长江大桥钢结构整体节点拼装工艺.doc
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长江大桥钢结构整体节点拼装工艺.doc
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武汉天兴洲公铁两用长江大桥
钢
梁
整
体
节
段
施
工
工
艺
目录
一、工程概况
1、工程简介
2、制造依据及引用标准
3、工程主要内容
4、工程特点、难点和重点
二、总体施工组织部署及规划
1、施工总体目标
2、节段制造总体部署
3、节段制造生产场地布置
三、制造进度计划
1、工期保证重点
2、工期计划编制说明
3、工期计划安排
4、工期产量分析
5、工期保证措施
四、节段拼装的设备能力、装备仪器、工装情况
五、节段拼装方案、技术措施、拼装工艺及方法
1、节段拼装工艺技术准备
2、节段拼装的施工准备
3、临时杆件的制造
4、节段的拼装工艺
5、节段的拼装精度控制措施
6、节段拼装轮次图
7、高强度螺栓连接
8、节段移梁方式及存梁要求
9、节段的下水、装船、运输及安全措施
六、焊接方案
七、涂装
八、质量目标、质量保证体系及措施
九、制造环保措施
十、安全目标、安全保证体系及措施
十一、劳动力组织计划
十二、主要制造加工设备、试验、质量检测设备配备
十三、钢桁梁拼装、运输、涂装等重点和难点控制及措施
十四、文明生产等其他管理措施
十五、不利气候条件下施工措施
一、工程概况
1、工程简介
武汉天兴洲公铁两用长江大桥位于武昌青山镇至汉口谌家矶一线,是一座铁路4线、公路双向6车道的公铁两用特大桥。
正桥为(98+196+504+196+98)米双塔三索面斜拉桥,全桥长1092米。
上层6车道公路为正交异性板和混凝土结合桥面板、沥青桥面;下层4线铁路(客、货运各2线)为道碴桥面。
主桁为板桁结合钢桁梁,“N”形桁架,三片主桁,分别锚于三个索面,三片主桁间距15米,总桁宽30米,桁高15.2米,节间长度14米。
主桁采用焊接整体节点结构形式,主桁弦杆均采用箱形截面,主桁斜杆、竖杆采用H形截面。
铁路桥面为纵横梁和交叉型下平联体系,道碴桥面。
铁路纵梁采用“工”形截面。
普通铁路横梁采用“工”形截面,端横梁采用箱形截面,平联杆件采用“工”形截面。
公路桥面在桥梁中部756米范围为钢正交异性桥面板,桥面板下设“U”形纵向加劲、纵梁和横梁,,每半幅桥(15米宽)设四道纵梁,沿桥纵向每14米长节间内设5道横肋,在上弦节点处设“工”形横梁,桥面板与公路横梁焊为一体出厂。
主梁两端各168米范围是纵横梁体系、混凝土结合板桥面,每半幅桥(15米宽)设四道纵梁与正交异性板的纵梁对齐,纵梁为“工”形截面。
每个节点处设公路横梁,“工”形截面。
横联为三角形桁架形式,桁架高约4米,“工”形杆件。
横向连结系由横联和桥门架组成,横联设置在每个上弦杆处,桥门架设置在边墩、辅助墩及主塔处。
钢梁杆件最大重量为65吨,最大尺寸为14×15米。
高强度螺栓:
主桁构件采用M30高强度螺栓,桥面系、联结系采用M24高强度螺栓。
钢梁涂装按铁道部部颁标准:
“铁路钢桥保护涂装”(TB/T1527-2004)第七套体系办理。
主桁两端接合板区域上弦杆、公路总横梁上翼缘与混凝土桥面板的结合,以及铁路纵横梁与混凝土道碴桥面板的结合,均采用剪力钉。
全桥钢梁共78个节间,其中中跨36个节间,边跨各21个节间。
由于架梁工期非常紧张,为缩短工期,加快架设进度,同时探索新的架梁方案,本桥采用大部分整体节段吊装方案。
要求将钢桁梁弦杆、竖杆、纵横梁、节点板、正交异性桥面板块等在预拼厂组拼成型后,用船将整体节段运至工地吊装拼接。
整体吊装节段共52个,整体拼装后节段桁宽30m,桁高15.2m,节段长14m,重量约为700吨。
天兴洲长江大桥桥形图(红颜色表示的节段为本标段要试拼的节段)
2.制造依据及引用标准
武汉天兴洲长江大桥钢桁梁设计图纸。
武汉天兴洲长江大桥招标文件及补遗书以及国家和铁道部颁发的钢桁梁设计、制造技术规范及验收标准。
TB10002.2-2005铁路桥梁钢结构设计规范
JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范
TB10203-2002铁路桥涵施工规范
TB10212-98铁路钢桥制造规范
GB/T714-2000桥梁用结构钢
GB/T700-1988碳素结构钢
GB/T1591-1994低合金高强度结构钢
GB/T50205-2001钢结构工程施工质量验收规范
GB/T5117-1995碳钢焊条
GB/T5118-1995低合金钢焊条
GB/T17493-1998低合金钢药芯焊丝
GB/T14957-1994熔化焊用钢丝
GB/T14958-1994气体保护焊用钢丝
GB/T8110-1995气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝
GB/T10045-2001碳钢药芯焊丝
GB/T5293-1999埋弧焊用碳素钢焊丝和焊剂
GB/T12470-2003低合金钢埋弧焊用焊剂
GB/T985-1988气焊、手工电弧焊及气体保护焊坡口的基本型式及尺寸
GB/T986-1988埋弧焊焊缝坡口的基本型式和尺寸
TB1558-86对接焊缝超声波探测
GB/T11345-1989中厚板超声波检验方法
GB/T11345-1989钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级
GB/T3323-1987钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级
GB2649-2654焊接接头机械性能试验方法
JB8923-1998涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级
GB/T1031-1995表面粗糙度参数及其数值
TB/T1527-2004铁路钢桥保护涂装
GB/T5782-2000六角头螺栓
GB/T1228-1991钢结构用高强度大六角螺栓
GB/T1229-1991钢结构用高强度大六角螺母
GB/T1230-1991钢结构用高强度垫圈
GB/T1231-1991钢结构用高强度大六角螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件
GB/T3632-1995钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副
GB/T3633-1995钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件
JGJ82-91钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程
TBJ214-1992铁路钢桥高强度螺栓螺栓连接施工规定
TB/T2137-1990铁路钢桥栓接面抗滑移系数试验方法
TB/T2772-1997铁路钢桥用防锈底漆供货技术条件
TB/T2773-1997铁路钢桥用面漆、中间漆供货技术条件
3、工程主要内容(本标段)表1
序号
工程内容
1
52个节段整体拼装(重约29600吨)
2
另有6个节间参入试装;
3
水运至工地指定的水域
4
工地52个整体节段工地焊接
5
临时安装杆件制造
4、工程特点、难点和重点
4.1整体拼装制造特点
表2
序号
工程特点
1
跨度(98+196+504+196+98)m,为世界跨度第一的公铁两用斜拉桥
2
铁路四线、公路六线,行车速度高,钢梁荷载大
3
三片主桁,中桁平行索面,两边桁倾斜索面,空间尺寸复杂
4
主桁为板桁结合钢桁梁、弦杆采用整体节点杆件,桥面板采用整体正交异性板,结构复杂
5
拼接采用栓焊结合,尺寸精度要求高
6
大量的熔透焊,厚、重约束焊,焊接难度大
7
单根杆件尺寸大,重量重
4.2钢桁梁节段整体拼装重点
(1)本标段钢桁梁整体节段拼装工程量大、工期紧,如何有效地组织高素质的工程技术人员和技术工人、充裕的场地、优良的设备和工装以及如何采用合理的施工组织、先进的工艺来保证按期完成节段整体拼装任务是本工程的一个重点。
(2)本标段钢桁梁空间尺寸复杂,采用了大量的熔透焊,厚、重约束焊,如何保证零部件及杆件成型后的几何尺寸的精度、整节段与工地散装节间之间的匹配对位精度以及如何保证工地焊接质量是本工程的另一个重点。
(3)大吨位的整节段拼装在国内是首创,如何保证桥梁线形、整体节段几何尺寸的测量、监控、调整是又一个重点。
(4)总拼杆件配套供应及存放、节段梁的配套运输供应、工地焊接的密切配合,是满足架梁的进度要求的重点。
4.3钢桁梁节段整体拼装难点
(1)整节段钢桁梁重量重、尺寸大,如何控制整体节段总拼的空间几何尺寸,防止节段在运输、吊装过程中的变形是一大难点。
(2)正交异性钢桥面板与主桁上弦杆、公路横梁之间采用焊接和高栓连接的组合形式,焊接变形量的控制及约束应力的消除是本工程的又一难点。
(3)整节段拼装、运输支点位置控制在节点和临时竖杆中心处,整节段移梁时受力体系的转换是一大难点。
二、总体施工组织部署及规划
1、施工总体目标
1.1质量目标
公司质量方针:
顾客满意是我们永远的追求
公司质量目标:
工程合格率100%,顾客投诉处理率100%
该工程的质量目标:
产品出厂合格率100%,质量确保省优、争创国优
确保将本标段建成优质工程,配合全桥创国家优质工程“鲁班奖”。
1.2安全目标
杜绝死亡和重大水陆交通、火灾、机械、爆炸等事故。
1.3工期目标
本工程拟自开工日到竣工日,比业主要求工期提前15天完成本工程全部内容。
并完全满足业主提出的工期要求。
1.4成本控制目标
严格将成本控制在合同价格内。
1.5环境保护目标
严格执行国家和地方行政法规及武汉天兴洲大桥工程环境保护的有关规定,确保满足设计文件的要求及有关规定。
2、整体节段制造总体部署
我公司先期已投入强大的技术力量对天兴洲长江大桥钢桁梁整体节段的拼装的各种资料进行了较为深入的研究,并成立了天兴洲长江大桥整体拼装技术小组专门对整体拼装场地进行规划、布置,对拼装的关键难点进行探讨。
2.1总体部署为四大部分
(1)基本构件分类存放
(2)厂内拼装及转运下河
(3)水上运输
(4)桥上焊接
2.2整体节段制造流程
2.3整体节段拼装关键技术
板桁结合梁整节段吊装在国内尚属首次,必须每道工序严格控制,才能保证工程的顺利实施。
凭借我单位丰富的施工经验和设备优势,利用新设备、新技术、新工艺,解决长、大、宽、重钢梁整体节段按常规方法无法解决的的拼装、运输及安装问题。
结合本桥的特点,借鉴其它大型钢梁制造安装成功经验,我们将在本桥的整节段拼装中采用以下以下三大关键技术:
整体节段
拼装关键技术
拼装
整节段拼装精度控制、焊接变形控制技术
桥面板厚重约束焊质量控制技术
整节段转运、运输、吊装的变形控制技术
公司成立了武汉天兴洲长江大桥整体节段制造项目领导小组,领导此项目中标后的全部工作。
领导小组由公司的主要领导和有关部室、车间的负责人组成。
项目经理部人员由参加过多座整体节点桥梁制造和安装,经验丰富的技术人员和管理人员组成,负责整体节段钢梁工厂拼装、水上运输、桥上焊接等工作内容。
组织机构设置如下图:
3、整体节段制造生产场地布置
施工场地的布置根据拼装工序进行安排,保证物流顺畅且路径最短,工序衔接合理。
各工序的工位数量,在充分考虑工序作业时间和工件需求量满足总流量要求的前提下统筹安排。
人力、设备、动力、动能等资源根据各工序的作业量、施工工艺进行配置,避免资源浪费和不足。
天兴洲长江大桥700吨整体节段拼装在国内是首创,对拼装场地要求非常高,具体要求如下:
3.1要有足够大的存放场、拼装场,场地要有足够的承载能力、足够的刚度的拼装胎架。
3.2要有相应的水运码头和大型吊装设备
3.3要具有整体节段在场内移动、存放、下河、运输的能力。
我公司拥有5万平方米的生产厂房和24万平方米的生产场地,三条钢梁生产线,年产8万吨钢桁梁生产能力。
我公司拟采用长400米、宽120米的生产场地为拼装场地,采用3+1的拼装方案,共设4个拼装台座。
每个台座长58米,宽34米,每个拼装台座设有一台80吨龙门起重机作为拼装杆件用。
拼装场设有桥面板整体焊接时使用的局部活动风雨棚,以保证焊接质量。
节段转场和下水采用滑移的方式,可通过纵、横移平车在滑道上用液压驱动方式实现节段的纵横移及转换滑道。
拼装台座可同时拼16个整节段,重量约9千8百吨。
存梁场可存整节段梁12个,重量约8千吨。
另有存杆件场地3万平方米,可存放杆件1.5万吨。
基本构件进场和节段下水均利用重件下河码头的800/80吨龙门起重机进行装卸。
基本构件通过码头起重机卸货至栈桥上80吨全液压轮胎式运梁台车,运梁台车沿栈桥专用通道将基本构件运至存基本构件场地。
基本构件存梁场地紧靠拼装场地,存梁场设置各种起重设备用于基本构件的转运。
具体布置见场地布置图:
三、制造进度计划
1、工期保证要点:
1.1总拼杆件配套供应及存放
1.2节段梁的配套及时运输供应,以满足工地架设的需要
1.3工地焊接的密切配合,以满足架梁的进度要求。
2、工期计划编制说明
2.1以招标文件的工期要求为前提,结合本工程设计技术规范及本标段拼装及工地吊装焊接的结构特点,成立专项项目部满足架梁顺序。
2.2参考我公司承接制造成功的各座大型桥梁施工控制网络图表。
2.3按施工工艺、制作流程、资源配置状况、环境因素对工程进度影响进行了补偿。
2.4采用工期网络计划技术均衡组织各分项工程施工,控制关键工序施工周期,保证总体工期。
2.5配置充裕资源达到完全满足招标文件工期的要求,并能随时响应业主调整工期的指令。
3、工期计划安排
具体为2006年7月合同签定后工厂开始钢桁梁节段拼装场地的准备筹建工作。
2007年1月在工厂进行钢桁梁节段试拼,并及时召开节段试拼评审会。
2007年2月底将第一批钢桁梁节段运至桥位;按招标人交货时间要求将52个节段和6个节间运至工地指定的水域;2008年3月15日前按要求完成整体节段工地焊接和工地补涂装。
4、工期产量分析
4.1拼装工期分析
计划用4个拼装台座拼装整体节段,一共58个节段。
采用3+1的拼装方式,一轮可拼12个节段。
从拼装能力分析,拼装1个轮次只需要30天,一共6个轮次,180天时间可全部拼完,完全能满足工地节段架设的进度要求,且有较大的时间裕度。
4.2运输周期分析
整体钢梁节段从装船、运输、现场吊装到返航的运输周期分析如下表所示:
表3
工序
周期
备注
钢梁节段下水装船及加固
1天
运输至桥位
2.5天
实际航行时间约25~30小时,考虑大件超高,夜间不航行。
桥位吊装
1天
船舶返航
1.5天
总计
6天
计划采用5艘自航式驳船同时运输钢梁,其中一艘船作为备用船舶。
每船装1个节段,供应4个作业点的架设工作。
从以上的运输能力分析,每条船的运输周期为6天,4艘船每个月即可运输20个节段,完全可以满足工地节段架设的进度要求,且有较大的时间裕度。
4.3桥上焊接工期分析
桥上焊接按5天一段对接焊缝,52段大对接焊缝四条焊缝同时进行,需要65天时间,完全可以满足工地节段架设的进度要求,且有较大的时间裕度。
详细工期见施工网络计划和横道图
5、工期保证措施
5.1拼装场地保证
合理安排生产场地,本公司已对拼装场地进行了规划,吊装设备和胎架、台座等现已完成了设计。
我公司完全具备完成此项工程的能力。
5.2设备配置充裕
拟投入设备数量、性能均满足各工序施工要求。
所有设备均为按天兴洲长江大桥购置的自动化程度高,专业针对性强,并且是按定人员、定设备、定作业对象、定工艺方案、定场地的“五定’’原则配置。
健全设备施工管理制度,制定天兴洲长江大桥制造施工设备维护、检修计划,确保设备完好率。
按本投标文件中的承诺,按时将所有设备布置到位,用于本工程施工,并对其进行动态管理。
5.3人员配置保证
配备高素质的管理人员、技术人员和技术工人,大多数人员参加过多座大型桥梁的制造与安装,具有丰富的管理和施工经验,在人力资源上给予本工程有力的保证。
5.4技术保证
(1)针对天兴洲长江大桥钢桁梁整体节段拼装制订工艺及详细施工图册。
(2)优化节段拼装工装设计,加大自动化程度,控制每道工序的制作精度。
(3)每道工序开工前,工程技术人员认真做好技术交底,首拼第一个节段做到现场技术指导。
针对天兴洲长江大桥钢桁梁结构形式以及施工场地安排,编制全面的施工工艺,设计制作先进的工装设施,运用成组技术,大量采用自动化设备。
针对节段拼装的关键难点进行重点工艺设计,确保本工程的拼装质量。
5.5进度保证
(1)根据总工期安排,编制总计划表报项目经理批准。
并对年进度计划实行分解,制定月计划,以月计划保总工期,以周计划保月计划。
关键线路每天落实,每周一次生产调度会,组织各部门有关人员及时解决施工中出现的各种问题;协调各层次部门之间、各工种之间存在的问题,并布置下一周的生产计划,使各专业、各工序有条不紊地按总计划实施。
(2)根据钢桁粱架设总体进度计划,运用工程网络计划技术均衡组织各分项工程施工,控制制作关键线路周期,确保施工周期。
(3)在施工管理中分项项目责任到人,利用计算机对网络计划的实施进行动态跟踪管理,通过施工网络节点控制目标的实施来保证各控制点工期目标的实现,从而进一步通过各控制点工期目标的实现,来确保总工期控制进度计划的实现。
5.6建立安全、质量、进度奖罚制度
严格本桥的安全、质量、进度各项规章制度,相应建立一系列的安全、质量、进度奖罚措施。
5.7协同保证
(1)在合同执行过程中,坚决服从招标单位的书面或口头指令。
(2)积极与设计院进行沟通,使施工中每个工序过程都满足和体现设计意图。
(3)及时向监理工程师提交各种文件、报表,在任何情况下坚决服从和执行监理工程师的书面或口头指令。
(4)其他相关工序施工单位
桥面板现场焊接时,均会与其他工作发生立体交叉作业,工厂将以全桥大局为重,积极配合监理工程师协调各有关工序施工,施工计划安排严格服从业主对天兴洲大桥制造总体进度计划的需要。
四、整体节段拼装的设备能力、装备仪器、工装情况
我公司拥有大量的技术人员,其中教授级高工6人,高级职称人员45人,中级职称的工程技术人员和管理人员248人,壹级建造师8人,壹级项目经理28人,造价师2人,焊接技师35人,高级技师5人,持国际通用焊工EN-287认可资格证书的焊工170名,具备解决钢桁梁整体节段拼装过程中出现的各种管理和技术问题的能力。
这几年随着国家桥梁建设的大力发展,我公司培养出了几个技术实力雄厚的架梁队伍,对组拼整体节段钢桁梁积累了一些经验。
为了迎接天兴洲长江大桥整体节段制造工程,我公司拟投入大量优良的生产设备和先进的检测、测量仪器。
大型设备如下:
表4
设备名称
型号规格
数量
吊装码头
800t
1座
码头起重机
800/80t
1台
龙门起重机
- 配套讲稿:
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