跨河鋼管桁架施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與結(jié)構(gòu)形式本工程為跨河鋼管桁架橋梁項(xiàng)目，采用三跨連續(xù)鋼桁架結(jié)構(gòu)跨越河道，跨徑組合為36m+48m+36m，總長(zhǎng)度120m。橋梁凈寬2.9m，總寬3.7m，上部結(jié)構(gòu)采用高3.0m的空間桁架體系，主弦桿采用φ630×12mm螺旋縫焊接鋼管，腹桿采用H型鋼（HW200×200×8×12），節(jié)點(diǎn)處采用焊接球連接。下部結(jié)構(gòu)為柱式墩臺(tái)，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，其中主墩為φ1200mm鋼筋混凝土圓柱接φ1300mm鉆孔灌注樁，橋臺(tái)采用2根φ800mm鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。1.2工程特點(diǎn)與難點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性：桁架高度達(dá)3.0m，上下弦桿通過(guò)斜腹桿形成空間網(wǎng)格體系，節(jié)點(diǎn)連接需同時(shí)滿足強(qiáng)度與變形要求施工環(huán)境特殊：河道常年有水，平均水深3.5m，流速1.2m/s，需考慮汛期（6-9月）施工影響吊裝難度大：?jiǎn)伍旒茏畲蠓侄沃亓窟_(dá)28t，跨中最大吊裝高度22m，需跨越100m河道質(zhì)量控制嚴(yán)格：焊縫質(zhì)量等級(jí)要求二級(jí)以上，整體結(jié)構(gòu)撓度限值L/400，抗震設(shè)防烈度7度1.3主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)指標(biāo)項(xiàng)目參數(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)荷載公路Ⅱ級(jí)，人群荷載3.5kN/m2鋼材牌號(hào)Q345B（主結(jié)構(gòu)），Q235B（次要構(gòu)件）桁架跨度36+48+36m焊接質(zhì)量等級(jí)主焊縫Ⅱ級(jí)，其他Ⅲ級(jí)橋面寬度3.7m（含護(hù)欄）防腐涂層體系環(huán)氧富鋅底漆（80μm）+環(huán)氧云鐵中間漆（120μm）+聚氨酯面漆（80μm）結(jié)構(gòu)自重約18kN/m設(shè)計(jì)使用年限50年二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備圖紙會(huì)審與深化設(shè)計(jì)組織設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工三方進(jìn)行圖紙會(huì)審，重點(diǎn)核查桁架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、支座連接方式及樁基坐標(biāo)。完成桁架分段加工圖設(shè)計(jì)，將主桁架分為9個(gè)吊裝單元（邊跨3段/側(cè)，中跨3段），最大分段長(zhǎng)度18m。施工方案編制與論證編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案，包括：水中墩施工平臺(tái)搭設(shè)方案桁架工廠加工及運(yùn)輸方案雙機(jī)抬吊跨越河道吊裝方案施工監(jiān)測(cè)方案（含應(yīng)力、撓度、軸線偏差監(jiān)測(cè)）組織專(zhuān)家對(duì)吊裝方案進(jìn)行論證，重點(diǎn)審查吊裝穩(wěn)定性、臨時(shí)支撐體系承載力及應(yīng)急預(yù)案。測(cè)量控制網(wǎng)建立采用全站儀建立二級(jí)導(dǎo)線控制網(wǎng)，在兩岸設(shè)置6個(gè)永久控制點(diǎn)，平面位置中誤差≤15mm。用水準(zhǔn)儀建立二等水準(zhǔn)網(wǎng)，高程中誤差≤20mm。在墩頂設(shè)置強(qiáng)制對(duì)中觀測(cè)墩，用于桁架安裝定位。2.2現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備臨時(shí)設(shè)施搭設(shè)左岸設(shè)置材料堆場(chǎng)（20m×30m）、鋼結(jié)構(gòu)加工車(chē)間（30m×40m）及辦公區(qū)右岸設(shè)置吊裝作業(yè)區(qū)，平整場(chǎng)地并進(jìn)行200mm厚C20混凝土硬化，承載力要求≥150kPa搭設(shè)施工棧橋（寬4m，長(zhǎng)60m）連接主墩施工平臺(tái)，采用貝雷梁結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)荷載50t水中施工平臺(tái)主墩施工采用φ630×8mm鋼管樁平臺(tái)，每個(gè)平臺(tái)設(shè)置6根鋼管樁，樁長(zhǎng)18m，入土深度≥12m。平臺(tái)頂標(biāo)高高于50年一遇洪水位0.5m，設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿及救生設(shè)備。機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)主要施工設(shè)備配置：起重設(shè)備：300t汽車(chē)吊（主吊）、130t汽車(chē)吊（輔助吊）、50t履帶吊（墩旁作業(yè)）焊接設(shè)備：CO?氣體保護(hù)焊機(jī)12臺(tái)，直流弧焊機(jī)6臺(tái)，焊前預(yù)熱裝置4套測(cè)量設(shè)備：全站儀（2mm+2ppm）1臺(tái)，水準(zhǔn)儀（0.5mm/km）2臺(tái)，應(yīng)力監(jiān)測(cè)設(shè)備1套專(zhuān)用工具：扭矩扳手（精度±3%）8把，超聲波探傷儀2臺(tái)，磁粉探傷儀1臺(tái)2.3材料準(zhǔn)備鋼材采購(gòu)與驗(yàn)收主結(jié)構(gòu)鋼材采用Q345B，需提供質(zhì)量證明書(shū)并進(jìn)行力學(xué)性能復(fù)試（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、沖擊韌性）。鋼管、H型鋼等型材進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)行外觀檢查，表面不得有裂紋、折疊等缺陷，允許偏差符合GB50205標(biāo)準(zhǔn)。焊接材料與輔材焊條：E5015-G（Q345B焊接），E4303（Q235B焊接），烘焙溫度350-400℃，保溫1-2h焊絲：ER50-6，直徑1.2mm，保護(hù)氣體純度CO?≥99.5%高強(qiáng)螺栓：10.9級(jí)摩擦型，接觸面抗滑移系數(shù)≥0.45材料存儲(chǔ)與管理鋼材分類(lèi)堆放，底部墊高200mm，覆蓋防雨布。焊接材料存入恒溫恒濕庫(kù)房（溫度10-25℃，濕度≤60%），建立材料追蹤臺(tái)賬，實(shí)行"先進(jìn)先出"管理。三、主要施工方法3.1基礎(chǔ)施工鉆孔灌注樁施工采用旋挖鉆機(jī)成孔，泥漿護(hù)壁，泥漿比重控制在1.1-1.3鋼筋籠分節(jié)制作，主筋采用機(jī)械連接（直螺紋套筒），接頭錯(cuò)開(kāi)35d水下混凝土灌注采用導(dǎo)管法，導(dǎo)管埋深控制在2-6m，超灌高度≥1.0m成樁后進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)（100%）及聲波透射檢測(cè)（30%）墩臺(tái)施工墩身采用定型鋼模板（2m一節(jié)），混凝土分兩次澆筑，第一次至系梁頂，第二次至蓋梁底蓋梁采用抱箍法施工，抱箍采用16mm厚鋼板制作，螺栓預(yù)緊扭矩350N·m支座墊石采用鋼模板，預(yù)埋螺栓位置偏差控制在±5mm內(nèi)，頂面平整度≤2mm3.2桁架工廠加工構(gòu)件加工流程下料：采用數(shù)控等離子切割，零件尺寸偏差≤±1mm，坡口角度偏差±1°彎曲成型：鋼管冷彎，曲率半徑≥3D（D為管徑），橢圓度≤3%組裝：在鋼平臺(tái)上采用胎架定位，三維坐標(biāo)偏差≤2mm，節(jié)點(diǎn)板與鋼管間隙≤0.5mm焊接：主焊縫采用CO?氣體保護(hù)焊，焊接電流280-320A，電壓28-32V，焊后24h內(nèi)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)質(zhì)量控制要點(diǎn)焊接工藝評(píng)定：每種接頭形式做3組拉伸、2組彎曲試驗(yàn)尺寸檢驗(yàn)：桁架分段對(duì)角線偏差≤3mm，總長(zhǎng)偏差±5mm涂裝前處理：噴砂除銹達(dá)Sa2.5級(jí)，表面粗糙度50-80μm預(yù)拼裝：在工廠進(jìn)行1:1預(yù)拼裝，檢查整體幾何尺寸及節(jié)點(diǎn)配合情況3.3桁架運(yùn)輸與吊裝運(yùn)輸方案采用大型平板拖車(chē)運(yùn)輸，每車(chē)限載1榀桁架分段，運(yùn)輸速度≤40km/h構(gòu)件支點(diǎn)設(shè)置在節(jié)點(diǎn)處，采用柔性吊帶綁扎，運(yùn)輸過(guò)程中設(shè)置臨時(shí)支撐運(yùn)輸路線進(jìn)行勘察，對(duì)橋梁、涵洞進(jìn)行承載力驗(yàn)算，必要時(shí)加固吊裝施工吊裝設(shè)備配置：左岸300t汽車(chē)吊（主臂42m，工作半徑18m，額定起重量32t），右岸130t汽車(chē)吊輔助吊裝吊裝順序：先吊裝中跨主桁架，再吊裝邊跨桁架，最后安裝橫向聯(lián)系及橋面系吊裝工藝：試吊：將構(gòu)件吊離地面30cm，檢查吊機(jī)穩(wěn)定性、吊具受力情況提升：雙機(jī)同步提升，提升速度≤0.5m/min旋轉(zhuǎn)對(duì)位：主吊旋轉(zhuǎn)，輔助吊配合調(diào)整角度，對(duì)位誤差控制在±10mm內(nèi)臨時(shí)固定：采用4根纜風(fēng)繩（φ16mm鋼絲繩）對(duì)稱(chēng)張拉固定，張拉力5t/根臨時(shí)支撐體系在中跨設(shè)置2個(gè)臨時(shí)支墩，采用φ800mm鋼管樁（入土深度15m），頂部設(shè)置砂箱（調(diào)節(jié)高度），承載力驗(yàn)算考慮施工荷載1.3倍安全系數(shù)。3.4桁架安裝與合攏安裝精度控制軸線偏差：每段桁架安裝軸線偏差≤5mm，累積偏差≤15mm標(biāo)高控制：用水準(zhǔn)儀監(jiān)測(cè)桁架節(jié)點(diǎn)標(biāo)高，偏差≤±10mm預(yù)拱度設(shè)置：跨中設(shè)置30mm預(yù)拱度，按二次拋物線分配合攏施工選擇溫度穩(wěn)定時(shí)段（夜間22:00-次日6:00）進(jìn)行合攏，環(huán)境溫度控制在15-25℃合攏前調(diào)整：測(cè)量并調(diào)整兩端高差≤5mm，軸線偏差≤3mm臨時(shí)鎖定：采用4組抗拉鋼絞線（每根張拉力10t）臨時(shí)鎖定焊接順序：先焊下弦，再焊上弦，最后焊腹桿，對(duì)稱(chēng)施焊減少焊接變形體系轉(zhuǎn)換合攏完成后分級(jí)卸載臨時(shí)支撐，每級(jí)卸載量不超過(guò)總荷載的20%，卸載過(guò)程中監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化，最大壓應(yīng)力≤180MPa，拉應(yīng)力≤140MPa。四、質(zhì)量與安全保證措施4.1質(zhì)量管理體系組織保證成立質(zhì)量管理小組，項(xiàng)目經(jīng)理任組長(zhǎng)，設(shè)置專(zhuān)職質(zhì)檢員3名，各施工班組設(shè)質(zhì)量員1名，實(shí)行"三檢制"（自檢、互檢、交接檢）。過(guò)程控制原材料控制：鋼材、焊材、涂料等進(jìn)場(chǎng)需經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收，每批鋼材抽檢力學(xué)性能工序控制：制定12個(gè)關(guān)鍵工序控制點(diǎn)（樁基成孔、鋼筋籠制作、桁架焊接等），實(shí)行作業(yè)指導(dǎo)書(shū)制度檢驗(yàn)試驗(yàn)：焊接接頭按3%比例進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，桁架安裝完成后進(jìn)行靜載試驗(yàn)（1.1倍設(shè)計(jì)荷載）質(zhì)量記錄建立完整質(zhì)量檔案，包括：原材料出廠合格證及復(fù)試報(bào)告施工日志、技術(shù)交底記錄隱蔽工程驗(yàn)收記錄檢測(cè)報(bào)告（無(wú)損檢測(cè)、測(cè)量、荷載試驗(yàn)等）4.2安全管理措施危險(xiǎn)源辨識(shí)與控制識(shí)別重大危險(xiǎn)源8項(xiàng)，制定專(zhuān)項(xiàng)控制措施：高空墜落：設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，作業(yè)人員使用雙鉤安全帶物體打擊：設(shè)置安全平網(wǎng)，工具用防墜繩系掛吊裝作業(yè)：劃定警戒區(qū)，設(shè)專(zhuān)人指揮，風(fēng)速≥10.8m/s（6級(jí)風(fēng)）停止吊裝水上作業(yè)：配備救生衣、救生圈，棧橋設(shè)置防滑條安全技術(shù)交底施工前對(duì)全體人員進(jìn)行三級(jí)安全教育，特種作業(yè)人員持證上崗。每個(gè)分項(xiàng)工程施工前進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)安全技術(shù)交底，并有書(shū)面記錄。應(yīng)急管理編制應(yīng)急預(yù)案，包括：吊裝失穩(wěn)應(yīng)急處置人員落水救援火災(zāi)事故處理配備應(yīng)急物資：急救箱、滅火器、應(yīng)急照明等，每季度組織1次應(yīng)急演練。4.3環(huán)境保護(hù)措施水污染控制鉆孔灌注樁施工設(shè)置泥漿沉淀池（三級(jí)，總?cè)莘e50m3），泥漿循環(huán)使用施工廢水經(jīng)沉淀（SS≤150mg/L）后排入市政管網(wǎng)油料庫(kù)房設(shè)置防滲池（滲透系數(shù)≤10??cm/s）噪聲控制夜間（22:00-6:00）禁止使用打樁機(jī)、切割機(jī)等強(qiáng)噪聲設(shè)備破碎機(jī)等設(shè)備設(shè)置隔音罩，噪聲排放≤70dB（晝間）、55dB（夜間）揚(yáng)塵控制施工現(xiàn)場(chǎng)道路硬化，每日灑水3次材料堆場(chǎng)設(shè)置圍擋（高度2.5m），易揚(yáng)塵材料覆蓋出入車(chē)輛沖洗，輪胎攜帶泥沙≤5kg/車(chē)五、施工進(jìn)度計(jì)劃與監(jiān)測(cè)5.1進(jìn)度計(jì)劃安排本工程總工期180天，關(guān)鍵線路如下：施工準(zhǔn)備（15天）→樁基施工（45天）→墩臺(tái)施工（30天）→桁架加工（60天）→桁架吊裝（40天）→橋面系施工（20天）→驗(yàn)收（10天）5.2施工監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)應(yīng)力監(jiān)測(cè)：在主弦桿關(guān)鍵截面粘貼應(yīng)變片，施工階段每2小時(shí)測(cè)讀1次，運(yùn)營(yíng)階段每周1次撓度監(jiān)測(cè)：采用全站儀監(jiān)測(cè)跨中及1/4跨位置撓度，精度0.1mm溫度監(jiān)測(cè)：在桁架上下弦布置溫度傳感器，監(jiān)測(cè)溫度場(chǎng)分布監(jiān)測(cè)控制指標(biāo)最大壓應(yīng)力≤200MPa，拉應(yīng)力≤160MPa跨中撓度≤120mm（L/400）不均勻沉降≤5mm5.3進(jìn)度保證措施資源保障勞動(dòng)力：高峰期投入焊工25人，起重工8人，測(cè)量工4人材料：提前1個(gè)月儲(chǔ)備鋼材、水泥等主要材料，儲(chǔ)備量滿足20天施工需求設(shè)備：備用1臺(tái)25t汽車(chē)吊，關(guān)鍵焊接設(shè)備備用率50%進(jìn)度控制周進(jìn)度計(jì)劃考核，延誤超3天制定趕工措施采用BIM技術(shù)進(jìn)行4D進(jìn)度模擬，提前預(yù)警關(guān)鍵線路風(fēng)險(xiǎn)與氣象部門(mén)建立聯(lián)系，提前7天獲取天氣預(yù)報(bào)，合理安排工序六、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程6.1驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)收焊縫質(zhì)量：Ⅱ級(jí)焊縫100%超聲波探傷，Ⅰ級(jí)焊縫加做20%磁粉探傷尺寸偏差：桁架整體垂直度≤H/2500，且≤15mm涂層質(zhì)量：附著力≥5MPa，厚度偏差±25μm橋梁驗(yàn)收靜載試驗(yàn)：跨中最大撓度≤L/500，卸載后殘余變形≤0.2mm動(dòng)載試驗(yàn)：一階豎向自振頻率≥1.5Hz橋