南扣塔施工方案.doc

南扣塔施工方案
1概述
1.1主体结构形式
重庆朝天门长江大桥主桥上部结构设计为：190m＋552m＋190m的三跨连续中承式钢桁系杆拱桥，双层桥面，上层布置双向六车道和两侧人行道，桥面总宽36m，下层中间布置双线城市轨道交通，两侧各预留一个7m宽的汽车车行道。
主桁两片拱肋间距为29m，拱顶至中间支点高度为142m，拱肋下弦线形采用二次拋物线，矢高128m，矢跨比1/4.3125；拱肋上弦部分线形采用二次拋物线，与边跨上弦之间采用R=700m的反向圆曲线进行过渡。主桁采用变高度的“N”行桁式，桁拱肋跨中桁高为14m，中支点处桁高73.13m（其中拱肋加劲弦高40.65m），边支点处桁高为11.83m。全桥采用变节间布置，共有12m、14m、16m三种节间形式，边跨节间布置为8×12m＋14m＋5×16m，中跨节间布置为5×16m＋2×14m＋28×12m＋2×14m＋5×16m。全桥布置有上下两层系杆，间距11.83m，上层采用“H”形断面钢结构系杆，下层采用“王”形断面钢结构系杆加体外预应力索，钢结构系杆端部与拱肋下弦节点相连接，下层体外预应力索锚固于节点端部。主桥钢梁采用悬臂安装，在跨中合龙。

2扣塔设计
2.1设计荷载
结构自重：塔架架体4500KN/每桁；横向风力13.5KN/m-每桁，顺桥向风力10KN/m-每桁。
塔吊附着力：265KN；
2.2结构形式
1. 塔架总高度：98.07m（上层拉索交点到铰轴中心）；
2. 塔架与主桁连接方式：用直径510mm，材质为35#锻钢铰轴与主桁A15节点铰接；
3. 塔架：立柱每桁4φ800 mm×20mm，Q345c钢管，钢管标准长度为6m（实长5.994m），法兰盘之间用螺栓连接，钢管中心间距4m×4m，用角钢和缀板连接成格构柱，左右两桁中心距29m。底部通过铰轴达到铰梁、分配梁与钢管立柱的连接；顶部钢锚固箱通过分配梁与钢管立柱连接。上下游两侧立柱每隔22m或23米设置4道横向联系梁，顶、底层联系梁高8米，中间联系梁高4米。
4. 对原设计图纸作如下调整：
（1） 塔架底部横向水平腹杆XG3由2组合变为4组合；
（2） 塔架底、顶部斜腹杆XG1、XG2、XG6由100角钢变为160角钢。
（3） 塔架底、中部联系梁万能杆件端头4m内弦杆由2组合改为4组合。
3工艺流程及施工方法
3.1工艺流程及施工步骤
3.1.1工艺流程
施工准备

钢梁安装至18#节间
安装铰梁和铰轴并临时固结

安装底部分配梁

安装扣塔钢管至36m

钢梁安装至21节间
在32.806m处设下层风缆

安装扣塔钢管至70.8m

在68.806m处设上层风缆，放松下层风缆

塔架安装完成并检查验收

3.2施工方法
3.2.1施工准备
1. 完成扣塔铰梁、底部分配梁、首批钢管、连接角钢、缀板等加工、进场。
2. 普通螺栓、12.9级高强螺栓进场。
3. 主桁钢梁安装至18＃节间。
4. 上下游塔吊安装调试完成。
5. 安装所需的操作平台、吊索具等加工完成。
3.2.2构件制作
所有钢构件加工按规范及设计要求，由专业钢结构加工单位加工制作，经检验合格后运至施工现场。
1. 钢管立柱
钢管立柱为φ800×20mm，Q345C焊接钢管，法兰连接，主焊缝均为熔透焊缝，法兰与钢管磨光顶紧，法兰表面机加工刨平。重点控制焊缝质量、磨光顶紧质量，管节椭圆度，与轴线重合率和法兰表面平整度。
（1） 螺栓孔的允许偏差应符合下表1的规定。
表1 螺栓孔允许偏差表
孔径（mm）
允许值（mm）
24、28
+0.7，0
（2） 螺栓孔距的允许偏差应符合表2的规定。
表2 螺栓孔距允许偏差表
项目
允许值（mm）
邻孔孔距
±0.4
两端孔群中心距
±0.8
（3） 钢管管节外形尺寸的允许偏差，应符合表3的规定。
表3 管节外形尺寸允许偏差表
偏差部位
允许值(mm)
直径
D/500,且±5
管口圆度
D/500,且≤5
管端平整度
≤2
管面对管轴的垂直度
D/800,且≤3
钢管桩长度
－2，0
弯曲矢高
L/1500且≤5.0
（4） 管节对口拼装时，相邻管节的焊缝必须错开1/8周长以上。相邻管节的管径偏差应符合表4的规定。
表4 相邻管径允许偏差表
管径(mm)
允许值(mm)
>700
≤3
2. 铰梁与锚箱
铰梁与锚固箱是主要的连接与传力构件。加工时重点控制焊缝质量（I级焊缝标准），锚头下垫板磨光顶紧，栓（铰）孔重合率，孔壁光洁度及摩擦面质量（要求摩擦面做试板，出厂时摩擦系数不小于0.55，安装前摩擦系数不小于0.45）,具体要求如下：
（1） 所有构件均按照图纸中的材质加工。
（2） 构件制作偏差应符合下列要求：
梁的板平面度允许偏差应符合表5要求
表5 板平面度允许偏差
偏差部位
允许值（mm）
板平面度（有孔部位）
0.3
板平面度（其余部位）
1.0
3. 铰轴
铰轴采用φ510mm，35#锻钢，是重要的承力构件。受力比较复杂，加工时，应严格控制锻造质量，确保其化学成份及机械性能满足规范要求。
3.2.3铰梁安装
3.2.3.1准备工作
1. 将待安装的A15节点板内侧N2加强板安放在节点板所处的几何位置。
2. 将铰轴安装在A15节点上。
3. 先观察N1和外侧N2的φ510孔下部与铰轴的密贴情况，确保密贴。
4. 用千斤顶在待安装N2下方向上顶起内侧N2，使得内侧N2上的φ510孔壁与铰轴下表面密贴，同时观察外侧N2的φ510孔下部与铰轴的密贴情况。
5. 确认内外侧孔与铰轴下部均处于密贴状态后，方可打冲钉。
6. 冲钉数量不少于10颗，完成后再次检查孔下部与铰轴的密贴情况。
7. 安装高栓，按先施拧两端高栓，中间高栓在隔板和施工平台安装后再施拧。A15节点N2加强板与《铰梁固结图》中N11、N13板件拼接，采用12.9S高栓施拧就位，其中顶部第一排中间7颗高栓不上。
8. 高栓施拧检查。
9. 取出铰轴。
10. 高栓施拧、检查完成后，对N1、N2板施焊，通过焊速控制整个N2的温度，通常不应超过500℃，以免焊接高温破坏防滑涂料。手工焊焊接材料采用E5015（J507），气体保护焊焊丝采用ER50-6。焊高不小于16mm。要求N11与N10，N13与N12采用单面角焊缝，焊高不小于12mm。采用E4303焊条。

11. 将《铰梁固结图》中N1~N8板件与支铰梁在后场拼装。将N1与N3、N4、N5，N2与N6、N7、N8焊接作为两个整体单元GJ1、GJ2。采用单面角焊缝，焊高不小于12mm。采用E4303焊条。
12. 焊接完成后将GJ1与GJ2作为一个整体整体单元，焊接型钢连接从支铰梁拆除。
13. 在铰梁上焊接4个吊耳。
14. 将铰轴、护套头、护套尾拼装成一个整体，并涂好黄油。并用塑料纸盖好，防止雨水。
15. 在A15节点板内、外侧搭设施工操作平台。平台如下图：

3.2.3.2铰梁安装
1. 将枕木吊至上弦杆SX14和SX15，并用拉杆锚固到指定位置，并将1cm、0.5cm、0.2cm薄铁板准备到位。
2. 将GJ1与GJ2整体单元安放于硬杂木上，硬杂木与铰梁方向垂直，临时固定，粗调几何位置。

3. 将铰轴的螺帽和螺栓吊至施工平台位置。
4. 将铰梁用平板车运至南滨路。
5. 将铰梁运至塔吊吊距小于18m的地方。要求在南滨路人行道上铺上钢板、枕木，以分散力。
6. 塔吊将铰轴、护套头、护套尾整体吊至A15节点外平台上。
7. 用上游塔吊起吊铰梁，并系上缆风绳，到指定位置。
8. 利用5t用手拉葫芦将铰轴拉过铰孔。
9. 用N1、N2和铰梁点焊临时限位铰梁。
10. 铰轴安装到位后采用专制螺帽将护头套后护尾套替换掉。
11. 通过冲钉将铰梁与GJ1与GJ2整体单元对位。
12. 拆除吊点。
13. 通过测量将铰轴顶平面调至水平，要求铰梁与底部分配梁接触位置不平整度≤1mm，两接触位置最大高差≤2mm。
14. GJ1与GJ2整体单元高栓连接，塞垫GJ1与GJ2底部密实。
15. 铰梁安装完成。
3.2.4底部分配梁安装
1. 底部分配梁重6.5t，在顶面焊接4个吊耳。采用平板车运至南滨路起吊。在平板车上直接起吊。
2. 复核铰梁顶平面平整度、几何位置。并在铰梁顶面放出轴线并引出。
3. 安装底部分配梁，粗定位。
4. 测量定位复核，调整，保证顶面平整度≤2mm，轴线位置≤1mm。
5. 局部位置通过塞垫1～2mm钢板调平、垫实，保证其中心间距为4000mm。
6. 用M22的普通螺栓连接，然后将分配梁与铰梁焊接。
3.2.5塔架安装
1. 扣塔钢管立柱在工厂加工制作，标准长度6m一节，采用法兰接头连接，钢管中心间距4m，各钢管之间用角钢和节点板连接成格构形式，钢管之间用M22新制普通螺栓连接，钢管和角钢之间用M22和M27的普通螺栓（可采用旧螺栓）连接。
2. 上下游扣塔中心间距29m，每间隔22m用万能杆件设置一道水平联系梁，以提高塔架的整体稳定性。
3. 整个塔架共设4道联系梁，顶底联系梁高8m，中间联系梁高4m。
4. 为保证扣塔质量，所有进场钢管必须经过严格检验，其长度、焊接质量、端面平整度、垂直度、栓孔间距等应符合相关规范要求，验收合格后方能使用。
5. 首节钢管立柱安装时，测量先在底部分配梁顶部定出轴线。用厚1～2mm的薄钢板调整其底部在同一标高，4根钢管同时安装后，测量再次复核。到达质量要求后，将钢管与底部分配梁用M22螺栓连接，钢管底法兰盘与分配梁焊接，焊接采用对称焊接钢管。
6. 安装由下向上逐节分层进行，用十字交叉法控制立柱的垂直度，上下两个法兰盘之间用薄钢板调整，待垂直度达到设计要求后，在法兰盘螺孔间距90°位置打4个冲钉定位，复核钢管立柱垂直度。
7. 每层钢管立柱安装定位后，及时安装角钢联结。
8. 安装法兰盘螺栓、连接角钢剩余螺栓。
9. 要求是每安装一层钢管，必须安装一层连接角钢。
10. 钢管用平板车运至南滨路起吊；4m范围内连接角钢“X”型在上层桥面板拼装成一个整体，用塔吊吊至当层钢管位置安装；联系梁在上层桥面拼装成一个单立面整体起吊，4m高联系梁（6.3t）采用一台塔吊，8米高联系梁（11.6t）采用2台塔吊。
11. 扣塔塔架的垂直度控制在1/1000以内。
12. 在钢管的安装过程中，制作两个操作平台，上下游各一个，高度6米，采用槽16a、花纹钢板等型钢制作。
13. 在塔架的外部安装人行走道，人行走道外形为“之“字形，宽度60cm，层高4m。
3.2.6顶部分配梁、锚箱安装
3.2.6.1顶部分配梁安装
1. 塔架各构件安装完毕即可安装顶部分配梁。
2. 安装前测出顶部钢管标高、相对位置、几何位置。并在顶部钢管标识出分配梁安装轴线。
3. 安装粗定位后通过测量准确定位，保证顶面平整度≤2mm，轴线位置≤1mm。
4. 在位置准确定位后，分配梁与钢管立柱间用M22普通螺栓连接，并与钢管顶部焊接。
5. 将顶部分配梁运至南滨路起吊。
3.2.6.2锚箱安装
1. 测量检查顶部分配梁顶部的平装度与几何位置。目的是保证锚固梁的腹板与顶分配梁的肋板对应。
2. 将锚箱吊至安装位置，粗定位。
3. 经测量准确定位后，用用M22普通螺栓将分配梁与锚固梁连接，并将分配梁与锚固梁之间焊接。
4. 为了控制吊装重量，锚固梁在工厂采用分件焊接制作，将单件重量控制在6t以内。
5. 完成锚箱剩余构件拼装。
6. 锚箱在南滨路起吊。
3.2.7塔吊施工
1. 根据扣塔的布置情况，满足塔吊的最小吊距和最大吊重要求，塔吊中心到单桁主梁中心距离为6.3m，塔吊布置位置见下图。

2. 塔吊基础施工结合主墩支座垫石施工一起考虑，与垫石砼一起浇筑。
3. 在浇筑基础前应根据塔吊基座要求预埋相应的构件。
4. 塔吊最大附着力为265KN。塔吊在钢梁以下部分附着在钢梁竖杆上，加工专门的抱箍与竖杆相连，抱箍与竖杆间垫衬胶皮，避免损伤杆件，为防止钢梁杆件应力过大，塔吊附着点应设在节点附近，在钢梁以上部分附着于塔架钢管上，附着点也应设在钢管有连接角钢的部位，附着框直接与钢管连接板焊接。
5. 根据钢梁和塔吊受力的要求，首道附着高度为27.89m，次道附着高度为51.89m，以后每道附着高按24m或27m增加。
6. 为保证塔吊节段的正常顶升，钢梁安装到14＃节间时就开始安装上游塔吊首节、套架和大臂等，以满足塔吊自身旋转。将上游塔吊整体安装完毕后，利用上游塔吊安装下游塔吊。
7. 塔吊施工时须保证垂直度在1/1000内，因此扣塔安装过程中钢梁位移不能过大，同时必须保证塔架的垂直度。
8. 当钢梁安装到21#节间后，将塔吊降至一个标塔高度，解除塔吊与钢梁和扣塔的附着，脱空3#临时墩，回落边支点至-2.3m。顶升塔吊，安装扣塔第一层临时风缆，继续安装扣塔和主桁。
9. 扣塔安装完成后，拆除下游塔吊，上游塔吊降至标塔。待需要拆除扣塔时，将上游塔吊顶升到原来高度，拆除扣塔系统，拆除塔吊。
4安装进度计划
见附表1。
5资源计划
见附表2，3，4。
8质量、职业安全健康、环保证措施
8.1质量管理措施
钢管桩立柱应边接长边进行桩间连接，钢管联系撑连接质量要符合规范要求，以保证桩的稳定性。
扣塔支铰梁、分配梁、锚固梁和拉索锚箱均属于主要受力构件，其加工质量必须严格进行控制，特别是锚固梁和拉索锚箱，主要焊缝必须经过探伤检查，构件的拼版对接焊及所有构件中需传递轴向力的熔透角焊缝均为一级焊缝，其他位置的焊缝为二级焊缝，每一个部件加工完后都必须经过检查后再进行组装。
8.2安全保证体系
1. 针对现场实际情况编制切实可行的登高作业规程安全作业规程，并逐项落实。
2. 每周进行一次安全检查，并随之召开一次各部门参加的安全会议，检查总结一周的安全工作，贯彻安全领导小组决定，落实整改措施。专职安全工程师每月向监理工程师提交一份工程安全报告。
3. 扣塔高空作业多，严格执行交叉作业安全规程，钢管立柱接长时应焊接操作平台，挂设安全网。严格按高空作业安全技术规程施工。
4. 加强电气设备等的用电安全，采取有效的接地保护措施，严格按规程操作，所有电气设备必须质量可靠，并有可靠的漏电保护与接地装置。施工中临时电源尽量用电缆，避免临时电源乱拉乱接。
5. 作业人员必须集体行动，上、下班清点人数。加强安全“三宝”佩戴的管理工作。
6. 特殊工种如起重、塔吊操作人员、司机持证上岗，按操作规程作业。
7. 对工索具经常检查、保养，张拉机具设备经常保养，并在每次使用张拉及起吊设备前对其进行严格检查，消除事故隐患。
8. 操作人员必须听从指挥，不能想当然，指挥人员与操作人员相距较远时必须使用对讲机指挥，不能打手势。
9. 施工机械和材料的摆放应按照施工总平面布置图规定的位置，不得任意停放。机械操作人员必须建立人机合一责任制，持证上岗，严禁无证操作。
10. 扣塔在没安装风缆前，经常对塔梁临时固结处进行检查。
11. 扣塔施工期间的上行通道和施工平台要定期检查。

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