桥沟河跨越管架桁架制作、安装施工方案
一、工程概况
本工程为该跨越位于四川省苍溪县中土乡桥沟村与阆中市方山乡星光村之间，穿跨越范围内最高点高程386.72 m， 最低点高程372.55m ，相对高差约14m 。勘察区位于“∨”型冲沟内，冲沟沿东北→西南向发育，跨越管线走向313°，近垂直于冲沟布设，冲沟西北面地形坡度12～29°，坡高4～7m；冲沟东南面地形坡度24°，坡高5-10m 。该冲沟沟宽约10m， 冲沟两侧和底部见基岩出露。地貌单元属侵蚀、冲刷冲沟地貌。
本工程施工范围包括管架基础与地脚螺栓预埋、钢桁架等钢结构系统的制作与现场安装施工。 二、本工程重点、难点分析
1、穿跨越位置交通条件一般。桥沟河南侧附近无任何道路，交通不便.。总长度45.6米，跨度大，施工难度高。
2、桥沟河村没有任何道路，进场临时便道还未通至施工场地，安装桁架时，吊车吊装无法进入施工现场，需使用悬拉索进行吊装作业。 三、材料要求：
管桁架使用的管材、板材、焊材、铸钢，除材料牌号、型号规格和质量等级应符合相应设计文件的要求，还必须符合下述规定：
1 管材
1) 材质：必须符合《优质碳素结构钢》GB／T699—1999、《普通碳素结构钢》GB／T700—1998、《低合金高强度结构钢》GB／T1591—1994和《结构用不锈钢无缝钢管》GB／T14975—1994的规定；
2) 型材规格尺寸及其允许偏差：矩管必须符合《结构用冷弯空心型钢》GB／T6728—1986标准规定，无缝钢管必须符合《结构用无缝管》GB／T8162—1999标准规定，焊管必须符合《直缝焊管》GB／T13793—1992标准规定，不锈钢无缝钢管必须符合《结构用不锈钢无缝钢管》GB／T14975—1994标准规定。
2 板材
1) 材质：必须符合《普通碳素结构钢》GB／T700—1998和《低合金高强度结构钢》GB
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／T1591—1994标准的规定；
2) 规格尺寸和允许偏差：必须符合《碳素结构钢和低合金钢热轧厚板和钢带》GB／T3274—1988和《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB／T709—1988标准规定。
四、焊接要求： 1) 焊条：《碳钢焊条》GB／T5117—1995标准规定；
2) 焊丝 《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB／T8110 5 构件类型
管行架组成构件分类一般有上弦杆、下弦杆、竖腹杆、斜腹干、横联杆、斜联杆, 如图9.1.5—1所示。
6、腹杆及联杆组和类型
管桁架的腹杆和联杆根据建筑要求、受力大小以及方便相贯节点处理，一般可采用单斜式或双斜式两种组合形式，如图所示。
五、施工准备
1.组织有关工程管理和技术人员对设计图纸进行会审。对图纸不明确及施工中有困难的地方，要与设计单位和监理单位作好变更签证手续。
2.根据施工图纸结合本单位的设备和技术条件，制定出工程的主体施工方案，并提出材料计划。
3.对钢结构工程所使用的机械和检测设备的性能进行检验，保证施工过程中各
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种设备的工作状态良好，使用功能齐全。 六、材料准备：
（1）钢结构工程所使用的材料均由我方供应，需由我单位从成都将材料运至加工场地。
（2）材料由成都运至加工现场地较远，且运输不便，安排12米拖车两辆，12吨吊车一台，人工配合切割、装运，焊工4人，力工4人。
（3）并出具材料质量证明书，符合标准后并验收合格后方可使用。 5.在钢结构工程施工前，应对各工序的施工人员进行必要的岗位培训，并对其进行技术、质量、安全交底，预防发生安全和质量事故。
6.钢结构进入现场需进行构件检验并合理堆放，以便于构件进入现场后顺利的安装。
7.现场吊装前，应在柱脚埋件上弹好十字线，同时将标高控制点设置好。现场场地应平整夯实，没有积水，并且要预留车道。 七、施工进度安排
目前施工桥沟河桁架，按照工期要求2012年10月20日开工至2012年11月30日完工；地道桥东侧桁架开工日期根据实际情况再定，安装工程工期总计40天。钢结构工程部分在土建施工的基础上保证工期计划，安排好施工进度，组织好施工，具体进度计划见施工进度计划表。 八、劳动力计划
管架支撑桁架钢结构主体工程施工劳动力计划
工种 按工程施工阶段投入劳动力人数 钢结构制作阶段 钢结构安装阶段 备注 2012.11.10-11.25 2012.11.26-12.30 电工 焊工 下料工 1 2 3 0 2 ----- 3
钻孔工 喷漆工 起重工 辅助工 司机 设备维修工
九、主要施工机械设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 机具名称 12米拖车 20吨吊车 等离子切割机 CO2气焊 电焊机 氩弧焊 5吨倒链 切割 空压机 喷砂枪 除锈机 1 2 1 2 1 1 ----- 2 4 2 1 1 数量 2 1 1 1 2 1 4 2 1 1 1 备注 材料倒运 材料下货二次倒运 钢结构桁架预制 钢结构桁架预制 钢结构桁架预制、焊接 钢结构桁架预制、焊接 钢结构桁架预制、安装 钢结构桁架预制 钢结构桁架预制、喷涂 钢结构桁架喷涂 钢结构桁架预制 十、施工工艺及方法：
1、施工工序为：管架支撑基础施工→钢结构材料二次倒运→桁架下料→桁架焊接组装→钢结构喷涂→脚手架搭设→桁架安装→检修跑道焊接 2、管架支撑基础施工
（1）本工程管架基础坐于两侧混凝土导墙之上，待施工导墙时配合施工管架基础。
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（2）预埋Φ24螺栓，外露350mm，将螺栓与钢筋焊接牢固，保证螺栓不能移位。 （3）支设外围模板，用对拉螺栓拉结，木方、架管加固牢固，校正好模板尺寸。 （4）浇筑基础混凝土，混凝土标号为C25，浇筑及振捣时不能碰触螺栓，保证螺栓不得移位。
（5）基础混凝土达到强度75%以上后，方可进行钢结构安装施工。 3、桁架材料下料
（1）桁架材料下料之前，由技术人员现场勘测钢柱及桁架的实际尺寸，和图纸对比是否有误差，如与图纸不符，以现场实际尺寸为准，反复测量校核尺寸，确认无误后方可下料。
（2）材料下料尺寸以实际测量尺寸为准。 （3）放样、号料
①放样划线时，应用脚手架提前搭设出管桁架的拱高和相应节点的水平线。应清楚标明装配标记、螺孔标注、加强板的位置方向、倾斜标记及中心线、基准线和检验线，必要时制作样板。
②注意预留制作，安装时的焊接收缩余量；切割、刨边和铣加工余量；安装预留尺寸要求。
③划线前，材料的弯曲和变形应予以矫正。 ④放样和样板的允许偏差见下表：
项 目 平行线距离和分段尺寸 对角线差 宽度、长度 孔距 加工样板角度 项 目 外形尺寸 孔距 允 许 偏 差 ±0.5mm 1.0mm ±0.5mm ±0.5mm ±20’ ⑤号料的允许偏差见下表： 允 许 偏 差 ±1.0 ±0.5 5
⑥质量检验方法：用钢尺检测。
（4）钢板下料采用数控多头切割机下料，但下料前应将切割表面的铁锈、污物
清除干净，以保持切割件的干净和平整，切割后应清除溶渣和飞溅物。 下料前操作人员应熟练掌握机械设备使用方法和操作规程，并调整设备机械使用参数的最佳值。 ①质量检验标准： 切割的允许偏差值（mm） 项 目 零件宽度、长度 边缘缺棱 型钢端部垂直度 允 许 偏 差 ±3.0 1．0 2．0 ②钢材剪切面或切割面应无裂纹、夹渣和分层。 ③质量检验方法：目测或用放大镜、钢尺检查。 （4）制孔：
①钢柱底部垫板及顶部平托板均为与螺栓连接，需制孔，孔径需大于螺栓直径5mm。
②采用设备：摇臂钻 质量检验标准：
螺栓孔及孔距允许偏差符合《钢结构施工及验收规范》的有关规定，详见下表： 螺栓孔允许偏差表（mm）
项 目 直 径 周 度 垂 直 度 螺栓孔距的允许偏差表
允 许 偏 差 ＋1.0 2.0 0.3t且不大于2.0 6
③质量检验方法：用直尺、钢尺、卡尺和目测检查。 十一、桁架焊接组装
（1）焊工必须有岗位施工证。安排焊工所担任的焊接工作应与焊工的技术水平相适应。
（2） 焊接前应复查组装质量和焊缝区的处理情况，修整后方能施焊。 （3） 焊接顺序：先焊上、下弦连接板外侧焊缝，后焊上、下弦连接板内侧焊缝；最后焊腹杆、上弦、下弦之间的垫板。桁架一面全部焊完后翻转，进行另一面焊接，其焊接顺序相同。 焊缝的坡口形式，在管壁厚度不大于6mm时，可用I形
坡口，其坡口宽度b应控制在4mm～8mm，见图3.2—7。在在管壁厚度大于6mm时，可用V形坡口，间隙应控制在2～5mm内，坡口角度α应根据管壁厚度和使用焊条或焊丝直径，在55°～80°内选择，见图3.2—8。
6） 内衬管一般选用壁厚4～10mm,长度40～60mm为宜。
图3.2-7 I形坡口管对接图 图3.2—8 V形坡口管对接图
7） 管材焊接，采用二氧化碳气体焊和手工电弧焊。接管焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查，Q235、 管材焊接，采用二氧化碳气体焊和手工电弧焊。接管焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查，Q235材质的管材应在焊接后焊缝自然冷却到环境温度；Q235材质的管材应在焊接完成24h后，进行超声波探伤检查。
8） 管材的最短接长为二倍D（管材外经）且不得小于600mm。管材接管后,每10000mm的对接接头不得超过3个；每5000mm的对接接头不得超过2个；每3000mm的对接接头不得超过1个。且对接接头处焊缝应与节点焊缝错开为1D并不得小于200mm的距离,如图3.2-9所示。
图3.2-9 对接接头焊缝与节点焊缝错开示意图
9） 相同管材（同管径同壁厚）对接，接口错边小于0.15t(t为壁厚)且小于等于3mm。
6、拼装和节点焊接
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1)在脚手架上整体进行组焊。各段管件之间设置固定连接点（以点焊连接），分段组焊完成后经焊缝及各部尺寸检验合格，再拆开分段处的临时连接点，运至安装位置的台架上，进行合拢焊缝的焊接。
2) 管桁架拼装单元的拼装和焊接应在预先准备好的胎架上进行，以保证结构形状的准确性。单元拼装的尺寸必须准确，以保证安装（总拼）时节点的吻合和减少累积误差。单元体拼装，总体上应按先平面、后空间，从中间向两边，从下到上的顺序进行；在同一节点上先主管后支管顺序进行。尽量减少焊接变形和焊接应力。3) 管桁架拼装应按表3.2-9规定严格控制拼装尺寸偏差。
4) 管桁架起拱时，上下桁杆的弦高允许偏差小于等于跨度（弦长）的1／1500，且不超过40.0mm。
5) 管桁架管球节点，管件应开坡口。管球连接应尽量采用在管件端头加衬管与球焊接，并在管件与球之间应留有一定的间隙以保证焊透，以实现焊缝与管件等强。在条件不允许的情况下，允许不加内衬管而采取坡口加角焊缝的措施，保证焊缝强度达到与管件等强。
坡口加角焊缝连接
CO2气体保护焊短路过渡焊接工艺参数
焊丝直径（mm） 0.8 1.2 1.6 焊接位置 电流（A） 俯焊 俯焊 立焊 仰焊 俯焊 立焊 90～110 160～200 100～130 120～150 260～300 190～230 焊接参数 电流（V） 19～21 24～26 22～23 23～24 31～33 28～30 250～450 速度（mm/min） 9～12 12～15 12～15 12～15 22～25 18～22 气体流量（L／min） 表3.2-9 管桁架拼装尺寸允许偏差
项 目 节点中心位置偏移 允许偏差（mm） L／500，且不超过5mm 图例 相贯节点弯曲偏心e －0.55d0(h0)≤e≤0.25 d0(h0) >0<0 8
相贯节点扭转偏心e1 2%d0(h0),且不超过5mm 直腹杆垂直度 管材接口错边 平面管桁架 高度 三角形 截面尺寸 四边形 管桁架 设计要求起拱 拱度 设计未要求起拱 分段单元长度 ﹥20m ±30 ≤20m 0～＋20 ±20 对角线Δ ±1%管桁架 角度 高度 ±1° ±H／250，且不超过±15.0 ±H／250，且不超过±15.0 ±L1／1500，且不超过±3.0 t/10,不大于3.0 ±L／5000 注：L1管件长度；t为管壁厚度；H为管桁架截面高度；L为管桁架长度；d0为弦管外经；h0为矩管高度；D为焊接球外经；长度。 为理论对角线
6、钢结构喷涂
（1）除锈桁架钢结构部分防腐设计1）钢材表面处理钢结构的表面必须采用喷砂（丸）除锈，彻底清除钢材表面的铁锈、油污、氧化皮等，除锈质量等级应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB 8923-88 中Sa2.5 级的要求。为了使涂层与钢基材之间达到最佳粘结，喷砂除锈处理必须保证足够的锚纹深度，深度要求应根据涂料品种及其生产厂商的建议而定。只允许采用干法喷砂（丸）除锈。喷砂应在白天进行，禁止夜间喷砂作业。当钢材表面温度低于露点以上3C或相对湿度大于85% 时，不允许进行露天喷砂除理作业。在喷射过程中严禁表面沾上油污和水分。喷（抛）射除锈后，应用清洁干燥、无油的压缩空气吹扫，除去浮灰和磨料残渣。不得用酸洗及其它溶液或溶剂洗涤（包括不得使用防止生锈的缓蚀性洗涤剂）。钢材表面预处理后应在4小时内涂上第一道底漆，当表面返锈或污染时，必须重新进行表面处理。
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2）钢结构涂层防腐体系结构名称防腐部位涂层结构涂刷道数干膜厚度m 钢结构外壁环氧富锌底漆1 50 环氧云铁中间漆1 100 氯化橡胶面漆2 60 3）涂装要求所用的全部涂料均应为有清晰标识且尚未起封开盖的生产厂原装的涂料。涂料应在规定的温度下保存。不得使用超过储存期的涂料。钢表面经喷砂（丸）或机械除锈处理合格后，按设计的涂层结构进行涂装作业。同品种涂料层间的涂装间隔时间应参照涂料产品使用说明书；不同种的底漆、面漆的涂装间隔时间，应在上道漆完全固化后再进行下道漆的涂装，如果所用涂料有特殊要求，则按其使用说明书执行。涂下道漆前，所有漏涂的或损坏的表面应先进行补涂。涂层全部涂装完成后，4 小时之内遇有大风或下雨时，需加以覆盖，防止粘染尘土和水气，影响涂层的附着力。一般需自然干燥10昼夜以上方可投入使用。所有的现场连接处、暴露的钢表面、焊接区域、涂层损伤处均应进行涂装修补，以提供连续完整的涂层。涂层修补时， 严格按原涂层结构和质量要求进行补涂。跨越紧固件及连接件中，所用螺母、螺栓每次检修时都应涂覆矿物油脂进行防腐处理。5.5.2 质量检验钢结构除锈应满足《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB 8923-88 规范中相关要求，防腐层涂装满足《钢结构防腐涂装工艺标准》(508-1996), 除锈、涂装验收执行《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001) 规范。 8、制作平台搭设
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9、桁架安装
管桁架安装应由具备相应钢结构工程施工资质的施工单位承担，施工现场应有相应的施工技术标准、质量管理体系、质量控制及检验制度和经审批的施工组织设计、施工方案（或作业指导书）等技术文件。
4.2 安装前应根据《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001和本标准对管、板、焊接球以及分段制作单元进行检查验收，不符合要求应先进行处理。
4.3 管桁架工地现场安装结合本地区的施工技术条件采用整体满堂红脚手架方式，直接将桁架制作在成型的基础上，其拱度控制用脚手架（必要时增加支撑杆件）直接搭设。
4.4 当管桁架安装要在高空搭设拼装支架时，支架上支撑点的位置应设在节点处。支架应验算其承载力和稳定性，必要时可进行试压，以确保安全可靠；当天安装的管桁架节段应与支架形成整体稳定体系；支架支座下应采取措施防止支座下沉。在拆除支架过程中应防止个别支撑点集中受力，宜根据各支撑点的结构自重挠度值，采取分区分阶段按比例下降或用每步不大于10mm的等步下降法拆除支撑点。
4.5 将管桁架分成条状或块状单元在高空连成整体时，管桁架单元应具有足够刚度并保证运输和吊装中自身的几何不变性，否则应采取临时加固措施。拱形管桁架在拼装过程中应随时检查基准轴线位置、标高及垂直度偏差，并及时纠正。
4.6 为保证管桁架顺利拼装，在分条、块或段合拢处，可采用安装螺栓等措施。合拢时，可用千斤顶将管桁架单元顶到设计标高，然后连接。
4.7 管桁架无论采用何种吊装方法，吊点（或受力点）应选在管桁架的节点处，并对节点的承载力以及变形进行验算，以保证吊装的安全和管桁架单元不至出现塑性变形。管桁架一般吊装工艺流程如图9.4.7-1所示。
4.8 管桁架安装焊缝现场焊接一般工艺流程如图4.8-1所示。在焊缝焊好后，应及时用砂轮和钢丝刷打磨处理焊缝及其热影响区域，补涂防锈底漆，以防止焊缝锈蚀。
5 质量控制和检验
5.1 材料
管桁架所使用的钢材、焊材等必须符合设计要求并按GB50205—2001《钢结构工程施工质量验收规范》中第4条的规定做相应的检验和试验。 5.2 焊接球加工检验
焊接球的质量按照主控项目和一般项目进行分类控制与检验。
Ⅰ 主控项目
1 焊接球焊缝应进行无损检验，其质量应符合设计要求，当设计无要求时应符合GB50205—2001规范中规定的二级质量标准。
检查数量：每一规格按数量抽查5％，且不少于3个。 检验方法：超声波探伤或检查检验报告。
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Ⅱ 一般项目
1 焊接球直径、圆度、壁厚减薄量等尺寸及允许偏差应符合本标准表9.3.2.5.2—1规定。 检查数量：每一规格按数量抽查5％，且不少于3个。 检验方法：用卡尺和测厚仪检查。
2 焊接球表面应无明显波纹及局部凹凸不平不大于1.5mm。 检查数量：每一规格按数量抽查5％，且不少于3个。 检验方法：用弧形套模、卡尺和观察检查。 3 焊接球的两半球对口错边应不大于1.0mm。
检查数量：每一规格按数量抽查10％，且不少于5个。 检验方法：用套模和游标卡尺检查。 5.3 弯管检验 弯管质量控制和检验。
Ⅰ 主控项目
冷弯、热弯管件的椭圆率和管壁减薄量应符合本标准表9.3.2.4—1规定或设计要求。 检查数量：每一规格按数量抽查10％，且不少于5个。 检验方法：用卡钳、尺子和测厚仪检查。
Ⅱ 一般项目
冷弯、热弯管件的弦高和弧长应符合本标准中表9.3.2.4—1规定或设计要求。 检查数量：每一规格按数量抽查10％，且不少于5个。 检验方法：用拉线和卷尺检查。 5.4 铸钢件检验
管桁架所使用的铸钢节点构件质量按主控项目和一般项目进行质量检验和试验。
Ⅰ 主控项目
1 铸钢的材料的牌号、力学性能、化学成分和特殊性能按GB50205—2001标准4.2.1和4.2.2条规定进行检查应符合表9.3.2.5.3—2规定和设计要求。
2 铸钢件内部缺陷按GB7233—87规定方法进行检查评定应符合表9.3.2.5.3—2 规定要求。
检查数量：按铸件数量全数检查。 检验方法：用超声波探伤检查。
Ⅱ 一般项目
1 铸钢件的形状、尺寸、壁厚、错型值的公差应符合表9.3.2.5.3—1规定要求。 检查数量：按铸钢件数量抽查20％，且不少于10个。 检验方法：用划线、钢尺和卡尺检查。
2 铸钢件的重量公差应符合表9.3.2.5.3—1规定要求。 检查数量：按铸钢件数量抽查10％，且不少于5个。 检验方法：用合格的衡器称量。
3 铸钢件的表面粗糙度应符合表9.3.2.5.3—1规定要求。 检查数量：按铸钢件数量抽查10％，且不少于5个。 检验方法：用铸造表面粗糙度比较样块对比检查。 4 铸钢件表面缺陷应符合表9.3.2.5.3—1规定要求。 检查数量：按铸钢件数量抽查10％，且不少于5个。
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检验方法：用肉眼和10倍放大镜检查。
（8） 拼装
1 主控项目
1 管桁架结构的截面尺寸应符合设计要求。 检查数量：按节点数量抽查5％，且不少于5个。 检验方法：用拉线和钢尺检查。
2 管桁架拼装的相贯节点弯曲偏心、扭转偏心，焊接球节点与钢管中心偏移，管件轴线的弯曲矢高，拱度，矢（弦）高应符合标准的规定或设计要求。
检查数量：按节点数量抽查5％，且不少于5个。 检验方法：用拉线和钢尺检查。
Ⅱ 一般项目
1 管桁架分段单元长度、直腹杆的垂直度应符合本标准表9.3.2.6—4的规定或设计要求。 检查数量：按节点数量抽查5％，且不少于5个。 检验方法：用拉线和钢尺检查。
2 管桁架拼装焊缝坡口尺寸应符合表9.5.5—1规定。 检查数量：按节点数量抽查5％，且不少于5个。 检验方法：用焊缝量规检查。
表5.5—1 管桁架拼装焊缝坡口尺寸允许偏差
项 目 坡口角度 钝 边 无衬管（板） 间 隙 有衬管（板） 允 许 偏 差(mm) ±5° ±1.0 ＋5.0 0.0 ＋3.0 -2.0
10、走道托架焊接
（1）桁架安装完后，钢梁及检修通道托架焊接操作利用已安装好的管桁架，在管桁架上铺设人行临时通道，焊接操作时必须系好安全带，佩戴好安全帽。 八、HSE保证措施
1 施工前，根据工程结构及现场情况，编制详细的安全技术措施，作为工程施工组织设计的一部分，报上级安全和技术主管部门审批后实施。
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