人行天桥钢箱梁安装施工方案(修改后).doc

中铁三局五公司岢瓦铁路魏家滩车站人行天桥工程岢瓦铁路魏家滩车站人行天桥工程钢梁安装施工方案 编制： 审核： 审批：中铁三局集团第五工程有限公司日期：2011年9月5日目录1、编制依据及原则31.1编制依据.3 1.2编制原则32、工程概况33、安装思路及安装顺序.34、支架方案.64.1支架方案的选定原则.6 4.2支架的总体布置.6 4.3钢管柱支架设计.6 4.3.1钢管支撑力计算.6 4.3.2钢管柱支架验算.8 4.4支架基础设计.84.4.1支架基础设计.8 4.4.2基础承载力验算.84.4.3混凝土抗剪强度验算.85、 临时支墩的拆除 86、 钢箱梁吊装方案.8 6.1吊装方案比选.8 6.2轮式吊车吨位的选择.8 6.3吊绳、卸扣、吊耳的选用及验算.106.3.1吊绳的选用.106.3.2卸扣的选用.126.3.3吊点与吊耳的设计与验算.13 6.4临时过道设置137、测量控制148、安全技术措施149、安全应急预案.1510、钢梁安装组织管理机构.171、编制依据及原则1.1编制依据铁道部营业线施工安全管理办法(铁办2008190号)。太原铁路局铁路营业线施工安全管理实施细则(太铁师2008297号) 太原铁路局铁路营业线施工安全管理补充办法实施细则(太铁师2010261号)岢瓦铁路魏家滩车站人行天桥工程招标文件、设计图纸及资料等文件。魏家滩车站人行天桥实施性施工组织设计。我公司所拥有的人力、机械设备资源，施工管理水平、工法及科研成果和多年从事类似工程的施工经验。1.2编制原则 最大程度减小对营业线运输的影响。 确保营业线行车安全和人身安全。 安装快速简便，施工精准，质量合格。 2、工程概况魏家滩人行天桥位于岢瓦铁路魏家滩车站K46+740处，上跨岢瓦铁路魏家滩车站。魏家滩人行天桥是为解决洗煤厂职工上下班横穿铁路而设置。铁路中线与天桥中线夹角为90度，人行天桥梁底至道轨面净高9.00米，距接触网线距离3.00米。天桥上部采用钢箱梁，顶板宽4.0米，底板宽2.4米，箱梁截面高1.3米；跨径布置为（28.0+38.0+34.0）米外加两边悬臂，总长度100.70米的箱梁。下部采用桩柱式基础，桩基直径1.5米，立柱直径1.2米；立柱顶设1.2米厚的盖梁。其中，6及7道间采用直径1.5米挖孔桩基础，矩形墩。全桥钢箱梁设计分为5个梁段，长度重量均不等，编号及规格见表1。 表1分区梁段编号梁段设计分段情况长度（m）桥面宽度（m）重量（t）数量（段）第1孔A20.35439.4791第12孔B16431.041第2孔C25448.51第23孔D15429.11第3孔E24.35447.2391合计100.7195.3585详见“天桥平面图1及桥型立面图2”钢箱梁制造采用“板梁段分段架设焊接成整体”的方式生产，即在站台内完成板及零件的加工，在站台上完成A、B、C段的焊接，用平板车运输板及零件至桥位现场和公寓楼处，在公寓楼处完成E段的焊接，在线间空地完成D段的焊接，最后450t吊车分别在站台上和公寓楼处完成梁段吊装焊接工作。3、安装思路及安装顺序18钢箱梁安装采用支架法安装，板运输至桥位处后焊接成梁段，汽车吊直接吊装梁段到支架上进行拼装焊接。450t吊车首先停在站台上，要点后，开始吊装C段，然后吊装B段，及时完成C段和B段的焊接工作，然后吊装A段，吊装完成后，及时完成A段和B段的焊接工作。450t吊车第二次停在公寓楼处，靠近4#号墩，要点后首先吊装D段，然后吊装E段，点外及时完成D、E段的焊接工作。钢箱梁吊装采用1台德国进口GMK7450汽车吊进行，配重160T。4、支架方案4.1支架方案的选定原则支架体系应牢固可靠，满足施工需要；必须要成本低（支架成本包含基础成本、支架材料摊销成本、进出场运输费用、支架搭设费用、拆卸费用）；施工速度快，组织协调灵活。因此，我部采用钢管柱支架，支架顶部架设纵向工字钢作连系梁，架设横向工字钢作为支撑体系，在纵向工字钢上搭设钢板作为工作平台，在横向工字钢上再搭设纵向工字钢，纵向工字钢上再搭设横向工字钢，在工字钢顶设千斤顶作为钢箱梁高度调节器。钢管柱间采用槽钢剪刀撑连接系加固，底部与基础预埋钢板焊接在一起。4.2支架的总体布置依据梁段划分的位置，钢箱梁支架在2#墩、3#墩两侧共设置四座，按顺序分别编号为L1L4。1座临时墩支撑2个梁段的梁端，每个梁端采用2根4008mm螺旋焊管钢管柱进行支撑，钢管柱横向中心间距为1.7m，纵向中心间距为2.0m，钢管柱之间采用10#槽钢剪刀撑和剪刀上下横撑连接，剪刀撑相交处采用焊接方式连接成整体。钢管柱顶部纵向搭设I20a工字钢，工字钢顶面与柱顶面齐平，以加强柱的纵向连系，同时分配相邻支柱承受的荷载；柱顶横向搭设I20a工字钢，在纵向工字钢上搭设钢板作为工作平台，在横向工字钢上再搭设纵向工字钢，纵向工字钢上再搭设横向工字钢，在工字钢顶放置4个50t的千斤顶以调节钢梁标高，同时承受钢梁传来的荷载，并传递给柱,千斤顶周围焊接钢板方框，保证千斤顶的稳定，不移位。钢管支柱下做扩大混凝土基础，混凝土顶预埋80080010mm钢板，钢管柱底直接焊接在钢板上。详见“临时支墩示意图3”4.3钢管柱支架设计本支架最高处支架高度为10.66m(L3)，进行支架受力验算是按照10.66m高度进行计算。4.3.1钢管支撑力计算钢管柱采用直径400mm（外径），壁厚8mm的钢管，每根钢管柱的长度为10.66m，下端支承在扩大的混凝土基础上，上端 支承在横向工字刚上，在此条件下，钢管柱两端视同铰支；则杆件计算长度=杆件实际长度=10.66m单根钢管支架的截面回转半径: 长细比，查建筑钢结构设计规范GB/T50017-2003， 属于b类截面杆件。查受压杆件纵向弯曲系数；钢管的受压截面毛面积钢管采用螺旋焊管，材质为Q235钢，容许应力按。单根钢管的容许支撑力：。4.3.2钢管柱支架验算 每个梁段由2根支柱进行支撑，最重梁段为C段，重48.5t，根据施工方案，工字钢及钢板重量为3.4t,考虑人员、施工机具等荷载，L3临时墩所承受的最大荷载按60t考虑。则L3临时墩单根钢管柱施工最大压力N=60/4=15tN=81.84t，钢管支架强度满足要求。4.4支架基础设计4.4.1支架基础设计 每根钢管柱底部平均压力15吨，一个支墩4根钢管柱，共计承重60t，钢管支承柱下做扩大混凝土基础，基础厚度均为80cm，基础承压面尺寸为4m4m布置，基础混凝土选用C25级混凝土，扩大基础上下层铺设20cm20cm的20钢筋网片。如下图4所示：图4基础尺寸图4.4.2基础承载力验算根据设计文件对扩大基础地基承载力的要求，地基承载力按180KPa考虑，地基容许承载力P=180KPa(4 m4m)=288t，单个4m4m基础最大支撑力P工作=60+440.82.5=92t，P工作P，地基承载力满足要求。4.4.3混凝土抗剪强度验算混凝土顶预埋80080010mm钢板，钢管柱底直接焊接在钢板上，钢管柱施加的压力=147000N/0.64m2=0.23MPa，C25混凝土抗剪强度1.27MPa，考虑1.5的安全系数，混凝土冲切强度ft=0.85MPa。基础设计符合要求。5、临时支墩的拆除 钢箱梁焊接完毕后，卸去千斤顶，使临时支墩与钢箱梁分离。吊机将工字钢吊离支架，将剪力撑与钢管切割分离，钢管与基础分离，用吊车将其吊装放到运出场外。6、钢箱梁吊装方案6.1吊装方案比选通过对多种起重吊装方案比选，最终选定采用1台450吨汽车吊，完成钢箱梁梁段桥位吊装，相比架桥机和履带式吊车，优点如下：(1)轮式吊车可同时进行多个作业面吊装施工，随时挂钩摘钩；(2)对场地适应性强，本桥位现场地势起伏，跨越站场，轮式吊车行走支设灵活；(3)作业速度快，成本低，且采用大吨位吊车，施工安全性更有保障。6.2轮式吊车吨位的选择本桥钢箱梁架设准备采用450t吊车，分两次吊装完成，450t吊车，在配重160吨工况下，可完成本天桥钢箱梁的吊装任务。GMK7450汽车吊性能表 配重：160tm35.338.040.245.049.854.660.05166-6160123150-7152118145140-8144114137131105-913611012812310197.5-1012910612111598.093.578.01112110311510994.589.575.01211110010910491.085.072.0131059710399.087.582.069.51498.59497.594.584.078.567.01592.0909189.081.075.064.51686.5848583.078.072.062.51876.57776.574.571.567.058.02068.56968.568.066.562.054.52261.061.561.561.060.557.551.02455.055.555.055.054.553.548.02650.050.550.049.549.548.545.02845.546.045.545.545.044.042.53041.542.042.041.541.040.540.03239.038.538.037.537.037.03430.535.535.034.534.034.03628.032.532.031.531.53830.530.029.029.04025.027.526.526.54225.524.524.54422.022.522.54621.021.04819.119.35014.417.95216.55414.2总体吊装顺序：450t吊车首先停在站台上，要点后，开始吊装C段，然后吊装B段，及时完成C段和B段的焊接工作，然后吊装A段，吊装完成后，及时完成A段和B段的焊接工作。450t吊车第二次停在公寓楼处，靠近4#号墩，要点后首先吊装D段，然后吊装E段，点外及时完成D、E段的焊接工作。 本方案计划利用2个封锁点实施，见表2表2梁段编号施工地点封锁时间影响范围配合单位备注A、B、C岢瓦铁路魏家滩车站K46+740处420分钟魏家滩车站、3、4、8、9、10、11道不能接发列车，接触网停电车务、电务、供电、工务具体施工日期以批准的日计划为准D、E360分钟 C段吊装时，吊车停放在L1和L2墩中间靠岢岚一侧，在作业半径22米，臂长40.2米，配重160T的工况下，最大起吊重量为61.5TC=48.5T ,起吊高度33.6米，完全满足C段吊装要求。详见图5。B段吊装时，吊车停放位置同C段，在作业半径20米，臂长40.2，配重160T的工况下，最大起吊重量为68.5TB=31.04T，起吊高度34.8米，满足B段吊装要求。详见图5。A段吊装时，吊车停放位置同C段，在作业半径22米，臂长40.2米，配重160T的工况下，最大起吊重量为61.5TA=39.479T，起吊高度33.6米，完全满足A段的吊装要求。详见图5。D段吊装时，吊车停放在公寓楼一侧，靠近4#墩位置，在作业半径34米，臂长54.6米，配重160T的工况下，最大起吊重量为34TD=29.1T，起吊高度42.7米，起吊角度51，可完全避开接触网的影响，满足D段吊装要求。详见图6。E段吊装时，吊车停放位置同D段，在作业半径22米，臂长40.2，配重160T的工况下，最大起吊重量为61.5TE=47.239T，起吊高度33.6米，起吊角度56，可完全避开接触网的影响，满足E段吊装要求。详见图6。6.3吊绳、卸扣、吊耳的选用及验算6.3.1吊绳的选用根据最大起吊重量为48.5t，每段梁共设8个吊点，计算简图如下：每根钢丝绳所受拉力： S=105006N S钢丝绳各分支的应力 Q钢丝绳索系吊的荷载重力 m钢丝绳的分支数，m=4 钢丝绳的夹角，=60 取钢丝绳的安全系数为10，则有P=10S=1050060N=1050.06KN GB/T8918-1996钢丝绳中637钢丝绳，规格参数表钢丝绳的破断拉力直径钢丝绳的抗拉强度/MPa钢丝绳钢丝14001550170018502000/mm/mm钢丝破断拉力总和/KN8.70.439.0043.2047.3051.5055.7011.00.560.0067.5074.0080.6087.1013.00.687.8097.20106.50116.00125.0015.00.7119.50132.00145.00157.50170.5017.50.8156.00172.50189.50206.00223.0019.50.9197.50218.50239.50261.00282.0021.51.0243.50270.00296.00322.00348.5024.01.1295.00326.50358.00390.00421.5026.01.2351.00388.50426.50464.00501.5028.01.3412.00456.50500.50544.50589.0030.01.4478.00529.00580.50631.50683.0032.51.5548.50607.50666.50725.00784.0034.51.6624.50691.50758.00825.00892.0036.51.7705.00780.50856.00931.501005.0039.01.8790.00875.00959.501040.001125.0043.02.0975.501080.001185.001285.001390.0047.52.21180.001305.001430.001560.00 _52.02.41405.001555.001705.001855.00 _56.02.61645.001825.002000.002175.00 _查表：选用637系列，公称抗拉强度选用1550MPa，直径43.0mm的钢丝绳。6.3.2卸扣的选用（14#卸扣）选用容许荷载17.5吨的卸扣，重量：16kg则：17.54=70t即：70t48.5t,满足要求。6.3.3吊点与吊耳的设计与验算计算确定中心位置，用4个板式吊耳，对称于中心位置各布置2个，要求箱梁的中心要在两端吊耳的中点的连线所在的垂直面上，误差不超过10mm，以避免箱梁倾斜。本工程吊装采用临时板式吊耳，吊耳材质为Q235A，板厚为28mm，耳孔附近焊接16mm的钢板加强。临时板式吊耳与钢箱梁顶板连接采用双面坡口全熔透焊接，按单个临时板式吊耳能承受20t荷载进行受力验算，板式吊耳大样图如下图所示：单个吊耳板孔强度验算采用拉曼公式来对吊耳板孔进行抗剪强度校验。拉曼公式板孔校核表达式为：f式中：K-动载系数，K=1.1；-板孔壁承压应力，MPa；P-吊耳板所受外力，N；-板孔壁厚度，mm；d-板孔直径，mm；R-吊耳板外缘有效半径，mm；r-板孔半径，mm；f-吊耳板材料抗剪强度设计值，120MPa；=67MPa, f=120MPa。满足要求。单个吊耳板焊缝强度验算 当吊耳受拉伸作用，吊耳板采用双面坡口满焊时，可按对接焊缝校核，即：式中：-垂直于焊缝方向的应力，MPa；K-动载系数，K=1.4；L-焊缝长度，mm；-吊耳板焊接处母材板厚，mm；-角焊缝的强度设计值，160MPa；则：=46MPa48.5t,临时板式吊耳的安全验算满足要求。6.4临时过道设置为方便本工程施工及减小对铁路线路的影响，本工程在1、3、4道及两线间设置临时过道。临时过道的做法是用道碴将两线间的垄沟填平，垄沟及股道间顶上铺设混凝土木枕，木枕顶面比钢轨面高出5cm，1、3道外侧堆置土袋延缓上下股道的坡度。施工完毕将木枕移至线路外，以不影响行车为宜。6.5吊车支腿压力验算 按公式计算支腿承受最大压力：N=0.2G+QR/1.4I 式中：N-压脚压力；G-车体重量；Q-吊装重量；R-吊装幅度；I-支腿伸距。带入数据得：N=0.2（96+160）+48.522/1.49=136T 为了增大受力面积，减小单位压强，计划在每个支腿下面铺设2米2米20毫米的钢板，则铺设钢板后每cm的承重=1361000/200200=3.4kg/ cm,本吊装方案的吊车支放场地均为混凝土或紧密压实的地段，所以完全满足支腿承载力的要求。土壤类别Kg/cmA)土壤，非人造01B)自然土壤，明显未被破坏过。1、淤泥，泥炭，沼泽地。02、不粘的，足够坚硬的土壤：优质适中的沙子；一层砂砾石。1.52.03、粘合性土壤：肥沃的；松软的；紧密的；半固体的；坚硬的。00.41.02.04.04、有细小裂缝的岩石，坚固的，未被风化的，并且在有利位置的在紧密压实的地段；坚固的或柱状地层结构；1530C)人造的坚实地面1、柏油路5152、混凝土 混凝土B 类；混凝土B 类。502503505507、测量控制 钢箱梁轴线控制 先根据坐标在桥墩上准确的放出轴线和中心线；钢箱梁在装配制作时要放出桥梁中心线和轴线，焊接完成后复查各线并打上洋冲标志；钢箱梁在吊装就位时离支座约50mm时，精调钢箱梁，让钢箱梁上中心线和轴线对应上桥墩上的各线。复查各线的重合度，并在支墩横梁上焊接限位码后，吊车缓慢松钩就为，在松钩过程中要随时注意各线的偏移。 钢箱梁标高控制 实测临时支墩和桥墩支座顶面标高，偏差应在规范允许范围内，方可进行主梁吊装，否则应进行调整。钢箱梁吊装后将箱梁初步定为好，用水平仪复查钢箱梁顶板高程，如高程偏差超出规范允许范围，应进行调整。8、安全技术措施(1)组织管理人员、指挥人员、吊装人员和配合人员学习铁道部和太原局有关铁路营业线施工的制度、安全要求及程序，培训合格后方可上岗。(2)吊装人员必须持特种作业操作证方可上岗，严格执行岗位责任制，熟悉本岗技术要求和操作规程，熟记“应知”、“应会”熟悉掌握操作规程，坚持标准化作业。(3)认真作好各项准备工作（放线、技术交底、复测），机械设备运转要勤检查，严禁机械带病作业。(4)架梁期间，所有施工人员须佩戴安全帽，登高人员佩安全绳、穿防滑鞋，指挥人员戴袖标，以口笛指挥。(5)施工机械及施工机具，必须符合安全的要求，作业前检查机械、机具的连接螺丝、接头、滑轮、制动器、钢丝绳等各部位是否正常、安全可靠方可使用，转动及传动部位应有安全防护装置，防止人体接触。(6)吊车要保持平衡稳定，不定时检查倾斜度，防止倾翻，对于3、4#墩附近的松软地面，提前进行处理，并备齐足够数量的枕木以支垫。(7)施工前半小时所有施工人员必须提前到达施工现场，指挥人员着重交待施工注意事项。(8)按规定设置驻站联络员、现场总指挥和防护员、安全员，互相之间要随时保持联系。防护器材必须齐全，配有防护服、对讲机、口笛、信号旗、袖标、停车牌等。(9)施工要点登记内容事先拟定好，并有工务、电务等配合部门把关确认，然后驻站联络员再去车站值班室登记。(10)施工准备不超量，在施工前准备时严防金属工具引起联电，产生红光带。(11)驻站联络员发出给点命令后，现场总指挥下达施工命令开始封锁线路，严格按封锁命令规定时间进行施工，在接到封锁命令后按安规规定进行防护后方进行钢梁运输及吊装。(12)严格按照“不给点不准上线施工；给点不确认不准上线施工；给点没有进行安全防护不准上线施工”的原则防止超前准备。 (13)施工前通知各设备管理单位，在有监护人员的情况下进行施工，施工完毕后，请监护人员对各种设备进行检查，确认安全可以开通后，驻站联络员按规定消点申请开通。(14)点外梁段焊接时，梁底吊挂隔热板，以防焊渣烧伤接触网线，有列车通过时，驻站联络员要提前通知现场停止施焊。9、安全应急预案（1）、应急预案的目标和任务 为确保营业线正常通行， 同时也为企业员工的工作、安全、铁路支线和施工场区周围构筑物安全，以及施工场区提供更安全的环境；保证各种应急反应资源处于良好的备战状态；指导应急反应行动按计划有序地进行， 防止因应急反应行动组织不力或现场救援工作的无序和混乱而延误事故的应急救援；有效地避免或降低人员伤亡和财产损失；帮助实现应急反应行动的快速、有序、高效。 吊装过程中梁板倾覆；工伤事故及重大设备事故； 安装及上部施工过程中故障造成安全事故，如工程用模型、钢管、方木、型钢等物体坠落到轨道上影响行车；吊车、模板等机械、设备倾倒侵入铁路界限中断行车；铁路两侧的通信、信号在施工中损坏，影响行车；不可预见原因发生重大行车事故。 （2）、各类事故的现场救援预案 触电事故的救援预案 一但发生触电伤害事故，首先使触电者迅速脱离电源(方法是切 断电源开关，用干燥的绝缘木棒、布带等将电源线从触电者身上拨离 或将触电者拨离电源)，同时拨打急救电话，其次将触电者移至空气流通好的地方，情况严重者，呼吸停止或心脏跳动停止或二者都以停止，应立即进行口对口人工呼吸法及胸外心脏挤压法进行抢救，等待急救人员或送往医院。 在等待或送往医院的途中，不应随意停止抢救。 高处坠落及物体打击事故的救援预案 一但发生高空坠落或物体打击事故，应迅速拨打急救电话，抢救 伤员的同时保护好现场防止事态扩大。如有轻伤或休克人员，现场人员应立即组织临时抢救、包扎止血或做人工呼吸或胸外心脏挤压，尽最大努力抢救伤员。如有人员腰椎、颈椎受伤，不可胡乱搬抬，应令其就地躺卧等待医护人员救治，以免扩大伤势。 坍塌事故的救援预案 一但发生坍塌事故， 应尽快使事故人员解除挤压同时拨打急救电话，在解除压迫的过程中，切勿生拉硬拽，以免进一步伤害，现场处理根据伤情，采取包扎止血、人工呼吸或心脏复苏等急救措施。如有条件应就近送往医院抢救。在急救中应先清洗伤员口、鼻污物，保持 呼吸畅通。 抢救伤员的同时应组织其他组员采取有效抢险支护措施或 组织人员撤离危险区域，防止事态扩大。机械伤害事故的救援预案 对于一些微小伤，工地急救员可以进行简单的止血、消炎、包 扎。对伤势较严重的，就近送工地医务所。发生机械伤害事故后，迅速抢救伤员，使其脱离险境并拨打 “120”急救电话(如为交通事故还应同时拨打“122”交通肇事报警 电话)，同时保护现场，防止事态扩大。对伤员应进行可行的应急抢 救，如现场包扎、止血等措施，防止受伤人员流血过多造成死亡。如 有条件可就近送往医院。营业线突发事件应急预案 封锁区间施工， 如因特殊情况不能按时开通线路或不能按正常速 度放行列车时，要提前通知车站值班员，要求延长时间或限速运行。 当发生落梁事故时应急抢险指挥小组立即向铁路管理单位报告， 并组织抢险机械进行抢修，先清理废弃梁，移出限界，再对损坏线路 进行割轨恢复。 由于施工造成