钢箱梁顶推专项方案

钢箱梁

武汉经济技术开发区军山第一大道工程 （全力三路延长线～黄陵二路）京珠跨线桥工程

主桥钢箱梁制作方案

审批：

审核：

编制： 中建三局工程建设股份公司 军山第一大道排水工程项目经理部

2009年10月1日

钢箱梁

目录

1、编制说明及依据 ................................................................................................................................. 3 1.1、京珠跨线桥主桥钢箱梁工程概况 ................................................. 3 1.2、钢箱梁顶推工艺说明 ........................................................... 3 1.3、编制依据 .................................................................... 3 2、施工准备 ............................................................................................................................................. 3 2.1、运梁通道 .................................................................... 3 2.2、施工用电 .................................................................... 4 2.3、技术准备 .................................................................... 4 3、钢箱梁施工方案 ................................................................................................................................. 4 3.1、钢箱梁制作工艺............................................................... 4

3.1.1、钢箱梁分节 .................................................................................................................. 4 3.1.2、钢箱梁的制作 .............................................................................................................. 6 3.1.3、钢箱梁焊接 .................................................................................................................. 7 3.1.4、钢箱梁吊装 .................................................................................................................. 8

3.2、钢箱梁施工工艺............................................................... 9

3.2.1、钢箱梁施工工艺流程框图 .......................................................................................... 9 3.2.2、顶推法施工方案 .......................................................................................................... 10

4、确保安全生产的技术措施 ............................................................................................................... 22 4.1确保安全生产的技术组织措施 ................................................... 22

4.1.1、确定安全生产目标 ...................................................................................................... 22

4.2、建立安全生产管理体系 ........................................................ 22 4.3、采取安全生产保证措施 ........................................................ 23

4.3.1、安全检查制度 .............................................................................................................. 23 4.3.2、安全奖惩措施 .............................................................................................................. 23 4.3.3、安全教育...................................................................................................................... 23 4.3.4、施工用电安全措施 .................................................................................................... 24 4.3.5、施工机具安全措施 ...................................................................................................... 25 4.3.6、防火安全措施 .............................................................................................................. 25

5、确保文明施工的技术组织措施 ....................................................................................................... 25 5.1、确立文明施工管理目标 ........................................................ 25 5.2、建立文明施工管理机构 ........................................................ 25 5.3、采取文明施工的措施 .......................................................... 26

5.3.1、 组织措施 .................................................................................................................... 26 5.3.2、现场文明气氛 ............................................................................................................ 27 5.3.3场地文明建设 ................................................................................................................. 27

钢箱梁

京珠跨线桥主桥钢箱梁施工组织设计

1、编制说明及依据

1.1、京珠跨线桥主桥钢箱梁工程概况

京珠跨线桥主桥钢箱梁（42.5m+65m+42.5m）三跨一联，全长150m，高2.3m，左右两副宽度28m，单幅宽度14m，钢箱梁采用全焊扁平结构，全桥钢箱梁重量约2276t，钢箱梁面积4200m2，平均550kg/m2，边跨单幅重量约328t，中跨单幅重量约500t。

1.2、钢箱梁顶推工艺说明

计划采用导梁连续顶推方案，第一次顶推距离50.5m，第二次顶推距离50.5m，连续顶推千斤顶在临时墩上顶推到墩位后，再采用竖向千斤顶落梁到永久墩。

1.3、编制依据

1.3.1、《全力三路延长线～黄陵二路施工蓝图》； 1.3.2、《全力三路延长线～黄陵二路地勘报告》； 1.3.3、《钢结构焊接施工质量验收规范》（GB985-88）； 1.3.4、《钢结构施工质量验收规范》（GB50205-95）； 1.3.5、《公路桥涵施工规范》（JTJ041-2000）； 1.3.6、《路桥施工计算手册》； 1.3.7、类似桥梁顶推施工经验； 2、施工准备 2.1、运梁通道

现场跨过京珠高速公路通道有两道：第一道是设计桥梁右侧方向，

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约300m处有一道天桥，设计承载吨位15t，这座桥不能满足大型吊车和运梁车通往，第二道是地下通道，限高2.8m，也不能满足大型车辆通行，根据现场实际情况，计划所有的钢结构通过进场的小道进入工地，即从S101道路分叉，往汉阳三中方向，不需要穿过京珠高速公路，经现场查看，此路面为泥结碎石路，约5m宽，需要扩宽休整后才能满足要求。

2.2、施工用电

由于钢箱梁焊接和顶推千斤顶都需用电，计划就近连接当地电源，同时准备一台150KW发电机组，随时备用。

2.3、技术准备

项目总工对桥梁施工工序及要求对现场施工人员及技术员进行详细的技术交底，质安总监对施工安全交底等交底。让每个施工操作人员对施工程序、施工方案有具体的了解和认识。

3、钢箱梁施工方案 3.1、钢箱梁制作工艺 3.1.1、钢箱梁分节

钢箱梁施工计划采取纵向分节，现场吊装焊接组合成半幅横断面桥梁。计划采用2台50t汽车吊吊装，考虑到汽车吊的起吊能力和运输道路限制，将钢箱梁纵向分为37个节段，保证焊接部位在每跨的内力较小的部位，即:(4m*10)+5m+(4m*15)+5m+(4m*10)分节形式，设计两种标准形式横断面，即4m*14m和5m*14m, 两种标准梁段起吊重量约30.8t和38.5t，钢箱梁分节详见下图所示：

钢箱梁

墩

#7墩

#6墩

#5墩

#4钢箱梁分节图

图

意

示

节分向纵梁箱钢

钢箱梁

3.1.2、钢箱梁的制作

按照设计施工图和分节设计图，逐节在工厂内制作完成，并逐一编号，经预拼装合格后运至现场。

3.1.2.1钢箱梁制作工艺流程框图

3.1.2.2放样及号料

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（1）放样

放样及制作用的卷尺经计量合格并贴上修正值，方可使用；放样按施工图及工艺要求进行1:1的放样,以确定各构件的精确尺寸。画出每个零件的草图,并进行合理的套料,必要时尚需制作1:1样板供制作及验收使用, 异形进行数控放样。

（2）号料

根据排板图或数放图，确认材质规格，划线、号料，并注明焊接坡口形式；钢板炉批号(或板号)与构件零件的使用区域对应登记。

3.1.2.3、切割：钢箱梁的制作将根据现场吊装方案和运输条件与能力合理确定的分段、分节，逐段在工厂内制作完成，经预拼装合格后运至现场进行并安装就位。通过试验事先确定各种规格零件预留的焊接收缩量，在计算钢板的断料长度时计入预留的焊接收缩量和钢板端面机械切削坡口的加工余量。

3.1.2.4、组装：组装时先按照箱梁图纸尺寸、位置组装，并点固好分段箱梁，参照同一个平面为基准面，采用用洋冲在0°、90°、180°和270°的位置作标记，按照各段的轴线距离，在钢箱梁的外表面的轴线相交点的垂直面处，作出标志。各条轴线应与箱梁标记点在同一直线上。

3.1.2.5、预拼装：预拼装的目的是检查钢箱梁端部形状加工的精确性，底部、腹部长度的精确度，为现场安装提供数据与保障。

3.1.3、钢箱梁焊接

钢箱梁焊接质量直接关系到整个桥梁的安全，本工程的钢箱梁结构焊缝较多，共计36条，焊接产生的变形和残余应力较大，钢箱梁的焊接

钢箱梁

质量非常关键，直接影响着结构安全，焊接前先做焊接工艺试验和评定，根据评定指导电焊作业。

焊接根据结构中不同的接头型式做焊接工艺试验和评定，编制完善的焊接工艺评审实验报告，根据此报告选择合适的坡口形状和尺寸、焊接方法、施焊条件及工艺参数等。本工程的钢箱梁结构焊缝较多，所产生的焊接变形和残余应力较大，在保证焊缝质量的前提下，尽量施工CO2气体保护自动焊或半自动焊。焊接注意事项如下：

3.1.3.1焊接坡口打磨光洁，清除杂物等。

3.1.3.2焊接方法一般为向下横焊和立焊，以保证焊接的质量特殊区域也可采用仰焊。

3.1.3.3为了防止或减少焊接对钢板产生的弯曲变形，装配时，可将先焊面适当凸高一些，或者在焊缝两侧板上装焊加固板后再焊接。

3.1.3.4焊接前必须对组装品进行检验，按照不同材质，根据焊接工艺方案的要求，选用对应的焊材。

3.1.3.5焊工必须持有效证件上岗，施焊前应进行相应的培训。 3.1.4、钢箱梁吊装

采用2台50t汽车吊将每节钢箱梁吊装到临时支架上，再利用临时支架上的千斤顶调整标高，经测量定位后焊接组和一起，吊装见下图：

钢箱梁

分节钢箱梁吊装示意图

3.2、钢箱梁施工工艺

3.2.1、钢箱梁施工工艺流程框图

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3.2.2、顶推法施工方案 3.2.2.1箱梁顶推准备工作

（1） 在京珠高速公路的紧急停车道与行车道之间，按照高速公路标准设置防撞安全护栏，作好高速公路的疏散工作,保证行驶车辆的绝对安全

（2）滑道及侧限滑道及侧限是箱梁平稳安全滑移的保证。其控制因素有：滑道标高、平整精确度、侧向限位安装等因素。施工时计算出滑道顶标高，进行测量精确控制，要求平整度偏差小于1mm；侧向限位系统

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及时正确安装完善。

（3）顶推牵引动力装置顶推牵引装置是ZL系列自动连续顶推系统，由一套主控系统，若干套泵站系统及所对应若干套千斤顶系统等小系统构成。顶推系统的因素有：起顶架、千斤顶安装及调试、牵引索安装及调整等因素。起顶架预埋时必须精确定位，否则影响千斤顶的安装；精心组织，合理安排人员，及时安装各泵站及千斤顶，进行调试工作。

3.2.2.2、临时墩及焊接支架设计与施工

临时墩除满足钢箱梁拼装平台外，还要兼作对钢箱梁实施空间曲线顶推之用。因此，在设计临时墩时，既要考虑其能承受顶推时的最大竖向荷载和最大水平力，又要考虑满足钢箱梁在顶推过程中沿同半径平面圆曲线和同曲率凸形竖曲线轨迹前进要求。同时，还要考虑顶梁千斤顶安放位置、横向限位装置，以及施焊及接送滑板人员的工作平台等因素。 临时墩平面布置详见下图：

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临时墩均设计为贝雷片组装，两排并列，柱顶设置用于固定下滑道

（1）临时墩结构

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的钢支座。考虑到拼装钢箱梁过程中需要设置顶升千斤顶，同时提高临时墩抗推能力，在每组支墩顶部纵向设置工字梁。位于桥墩处的临时墩，其墩顶用塑钢与桥梁支座垫石进行连接。

（2)临时墩基础

临时墩下滑道支架基础采用采用满铺枕木基础，基础下采用混凝土基础调平整，以便均匀受力。

（3)临时墩布置

临时墩沿线中线径向布置，全桥共布设4条临时墩，钢箱梁的顶推高程与设计落梁高程相同。

（4）焊接支架搭设

焊接支架采用Φ48mm碗扣式钢管搭设满堂脚手架，脚手架立杆横距0.9m×0.9m，横杆步距1.2m。基底落于粘土层，土层表面采用C25混凝土封闭，避免下雨导致基底被雨水浸泡。满堂架钢管顶部安装螺旋顶撑，上铺12号工字钢形成支架平台。焊接支架设计详见下图：

钢箱梁

横向钢管支架示意图

纵向钢管支架示意图

3.2.3.3、滑动和导向装置

滑动装置主要由下滑道、上滑道组成。 （1）滑道位置

顶推滑道设置在腹板下方的底板附近，并对腹板下部设三角形加劲肋，同时在顶推滑道中心位置沿纵通长设80cm的高肋板进行加强，以防止钢箱梁的变形。

（2）下滑道

○1下滑道由滑道梁，下滑板组成。滑道梁为2根30b槽钢，下滑道有效长度2.0m，宽度30cm。

○2考虑到钢箱梁在顶推过程中上滑块可能会出现挤压卡住现象，需要起顶钢箱梁。故在每侧滑道梁的两旁却设有吊篮，吊篮内可安放50t液压千斤顶以备用。

○3下滑板由5块500×500×20mm钢板组成，每块钢面外包1mm厚不

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锈钢板。

（3）上滑块

上滑块为一面贴聚四氟乙烯、内部设两层钢板的橡胶板，其规格为400×200×20。下滑板和上滑板共同组成顶推摩擦，在顶推千斤顶的作用下，实施钢箱梁的顶推前进。

（4）导向装置

为方便钢箱梁节段拼装时的横向定位和顶推的导向，在临时墩下滑道板外侧设置了导向装置(横向限位器)。导向装置主要由钢轴、螺母、垫片及导向轮组成。通过钢轴及螺母将导向轮固定在下滑道钢板面上。

（5）下滑道安装

下滑道加工好后，用吊车整体就位在钢管柱顶部的支座上，检查滑道顶面高程，必要时用钢板进行调整，符合要求后再将滑道梁与支座焊接。 详见下图所示：

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3.2.3.4、导梁制作

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导梁长度15m，导梁高度及线形与钢箱梁相同，并与钢箱梁腹板栓接。考虑到导梁上墩时要设置千斤顶顶升，导梁前端做弃门。

3.2.3.5、梁段顶推 （1）顶推方式

为减小桥墩承受的水平力，本桥选择多点拉杆工连续顶推，即用2台千斤顶固定于5号墩，由4#-7#墩方向顶推，钢箱梁分两次顶推，第一次顶推距离50.5m，第二次顶推50.5m，顶推到墩位后，再采用竖向千斤顶将梁落在永久墩上，详见下图所示：

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（2）牵引装置

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计算静摩擦系数0.08，滑动摩擦系数0.05，第2次顶推时顶推的箱梁长度为101m，此时顶推力是所有顶推过程中的最大顶推力。101m箱梁加导梁重1169t，则最大顶推力为1169×0.08＝93.5t，故选择2台ZLD-100自动连续千斤顶提供水平动力可以满足要求。位杆采用4根中φ15.24钢绞线和自动锚具。拉锚器采用Q235钢板组焊而成，设置在钢梁底横向中心线处的横隔板部位。拉锚器与钢箱梁板拴接。钢箱梁加工时，事先在底板上打好固定拉锚器的栓孔。

（3）顶推步骤

第一步：吊装右幅6#墩～7#墩分节钢箱梁，并焊接箱梁的结构缝。 第二步:顶推6#墩～7#墩钢箱梁前移50.5m。操作顶推泵站，由2台千斤顶缓缓给钢箱梁施力，钢箱梁随之向前滑动。在顶推过程中随时观察滑板情况，一旦出现滑板脱空时，暂停顶推，及时在滑板与梁底间加垫钢板。当最前端滑板滑出后，及时从尾部喂新送滑板。

第三步:拼装5#墩～6#墩钢箱梁梁段。吊装、焊接，调整钢箱梁高程、线形，焊接好接头焊缝，第二次顶推钢箱梁前进112m。顶端部按照设计要求停推到7#墩的永久支座处为止。

第四步：将4#墩～5#墩剩下的钢箱梁采用同样的吊装、焊接的方法完成右半副，通过检测后进行下道工序。

第五步:落梁，安装支座。调整梁端线、梁边线精度满足设计及施工规范要求后，用千斤顶起梁，准确量测支座位置及上座板螺栓孔位置后安装支座，支座位置、高程经复核无误，均速缓慢的落梁于永久支座上。

第六步:右半幅施工完后采用同样的施工方法完成左半幅钢箱梁顶

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推施工和钢护栏。

第七步：涂装、拆除临时支架 3.2.3.6、顶推施工注意事项

（1）每次顶推，必须对顶推的梁段中线和各滑道顶的标高进行测量，并控制在允许范围以内：

导梁中线偏差不大于2.0mm； 梁体中线偏差不大于2.0mm；

相邻两跨支点同侧的滑移装置顶面高差±1.0mm； 同墩两支点滑移装置顶面高差±0.5mm；

（2）顶推过程中，随梁体前移，均需不断地以四氟板垫塞滑移，配足人员，端正插入，保持黑色的一面贴紧箱梁腹板，白色一面朝向不锈钢滑板，切记不可放反。

（3）四氟滑板两面均应保持清洁，白色一面涂上润滑用的硅脂以减少摩擦，清理四氟板不可使用汽油或柴油。

（4）顶推过程中若四氟板未及时跟进，应立即停止，顶起箱梁腹板，放进四氟板后才可继续顶推。

（5）每节段开始顶推时时，先推进5cm，立即停止，回油，再推进5cm，再停止，回油，为此反复两三次，以松动各滑动面并检查各部分设施，然后正式顶推。

（6）顶推时，各千斤顶应同步逐级加力顶推，当箱梁处于动与不动的临界状态时，注意保持其余千斤顶油压稳定不动，6#墩千斤顶升压，以防止箱梁不匀速前进，加力顺序为：先由6#墩各顶同步加力，然后其

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余各顶逐级同步加力，并注意保持联系。

（7）顶推时，如果导梁杆件有变形、螺丝松动，导梁与箱梁联结处有变形或混凝土开裂等情况发生时，应立即停止顶推，进行处理。

3.2.3.7、施工监控

为确保顶推过程中钢箱梁、桥墩及临时墩的安全，顶推全过程进行监控。

（1） 横向位移监控

在导道梁顶面，钢箱梁顶板中线位置每隔10～20m固定一个小棱镜，分别在顶推前、顶推中、顶推中、顶推就位后采用全站仪观测小棱镜，根据测设的小棱镜位置推断钢箱梁及导梁的横向位移偏差。用同样的方法，对临时墩顶部位移进行监控。

（2）导梁挠度监控

采用水准仪法对导梁挠度进行监测。测点设在导梁端断面上，横向共2个测点，分别在顶推前、推中、抵达临时墩顶前、抵达墩顶后进行实测，并与设计提供的挠度值对比。

（3）钢箱梁、桥墩、临是墩应力监测

在墩底部、钢箱梁度板底部等部位安装应力计，实测应力，并与设计规定值对比。

（4）落梁时永久支座反力的监测

在永久支座处设置应力计，落梁时对各永久支座的支反力进行监测，根据测量结果调整支座高程。

3.2.3.8、质量控制及安全措施

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