1-80m系杆拱拱肋安装专项施工方案

跨京福高速公路特大桥

1-80m系杆拱拱肋及横斜撑工程安全专项施工方案

1、编制依据

《济南铁路局铁路建设工程安全专项施工方案编制审查与专家论证（暂行）办法》济铁建发[2010]46号文。

跨京福高速公路特大桥第三册施工图纸。

中铁十局以及上级质量、环境和职业健康管理体系和《程序文件》。 工地现场调查、采集、咨询所获取的资料及前期策划书等。 已审批的跨京福高速公路特大桥1-80m系杆拱工程专项施工方案。《铁路钢桥制造规范》（TB10210-2009）

《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28:90） 《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001） 《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002） 《金属熔化焊焊接接头射线照相》（GB/T3323-2005）

《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB/T11345-89）《无损检测焊缝磁粉检测》（JB/T 6061-2007） 2、工程概述 2.1工程概况

跨京福高速公路特大桥设计中心里程为DK14+637.945，全桥总长为1856.54米，为单线桥。线路在DK14+636(K327+680)处采用1-80m系杆拱桥跨越京福高速公路，拱桥结构为钢管混凝土系杆拱结构，计算跨径80m，梁长83m。系梁截面为箱形，拱肋为钢管混凝土结构，哑铃形断面。拱肋与主梁的刚度之比为1/9.2。

拱肋：采用竖置哑铃形钢管混凝土截面，按等截面布置，截面h=3.0m，钢管直径800mm，由厚度16mm的钢板卷制而成，每根拱肋的两钢管之间用厚度16mm的钢板焊接形成哑铃形。在吊杆处，钢管内在吊杆附近设置加劲钢箍，并在腹板处设置加劲螺杆，其余部位加劲钢箍与加劲螺杆交错布置，其最大间距不超过1000mm，混凝土灌注口附近加劲螺杆间距加密至500mm左右。拱轴线采用悬链线，m=1.167，矢跨比1/5，矢高f=16m。两道拱肋的中心距为6.9m，钢管及钢板采用Q345qE钢材。

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斜撑、横撑：两拱肋之间设三道斜撑，六道横撑，其中斜撑为“X”型。斜撑为直径600mm，壁厚16mm的钢管，横撑为直径800mm，壁厚16mm的钢管，均采用Q345qE钢材，其中横撑由三节钢管组成，接头位置须避开与斜撑连接部位，其外表作防腐处理。

目前系杆拱桥系梁部分已施工完毕，准备施工拱肋及横斜撑工程。 2.2主要工程数量

主要工程数量表见下表

主要工程数量表

部位 C55微膨胀混凝土 Q345qE钢管 Q345qE钢材 Q345qD钢材 拱肋 Q235钢管 Q235钢材 Q235钢材 HPB235钢筋 防腐涂装 除锈 Q345qE钢材 拱脚 Q235钢材 HRB235钢筋 横撑 Q345qE钢管 Q345qE钢材 材料/材质 拱肋钢管混凝土 拱肋钢管/阶段接头 拱肋腹板、加劲钢筋 拱肋注浆孔、排气孔 拱肋注浆孔、排气孔 拱肋注浆孔、排气孔 拱肋 拱肋加劲钢筋 拱肋外表面防腐 拱肋内表面除锈 拱脚预埋 拱脚预埋 拱脚预埋/拱脚 X型横撑、拱顶横撑 X型横撑、拱顶横撑 单位 m3 kg kg kg kg kg kg kg m2 m2 kg kg kg kg kg 数量 232.2 108095.2/2282.6 46558.1 294.2 387.1 1059.3 8232.9 8222.9 976 1384 13283.6 10751.6 84.8/39849 20961.8 355.8 3、总体施工方案

拱肋及横斜撑施工分共为三大部分进行，首先进行施工支架搭设作业，然后进行拱肋及横斜撑安装、焊接施工，最后进行支架的拆除作业。

拱肋安装前搭设组合门式承重支架，支架自下而上分为分：预埋钢板、钢管立柱，拱肋支座三个部分，施工过程中应确保钢板预埋位置准确，保证钢管柱的垂直度，拱肋支座部分与钢管柱提前焊接完成待用。支架整体布置示意图见下图。拱肋支架搭设完成后，安装拱肋。采用130t汽车吊分段吊装，人工配合安装，拱肋装配完成后进行检查、校核，精调各接头点的标高，并对拱肋平面内外拱轴线进行复测调整，精度符合要求后焊接成型并进行探伤检查。

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支架整体布置示意图

拱肋及横斜撑工程总体施工流程见下图

拱肋及横斜撑工程总体施工流程图

4、具体施工方案 4.1拱肋支架搭设 4.1.1预埋钢板

预埋的钢板尺寸分2种，竖杆对应的钢板尺寸为650*650*20mm，斜撑对应的钢板尺寸为1300*650*20mm。钢板底部焊接直径20mm的弯钩钢筋，人工安装预埋在梁体顶板混凝土内，钢板顶面比混凝土面底1cm，预埋钢板的四角高差不超过2mm。

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4.1.2钢管立柱

采用Φ377×10mm的钢管作为钢管柱，立柱靠近梁中心线侧采用直径16mm的螺纹钢筋焊接于钢管上，供人员上下。钢管顶部靠近拱肋支座位置，设置6根14b槽钢牛腿搭设施工平台，平台自立柱向外长度1.3m，端部设置护栏，牛腿顶面距离立柱顶部高度40cm。

施工平台平面布置示意图

钢管立柱的底部与预埋钢板全焊缝焊接，四周布置加劲肋，每根立柱布置6块加劲肋，钢管之间顺桥向用∠63*63*6mm角钢做横向联结，横联之间利用∠50*50*5mm角钢做成桁架形式的联结，钢管横桥向之间采用I25a工字钢做横向联结，增加支撑的稳定性。横向联结大样见下图。

钢管柱顺桥向横向联结布置示意图

钢管柱横桥向内侧做钢管斜撑，斜撑为Φ219×8mm的钢管。两个斜撑底部同焊接在梁中心线的预埋钢板上。1#柱与斜撑之间利用Φ159×8钢管做一道横联，设置在钢管长度的中心位置，2#、3#柱之间利用Φ159×8钢管做两道横联，设置在钢管长度的1/3、2/3处。如下图所

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示。

钢管柱分节制作，钢管柱接头位置先对接焊接，然后外敷4块尺寸为150*200mm，厚度10mm的钢板，全焊缝焊接在钢管对接处。钢管柱采用25t吊车安装，吊装3#(3#’)柱时需要封闭东、西半幅高速公

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第二步：吊装G1段拱肋，吊车停放在24#墩右侧，吊装G1’段时，吊车停放在24#墩左侧。安装G1、（G1’）时，与拱肋预埋段对接的节点1（节点1’）位置，精确对正后，节点2（节点2’）利用千斤顶调整至设计标高，利用全站仪进行轴线校核调整。节点1（节点1’）位置利用二氧化碳气体保护焊施焊一周打底焊，节点2（节点2’）处与支座临时点焊在一起。吊车支立位置如下图。

第三步：封锁高速公路东半幅路面，吊装拱肋G4段吊车停放在系梁的右侧东半幅路面上；吊装G4’段，吊车停放在系梁的左侧东半幅路面上，吊装G4、（G4’）时，与G5(G5’)对接的节点5（节点5’）位置，精确对正，节点4（节点4’）利用千斤顶调整其至设计标高，利用全站仪进行轴线校核调整。节点5（节点5’）位置利用二氧化碳气体保护焊施焊一周打底焊，节点4（节点4’）处与支座临时点焊在一起。吊车支立位置如下图。

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第四步：恢复东半幅路面交通，封锁西半幅路面，吊装拱肋G2段，吊车停放在系梁的右侧西半幅路面上；吊装G2’段时，吊车停放在系梁的左侧西半幅路面上；安装G2、（G2’）时，与G1、（G1’）对接的节点2（节点2’）位置，精确对正，节点3（节点3’）利用千斤顶调整其至设计标高，利用全站仪进行轴线校核调整。节点2（节点2’）位置利用二氧化碳气体保护焊施焊一周打底焊，节点3（节点3’）处与支座临时点焊在一起。吊车支立位置如下图。

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第五步：采用额定荷载2t的卷扬机2台安装（横、斜撑1#、2#、7#）和（横、斜撑6#、5#、8#），对位后精调、焊接固定。卷扬机支点设置在待安装横斜撑的拱肋顶部。

第六步：吊装拱肋合拢段。吊装G3段时，封闭京福西半幅，吊车停放在系梁右侧西半幅路面上。吊装G3’段时，封闭京福东半幅，吊车停放在系梁左侧东半幅路面上。根据已调整好的节点3、节点4位置尺寸，对合拢段G3进行现场切割，打磨至合适尺寸，。G3合拢段吊装前，在已调整好的G2及G4段上分别焊接对位装置，吊放G3合拢段。吊车支立位置如下图。

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第七步：拱肋安装焊接合拢后利用卷扬机进行剩余3#、4#横斜撑的吊装定位。 4.2.3拱肋焊接

钢管拱焊接由钢管拱制作厂家派人来现场进行现场焊接作业，根据焊接工艺评定试验结果制定最优的焊接工艺规程，现场焊接人员根据已制定的焊接工艺规程进行现场焊接作业。焊接时，在拱肋接头处设置可移动的吊篮（由拱肋制作厂家自行提供），施工人员站在吊篮内进行焊接作业。

根据焊接工艺评定结果现场选用二氧化碳气体保护焊。 拱肋焊接的技术要求如下：

?焊工（包括定位焊），必须有焊接资格证书，且只能从事焊工资格认定范围内的工作。

?焊接前应检查并确认所使用的设备工作状态正常，仪表工具良好、齐全可靠，方可施焊。

?施焊应严格执行焊接工艺，焊工应按照焊接试验作业指导书进行作业，不得随意变更参数。

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?施焊环境温度不应低于5℃，空气相对湿度不应高于80%。相对湿度高于80%时，焊前应用烤枪对焊区进行烘烤除湿，焊条、焊剂在空气中暴露时间不宜超过2 小时。室外作业时，宜在晴天进行，遇到风雨时，应设挡风板和遮雨棚。

?焊接选用直流电源，采用反极性连结（即试件接负极）。 ?焊接前清除焊接区的锈尘。多道焊时应将前道熔渣清除干净，并经检查确认无裂纹等缺陷后再继续施焊。

?焊接尽量采用多道焊，手工焊接时，焊条作适当横向摆动。 ?焊条与母材的匹配应符合设计要求及国家现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定。焊条在使用前，应按其产品说明书及焊接工艺文件的规定进行烘焙和存放。

?焊缝质量检测严格按照设计图纸要求进行。

a、钢管拱肋环向及纵向对接焊缝需做100%超声波探伤以及射线探伤检验；

b、拱肋与横撑、斜撑等构件连接处得焊缝按50%做超声波探伤检验以及25%做磁粉探伤检验。

?拱肋合拢时要在自然温度达到5℃-15℃时进行焊接，现场温度超过此范围时与设计单位联系解决。

⑴零件加工及组装，其坡口角度、钝边尺寸和组装间隙应满足试件图要求，并做好检测记录。

⑵焊接时应做好过程记录。（包括：环境温度、湿度、坡口角度、组装间隙、焊接电流、电压及速度、焊道厚度等）。

⑶拱肋腹腔焊接时，在G1与G2接点处及G4与G5接点处焊接分仓钢板，使整个拱肋腹腔分为3个仓室。即G1段、G5段单独一个仓室，G2-G4为一个仓室。各仓室的压浆孔及排气孔设置见下图。

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5、施工支架拆除

管内混凝土强度达到设计强度的90%之后，拆除拱肋安装支架。拱肋支架拆除采用25t汽车吊配合。

总体拆除顺序是从高到低，从中间向两边依次拆除，即3#→3’#→2#→2’#→1#→1’#。以拆除3#柱为例，先利用电气焊烧断3#拱肋安装支座的竖向钢板，使支架与拱肋分离开来，再打开3#与3’#、3#与2#柱之间的横、纵联结系，利用导链或者滑车将构件放置在桥面上，人工转运到梁端拆除。在立柱顶部钢板上焊接吊耳，垂直挂好吊钩，立柱及斜撑上要在两个方向上栓挂好揽风绳，利用气焊将将立柱底部烧断，人工控制立柱活动方向，慢慢吊除。其他立柱按照此法按顺序逐根拆除。

拆除3#及3’#时需要封闭高速公路半幅车道，具体封路时间根据现场的施工进度情况提前3天向高速公路部门申请。吊车支立位置及工况见下图。

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6、施工组织安排

6.1组织机构

针对系杆拱拱肋安装施工，一分部成立系杆拱施工安全、质量管理领导小组，分部经理任组长，各部室及二工段管理人员为组员。领导小组全权负责人员、机械、材料的调配，并对现场安全、质量全面负责。施工组织机构见下图。

施工组织管理机构

拱肋混凝土施工架子队制拱作肋厂家施拱工肋架子队工程张技锐术光部 分部经理：彭洪波 项目副经理：李甲强 总工程师：周雍波 安全质薛量斌部 物部资马设峰备财陈务民部栋 合黄部同岳预芝算综合陈办斌公室 6.2工期计划

施工内容及工期计划见下表

序号 封闭位置 1 2 3 4 5 施工内容 拱肋支架下料，加工制作 拱肋支架1#、2#、1’#、2’#吊装焊接，横向连接焊接 进行拱肋支架左侧3#、3’#吊装焊接及横向联结焊接 进行拱肋支架右侧3#、3’#吊装焊接及横向联结焊接 高速公路下方25#侧G5及G5’段拱肋安装 开始日期 结束日期 天数 4 4 2 2 2 备注 17 东半幅 西半幅 2011.10.22 2011.10.25 2011.10.26 2011.10.29 2011.10.30 2011.10.31 2011.11.1 2011.11.3 2011.11.2 2011.11.4 序号 封闭位置 6 7 8 9 10 11 12 13 14 东半幅 西半幅 施工内容 高速公路下方24#侧G1及G1’段拱肋安装 G4及G4’段拱肋安装 24#侧G2、G2’段拱肋安装 卷扬机安装横斜撑1#、2#、7# 卷扬机安装横斜撑6#、5#、8#。 G3段拱肋安装 G3’段拱肋及3#，4#横撑焊接 进行拱肋支架左侧3#、3’#拆除 进行拱肋支架右侧3#、3’#拆除 开始日期 2011.11.5 2011.11.8 结束日期 2011.11.6 2011.11.10 天数 2 3 3 2 2 2 3 1 1 备注 2011.11.11 2011.11.13 2011.11.11 2011.11.12 2011.11.13 2011.11.14 2011.11.14 2011.11.15 2011.11.16 2011.11.18 2012.1.10 2012.1.12 2012.1.10 2012.1.12 东半幅 西半幅 东半幅 西半幅 6.3 施工机械配置

施工机械配置表

序 号 1 2 3 4 5 名称 变压器 汽车吊 汽车吊 电焊机 千斤顶 规格 500KA 130t（配重38t） 25t 20t 单位 台 台 台 台 台 数量 1 1 1 4 4 用 途 保证用电 吊装拱肋 拱肋支架搭拆 拱肋接头点标高调节 6.4临时工程数量表

临时工程数量表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 项目名称 钢管 钢管 钢管 钢板 工字钢 角钢 角钢 垫板 脚手架管 规格材质 Φ377mm，壁厚10mm Φ219mm，壁厚8mm Φ159mm，壁厚8mm I25a 63×63×6mm 50×50×5mm 厚度1mm，3mm，5mm Φ48mm×3mm， 单位 吨 吨 吨 吨 吨 吨 吨 Kg 根 数量 12.685 5.695 0.95 2.65 1.65 2.06 0.754 30 若干 备注 18

6.5施工人员配置

施工人员配置表

序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

7安全保证措施

7.1高处作业安全措施

①凡患有高血压、心脏病、贫血以及其它不适于高处作业者，不得从事高处作业；严禁酒后登高作业。施工前需逐级进行安全教育和交底，落实所有安全技术措施后，方可作业。

②高处作业使用的工具要放在工具袋内。常用的工具应系在身上。所需材料或其他工具必须用牢固结实的绳索传递，禁止用手抛掷，以免掉落伤人。

③高处施工作业人员要佩带安全带，挂妥安全带钩。施工平台上需安装好防护栏杆和安全网，防止跌落。

④登高作业人员要穿胶鞋或软底鞋、不准穿拖鞋、硬底鞋以防滑倒和摔下。

⑤六级及以上大风，禁止进行高处作业。必须雨天作业时，必须采取可靠的防滑措施。

⑥防护设施搭、拆时，设置警戒区，并派专人监护。拆除应自上而下顺序进行，严禁上下同时拆除。

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工 种 现场负责人 技术负责人 测量员 技术员 试验员 架子工 电 工 电焊工 起重工 普工 合计 人 数 2 1 4 4 2 15 2 6 4 20 59 备 注

⑦立体交叉作业时，不得在同一竖直方向上同时操作。下层作业的位置，必须处于依上层高度确定的可能坠落半径范围之外。必要时设置安全防护层。

7.2施工用电安全技术措施

①电缆线沿地面敷设时，不得采用老化脱皮的电缆线，中间接头应牢固可靠保持绝缘强度；

②电源端必须设漏电保护装置。移动的电气设备的供电线，使用绝缘橡胶套电缆。电缆线路采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好。

③使用自备电源或与外电线路共用同一供电系统时，电气设备应根据当地要求作保护接零或作保护接地，不得一部分设备作保护接零，另一部门设备作保护接地。

④维修、组装和拆卸电动设备时，应断电挂牌，设专人看守，防止其他人私接电动开关发生伤亡事故。必须实行“一机一闸”制，严禁“一闸多用”。

⑤现场的配电箱应坚固、完整、严密，应有门、有锁、有防雨装置，同一配电箱超过3个开关时，应设总开关、熔丝及热元件，必须按技术规定严格选用。

⑥变压器必须设接地保护装置，其接地电阻不得大于4Ω，采用增加接地深度、增加高效降阻剂等降阻手段。变压器设护栏，设门加锁，专人负责，近旁悬挂“高压危险、请勿靠近”的警示牌。

⑦施工现场临时用电要定期进行检查，防雷保护、接地保护。固定用电场所每月检查一次；移动式电动设备、潮湿环境和水下电气设备每天检查一次。对检查不合格的线路设备要及时维修或更换，严禁带故障运行。

7.3起重吊装安全措施

①参加起重吊装作业人员属特种作业人员，应经专业培训、考核合格后持证上岗。

②起重吊装作业前由现场技术员进行安全技术交底，内容包括吊

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