1、太原南內環橋改造工程橋塔施工方案北京路橋機械廠有限公司 王新峰摘 要：本工程附屬于太原南內環改造工程，橋塔采用直徑406mm和直徑203mm、材質Q345q D的鋼管在工廠焊接成，后運輸至安裝現場，用汽車吊吊裝就位、現場焊接完成。關鍵詞：焊接、吊裝1 工程概況1 結構形式本工程附屬于太原南內環改造工程，橋塔總數量為10座，橋塔是由三根彎管所組成的框架，高20米，截面為底1.6米腰長為1.8米的等腰三角形、橋塔所在弧線最高點距離弧弦4米，每座橋塔重量23.628t，總重236.28t。2 主要材料鋼管采用符合國標橋梁用結構鋼（GB/T714-2008）規定的Q345qD級鋼管。選用的焊接材料符合

2、相應的國標要求，并與本橋采用的鋼材材質和強度相適應。具體如下：2.1鋼管：鋼管均采用Q345qD級鋼，406 Q345qD級加勁肋焊接鋼管，橋塔格構連接件采用 203 Q345qD級鋼管。應滿足要求：鋼材應有明顯的屈服臺階，且伸長率應大于20%。鋼材的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小于1.20。鋼材應有良好的可焊性和合格的沖擊韌性。2.2焊材二氧化碳保護焊采用ER50-6焊絲，直徑是1.2mm2 場內制作橋塔制造的焊接工藝是保證橋塔質量的關鍵，所有類型的焊縫在施焊前應做焊接工藝評定，根據工藝評定的結果編制橋塔施工焊接工藝。1 根據計算Q345qD的Ceq=0.48%，大于0.45%，

3、可見Q345D鋼焊接性能不是很好，需要在焊接時制定嚴格的工藝措施。且Q345qD鋼在焊接時易出現的問題是熱影響區的淬硬傾向，Q345qD鋼在焊接冷卻過程中，熱影響區容易形成淬火組織-馬氏體，使近縫區的硬度提高，塑性下降。結果導致焊后發生裂紋, Q345qD鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。 2 為減少應力集中，形成一個良好的焊接工藝，并達到設計的一級焊縫要求，鋼管的對接采用V型坡口，里面加墊鐵，二氧化碳氣體保護焊施焊。由于施工季節在冬季，環境溫度比較低，為了防止冷裂紋的發生，焊接前應對鋼管進行電阻預熱，預熱溫度控制在（6080），并且控制層間溫度，層間溫度不高于150，不低于60，具體焊接工藝參數見下

4、表： 焊接工藝參數 表2-1道次焊接方法焊絲保護氣體保護氣體流量l/min電流A電壓V焊接速度cm/min牌號直徑1、打底CO2保護焊ER50-61.2CO220l/min150-17020-22152、填充CO2保護焊ER50-61.2CO220l/min270-32034-36203、蓋面CO2保護焊ER50-61.2CO220l/min270-32034-3620焊接對鋼管的對接焊縫進行100%超聲波探傷，并且以10%的比例對焊縫進行射線探傷，檢測結果全部合格，保證了南內環橋塔工程的質量。3 橋塔安裝1 現場環境1.1 現場從大的地貌上看屬于平坦的沖擊平原，微地貌屬于汾河東西岸河漫灘與汾

5、河河床。工程地質分區屬于太原盆地次穩定工程地質亞區。1.2 現主橋已經通車，安裝施工時要提前做好安全疏導及防護措施。2 橋塔的運輸2.1 橋塔的運輸使用大噸位抽拉板式運輸車輛完成。為保證運輸高度符合所通過的橋梁、涵洞的限高要求，裝車時橋塔以立面形狀側臥在車輛上，尾端在車頭側，車輛平板上頭與尾側的高度差通過使用兩道專用支架找平，以保證橋塔在車輛上平穩就位，橋塔因自重造成的塔腿鋼管1懸空部位應使用若干臨時支撐支墊穩固并采取相應防止滑移的措施，使用鋼絲繩結合倒鏈進行張緊，支撐及張緊部位要加裝防護以避免防腐涂層損傷，超寬部位安裝警示裝置。2.2 運輸線路是高碑店石家莊太原，全程高速，橋塔超寬運輸問題同

6、交管部門協調解決。2.3、 為保證運輸安全，指派專人隨車通報、處理、解決橋塔運輸過程中遇到的突發情況，保證運輸安全。3 橋塔的吊裝3.1 橋塔是由三根彎管所組成的框架，高20米，截面為底1.6米腰長為1.8米的等腰三角形、橋塔所在弧線最高點距離弧弦4米，橋塔總重量為23.6噸。安裝方式立在橋墩上，方向與主橋方向垂直，橋墩中心距離橋邊的直線距離為9.5米，由于現場施工條件所致，橋塔與橋面順向擺放（如吊裝示意圖所示）。3.2 用雙繩穿過橋塔頂部的兩個連接管，鋼絲繩長度保證吊鉤高于橋塔頂部即可，橋塔的站位與橋塔的安裝位置水平距離不少于14米，用1臺160噸吊車和1臺50噸吊車就位，根據160噸吊的性

7、能，桿長33米，回轉半徑14米時可吊26噸，50噸吊頭一頭配合立起。3.3 鋼絲繩選用根據建設部出版的有關技術資料查表得到鋼絲繩直徑43毫米 6×37+1，抗拉強度為170kg/mm2， 鋼絲繩破斷拉力為1.185×106N。安全系數根據相關安全規定，取6倍的安全系數。當鋼絲繩為6x37+1時，不均勻受力系數為=0.82根據以上許用拉力 P=Sb×/K代入以上數值許用拉力 P=167950N 橋塔重22噸,鋼絲繩拉力為2.2×105N,用雙繩穿過橋塔頂部兩連接管,此時的許用拉力為P1>1.6P=259120N,鋼絲繩拉力小于許用拉力,符合安全要求.

8、3.4 吊裝示意圖圖3-1（吊車站位）圖3-2（吊車站位）圖3-3（吊裝就位中）4 橋塔的安裝 橋塔按“橋塔起吊橋塔底部調整就位橋塔順橋向調整就位橋塔橫橋向調整就位橋塔全位置復核橋塔底部定位連接件安裝焊接”的順序依次進行安裝。4.1安裝前準備41.1 為保證橋塔安裝位置準確，做好橋塔的安裝編號及其上的安裝控制點、線的標識與標記，根據橋塔上已知控制點位，電腦制圖求證與安裝現場為保證頂部橫橋向就位所設臨時控制點位的位置尺寸關系。如下所示：橋塔上橫橋向位置找正控制點立面及平面投影尺雨 以橋塔基礎施工時橫、順橋向控制軸線作為橋塔安裝就位控制線，該數據由基礎施工方測設提供，項目部安裝前進行復驗。復核所有

9、預埋鋼板上塔腿鋼管安裝位置處水平偏移情況，根據復核結果統計列表，確定橋塔安裝時消除基礎誤差影響的方法。每組橋塔的塔腿鋼管安裝處相對高差較小時，采取使用薄鋼板在鋼管底部支墊調整找正的方法保證安裝質量；相對高差較大時，采取在塔腿鋼管混凝土澆注封底前，根據復核結果在相應位置的塔腿鋼管底部去除高出量的方法保證安裝質量。 在每組橋塔的安裝基礎處，根據預埋鋼板上的控制軸線，劃出塔腿鋼管的軸線、外形輪廓最大處位置線及為保證頂部橫橋向就位所設臨時控制點位。為便于橋塔就位時借力調整，預埋鋼板上塔腿鋼管外形輪廓最大處以外同側兩個方向上加裝的臨時工藝板，在安裝橋塔底部定位連接件前去除。4.2橋塔就位 橋塔吊裝就位時

10、找正吊點位置后，通過在橋塔底部順橋向兩邊使用纖繩及人工調整就位，保證橋塔底部塔腿鋼管上的控制線與預埋鋼板處的橋塔就位控制線重合。 在橋塔橫橋向控制軸線上，使用經緯儀通過塔腿鋼管1上測設的安裝控制軸線實現橋塔順橋向位置的找正。橋塔制作及基礎誤差影響造成的頂部偏移，采用在偏移側塔腿鋼管底部側面適當位置加裝臨時工藝板，通過千斤頂提升找正后、使用薄鋼板在塔底與預埋鋼板間墊實的方法消除。找正后，橋塔底部在不影響橫橋向找正的位置處安裝臨時定位件。 橋塔橫橋向位置采取通過使用水準儀測量橋塔上已知控制點與塔底安裝基準面相對高差及從控制點處掛線墜復核與安裝現場地面上為保證頂部橫橋向就位所設的臨時控制點位投影距離

11、偏移量的方法調整找正，當出現無法同時滿足理論值要求的情況時，作圖分析確保在滿足拉索使用的前提下取中間值，調整找正過程與橋塔順橋向調整找正過程相似。已知控制點設在L1處塔腿鋼管2、3間的連接鋼管中心與鉛垂線相切處，相對基礎頂面高差及與基礎軸線水平投影距離如前圖所示。 橋塔橫橋向調整找正過程中，注意對順橋向控制軸線的觀察，發生偏移及時調整糾正。橋塔橫橋向位置找正后，復核順橋向位置，無誤后定位焊接牢固進行后續施工。 橋塔位置找正后，安裝底部定位連接件，按實際位置對已制作的標準形式工件進行修整，保證與塔腿鋼管及預埋鋼板的連接部位無較大間隙，定位焊接牢固。 橋塔底部焊縫的焊接優先采用二氧化碳氣體保護焊，

12、無法完成的部位采用手工電弧焊，采取焊接工藝評定實驗合格的焊接材料和參數施焊，施工的總體順序要求規定如下：a、先進行定位連接鋼板與塔腿鋼管的立角縫焊接，注意對稱分散進行焊接，避免局部集中造成塔腿鋼管頂部偏移，影響安裝質量；b、后進行定位連接鋼板與預埋鋼板的平角縫焊接；c、再進行塔腿鋼管與預埋鋼板的連接焊接，采取分段對稱的焊接方式施焊；d、最后進行定位連接鋼板間的角縫焊接。焊接過程中根據施工具體情況需要，可在局部范圍內，在滿足施工總體順序要求的情況下，當上一部位焊接完成后即可進行下一部位的焊接，例如在相鄰兩塊定位連接件的立、平角縫焊接完畢后，即可進行其間的塔腿鋼管與預埋鋼板的焊接。焊接完畢后，檢查外觀修整、去除缺陷。橋塔焊接完畢前，為防止傾覆、偏移并保證塔底連接焊縫的焊接在不受力的狀態下進行