四渡河特大桥桁架梁吊装施工方案.pdf
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1、四渡河特大桥桁架梁吊装施工方案四渡河特大桥桁架梁吊装施工方案一、概述一、概述四渡河特大桥是一座主跨为 900 米单跨双铰钢桁梁悬索桥,主缆矢跨比 1:10,加劲钢桁梁高 6.5m,主桁吊索横向间距26m,纵向间距 12.8m.全桥为整体式断面,双向四车道,桥面净宽 24。5m。钢桁架采用整体节点新技术。钢桁架各杆件均为工厂组焊件,为减少钢桁架梁杆件的现场拼装连接,将弦杆连同一个或两个节点在工厂焊接成整体,现场用高强度螺栓连接成桁架.全桥共分 71 个节段组拼安装,节段最大吊装长度 12.8m,节段最大吊装重量 91。6T。每个节段在工地拼装场地组拚,采用施工缆索吊装就位拼接。钢桁梁杆件间连接采
2、用现场高强度螺栓连接。工厂制造包括主桁上、下弦杆件、主桁腹杆、横梁上、下弦杆件、横梁腹杆、平联、纵梁、塔连杆、节点板、填板等各零件的预制、杆件的组焊及制孔、涂装,按桥规进行厂内试装。现场进行节段组装,并运输到揽载起重机下方吊至桥位安装.高强度螺栓采用 20MnTiB。全桥钢梁总重量约为 7978t,高强度螺栓 M24 共 30.3 万套,M20 共 9.48 万套.二、施工工艺二、施工工艺(一)缆索吊机设计(一)缆索吊机设计四渡河特大桥主跨为 900m 悬索桥,主梁为钢桁架梁,最大吊重为 91。6T,综合考虑桁架梁吊装过程中各种工况,缆索吊机设计起吊能力为 1600KN。图 1缆索吊总体布置图
3、1 1、方案布置、方案布置结合两岸地形,考虑猫道影响及塔顶宽度限制,宜昌岸锚碇设置在锚洞口侧上方,恩施岸锚碇设置在重力式锚碇内,在主塔塔顶位置设置缆索吊机塔架.缆索吊机主跨900m,宜昌岸边跨 124m,恩施岸边跨 220m,锚碇采用岩锚加混凝土锚,塔架采用钢管焊接。缆索吊机各项技术指标如下:2 2、主索、主索 主索设两组,每组由 856(6x37+1)钢绳组成,空缆垂度 60m(未上跑车),重载垂度 72m,空索矢跨比 1/15,重载矢跨比 1/12.5。上、下游两组天线对称于桥轴布置,1间距 30m,处于猫道外侧。起吊系:采用28 钢绳通过起吊 8 线后,钢绳的一端经过 2 号塔塔架上索鞍
4、进入路堑上设置的 20t 起重卷扬机,另一端固定于1 号塔,共设置独立起吊系二套,起吊力750KN.牵引系:利用主缆架设时设置的主副 20t 卷扬机,36 牵引绳一端经跑马滑车牵引转向轮导向固定于塔顶,另一端通过塔顶塔架上的转向轮进入20t 牵引卷扬机。共设置四套牵引系。梁段进行牵引、起吊速度:V 牵引=8m/minV 起吊=2m/min3 3、缆索吊机塔架、缆索吊机塔架塔架采用钢管焊接而成,钢管壁厚偏差应在100%之间,塔架高度为 13。2m,塔架与塔顶门架连接,以增强塔架整体的稳定性。塔脚通过预埋在塔顶的精轧螺纹钢固结。4 4、缆索吊机锚碇、缆索吊机锚碇两岸共设置 4 座独立岩锚加钢筋混凝
5、土锚,每个锚碇采用 17 根岩锚锚固,岩锚采用615.24 高强低松弛钢绞线,锚固长度为 8m,自由段长度 8m,外端再浇注 3。3m3m6m 的钢筋混凝土锚墙。(二)缆索吊机架设(二)缆索吊机架设1 1、塔架拼装、塔架拼装塔架采用钢管焊接而成,塔架高度为 13.2m,塔架与塔顶门架连接,以增强塔架整体的稳定性。塔脚通过预埋在塔顶的精轧螺纹钢固结.2 2、地锚索鞍轮安装、地锚索鞍轮安装在锚墙上安装传力板 1,传力板采用 30mm 厚的钢板,由预应力锚索进行锁定。在传力板 1 上焊接传力板 2(耳板),再在传力板 2 上安装索鞍轮,索鞍轮与耳板之间采用82 的钢销连接,各构件焊接完成后需要对其进
6、行无损检测。图 2 地锚索鞍轮安装示意图3 3、索鞍安装、索鞍安装塔架安装完成后,进行索鞍的安装,索鞍底座焊接在塔架顶的工钢分配梁上,除了底座的平焊缝外,还需要焊接劲板,以抵抗承重索在塔顶产生的水平推力。24 4、承重索架设、承重索架设(1)、承重索的牵引缆索吊承重索的牵引利用主缆架设的牵引系统进行。承重索从放索架松出,连接上拽拉器,拽拉器牵拉至 2 号索塔,利用塔顶卷扬机及塔吊配合翻过 2 号索塔,再连接拽拉器牵引至 1 号索塔,用同样的方法翻过 1 号索塔,再利用拽拉器牵拉至宜昌岸锚碇。为了保证牵引过程的顺利进行,在塔顶承重索牵拉位置需布设滚筒。承重索的牵拉按由外向内的顺序进行,牵拉顺序如
7、图 3 所示:承重索牵拉时,根据两岸的地势情况,选择合适的剩余绳头盘存场地,确定将多余绳头留在恩施岸或者宜昌岸。图 3 缆索吊承重索牵拉顺序及连接示意图(2)、承重索的入鞍承重索牵拉就位后,在塔顶两侧用 5T 卷扬机导 6 线与承重索相连,连接方式为采用28 钢绳双线与承重索卡死(绳卡数量不少于 8 个),缓慢启动两侧 5T 卷扬机将塔顶范围内承重索提松,再利用塔吊提升将承重索入鞍。(3)、承重索调整承重索入鞍后,进行承重索的垂度调整,承重索垂度调整的施工步骤如下:1)、利用恩施岸锚碇和 2 塔顶靠岸侧 5T 卷扬机将恩施岸边跨承重索提空.2)、将承重索穿过转向轮后,用绳卡将承重索反向卡死,要
8、求绳卡数量不少于 9个,绳卡间距 50cm,后端间隔 1m 处加设 1 个保险卡。3)、启动塔顶靠中跨侧 5T 卷扬机将中跨承重绳提空。4)、利用宜昌岸锚碇和 1 号索塔顶靠岸侧 5T 卷扬机将宜昌岸边跨承重索提空.5)、恩施岸利用 20T 卷扬机(盘21.5 钢绳)导 6 线与承重索相连,连接方式为36 钢绳双线与承重索卡紧(绳卡数量不少于 13 个)。6)、松开并拆除塔顶及各点 5T 卷扬机与承重索的连接。7)、缓慢启动 20T 卷扬机对承重索垂度进行调整。8)、宜昌岸锚碇索鞍轮位置钢绳反卡锚固(绳卡不少于 12 个)。9)、松开 20T 卷扬机钢绳与承重索的连接,拆除绳卡.(4)、其它承
9、重索架设进行下一根承重索的牵拉架设,步骤与第一根承重索架设方法相同,不同的是在两3个边跨锚固时注意与前一牵拉的承重索对接(绳卡数量不少于 16 个)。5 5、跑马和起重索的安装、跑马和起重索的安装承重索架设完毕后,在 2 号索塔工作平台上拼装跑马滑车,跑马滑车分片安装在承重索上,再用组合轴将 8 排跑马联成整体,组装完成后安装运载梁、分配梁、上挂架.在两岸塔顶门架平台上安装支索器,支索器每隔 30m 一道,每个塔顶安装 10 个.利用拽拉器将盘在恩施岸锚碇处的 20T 卷扬机的36 起重索穿过索鞍和制索器,再穿过跑马上挂架和下挂架、1 号索塔制索器,锚固在 1 号索塔门架上,完成起重索的安装。
10、其具体的走线方式见图 4。图 4 起重绳走线示意图6 6、牵引索的架设、牵引索的架设跑马系统形成、起重索架设完成后,将原主缆牵引系统拽拉器拆除,28 钢绳作为恩施岸牵引索,36 钢绳作为宜昌岸牵引索.28 钢绳穿过跑车牵引导轮,拉回到索鞍转向轮锚固在 2 号索塔顶门架上,形成双线牵引。36 钢绳先卡成单线,牵拉至 1 号索塔后,牵拉端头锚固在 1 号塔顶门架上,形成双线牵引.至此,整个缆索吊机系统形成.(三(三)钢桁梁现场预拼钢桁梁现场预拼四渡河特大桥钢桁梁由中铁大桥局集团第七工程有限公司负责生产和拼装,全桥共71 个吊装梁段,共有二个总拼胎架同时拼装,每个胎架均按“2+2”的拼装方案,即每轮
11、拼四个节段,留 2 个节段参与后面的节段拼装,4 天拼一个轮次,约 120 天有效时间可拼完。1 1、施工场地布置、施工场地布置受地形条件的限制,钢桁梁在工厂制造完成后,汽车发运至工地拼装现场,现场进行拼装,拼装场地设置钢桁梁存放场、钢桁梁拼装场、待拼钢桁梁存放场以及库房等,场地面积需要 10000m2左右.具体的场地布置图见附图 1.拼装场搭设二个拼装 12。8m 大节段的拼装胎架,两台 60t 龙门起重机,用二台 25t的汽车吊作施工用,用四台 30t 的轮胎式运梁台车将拼装好的 12.8m 的大节段根据架梁先后顺序直接运送到缆载吊机的吊点下。胎架的搭设高度应满足运梁台车进入到胎架下将拼好
12、的钢桁梁节段顶起托运到缆4索吊的吊点下,并要有足够的刚度来保证最大重量节段在其上拼装不变形。第一节段钢桁梁拼装好后,检验胎架尺寸,观察有无变形.在拼装过程中要监控胎架变形情况,随时监测。拼装场设有互相垂直的纵横运梁台车运行轨道,横向轨道上设有两个横向 2+2 节间的拼装胎架,有两台 60t 龙门起重机用于钢梁拼装。拼装好的钢梁节段用四台 30t 的轮胎式运梁台驮运梁段从两胎架中间横向出梁,用千斤顶顶起钢梁节段,纵向轨道上的4台运梁台车进入梁段下方落顶,运梁台车纵向驮运钢梁节段到揽载吊机下方起吊。2 2、钢梁的杆件存放、钢梁的杆件存放(1)存放场应坚实、平整、有排水设施。(2)杆件应分类存放在垫
13、楞上,存放时应满足下列要求:1)杆件底部与地面之间净空不宜小于 300mm。2)杆件支点应放置在自重作用下杆件不致产生永久性变形处,杆件不允许叠放.3)主桁弦杆应单层存放,并且整体节点板向上。4)应将杆件刚性较大的一面竖立放置,多片排列放置时,应设支撑,并用螺栓把杆件彼此联结.5)杆件间应留有适当空隙.3 3、杆件进场复验及缺陷处理、杆件进场复验及缺陷处理(1)钢梁进场后,应按设计文件及制造规则对出厂提供的技术资料和实物进行检查核对并等级造册,经监理签认后,按规定处理。主要检查一下项目:1)由于运输和装卸不当造成的杆件损伤变形。2)杆件缺陷在工厂漏查者。3)由于搬运过程中造成的杆件油漆或喷铝面
14、的缺损。4)板边的飞刺、焊缝外观等.5)漆膜厚度及喷铝层厚度.6)钢梁杆件基本尺寸,其允许偏差必须满足制造规则规定。(2)杆件缺陷有扭斜、弯曲裂纹、折断、裂边,一面凸出、剥层、烧损等.损伤严重及有怀疑时,应用放大镜检查或探伤检查,直至取样作钢质试验鉴定。(3)钢梁杆件在拼装部位有毛刺、焊接飞溅、应予以铲除.杆件在运输作业造成局部变形,不影响杆件质量的,可用锤击或千斤顶冷作调整,捶击时应垫衬板,不得直接5击打钢板,但矫正作业须经监理批准,并做好记录。缺损严重的,不能采取工地矫正措施的应返厂处理。(4)杆件在运输和装卸过程中,将工厂喷涂油漆或喷铝层碰坏处,应在存放场及时按工厂原定技术标准补涂上。如
15、因除锈不当,油漆面露出锈斑、大面积脱落、风化等不良情况,应及时报告监理人员检查签认,以便及时处理.4 4、组拼流程图、组拼流程图5 5、组拼顺序、组拼顺序(1)组拼按下列顺序与步骤进行1)先装横梁(组成平面)及下弦杆件。2)安装下平面联接系。3)安装主桁斜杆、竖杆。4)安装主桁上弦杆。5)安装上平面联接系。拼装步骤:先安装横梁 E71拼装 HX2、HX5HF3、HS6HF2、HF1E71 节点处横梁横梁安放在胎架上71 节点处下平联安装 ZX3、PX1、PX2安装 ZF7安装 ZS3先拼好 HS6、HS1,然后安装 ZF6E71 节点处上平联形成框架后,对尺寸进行检查并调整,然后安装 B35、
16、B35二个节段B35 节段B36 节段B35节段同样步骤如下先组拼横梁E70、E70、E69、E696HX3、HX4HF3、HS4HF2、HS5横梁安放在胎架上安装 ZX2、PX1 并与 ZF6 联结安装 ZF5、ZF2、ZF3安装 ZS2、ZS1先拼好 HS4 与 HS5,HS2 与 HS1 安装,再安装 FW1、PS2、PS3、PS4按此顺序继续拼装其它节段.(2)钢梁在拼装前,应根据设计图清查杆件编号和数量,在基本杆件上标出起吊重心位置和单元重量及安装方向。但标示线不得侵入高拴垫圈范围。(3)拼装冲钉的公称直径应与工厂试拼中工地钉孔重合率相适应,冲钉材质可选用 35 号或 45 号碳素结
17、构钢制作,并经热处理方能使用。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。(4)杆件节段拼装后应满足下列要求:1)部件编号、数量和方向符合设计图。2)节段整体尺寸应满足制造规则要求。3)钢梁节段组拼完后,应经值班技术人员检查,填写记录.并经质检人员检查验收签证后方可上运梁台车送至吊点。6 6、钢梁杆件的拼装要点、钢梁杆件的拼装要点(1)架设钢梁杆件一般由下而上,先下平面,后立面,要尽快形成闭合稳定的结构体系,然后安装上平面。还应注意吊机的起吊能力和最大吊距,杆件的供应,先装杆件不得妨碍后装杆件,上下体系两桁对称架设,避免偏载.(2)拼装工作主要使杆件正
18、确就位,保证栓孔重合率,遇有错孔,要查明原因,研究处理,不得随意扩孔或用大锤强行通过。(3)拼装时冲钉直径一般小于设计孔径 0。2 mm 的为定位冲钉,小 0。3 mm 的为拼装冲钉,要与工厂试拼时得出的钉孔重合率相适应(可取过孔率 50的试孔器直径作为冲钉直径),冲钉圆柱体的长度要大于板束厚度。(4)主桁杆件架设对孔后,要先穿一部分螺栓,将板缝夹紧,首先打入定位冲钉,至少节点远端四个,再打入一般冲钉达 50冲钉,上满 30的螺栓,吊机才能松钩,然后上满剩余的高栓,初拧,检查板缝是否密贴,用 0.3mm 插片插入板缝不能大于 20mm。7 7、高强度螺栓施拧、高强度螺栓施拧7高强度螺栓采用扭矩
19、法施拧,紧扣法检查。施工前进行工艺试验,测量扭矩系数,预拉力损失,温、湿度对扭矩系数的影响,调整扭矩,确定施拧扭矩,紧扣检查扭矩,复验每批板间滑动摩擦系数等工作。(1)本桥使用两种高强螺栓有关参数见下表:高强度螺栓有关参数表规格项目螺杆材质螺母材质垫圈材质设计预拉力(轴力)扭矩系数执行标准制造厂家(2)机具配备一般拧紧采用臂长 55cm 的套筒板或开口扳手施工。M20,M24 高栓初拧采用 PID-1000J 型扭矩扳手施工。终拧:M20、M24 高栓采用 PID-1500 型扭矩扳手.不能使用电动扳手施拧的部分螺栓可用 1000(N-m),2000(Nm)的带响扳手施工.(3)高栓施工工艺框
20、图,详见附件“高强度螺栓施工工艺框图:(4)高栓验收及储存管理高强度螺栓质量复验:生产厂以批为单位,提供产品质量检验报告(含扭矩系数)及出厂合格证,施工现场根据 GB12281231-91 的规定,对高强度螺栓连接副进行外形尺寸、形位公差、表面缺陷、螺纹参数、机械性能、螺纹脱炭、扭矩系数、标记与包装等检查和复验,并做好记录,不合格产品不得使用。1)螺栓、螺母及垫圈入库时应核查数量,分批号、分规格、分厂家存放,并作好防潮、防尘工作,下面应以木板垫高,通风,防止锈蚀和表面状态改变,影响螺栓的扭矩系数。入库后要建立明细库存表,发放登记表,加强管理.2)螺栓、螺母、垫圈应尽可能保持原有表面处理状况,螺
21、栓、螺母及垫圈要逐个外M2420MnTiB45 钢45 钢240KN0。120.14GB/T12281231918观检查,有严重疵病影响使用者及用肉眼或低倍放大镜检查发现有裂纹者须予挑出。有轻度锈蚀者可用 16 号铜丝刷除锈,有污垢者可用棉纱擦净,必要时用轻柴油洗净(但不得用汽油及其它有机溶剂擦洗),然后用棉纱擦一遍并凉干,此两项工作不宜提前太久,以免再度生锈.3)螺栓、螺母、垫圈清理后应成套配好,每套为一个螺杆,一个螺母,两个垫圈。垫圈放置时要注意将 45斜坡面贴向螺杆头和螺母支承面。螺母要旋入几扣,并在每个螺杆端部标明长度。4)库房管库员必须按值班技术人员签字的领料单发料,螺栓要轻拿轻放,
22、防止螺纹损坏。5)领用高强度螺栓必须严格按节点图上实际需用规格、数量领取,一般不得以短代长或以长代短(外螺纹的露出长度至少留一个螺距)。施工现场必须用规定的工具袋等容器将螺栓运到现场,在搬运过程中要轻拿轻放,防止碰损丝扣及沾污泥砂。(5)高栓施拧及检查1)高栓施工采用扭矩法,施工前做好施拧工艺性试验,其内容如下:a 高强度螺栓的扭矩系数;b 施拧扭矩及检查扭矩;c 温度与湿度对扭矩系数的影响试验;d 板面滑动摩擦系数试验。高栓发运工地时,制造方应按国标分批提供产品合格证、质保书、质量检验报告书(含扭矩系数),工地按批号进行抽样复验。扭矩系数通过扭矩,轴力仪进行,该设备能同时提供施拧的扭矩、轴力
23、值,从而计算出扭矩系数。板面之间的摩擦系数是影响栓接的一个重要因素。预拼前在工地要对板面进行摩擦系数试验,f0.45 才能预拼。摩擦系数试验通过试验机拉伸取得。2)施拧检查方法高强度螺栓施拧检查验收采用紧扣法检查及验收。3)高栓拧紧高栓拧紧分初拧和终拧两步进行。初拧值取终拧值的 50%,初拧后对每个螺栓用敲击法进行检查,终拧采用扭矩法,采用电动扳手。(不能用电板的部位可用带响扳手)将初拧后的螺栓拧到终拧值,考虑到螺栓预拉力的损失及误差,实际使用时加大 10。9扭矩按下式:M=KNd式中:M扭矩值(Nm)K扭矩系数(按试验的数理统计值)N螺栓的施工予拉力(KN)(设计予拉力的 1.1 倍)d螺栓
24、的公称直径(mm)上式扭矩系数值,随各种自然及人为因素的变化,应跟踪取得试验资料作相应修改,做好各类螺栓在不同温度、湿度情况下的扭矩系数的试验,施工过程中按工艺要求做好施工记录。4)高栓的施拧管理a 初拧值为终拧值的 50,初拧完毕,逐一敲击检查,初拧时螺栓头用工具卡住防止转动,否则影响扭矩值而超拧。检查无漏后即进行终拧,终拧后螺栓端部涂上红色油漆标记.b 施拧顺序:高强度螺栓施拧.无论使用电动扳手、表盘扳手或带响扳手,均从螺栓群中心向外扩展逐一拧紧,否则影响栓群合格率。c 对桥上施拧用的各种扳手进行编号建档,设专人管理。每日上桥前对各种使用扳手进行标定,下桥后进行复验,造册登记校正和复验记录
25、,发现异常或误差大于规定值3%时停止使用。d 当班施拧的螺栓全部进行复验。使用完的带响扳手,检查完即放松弹簧,特别注意的是电动扳手的输出扭矩随拧紧时间的增长有逐渐增大的趋势,因此在标定电动扳手前应空转几分钟或先拧若干个旧栓,高温季节要限定电动扳手连续使用时间,控制箱要遮荫,以消除输出扭矩的误差。e 坚持经常的扭矩系数试验和上、下班时用桥上的高栓标定电动扳手,复验扭矩系数,准确地校核扭矩系数,终拧扭矩和紧扣扭矩比值等。5)高强度螺栓施拧检查a 高强度螺栓施拧质量检查应按铁路桥涵工程质量检验评定标准(TB10415-98)规定进行,并经监理工程师上桥复检签证验收.b 高强度螺栓施拧质量检查应设专职
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