鋼桁梁 懸臂 拼裝 施工

1、鋼桁梁懸臂拼裝施工 7.2.1工藝概述本工藝適用于高橋、大跨和通航、水深流急橋位上鋼桁梁橋施工。橋跨較小時可采用由一端向另 一端進行的懸臂拼裝;當(dāng)橋跨較大時,可輔以中間支墩、墩旁托架、吊索塔架等方式進行懸臂拼裝;當(dāng)跨度特大時,可采用跨中合龍的方式進行兩端懸臂拼裝。 7.2.2 作業(yè)內(nèi)容鋼梁架設(shè)前的準(zhǔn)備工作;中間支墩施工,鋼梁桿件預(yù)拼;鋼梁拼裝及調(diào)整;鋼梁合龍。 7.2.3 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法 鐵路鋼橋制造規(guī)范(T B10212-2009 鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)(T B10415-2003 高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)(TB 10752-2010 鐵路鋼橋保護涂裝及涂料供貨技術(shù)條件(T

2、B/T 1527-2011 7.2.4 工藝流程圖 7.2.5 工藝步驟及質(zhì)量控制一、施工準(zhǔn)備1.施工場地圖7.2.4-1 鋼桁梁架設(shè)施工流程圖(1鋼桁梁施工場地應(yīng)根據(jù)全橋施工平面圖、結(jié)合橋位地形、鋼梁運輸方式、架設(shè)方法、使用的吊裝機械等因素綜合考慮。場地位置宜盡量靠近橋位,應(yīng)有足夠面積。(2鋼桁梁桿件存放及預(yù)拼場地,應(yīng)平整、壓實、排水良好和具有足夠承載力,并應(yīng)位于汛期洪水位以上。桿件存放支承點應(yīng)設(shè)在不因自重而產(chǎn)生永久變形的地方,并應(yīng)防止桿件積水銹蝕和栓接板 面磨損、污染。2.鋼桁梁懸臂拼裝方式選擇根據(jù)設(shè)計單位要求和橋位地形、地質(zhì)、水文、氣象、交通、航運等施工條件,結(jié)合橋梁跨度、孔數(shù)及工期要求

3、等因素,選擇合適的拼裝方式。3.鋼梁桿件進場后,應(yīng)按設(shè)計文件和現(xiàn)行規(guī)范對制造廠提供的技術(shù)資料和實物進行檢查。4.鋼梁預(yù)拼。鋼梁預(yù)拼前應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖繪制預(yù)拼圖。預(yù)拼單元重量不得超過吊機額定起重重量。圖內(nèi)應(yīng)繪出桿件平立面,注明組拼在一起的各部件位置、編號和數(shù)量,并標(biāo)示出組拼后的質(zhì)量和重心位置以便裝吊。預(yù)拼用工作螺栓、試驗螺栓等不得再作為正式螺栓使用。5.懸臂拼裝前,應(yīng)做好施工組織設(shè)計,其主要內(nèi)容如下:平衡梁和主梁桿件拼裝順序圖(包括吊機移動位置和主梁各階段的撓度曲線;最長懸臂狀態(tài)的桿件應(yīng)力表和計算書;輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計圖,并應(yīng)符合規(guī)范的有關(guān)規(guī)定;桿件預(yù)拼和起吊單元的重心、質(zhì)量等圖表。二、中間支墩施工,墩頂

4、布置1.中間支墩施工可參考鋼桁梁支架法施工當(dāng)中支架施工相關(guān)內(nèi)容,這里不再贅述。2.懸臂拼裝過程中,應(yīng)由節(jié)點中心永久(或臨時支座支承鋼梁。在節(jié)點中心周圍布置帶有輥軸或聚四氟乙烯板和千斤頂?shù)呐R時支座作為保險,當(dāng)用以調(diào)整鋼梁高程和縱橫移梁時,應(yīng)以中心支座作為保險,不得將鋼梁支承在帶千斤頂?shù)呐R時支座上懸臂安裝。頂落梁或縱橫移梁不得與拼裝同時進行。3.全懸臂拼裝時,懸臂孔始端墩頂臨時支座的高程,應(yīng)根據(jù)懸臂端的最大撓度、工廠制造拱度和錨孔梁坡度及前方墩頂設(shè)備高度等因素確定。4.采用跨中合龍方案時,相關(guān)墩頂應(yīng)設(shè)置良好的頂落梁及縱橫移梁的設(shè)備。5.施工過程中,當(dāng)主要受力支點采用工字鋼束、鋼墊塊或鋼軌束等組成臨

5、時支座時,應(yīng)考慮因鋼梁轉(zhuǎn)角產(chǎn)生的偏心反力對支座和鋼梁節(jié)點的影響。6.施工過程中,每孔或每聯(lián)鋼梁必須設(shè)置一處固定支座。固定支座應(yīng)設(shè)在懸臂孔始端,使其摩擦力足以抵消水平外力。7.臨時支座除需具備足夠的強度和穩(wěn)定性外,還應(yīng)具備互相轉(zhuǎn)換和頂面能隨鋼梁下?lián)隙栽S轉(zhuǎn)動的性能。應(yīng)經(jīng)設(shè)計計算確定。三、鋼梁懸臂拼裝施工1.鋼梁懸臂架設(shè)過程中的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)>1.3,以鋼梁自重、壓重或用預(yù)應(yīng)力束進行配重平衡。2.鋼梁拼裝應(yīng)遵循先主桁后橋面系、先下后上、先平面后立面、先裝桿件不妨礙后續(xù)桿件的拼裝,盡快將主桁拼成閉合三角形等原則進行。3.預(yù)拼場按拼裝順序發(fā)送桿件,且出場前在桿件上標(biāo)注重量和重心位置。對于重量較大

6、的鋼梁桿件、有不規(guī)則節(jié)點的桿件及桿件斜向安裝狀態(tài)較多的情況,為確保起吊安全和方便對位安裝,應(yīng)設(shè)計專用吊具。對于結(jié)構(gòu)較對稱或重量較輕的桿件,可采用捆吊的形式;桿件用專用吊具拴捆、起吊,使弦桿盡可能保持水平,豎桿保持豎直,斜桿保持4050°的傾角。4.拼裝用腳手架應(yīng)事先掛于節(jié)點旁,隨同桿件一同起吊。起吊前應(yīng)核實桿件重量是否在吊機相應(yīng)吊距的額定起重量以內(nèi),試吊后再提升。5.桿件起吊就位后對孔時,應(yīng)用小錘錘擊沖釘,使桿件孔眼重合,嚴(yán)禁用大錘連續(xù)猛擊單個沖釘強行過孔或用火焰燒割。6.穿入釘栓對好孔眼后,先在栓孔群四周打入四個定位沖釘,隨即安裝46個高強螺栓,確認板縫間無任何雜物時,即擰緊螺栓,

7、同時安裝其余栓孔的沖釘和螺栓。7.鋼梁拼裝到位后,主桁桿件應(yīng)均勻分布的打入孔眼總數(shù)的50%沖釘,上足25%30%的高栓,并不得少于檢算確定的數(shù)量;其他桿件上足30%沖釘、30%螺栓后松鉤。螺栓可進行一般擰緊,松鉤。更換螺栓時一次卸下沖釘?shù)臄?shù)量不超過沖釘總數(shù)的20%。8.螺栓施擰分為初擰和終擰,對于終擰后的高栓檢查合格后,應(yīng)用相應(yīng)油漆作標(biāo)志。螺栓施擰應(yīng)從栓群中心向四周進行,以利板束壓平及減少螺栓之間的相互影響。9.懸臂架設(shè)過程中,為保證鋼梁的拱度,主桁栓合進度應(yīng)不落后于拼裝的兩個節(jié)間。使用架梁吊機安裝時,為增強鋼梁總體剛性,減少晃動,應(yīng)在吊機移開后即終擰各聯(lián)結(jié)系的高栓。鐵路縱梁的上下魚形板和聯(lián)結(jié)

8、角鋼在縱梁腹板上的高強度螺栓,應(yīng)在一孔簡支梁(或一聯(lián)連續(xù)梁拼裝完畢并起頂達到設(shè)計高程后再栓合,并應(yīng)符合設(shè)計要求。10.當(dāng)主桁下弦拼裝距墩頂最后一個節(jié)間時,將中桁桿件盡快拼裝到墩頂,單桁成閉合穩(wěn)定結(jié)構(gòu)狀態(tài),但不擱置,與支點保持23cm間隙,立即拼裝兩邊桁及其他桿件。待整體形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)及各節(jié)點處高栓終擰后,將空隙抄實。待鋼梁懸臂拼出2個節(jié)間,加勁弦桿件全部閉合,并將主桁大節(jié)點、支點處橋門架及起頂橫梁處螺栓全部終擰后,橋墩支點才起頂調(diào)梁。11.鋼梁懸拼過程中,施工臨時荷載及其位置應(yīng)符合設(shè)計要求。當(dāng)懸臂拼裝接近前方橋墩時,鋼梁上所有臨時荷載應(yīng)進行復(fù)查。大跨度鋼桁梁全懸臂安裝,懸臂端出現(xiàn)較大振蕩時,應(yīng)采

9、取消振措施。12.鋼梁每懸臂安裝一個節(jié)間,應(yīng)測量一次節(jié)點撓度及中線。同時據(jù)此判定,下步是否橫移鋼梁。并對關(guān)鍵桿件進行應(yīng)力測定,與計算值比較,以防超應(yīng)力。13.伸縮縱梁需在組拼時予以固定,待相鄰節(jié)間的縱梁安裝完畢后,才可拆除該處臨時桿件,臨時連接桿件的安裝和拆除按設(shè)計圖紙辦理。14.由于主桁和橋面系的共同作用產(chǎn)生過大的附加應(yīng)力會造成橫梁面外彎曲,影響橋面系的安裝,應(yīng)按下列措施加以控制:(1拼裝時制動聯(lián)接系不能構(gòu)成完整的結(jié)構(gòu)體系,前方支點頂平后才能將螺栓擰緊。(2普通縱梁的魚形板,縱梁端部與橫梁腹板的聯(lián)結(jié)螺栓僅進行初擰。(3活動縱梁的臨時聯(lián)結(jié)桿件,在拼完前方一個節(jié)間普通縱梁后,應(yīng)立即拆除。(4待前

10、方支點頂平進行橋面系調(diào)整時應(yīng)先從制動聯(lián)接系橫梁處開始,將縱橫梁聯(lián)結(jié)的魚形板及橫梁腹板螺栓全部松開,再初擰和終擰;然后將橫梁端部平聯(lián)結(jié)點的螺栓松開初擰和終擰;對稱于制動聯(lián)結(jié)系的其它橫梁依次逐步調(diào)整。調(diào)整完成后再進行中跨橋面系等剩余桿件的安裝。15.當(dāng)采用中間臨時支架時,支架承托鋼梁的支點橫向?qū)挾?每邊加寬不得小于100m m。16.拆除兩聯(lián)(或兩孔之間的連接板時,應(yīng)先調(diào)整支點的高程,使其內(nèi)力為零時進行,嚴(yán)禁在 受力狀態(tài)下進行。四、跨中合龍施工1.合龍措施(1在無應(yīng)力狀態(tài)下合龍,通過調(diào)整支點的高程和利用支點處的縱橫移設(shè)備,在計算指導(dǎo)下實現(xiàn)合龍。(2在加力狀態(tài)下合龍,在合龍口施加外力強迫合龍。2.合

11、龍程序(1初調(diào):左右兩側(cè)梁段懸拼出一定節(jié)間后在反力不大的情況下,應(yīng)通過橋墩頂面上的位移調(diào)整設(shè)施,按預(yù)計設(shè)計閉合點的高程和縱橫向錯位,對鋼梁進行一次位移調(diào)整。(2精調(diào):在即將合龍前應(yīng)對鋼梁的狀態(tài)進行檢查,必要時才作位移調(diào)整?？v調(diào):當(dāng)合龍口縱向距離相差較多時,可在支點處對鋼梁進行縱移;當(dāng)合龍口縱向距離偏差不大而又可以通過兩跨溫差變化進行調(diào)整時,就不需動用縱移設(shè)施。豎調(diào):主要通過調(diào)整支點高程來實現(xiàn)。橫調(diào):可在上平聯(lián)或下平聯(lián)平面上,相應(yīng)地加一對水平力進行調(diào)整。(3一般采用的合龍方法有:節(jié)點鉸式合龍:指在大節(jié)點處用節(jié)點板和合龍鉸閉合。合龍鉸包括鉸板和鉸軸,鉸板上有孔眼(鉸板上的孔眼尺寸宜由設(shè)計圖定,并配

12、備大、小直徑鉸軸各一個(直徑大小應(yīng)由設(shè)計圖定,插入有困難時,可先插入直徑較小的鉸軸,再繼續(xù)調(diào)整至能插入直徑較大鉸軸為止。上、下臨時鉸合龍后,即可將臨時節(jié)點板和拉力設(shè)備拆除,換上正式節(jié)點板。正式節(jié)點板的釘孔宜在工廠一次鉆成設(shè)計孔徑。合龍設(shè)施見圖7.2.5-1。 圖7.2.5-1 合龍設(shè)施圖節(jié)間拉桿式合龍:合龍節(jié)間拉桿式是利用特別設(shè)計的臨時拉桿裝在合龍節(jié)間內(nèi)施加拉力進行精調(diào),以便插入并裝上合龍桿件的一種合龍方式。合龍前首先將合龍段一端支點改為活動支承,并利用支點處的調(diào)整設(shè)施調(diào)整閉合端的豎向和橫向錯位,使閉合節(jié)間的長度不大于d+(d 為節(jié)間長;為最大樣預(yù)留空隙值,一般取3050,然后裝入下弦閉合桿件

13、、拉桿等,桿件一端暫時不裝沖釘、螺栓,以便由拉桿精調(diào)。拉桿分水平拉桿和斜向拉桿兩種,兩者結(jié)構(gòu)細節(jié)相同,僅長度不同,每個桿件由外桿和內(nèi)桿組成,并配備鉸軸(數(shù)量和直徑應(yīng)由設(shè)計單位定,通過鉸軸及臨時拉板與主橋節(jié)點相連。安裝時先進行粗調(diào),在臨時拉桿的長圓孔內(nèi)插入銷子后再用千斤頂進行精調(diào),待內(nèi)外圓孔重合時立即插入鉸軸,然后千斤頂卸載。合龍后立即安裝兩側(cè)拼接板束和節(jié)點板并上足沖釘和螺栓。(4安裝合龍桿件:合龍?zhí)幗?jīng)過精調(diào)后,可立即安裝合龍桿件進行閉合。合龍桿件有:弦桿、斜桿、節(jié)點板或拼接板等,應(yīng)首先合龍弦桿,然后合龍腹桿。3.合龍注意事項:(1應(yīng)在主跨兩橋墩布置臨時固定支座,其余各支點布置活動支座。(2節(jié)點

14、合龍時應(yīng)符合下列原則:兩懸臂端的高程一致,中線一致;兩懸臂端間隔距離與設(shè)計尺寸相符;兩懸臂端的轉(zhuǎn)角一致,即其正切值相等。最后節(jié)間的桿件安裝前,應(yīng)調(diào)整鋼梁平面和立面位置,達到兩端主桁平面中線差小于2mm,兩懸臂端間隔距離可稍大于設(shè)計尺寸。(3在施工組織設(shè)計中,應(yīng)事先計算安裝荷載作用下,梁懸臂端變位(包括豎直、水平變位和轉(zhuǎn)角及由于支點高程變化,梁端增加單位附加力、溫度等對懸臂端的變位影響,以便在合龍時根據(jù)情況及時采取措施。(4由兩端向跨中懸拼到設(shè)計要求長度后,一端的吊機應(yīng)退回幾個節(jié)間,另一端的吊機則留作吊拼合龍桿件;(5采用合龍鉸時,應(yīng)在上下游溫度均勻時插鉸軸,先插下弦鉸軸,然后在平衡梁后端頂落梁

15、,使上弦合龍對孔插鉸軸。最后測量鋼梁中線拱度并作必要的調(diào)整和校正。校正過程中應(yīng)防止合龍鉸超載;(6合龍工作應(yīng)在溫差變化很小的時段進行。(7跨中合龍后,體系轉(zhuǎn)換時應(yīng)調(diào)整支點反力,以設(shè)計支點高程為準(zhǔn),復(fù)核支點反力。當(dāng)實測反力與設(shè)計值相差較大時,應(yīng)與設(shè)計單位研究分析。(8縱橫移時,應(yīng)控制反向的制動千斤頂。(9在合龍?zhí)幭覘U和拼接板的一側(cè)設(shè)置有一長圓孔及一圓孔。合龍時長圓孔先插入圓軸銷,使豎向位移受到約束。再采取相應(yīng)措施,使圓孔重合,插入圓軸銷,實現(xiàn)上下弦桿合龍,然后再合龍斜桿和豎桿。圓軸銷直徑應(yīng)由設(shè)計圖定。合龍?zhí)幩羞B接釘孔宜在廠內(nèi)一次鉆足直徑。(10橋跨合龍后,鋼梁已形成整體結(jié)構(gòu)時,應(yīng)立即將一側(cè)的臨

16、時固定支座變?yōu)榛顒又ё?11合龍工作一經(jīng)開始,應(yīng)連續(xù)不斷進行。五、鋼梁縱橫移、頂落梁施工1.鋼梁橫移(1鋼梁橫移前,起重橫梁及節(jié)點,橋門架,上、下平聯(lián)節(jié)點螺栓必須終擰完畢,以防鋼梁受橫向水平力的影響造成鋼梁軸線發(fā)生曲折。(2橫移工作應(yīng)在支點反力較小的情況下進行,如必須在反力較大的情況下橫移鋼梁,則橫移設(shè)備不宜集中一處,可分別設(shè)于下弦節(jié)點和起頂橫梁下。(3橫移通過施加外力法進行。橫移裝置由豎向千斤頂、橫向千斤頂、滑動面、反力座和墊塊組成,橋梁中心線隨鋼梁架設(shè)已逐孔橫移調(diào)整,因此正式定位橫移量均較小。2.鋼梁縱移鋼梁縱移常用方法有三種:施加外力法、溫差法、起落頂法,如若偏位不大時應(yīng)優(yōu)先采用溫差法

17、或起落頂法進行調(diào)整。(1施加外力法:用千斤頂或其他頂力設(shè)備使鋼梁移動至設(shè)計位置。(2溫差法:在高溫時和低溫時進行體系轉(zhuǎn)換,借助于伸縮變形使鋼梁移動。(3起落頂法:通過起落頂使鋼梁變形、支點移動,然后轉(zhuǎn)換體系,進行反向操作使鋼梁移動,如此反復(fù)進行,直至鋼梁縱移到設(shè)計位置。為增加固定支點的摩擦約束,固定支點加墊石棉板,使其摩擦力大于所有活動支座的摩擦力之和。3.頂落梁應(yīng)符合下列規(guī)定:(1頂落梁使用的油壓千斤頂,應(yīng)帶頂部球形支承墊、保險圈,升程限位孔。共同作用的多臺千斤頂應(yīng)選用同一型號,用油管并聯(lián)。油壓千斤頂、油泵、壓力表、油管可分別進行試驗。當(dāng)測定支點反力時,應(yīng)由計量單位對千斤頂、壓力表一并配套校

18、正,并注意定期檢查。(2頂落梁中,千斤頂?shù)撞繎?yīng)設(shè)置輥軸或可水平位移的墊座,墊座中心應(yīng)與千斤頂中心軸重合。安裝工程中對輥軸、墊塊、工鋼束等設(shè)備應(yīng)按圖紙進行檢查。(3頂落梁應(yīng)符合設(shè)計文件要求。千斤頂中心軸應(yīng)與支承結(jié)構(gòu)中心線重合,頂落梁過程中對梁部各桿件應(yīng)力變化情況,應(yīng)事先進行計算。對頂落高程、支點反力、支點位移、跨中撓度等變化應(yīng)進行觀測記錄。(4頂落梁時應(yīng)設(shè)保險支座,拼梁與頂落梁兩工序不得同時進行。同一墩臺的上、下游兩支點,除調(diào)整二者高程需分別起頂外,應(yīng)同步起落。頂落梁前必須栓合的部位應(yīng)在技術(shù)文件或施工細則中規(guī)定。(5千斤頂安放在墩臺或支架及梁底的位置均應(yīng)符合設(shè)計要求。(6在頂落梁及縱橫移時,應(yīng)由

19、值班工程師負責(zé),并做好記錄,使用多臺千斤頂頂落梁時,應(yīng)統(tǒng)一指揮,由專人負責(zé),保證同步起落。(7臨時活動支座,可采用輥軸(滾筒或聚四氟乙烯板。輥軸(滾筒應(yīng)放置平行,輥軸間均保留一定間隙。聚四氟乙烯板與不銹鋼板作為臨時活動支座時,接觸面應(yīng)潔凈,上下均有剛性支承板。7.2.6 施工機械及工藝裝備本工藝7.2.67.2.9 均以南京大勝關(guān)長江大橋(北岸0#6#墩鋼梁施工為例予以說明。該段鋼梁為2聯(lián)(2×84m連續(xù)鋼桁梁共28個節(jié)間和(108+192+336/2m連續(xù)鋼桁拱共37個節(jié)間,鋼梁總重約為31690t。南京大勝關(guān)長江大橋(北岸鋼梁架設(shè)主要機械設(shè)備見表7.2.6-1。 7.2.7 作業(yè)

20、組織南京大勝關(guān)長江大橋(北岸0#6#墩鋼梁從4#墩向6#墩架設(shè);6#主墩墩頂2個節(jié)間在墩旁托架上架設(shè),其余節(jié)間鋼梁均為雙懸臂架設(shè);6#墩設(shè)吊索塔架一座。在5#6#墩192m邊跨合龍后,架梁吊機退回4#墩拆除并調(diào)頭重新安裝,從4#墩向0#墩方向全懸臂架設(shè),直至完成兩聯(lián)2×84m鋼梁架設(shè);同時6#墩吊索塔架輔助懸臂拼裝北岸336m主孔3237節(jié)間鋼梁。根據(jù)以上架設(shè)方案,設(shè)置兩個架梁作業(yè)隊(作業(yè)一隊、二隊,分別負責(zé)4#墩(0#墩192m孔跨中、6#墩的鋼梁架設(shè)。7.2.8 材料消耗南京大勝關(guān)長江大橋(北岸鋼梁架設(shè)材料消耗量見表7.2.8-1。 7.2.9 生南京大勝關(guān)長江大橋(北岸從200

21、7 年11月開始第一片鋼梁架設(shè),至2009年9月全橋合龍,合計工期為23個月。平均平弦7天1個節(jié)間,拱桁9天1個節(jié)間。7.2.10 安全生產(chǎn)及環(huán)境保護一、架梁安全措施1.鋼梁安裝開始前,對架梁使用的材料、工具、吊具、腳手板、梯子、安全帶、安全網(wǎng)等應(yīng)經(jīng)有關(guān)人員驗收合格后方能使用,并應(yīng)配足、配齊數(shù)量。機械應(yīng)經(jīng)過試運轉(zhuǎn)并試吊認可后使用。安全網(wǎng)、安全帶應(yīng)按規(guī)定作模擬人體沖擊試驗,合格后方能使用。2.所有施工輔助結(jié)構(gòu)應(yīng)按施工工況進行設(shè)計檢算,以保證結(jié)構(gòu)有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。并在安裝完畢后,經(jīng)過檢查簽證,方能使用。3.鋼梁桿件起吊時,應(yīng)確認起吊桿件的重量和重心位置,必須捆綁牢靠,吊具夾角不得大于60°,吊斜桿時應(yīng)設(shè)防滑保險繩,并應(yīng)拴上溜繩。4.起吊桿件的吊具與桿件棱角接觸處應(yīng)用膠皮墊好。5.在懸臂孔和通航孔的鋼梁下面,必須掛安全網(wǎng)。其每側(cè)寬度應(yīng)超出鋼梁兩側(cè)外端,長度應(yīng)與橋墩相接。不得有漏空或空隙。安全網(wǎng)應(yīng)拉緊,并宜與鋼梁面保持較小距離,此時還應(yīng)距地面、水面等有適當(dāng)距離。 6.水中鋼梁架設(shè)用的膺