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大跨度钢栈桥制作安装工法

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2020年4月19日
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大跨度钢栈桥制作安装工法
前言：当前，煤炭行业紧俏，各地新建扩建煤矿项目很多，为了抓紧当前的良好销售环境，各个建设项目的工期都要求非常短，以前年度的施工工期2~3年的一个选煤厂工程，现在只有短短的几个月工期。大跨度、大吨位的钢栈桥很多，因为年产量的提高钢栈桥的安装高度也越来越高。
煤矿工程以往采用的绞车、抱杆吊装方案施工工艺繁琐，机械化程度低，安装拆除需要工期长，不能满足现代施工工期紧张的要求，而且安全隐患多。因此根据吊装场地、吊装重量、吊装高度、吊车工作半径、现场现有吊车情况和当地吊车租赁环境，选用合适的单台或多台汽车起重机吊装就位，能够节约工期、减少工程成本、保证安全生产和工程质量。
一、特点：
工期短，效率高，安全可靠，减少安装拆除绞车抱杆的工序，减少安全隐患，降低工程成本。
二、工艺原理：
钢栈桥采用在加工场地分片制作、现场拼装、整体吊装的施工方案，采用先进的机械化程度高的汽车起重机吊装就位。
三、工艺流程及操作要点：
工艺流程:原材料矫正→放样→号料→下料→零件平直→制孔、边缘加工→胎具内装配→焊接→矫正→拼装→整体吊装
㈠钢栈桥制作操作要点
钢栈桥采用在加工场地分片制作，运至吊装现场拼装，整体吊装的施工方案。
①放样下料
按图纸的设计尺寸，在找好水平的基准钢平台，以1：1的大样放出栈桥单片实样，制作样板样杆，在钢平台上装配胎具。放样时按图纸要求起拱，上下弦同时起拱，起拱时规定垂直杆的方向依然垂直水平线，而不与下弦杆垂直。
②矫正平直
钢材切割完后进行矫正平直。采用热矫和冷矫的方法。 碳素结构钢和低合金钢在加热矫正时，加热温度应根据钢材性能决定,但不得超过900℃，低碳合金钢在加热矫正后应缓慢冷却。矫正后的钢材表面不应有明显的凹凸面和损伤,划痕深度不得大于0.5mm。
③焊接拼装
在装配胎具上装配栈桥部件,按照大样将桁架一面的上下弦杆、腹杆放在实样上，对号入座，使其紧靠定位角钢，然后将连接板、腹板放上点焊。再将另一面的上、下弦和腹杆放在连接板和垫板上，使型钢背对齐，用夹具夹紧，进行定位点焊，点焊完毕整片桁架总装配完成，用吊车将桁架吊起出胎平置地面上焊接。由两个或四个焊工同时对称焊接。先焊上下弦连接板外侧焊缝，后焊下弦连接板内侧焊缝，从上下弦中间向两端施焊，再焊连接板与腹杆焊缝，最后焊腹杆之间、上下弦之间垫板，一面全部焊完后，用吊车将桁架翻转平置焊接另一面。
㈡钢栈桥拼装操作要点
①根据钢栈桥制作半成品单重选择16-20吨吊车拼装。
②在钢栈桥的钢支架附近拼装钢栈桥，先用吊车将栈桥各段的正反片吊起，按拼装位置竖立放置，用脚手杆和8#铁线临时固定。再用吊车吊装各段正反两片之间的上下弦支撑就位安装牢固，最后将栈桥各段连接整体。
③为保证尺寸避免吊装造成钢栈桥变形, 拼装钢栈桥时,用5吨花兰螺栓和Ø20圆在钢栈桥正反片之间焊接支撑待安装后再拆除。　
㈢冬季施工操作要点
连续五天平均气温低于-5℃，开始进入冬季施工，按照冬季施工规范要求施工。制作场地搭设防护棚，在棚内用煤炭生火取暖，保证棚内环境温度在±0℃以上，减少负温作业，保证制作质量。
拼装安装时，按以下措施进行焊接施工。
①钢结构使用的材料必须符合设计要求，必须有生产厂家的质量证明。焊条选用低氢碱性焊条，碱性焊条在使用迁按照出场证明书的规定进行烘焙，存放在80-100℃的烘箱内。当负温度下使用的焊条外露超过2小时后，重新烘焙。焊条烘焙次数不宜超过3次。
②普通碳素结构钢工作地点温度低于-20℃，低合金钢工作地点温度低于-15℃时脆性加大，剪切、冲孔、冷校正和冷弯曲加工时会损伤母材，禁止操作。
③钢结构组装时由从构件中心向四周扩展焊接。焊接时由桁架中部向两侧焊接。要先焊收缩量大的焊缝，再焊收缩量小的焊缝，并对称施焊，以减少焊接应力，使产生的焊接变形最小。
④在负温度下露天焊接钢结构时，以搭设临时防护棚。雨水雪花不得飘落在炽热的焊缝上。负温度下焊接中厚钢板、厚钢板的预热温度按规范取用。
⑤在负温度下厚钢板焊接完成后，在焊缝两侧2～3倍范围内，立即进行焊后热处理，加热温度为150～300℃，并保持1～2小时。焊缝焊或热处理后，应采取保温措施，并使焊缝缓慢冷却，冷却速度不大于10℃/分钟。
⑥当钢构件在负温度下进行热矫正时，钢才加热矫正温度应控制在750～900℃（暗樱红色）之间。加热矫正后应保温覆盖使其缓慢冷却。
⑧负温度下焊接厚度大于9毫米的钢板时要分层焊接，焊缝要由下往上逐层堆焊。每一条焊缝要一次焊完，不得中断。发生焊接中断，再次施焊时，要先清除焊接缺陷，合格后按工艺要求在继续施焊。
㈣钢栈桥吊装操作要点
①单台或多台吊车进入施工现场，伸出起重臂至就位位置，观察吊车位置能否满足施工方案的技术要求。
②吊车将栈桥吊起由拼装位置移至安装位置下放稳。
③单车吊车吊装或多台吊车联合吊装，根据吊装重量的分配吊索钢丝绳拴在栈桥的上或下弦节点上。
④单车吊车起吊或多台吊车同时起吊，垂直起吊至离地面200毫米处，停车检查吊车的吊装重量、吊索的受力情况和吊车的稳定情况，确认无误后再缓慢起吊。吊至栈桥底座超过底座约50毫米左右，找正中心缓慢下降就位，达到质量要求后进行固定。
四、材料：本工法采用的材料均按设计要求和规范要求执行。
五、主要机具设备：
序号
机具名称
型号
数量
1
汽车起重机
NK—3000
1
2
汽车起重机
NK—
1
3
汽车起重机
NK—1600
1
4
汽车起重机
NK—1200
1
5
汽车起重机
NK—900
1
6
汽车起重机
NK—750
1
7
汽车起重机
NK—500~160
各1
8
平板拖车
60t
1
9
载重汽车
15t
1
10
剪板机
12mm
1
11
自吊车
3t
1
12
交流电焊机
BX1-300
8
13
半自动切割机
CG30
2
14
液压千斤顶
30~50t
4
15
螺旋千斤顶
2~10t
10
16
水准仪
AL222
1
17
经纬仪
TDJ2
1
18
倒链
2~10
20
六、劳动组织及安全：
序号
名称
数量
备注
1
项目经理
1

2
生产经理
1

3
技术负责人
1

4
技术员
1

5
钳工
4

6
铆工
6

7
焊工
8

8
起重工
4

9
电工
2

10
油漆工
8

11
其它
8

大件吊装时应采取以下安全措施：
　　①吊装方案的选择要经过合理的优化，吊车型号和吊装机具的选择要经过精确的计算。
　　②指挥应由技术熟练懂得起重机性能的人员担任。参加人员必须认真执行各项安全规定，施工前必须有安全技术措施，并向全体工作人员进行安全技术交底。遇到恶劣天气（大风、大雪）严禁高空作业。
　　③在三米以上作业时，一定要系合格的安全带，衣帽鞋要符合要求，进行高空作业者要检查身体，严禁带病作业。酒后严禁上岗。
　　④吊装时，严禁未经批准入内的人员进入吊装作业范围；起重臂下严禁站人。
⑤施工机械在使用前必须检查，不得带病工作。现场用电要有专人负责管理，现场供电要符合安全用电规范标准，一切电气设备的接线维修及拆线均由维修电工操作，一切用电设备都要做好接地。夜间施工应有充分照明设施，非电气人员不得乱接电源与电器。
七、质量要求：
遵守国内现行有关标准和规范要求：
《钢结构工程施工质量验收规范》50205—
《建筑安装工程质量评定统一标准》GB50300—
八、效益分析：
在施工时，我们采取多跨栈桥集中吊装的施工方法，一天能完成１～６跨钢栈桥的吊装施工。过去采用的绞车抱杆吊装法无论如何也没法做到，吊装１垮钢栈桥需要３～10天时间（包括安装拆除绞车抱杆），工期短因此降低了工程程本。工期延误每一天就会造成业主和施工方的巨大损失，因此缩短工期就是降低了成本。人工操作环节的减少，机具机械化程度的提高，都很大程度减少了安全隐患的存在，因此在安装过程中，无任何安全事故发生。施工质量达到国家规范要求。严格按合同完成了施工任务。保证了项目的按时投产，为企业赢得了良好的社会信誉。得到了甲方、监理、总包方、设计研究院的好评，为我处立足煤炭市场起到了关键的作用！
九、应用实例：
序号
工程名称
地点
开竣工日期
实物工程量
主要效果
1
晋煤集团寺河
选煤厂
山西省晋城
市殷庄村
1999年3月、 4月
800吨
质量合格
按期完工
2
晋煤集团寺河
选煤厂扩建工程
山西省晋城
市殷庄村
6月、 12月
200吨
质量合格
按期完工
3
神东公司
上湾选煤厂
内蒙自治区
伊金霍洛旗
乌兰木伦镇
8月、
3月
500吨
质量合格
按期完工
4
神东公司乌兰
木伦选煤厂
内蒙自治区
伊金霍洛旗
乌兰木伦镇
9月、 12月
600吨
质量合格
按期完工
例如：上湾选煤厂位于内蒙古自治区伊金霍洛旗乌兰木伦镇，是神华集团神东公司的重点项目之一。上湾选煤厂南侧是铁路装车站和一座高约50米的山峰，坡度陡峭约60~70°。矸石仓位于山顶上，矸石走廊横跨车站站台和铁轨沿山坡而上。山体是未风化砂岩，山体表面是风化岩石。钢栈桥吊装高度高达56米，受场地的限制，安装难度很大。GHJ-3钢栈桥横跨山坡，低端支架位于山脚，高端支架位于山腰34米处。山体表面岩石松动且凹凸不平，安装参数见下表：
栈桥编号
栈桥长×宽×高×下弦支撑高(中心尺寸)
（m）
安装标高
（m）
支架地坪标高
（m）
重量
（t）
低端
高端
低端
高端
GHJ-3
46×3.3×2.5×3
42.01
55.315
-0.42
33.73
38
面对如此如此难度的吊装，我们进行了认真的方案分析、比较讨论，主要有以下三种方案能够选择：
序号
吊装方法
优缺点
1
在山坡上沿栈桥的安装位置高度搭设脚手架，在脚手架平台上拼装成型直接就位
工期长，需配置两台50吨吊车拼装，搭拆脚手架工程量巨大，使用脚手架时间长租赁费用高，冬季高空作业人工效率低，施工不安全
2
在山坡下拼装，用慢速绞车牵引栈桥沿山坡移动就位
工期长，山体表面为风化岩石且凹凸不平，滑道设置工作量大，施工不安全
3
两台吊车联合吊装就位
地面拼装效率高，能保证工期和安全
经过重复比较，前两种方案工作量巨大，可操作性差，安全隐患大。前两种方案需要费用和第三种方案需要费用相差无几，为保证工期，为保证安全，经过方案优选，决定采用两台吊车联合吊装法。根据吊装重量、吊装高度、工作半径、现有吊车情况和当地吊车租赁环境，选用80吨、300吨两台吊车联合吊装就位。