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X市慈海桥工程摩天轮钢结构人字塔架安装施工方案

X市慈海桥工程摩天轮钢结构人字塔架安装施工方案

1.1.方案编制依据 6

DL／T 1709.6-2017 智能电网调度控制系统技术规范 第6部分：调度管理1.2.人字塔架结构形式与安装单元划分 6

1.2.1.人字塔架结构形式 6

1.2.2.人字塔架制作、运输与安装单元的划分 9

1.2.3.人字塔架各运输单元段安装进场顺序 12

1.3.人字塔架安装施工总流程方案框图 13

1.4.人字塔架安装的设计精度要求 14

1.5.安装施工总平面布置 14

1.6.人字架现场安装施工人员与进度计划 16

2.安装措施的布置与施工 17

2.1.安装施工钢平台与平面移运系统的铺设 17

2.1.1河中安装施工钢平台基础施工 17

2.1.2.岸上安装平台基础施工 18

2.1.3.安装施工钢平台上部结构搭设 19

2.1.4.平面运输系统的铺设 22

2.2.120t×m塔吊布设 22

2.3.岸上卸车门架布设 25

2.4.岸上提升门架布设 29

2.5.河中提升门架的布设、结构型式、安装与拆除及其施工安全措施 32

2.5.1.河中提升门架的钢管桩承台基础结构型式 32

2.5.2.主体结构形式 34

2.5.3.门架制作安装工艺流程 39

2.5.4.施工质量与使用要求 40

2.6.塔腿与三叉块拼装胎架的型式与搭设 43

2.6.1.塔腿拼装胎架的型式与搭设 43

2.6.2.三叉块拼装胎架的型式与搭设 43

2.7.各塔段箱体空中对接的卡具型式与制备及布设 44

2.8.塔段空中组对、焊接平台的措施与型式 45

2.9.安装人行通道（马道）的布设与搭设 47

2.10.塔腿空中稳定水平风撑的设计与布设 47

2.11.塔腿、三叉块、塔柱的吊点、吊耳布设 52

2.11.1.塔腿的吊点、吊耳布设 52

2.11.2.三叉块的吊点、吊耳布设 54

2.11.3.塔柱吊点、吊耳的布设 55

3．钢结构人字塔架的安装 57

3.1.塔脚预埋安装 57

3.1.1.钢劲性桁架的安装 59

3.1.2.塔脚预埋段钢箱体安装 59

3.1.3.钢劲性桁架与塔脚预埋段钢箱体的组对焊接顺序（见下图顺序号所示） 70

3.2人字塔架塔腿、三叉块的拼装与整体提升安装 72

3.2.1塔腿平台上的组对与焊接 72

3.2.2三叉块平台上的组对与焊接 76

3.2.3.塔腿、三叉块的整体提升与组对焊接 77

3.3人字塔架塔柱的分段提升安装 92

3.3.1.人字塔架塔柱的吊装方法 92

3.3.2.人字塔架塔柱的安装精度要求 92

3.3.3.人字塔架塔柱提升安装阶段的测量精度控制对象与内容是： 93

3.4摩天轮轮轴的安装 95

3.4.1.轮轴的吊装方法 95

3.4.2.轮轴安装的精度要求 95

3.5高强螺栓施工 98

3.5.1高强螺栓安装施工流程（见后施工流程图） 98

3.5.2质量控制 98

3.5.3施工检验 98

3.6人字塔架钢索的安装与张拉 101

3.6.1平衡索安装与张拉 101

3.6.2稳定索安装与张拉 101

3.6.3注意事项 101

3.7钢结构人字塔架安装主要工序与工况描述表 101

4．安装测量方案与精度控制措施 107

4.1安装测量方案 107

4.1.1.测量方案编制依据 107

4.1.2.测区现有资料分析 108

4.1.3.施工中使用的主要的测量仪器仪表 108

4.1.4.施工控制网的建立及自身精度评定 108

4.1.5.控制网对摩天轮的精度分析与精度估算 111

4.1.6.水准网的建立及精度分析 112

4.1.7.构件安装定位测量方法简述 113

4.1.8.塔脚预埋件和塔脚的定位 117

4.1.9.人字架的定位 122

4.1.10.稳定索、张拉索定位与检测 124

4.1.11.轴承定位 124

4.2.安装偏差与精度控制措施 126

4.2.1.钢卷尺应通过测量器具的鉴定与校准。 126

4.2.2.人字架的施工过程监测 128

4.2.2.人字架的施工过程监测 129

4.2.3.人字架位置纠正 131

4.3.门架与平台测量观测方案 132

4.3.1监测内容 132

4.3.2、监测意义与作用 132

4.3.3、监测布点方案 133

4.3.4、测量时序安排 138

4.3.5、测量数据记录与统计及反馈 138

4.3.6.、评判标准与依据及情况处理 140

5.质量控制体系和措施 141

5.1.质量管理组织机构与岗位职责 141

5.2.质量保证措施 141

5.3.质量控制程序 142

6.安全文明施工措施 147

6.1.安全管理体系 147

6.2.安全生产措施 147

6.2.1.高空作业安全 147

6.2.2.起重吊装作业安全 148

6.2.3临时用电安全 149

6.2.4.消防 150

6.3.文明施工体系与措施 151

7.雨季施工措施 152

7.1.雨季施工管理体系 152

7.2.雨季施工技术措施 153

8.安装措施的结构设计与验算 154

8.1.对河中钢管桩承载力的计算验算 154

8.1.1.河中平台和塔吊基础钢管桩设计： 154

8.1.2.塔吊基础C30砼承台验算： 157

8.1.3.塔腿平移时钢管桩验算 163

8.2.卸车门架 166

8.2.1.卸车门架计算 166

8.2.2施工工艺 169

8.3.岸上提升门架的计算 174

8.4.河中提升门架计算 176

8.4.1河中提升门架基础的计算验算 176

8.4.2河中提升门架主体结构计算 185

8.5河中门架架缆风计算 192

8.6河中提升门架滑轮组、钢丝绳等计算： 193

8.7塔腿整体提升时吊耳、吊杆、插销等强度计算 194

8.7.1吊耳受力计算 194

8.7.2焊缝应力计算 196

8.7.3吊杆、插销强度计算 196

8.8节点计算 198

8.9分配梁计算 201

X市慈海桥工程摩天轮钢结构人字塔架安装施工方案

X市慈海桥工程施工图桥梁分册和摩天轮施工图。

业主对工程建设的意见和要求，现场踏勘所掌握的情况和资料。

《慈海桥岩土工程勘察报告》

《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202－2002）

《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）

《海河两岸综合开发改造工程慈海桥工程初步设计》

《塔式起重机安装使用说明书》

《慈海桥总体安装方案第一次专家论证会意见》

《慈海桥总体安装方案第二次专家论证会意见》

1.2.人字塔架结构形式与安装单元划分

1.2.1.人字塔架结构形式

两个耸立的人字形塔通过顶部轴线间距21m长的摩天轮轮轴刚接而形成钢门架，塔脚与基础刚结。每个人字塔由塔腿与塔柱相互成120度夹角、断面为4000×3500mm的三条直线型钢箱体构成。每个人字塔下有平衡索，两侧有稳定索。人字塔顶部距地面高度为64m，人字塔的两个塔趾轴线间距为123.306m。两个人字塔的两个相邻塔趾轴线间距为42.664m。

1.2.2.人字塔架制作、运输与安装单元的划分

摩天轮人字塔架钢结构主要分为6个部分的安装：

2）、塔腿和塔脚外露段拼装后分别整体吊装、

3）、三叉块组焊及整体吊装、

5）、摩天轮轮轴整体吊装、

6）、平衡索与稳定索的安装等。

人字塔架钢结构经综合协调制作、运输和安装需求后，确定了制作、运输、吊装与安装单元的划分，详见人字塔架钢结构运输、吊装与安装单元划分表。

人字塔架钢结构运输、吊装与安装单元划分表

吊装（安装）单元个数（个）

6.740×4×3.5

4.269×4×3.5

9.300×4×3.5

11.00×4×3.5

9.000×4×3.5

10.00×4×3.5

10.00×4×3.5

（3.5～4.674）

8.619×4×4.35

8.619×4×4.35

5.230×4×4.5

12.00×4×3.5

12.00×4×3.5

4.564×4×3.5

14.3×Ф4.424

12.0×1.0×1.0

见“人字架结构分段图”和“各节段重量表”。其中

每侧人字塔架三叉块（TT4）：分为2段出厂，每个三叉块重90t；

每侧人字塔架塔柱：分为4段，最上段为与轮轴同加工段,其下一段为安装调整段。

人字塔架横梁：即轮轴，为1整段加工出厂。

1.2.3.人字塔架各运输单元段安装进场顺序

人字塔架的塔腿各运输单元段按先6#轴段、后三叉段、再5#轴段的顺序，逐段运进桥址安装现场。下游侧的塔腿与上游侧塔腿同时进场，最后进场塔柱、塔端、轮轴段。具体进场顺序见“人字塔架分段进场顺序表”。

X慈海桥人字塔架分段进场顺序表

1.3.人字塔架安装施工总流程方案框图

摩天轮人字塔架安装总流程方案框图

1.4.人字塔架安装的设计精度要求

(1)、每个人字架塔顶平面的位置偏差：设计要求，人字架顶部在与主轴两端的塔座连接的水平分界面处，箱体四角点与设计位置的水平偏差不得大于20mm。

(3)、两个人字架塔顶之间的高度偏差：设计要求，安装后主轴中心线两端的水平倾斜不得大于15mm。

1.5.安装施工总平面布置

在安装过程中，需要的安装措施主要有，平面措施：安装钢平台、拼装胎架、卸车移运装置；起吊设施主要有:1个塔吊、2个岸上卸车门架、1个河中提升门架、4个岸边提升门架，等等。

如总平面设施布置图所示，河中布置ф630×8mmmm的钢管桩，分别用于交通栈桥、塔吊、提升门架和水上安装平台的桩基础。塔吊基础共有9根钢管桩，提升门架基础共有6×8根钢管桩，其余为安装平台和交通栈桥的钢管桩。

塔吊设在河中桥的上游一侧，为120t×m加强型爬升式，主要用于安装水上安装平台和河中提升门架及其它辅助小件吊运。

河中提升门架顶部距地面高度为71m,起重能力为500t，主要用于安装人字塔架和摩天轮轮盘。

在5#承台塔脚侧设2个卸车门架，用于塔段构件的卸车，起重能力设计为100t，完成卸车后改装为岸上提升门架，在6#承台塔脚处也分别安装2个岸上提升门架，起重能力均为500t。岸上提升门架与河中提升门架一起用于整体吊装塔腿。

1.6.人字架现场安装施工人员与进度计划

2.安装措施的布置与施工

人字架钢结构安装措施主要包括岸上及河上施工移运钢平台，塔吊一座，岸上卸车门架，水中提升门架，人字架拼装胎架，各塔段空中对接的卡具、空中稳定横撑以及施工人员操作平台。

2.1.安装施工钢平台与平面移运系统的铺设

安装施工钢平台分为河中和河岸两侧钢平台三部分，平台下部支撑均为ф630×8mm螺旋焊钢管，上部架设纵、横梁和移运器，人字架各塔段进场卸车吊到施工平台上组对拼装，完成后由卷扬机牵引移运到预定位置进行吊装。

2.1.1河中安装施工钢平台基础施工

河中安装钢平台采用ф630×8mm螺旋焊钢管桩基础，管长度均为24m，单桩容许承载力按80t计，钢管桩具体平面布置见下图

将要打入的钢管桩运至河岸处，在钢管桩打入之前，首先将振动锤吊起进行试机，确认无误后方可进行桩的施工。用桩架的导滑夹具或桩箍夹箍将桩嵌固在

桩架两导柱中，垂直对准桩位中心，用两台经纬仪架设在不同的角度，校正桩架导向杆及桩的垂直度，并保持锤、桩帽与桩在同一纵轴上。吊起钢管桩后，空打1～2m，再次校正垂直度后，再将钢管桩缓缓插入水下土层，待桩位置及垂直度校正后即可将锤连同桩帽，压在桩上，同时在桩的侧面或桩架上设置标尺，并做好记录。振动锤开始振动下沉时，落距要较小，待入土一定深度后，按照需要的落距进行施打。

2.1.2.岸上安装平台基础施工

岸上安装平台基础采用ф630×8mm螺旋焊钢管与预埋钢板焊接组成，以红桥侧施工为例进行说明：在5＃承台浇注混凝土之前，将200×150mm的钢板预埋在承台顶面，承台混凝土浇注完成之后将ф630×8mm钢管桩与预埋钢板焊接，钢管与底部钢板相焊四个方向采用三角钢板加劲。部分坐落在中间结合梁和5a背墙上的钢管桩可利用膨胀螺栓固定钢板之后钢管桩与其焊接，四面同样焊上三角加劲板。不在承台上的钢管桩基础用混凝土浇注成一个1m见方，50cm厚的混凝土墩台，墩台中布设钢筋网片，顶面预埋钢板，完成后钢管桩与其焊接，四面焊上三角加劲板。

岸上支撑钢管桩具体施工布置见下图：

2.1.3.安装施工钢平台上部结构搭设

安装施工平台顶面施工设计标高定为＋6.328m，根据安装平台材料结构，下返计算出钢管桩顶面标高，低于设计标高的接桩，高于设计标高的割除至设计高度，达到设计标高后将钢管桩纵、横向采用槽钢桁架片焊接加固连接形成整体，钢管与槽钢接头处采用200×150×12mm钢板连接，在钢管桩顶面焊接800×800×12mm钢盖板。之后，在盖板上横桥向焊接架设2HW600型钢为横梁，在HW600型钢上顺桥向架设I20工字钢为纵梁，每道纵梁为2根I20双拼，纵梁共设8道，因为塔腿宽4m，取两侧间距小于4m，纵、横梁两根H型钢上下翼缘板面采用缀板连接，加强整体性和抗弯能力。

施工平台上部结构具体布置如下图：

2.1.4.平面运输系统的铺设

安装平台的基础和上部纵横梁搭设完毕之后，在纵、横梁相交处的纵梁上设置

人字架钢结构安装单元分段运输至现场，经卸车门架卸放到移运器上，由卷扬机移运到预拼装位置，卷扬机锚固点可直接设置在平台上部钢结构上。

在移运器滑道两侧桥纵向铺设挑架上铺方木,各做成一个通长施工便道，每个便道宽1.2m,在边上设置防护栏，作为人员行走、操作平台。

2.2.120t×m塔吊布设

塔吊位于河中央靠上游侧，用于河中平台构件、提升门架构件安装、拆卸的吊运，及工程施工机械和工具的调度吊运。

塔吊基础采用9根ф630×8mm钢管桩，钢管桩顶浇注4000m×4000mm×1500mm的钢筋砼承台，在承台上安装120t×m加强型爬升式塔吊，塔吊型号为FO/23B，手臂长51.7m，最远端50m处的最大起吊能力为2.3t。2m见方塔身的标准节为L200×20mm角钢和600×600mm2钢板等构件组成固定支脚。

塔吊由于人字架安装施工需要必须进行顶升。现阶段塔吊顶端高度为36m,计划提升最高高度81m，提升分两阶段进行，第一阶段从36m提升到40m，第二阶段从40m提升到81m，提升过程必须严格按照相关规范要求和塔吊厂家提供的施工方案进行。

根据选用的塔吊型号FO/23B，提升高度81m的状态下需在塔身第14节处附着。但由于本工程中塔吊的附着只能与河中提升门架连接，为保证附着质量以及考虑到河中提升门架的结构安全，整个塔吊共设置两道附壁拉杆，与河中提升门架牢固连接。附壁拉杆的位置分别对应于河中提升门架的下层和上层桁架梁处，在提升门架立柱对应处加焊连接节点，塔吊附着杆与节点通过销轴连接，详见塔吊扶壁示意图。

2.3.岸上卸车门架布设

人字架钢结构安装单元分段运输进入上、下游侧岸上卸车门架下方卸车至相应的轨道上，卸车门架使用完成之后再改装成岸上提升门架。现以红桥侧为例说明卸车门架布设方法。

卸车门架布设于5＃墩与5a＃墩之间，横桥向跨度为14m,顺桥向跨度为15m，门架梁下高度为15.564m，门架立柱采用ф630×8mm的钢管桩组对拼成，每4根一组。钢管桩布设方法和岸上平台钢管桩基施工基本相同。立柱上端铺设双拼HM482×300mm型钢，两边12mm钢板加劲。在型钢上铺设主梁和承重梁，主梁和承重梁之间设置四氟滑块。

主梁和承重梁均采用321战备贝雷，贝雷为I150型，尺寸为3000×1500mm，主梁和承重梁均采用4排6片共18m，设计起吊能力为100t（已计入安全系数），现场最重起吊构件为75t；四氟板的规格为400×300×170mm，[40a和[36a槽钢分别布置在四氟板的下表面和上表面，具体布置型式见卸车门架侧立面结构图。

卸车、提升门架的搭设和拆除工艺为：

卸车门架结构型式和平面布置如下图：

2.4.岸上提升门架布设

岸上卸车门架使用完成后，用80t履带吊将承重贝雷梁撤除，改装桁架主梁，下层基础钢管桩不变，桁架梁上下层主承重梁为HM482×300mm型钢，上下面采用[20a槽钢平连，中间采用I28a型钢连接。

提升门架的施工工艺流程见上节：卸车、提升门架的搭设和拆除工艺。

2.5.河中提升门架的布设、结构型式、安装与拆除及其施工安全措施

在河中设置一座500t主提升门架，通过塔吊协作正装法安装就位。提升门架主要用于人字塔架各部位的吊装就位。

根据人字架安装工序，河中提升门架设计时主要工况如下：

塔腿在整体拼焊完成后，下游侧或上游侧的两条塔腿要对称整体提升，每条塔腿重量约为400吨，提升高度约为35米。河中提升门架验算工况：2下游侧塔腿自重＋三叉块自重＋三叉块装配冲击荷载＋平衡索重力与初张拉的影响荷载＋风荷载＋卷扬机的提升力＋门架风缆荷载＋塔腿横连锚固荷载＋风缆荷载＋塔吊扶壁对门架的作用荷载＋马道对门架的扶壁作用。

用河中提升门架上层桁架提升三叉块到指定高度后，达到合拢温度时三叉块与塔腿合拢对口，施焊。此时下层边跨桁架梁承受人字塔腿重量，同时上层边跨桁架梁起吊三叉块,三叉块重约90吨。河中提升门架验算工况及吊杆验算工况：2下游侧塔腿自重＋三叉块自重＋卷扬机的提升力＋平衡索重力与初张拉的影响荷载＋风荷载＋门架风缆荷载＋塔腿外拉索荷载＋塔腿内倾力的影响＋塔腿横连锚固荷载＋岸上提升门架卸载后塔脚对塔腿向上的反作用顶推力的影响＋塔腿内倾力的影响＋下游侧塔腿八字结构的影响＋塔吊扶壁对门架的作用荷载+马道对门架的扶壁作用。

2.5.1.河中提升门架的钢管桩承台基础结构型式

提升门架共设有8个独立的钢管桩承台基础，钢管桩的植入方法与平台钢管桩的植入方法相同。每个钢管桩承台基础下部由6根ф630×8mm钢管构成一个钢管桩基，每个钢管桩入土深度为20m，单桩容许承载力按80t计算。每个钢管桩基顶部浇注4.5m×3.5m×1.5m的C30钢筋砼承台而形成一个独立的钢管桩承台基础，同时在门架基础平台上预埋八块200*150*12mm钢板呈莲花形。具体形式详见"河中提升门架钢管桩基础施工图"和"河中提升门架基础平台施工图"。

2.5.2.主体结构形式

提升门架是由格构式立柱和桁架梁以及斜撑组成的稳定框架体系，具体结构型式详见"河中提升门架图"。

提升门架共设有8组立柱。每个钢管桩承台基础上顺桥向用2根φ920×12螺旋焊钢管通过斜撑连接构成1组格构式门架立柱，两组立柱之间的连接斜撑顺桥向为φ426X8mm钢管,横桥向为φ219X6mm钢管。并且上下层门架立柱间横、顺桥向增加有效横梁连接。为防止钢柱平面外失稳，四个边柱增加φ630×8螺旋焊钢管直至下层桁架处，与现有的两根φ920钢管形成三角形格构式柱。

河中提升门架安装由下而上，先在门架管桩承台基础平台上表面预埋八块200*150*12mm钢板预埋件呈莲花形，用于焊接固定门架立柱，埋件布置详见"河中提升门架承台顶预埋件图"和“节点图”。经过测量标高后抄平底面，在地脚焊接法兰圈。然后竖上钢管，钢管与底面法兰铁板满围焊，同时沿管脚周向均布竖向加焊上10块100*100*12的三角加劲板，立柱钢管均采用法兰盘连接，每6m设置一道法兰。

上下层桁架梁均由两排钢桁架梁组成矩形截面格构式梁，下层边跨桁架梁上下弦杆均采用热轧型钢HM482X300，立面腹杆采用I36工字钢，横面腹杆采用20槽钢；其余桁架梁上下弦杆均采用热轧型钢HM482X300，立面腹杆采用I28工字钢，横面腹杆采用20槽钢。桁架梁具体结构型式见"下层边跨桁架梁图"、"上层边跨桁架梁图"和"中跨桁架梁图"。桁架梁与立柱采用铰接连接，并在立柱节点处加焊牛腿支撑，具体型式见节点大样图。

承重梁用于起吊过程中将塔腿重量传递到提升门架两侧的(何为？)主横梁上，承重梁也为钢桁架箱形截面梁。为保证主横梁的两榀桁架受力均匀，在这两榀桁架间先搭设分配梁，承重梁作用在分配梁上，这样就保证了格构式主横梁的每榀桁架所承受荷载大致相同，从而其传递给格构式立柱中的每根钢柱上的荷载也大致相同，避免了单根钢柱承受起吊过程中大部分荷载的情况。

上下层边跨桁架梁顶面安装横桥向的四氟板滑槽，承重梁和分配梁可在边跨桁架梁上横桥向移动。每根承重梁上装配2套H140D8滑轮组，同时由一固定在承重梁上的导向滑轮连接到提升门架下面钢平台上的10t慢速卷扬机上（详见吊装系统布置图），待人字塔架各部位结构分段拼装焊接结束后，用卷扬机进行同步提升。构件提升到设计位置后采用拉杆临时固定在下层桁架梁上（塔腿上端预先焊接一组万向节式吊杆吊耳），吊耳具体布置详见“塔腿吊耳图”，上端采用刻丝，拧上螺帽，螺帽通过一半球形钢构件与桁架上短横梁相接，以减少由于塔腿位移而引起拉杆产生的弯扭。

提升门架主体结构安装完成后，要在门架顶部的四角位置设置缆风绳，结构型式详见“缆风布置图”。各道缆风绳规格为φ17.5(6*37)的钢丝绳，并对角线设置，松紧适度。缆风绳与地面的夹角为35°，其下端栓结在专用的地锚上。

塔吊与河中提升门架的扶壁

2.5.3.门架制作安装工艺流程

2.5.4.施工质量与使用要求

2.5.4.1钢结构制作及施工安装应遵循的主要规范、规定

2.5.4.2制作过程中质量要求

1)、焊接工程（三级焊缝）

三级焊缝的质量验收要求见《钢结构工程施工质量验收规范》（附录A.0.1）

2)、法兰盘普通螺栓紧固件连接

所有螺栓均有厂家出场质量检验报告，不需复验。

DB37／T 3588-2019标准下载一般项目：详见《钢结构工程施工质量验收规范》（7.6.2节及表7.6.2）

主控项目：桁架不应下扰。

(1)桁架焊接连接的允许偏差符合《钢结构工程施工质量验收规范》附录C

中表C.0.2的规定。

粉煤灰混凝土应用技术规范 GBT 50146-2014(2)顶紧接触面有75%以上的接触面积。

(3)桁架结构杆件轴线交错点错位的允许偏差不大于3.0mm。

2.5.4.3安装过程中质量要求