太原南內(nèi)環(huán)橋改造工程橋塔施工方案

1、太原南內(nèi)環(huán)橋改造工程橋塔施工方案北京路橋機(jī)械廠(chǎng)有限公司 王新峰摘 要：本工程附屬于太原南內(nèi)環(huán)改造工程，橋塔采用直徑406mm和直徑203mm、材質(zhì)Q345q D的鋼管在工廠(chǎng)焊接成，后運(yùn)輸至安裝現(xiàn)場(chǎng)，用汽車(chē)吊吊裝就位、現(xiàn)場(chǎng)焊接完成。關(guān)鍵詞：焊接、吊裝1 工程概況1 結(jié)構(gòu)形式本工程附屬于太原南內(nèi)環(huán)改造工程，橋塔總數(shù)量為10座，橋塔是由三根彎管所組成的框架，高20米，截面為底1.6米腰長(zhǎng)為1.8米的等腰三角形、橋塔所在弧線(xiàn)最高點(diǎn)距離弧弦4米，每座橋塔重量23.628t，總重236.28t。2 主要材料鋼管采用符合國(guó)標(biāo)橋梁用結(jié)構(gòu)鋼（GB/T714-2008）規(guī)定的Q345qD級(jí)鋼管。選用的焊接材料符合

2、相應(yīng)的國(guó)標(biāo)要求，并與本橋采用的鋼材材質(zhì)和強(qiáng)度相適應(yīng)。具體如下：2.1鋼管：鋼管均采用Q345qD級(jí)鋼，406 Q345qD級(jí)加勁肋焊接鋼管，橋塔格構(gòu)連接件采用 203 Q345qD級(jí)鋼管。應(yīng)滿(mǎn)足要求：鋼材應(yīng)有明顯的屈服臺(tái)階，且伸長(zhǎng)率應(yīng)大于20%。鋼材的抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值不應(yīng)小于1.20。鋼材應(yīng)有良好的可焊性和合格的沖擊韌性。2.2焊材二氧化碳保護(hù)焊采用ER50-6焊絲，直徑是1.2mm2 場(chǎng)內(nèi)制作橋塔制造的焊接工藝是保證橋塔質(zhì)量的關(guān)鍵，所有類(lèi)型的焊縫在施焊前應(yīng)做焊接工藝評(píng)定，根據(jù)工藝評(píng)定的結(jié)果編制橋塔施工焊接工藝。1 根據(jù)計(jì)算Q345qD的Ceq=0.48%，大于0.45%，

3、可見(jiàn)Q345D鋼焊接性能不是很好，需要在焊接時(shí)制定嚴(yán)格的工藝措施。且Q345qD鋼在焊接時(shí)易出現(xiàn)的問(wèn)題是熱影響區(qū)的淬硬傾向，Q345qD鋼在焊接冷卻過(guò)程中，熱影響區(qū)容易形成淬火組織-馬氏體，使近縫區(qū)的硬度提高，塑性下降。結(jié)果導(dǎo)致焊后發(fā)生裂紋, Q345qD鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。 2 為減少應(yīng)力集中，形成一個(gè)良好的焊接工藝，并達(dá)到設(shè)計(jì)的一級(jí)焊縫要求，鋼管的對(duì)接采用V型坡口，里面加墊鐵，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊施焊。由于施工季節(jié)在冬季，環(huán)境溫度比較低，為了防止冷裂紋的發(fā)生，焊接前應(yīng)對(duì)鋼管進(jìn)行電阻預(yù)熱，預(yù)熱溫度控制在（6080），并且控制層間溫度，層間溫度不高于150，不低于60，具體焊接工藝參數(shù)見(jiàn)下

4、表： 焊接工藝參數(shù) 表2-1道次焊接方法焊絲保護(hù)氣體保護(hù)氣體流量l/min電流A電壓V焊接速度cm/min牌號(hào)直徑1、打底CO2保護(hù)焊ER50-61.2CO220l/min150-17020-22152、填充CO2保護(hù)焊ER50-61.2CO220l/min270-32034-36203、蓋面CO2保護(hù)焊ER50-61.2CO220l/min270-32034-3620焊接對(duì)鋼管的對(duì)接焊縫進(jìn)行100%超聲波探傷，并且以10%的比例對(duì)焊縫進(jìn)行射線(xiàn)探傷，檢測(cè)結(jié)果全部合格，保證了南內(nèi)環(huán)橋塔工程的質(zhì)量。3 橋塔安裝1 現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境1.1 現(xiàn)場(chǎng)從大的地貌上看屬于平坦的沖擊平原，微地貌屬于汾河?xùn)|西岸河漫灘與汾

5、河河床。工程地質(zhì)分區(qū)屬于太原盆地次穩(wěn)定工程地質(zhì)亞區(qū)。1.2 現(xiàn)主橋已經(jīng)通車(chē)，安裝施工時(shí)要提前做好安全疏導(dǎo)及防護(hù)措施。2 橋塔的運(yùn)輸2.1 橋塔的運(yùn)輸使用大噸位抽拉板式運(yùn)輸車(chē)輛完成。為保證運(yùn)輸高度符合所通過(guò)的橋梁、涵洞的限高要求，裝車(chē)時(shí)橋塔以立面形狀側(cè)臥在車(chē)輛上，尾端在車(chē)頭側(cè)，車(chē)輛平板上頭與尾側(cè)的高度差通過(guò)使用兩道專(zhuān)用支架找平，以保證橋塔在車(chē)輛上平穩(wěn)就位，橋塔因自重造成的塔腿鋼管1懸空部位應(yīng)使用若干臨時(shí)支撐支墊穩(wěn)固并采取相應(yīng)防止滑移的措施，使用鋼絲繩結(jié)合倒鏈進(jìn)行張緊，支撐及張緊部位要加裝防護(hù)以避免防腐涂層損傷，超寬部位安裝警示裝置。2.2 運(yùn)輸線(xiàn)路是高碑店石家莊太原，全程高速，橋塔超寬運(yùn)輸問(wèn)題同

6、交管部門(mén)協(xié)調(diào)解決。2.3、 為保證運(yùn)輸安全，指派專(zhuān)人隨車(chē)通報(bào)、處理、解決橋塔運(yùn)輸過(guò)程中遇到的突發(fā)情況，保證運(yùn)輸安全。3 橋塔的吊裝3.1 橋塔是由三根彎管所組成的框架，高20米，截面為底1.6米腰長(zhǎng)為1.8米的等腰三角形、橋塔所在弧線(xiàn)最高點(diǎn)距離弧弦4米，橋塔總重量為23.6噸。安裝方式立在橋墩上，方向與主橋方向垂直，橋墩中心距離橋邊的直線(xiàn)距離為9.5米，由于現(xiàn)場(chǎng)施工條件所致，橋塔與橋面順向擺放（如吊裝示意圖所示）。3.2 用雙繩穿過(guò)橋塔頂部的兩個(gè)連接管，鋼絲繩長(zhǎng)度保證吊鉤高于橋塔頂部即可，橋塔的站位與橋塔的安裝位置水平距離不少于14米，用1臺(tái)160噸吊車(chē)和1臺(tái)50噸吊車(chē)就位，根據(jù)160噸吊的性

7、能，桿長(zhǎng)33米，回轉(zhuǎn)半徑14米時(shí)可吊26噸，50噸吊頭一頭配合立起。3.3 鋼絲繩選用根據(jù)建設(shè)部出版的有關(guān)技術(shù)資料查表得到鋼絲繩直徑43毫米 6×37+1，抗拉強(qiáng)度為170kg/mm2， 鋼絲繩破斷拉力為1.185×106N。安全系數(shù)根據(jù)相關(guān)安全規(guī)定，取6倍的安全系數(shù)。當(dāng)鋼絲繩為6x37+1時(shí)，不均勻受力系數(shù)為=0.82根據(jù)以上許用拉力 P=Sb×/K代入以上數(shù)值許用拉力 P=167950N 橋塔重22噸,鋼絲繩拉力為2.2×105N,用雙繩穿過(guò)橋塔頂部?jī)蛇B接管,此時(shí)的許用拉力為P1>1.6P=259120N,鋼絲繩拉力小于許用拉力,符合安全要求.

8、3.4 吊裝示意圖圖3-1（吊車(chē)站位）圖3-2（吊車(chē)站位）圖3-3（吊裝就位中）4 橋塔的安裝 橋塔按“橋塔起吊橋塔底部調(diào)整就位橋塔順橋向調(diào)整就位橋塔橫橋向調(diào)整就位橋塔全位置復(fù)核橋塔底部定位連接件安裝焊接”的順序依次進(jìn)行安裝。4.1安裝前準(zhǔn)備41.1 為保證橋塔安裝位置準(zhǔn)確，做好橋塔的安裝編號(hào)及其上的安裝控制點(diǎn)、線(xiàn)的標(biāo)識(shí)與標(biāo)記，根據(jù)橋塔上已知控制點(diǎn)位，電腦制圖求證與安裝現(xiàn)場(chǎng)為保證頂部橫橋向就位所設(shè)臨時(shí)控制點(diǎn)位的位置尺寸關(guān)系。如下所示：橋塔上橫橋向位置找正控制點(diǎn)立面及平面投影尺雨 以橋塔基礎(chǔ)施工時(shí)橫、順橋向控制軸線(xiàn)作為橋塔安裝就位控制線(xiàn)，該數(shù)據(jù)由基礎(chǔ)施工方測(cè)設(shè)提供，項(xiàng)目部安裝前進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。復(fù)核所有

9、預(yù)埋鋼板上塔腿鋼管安裝位置處水平偏移情況，根據(jù)復(fù)核結(jié)果統(tǒng)計(jì)列表，確定橋塔安裝時(shí)消除基礎(chǔ)誤差影響的方法。每組橋塔的塔腿鋼管安裝處相對(duì)高差較小時(shí)，采取使用薄鋼板在鋼管底部支墊調(diào)整找正的方法保證安裝質(zhì)量；相對(duì)高差較大時(shí)，采取在塔腿鋼管混凝土澆注封底前，根據(jù)復(fù)核結(jié)果在相應(yīng)位置的塔腿鋼管底部去除高出量的方法保證安裝質(zhì)量。 在每組橋塔的安裝基礎(chǔ)處，根據(jù)預(yù)埋鋼板上的控制軸線(xiàn)，劃出塔腿鋼管的軸線(xiàn)、外形輪廓最大處位置線(xiàn)及為保證頂部橫橋向就位所設(shè)臨時(shí)控制點(diǎn)位。為便于橋塔就位時(shí)借力調(diào)整，預(yù)埋鋼板上塔腿鋼管外形輪廓最大處以外同側(cè)兩個(gè)方向上加裝的臨時(shí)工藝板，在安裝橋塔底部定位連接件前去除。4.2橋塔就位 橋塔吊裝就位時(shí)

10、找正吊點(diǎn)位置后，通過(guò)在橋塔底部順橋向兩邊使用纖繩及人工調(diào)整就位，保證橋塔底部塔腿鋼管上的控制線(xiàn)與預(yù)埋鋼板處的橋塔就位控制線(xiàn)重合。 在橋塔橫橋向控制軸線(xiàn)上，使用經(jīng)緯儀通過(guò)塔腿鋼管1上測(cè)設(shè)的安裝控制軸線(xiàn)實(shí)現(xiàn)橋塔順橋向位置的找正。橋塔制作及基礎(chǔ)誤差影響造成的頂部偏移，采用在偏移側(cè)塔腿鋼管底部側(cè)面適當(dāng)位置加裝臨時(shí)工藝板，通過(guò)千斤頂提升找正后、使用薄鋼板在塔底與預(yù)埋鋼板間墊實(shí)的方法消除。找正后，橋塔底部在不影響橫橋向找正的位置處安裝臨時(shí)定位件。 橋塔橫橋向位置采取通過(guò)使用水準(zhǔn)儀測(cè)量橋塔上已知控制點(diǎn)與塔底安裝基準(zhǔn)面相對(duì)高差及從控制點(diǎn)處掛線(xiàn)墜復(fù)核與安裝現(xiàn)場(chǎng)地面上為保證頂部橫橋向就位所設(shè)的臨時(shí)控制點(diǎn)位投影距離

11、偏移量的方法調(diào)整找正，當(dāng)出現(xiàn)無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足理論值要求的情況時(shí)，作圖分析確保在滿(mǎn)足拉索使用的前提下取中間值，調(diào)整找正過(guò)程與橋塔順橋向調(diào)整找正過(guò)程相似。已知控制點(diǎn)設(shè)在L1處塔腿鋼管2、3間的連接鋼管中心與鉛垂線(xiàn)相切處，相對(duì)基礎(chǔ)頂面高差及與基礎(chǔ)軸線(xiàn)水平投影距離如前圖所示。 橋塔橫橋向調(diào)整找正過(guò)程中，注意對(duì)順橋向控制軸線(xiàn)的觀(guān)察，發(fā)生偏移及時(shí)調(diào)整糾正。橋塔橫橋向位置找正后，復(fù)核順橋向位置，無(wú)誤后定位焊接牢固進(jìn)行后續(xù)施工。 橋塔位置找正后，安裝底部定位連接件，按實(shí)際位置對(duì)已制作的標(biāo)準(zhǔn)形式工件進(jìn)行修整，保證與塔腿鋼管及預(yù)埋鋼板的連接部位無(wú)較大間隙，定位焊接牢固。 橋塔底部焊縫的焊接優(yōu)先采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，

12、無(wú)法完成的部位采用手工電弧焊，采取焊接工藝評(píng)定實(shí)驗(yàn)合格的焊接材料和參數(shù)施焊，施工的總體順序要求規(guī)定如下：a、先進(jìn)行定位連接鋼板與塔腿鋼管的立角縫焊接，注意對(duì)稱(chēng)分散進(jìn)行焊接，避免局部集中造成塔腿鋼管頂部偏移，影響安裝質(zhì)量；b、后進(jìn)行定位連接鋼板與預(yù)埋鋼板的平角縫焊接；c、再進(jìn)行塔腿鋼管與預(yù)埋鋼板的連接焊接，采取分段對(duì)稱(chēng)的焊接方式施焊；d、最后進(jìn)行定位連接鋼板間的角縫焊接。焊接過(guò)程中根據(jù)施工具體情況需要，可在局部范圍內(nèi)，在滿(mǎn)足施工總體順序要求的情況下，當(dāng)上一部位焊接完成后即可進(jìn)行下一部位的焊接，例如在相鄰兩塊定位連接件的立、平角縫焊接完畢后，即可進(jìn)行其間的塔腿鋼管與預(yù)埋鋼板的焊接。焊接完畢后，檢查外觀(guān)修整、去除缺陷。橋塔焊接完畢前，為防止傾覆、偏移并保證塔底連接焊縫的焊接在不受力的狀態(tài)下進(jìn)行