公路钢梁吊装施工方案

公路钢梁吊装施工方案一、工程概况1.1项目基本信息本工程为城市主干道跨河钢箱梁桥项目，桥梁全长210米，采用"3×70米"三跨连续钢箱梁结构，桥面宽度32米，双向六车道设计。上部结构为正交异性钢箱梁，单幅梁高2.2米，每跨箱梁分为5个节段工厂预制，最大节段重量98吨；下部结构采用钢筋混凝土承台+钻孔灌注桩基础，墩柱为双柱式花瓶墩，墩高15-18米。工程地处城市核心区，跨越Ⅴ级通航河道，施工区域周边存在既有建筑群及地下管线，吊装作业环境复杂。1.2主要技术参数钢梁结构参数：单节钢箱梁长度14米，宽32米，高2.2米，最大节段重量98吨，采用Q355qD钢材，节段间采用高强度螺栓连接+焊接组合工艺吊装作业参数：最大吊装半径60米，最大吊装高度38米（桥面以上12米），吊装作业水域为长江中游斗湖堤水道，航道里程约449.2至450.2公里范围环境参数：施工区域主导风向为东南风，平均风速1.8m/s，最大瞬时风速12.5m/s，汛期水位变幅3.5米1.3工程重难点吊装精度控制：钢箱梁节段对接误差需控制在±2mm内，全桥线形平顺度要求达到1/3000大型设备选型：主跨70米钢箱梁吊装需覆盖60米作业半径，最大起重量110吨（含吊具）水上作业安全：需同步协调河道通航管理，设置水上施工警戒区结构稳定性：临时支撑体系需承受最大1200kN竖向荷载，需进行专项受力验算二、施工准备2.1技术准备2.1.1图纸会审与技术交底组织技术团队进行图纸会审，重点审查钢梁分段设计、吊点布置、临时支撑位置等关键部位，形成图纸会审记录。编制详细的技术交底文件，内容包括：钢梁分段重量、重心坐标及吊点位置参数表高强度螺栓连接施工工艺标准焊接工艺评定报告及焊接参数表测量控制网布设方案及精度要求2.1.2施工方案深化设计根据工程特点编制专项施工方案，主要包括：吊装设备选型：选用300吨履带吊作为主吊，配备150吨汽车吊作为辅助吊装设备吊具设计：定制40米长钢扁担梁（承重120吨），配备4套25吨旋转吊耳临时支撑设计：采用φ630×10mm钢管桩，横向间距4.5米，纵向间距6米，顶部设置500×500×20mm调平钢板施工模拟：利用BIM技术进行吊装过程动态模拟，验证吊机站位、吊具受力及构件稳定性2.2现场准备2.2.1场地布置起重作业区：平整场地并浇筑300mm厚C30混凝土硬化，承载力要求≥250kPa，设置4个吊机站位点（每个3m×4m），地基进行灰土换填处理（压实度≥93%）构件存放区：划分3个存放区域，每个区域面积20m×30m，设置1.2m高混凝土支墩（间距6米），支墩顶部铺设10mm厚橡胶垫临时道路：修建6m宽施工便道（基层300mm厚级配碎石，面层200mm厚C25混凝土），设置2处会车平台（15m×15m）2.2.2测量控制网建立平面控制：采用全站仪按二级导线精度布设6个控制点，组成闭合导线网，测角中误差≤8"，边长相对误差≤1/15000高程控制：按二等水准测量精度要求，布设3个水准点，闭合差≤±20√Lmm（L为路线长度，以km计）轴线控制：在每个墩顶设置4个轴线控制点，采用强制对中装置，偏差控制在±1mm内2.3构件准备2.3.1构件运输运输车辆选用4轴线低平板拖车（载重120吨），配备液压转向系统，运输速度控制在30km/h以内装载加固：采用4点刚性固定，每点设置2个10吨链条葫芦，构件与拖车接触部位设置50mm厚hardwood垫块运输路线：提前勘察路线，清除限高、限宽障碍，沿途设置3处临时停车检查点，运输时间选择22:00-6:00时段2.3.2构件验收与存放验收内容：构件尺寸偏差（±3mm）、焊缝质量（UT探伤Ⅰ级合格）、高强螺栓孔位偏差（≤1mm）、涂装质量（干膜厚度80-120μm）存放要求：按吊装顺序分区存放，支点位置设在距端部1.5米处，同一区域构件堆放不超过2层，层间设置100mm×100mm方木，存放时间不超过30天标识管理：每个构件设置二维码标识牌，包含构件编号、重量、尺寸、吊装顺序、吊点位置等信息2.4设备准备2.4.1起重设备配置主吊设备：300吨履带吊（主臂长60米，工况参数：60米半径时额定起重量115吨），配备超起装置（配重80吨）辅助设备：150吨汽车吊（38米主臂工况）、25吨汽车吊2台、50吨龙门吊1台（构件场内转运）吊具系统：定制钢扁担梁（120吨级）、4套25吨旋转吊耳、16根φ32mm钢丝绳（破断拉力580kN）、4个10吨手拉葫芦2.4.2设备检查与调试吊机性能检查：空载试验（各机构运行状况）、额定荷载试验（110%额定荷载静载试验）、动载试验（125%额定荷载）安全装置校验：力矩限制器、高度限位器、幅度指示器等安全装置进行标定，误差控制在±3%以内液压系统检查：液压油清洁度（NAS8级）、系统压力（主泵工作压力32MPa）、各油缸密封性能三、吊装施工3.1吊装总体流程施工准备→测量放线→临时支撑安装→钢梁节段运输→吊机站位→吊具安装→试吊→正式吊装→初步定位→精确调整→临时固定→吊具拆除→下一循环→全桥合龙→体系转换3.2吊装设备选型与布置3.2.1主吊选型计算根据最大吊重98吨（含吊具12吨），最大半径60米，计算吊机所需额定起重量：[Q=K_1\timesK_2\timesQ_0=1.1\times1.2\times110=145.2\text{吨}]（其中K1=1.1为动载系数，K2=1.2为不均衡系数，Q0=110吨为构件+吊具重量）选用300吨履带吊，60米主臂工况下，60米半径额定起重量115吨，满足吊装需求，安全系数1.05。3.2.2吊机布置方案主吊站位：在河道南岸设置2个主吊站位点，1#站位负责1-3#墩区域钢梁吊装，2#站位负责3-5#墩区域，站位点地基处理采用2m厚级配砂石+300mm厚C30混凝土，设置4个3m×3m×1.5m钢筋混凝土支腿基础辅助吊布置：150吨汽车吊停靠在北岸施工便道，负责北岸侧钢梁辅助吊装水上平台：在河道中央设置2个临时作业平台（10m×8m），采用φ800mm钢管桩基础，上部搭设贝雷梁+钢板组合平台3.3钢梁吊装工艺3.3.1吊点设置每个钢梁节段设置4个吊点，布置在距节段端部2.5米处，吊耳采用Q355B钢板（厚度50mm），与钢梁上翼缘板焊接，焊缝高度16mm，每侧设置4块加劲肋（10mm厚）吊耳安装完成后进行1.25倍设计荷载的静载试验，持荷30分钟，测量变形量≤2mm且无塑性变形3.3.2吊装施工步骤1.试吊作业吊机缓慢起吊，使钢梁离地面200mm，停留10分钟检查吊机稳定性、吊具受力情况进行吊机回转、变幅动作，测试各机构协调性，同时测量钢梁四角高差≤5mm检查构件有无变形，吊耳焊接部位有无裂纹，确认无误后回落至100mm高度待命2.正式吊装主吊缓慢起吊，当钢梁底部升至距临时支撑顶部500mm时，停止起吊，进行空中姿态调整辅助人员通过牵引绳控制钢梁摆动，使构件轴线与安装轴线偏差控制在10mm内吊机继续起吊至安装高度以上100mm，回转对准安装位置，缓慢落钩至临时支撑上3.精确调整采用4台螺旋千斤顶（50吨级）进行三维调整，调整顺序：高程→轴线→平面位置高程控制：用水准仪测量，误差控制在±2mm内，相邻节段高差≤1mm轴线调整：采用全站仪极坐标法，纵向偏差≤3mm，横向偏差≤2mm平面位置：利用定位销和导向装置，节段间隙控制在10±2mm3.3.3特殊节段吊装边跨起始段：采用"墩顶支架+临时锚固"方案，在墩顶设置4个临时支座（每个承载300kN），安装完成后张拉临时预应力束（4束φ15.2钢绞线，张拉力120kN）中跨合龙段：选择在日温差≤5℃的时段（通常为凌晨2-4点）进行吊装，合龙段长度14.2米，预留20mm温度变形量，采用"先栓后焊"工艺，即先连接60%高强度螺栓，焊接完成后再安装剩余螺栓3.4临时支撑系统3.4.1支撑结构设计采用φ630×10mm螺旋钢管桩，单桩承载力1200kN，桩长15米，入土深度12米横向设置2道φ325×8mm钢管剪刀撑，纵向每6米设置1道连接系顶部设置钢分配梁（2I45b）及500×500×20mm调平钢板，配备4个50吨螺旋千斤顶3.4.2支撑安装与拆除安装顺序：测量放线→桩位复核→钢管桩吊装→垂直度调整（≤1/500）→桩顶连接系安装→分配梁及千斤顶安装拆除时机：待全桥钢梁焊接完成，高强度螺栓终拧完毕，桥面系施工完成30%后开始拆除拆除顺序：从跨中向两端对称拆除，每跨对称拆除2个支撑点，单次沉降控制≤2mm四、测量控制4.1控制网建立平面控制网采用全站仪按二等导线精度布设，由6个控制点组成闭合环，测角中误差≤1.8"，边长相对中误差≤1/25000高程控制网按二等水准测量要求建立，布设3个永久性水准点，闭合差≤±8√Lmm（L为水准路线长度，以km计）墩顶设置强制对中装置，采用不锈钢制作，对中误差≤0.5mm4.2安装测量轴线测量：采用全站仪极坐标法，测站点设置在墩顶控制点，每节段测量4个特征点，坐标中误差≤1mm高程测量：使用电子水准仪按二等水准精度测量，每节段测量6个点（四角及两侧中点），高差中误差≤0.5mm三维定位：采用LeicaTS60全站仪进行实时动态监测，采样频率1Hz，数据传输至控制终端进行实时分析4.3变形监测日照变形监测：在典型节段布设8个应变片和4个位移计，每小时记录一次数据，持续24小时，绘制变形曲线温度监测：在钢梁上、中、下三个部位设置温度传感器，测量温度场分布，温度梯度控制在10℃/m以内沉降观测：在临时支撑顶部设置沉降观测点，吊装期间每小时观测一次，稳定后每天观测一次，累计沉降控制≤5mm五、质量控制5.1原材料质量控制钢材：Q355qD钢材需提供质量证明书，进场后进行力学性能试验（抗拉强度、屈服强度、伸长率）和化学成分分析，每批重量不超过60吨焊接材料：采用E5015-G焊条，使用前经350℃×1小时烘干，存入80-100℃保温筒，领用后4小时内使用完毕高强度螺栓：10.9级摩擦型高强度螺栓，进场后进行扭矩系数试验（每3000套取8套），扭矩系数允许偏差±10%5.2焊接质量控制焊接工艺：采用CO₂气体保护焊（GMAW），焊丝选用ER50-6，直径1.2mm，焊接电流220-280A，电压28-34V，焊接速度25-35cm/min预热与后热：当环境温度低于0℃时，需进行预热，预热温度80-120℃，层间温度控制在80-200℃，焊接完成后进行250℃×1小时后热处理焊缝检测：所有对接焊缝进行100%UT探伤（Ⅰ级合格），角焊缝进行20%MT探伤（Ⅰ级合格），检测结果及时录入质量追溯系统5.3高强度螺栓施工控制摩擦面处理：采用喷砂后生赤锈处理，摩擦面抗滑移系数≥0.45，安装前密封保护，避免油污、灰尘污染螺栓紧固：采用扭矩法施工，初拧扭矩为终拧扭矩的50%，终拧扭矩按公式T=K×P×d计算（K为扭矩系数，P为设计预拉力，d为螺栓直径）终拧检查：终拧完成后24小时内进行扭矩检查，采用扭矩扳手复拧，偏差在±10%以内为合格，每个节点检查数量不少于10%且不少于2套5.4几何尺寸控制节段制造精度：长度±2mm，宽度±3mm，高度±2mm，扭曲≤3mm，旁弯≤2mm/m安装精度：轴线偏差≤3mm，高程偏差±2mm，节段间隙10±2mm，顶面平整度≤2mm/2m全桥线形：跨中挠度与设计值偏差≤5mm，相邻节段错边≤1mm，全桥贯通测量闭合差≤10mm六、安全管理6.1危险源辨识与控制重大危险源清单：起重吊装作业（风险等级Ⅰ级）高处作业（风险等级Ⅱ级）水上作业（风险等级Ⅱ级）临时用电（风险等级Ⅲ级）控制措施：针对Ⅰ级危险源编制专项应急预案，配备应急救援小组（15人），配备应急物资（救生衣20件、急救箱2套、应急照明设备5套）6.2起重作业安全作业条件：风速超过10.8m/s（6级风）时停止吊装作业，能见度低于100米时停止作业，夜间作业需配备足够照明（照度≥50lux）操作要求：吊机操作人员需持A2驾驶证和起重机械作业证，作业前进行安全技术交底，吊装过程设专人指挥，使用对讲机（频道锁定，备用电池充足）警戒区域：设置双层警戒线，内圈半径为吊装半径+5米，外圈半径为内圈+10米，配备4名专职安全员（每侧1名）6.3高处作业安全防护设施：在钢梁两侧设置1.2米高安全护栏，护栏立柱间距2米，底部设置18cm高挡脚板，作业区下方张设安全平网（网目密度2000目/100cm²）个人防护：作业人员必须佩戴双钩安全带（抗拉力≥22kN），安全带需高挂低用，配备防滑鞋、安全帽，攀登作业使用固定式爬梯（踏步间距30cm）临边作业：在节段端部设置可移动安全防护架，宽度1.5米，高度1.2米，采用φ48×3.5mm钢管搭设，与钢梁可靠连接6.4水上作业安全通航管理：施工期间设置水上警戒区（长1000米，宽200米），配备2艘警戒船（24小时值守），夜间设置警示灯（红色闪光灯，间隔50米）人员防护：水上作业人员必须穿戴救生衣，作业平台设置救生圈（每50米1个），配备水上救援摩托艇1艘，操作人员持证上岗设备防护：临水作业设备设置防倾覆装置，电气设备配备防水罩，配电箱采用IP65防护等级，电缆接头做好防水处理6.5应急管理应急预案：编制起重伤害、水上救援、火灾爆炸等专项应急预案，每季度组织1次应急演练，演练记录存档备查应急响应：设置应急指挥中心，配备应急通讯设备（卫星电话1部），建立应急联络通讯录，明确各级人员职责医疗救护：现场设置医务室，配备专职医护人员2名，与附近医院建立绿色通道，急救响应时间≤30分钟七、环境保护7.1扬尘控制施工便道每天洒水3次（早中晚各1次），出入口设置洗车平台（长15米，宽4米），配备高压冲洗设备材料堆场设置2.5米高围挡，易扬尘材料（水泥、粉煤灰）采用密闭存储，装卸时采取喷淋降尘措施施工现场PM10浓度监测（每小时1次），超过0.5mg/m³时启动预警措施，增加洒水频次7.2噪音控制选用低噪音设备，对发电机、空压机等设备设置隔音罩，噪音值控制在昼间≤70dB，夜间≤55dB合理安排施工时间，噪音较大的作业（如焊接、切割）安排在7:00-22:00进行，确需夜间施工时办理夜间施工许可在施工区域周边设置4个噪音监测点，每2小时监测1次，数据实时上传至环保监管平台7.3水污染防治施工废水经三级沉淀池处理（总容积50m³），pH值调节至6-9后排放，悬浮物浓度≤100mg/L油料库房设置防渗池（渗透系数≤1×10⁻⁷cm/s），地面铺设防渗膜（HDPE材质，厚度1.5mm）船舶油污集中收集，设置2个500L收集桶，交由有资质单位处理，严禁向河道排放7.4固体废弃物管理施工垃圾分类存放，设置4种分类垃圾桶（可回收、不可回收、有毒有害、建筑垃圾），标识清晰建筑垃圾分类处理，钢材边角料回收率≥95%，混凝土废弃物破碎后用于便道基层，回收率≥80%生活垃圾由环卫部门定期清运（每天1次），医疗垃圾单独存放，交由有资质单位处理八、施工进度计划8.1总体进度安排施工准备阶段：2025年10月1日-10月14日（14天）钢梁吊装阶段：2025年10月15日-2026年2月15日（124天）焊接及涂装阶段：2025年11月1日-2026年3月15日（135天）桥面系施工阶段：2026年2月1日-2026年4月15日（74天）验收及交付：2026年4月16日-4月30日（15天）8.2吊装进度计划边跨钢梁吊装：2025年10月15日-11月30日（47天），共10个节段中跨钢梁吊装：2025年12月1日-2026年1月31日（62天），共15个节段合龙段吊装：2026年2月1日-2月15日（15天），共3个节段计划每天完成0.5个节段吊装（有效工作日按248天计），高峰期每天完成1个节段8.3进度保证措施资源保障：投入2套吊装设备（300吨履带吊1台、150吨汽车吊1台），备用吊具1套，确保设备故障时24小时内恢复作业技术保障：成立技术攻关小组，针对关键技术问题提前制定解决方案，避免因技术问题影响进度管理保障：实行周进度考核制度，延误超过3天启动预警机制，采取增加作业班组（由1个增至2个）、延长