鄂尔多斯景观大桥钢箱梁安装专项方案

1、韩土公路2号桥钢箱梁安装方案 鄂尔多斯市市东胜区区景观大大桥第三三标段韩韩土公路路2号桥工工程钢箱梁安装装专项方案江苏省交通通工程集集团有限限公司鄂尔多斯市市东胜区区景观大大桥第三三标段项项目经理理部二九年年十二月月十二日日钢箱梁梁安装设计计方案一、结构简简述韩土公路22号桥位位于鄂尔尔多斯市市东胜区区铁西三三期开发发片区内内韩土公公路上，修修筑起点点桩号K0+3144.3665，修筑筑终点桩桩号K0+8044.3665，桥梁总总长11170米，其中主桥桥采用跨跨径为（40+90+2300+900+400=4990m）的自锚锚式悬索索桥，中中间三跨跨主梁采采用正交交异性板板钢箱梁梁，400m边

2、配配跨采用用预应力力钢筋混混凝土箱箱梁结构构。钢箱箱梁全长长3844m，桥面全全宽500m，含含风嘴总总宽511.1662m，梁梁高3.0m。主跨处处于R=2000000m的圆圆弧竖曲曲线上。桥桥梁立面面图见下下图。图1 韩土公路2号桥立面图图1 韩土公路2号桥立面图钢箱梁采用用流线型型正交异异形板结结构，分分为顶板板、底板板、横隔隔板、纵纵腹板、风风嘴及悬悬索吊耳耳等。其其中顶板板宽度50米，中中央设置置1.55%的双向向横坡，桥桥梁中心心线处梁梁高3.0米。顶顶板厚度度16毫米，在在主缆区区局部加加强至40毫米，在在顶板下下顺桥向向间隔600毫米设设置加劲劲纵肋，板板厚为8毫米，穿穿过横桥

3、桥向3.0米间距距的横梁梁，组成成正交异异性结构构的顶板板。箱梁梁底板厚厚度为14毫米，在在底板上上顺桥向向间隔800毫米设设置加劲劲纵肋，板板厚6毫米。箱箱梁纵向向设有九九道纵隔隔板，腹腹板厚度度16毫米，间间距47.5米。全桥钢箱梁梁分为6种类型43个梁段段，分为为标准梁梁段、端端梁锚固固段、合合龙段及及塔下梁梁段等，其其中标准准梁段共共34个，长长9m，其他他梁段共共9个，长长从7.5m至10.4m不等等。钢箱箱梁制作作段的划划分及编编号见表表1。：表1分区梁端类型梁段设计分分段情况况长度（m）桥面宽度宽宽度（m）重量（t）数量（块）主跨合拢段段A10.450294.66 1正常梁段B9

4、50255.00 34塔区梁段C7.550212.55 2D7.550212.55 2E8.650243.66 2钢混结合段段F段和过渡渡段10.250459.552合计112199.32243钢箱梁制造造采用“板板单元涂装桥位预拼拼装、焊接”方式生生产，即即公司厂厂内完成成零件及及板单元元，直接接运输至至桥位现现场，桥桥位处逐逐块吊装装、匹配配预拼装装、焊接成成整体。二、安装思思路及安安装顺序序韩土二号桥桥钢箱梁梁板单元元在山桥桥厂内制制作，陆陆路运输输至现场场进行安安装。钢箱梁安装装分为塔塔区安装装和主跨跨、边跨跨钢箱梁梁安装，均均采用支支架法安安装。塔塔承台施施工后立立即进行行基础回回填

5、并进进行夯实实处理。全全桥均采采用支架架法安装装，板单元元运输至至现场后后直接吊吊装至支支架上进进行拼装装焊接。首先安装塔区梁段和钢混结合段，然后以塔区为中心向两边逐段进行全桥钢箱梁的安装。钢箱梁吊装装采用22台200吨履带带吊机进进行。三、板单元元划分和厂厂内制造造由于受陆上上运输及及施工场场地、工工期条件件制约，钢钢箱梁无无法按照照设计分分段制造造、运输输及安装装，故把把钢箱梁梁的制作作分厂内内板单元元制造、桥桥位节段段拼装两两个阶段段进行。以以钢厂板板材的供供货能力力和公司司现有板板单元制制造设备备、工装装及公路路运输不不超限为为原则，将将每个梁梁段划分分为若干干板单元元，便于于陆上运运

6、输。工厂内内板单元元划分见见下图：风嘴风嘴纵隔板底板中横隔板顶板内横隔板锚箱边横隔板外纵隔板图2 板单单元分布布直观图图图3 板单单元划分分示意图图四、支架方方案4.1、支支架方案案的选定定原则：支架体体系应牢固可可靠，满满足施工工需要；必须要要成本低低（支架架成本包包含基础础成本、支支架材料料摊销成成本、进进出场运运输费用用、支架架搭设费费用、拆拆卸费用用）；施施工速度度快，组组织协调调灵活。因因此，我我部将投投标时初初步的贝贝雷支架架方案优优化为钢钢管柱支支架，支支架采用用纵向工工字钢作作分配梁，横横向采用用工字钢钢作为支支撑体系系，钢管管柱间隔隔采用槽槽钢剪刀刀撑连接接系加固固。4.2、

7、支支架的总总体布置置依据吊装工工艺及安安装顺序序，钢箱箱梁支架架自塔区区向两边边划分为为塔区段段支架、正正常段支支架、钢钢混结合合段支架架三个部部分。塔区段支架架布置：塔区支支架如图图11所示，中中间部分分在主塔塔下横梁梁上直接接搭设支支撑横梁梁和牙板板，外形高高程与梁梁底一致致，塔柱柱外侧两两根采用50008mmm螺旋焊焊管钢管管柱用以以支撑E梁段悬悬挑出塔塔柱外侧侧的部分分，钢管管柱中心心间距为为3.88m，两钢管管柱分别别与邻近近的支柱柱14、16及54、56之间间采用18a槽钢剪剪刀撑和和剪刀上上下横撑撑连接，剪剪刀撑相相交处采采用焊接接方式连连接成整整体。正常段支架架布置：中间支支架

8、横向向布置77排钢管管柱，采采用50008mmm螺旋旋焊管钢钢管柱，钢钢管柱钢钢管柱中中心间距距6*77.5mm，横向向两钢管管柱之间间采用18a槽钢剪剪刀撑和和剪刀上上下横撑撑连接，剪剪刀撑相相交处采采用焊接接方式连连接成整整体。每每排钢管管柱顶沿沿纵向布布置500b工字钢作作为重力力分配梁梁，用以以支撑梁梁段支点点。（正正常段支支架如图图10所示）钢混结合段段支架布布置：由由于钢混混结合段段钢箱梁梁重量大大，钢箱箱梁完成成后还要要承受部部分现浇浇混凝土土的重量量，横向向钢管柱柱先按正正常段间间距布置置，然后后进行加加密，并并设置了了悬挑梁梁支撑，如如图13所示，断断面共设设置了15根钢管管

9、柱，所所有钢管管柱均采采用50008mmm螺旋焊管管。管柱柱中心间间距为11.9mm+3.775m12+1.9m，（详详细布置置如图12所示）横桥向每排排支架中中部采用用剪刀撑撑及横撑撑连接成成整体后后，顶部部使用槽槽钢进行行连接用用做焊接接及涂装装用施工工脚手架架。纵桥桥向钢管管柱设置置原则为为间隔1横隔板板设置1根，正正常段间间距为6m，间隔隔设置剪剪刀。支架布布置具体体见图10图14。4.3、钢钢管柱受受力分析析本支架最高高处支架架高度为为25.22m，进行行支架受受力验算算是按照照25.2m高度进进行计算算。各种规格钢钢管支撑撑力计算算如下：4.3.11钢管柱柱采用直直径5000mm（

10、外径径），壁壁厚8mm的钢管管，每根根钢管柱柱的长度度为25.2m，下端端支承在在扩大的的混凝土土基础上上，上端端支承在在钢箱梁梁底板上上，在此此条件下下，钢管管柱两端端视同铰铰支；则则杆件计算长长度=杆件实实际长度度=255.2m单根钢管支支架的截截面回转转半径:,长细比，查查建筑筑钢结构构设计规规范GB/T5000177-20003， 属于b类截面面杆件。查受压杆件纵向弯曲系数；钢管的受压压截面毛毛面积钢管采用螺螺旋焊管管，材质质为Q2335钢，取2.0安全系系数，容容许应力力按。单根钢管的的容许支支撑力：。4.4、钢钢管柱支支架组合合设计4.4.11、纵桥桥向按照照每间隔隔1道横隔隔梁下

11、设设置一排排钢管支支点，然然后采用用50b工字钢钢将每根根钢管纵纵向连接接起来，每2道横隔梁有1道横隔梁支点设置在工字钢上，纵桥向共设置71排钢管柱，横桥向共布置7排钢管，共计497根钢管桩。横桥向上部使用槽钢连系起来，可做人员脚手平台。纵横向分别使用槽钢连接系固定。钢管柱采用5008mm钢管按6m+6m布置，横桥向按照6*7.5m，共布置7根，如附件图所示。4.4.22、本支支架方案案即相当当于横向向每排支支架支撑撑纵桥向向6m长的钢钢箱梁。（1）全桥桥钢箱梁梁重：121004.337t；（2）全桥桥支架钢钢材总重重26000吨；（3）施工工位置人人员、机机具等其其他荷载载7t；4.4.33

12、、单根桩桩施工最最大压力力N=（121104.37+26000）/4997=229.66t。假假设人员员、机具具施工荷荷载由横横向单排排（7根）承承担，则则每根桩桩承载7/77=1tt。所以单单根桩实实际最大大压力为为N=229.66+1=30.6t。N=30.6N=477.366t，钢管支支架强度度满足要要求。4.4.44、纵向向分配梁梁、横梁梁的受力力计算纵梁、横梁梁材料材材质为Q2335，取安安全系数数为2.0，则允允许应力力为=1117.5MPPa，=668.115MPPa.横梁采用工工45b，纵梁梁采用工工50b。工45b截截面特性性：Ix=3.3376ee8 mmm4，Wx=150

13、004000mmm3；工50b截截面特性性：Ix=4.8856ee8 mmm4，Wx=194422440mmm3；参照钢结结构设计计规范GB5500117-220033进行验验算。1）横梁工工45bb计算：横梁承受钢钢箱梁及及自重荷荷载共121104.37（钢箱箱梁重量量）+11100（横梁梁自重）=1332044.377吨，纵纵向每延延米重132204.37/3844=344.399t/mm横隔板间距距3米，每3米重34.39*3=1103.17tt，每条横梁上上横向均均布荷载载q=1103.17/45=2.229t/m取其中一段段按照简简支、均均布荷载载计算：Mmax=ql22/8=2.2

14、29*77.5*7.55/8=16.1tmTmax=ql/2=22.299*7.5/22=8.59tt强度计算：=Mmaax/WWx=116.1e7/150004000=1107.3MPPa1117.55MPaa，满足足要求=Tmaax/AA=8.59ee4/(4144*133.5)=155.377MPa688.155MPaa，满足足要求稳定计算：h0/tww=4114/113.55=31180，按照照构造配配置加劲劲肋b/t=776/118=44.213，满足足要求。2）纵梁工工50bb计算：纵梁承受钢钢箱梁及及横纵梁梁等自身身荷载，共共121104.37（钢钢箱梁重重量）+1100（横梁梁

15、自重）+2775（纵梁梁自重）=13479.3t；纵向每3米米重134779.337/3384*3=1105.3t；横向共7个个支撑点点，每个个支撑点点承受荷荷载P=1005.33/7=15.04tt，其中柱处支支撑点受受力直接接传给立立柱，仅仅中间点点承受P荷载。Mmax=PL/4=115.004*66/4=22.56ttmTmax=P/22=155.044/2=7.002t强度计算：=Mmaax/WWx=222.556e77/199422240=116.2MPPa1117.55MPaa，满足足要求=Tmaax/AA=7.02ee4/(4600*144)=110.99MPa688.155MP

16、aa，满足足要求整体稳定计计算：自由长度LL1=66m，查表b=0.800.6，则b=1.07-0.2282/0.88=0.71775=Mmaax/bWx=22.56e77/(00.71175*194422440)=1622MPa215，满足足要求局部稳定计计算：h0/tww=4660/114=33380，按照照构造配配置加劲劲肋b/t=880/220=4416，满足足要求。4、支架基基础设计计1）支架基基础设计计每根钢管底底部平均均压力330.66吨，钢钢管支承承柱下做做扩大混混凝土基基础，基基础厚度度均为60ccm，基础础承压面面尺寸为为2.5m22.5m布置，基基础混凝凝土选用用C25级

17、混凝凝土，扩扩大基础础中间1.5m1.55m范围内内铺设155cm15ccm(即10+10根)的12钢筋网网片。如如下图所所示：图4：钢管管支架混混凝土扩扩大基础础示意图图2）基础承承载力验验算查施工区域域中密砂砂土承载载力2000KPaa，地基容容许承载载力P=200KKPa(1.8 m1.8m)=64.8t，单个个1.8m1.8m基础最最大支撑撑力P工作=30.6+1.81.80.62.5=35.55t，P工作P，地基基承载力力满足要要求。3）混凝土土抗剪强强度验算算混凝土顶预预埋70007000110mmm钢板，钢钢管柱底底直接焊焊在钢板板上，钢钢管柱施施加的压压力=30660000N/

18、00.499m2=0.62MPPa，C25混凝土土抗剪强强度1.27MMPa，考虑1.5的安全全系数，混混凝土冲冲切强度度ft=0.85MMPa。5、本支架架方案支支架材料料成本估估算：（1）55008螺旋焊焊接钢管管11337.88吨；（2）500b号工字字钢2722.7吨；（3）455b号工字字钢9455.4吨吨；（4）122mm牙板64.9吨；（5）200a号槽钢2099.3吨；（6）188a号槽钢2055.0吨；（7）100mm厚钢板板20.9吨；（8）200mm厚钢板板73.0吨；（9）C225基础混混凝土110699米3；支架钢材总总重约229922吨，基基础处理理C25混凝土土1

19、0669m3，钢材按照照2000元/吨摊销销，C225混凝土土按照300元/m3计，支架材材料成本本共计6630.5万。五、钢箱梁梁板单元元吊装方方案1、通过多多种起重重吊装方方案比选选，最终终选定采采用200吨履带带吊机进进行钢箱箱梁板单单元桥位位吊装，优点如下：1）履带吊吊机可同同时进行行多个作作业面吊吊装施工工；2）对场地地适应性性强，本本桥位现现场地势势起伏，履履带吊机机不受限限制；3）运输车车辆直接接运送钢钢箱梁板板单元至至安装位位置处，避免空中位移，减少高空作业工作量；4）履带吊吊机可负负重行走走，组织织灵活；5)作业速速度快，成成本低。2、履带吊吊机吊杆杆长度及及工况选选择本桥钢

20、箱梁梁底至原地地面最高高处29.2m，灌灌注桩施施工及下下部承台台施工是是弃土整整体回填填1m，吊装装最大高高度311.2m。外边排排支架最最大高度度为311m。最外外排支架架距桥位位中心线线距离225m。吊装桥中心心线处板板单元时时最小回回转半径径42m，最大大要求吊吊杆长度度82m，如下下计算图图：图5：履带带吊机最最小回转转半径、最最长吊杆杆计算图图本桥中间块块板单元元吊装时时吊机回回转半径径最大，中中间块板板单元最最大重量量为9.9吨（结合合段），根根据200吨履带带吊机性性能参数数，选择择主臂直直接起吊吊，自身身配重的的工况，吊杆长长度855.5mm，起吊吊回转半半径42m的工况况，

21、起吊吊重量110吨，满满足吊装装要求。图6 2000吨履带带吊86米主臂臂工作范范围图图7 2000吨履带带吊86米主臂臂性能表表吊装示意图图如下：图8：板单单元吊装装六、吊装顺顺序总体安装顺顺序：先先安装塔塔区B、C、D、E节段及边边跨区结结合段F节段，然然后由塔区向向两侧分分4个作业业面同时时展开工工作。在在边跨和和主跨分分别设置置合拢节段段。见总拼顺顺序图9。节段板单元元吊装顺顺序：每每个标准准梁段分割割成500块板单元元，采用200吨履带带吊机，按照底底板、斜斜底板横、纵纵隔板、锚锚箱中间顶板边顶板风嘴的的吊装顺序序，实现现立体阶阶梯形推推进方式式逐段组组装与焊焊接。组装采用“正装法法

22、”，以胎架架为外胎胎，以横横、纵隔板板为内胎胎，各板板单元按按纵、横横基线就就位，辅辅以加固固设施以以确保精精度和安安全，重点控控制钢箱箱梁几何何形状和和尺寸精精度、相相邻接口口的精确确匹配等等。以标准段为为例，具具体步骤骤如下：1）组装底底板先将中间一一块底板板单元置置于胎架架上，使使其横、纵纵基线在在无日照照影响的的条件下下与胎架架上的基基线精确确对正并并固定。然然后依次次对称组组装两侧侧底板，焊焊接同一一块体中中相邻的的两块底板，焊焊接相邻邻节段的的底板间焊焊缝。组组装时应应按设计计宽度精精确预留留焊接收收缩量，使使用经纬纬仪控制制底板基基准头在在同一直直线上。见图17.横基线横基线纵基线纵基线图17 底板组组装2）组装中中间横隔隔板组装前底板板上划好好横隔板板中心线线。因钢钢箱梁位位于一定定的竖曲曲