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1、鐵路橋梁工程先梁后拱鋼管拱橋拱肋施工作業指導書編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編 制： 審 核: 批 準： 發 布： 二XX年X月 鋼管拱橋拱肋施工作業指導書1 適用范圍 本作業指導書適用于鐵路橋梁先梁后拱鋼管拱橋拱肋施工。2 作業準備2.1 工程材料 搭設拱肋支架所需的方木、型鋼等材料，按照設計規劃配備齊全。 鋼管拱主弦管采用卷管，本橋鋼管拱單元節段在工廠制造，單元節段制造好后在工廠進行平面和立面組拼檢查，檢查合格后發運至施工現場，再在施工現場吊裝上橋形成完整拱肋，構件出場時應提供出廠合格證以及相應檢測報告。2.2 技術準備 內業技術準備 編制完成拱肋測量2、方案、拱肋吊裝方案、拱肋施工安全保證措施及應急預案后，應在開工前及時組織技術人員認真學習。同時要求技術員仔細閱讀、審核施工圖紙，施工前確定好拱肋分段以及拱肋空間坐標，熟悉規范和技術標準，對尚不明確的技術問題及時澄清。對施工人員進行技術交底。對參加施工人員進行上崗前技術培訓，實行考核制度，持證上崗。 外業技術準備 施工過程中所涉及的各項外部技術數據收集、相關儀器設備。2.3 現場準備 場地平整，包括施工便道、拱肋堆放區、鋼筋原料堆放區、材料加工區及生活房屋，配齊生活辦公設施，滿足主要管理、技術人員進場生活、辦公需要。2.4 勞動組織 勞動力組級方式：采用架子隊組織模式。 施工人員應結合前期準備的3、施工方案、機械、人員組合、工期要求等進行合理配置。 拱肋安裝施工所需勞動力人員有主管、技術員、測量人員、試驗員、木工、鋼筋工、電焊工、起重工、架子工、機械工以及后勤等。組織技術人員、領工員等參加拱肋吊裝培訓。其中負責人、工班長、技術人員、專職安全員必須由施工企業正式職工擔任。2.5 施工機械 施工機械見表2.5.1。表 機械設備計劃表序號設備名稱規格型號數量額定功率備注1發電機200/120KW各一臺200/120KW2汽車吊270t3汽車吊1160t4電焊機ZLD21620KW5卷揚機2t21t6混凝土罐車HNJ5254(8m3)47鋼筋切割機GQ-4013KW8鋼筋彎曲機GT-4013KW4、9鋼筋調直機GW-4013KW10電動刨床多功能13KW11水泵兩項21.5KW12鏈條葫蘆1010t13X射線發射器114超聲探傷器13 工藝流程工藝流程如圖3所示。圖3 拱肋施工作業流程圖4 作業內容4.1 拱肋加工 拱肋分段 拱肋分為左右兩片拱肋，單片拱肋劃分為拱腳預埋段、中間節段、拱頂節段3部分，其中除拱腳預埋段外，每個單元段焊成長1012米的構件，橫斜撐根據設計長度拼成2段構件。 單元節段制造 單根主弦管熱彎成型卷管在專業化工廠定制，卷管彎曲成型在中頻彎管機上進行，熱彎溫度控制在850左右。具體工藝參數應通過熱彎工藝評定試驗確定，以保證彎管成型后的材料性質沒有明顯改變。加工參數滿足表5、的要求。表 拱肋加工允許誤差橢圓度（失網度）f/D= 3/1 000（D為鋼管直徑）接縫錯邊2 mm彎曲度f1/1 000且f10 mm（f為節段長）拱肋節段旁彎( 3 +0. 1L) mm且10 mm 拱肋寬度、高度誤差3mm 熱彎咸型后的單元部件需放入特制胎具檢驗，驗證成型后的拱軸線與理論軸線是否一致。如不一致，應采取措施進行校正。 胎架制造 在地面上按1:1比例繪制出單元節段的坐標圖，并在主弦管部件的軸向、徑向定位位置以及吊桿孔開孔位置做上標記，然后安裝胎架及定位模板。胎架及定位模板精度是保證單元節段組裝精度的基礎，要求下料、安裝定位必須準確。 單元節段裝焊 裝焊程序如下：上弦管部件上胎6、架，檢查其軸線、徑向定位線以及吊桿孔位置是否與胎架上的定位標記吻合；檢查合格后將其與胎架剛性連接；下弦管部件上胎架，保證上、下弦管吊桿開孔軸心線處于同一直線上；安裝吊桿索導管，腹腔部件，完成焊接。焊接前根據鋼結構施工規范進行嚴格的焊接試驗，以確定各項焊接參數。焊接采用C02氣體保護焊或用埋弧白動焊。 單元節段校正 單元節段焊接完成后，檢查線形是否與理論線形相符，否則，采用火工矯正法進行校正。 單元節段標識與存放 單元節段制造完成后，應在端口繪制定位線和檢查線，并對單元節段編號，單元節段在專用場地存放，場地預留充足的轉運通道。 單元節段預拼 單元節段預拼分為平面預拼與立面預拼，平面預拼的主要目的7、是檢驗實際拱軸線是否與理論軸線一致，立面預拼的主要目的是檢驗橫撐與主拱肋連接相貫線位置是否準確。預拼檢驗合袼的鋼管拱單元節段分類存放，根據工地的安裝進度運送到指定的安裝點。4.2 拱肋支架設計及拱肋吊裝施工 鋼管拱肋、橫撐委托專業的有資質的鋼結構廠家制作，并進行組拼；然后分節運輸到施工現場。首先利用160 型輪胎吊將2臺70型輪胎吊提升到梁體上；通過梁上輪胎吊將拱管吊至梁上，輪胎吊就位，然后再進行拱肋吊裝，拱肋就位后立即進行臨時連接。先吊裝東側，后吊裝西側，施工中設置臨時橫撐，最后安裝永久橫撐。 拱肋分段安裝應考慮到起吊高度、現場條件、吊桿內傾等諸多不利條件影響。 鋼管拱肋、橫撐制作完成后，在8、工廠內組拼，經檢驗合格監理工程師簽證認可后，即可進入噴漆除銹涂裝階段，并編號。 設計概述 拱肋支架由常用鋼管與型鋼焊接成框架結構。立柱鋼管之間利用桁架片進行聯系，增強整體穩定性。并在鋼管頂部利用型鋼焊接牛腿，搭設一個工作平臺，掛安全網，方便焊接人員操作，同時可防止雜物和人員墜落，保護在拱肋下方施工的人員安全。 拱肋吊裝 考慮安全和拱肋的穩定性要求，拱肋吊裝前，拱肋接頭處拉上四根橫向纜風繩，拱肋起吊成豎直狀后，利用纜風繩將拱肋拉穩。拱肋起吊時在軸線的右邊由里往外，起吊拉垂直后再開始就位。吊點位置通過計算，保證拱肋傾斜度和其安裝角度一致。拱肋的安裝步驟如圖所示。圖 吊裝流程圖 1 第一段拱肋鋼管吊9、裝 將左側第一段拱肋鋼管拴好溜繩，起吊拱肋至設計位置后，汽車吊鉤稍許松鉤讓拱段后端落在拱腳上，使拱腳承擔部分重量。右側第一段拱肋鋼管吊裝與此相同。 2 第二段拱肋鋼管吊裝 將左側第二段拱肋鋼管拴好溜繩，起吊拱肋至設計位置附近，先初調鋼管拱角度，再利用支架頂調節裝置進行精調。線形調整完成后用導鏈收緊，將第二段拱肋鋼管與第一段拱肋鋼管對正，馬上點焊，再進一步補焊，待焊接完成后吊點卸載。右側第二段拱肋鋼管吊裝與此相同。 左右兩側第一、二段拱肋吊裝完成后，吊裝相應橫撐。 3 第三段拱肋鋼管吊裝 將左側第三段拱肋鋼管拴好溜繩，起吊拱肋至設計位置附近，先初調鋼管拱角度，再利用支架頂調節裝置進行精調。線形調10、整完成后用導鏈收緊，將第三段拱肋鋼管與第二段拱肋鋼管對正，馬上點焊，再進一步補焊，待焊接完成后后吊點卸載。右側第三段拱肋鋼管吊裝與此相同。 左右兩側第三段拱肋吊裝完成后，吊裝相應橫撐。 拱肋安裝時軸線及標高的控制 拱肋安裝是整座橋施工控制的主要環節，拱肋軸線、標高是吊裝拱肋的控制指標，觀測時采用軸線、標高同時觀測的方法，采用全站儀進行三角高程測量來完成拱肋標高和軸線的控制。 測量定位控制：在支架上設置了拱肋調整裝置，通過千斤頂進行平動和豎動，通過216結合U形托形式加工可調節式撐桿，進行拱肋傾角的調整，拱管側向和底部吊垂球之相對距離滿足要求，即完成傾角的調整。定位后利用216進行臨時固結。 拆11、除拱肋安裝支架 當拱肋和橫撐安裝完畢，檢測合格后，即可卸落支架。卸架通過千斤頂從拱頂向兩側拱腳順序同步卸落，拱架卸落僅將支架脫離拱肋10 - 15 cm，不全部拆除支架，以便于吊桿等構件安裝。卸落后的拱架不再與拱肋接觸。拆除時，應對拱圈軸線進行檢查，確保無異常情況下才能進行。4.3 鋼管拱施工監控 鋼管拱應力監控 鋼管拱受力較為復雜，通過在施工過程中對鋼管拱結構進行適時監控，再根據監測結果對施工過程中的控制參數進行相應調整是完全必要的。具體監控方式及方法以監控單位為準。 監測截面鋼管的應力是隨拱肋分節段拼裝施工中白重荷載的增加而逐漸增加，因此應力監測是一個相對長期的跟蹤檢測過程，一般來講，只能12、采用長期穩定性好的鋼弦式應變計進行檢測。鋼弦式應變計在拱肋節段吊裝之前先安裝到檢測部位，并由儀器讀取初始值，施工過程中，每一個階段因白重荷載增加而產生的檢測截面應力增量，再由儀器在各施工階段讀取，由此產生的應力時間歷程曲線反映了與各施工階段荷載相關的應力變化曲線。 待主橋上部結構全部完成后，最終得到的累計應力即結構的恒載應力，這對于今后的全橋荷載試驗和實際承載力檢定具有重要價值。 監測方法：在撟梁各節段拱肋鋼結構拼裝后，將應變傳感器布設到測點部位，并采用儀器測讀初讀數（應變），然后根據拱肋吊裝階段施工進度，進行鋼管壁應力跟蹤測量。測量的時間、步驟和次數應根據施工進度的要求及時調整，原則上每節段13、安裝時檢測一次，即檢測該節段初始值和已安裝節段因該次施工階段所產生的應變增量，并通過E。（彈性模量）計算鋼管應力。每次檢測時應特別注意選擇在溫度大致相同的條件下測量，以最大限度減小溫度應力的影響。每次應變檢測時，須記載檢測時的溫度，以便進行溫度應力計算和施工荷載應力的修正與識別。 測點布置：根據該橋拱橋的結構特點，選擇兩端拱腳、1/4、3/4和跨中拱肋共五個截面為本項目中的控制檢測截面，共計28個測點。這些測點將根據各施工階段的進程分別進行安裝和檢測。 由于拱肋結構為超靜定結構，溫度和變化所產生的附加應力將疊加到白重荷載應力上，因此必須同時進行表面溫度測量，根據檢測應變時的測點表面實測溫度，對14、實測應變作相應的修正。 施工應力檢測的目的是通過實測手段，掌握因各階段施工荷載所產生的應力狀態，為確保安全施工、校核設計參數提供參考數據。同時設計單位應提供拱肋各階段拼裝時的理論計算應力和應力控制報警僮。 施工階段的拱軸線變形控制 施工過程中各階段的拱軸線標高及縱橫向變形由施工單位負責全程觀測和記錄，并通過鋼管拱支架上的千斤頂和導鏈葫蘆調整。穩定安全度控制目標：任何情況下，結構彈性穩定安全系數A4.0；任何情況下，受壓弦桿屈曲安全系數A2.0。 拱軸線控制的目標參數系根據成拱前的精度從嚴和成拱后可適當放寬的原則來確定。施工監測時實施雙控，但以拱軸線控制為主，應力監測為輔。5 質量標準 彎曲度：15、fL/1 000且f10mm（L為節段長） 橢網度（失網度）：f/D= 3/1 000（D為鋼管直徑） 接縫錯邊：2 mm 拱肋寬度誤差：3 mm 拱肋高度誤差：3 mm 拱肋節段旁彎：(3 +0. 11) mm且10 mm 拱軸線長度誤差：20 mm 拱肋成拱后橫向偏位：10 mm 拱肋成拱后豎向偏位：10 mm 拱肋成拱后對稱接頭點的相對高差：15 mm 拱肋間距誤差：5 mm6 質量控制要點6.1 結構焊接時的控制要點 不同的白動焊與不同條件（工廠內、工地現場）的手工焊，應區分不同情況、條件進行焊接工藝評定，并根據評定報告硝定焊縫工藝。 工藝評定用的鋼材、焊接材料和焊接方法應與工程所用的16、相同。 焊接工藝評定應由較高技能的焊工施焊； 拱肋鋼管加工時，縱向焊縫及組裝焊縫均須超聲波檢測和X射線拍片，對所有全溶透焊縫要l00%進行超聲波檢測，對工形焊縫及超聲波認為的疑問之處，應以X射線拍片；所有焊縫均需作10%以上X射線拍片檢查。焊縫質量達到GB 50205-2001的一級焊縫要求。焊縫強度要求與母材等強。 熔透性縫：焊縫質量達到GB 50205-2001的一級標準，并按規定作100%的超聲波探傷和不少于100%的X射線抽樣檢查。 啞鈴形鋼管結構的驗收，除本設計有規定的之外，按鋼結構工程施工質量驗收規范( GB 50205-2001)進行。 焊接工藝評定，應填寫焊接工藝評定報告。工藝17、評定報告內容包括實際焊接工藝參數、母材和焊材質量保證書（復印件）、探傷報告、實驗報告，最后應有結論：實驗合格或不合格。7 成品保護注意事項 拱肋安裝完成注意不得碰撞或用重錘撞擊。 對正在施工的工程，嚴格交接班手續，確保下道工序不會對上道工序形成的成 品或半成品造成損害； 對已經施工完成的橋梁等工程，加強保護，防污染，防止他人在橋梁墩臺等工程上涂抹粘貼，防止撞擊碰壞工程。8 吊裝安全措施8.1 安全組織流程 建立吊裝指揮系統按吊裝主要工序進行人員分工，明確組織機構，安裝、布置通話系統。吊裝指揮系統如圖8.1所示，制定高空作業安全防范措施和其中作業安全防范措施。圖8.1 吊裝系統圖8.2 高空作業18、安全防范措施 懸空高處作業應有牢靠立足處，配置防護欄網、欄桿或其他安全設施。 鋼結構的吊裝，構件盡可能在地面上組裝。需進行臨時固定、電焊的工序，要搭設可靠的安全設施，隨構件同時上吊就位。 預應力張拉應搭設站立操作人員和張拉設備的平臺，張拉區域設置明顯的安全標志，禁止非作業人員進入。 腳手架的腳踏板應保證材質要求，必須鋪滿并不得出現搡頭板。移動式梯子底部須結實防滑，不得墊高使用，立梯角度以75。為宜，不得缺檔，如需接長，接頭不得超過一次，強度不得低于原梯子的強度。 固定式爬梯應用金屬材料制成，并加設扶手，高度超過8m時應設置梯間平臺。作業人員上下梯時必須面向梯子。作業過程中所用材料要堆放平穩，工19、具應放在工具袋內，上下遞送工具、機件、材料嚴禁拋擲。作業面上的易墜物料應及時清理干凈，以防墜落傷人。8.3 起重作業安全防范措施8.3.1 起重機司機原則 1 起重司機必須聽從指揮人員指揮，當指揮信號不明時，司機應發出“重復”信號詢問，明確指揮意圖后方可開機。 2當指揮人員所發出信號違反吊運起重信號標準時，有權拒絕執行。8.3.2 起重機安全操作細則 1 汽車起重機吊物時，汽車駕駛室內不準有人，并禁止將對象吊越汽車駕駛室上方。 2 吊物時嚴禁伸縮吊臂，當接近滿負荷時應檢查吊臂撓度，并嚴禁落臂或同時進行兩種操作。 3 嚴禁吊物行走，嚴禁任何人在吊臂下方停留或通過。 4 白行走前，應先將吊臂收攏，20、放在托架上，收緊固定吊鉤的鋼絲繩，才可以收回支腿。 5 起重作業范圍的地面應平坦堅實，在帶電線路附近作業時應與其保持一定的安全距離，見表。表 與輸電線路最小安全距離輸電線路電壓水平安全距離(m)垂直安全距離(m)1 kV以下1.5 1 51- 20 kV1.5 2.035 - 110 kV2.54.0154 kV2.55.0220 kV2.56.0 6 起降吊件時，應勻速輕放，禁止突然制動。回轉時不得過快，禁止突然制動及變換方向。 7 兩機或多機抬吊時，必須統一指揮、動作配合協調、重量分配合理，單機負荷不得超過其額定負荷的80%。 8 吊重物時應避免起落吊臂，當滿負荷或接近滿負荷時，嚴禁將吊臂21、處于履帶兩側位置，并嚴禁落臂或同時進行兩種操作，最大仰角在沒有說明情況下不超過78度。 9 吊物時注意機身穩定，防止重心偏移發生翻車事故。9 文明施工和環水保要求 注意夜間施工的噪聲影響，盡量采用低噪聲施工設備。對距離居民區160m以內的工程，則應根據需要限定施工時間。少數高噪聲設備盡可能不在夜間施工作業，必須在夜間從事有噪聲污染的施工應先通知附近居民，以征得附近居民的理解，如有可能采取限時作業措施。 對不符合尾氣排放標準的機械設備，不能使用。 做好當地水系、植被的保護工作，在施工時對路基邊坡及時進行防護與植被綠化，施工車輛不得越界行駛，以免碾壞植被、莊稼、鄉村道路等。 對環境有污染的廢物，如挖方棄土、建筑垃圾、生產垃圾、廢棄材料等，棄在指定地點處理。在橋涵施工時各種材料、機械不得隨意堆放，不得破壞植被。