钢构墩施工工法

PAGE9工法名称：大型“钢-混凝土V型”刚构墩施工工工法申报单位：申报时间：20111年10月大型“钢-混凝凝土V型”刚构墩施工工工法中铁三局集团有有限公司桥隧隧工程分公司司田丰李军锋徐结明安康熊勇1.前言广雅大桥全长11410.4487m，由引桥和和主桥组成，引引桥为现浇梁梁，主桥跨径径组合形式为为63+2××210+663m，结构为中中承式系杆与与三角刚构组组合体系钢箱箱拱桥。主跨拱圈为变截截面钢箱拱，钢钢箱拱肋采用用等宽变高的的单箱单室截截面，两片钢钢箱拱肋间依依靠横梁和纵纵梁连接构成成“三角刚构”体系，拱肋肋在3个主墩处各各设置一个V构，V构主要由16个钢箱节段段拼接而成，V构最大分块块重达200T，中墩三角角刚构两侧斜斜腿及边墩的的三角刚架主主跨侧斜腿为为主跨拱圈同同线型拱圈的的延续，三角角刚构起拱段段与拱座通过过张拉钢绞线线及精轧螺纹纹钢有机地组组合成悬链线线无铰拱。2.工法特点2.1施工工方法简便，易易于操作，加加快了施工进进度。2.2钢箱箱线性易于控控制及调节，支支架结构受力力单一，整体体稳定性能较较好，降低了了高空作业施施工难度。2.3充分分利用了钢箱箱刚度大的特特点，简化了了支架布置形形式，减小了了材料的大量量投入。3.适用范围本工法适用于具具有大型支腿腿、刚度大、跨跨度大的钢结结构桥梁以及及其他预制梁梁吊装的公路路、铁路等构构造物的建设设施工。4.工艺原理4.1利用振动动锤插打钢管管桩，冲孔形形成锚固桩，钢钢管接高由法法兰盘对接，焊焊接管间连接接系，铺设分分配梁，安装装钢支撑形成成钢管支承排排架；4.2两台1550T浮吊双抬吊吊装大型钢箱箱构件于钢管管支架上，精精确定位，焊焊接工地对接接环焊缝，拴拴接高强螺栓栓，合龙“三角刚构”。5.施工工艺流流程及操作要要点5.1施工工工艺流程图图施工工艺流程图图见图5.1。5.2操作作要点5.2.1拱座直线段段混凝土浇筑筑为保证证拱脚底压力力向拱座的均均匀扩散和钢钢束锚垫板下下的应力均匀匀性，承压板板下拱座混凝凝土和钢箱内内混凝土尤其其是钢束锚垫垫板下严禁出出现混凝土脱脱空、不密实实现象，为振振捣密实，拱拱座分两次进进行混凝土浇浇筑。在拱座座内预埋支撑撑0#段钢箱承压压板的角钢，由由三维坐标投投影法精确定定位预埋拱座座直线段内钢钢绞线和精轧轧螺纹钢，绑绑扎图5.1施工工工艺流程图座及锚下钢筋网网片，进行直直线段混凝土土浇筑。5.2.2起拱段钢箱箱定位1、计算钢箱与与拱座形成设设计角度时重重心的位置，焊焊接吊装吊耳耳。2、在承台预埋埋钢板上焊接接起拱段0#段的倒三角角型钢支架，将将钢支撑焊于于支架横梁上上。3、根据钢箱拱拱承压板的尺尺寸和空间位位置在预埋∠100×1100mm等边角钢顶顶端焊接承压压板支撑框架架，严格控制制框架四个角角点三维坐标标（与承压板板的四点坐标标相符）。4、在60T浮浮吊和汽车吊吊的配合下调调节角度使钢钢箱基本吊装装到位，将直直线段预埋钢钢绞束逐孔逐逐根穿入钢绞绞线预留孔内内，精轧螺纹纹钢穿入承压压板孔洞内，依依靠钢箱自身身重力作用沿沿着钢束缓慢慢滑下。5、在钢箱底端端和腹板两侧侧布设导链或或千斤顶，松松紧导链来调调节钢箱中心心线的位置，高高程的高低通通过下垫钢板板来调节。6、用用全站仪来测测量钢箱上佯佯冲点的坐标标，精确定位位后将钢箱与与支撑架焊接接牢固，增强强钢箱稳定性性能。7、绑绑扎拱座顶部部钢筋，支立立模板浇筑混混凝土，因钢钢箱与混凝土土升降温度不不一致，采用用土工布等材材料进行保温温。5.2.3预应力束的的施工待混凝土强度满满足施工要求求后，张拉钢钢绞线及其精精轧螺纹钢，在在拱脚处先产产生预拉力，减减小钢箱拱拱拱脚处对拱座座的水平推力力和负弯矩作作用，浇筑拱拱脚处封锚混混凝土。5.2.4浇筑钢箱内内预应力混凝凝土为减小拱脚处拱拱座的水平力力和弯矩，保保证预应力钢钢束受力稳定定，拱脚段为为混凝土填充充物，加劲肋肋采用开孔板板，形成PBL剪力键与箱箱内混凝土连连接，为防止止涨模在加劲劲肋上焊接对对拉钢筋，浇浇筑C50自密实混凝凝土，观测钢钢箱及支架变变形情况，根根据变化大小小通过油顶在在支架上对钢钢箱进行起顶顶，使其满足足施工规范及及设计要求（表表一）。5.2.5施工三角刚刚构拼装支架架1、测量放样插插打直径1.2m钢护筒，使使钢管垂直度度≤1%，焊接连接接系，搭设冲冲孔平台。2、摆放钻机，采采用钻孔灌注注桩进行孔桩桩施工，为保保证钢管桩的的锚固能力能能满足支撑架架的受力要求求，要求钻孔孔至入岩深度度至少5m以上，清孔孔，下放钢筋筋笼，浇筑C30水下混凝土土。3、在车间内加加工接高钢护护筒，节段钢钢管端头接口口之间采用24个螺栓孔的的法兰盘对接接，法兰盘之之间用普通螺螺栓栓接，钢钢管桩采用单单根接高至设设计标高。4、当临近钢管管接高完成后后，彼此间用用直径0.5m钢管进行横横向连接，形形成连接框架架，增强整体体稳定性能，抵抵抗风荷载、洪洪水等其他不不安全因数的的影响。5、在钢管桩顶顶测量放样出出钢管中心线线位置，安装装由双拼工字字钢焊接而成成的分配梁，分分配梁上架设设横梁，在横横梁中心里程程处焊接钢支支撑。5.2.6钢箱拱拼装装质量要求1．通过建立钢钢箱模型精确确计算出钢箱箱重心，焊接接吊装吊耳，为为改善吊点焊焊接疲劳特性性，对吊耳焊焊缝进行超声声振动冲击，所所有节段吊装装均采用四点点吊装。用砂砂轮电动机将将钢箱坡口及及其周边3-5cm区域打磨见见金属光泽。2．在已安装钢钢箱一侧焊接接由车间加工工成端面平整整的马板，初初步控制钢箱箱底口和限位位的作用，用用150t浮吊将钢箱箱吊装就位，在在钢支撑及钢钢箱面板上焊焊接限位板，利利用千斤顶顶顶推对钢箱进进行精调，达达到箱形梁组组装允许偏差差（表5.2.66-1）要求。表5.2.6--1钢箱拼装允允许偏差编号项目允许误差（mmm）1垂直度1/300高度度且≦202中心线103对接缝隙宽度5-74两相邻横梁中线线相对偏差55对接高低差106相邻拱片高差203．钢箱拼装合合符要求后，待待拼接板的抗抗滑移系数符符合设计要求求用拼接板连连接加劲肋，并并安装冲钉或或临时螺栓进进行栓接。4．栓接完成后后开始实施烧烧焊，工地焊焊接设立防风风措施，遮盖盖全部焊缝处处，主拱肋对对接焊缝采用用反面贴陶质质衬垫，CO2气体保护焊焊焊接单面焊焊双面成型的的工艺，焊接接质量要求：：焊前检验：包括括基本金属质质量检验、焊焊丝及焊条的的质量检验、气气体检验、焊焊工考核、能能源和设备检检验、焊接工工艺评定试验验等。焊接过程中的检检验：包括结结构装配质量量检验，焊接接规范检验，焊焊缝尺寸及表表面检验等。焊接完成后，对对焊缝进行机机械打磨，保保证具有较高高的抗疲劳性性能。按照自自检、互检、专专检程序进行行检查，焊缝缝外观质量满满足表5.2.66-2要求。表5.2.6--2焊缝外观质质量检查标准准项目焊缝种类二级焊缝质量要要求（mm）表面气孔纵横向对接焊缝缝不允许咬边横向对接焊缝不允许纵向对接焊缝Δ≦0.5连续长度≦1000mm，且焊缝两两侧咬边总长长≦10%焊缝全长焊缝余高对接焊缝Δ≦3mm（焊焊缝宽≦12mm）、Δ≦4mm（焊缝宽≦25mm）、Δ≦4b/255mm（焊缝宽>25mm）、表面夹渣不允许根部收缩≤0.2+0..02t且≤1mm,长度不限未焊满≤0.2+0..02t且≤1mm,每100mm长度焊缝内内未焊满累积积长度≤25mm焊缝外观质量检检查合格后，待待焊缝冷却至至常温24小时后对全全部焊缝进行行超声波检测测，达到二级级标准要求；；并抽取全部部焊缝长度的的10%-115%进行X射线检查，焊焊缝要求达到到一级标准。对对经探伤检测测不合格者，有有缺陷焊缝进进行返修，返返修完成后仍仍需按原焊缝缝质量要求检检验，同一部部位返修不能能超过两次。5．所有对接焊焊接经检测合合格后，连接接高强螺栓副副M30或M24，采用扭矩矩法施工，分分初拧、复拧拧、终拧三步步，采用的扭扭矩扳手，在在作业前后均均应进行校正正，其扭矩误误差不得大于于实用扭矩值值的±5%，安装时，高高强螺栓应顺顺畅穿入孔内内，不得强行行敲入，穿入入方向应全桥桥一致，施拧拧高强螺栓按按照从板束刚刚度大、缝隙隙大之处开始始，大面积节节点板应由中中央向外拧紧紧，施拧全部部过程需在同同一工作日内内完成，不得得采用冲击拧拧紧和间断拧拧紧，高强螺螺栓的设计预预拉力、施加加预拉力应符符合表5.2.66-3规定。表5.2.6--3高强螺栓的的预拉力（KN）螺栓规格dM22M24M27M30设计预拉力190225270335施工预拉力2102503003906．钢箱拱各个个施工环节都都满足施工规规范要求后，在在钢箱内浇筑筑C50自密实混凝凝土，并用超超声波对钢箱箱内混凝土进进行检测。5.2.7钢箱拱2#段的安装钢箱拱2#段属属于“X”型异型大构构件，重达200多吨，长为22.5m，运输时高高度为14m。因运输设设备、运输路路径水域条件件、运输周边边环境、现场场架设、施工工场地小、大大型机械设备备无法进场等等诸多因数的的影响，该节节段不能直接接按照安装状状态直接运输输到现场，须须在施工现场场经过180度翻身后才才能进行安装装。充分考虑到2##节段的特殊殊性能、翻身身时安全性以以及浮吊的吊吊装能力，选选择在距离施施工现场500米处的码头头采用水陆吊吊装相结合的的方法在空中中对钢箱进行行180°翻转。1、因施工码头头极狭小，按按照2#段的结构尺尺寸将其放样样于码头地面面上，在落点点处堆码砂袋袋，保证码头头不直接受到到钢箱的撞击击，造成钢箱箱的变形及地地面的开裂。2、先将运输船船停靠在码头头，用两台150T浮吊将钢箱箱双抬起来，船船只退出来，两两台浮吊依靠靠钢丝绳的牵牵引慢慢同步步向码头靠拢拢，码头上的的两台260T汽车吊依据据吊耳位置摆摆放开来，用用直径50mm钢丝绳和4个55T卡环与钢箱箱顶面吊耳连连接。3、两台浮吊同同时缓慢地往往下松勾，汽汽车吊同时收收勾，直至钢钢箱顺利、安安全地平躺在在码头地面上上，将汽车吊吊和浮吊的吊吊装点进行互互换，同步作作业将钢箱吊吊起脱离地面面，浮吊将其其侧逐渐提高高，汽车吊慢慢慢的下放直直至实现钢箱箱180°翻转。4、将2#节段段临时支撑支支架按照间距距布置放于运运输船上，两两台浮吊将翻翻身完成后的的大节段放在在支架上，运运输至施工现现场安装位置置处。5、用两台1550T浮吊双抬钢钢箱，通过调调节使钢箱倾倾斜角度与安安装时的基本本相符，再将将其慢慢放在在焊有限位板板地钢支撑上上，依据全站站仪测出各端端口的三维数数据来依靠千千斤顶和浮吊吊同时精调钢钢箱中心线和和高程，调节节完成后在顶顶底板、腹板板各用4块马板将相相邻钢箱焊接接牢固。6、焊接和栓接接按照钢箱拱拱拼接质量要要求进行施工工。5.2.8纵梁、横梁梁架设正处夏季安装钢钢箱，气温较较高，昼夜温温差较大，钢钢结构受力受受温度影响非非常显著，纵纵梁合龙温度度宜控制在23-28度，横梁合合龙温度控制制在15-21度。由测量结果对设设计钢箱节段段进行配切，预预留4mm拼装缝隙，顶顶板采用焊接接连接，腹板板和底板采用用高强螺栓连连接。中跨横横梁采用浮吊吊平行双抬的的施工方法，边边跨横梁安装装因支承支架架及河床条件件的限制，因因边跨横梁无无法直接被吊吊起，在靠近近中跨处先由由浮吊面对面面将其吊起，在在钢丝绳的牵牵引下缓慢同同步向边跨靠靠拢，采取两两台浮吊对称称双抬的吊装装方法，慢慢慢地将其就位位实现合龙。5.2.9三角刚构表表面涂装对于将要喷涂的的钢材表面需需先报验，其其清洁度、粗粗糙度合格后后方可涂装，采采用高压无气气喷涂施工工工艺，涂装工工艺要求、试试验方法、检检验标准严格格按照《公路路桥梁钢结构构防腐涂装技技术条件》执执行。5.2.10线性监控钢箱安装前，由由监控方向监监理单位下发发安装指令，核核实无误后，发发派到施工单单位，施工方方按照指令对对钢箱进行安安装，报检，并并由监理单位位和监控方同同时对钢箱进进行复测，满满足要求后实实现三角刚构构的合龙。5.2.11支架拆除完成主拱合龙进进行预压后，割割除钢支撑，用用浮吊将可视视钢管先拆除除，通过潜水水员对水下钢钢护筒进行切切割，露出河河床的桩基混混凝土采用水水下切割、爆爆破的方法进进行清理，用用船只将爆破破残留物运送送至弃土堆堆堆放处。5.3劳动力组组织劳动力组织见表表5.3。表5.3人员配配置表序号岗位人数序号岗位人数1副经理28安全总监12起重工129专业指挥23铆工1010电工24钢筋工1311技术员45电焊工2012安全员26机械设备部213施工员37杂工814测量人员56.材料与设备备本工法无特殊材材料，设备配配置表见表6。表6主要机械设设备表序号设备名称规格数量单位备注1浮吊60T/50TT2艘各一艘2浮吊150T2艘3运输船600T、5000T4艘各二艘4交通船1艘5汽车吊260T、3000T2台各一台6平板驳船500T1艘7拖车10m1辆30t8千斤顶20T4个9灰浆搅拌机JW1801台10水下切割装置2套11交流电焊机BX-40011台12气割9台氧气、乙炔13气体保护焊机KR50010台14碳弧气刨机4台15电动扭矩扳手2套16起重机25T1台17数控切割机2台18灰浆泵UB3C1台19电动油泵4台20水下爆破设备2套7.质量控制7.1质量过程程控制建立“谁管理谁谁负责，谁操操作谁保证”的质量管理理原则。通过过完善的质量量管理体系将将质量管理职职能分解到每每一个部门、每每一个岗位。施施工经理应按按项目部规定定的质量方针针，满足业主主提出的质量量目标要求，形形成一个完整整的质量体系系。管理者必必须支持该体体系，并由技技术人员具体体负责该体系系。7.2施工计划划控制7.2.1由项项目经理组织织各部门编制制、落实、检检查和督促日日、周、月生生产计划及执执行情况。7.2.2每日日召开碰头会会，每周召开开一次生产会会，检查落实实施工进度、工工程质量、安安全生产等工工作，协调人人、机、物，控控制工程形象象进度。每月月召开一次质质量例会，专专题研究工程程质量情况和和改进措施。7.3工序控制制施工过程中严格格执行三检制制度。7.3.1自检检：每一作业业班组设一名名兼职质量员员，负责对本本班组完成的的工序按检验验评定标准要要求进行检查查、验收，填填写自检卡经经施工员签认认后交下道工工序。7.3.2互检检：由下道工工序班组兼职职质量员对上上道工序质量量进行检查签签认。7.3.3专检检：工序在自自检、互检合合格的基础上上，由专职质质量员进行复复检并与自检检卡核对符合合后方可转入入下道工序施施工。7.4钢箱质量量控制措施7.4.1、钢钢箱结构焊缝缝较多，导致致焊接变形和和焊接残余应应力较大，采采用焊接变形形小和焊缝收收缩小的焊接接工艺。7.4.2、在在高温条件下下合拢三角刚刚构极其容易易产生温度应应力，选择在在清晨或傍晚晚进行钢箱拱拱的安装及其其焊接。7.4.3、由由监控单位对对拼装前后三三角刚构支撑撑支架进行线线性监控、观观测，突遇紧紧急情况，按按照施工应急急方案对症下下药。7.4.4、在在拱座混凝土土浇筑时，布布置好振捣点点，加大监管管力度，通过过超声波对拱拱座极其钢箱箱内混凝土的的密实度进行行观测。8.安全措施8.1、所有进进入施工区域域的人员必须须佩戴安全帽帽，船上作业业人员穿好救救生衣，施工工现场无关人人员不得进入入吊装区域。8.2、特种作作业人员必须须持证上岗，且且证件必须在在有效期内。8.3、作业人人员在作业前前，必须对作作业工、器具具进行检查，禁禁止使用具有有安全隐患的的设备。8.4、地面物物体搁置整齐齐、有序，高高空作业时，小小型机、器具具，材料，配配件等必须放放牢，停止作作业后，必须须带离作业区区或固定妥当当。8.5、吊装作作业要求严格格执行批准的的吊装作业方方案，严格执执行起重机械械“十不吊”的规定。8.6、结构件件连接、安装装就位等高空空作业时，应应搭设稳固的的临时工作平平台。8.7、为便于于施工人员操操作，设置专专用爬梯组装装高空焊接工工作，采用拱拱上爬梯、悬悬挂式钢吊篮篮。8.8、六级以以上大风、大大雨、大雪及及浓雾等恶劣劣天气，禁止止从事露天高高空作业。8.9、不允许许雨天进行焊焊接作业，如如必须，需设设置可靠的挡挡雨、挡风蓬蓬，防护后方方可作业。8.10、吊装装前给全体管管理及操作人人员召开吊装装前专项交底底会，对各项项工作作出统统一部署，分分工明确，落落实责任。进进入现场必须须遵守安全生生产六大纪律律。8.11、凡患患有高血压、心心脏病、贫血血、癫痫等疾疾病的人员不不得从事高空空作业及登高高架设作业。所所有作业人员员必须按规定定正确佩戴安安全防护用品品。8.12、采取取有效防暑降降温措施，杜杜绝因中暑而而导致的其它它安全事故，高高处作业人员员若出现头晕晕、恶心现象象，应立即撤撤出工作区休休息治疗。8.13、在浮浮吊吊装构件件时，设派专专职人员提醒醒过往船只减减速缓行，避避免水波动影影响浮吊稳定定。8.14、吊装装作业不应当当超出吊装设设备的起吊能能力及作业半半径。9.环保措施9.1、绝对禁禁止施工人员员直接向江中中抛弃垃圾，排排放废水、废废油和冲洗物物，施工过程程中所产生的的废渣均外运运至指定位置置，严禁往柳柳州内排放；；9.2、燃料、油油和颜料应保保存在合适的的安全容器中中，并放在指指定地点，以以免外泄漏进进入河中；9.3、生活水水拟采取相应应措施处理，有有毒废水要用用专用容器收收集，并根据据所含毒物的的性质进行相相应处理；9.4、及时处处理、分离施施工废物料，并并堆放在指定定的自埋场和和安全的临时时贮存处，以以防雨水造成成对水质的污污染。10.效益分分析10.1、经济济效益采用此种施工方方法与其他类