扩建钢桁梁施工方案

扩建钢桁梁施工综合技术方案一、工程概况本扩建工程为跨既有高速公路钢桁梁结构，主桥采用双线连续钢桁梁设计，跨径布置为（80+120+80）米，桁高12米，节间长度8米，全桥总重约2800吨。上部结构采用Q420qD桥梁专用钢，主桁为带竖杆的三角形桁架体系，桥面系采用正交异性钢桥面板。施工区域位于城市建成区，需跨越日均车流量5万辆的高速公路，施工期间需保证既有道路正常通行。二、施工总体部署（一）施工平面布置场地划分设置南北两岸两个作业区，北岸为钢桁梁预拼区（面积120m×60m），配置2台300t龙门吊；南岸为材料堆放区及焊接加工车间（面积80m×40m）。沿高速公路两侧设置施工便道，宽度6m，采用20cm厚C30混凝土硬化，每50m设置会车平台。支架基础采用钻孔灌注桩+承台结构，桩径1.2m，桩长25m，横向布置5排，纵向间距8m。临时设施搭设双层防护棚（净高5.5m）覆盖高速公路通行区域，采用Φ630×8mm钢管立柱+贝雷梁+防砸钢板（厚10mm）结构。安装智能监控系统，含12个高清摄像头、4套应力传感器、2套风速监测仪，数据实时传输至指挥中心。（二）施工进度计划施工阶段起止时间关键节点施工准备第1-4周支架基础完成、测量控制网布设支架搭设第5-8周满堂支架验收、预压完成钢桁梁制造第3-16周工厂加工、试拼验收现场拼装第9-24周主桁合龙、桥面系安装体系转换第25-26周临时支座拆除、支座受力转换桥面施工第27-30周沥青铺装、附属设施安装验收交付第31周静载试验、竣工验收三、施工准备（一）技术准备设计文件复核组织技术团队对钢桁梁设计图纸进行深化，重点复核节点构造、焊缝细节、预拱度设置（设计预拱度28mm）等关键参数。编制《钢桁梁制造专项方案》《支架法拼装施工手册》，并通过第三方专家评审。测量控制网建立采用GPS静态相对定位法建立平面控制网，布设6个基准点，精度达到二等水准要求。跨河水准测量采用三角高程测量法，往返测较差≤3mm，成果报监理单位审批。（二）材料准备钢材采购主桁杆件采用Q420qD钢板，屈服强度≥420MPa，伸长率≥20%，低温冲击功（-40℃）≥34J。每批钢材进场需提供质量证明书，并按规定进行力学性能复试（拉伸、弯曲、冲击试验），合格率100%。焊接材料匹配Q420qD钢材的焊接材料选用E5015-G焊条（直径3.2mm/4.0mm），其熔敷金属抗拉强度≥500MPa。焊材在使用前经350℃×1h烘干处理，存入80-100℃保温筒，取出后4h内使用完毕。（三）设备准备设备名称型号规格数量用途龙门吊MG300/50t-30m2台钢桁梁拼装汽车吊QY250t1台零散构件吊装焊接机器人KR5004台主桁节点焊接全站仪TS602台三维坐标测量千斤顶500t（同步系统）8台支架预压、落梁四、主要施工流程（一）钢桁梁工厂制造下料加工采用数控等离子切割机床进行钢板下料，精度控制：长度±1mm，宽度±0.5mm，对角线差≤1.5mm。节点板采用三维数控钻床制孔，孔径公差H12级，孔位偏差≤0.7mm，孔壁表面粗糙度Ra≤12.5μm。组装焊接在专用胎架上进行杆件组装，采用“先整体后局部”原则，以端铣面为基准定位，使用专用夹具固定。主桁弦杆焊接采用门式埋弧焊机，焊接电流600-800A，电压32-38V，焊接速度35-45cm/min。所有熔透焊缝进行100%UT探伤（Ⅰ级合格），T型接头进行20%RT探伤（Ⅱ级合格）。试拼验收在工厂进行1:1全真试拼，检查整体轮廓尺寸（允许偏差±5mm）、节点板间隙（≤0.3mm）、栓孔重合率（≥95%）。试拼合格后对杆件进行编号、涂装（底漆环氧富锌80μm，中间漆环氧云铁120μm）。（二）支架体系施工基础施工采用旋挖钻机成孔，清孔后下放钢筋笼（主筋Φ25mm，间距150mm），灌注C35水下混凝土，导管埋深控制在2-6m。承台尺寸2.5m×2.5m×1.5m，顶面预埋20mm厚钢板，与支架立柱焊接连接。支架搭设采用盘扣式满堂支架（立杆型号Φ48×3.5mm），纵横向间距60cm×60cm，步距120cm，设置双向剪刀撑。支架顶托安装10cm×15cm方木+20mm厚钢板作为分配梁，调整精度控制在±2mm内。预压施工采用分级加载法，按施工荷载的60%、100%、120%分三级加载，每级持荷24h。监测支架沉降量（允许值≤15mm）、弹性变形（设计值12mm），绘制荷载-沉降曲线，作为预拱度调整依据。（三）钢桁梁现场拼装吊装工艺主桁杆件采用两点吊装法，吊点设置在节点位置，使用专用吊具（含旋转装置），起吊角度≤60°。首节段拼装采用“坐标法”定位，使用全站仪实时监测，三维偏差控制在±3mm内。节点连接高强度螺栓（M24，10.9级）施工分初拧（扭矩300N·m）、终拧（扭矩600N·m）两步进行，采用扭矩扳手逐颗检查。摩擦面处理采用喷砂后生赤锈工艺，安装前实测摩擦系数（要求≥0.45），每2000套螺栓做一组抗滑移试验。合龙施工选择在夜间低温时段（2:00-4:00，环境温度15±3℃）进行合龙，采用“温度匹配法”控制合龙口间隙（设计值12mm）。合龙段安装临时刚性支撑，张拉4根Φ32mm精轧螺纹钢进行微调，合龙精度控制在轴线偏差≤5mm，高程偏差≤3mm。（四）桥面系施工正交异性板安装桥面板单元采用工厂预制，现场焊接采用CO₂气体保护焊（ER50-6焊丝），焊接顺序遵循“从中间向两边、先纵后横”原则。U肋与盖板焊接采用双面焊，焊脚尺寸8mm，焊后进行100%MT探伤。沥青铺装铺装前对钢桥面进行喷砂除锈（Sa2.5级），涂刷环氧富锌底漆（80μm）+防水粘结层（1.2mm）。采用SMA-13改性沥青混合料，分两层摊铺（总厚度7cm），碾压温度控制在160-180℃。五、质量控制措施（一）原材料控制钢材管理建立材料追溯系统，每批钢材附有二维码标识，记录炉批号、力学性能、加工流向等信息。存放时采用垫木架空（离地30cm），覆盖防雨布，防止锈蚀。焊接材料控制焊材库房设置恒温恒湿系统（温度10-25℃，湿度≤60%），建立焊材领用登记台账。对使用中的焊条进行烘焙记录，每个工作日检查2次保温筒温度。（二）工序质量控制焊接质量控制焊工持证上岗，每半年进行一次技能考核，考核不合格者立即停岗培训。焊接环境监测：温度低于0℃时采取预热措施（预热温度80-120℃），风速大于8m/s时设置防风棚。几何尺寸控制主桁拼装过程中，每完成2个节间进行一次整体测量，控制桁高偏差≤3mm，跨度偏差≤L/5000。桥面系安装后，测量桥面平整度（3m直尺检查，允许偏差3mm/2m）。（三）验收标准项目允许偏差检查方法桁高±5mm全站仪三维扫描跨径±10mm激光测距仪节点中心偏差≤3mm百分表高强螺栓终拧扭矩±10%设计值扭矩扳手桥面高程±15mm水准仪六、安全保证措施（一）高空作业防护个人防护作业人员必须佩戴双钩安全带（抗冲击力≥15kN），在主桁上弦设置安全生命绳（Φ16mm钢丝绳，张拉力≥5kN）。高空作业平台采用定型化钢跳板（尺寸3m×0.5m），设置1.2m高防护栏杆，满挂密目安全网（网目密度≥2000目/100cm²）。防坠落措施所有临边、洞口设置防护设施，电梯井口安装定型化防护门（高度1.8m），楼梯踏步设置防滑条。钢桁梁吊装时在杆件两端系设溜绳，控制摆动幅度≤30cm。（二）交通安全保障交通疏导高速公路两侧设置3km施工警示区，配备4名交通协管员（持证上岗），高峰期（7:00-9:00，17:00-19:00）增加至6人。安装智能交通诱导系统，含可变情报板、爆闪灯、限速标志（40km/h），实现车流量实时监测与预警。应急响应编制《高速公路通行应急预案》，配备应急救援车2辆、医疗救护设备1套，每季度组织1次应急演练。防护棚下方设置紧急通道（宽度4m），安装声光报警装置，遇紧急情况3分钟内完成交通导改。（三）起重作业安全设备管理龙门吊、汽车吊等起重设备每月进行1次全面检查，重点检查钢丝绳（断丝数≤10%）、制动系统、限位装置。吊装作业实行“吊装令”制度，由项目总工签发后方可实施，吊装半径内设置警戒区（半径15m）。荷载控制严格执行“十不吊”原则，起吊重量超过额定荷载90%时需办理专项审批。采用无线称重系统，实时监测吊装荷载，超载时自动报警并切断电源。七、环境保护措施噪声控制焊接作业采用低噪声焊机（噪声≤85dB），夜间（22:00-6:00）禁止进行强噪声施工，确需施工时办理夜间施工许可。施工便道每2小时洒水1次（夏季增加至每小时1次），配备2台雾炮机降尘。废弃物处理设置分类垃圾桶（可回收、有害、一般垃圾），废油漆桶、焊条头由专业单位回收处理，建立危废转移台账。钻孔灌注桩施工产生的泥浆经三级沉淀池处理（尺寸10m×5m×3m），清水中回用，渣土运至指定消纳场。水土保持施工区域周边设置排水沟（深50cm，宽60cm）+沉淀池（3级），防止雨水冲刷引起水土流失。工程完工后及时对临时用地进行复绿，恢复植被覆盖率≥90%。八、应急预案（一）支架坍塌应急处置预警响应当监测到支架沉降速率超过5mm/小时或水平位移超过3mm时，立即启动黄色预警，停止作业并组织人员撤离。处置流程切断支架区域电源，设置警戒线（半径50m），启用应急照明系统。采用全站仪监测坍塌范围，使用500t千斤顶对未坍塌区域进行临时加固，组织专家制定抢险方案。（二）火灾事故应急处置预防措施焊接作业点配备2个4kg干粉灭火器，作业完毕后留专人监护30分钟，确认无火源后方可离开。易燃材料仓库设置防爆灯具、通风设备，与明火作业区保持≥30m安全距离。处置流程初期火灾使用现场灭火器扑救，同时拨打119报警，组织人员沿疏散通道有序撤离。切断着火区域电源、气源，使用防火沙覆盖易燃液体泄漏区域，防止火势蔓延。九、验收与交付分阶段验收支架验收：基础承载力试验（≥300kPa）、支架稳定性验算（安全系数≥1.3）。钢桁梁验收：工厂试拼验收、现场拼装验收、荷载