菏泽松花江路钢结构冬季施工措施

菏泽松花江路钢结构桥塔冬季施工方案编制：审核：山东中通钢构建筑股份有限公司项目经理部编制日期：2010年12月7日目录一、工程概况3二、当地气温特点及对策4三、编制依据4四、冬季施工准备工作5五、钢结构冬季施工主要技术措施5六、冬季施工安全措施9一、工程概况1、本工程松花江路桥位于山东省菏泽市中心区东北角，是跨越城市景观河道赵王河的重要桥梁，也是菏泽城市入口处的重要景观建筑。松花江路桥位于规划松花江路上，道路等级为城市次干路。松花江路西起城市主干道人民路，跨越赵王河，东至规划桂陵路。松花江路桥的建成对于提高城市景观、完善菏泽市中心区东北角路网以及推动菏泽区域经济的发展意义重大。2、桥塔桥塔高59m，塔柱柱脚为钢筋混凝土结构，柱脚高9.6m。桥塔外侧立面线型由两条折线构成，横桥向为A字形。桥塔上共设置斜拉索13对，中跨11对，锚跨2对。（1）桥塔节段划分及构造塔柱节段的断面尺寸沿横桥向为2.0m，顺桥向桥塔尺寸渐变，为2.646～4.027m。塔柱段断面为矩形截面形式，塔顶段断面纵桥向设中腹板一道，为单箱双室结构。塔顶段壁板及中腹板厚16mm，其它节段壁板厚20mm。塔柱节段及塔顶节段的侧壁板及前、后壁板加劲肋规格均为12mm×120mm。每个桥塔节段设置横隔板,横隔梁厚均为12mm，横隔梁间设横向加劲肋，板厚均为12mm。其中ZT05和ZT06节段横隔梁较密集，不设横向加劲肋。为保证人能够顺利到达桥塔的任一部位，桥塔在横隔梁上设置有长为900mm，宽为600mm的圆端形人洞及相应的人行楼梯；且人洞四周设有8mm厚的加劲肋。（2）下塔柱构造塔柱柱脚为实体混凝土。塔柱柱脚在主梁梁顶至承台顶的9.6m范围内，横桥向尺寸为2.5~4.35m，顺桥向尺寸由6.526m变至7m。二、当地气温特点及对策1、冬施的起止时间：如连续5天的日平均气温稳定在5℃以下，则此5天的第一天为进入冬施的初日；当天气转暖时，最后一个5天的日平均气温稳定在5℃以上，则此5天的最后一天为冬施的终日。菏泽市属暖温带季风大陆性气候，四季分明，光热资源丰富。菏泽市近30年的平均气温为13.9℃，最热月7月份，平均气温26.9℃，最冷月1月份，平均气温-0.8℃，气温年较差27.7℃，极端最低达-16.5℃，极端最高气温40.5℃，近十年来气候变暖趋势明显，特别是冬季的气温近十年来较前三十年偏高1.4℃左右。据统计，冬季该市平均气温为0.9℃，比常年同期值偏高0.2℃，平均降水量为28.9毫米，平均日照时数为387.8小时，较常年同期偏少70.4小时。其中，12月平均气温比常年偏高1.6℃，1月、2月平均气温分别比常年偏低0.8℃、0.4℃。1月平均降雪日数为8.6天，2月平均降雪日数为2.4天。气候异常诊断结果显示全市冬季气温均为正常。鉴于本工程所处位置冬季气温不很偏低、风力偏小、雨雪多、昼短夜长，为确保本工程的质量和安全目标，针对钢结构施工的特点，特编制此方案以指导冬期的施工。三、编制依据3.1菏泽市松花江路桥施工图纸；3.2《工程测量规范》GB50026—2001；3.3《钢结构设计规范》GBJ50017—2002；3.4《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001；3.5《建筑钢结构焊接规程》JGJ81—91；3.6《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11545—89；3.7《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923—88；3.8《低合金钢焊条》GB5118—85；3.9《碳钢焊条》GB5117—85；3.10《建筑施工安全检查标准》JGJ59—99；3.11《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80—91；3.12《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33—86；3.13《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46—88；四、冬季施工准备工作4、1、冬季施工前积极组织技术人员认真审阅图纸，做好图纸设计交底和技术交底的准备工作，备齐冬季施工所需的资料和标准图集，编制冬季施工措施，所需材料在冬季施工前准备好。4、2、在钢结构工程冬季施工前，对各工序的冬季施工人员进行必要的岗位培训，并对其进行技术、质量、交底，同时进行安全、防火和文明施工等方面的教育，预防发生安全和质量事故。对钢结构工程冬季施工所使用的机械和检测设备的性能进行检验，包括临时设施、临时用电、安装等，保证施工过程中各种设备的工作状态良好，使用功能齐全。4、3、冬季施工项目夜间均设有专职值班人员，保证昼夜有人值班，做好值班记录，同时密切收听和向施工人员发布天气情况，以便及时调整施工措施。4、4、根据施工图纸和分部分项工程冬季施工方法和冬季施工进度的安排，将所有用到的材料准备齐全，主要包括：焊条烘干箱，焊条保温桶，保温防火石棉布，氧气乙炔烤枪、温度计等。4、5、所有进场材料进场后均设有专人保管。五、钢结构冬季施工主要技术措施5.1、钢结构基本焊接说明1、鉴于本工程钢构件材质为Q345D，所以对其焊接要求做以下说明：Q345D钢焊接性能不是很好，需要在焊接时制定严格的工艺措施。Q345D钢在焊接冷却过程中，热影响区容易形成淬火组织-马氏体，使近缝区的硬度提高塑性下降。结果导致焊后发生裂纹。由于Q345D钢的冷裂纹倾向较大，应选用低氢型的焊接材料，同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则，选用E5015型电焊条，即焊条规格为J507,焊丝规格为H10Mn2，焊剂规格为SJ101。2、在负温度下安装钢结构时，要注意温度变化引起的钢结构外形尺寸的偏差。在组装前必须对钢构件进行严格的尺寸校核，经校核无误后方可进行组装，组装后对整体尺寸校正无误后再进行下一步的焊接工作。3、碱性焊条在使用前必须按照产品出厂证明书的规定进行烘焙。烘焙合格后，存放在80～100°C保温箱内，使用时取出放在保温筒内，随用随取。负温度下焊条外露超过2h的应重新烘焙，焊条的烘焙次数不宜超过3次。鉴于本工程使用的焊条为低氢型，所以必须在300-350°C烘箱内2小时烘干，一次领用不超过2小时用量，并应装在保温筒内。焊剂在使用前必须按照出厂证明书的规定进行烘焙，其含水量不得大于0.1%。在负温度下焊接时，焊剂重复使用的间隔不得超过2h，否则必须重新烘焙。4、气体保护焊用的二氧化碳,纯度不宜低于99.5%(体积比),含水率不得超过0.005%（重量比）。使用瓶装气体时，瓶内压力低于1N/mm2时应停止使用。在负温下使用时，要检查瓶嘴有无冰冻堵塞现象。5、负温度下厚度大于9mm的钢板应分多层焊接，焊缝应由下往上逐层堆焊。为了防止温度降得太低，原则上一条焊缝要一次焊完，不得中断，在再次施焊时，应先进行处理，清除焊接缺陷，合格后方可按焊接工艺规定再继续施焊。在负温度下进行构件组装定型及焊接时，应严格按焊接工艺规定进行，由于焊接的起始点和收尾点比常温更易产生未焊透和积累各种缺陷，因此，单条焊缝的两端必须设置引弧板和熄弧板，引弧板和熄弧板的材料应和母材一致，严禁在母材上引弧。5.2、焊接施工流程1、坡口准备→点固焊→预热→里口施焊→背部清根（碳弧气刨）→外口施焊→里口施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验2、焊接方法：采用手工电弧焊（D）。3、焊接电流：为了避免焊缝组织粗大，造成冲击韧性下降，必须采用小规范焊接。具体措施为：选用小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道的焊接工艺（焊接顺序如图一所示）。焊道的宽度不大于焊条的3倍，焊层厚度不大于5mm。第一层至第三层采用Ф3.2电焊条，焊接电流100-130A；第四层至第六层采用Ф4.0的电焊条，焊接电流120-180A。4、预热温度:由于Q345D钢的Ceq＞0.45%，在焊接前应进行预热，预热温度T0=100-150°C，层间温度Ti≤400°C。5.3、现场焊接顺序：1、焊前预热为减缓焊件焊接后得冷却速度，防止产生冷裂纹。当温度低于0℃时在钢构件焊接前，首先对需要焊接的构件坡口两侧进行预热，恒温30分钟后开始焊接。焊接的预热、层间温度、热处理由热处理控温柜自动控制，采用热电偶测量温度。预热时热电偶的测点距离坡口边缘15mm-20mm。2、焊接1、为了防止焊接变形，每个构件接头采用二人对称施焊，焊接方向由中间向两边施焊。在焊接里口时（里口为靠近腹板的坡口），第一层至第三层必须使用小规范操作，因为它的焊接是影响焊接变形的主要原因。在焊接一至三层结束后，背面进行清根。在使用碳弧气刨清根结束后，必须对焊缝进行机械打磨，清理焊缝表面渗碳，露出金属光泽，防止表层碳化严重造成裂纹。外口焊接应一次焊完，最后再焊接里口的剩余部分。2、当焊接第二层时，焊接方向应与第一层方向相反，以此类推，每层焊接接头应错开15-20mm。3、两名焊工在焊接时的焊接电流、焊接速度和焊接层数应保持一致。4、在焊接中应从引弧板开始施焊，收弧板上结束。焊接完成后割掉并打磨干净。3、焊后热处理为了降低焊接残余应力，减小焊缝中的氢含量，改善焊缝的金属组织和性能，在焊后应对焊缝进行热处理。热处理温度为：600-640℃，恒温时间为2小时（板厚40mm时），升降温速度为125℃/h。4、焊接检验根据《钢结构工程施工及验收规范》的要求，焊口采用超声波探伤法进行检验。5.5、钢结构安装1、钢结构制作和安装冬季施工严格依据有关钢结构冬季施工规定执行。2、钢构件正温制作负温安装时，应根据环境温度的差异考虑构件收缩量,并在施工中采取调整偏差的技术措施。3、参加负温钢结构施工的电焊工应经过负温度焊接工艺培训，考试合格,并取得相应的合格证。4、负温下使用的钢材及有关连接材料须附有质量证明书,性能符合设计和产品标准的要求。5、负温下使用的焊条外露不得超过2小时，超过2小时重新烘焙，焊条烘焙次数不超过3次。6、焊剂在使用前按规定进行烘烤，使其含水量不超过0.1%。7、负温下使用的高强螺栓须有产品合格证，并在负温下进行扭矩系数、轴力的复验工作。8、负温下钢结构所用的涂料不得使用水基涂料。9、构件下料时，应预留收缩余量，焊接收缩量和压缩变形量应与钢材在负温度下产生的收缩变形量相协调。10、构件组装时，按工艺规定的顺序由里往外扩展组拼，在负温组拼时做试验确定需要预留的焊缝收缩值。11、构件组装时，清除接缝50mm内存留的铁锈、毛刺、泥土、油污、冰雪等杂物，保持接缝干燥无残留水分。12、钢结构现场安装时，如遇雪天或风速在6m/s以上，搭设防护棚。13、不合格的焊缝铲除重焊，按照在负温度下钢结构焊接工艺的规定进行施焊。14、环境温度低于0℃时，在涂刷防腐涂料前进行涂刷工艺试验，涂刷时必须将构件表面的铁锈、油污、毛刺等物清理干净，并保持表面干燥。雪天或构件上有薄冰时不得进行涂刷工作。15、冬季运输、堆放钢结构时采取防滑措施，构件堆放场地平整坚实无水坑，地面无结冰。同一型号构件叠放时，构件应保持水平，垫铁放在同一垂直线上，并防止构件溜滑。16、钢结构安装前根据负温条件下的要求，对其质量进行复验，对制作中漏检及运输堆放时产生变形的构件，在地面上进行修理矫正。17、使用钢索吊装钢构件时应加防滑隔垫，与构件同时起吊的节点板，安装人员需用的卡具等物用绳索绑扎牢固。18、安装前清除构件表面冰、雪、露，但不得损坏涂层。19、负温下钢结构安装质量除遵守《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）要求外，还应按设计要求进行检查验收。七、冬季施工的安全措施1、因冬季用电量大，加强防火安全教育，尤其是存在易燃易爆物质的区域，应对作业人员加强禁止烟火的教育，建立各级防火安全责任制度。2、施工的易燃、易爆及有毒物品要建立严格的管理制度；宿舍内采取统一取暖的管理办法，严禁使用电炉、电热毯、木柴、煤火及炭火取暖，防止触电和中毒事故的发生。3、钢构件在加工、运输、安装过程中，要注意防止撞击、刻痕等缺陷。4、冰雪天要采取护盖措施，防止钢构件表面结冰瘤。5、钢构件冬季施工时，雪天现场不宜焊接作业，必须施焊时，需增大焊接电流，降低焊接速度并采取有效遮蔽措施。6、认真落实国家有关部门的安全生产措施和规定，特别注意防止高空坠物、物体打击、机械伤害和触电事故的发生。7、做好高空交叉多层作业