墩柱勁性骨架施工方案

1、連霍高速公路洛陽至三門峽（豫陜界）段改擴(kuò)建工程*高速公路第十二合同段墩柱勁性骨架施工方案一、工程概況*高速公路第十二合同段起止里程：K45+700K48+700,路線長度為3.09Km，主要包括路基土方2.5萬m3,石方27.1萬m3;橋梁2361m/5座；防護(hù)、排水圬工0.9657萬m3。 本合同跨越永順縣的青坪和石堤兩個(gè)鎮(zhèn)，線路位置地形險(xiǎn)峻，地勢陡峭，地質(zhì)復(fù)雜。本合 同以中低山為主，局部地段幾乎直立，區(qū)內(nèi)流水侵蝕作用明顯，地表切割強(qiáng)烈，侵蝕地貌 發(fā)育。三角巖大橋及張家洞大橋作為本合同段控制性工程，施工難度較大，為滿足施工及 結(jié)構(gòu)受力要求，保證外觀質(zhì)量，薄壁空心墩內(nèi)加設(shè)勁性骨架，由L100X

2、100X 8角鋼以及2cm 鋼板相互焊接拼裝組成，設(shè)計(jì)用鋼量每方混凝土58.4Kg,共計(jì)用角鋼約1931.76。每2m為一節(jié)段，采用吊裝，現(xiàn)場焊接而成。二、施工質(zhì)量要求1、勁性骨架施工質(zhì)量要求：骨架角鋼下料長度、結(jié)構(gòu)尺寸滿足設(shè)計(jì)要求；2、角鋼與角鋼節(jié)點(diǎn)板之間，應(yīng)加焊 側(cè)面焊縫和端焊縫13層，焊縫應(yīng)飽滿。3、從接縫處墊板引弧后應(yīng)連續(xù)施焊，并應(yīng)使鋼筋端部熔合，防止未焊透、有氣孔或 夾渣。4、 可停焊清渣一次，焊平后，再進(jìn)行焊接余高的焊接，其高度應(yīng)不大于3m。5、焊縫表面不應(yīng)有缺陷及削弱現(xiàn)象，焊接時(shí)以節(jié)點(diǎn)板為輔材，不得傷害角鋼，在節(jié) 點(diǎn)板處角鋼中心線位移不大于鋼板厚度。6、材料尺寸：角鋼 100mm

3、 x 100mmX 8mm。三、施工工藝及技術(shù)措施：（1）施工焊接措施方案分析根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可得，應(yīng)用等邊角鋼焊接勁性骨架時(shí)采用搭接和對(duì)接方式焊接與三面圍焊對(duì)比有以下弊端：（見附件二、圖）搭接長度不夠，無法保證連接強(qiáng)度；焊接長度不夠，在無法保證連接強(qiáng)度的同時(shí)還會(huì)因?yàn)楹缚p集中在一很短距離內(nèi)而引 起焊件的應(yīng)力集中也較大；焊縫長度過小時(shí)焊件局部加熱嚴(yán)重，焊縫起落弧缺陷相距太近，加上可能有其他缺陷（氣孔、夾雜等），對(duì)焊縫的影響必然較為敏感，使焊縫可靠性降低；1）勁性骨架中，在節(jié)點(diǎn)處（幾根角鋼對(duì)接、搭接的地方）最少有四個(gè)方向、最多有八 個(gè)方向的角鋼搭接和對(duì)接在一起，這樣會(huì)引起以下的弊端：（1）、在只有短短

4、100mm的角鋼邊上搭接、對(duì)接這么多角鋼位置不夠。（2）、豎向、橫向角鋼對(duì)接處只能采用對(duì)接焊縫，然而要保證對(duì)接焊縫的質(zhì)量，就會(huì) 對(duì)母材造成損害，降低角鋼的承載能力。（3）、節(jié)點(diǎn)處的豎鋼、橫鋼、斜鋼搭接、對(duì)接不在同一平面內(nèi)，受力就不在同一平面, 這樣，對(duì)焊縫、角鋼的受力很不利，大大減小勁性骨架在節(jié)點(diǎn)處的承載力。（4）由于節(jié)點(diǎn)處搭接、對(duì)接位置不夠，在施工中會(huì)隨意改變其在節(jié)點(diǎn)處的焊接位置， 這樣不僅使角鋼在節(jié)點(diǎn)處的焊接混亂、對(duì)母材的損傷面積增多、角鋼的長度也隨情況而改 變，更重要的是角鋼受力在節(jié)點(diǎn)處不能相互抵消而使角鋼所受軸力、剪力力增大（并在節(jié) 點(diǎn)處增加了彎矩），對(duì)結(jié)構(gòu)的受力不利。（5）不能成批、

5、規(guī)范的加工。為了消除和減小以上弊端帶來的不利，特對(duì)勁性骨架節(jié)點(diǎn)處的連接方式進(jìn)行了改進(jìn)， 在勁性骨架的節(jié)點(diǎn)處采用節(jié)點(diǎn)板來連接各方向的構(gòu)件，構(gòu)件端部與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫采用 三面圍焊，如圖（三角圍焊示意圖），圍焊中有端面直角焊縫和側(cè)面直角焊縫，端焊縫的靜 力強(qiáng)度較高，剛度較大而側(cè)面角焊縫靜力強(qiáng)度較低但塑性較好，所以三面圍焊時(shí)，構(gòu)件強(qiáng)度大，破壞時(shí)較兩面?zhèn)群笧橥蝗?，且塑性變形較小對(duì)于構(gòu)件來說，三面圍焊使構(gòu)件截面中的應(yīng)力較為均勻，與兩面?zhèn)群赶啾龋缚p附近的構(gòu)件主體金屬疲勞強(qiáng)度較高端焊縫N圖中，焊縫長度方向垂直于力作用方 向的焊縫稱為正面角焊縫（亦稱端焊縫）； 焊縫長度方向平行于力作用方向的焊縫 稱為正面角

6、焊縫（亦稱端焊縫）。并且都 采用直角焊縫。在直接荷載正面角焊縫截 面形式常采用坦式、側(cè)面角焊縫截面形式不等焊角等焊角（凹形）連霍高速公路洛陽至三門峽（豫陜界）段改擴(kuò)建工程常采用凹面式。如下圖所示:焊縫尺寸：(1) 、最小焊角尺寸：如果板件厚度較大而焊縫過小，則施焊時(shí)焊縫冷卻速度過快而 產(chǎn)生淬硬組織，易使焊縫附近主體金屬產(chǎn)生裂紋。這種現(xiàn)象在低合金高強(qiáng)度鋼中尤為嚴(yán)重。 據(jù)此并參考國內(nèi)外資料，規(guī)定：hf 1.5A。本例中hf 5mm。(公式中，t為較厚板件的厚度，單位mm，計(jì)算時(shí)小數(shù)點(diǎn)以后均進(jìn)為1)(2) 、最大焊角尺寸：角焊縫的焊角尺寸不能過大，否則易使母材形成“過燒”現(xiàn)象,而且使構(gòu)件產(chǎn)生較大的焊

7、接殘余變形和殘余應(yīng)力。所以規(guī)定：hf 1.2tmin，tmin為較薄焊件的厚度。本例中hf 64mm。(4)、側(cè)面角焊縫的最大計(jì)算長度：側(cè)面角焊縫在彈 性階段沿長度方向受力不均勻，兩端大而中間小，如左圖所示。故一般規(guī)定側(cè)面角焊縫的計(jì)算長度lf 60hf。本 例中 If 245mm。但對(duì)于三面圍焊，由于在桿件端部轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊，因而側(cè)面角焊縫實(shí)際長度等于計(jì)算長度加hf，在加上焊縫質(zhì)量有時(shí)有缺陷，從而由實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可得，兩邊側(cè)焊縫施焊150mm的角焊縫，即總的側(cè)焊縫長度lw=300mm 245mm。抗剪驗(yàn)算：角鋼：抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv由附表一可查的fv=125 N/mm2,角鋼截面積為A=1536m

8、n?，從而得：Ng =125N/m*X 1536mmF=192000N。三圍角焊縫：抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ffW=160N/mm , he=0.7hf =5.6mm, I =360 mm。從而可得：NH =160 N/mm2* 5.6mm x 360mm=322560N nVG （滿足要求）節(jié)點(diǎn)處角鋼焊接的布置：1、兩角鋼之間的最小凈距離為 1624mm （二倍焊角尺寸三倍焊角 尺寸）。2、腹桿各個(gè)方向的角鋼中心線 （軸力線）匯交與一點(diǎn)，匯交點(diǎn)可以與 主力桿中心線偏離一定距離。3、豎向角鋼節(jié)點(diǎn)處連接兩面角鋼 時(shí)，節(jié)點(diǎn)板有一處超出肢背長度為節(jié)點(diǎn) 板厚度，本設(shè)計(jì)中為了將兩塊厚20mm 的節(jié)點(diǎn)板對(duì)接處焊透

9、，節(jié)點(diǎn)板超出角鋼肢背長度為 0mm或15mm。由以上角鋼尺寸、角焊縫尺寸、節(jié)點(diǎn)處角鋼焊接布置要求可得不同節(jié)點(diǎn)板的用料（長 x寬+切角）。1、550mm x 550mm （每個(gè)空心薄壁墩每 2米2個(gè)）2、550mm x 330mm （每個(gè)空心薄壁墩 2米8個(gè)）3、400mm x 400mm （每個(gè)空心薄壁墩每 2米6個(gè)）4、330mm x 330mm （每個(gè)空心薄壁墩 8個(gè)）5、600mm x 330mm （每個(gè)空心薄壁墩 2個(gè)）詳見附圖（1）施工準(zhǔn)備用全站儀測出原承臺(tái)預(yù)埋勁性骨架位置施工前后偏差，并按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行調(diào)整。施 工前搞好三通一平，平整場地，布置原材料的堆放場地，保證各類材料分類堆碼

10、，放置， 確保文明施工。（2）骨架制作 所用材料必須符合有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，使用前必須嚴(yán)格審核所選用材料的出廠合格 證和試驗(yàn)報(bào)告，并送往試驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證，合格材料才可使用，不合格的材料一律清除出場 材料進(jìn)場后應(yīng)存放在倉庫或料棚內(nèi)，不得直接堆放在地面上，必須用方木或其它方法墊起 30cm以上，工地臨時(shí)保管角鋼時(shí)，應(yīng)選擇地勢高，地面干燥的場所，根據(jù)天氣情況，在雨 天要時(shí)加蓋棚布。 骨架在制作加工前，為保證骨架線性精度，現(xiàn)場技術(shù)人員在平整場地后應(yīng)放出骨架 標(biāo)準(zhǔn)框架樣線，待復(fù)核確認(rèn)后方可下料焊接加工。 角鋼應(yīng)在加工場統(tǒng)一下料，再倒運(yùn)至拼裝焊接點(diǎn)進(jìn)行下步施工。 在角鋼下料過程中, 必須對(duì)施工圖中角鋼拼裝長度

11、、數(shù)量進(jìn)行核對(duì)，無誤后方可進(jìn)行下料，根據(jù)角鋼長度與圖 紙?jiān)O(shè)計(jì)長度并結(jié)合規(guī)范要求，在滿足設(shè)計(jì)、規(guī)范要求的同時(shí)，盡量減少角鋼的損耗，合理搭配角鋼，最終確定其下料長度。 角鋼搭焊接前，必須根據(jù)施工條件進(jìn)行試焊，合格后方可進(jìn)行正式施焊。焊工必須 持考試合格證上崗，確保施焊質(zhì)量。 勁性骨架在拼裝焊接時(shí)，應(yīng)按照先加工標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的單根桁架柱，再根據(jù)圖紙?zhí)峁┑臄?shù) 據(jù)加工好平聯(lián)及斜撐角鋼桿件，依次進(jìn)行拼焊接。具體操作過程中，先確定出桁架柱位置， 并按照固定桁架柱，然后焊接平聯(lián)，最后焊接斜撐，組成單塊勁性骨架片。每塊勁性骨架 加工完成后，技術(shù)人員對(duì)骨架外形尺寸進(jìn)行復(fù)核檢查，控制好骨架制作時(shí)的每個(gè)環(huán)節(jié)，確 保外形尺寸準(zhǔn)

12、確。每節(jié)勁性骨架分2-3塊加工，現(xiàn)場安裝形成單節(jié)整片骨架，防止在吊裝， 轉(zhuǎn)運(yùn)過程造成骨架變形。（3）骨架安裝首節(jié)勁性骨架的安裝采用25t吊車配合人工吊裝就位，與承臺(tái)預(yù)埋角鋼基礎(chǔ)連接，并有 現(xiàn)場施工技術(shù)人員嚴(yán)格控制預(yù)埋角鋼基礎(chǔ)的平面位置及標(biāo)高，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。待連接位 置確定后，上下勁性骨架之間先點(diǎn)焊試拼連接，經(jīng)測量精確定位后，再進(jìn)行焊接連接。勁 性骨架的安裝即相當(dāng)于鋼筋、模板位置的確定，所以在勁性骨架安裝定位時(shí)，必須由施工 技術(shù)人員現(xiàn)場實(shí)時(shí)跟蹤測量，以免返工。首節(jié)勁性骨架定位時(shí)，先按設(shè)計(jì)位置放樣出勁性 骨架底部邊線，同時(shí)測出四個(gè)角點(diǎn)的標(biāo)高，然后按照設(shè)計(jì)要求依次進(jìn)行骨架的安裝焊接。三、質(zhì)量控制措

13、施1、勁性骨架角鋼的下料規(guī)格尺寸，長度必須符合設(shè)計(jì)要求，并安排現(xiàn)場技術(shù)人員進(jìn)行 復(fù)核后，方可投入使用。2、首節(jié)勁性骨架安裝時(shí)，首先復(fù)核承臺(tái)預(yù)埋勁性骨架基礎(chǔ)角鋼的平面位置及標(biāo)高，如 承臺(tái)澆筑時(shí)造成位移，傾斜，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。3、做好鋼材防護(hù)措施，嚴(yán)禁鋼材暴曬，雨天及時(shí)進(jìn)行覆蓋。4、所有材料經(jīng)（試）檢驗(yàn)合格之后方可使用，必須經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行 焊接拼裝。5、 施工過程中設(shè)專人對(duì)勁性骨架拼裝位置及尺寸進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)骨架有變形或偏 位時(shí)立即進(jìn)行處理。6、勁性骨架在拼裝焊接前，各個(gè)接頭位置要前后編號(hào)試對(duì)接，方便以后吊裝時(shí)精確安 裝。6、勁性骨架焊接質(zhì)量要求：針對(duì)外表焊縫檢查，所有結(jié)構(gòu)焊應(yīng)

14、全部進(jìn)行檢查，其焊縫外表質(zhì)量要求：1）焊縫直線度，任何部位在 10毫米內(nèi)直線度應(yīng)W2毫米。2）焊縫過渡光順，不能突變V 90。過渡角度。3）焊縫高低差，在長度25毫米，其高低差應(yīng) 1.毫米。4）焊縫咬邊。5）焊縫不允計(jì)低于工件表面及裂縫不熔合為缺陷存在。6）多道焊縫表面堆疊相交處下凹深度應(yīng) 毫米。7）全部焊接缺陷允許進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)后應(yīng)打磨光順。四、安全保證措施1、為保證施工安全目標(biāo)，項(xiàng)目部建立了以項(xiàng)目經(jīng)理為第一責(zé)任人的安全生產(chǎn)組織領(lǐng)導(dǎo) 機(jī)構(gòu)，下設(shè)安質(zhì)部，成立項(xiàng)目部專職安全員，作業(yè)隊(duì)兼職安全員位主的監(jiān)督機(jī)構(gòu)，對(duì)生產(chǎn) 過程實(shí)施安全監(jiān)控。2、進(jìn)入施工現(xiàn)場必須戴安全帽，高空施工系好安全帶。3、施工危險(xiǎn)段，應(yīng)設(shè)有標(biāo)示牌，警告牌。施工過程中，電線路應(yīng)整齊架設(shè)，做到三箱 五線電，保證用電安全。4、施工前，應(yīng)進(jìn)行作業(yè)人員崗前培訓(xùn)，加強(qiáng)安全意識(shí)，對(duì)特種工及施工技術(shù)人員進(jìn)行 施工技術(shù)交底。5、施工機(jī)械，車輛嚴(yán)禁帶病作業(yè)。6、骨架片在吊裝過程中，應(yīng)安排專人現(xiàn)場指揮，無關(guān)人員不得進(jìn)入施工現(xiàn)場。五、環(huán)保、水保及文明施工措施1、施工現(xiàn)場內(nèi)道路平整，做好臨時(shí)排水工作，現(xiàn)場設(shè)置各種安全標(biāo)示牌及安全防護(hù)設(shè)施；施工管理人員和現(xiàn)場人員必須佩帶安全帽和上崗證，施工機(jī)械停放應(yīng)整齊