桥梁钢箱梁运输、吊装施工方案

PAGE1XX市中桥路北江桥工程钢箱梁运输、吊装施工方案编制：审核：批准：2011年12月11日目录TOC\o"1-3"\h\z1、目的 32、适用范围 33、管理职责 34、编制依据 35、工程概况 36、工程目标 37、运输及吊装方案的选择 38、施工队伍组织及配置 59、运输 510、吊装 711、运输安全技术措施 2312、吊装安全技术措施 231、目的为了保证《XX市中桥路北江桥工程钢箱梁》的施工安全，保证工程的顺利进行，特制定本吊装方案。2、适用范围本方案适用于《XX市中桥路北江桥工程钢箱梁》的运输、吊装。3、管理职责3.1公司总工程师负责审批本方案。3.2公司技术科负责人负责本方案的编制工作，并对本方案审核。3.3公司技术科责任工程师具体编制本方案。4、编制依据4.1合同4.2施工图：《XX市中桥路北江桥工程施工图》。4.3本工程项目所涉及的主要的国家或行业规范、标准、规程：《起重机械安全规程》（GB6067—85）《施工现场安全技术保证体系》（DBJ08—903—88）及其有关规定执行。5、工程概况本桥位于XX市中桥路，跨越富春江，钢箱梁长31.7米，宽18.5米，共两幅。6、工程目标1）、质量目标：合格2）、工期目标：全桥钢桥运输吊装完毕共30天。3）、安全目标：无重大生产事故发生；无人员死亡事故发生；千人负伤率＜6‰；员工安全教育培训合格率100%；特种作业人员持证上岗率100%。7、运输及吊装方案的选择7.1、根据本工程的地理条件、工件重量以及施工实际所具备的相关条件，在确保安全、质量、工期的基础上，选择运输吊装的方案。现有条件：1）现场：现场V形墩两端均为陆地，一端通车。2）金华到XX路程短，道路宽敞。3）箱梁跨度小，整跨分片吊装，中间不用支墩。4）在工厂内已制成如下分段（见吊装分段图）。7.2、总体方案1）用抽拉板带后液压转向的重型平板挂车运输。2）用汽车吊吊装。在2#墩、3#墩处各设1台吊机，抬吊各分段。8、施工队伍组织及配置8.1、人员配置1）现场总负责人（现场经理）：1人（负责现场施工的一切工作）2）起重总指挥（队长）：1人（负责安装生产的指挥和调配工作）3）起重技术工程师：1人（负责安装的技术工作）4）安全员：1人（负责现场的安全监护、监督和考核工作）5）专职起重工：4人（负责起重安装的具体操作工作）6）运输押运员：2人（负责钢构件运输的押运、交接验收工作）7）汽车吊驾驶员：4人（负责驾驶和起重操作吊车）8）民工：4人（负责劳力的派送）8.2、组织机构9、运输9.1运输参数1）运输件参数钢梁共12片，中梁8片，外形尺寸：长31.7米，宽2.6米，高1.25米，单重47.12吨；边梁4片，外形尺寸：长31.7米，宽4.05米，高1.25米，单重62.88吨，全桥共重628.5吨。2）配置的运输车参数配置抽拉板带后液压转向重型平板挂车。核定装载80t。3）运输性质钢梁运输属于超限运输（超长），4）钢梁的装卸车装卸车的方法（1）钢梁装车在制造厂内用行车吊进行吊装装车，卸车有现场配置的200T汽车吊进行卸吊。现场吊车的卸吊能力能满足作业要求。（2）钢梁装车为一片装一车，钢梁平放装在平板车上，在钢梁的前后端与平板车之间用长道木衬垫。对装车后的钢梁前后、左右前后均用钢丝绳串接3T手拉葫芦收紧锁定。9.5运输路线经考察运输路线及参考运输经历，决定走以下路线：金华→杭金衢高速→杭新景高速→XX东洲出口→工地现场。9.6运输方法及安全注意事宜1）运输前，应对运输途经路线进行踏勘，确定运输的路线应选择在宽阔、安全性好的路线上行驶。2）运输钢梁时，车辆速度应适中，处理情况应提前，严禁采用猛打方向或踩紧刹来避免前方行人或车辆。3）在运输途中（每隔50公里）应停车检查钢梁的绑扎情况，如发现绑绳松脱或钢梁移位，应立即进行处理。4）在狭窄道路过急弯时，应减速慢慢通过，如遇前方来车，应主动避让。5）车辆通过颠簸路段时，应低速平稳通过，避免车上的钢梁上下跳动。6）钢梁装载超限（超长），在城区内行驶时，应在运输前去有关部门办好超限运输准运手续。10、吊装10.1简述a、用汽车吊机吊装。在2#墩上停一台200吨汽车吊，在3#墩上停一台120吨汽车吊，用二端抬吊的方法吊装。3#墩一端路未通，先用200吨吊机将120吨吊机吊到3#墩上面。b、用贝雷架制作1根过梁桥架，长36m，宽3m，并设轨道，用200吨吊机吊到2#与3#墩之间。安装小车。c、将厂内做好的各运输段按照吊装顺序运到2#墩一侧的200吨汽车吊一边，吊机卸车后，将梁段的一段置于过梁桥架的小车上，一端吊住，牵引小车与吊机同步作业，将梁段过河到对岸后，由2台吊机抬吊就位。（见吊装分段图、安装总体步骤示意图）d、现场焊接、防腐。钢箱梁安装流程图箱梁吊装前箱梁吊装前准备工作箱梁吊装坐标控制点设定复核箱梁安装位置箱梁吊装坐标控制点设定复核箱梁安装位置放大样（高程、里程、中心轴线）分段吊装分段吊装组对就位组对就位安装焊缝焊接安装焊缝焊接安装焊缝安装焊缝无损检测现场防腐（表面处理、面漆）安装现场防腐（表面处理、面漆）安装焊缝打磨PAGE2510.2、施工进度计划安排安装及防腐时间需30天，见下表。序号工作内容工作时间备注1吊机进场，制作过梁桥架1天2安装过梁桥架1天3吊装右-4、右-3梁段1天4吊装右-2、右-1梁段1天5吊装右-5、右-6梁段1天6转移吊机及过梁桥架1天7吊装左-4、左-3梁段1天8吊装左-2、左-1梁段1天9吊装左-5、左-6梁段1天10在吊装左幅时焊接右幅，左、右幅焊接，栓钉焊接9天11防腐12天10.3、施工前的准备及要求10.3.1技术准备及要求1）、组织相关人员进行现场踏勘，详细了解施工现场的地形、环境及作业通道、路面等相关情况（包括对运输途经路线的踏勘）2）、熟悉施工的相关图纸及技术资料，准确了解钢梁的结构、材质及相关的作业参数和安装的标准。3）、编制施工方案，制定安全防范措施，并在施工前对相关施工人员进行技术、安全、质量的交底。10.3.2施工机械及工器具选用的准备10.3.2.1选用的考量1）、钢梁运输和吊装的相关作业参数2）、起吊允许设定的作业范围3）、能适应作业的地形条件和环境4）、能适合和满足作业方法的要求5）、能符合作业的安全规范6）、有相对较合理的经济性10.3.2.2施工机械及工器具的配置200T汽车吊1台（用于钢梁的吊装）120T汽车吊1台（用于钢梁的吊装）80T平板车挂车2辆（用于钢梁的运输）Φ36起吊钢丝绳3付（用于钢梁的吊装）3m贝雷片50片（用于搭设过梁桥架）1.5m贝雷片5片（用于搭设过梁桥架）长道木100根（用于桥架铺垫）钢板0.04m×2m×6m4块（用于吊车支腿铺垫）10.3.2.3选用机械及工器具的相关参数1）、配置的120T汽车吊参数：型号（日产SA1200液压驱动汽车吊）；汽车吊最大起吊额定荷载为（T/R）120T/3m；汽车吊外形尺寸（长×宽×高）为14.750×3.0×4.050m；汽车吊主臂全伸5节（12.6～47.5m）、垂直起吊高度达45m；汽车吊支腿全伸时：左右支腿中心距为7.50m，前后支腿中心距为8.0m；汽车吊自重（全挂配重）为95T；2）、配置的200T汽车吊参数：型号为徐工QAY200，汽车吊外形尺寸（长×宽×高）为12670×3000×3800mm；汽车吊主臂全伸6节（14m～61m）；汽车吊左右支腿宽度为8.6m，前后支腿中心距为9.06m；汽车吊自重（全挂配重）为130T。QAY200全地面起重机主臂起重性能表（部分）_单位:吨65t吨配重,支腿全伸臂长(m)幅度(m)13.818.122.526.831.235.539.944.248.552.957.26132003.51851204170118115984.5153.611511295785138.2110104.59175616114.710592.58572.56050797.498.48478685748.541884.285.373.572.5635245.23932.5973.874.96865.5574843.2373226.51065.466.56158534540.635312622.51159.55753494238.233.83025.521.219.41253.35348474036.232.528.624.82018.21443.544.643423531.628.92623.218.516.81636.537.4373128.52623.621.41715.51829.930.731.72825.823.521.619.615.614.52025.626.625.523.521.219.618.114.413.52221.722.622.521.819.21816.813.412.52419.420.519.517.616.515.512.511.52616.819.218.316.515.214.511.710.82817.216.115.21413.411103015.314.214.21312.210.59.23411.211.611.210.59.57.8369.910.310.59.68.57.2389.39.68.87.56.8408.38.88.46.86.2427.97.86.55.9447.17.56.25.64675.95.3486.55.455054.7524.74.4544.1563.8吊臂仰角（°）31-7229-7528-7727-7926-8016-8017-8018-7918-7919-7919-7918-78吊钩200t(2410kg)125t(1586kg)65t(990kg)30t(500kg)倍率16997654332223）、配置的起吊钢丝绳：Φ42×170×6×7+1。其P破为69984kg，K﹥5。（按照最重的边板计算。10.3.4需要业主及相关施工单位做好的吊装前期工作1）已经浇注完成的2#墩桥面上必须保持通畅。2）应将所有桥梁上空的障碍物进行清除。3）如果采用填筑便道的方式先架钢梁，则需要在桥梁外侧各填筑一条顶宽6m的便道，便道水中部分必须采用宕渣，顶面可以通过总共大约80吨载重的车辆。10.4、钢梁吊装的施工方法10.4.1钢梁的起吊参数钢梁由专业的制造厂制作，运至施工现场后，由汽车吊进行吊装。钢梁起吊参数如下：（用单幅吊装为例说明）1）钢梁中板起吊参数中板长32000mm，宽2600mm-，高1250mm。重约47.12T，起吊高度约为2m；2）钢梁边板起吊参数 边板尺寸（长×宽×高）约为32000×4050×1250mm，起吊重量约62.89T，起吊高度约为2m。10.4.2钢梁吊装的作业程序钢梁吊装分为两幅，逐片吊装。其吊装的顺序设定为：先吊装右幅——后吊装左幅。吊装的顺序为：右-4—右-3—右-2—右-1—右-5—右-6—左-2—左-3—左-1—左-4—左-5—左-6。梁板吊装顺序框图10.4.3钢梁吊装的吊点及吊绳挂扎方式的设置10.4.3.1吊点设置钢梁吊点焊制分为两种形式，使用过梁桥架吊装的钢梁焊制8个吊点，分别在梁两端向内100cm处加劲板四个，中心向两端850cm加劲板处四个（采用方法=2\*GB3②吊装则不需要）。其余的钢梁吊点均焊制在两端向内100cm加劲板处。钢箱梁的吊点数量和定位尺寸应满足：(1)、吊件起吊负重能保持平衡；(2)、能符合吊绳起吊夹角的规定；(3)、能满足吊件起吊高度的要求；(4)、能免使吊件起吊发生变形而损坏。吊耳采用熔透的对接焊缝，焊缝质量必须经检验合格后方能吊装。钢箱梁吊装块体时，设置在梁段一端为一组2只吊耳，每只吊耳竖向承重最大为32T（按最重的边板计算）；制作吊耳的钢板厚度δ=40mm，制作材质为Q345钢。吊耳板许用拉应力：184.4(295/1.6，取1.6的安全系数确定吊耳的许用应力)吊耳板的许用剪应力：110.6(取0.6)综合影响系数K：1.651)、A-B截面强度校核图中A-B截面是吊耳抗拉强度的最薄弱处。竖向荷载FV=32×1000×9.81×1.65=517968N横向荷载FH=FV×tan30°=517968×0.577=299048.9N吊绳方向荷载FL=FV/cos30°=517968/0.866=598115.5N经向弯矩M=FH×H=299048.9×275=82238447.5N·㎜(H为径向高度)吊耳板吊绳方向最大拉应力(偏保守，考虑板厚负公差)：=式中：b：AB截面长度（mm）d：吊耳孔直径（mm）δ：吊耳钢板厚度（mm）===90.7N/mm2吊耳板吊绳方向最大剪应力=<，满足要求。2)、吊耳焊缝强度校核(偏保守)焊缝面积A=2Lδ=2×400×(40-1.2)=31040㎜2(L为吊耳板长)焊缝拉应力=FV/A=517968/31040=16.69焊缝剪应力=FH/A=299048.9/31040=9.63焊缝弯曲应力===19.87组合应力：ab·==41.59N/mm2<=160N/mm2，满足要求。（详见附图二）10.4.3.2吊绳挂扎方式吊绳挂扎方式为用卸扣将起吊绳与吊耳连接。每只吊耳上的钢绳为双道，钢绳的挂扎方式见附图三。10.4.3.3过梁桥架的搭设由于受场地的限制，首先起吊的两片中板（即块4、块3两块钢梁）需通过过梁桥架来完成吊装。桥架由贝雷片组成，分为5榀，每榀长度为36m，由12片3m贝雷片和一片1.5m贝雷片连成整榀。每榀之间由45cm和90cm的小框架连接。贝雷梁上铺道木，每根道木的间距为50cm，用8#铁丝将道木绑扎在贝雷梁上。道木上铺上钢轨，用道钉固定，然后放上专用的小平车，小平车上放置转盘。具体结构见附图五，贝雷梁验算见后文。10.4.4钢梁的吊装工艺操作流程钢梁运抵现场后，首二片中板使用过梁桥架进行吊装。吊装应按设定的作业程序进行，以吊装单幅钢梁为例，编制吊装的工艺操作流程如下：10.4.4.1吊车的作业就位经过设计图纸得知，起吊钢梁时，汽车吊应驶入已经浇注完成的悬臂梁的V形梁处，全伸前、后支腿，并均应在支腿下铺垫路基板，路基板下加垫钢板，以增大支腿着地的承载面，起到分散支腿承受的起吊荷载，确保吊车的作业稳固和安全可靠。注意：200T汽车吊作为单机卸车作业，位置不能停在桥架的同一直线上并且汽车吊不能就位在翼缘板上。（详见附图四）10.4.4.2钢梁的吊装就位（200T汽车吊和120T汽车吊抬吊），以一梁段，重63吨为例。两幅钢梁的吊装方法是相同的。当汽车吊按规定就位完毕后，平板车装载梁板倒入待安装处，在指挥员的指令下，200T汽车吊将钢梁从运输车上起吊，运输车驶离吊装区域。然后汽车吊向安装中心转臂，在汽车吊的安全作为范围内，钢梁的一端放在桥架上的小平车上。一端放在场地上，下面用道木垫好。然后起车吊钢绳重新绑扎，由原来的单机吊中心吊点改为吊一端吊点，单机卸车时200T汽车吊的作业半径为7.4m，伸臂长26.41m，取8m工作半径，允许荷载72T。梁板自身重量为62.89T，满足安全作业要求。（见附图四·一）当运输车驶离吊装区域后，200T汽车吊将钢梁向小平车方向转臂，在安全作业半径范围内停止转臂，此时汽车吊的作业半径为9.0m，伸臂长26.41m，取9m工作半径，允许荷载65T。梁板自身重量为62.89T，满足安全作业要求。（见附图四·二）当汽车吊将钢梁放在小平车和道木排架进行卸载并重新在钢梁一端挂扎吊绳后的作业半径为9.84m，伸臂长26.41m，取10m工作半径，允许荷载58T。荷载为梁板自身重量的一半为32T左右，满足安全作业要求。（见附图四·三）吊绳重新绑扎后，汽车吊起吊钢梁一端利用小平车向对面桥墩滑动，直到钢梁与桥架位置完全重叠。然后120T汽车吊进行吊绳挂扎进行双机抬吊。此时200T汽车吊作业半径为15.85m，伸臂长26.2m，取16m工作半径，允许荷载27T，120T汽车吊的作业半径为8.7m，取9m工作半径，伸臂长21.2m，允许荷载为34T，合吊重量为61T，梁板自身重量为47.12T，满足安全作业要求。（见附图四·四）抬吊起钢梁后向本块钢梁的安装位置转臂直至可以安装，此时200T汽车吊作业半径为15m，伸臂长26.2m，取16m工作半径，允许荷载37T，120T汽车吊的作业半径为8.2m，取9m工作半径，伸臂长21.2m，允许荷载为34T，合吊重量为71T，梁板自身重量为63T，满足安全作业要求。（见附图四·五）重复以上步骤将各梁段吊装完成，钢梁吊装完成后将桥架吊起放在另一幅桥梁上待用。10.4.5汽车吊支腿荷载计算200T汽车吊前后支腿全伸，下面铺垫路基板，在路基板下用钢板加固，将荷载传至现浇梁板（详见附图）200T汽车吊全挂自重为130T左右，单机的梁板重为63T左右。汽车吊本身单个支腿承重为130/4=32.5T，起吊转臂时梁板重量荷载于两个支腿上，那么单个支腿应再增加63/2=31.5T，路基板为1.5×2.5=3.75m2单个支腿荷载为（32.5+31.5）/3.75=17T/m2=170kpa，现场条件能承载。10.4.6吊绳安全系数K＞6的验算1)验算单机起吊中板时吊绳的受力。（吊绳挂扎见附图二）图中：h为起吊的垂高=17mα为起吊夹角=63°a为绑扎点与吊点距离=8.5mQ为200T汽车吊荷载=630KN求：单根起吊钢绳的受力SS=（公式）式中：S——每根钢绳的受力n钢绳系结根数Q——吊物重量α——钢绳与吊钩垂直线之间夹角S=S=176.7KN要求：K＞5PP=S×K（设K=5）PP为破断拉力PP=176700×5=883500Nd===42因此单机起吊中板时选用的起吊钢绳的规格为Φ42×170×6×37+1。其破断拉力总和为895kN，起吊钢绳每股承受的拉力为176.7kN，安全系数=895/176.7=5.065﹥5，满足使用要求。6.7.2验算抬吊边板时吊绳的受力。（吊绳挂扎见附图二）图中：h为起吊的垂高=6mα为起吊夹角=80°a为绑扎点与吊点距离=1.1mQ为200T汽车吊荷载=62.9T/2=314.5KN求：单根起吊钢绳的受力SS=（公式）式中：S——每根钢绳的受力n钢绳系结根数Q——吊物重量α——钢绳与吊钩垂直线之间夹角S=S=79.84KN=79840N要求：K＞5PP=S×K（设K=5）PP为破断拉力PP=79840×5=399200Nd====28因此单机起吊中板时选用的起吊钢绳的规格为Φ28×170×6×7+1。其破断拉力总和为54d2=42336kg，钢绳每股承受的拉力为31.45/4=7.86=7860kg，安全系数=42336/7860=5.4﹥5，满足使用要求。10.5贝雷架验算贝雷桁架强度按以下两种工况进行验算1）验算工况（一）：按照整段钢梁全部受压在贝雷架上计算弯矩的恒载梁段重：63T=630KN÷32m=19.68KN/m贝雷桁架加道木、小平车及转盘的自重：11.5T÷32m=0.36T/m=3.6KN/m活荷载人员、机具：15KN2.7m：计算简图如下：2.7m2-［10］［1.5m1.5m32m32m］［贝雷桁架横断面贝雷桁架横断面 p：为集中活载之和p=15KNMpmax=pL/4=18.75KN·mq：为贝雷架恒载之和32m跨径上的均布线荷载q=（19.68+3.6）=23.28KN/mMqmax=qL2/8=23.28×322/8=2980KN·m（2）：单片贝雷架跨中弯矩荷载组合后跨中最大弯矩活载取动力系数1.2Mzmax=1.0Mqmax+1.2Mpmax=2980+1.2×18.75=3002.5KN·m按每片贝雷桁架均匀承受荷载弯矩考虑，每片跨中最大弯矩为Mdmax=Mzmax/5=3002.5KN·m/5=600.5≤[M]=788.2KN·m符合使用要求2、支点最大剪力计算计算简图如下：32m32m（2）p、q取值与上相同：Qqmax=qL/2=23.28×32/2=372.48KNQpmax=p=15KN（3）单片贝雷桁架支点处最大剪力活荷载取动力系数1.2贝雷桁架支点处的最大剪力Qzmax=1.0Qqmax+1.2Qpmax=372.48+1.2×15=390.48KN（4）每单片贝雷桁架在支点处最大剪力Qdmax=Qzmax/10=390.48KN÷10=39KN≤[Q]=245.2KN符合使用要求3、变形验算在均匀荷载情况下，贝雷桁架跨中的桁架挠度计算简图如下：32m32m跨中最大挠度计算：在均布荷载情况下贝雷桁架挠度变形，其容许挠度变形按L/400控制挠度近似计算公式fmax=ML2/（8EI）fmax：桁架挠度变形M：桁架在组合荷载下最大弯矩，p、q取值与上相同L：桁架跨度32mE：钢材弹性模量取2.1×106kgf/cm2I：贝雷桁架的惯性矩I=573300cm4代入公式得：fmax=0.005cm贝雷桁架非弹性挠度(查自《装配式公路钢桥多用途使用手册》)fm=0.05(n2－1)=0.5cmn为11fmax=0.005cm+0.5cm=0.505cmfmax=0.505≤L/400=3200/400=8cm符合使用要求10.6、现场拼装、焊接、防腐10.6.1吊装前复核，安装处的高程，里程值。在2#、3#墩上面放出钢箱梁的安装位置线，(1)、箱梁中心线；（2）、箱梁边缘线；（3）、高程点。10.6.2吊装到位后，用手拉葫芦与千斤顶微调，将每块梁段的中心线与两岸上已作的中心线重合，端头与里程点重合。10.6.3现场焊接施工10.6.3.1焊接环境作业应符合如下要求：1）焊接作业区风速，手工电弧焊超过8m/s，气体保护焊电弧焊超过2m/s时，应设防风棚或采取其他防风措施。由于本梁大部分焊缝在箱内，挡风条件好，风大时再增加彩钢瓦挡风即可。2）焊接作业区的相对湿度不得大于80%。3）当焊件表面潮湿；应采取加热去湿除潮措施。4）温度低于0℃时要将工件加热到20℃时再施焊。但本梁基本上要在夏季完成安装，所以不需要采用保温措施。10.6.4焊接检验1）对接焊缝按I级，角焊缝按II级要求进行检验。2）焊缝无损检测a、对接焊缝按I级要求进行100%的超声波探伤，执行GB1134