸, 活塞往复运动,通过上夹持器和下夹持器的荷载转换,从而实现垂直提升(或下降)重物的一种起吊设备。一台缆载吊机上由2台提升千斤顶,分别安装在上下游,单台提升千斤顶额
7、定提升力为200T,如图2-5图2-5 提升千斤顶液压泵站本液压泵站是为200 吨缆载吊机设备设计, 制造的专用液压系统。系统由四个独立的回路系统组成,分别为提升系统, 牵引系统, 夹持系统与行走系统等。提升系统和牵引系统的压力油可以合流一起为提升工况供油,以提高提升效率。其余三个系统均由独立的泵头输出液压油,独立的液压阀与相关液压元件限制液压油的压力与液流方向,独成一路,互不干扰,简化液压回路,便于限制。液压泵站为缆载吊机的提升系统与行走机构供应动力源,通过泵站输出的液压动力驱动提升千斤顶与行走机构的各种执行元件,从而实现重物的提升与缆载吊机在钢梁上移动。如图2-6图2-6 液压泵站钢绞线收
8、放装置钢绞线收放装置是缆载吊机重要配套件之一,通过安装于自身的动力机构,可以独立的进行钢绞线的收放,同时也具有携带吊具下放的功能。如图2-7图2-7 钢绞线收放装置限制系统缆载吊机限制系统是基于工业PLC限制技术,集人机界面, 传感器技术, 通讯技术于一体的多功能限制装置。限制系统的多功能可以通过旋钮, 按钮操作实现,便利简洁,也可以通过触摸屏界面上的功能键实现远程操控,并能将设备当前的运行状态与实时数据直观的显示在界面上,让操作者能掌控全局。系统的远程操作是在主控台上进行。主控台的硬件系统采纳了PLC+触摸屏的组合方式,其特性主要是提高了系统的稳定性与可操控性能。电源系统不仅基于外接电源,且
9、采纳不间断电源UPS,保证在断电状况下,主控台内的各单元组件也能正常的工作。各现场限制器之间采纳通信单元连接,全部检测与限制信号通过数据线传送至主控台,主控台内部的单元模块依据采集到的位置信号, 压力信号, 反馈信号,依据肯定的转换和算法,以数值的形式显示在触摸屏界面上,并通过程序限制,由主控单元发出逻辑限制信号驱动相应的电磁阀动作,实现多台千斤顶协调动作,完成千斤顶的同步限制。主控台上可显示每台千斤顶的实时压力, 力值与位移数值(负载转换顶只显示压力值和力值);可设定千斤顶的最高压力值与夹持器的预松锚时间;远程手动或调整限制;远程执行自动运行程序;显示当前系统的运行状态;系统还具有数据保存功
10、能和故障报警功能,在达到预先设定的压力或负载限制时自动停机报警,起到对整个系统与构件的平安爱护。限制系统框图主控台位移, 压力传感器操作界面缆载吊机安装缆载吊机安装可利用吊装索鞍门架进行安装,在门架上安装提升横梁与定滑轮组,在上横梁上布置两台卷扬机,在塔顶将钢丝绳穿入定, 动滑轮组。如图:2-8图2-8 塔顶门架行走机构安装一, 利用门架提升梁与卷扬机,将动滑轮从塔顶放至主塔承台靠江侧。二, 连接好动滑轮与行走机构,运用卷扬机将行走机构缓慢提升,超过主缆后,利用卷扬机在空中进行转换,2台卷扬机协作将行走机构横移到主缆上方。三, 运用手拉葫芦, 钢丝绳将行走机构与门架固定,并将抱脚与主缆固定门架
11、上,保住行走机构主体。箱型负重梁安装实行同样的方法,将箱型负重梁提升至塔顶与行走机构通过销轴进行连接。采纳手拉葫芦调整两个箱型负重梁的位置, 高度和间距,并通过钢丝绳固定在门架上,因主缆受力增加,产生下绕,需调整从前安装行走机构相应手拉葫芦, 钢丝绳受力,便于中间桁架梁的安装。中间桁架梁安装运用上下游门架动滑轮组,依据提升行走机构的方法将中间桁架梁提升与箱型负重梁下。利用手拉葫芦调整两个箱型负重梁间距,使得中间桁架梁顺当提升至箱型负重梁等高,连接中间桁架梁与箱型负重梁。因主缆受力再次增加,产生下绕,需调整从前安装行走机构, 箱型负重梁相应手拉葫芦, 钢丝绳受力,全面检查各构件连接状况,确认无误
12、后解除缆载吊机与塔顶门架的连接。其他液压与电气设备安装利用塔吊依次将设备吊装并安装好,调试好设备,为缆载吊机的下行做好打算。 三, 梁段吊装施工因LZ1梁段结构重量较大缆载吊机不能整体吊装,需分为4段,其中LZ1-3, LZ1-4用缆载吊机分两次荡移到位, LZ1-1, LZ1-2梁段干脆利用汽车吊卸船并吊装到位焊接。LZ1梁段分段示意图如下:LZ1梁段分段示意图梁段吊装施工步骤缆载吊机安装完成后需行走至3#吊索位置进行试吊,试吊完成后,走行至LZ21梁段向两边岸进行吊梁,当吊装到LZ5梁段后,分别荡移浅水区, 无水区LZ1, LZ2, LZ3梁段,步骤如下:步骤一:在边塔门架下方安装缆载吊机
13、,2台同时安装。步骤一示意图步骤二:2台缆载吊机行走至3#吊索处,分别进行试吊。步骤二示意图步骤三:1#缆载吊机行走至20#吊索处,从LZ21梁段向南岸侧吊装。2#缆载吊机行走至19#吊索处,从LZ20梁段向北岸侧吊装。步骤三示意图步骤四:对称完成至LZ5梁段吊装,缆载吊机行走至3#吊索处,并且在此之前搭设好浅水区, 下横梁支架。步骤四示意图步骤五:吊装LZ1-3梁段。步骤五示意图步骤六:荡移LZ1-3到支架上。步骤六示意图步骤七:平移LZ1-3梁段至1#吊索下方,同时荡移LZ1-4梁段.步骤七示意图步骤八:缆载吊机行走至1#吊索处,吊装荡移LZ1-3梁段到上支架就位.步骤八示意图步骤九:平移
14、LZ1-4梁段到1#吊索下方, 吊装荡移到上支架就位.步骤九示意图步骤十:利用汽车吊将LZ1-1, LZ1-2梁段卸船,并吊装到位。步骤十示意图步骤十一:缆载吊机行走至3#吊索处,吊装荡移LZ2梁段到支架上.步骤十一示意图步骤十二:平移LZ2梁段到1#吊索下方,同时吊装荡移LZ3梁段到支架上.步骤十二示意图步骤十三:吊装LZ4梁段到位。步骤十三示意图步骤十四:缆载吊机行走至2#吊索,吊装LZ3梁段到位。步骤十四示意图步骤十五:缆载吊机行走至1#吊索,吊装LZ2梁段到位,全桥合拢。步骤十五示意图缆载吊机行走缆载吊机滚轮式行走步骤原理缆载吊机的行走是在两台牵引千斤顶的牵引下通过自身滚轮在主缆上的滚
15、动来进行的,其跨越索夹时需前, 后轮组交替起落来实现,它是一个连续的动作过程,现分如下十四个步骤来说明其跨索夹的工况:步骤一:提升缆载吊机主体先解开支承索夹,荷载转换千斤顶顶出,让缆载吊机主体在高度方向上上升,目的是为了让缆载吊机主体脱离主缆,并保留肯定的通过高度(能顺当通过索夹的高度)。缆载吊机全部的负重全部转换到滚轮上。步骤二:第一组滚轮提升将第一组待过索夹的滚轮提升,以能通过索夹为宜。提升缆载吊机主体(步骤一) 第一组滚轮提升(步骤二)步骤三:缆载吊机主体前移通过限制系统限制行走机构上的牵引千斤顶反复拉伸,拉动缆载吊机主体沿主缆前进。同时保证缆载吊机主体正常前进或跨过索夹。步骤四:第一组
16、滚轮下降第一组滚轮下降并受力,为第二组滚轮提升和跨索夹作打算。缆载吊机主体前移(步骤三) 第一组滚轮下降(步骤四)步骤五步骤十三:第二组至第四组滚轮跨过索夹。第二组滚轮提升(步骤五) 缆载吊机主体前移(步骤六) 第二组滚轮下降(步骤七) 第三组滚轮提升(步骤八) 缆载吊机主体前移(步骤九) 第三组滚轮下降(步骤十)第四组滚轮提升(步骤十一) 缆载吊机主体前移(步骤十二) 第四组滚轮下降(步骤十三) 下放缆载吊机主体(步骤十四)步骤十四:下放缆载吊机主体荷载转换千斤顶回程,将缆载吊机主体下降到主缆上,进行力系转换,然后安装支承索夹,为提梁作好打算。以此十四个步骤动作为一个循环,反复此循环,就可以
17、实现缆载吊机在主缆上行走至下段钢箱梁吊装位置。缆载吊机试吊为了检验缆载吊机整机结构的牢靠性和平安性,并让广阔技术管理人员和工人熟识吊装流程与相关技术,在钢箱梁正式起吊前需对缆载吊机进行荷载试验。依据缆载吊机的设计状况和结合现场状况,缆载吊机拼装完成经调试检查符合要求后,行走至3#吊索处,用LZ1梁段分为4段,最重节段164205吨。164吨(最重梁段)X1.25=205吨(静载)164吨(最重梁段)X1.1=吨(动载)前期(初始值)数据收集将全站仪架设在具有良好覆盖观测位置作为整个荷载试验测量观测限制点,然后分别记录下各个测点位置处的相对标高并记录在案。用全站仪以缆载吊机行走机构端部为起点,每
18、20m间距在主缆上进行标记。测点位置包括缆载吊机主桁架跨中中点, 缆载吊机行走机构与负重梁铰接的上方。详见下图:观测设备全站仪 2台,水平尺2把,秒表2只,5m卷尺2把;空载试验与吊具带载下放试验(1). 开启缆载吊机上游侧提升设备,匀速下降吊具到最长位置,视察各种限位和液压限制系统, 钢绞线的排列是否正常并记录。(2). 匀速提升吊具,同样视察高度限位和钢绞线的排列是否正常并记录。(3). 上游侧完成后,同理完成下游侧的提升设备检查并记录。(4). 上, 下游提升机构运转试验合格后提升设备上下锚全部打开,将吊具重量全部转换到收放线装置上。首先记录上下游位移初始值,再同时启动上, 下游侧缆载吊
19、机收放线装置,同时匀速下降吊具,看两侧数据的改变。静载试验 静载试验的目的是检验起重机与其各部分的结构承载实力。静载试验的载荷按20%,40%,60%, 80%,90%,100%,110%,125%,渐渐地加上去。试验后,检查缆载吊机应当无永久变形, 焊缝无裂纹和油漆刹落,各连接处应当无松动,主要零部件无损坏。(1). 先对缆载吊机各监测量进行原始数据采集。(2). 将钢箱梁用驳船运至待吊点,就位精度限制在1m以内。(3). 开启缆载吊机,同步下降两侧吊具至钢箱梁上(钢箱梁加配重至205吨),并将吊具与钢箱梁吊点连接坚固,检查各部件连接状况,合格后上报指挥。(4). 同时提升缆载吊机吊具,依据
20、压力显示,载荷20%,40%,60%, 80%,90%,100%渐渐地加上去。然后将钢箱梁提高约20cm,稳载10min后,测量缆载吊机监测点,同时视察缆载吊机相关部件运转状况并记录。(5). 再次提升缆载吊机吊具50cm并稳载10min后,再次测量缆载吊机监测点,视察缆载吊机相关部件运转状况并记录。(6). 下降缆载吊机吊具50cm并稳载10min后,第三次测量缆载吊机监测点,同时视察缆载吊机相关部件运转状况并记录。(7). 比较相关测量数据,得出试验结果。动载试验 动载试验的主要目的是验证缆载吊机各机构和制动的功能。 (1). 动载试验前,检查各机构装配之间是否正常无松动。(2). 开启缆
21、载吊机,同步下降两侧吊具至钢箱梁(钢箱梁加配重至吨)上,并将吊具与钢箱梁吊点连接坚固,检查各部件连接状况,合格后上报指挥。(3). 同时缓慢提升缆载吊机吊具,将钢梁与配重缓慢提升至5米,然后下放,以此反复,同时视察缆载吊机相关部件运转状况并记录。(4). 各部件完成其功能试验,随后进行目测检验个机构部件是否有损坏或松动。(5). 比较相关测量数据,得出试验结果。 LZ1, LZ2, LZ3梁段荡移, 平移与落梁因LZ1(分为4段LZ1-1, LZ1-2, LZ1-3, LZ1-4), LZ2, LZ3梁段处于浅水区或无水区,由于驳船无法靠拢,需搭设支架加铺滑道平移。荡移施工LZ1梁段分为4段,
22、缆载吊机行走至3#吊索分两次荡移LZ1-3, LZ1-4梁段到位, LZ1-1, LZ1-2梁段干脆利用汽车吊卸船并吊装到位焊接。LZ2, LZ3梁段采纳一次荡移到支架上,平移至相应吊索下方,在提升到位。步骤如下:步骤一:缆载吊机行走至3#吊索处,LZ1-3梁段运输到缆载吊机下方,安装好卷扬机并与吊具牢靠连接。步骤一示意图步骤二:将梁段提升至支架上方,同时收紧卷扬机钢丝绳。步骤二示意图步骤三:收紧卷扬机钢丝绳,缆载吊机同步下方,将梁段落到滑道滑座上。步骤三示意图步骤四:将梁段与吊具连接解除,并平移LZ1-3梁段至1#吊索下方,待二次荡移。步骤四示意图步骤五: 同样方法荡移LZ1-4梁段。步骤五
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