大桥钢栈桥专项施工方案.doc

马其大桥钢栈桥 专项施工方案 中铁十六局集团有限公司 漳永高速公路 A2 合同段项目经理部 二 一二年十月 目 录 1 编制说明和编 制依据 2 1 1 编制依据 2 1 2 编制原则 2 2 工程概 况 2 3 自然条件及施工环境 3 3 1 水文 气象 3 3 2 工程地质条件 3 4 施工布置 3 4 1 现场规划 3 4 2 施工队伍 3 4 3 设备配备 3 4 4 材料 机具运输 4 4 5 施工进度计划 4 5 栈桥施工 4 5 1 栈桥结构设计 4 5 2 钢栈桥设计 5 5 3 钢栈桥主要材料表 6 5 4 钢栈桥结构计算 6 5 5 栈桥标高的 确定 9 5 6 钢栈桥施工 10 5 7 施工注意事项 11 6 施工过程质量保证措施 12 7 施工过程安全保证措施 13 马其大桥钢栈桥施工方案 1 编制说明和编制依据 1 1 编制依据 1 漳州至永安联络线 华安段A2合同段招标文件 招标图纸 2 交通部颁发的公路工程标准施工招标文件 2009年版 3 公路桥涵施工技术规范 JTJ041 2000 4 路桥施工计算手册 5 钢结构计算手册 6 公路工程施工安全技术规程 7 公路工程质量检验评定标准 JTG F80 1 2004 8 现场实地勘察资料 含交通运输 材料来源 民俗民情资料等 9 合同谈判纪要总工期及业主对安全 质量等方面的要求 10 结合我单位同类工程施工经验 施工技术实力及机械化作业水平 11 福建省高速公路施工标准化管理指南 1 2 编制原则 1 根据马其大桥桥位的地质 水文 气候条件及工程规模 技术特点 工期要求 等 2 在满足施工机械 人群荷载受力要求的前提下 力求经济合理 3 施工方案力求结合实际 安装方便 工期短 达到经济实用 安全可靠的目的 4 施工严格遵守设计 施工规范 确保工程质量达到要求 5 钢栈桥在施工时 尽量减少对九龙江环境的影响 保障过水断面的要求 2 工程概况 马其大桥 斜跨鹰厦铁路 九龙江及 S208 左线桥起点桩号 ZK8 997 终点桩号 ZK9 617 桥跨组合 10 40 4 30 预应力混凝土 T 梁 桥梁总长 527 5m 右线桥起点 K9 021 5 终点 K9 541 5 桥跨组合 10 40 4 30 预应力混凝土 T 梁 桥梁总长 527 5m 该桥左线桥 6 7 8 9 10 墩 右线桥 6 7 8 9 10 墩位于九龙江 中 下部结构桥墩采用柱式墩 基础采用钻孔灌注桩基础 测量水位 10 85m 3 自然条件及施工环境 3 1 水文 气象 桥区属南亚热带季风气候区 气候温和 多年平均气温 20 2 极端最高气温 41 2 极端最低气温 5 7 多年平均降水量 1505 9mm 降雨量年内分配不均匀 春夏多雨 夏秋季节受台风影响频繁 多形成暴雨洪水 4 9 月份降雨量约占全年降 水量的 75 3 2 工程地质条件 桥位属剥蚀丘陵及河谷地貌 斜跨九龙江 河谷东侧较平坦 西侧地势较陡 线 路走向与河谷走向夹角约 20 度 河谷中地势平缓 为沟谷冲击地貌 据该桥区钻探揭 示 河沟谷为冲积粉质粘土 中砂 卵石 坡地为坡残积粘性土 下覆侏罗系漳平组 泥质粉砂岩 粉砂岩及燕山晚期花岗岩 3 3 通航要求 本桥无通航要求 4 施工布置 4 1 现场规划 为贯通施工主便道 马其大桥跨九龙江拟采用钢栈桥施工 在右线上游搭设钢栈 桥 以便施工通行 根据现场地形地貌并结合荷载使用要求 经过现场勘查 结合桩 基平台需要钢栈桥规模拟定为 桥梁全长 60 米 标准跨 12 米 桥面净宽均为 4 5 米 桥面标高 15 85 米 基础施工时 由小里程向大里程依次施工 采用围堰筑岛方法 填土石方做为便道和工作平台 小里程方向筑岛至 9 墩位置 然后待墩柱施工完成后 挖除筑岛土方 改河道于北岸 筑岛 10 墩 进行基础施工 4 2 施工队伍 根据栈桥施工特点及现场条件 安排一个专业队负责栈桥架设 4 3 设备配备 基础施工主要设备除现有设备外 部分特殊专用设备采取租赁 设备型号以满足 现场施工需要为原则进行选择 见下表1 表 1 基础施工主要设备计划表 序号 机械设备名称 型号功率 单位 数量 备注 1 汽车吊 25t 台 1 2 履带吊 38t 台 1 3 振动锤 60Kw 台 1 4 装载机 柳工 50 台 2 5 发电机 200KW 台 1 6 电焊机 台 4 7 测量设备 徕卡 台 1 4 4 材料 机具运输 所用材料中贝雷梁从厂家购买 现场安装 型钢 钢板 钢护筒从厂家进货 现 场根据实际需要加工 现场配置 1 台 25 吨汽车吊 方便材料的运输 安装等 4 5 施工进度计划 计划开始时间 2012 年 10 月 20 日 完成时间 2012 年 11 月 30 日 总工期 51 天 施工准备 2012 年 10 月 1 日 2012 年 10 月 20 日 施工便道及围堰筑岛 2012 年 10 月 20 日 2012 年 10 月 30 日 栈桥施工 2012 年 10 月 31 日 2012 年 11 月 30 日 5 栈桥施工 5 1 栈桥结构设计 根据现场施工需要 拟采用搭设钢栈桥 经过现场勘查 钢栈桥规模拟定为 栈 桥全长约 60 米 标准跨径为 12 米 桥面净宽均为 4 5 米 桥面标高为 15 85m 位置在 桥梁右线的上游 栈桥左侧与右线桥墩净距 3 5m 主要用于水平输送混凝土 钢材 机械设备等 架设电力 供水 混凝土输送泵等管线 方便施工人员上 下班 钢栈 桥结构如下 基础与墩柱结构为 530mm 壁厚 8mm 的钢管桩 横梁结构为 I40a 工字钢 纵梁结构为 贝雷梁 桥面结构为 25a 型钢上铺 10mm 厚印花钢板 防护结构为 钢管护栏 钢栈桥其他设施 为确保大桥施工中水 电的供应 栈桥上设置有电缆管道和自来水供水管道 栈 桥考虑采用防腐涂装保护措施 护栏的竖杆 扶手横杆刷上红白相间的警示反光油漆 防止水上船只过桥时对钢管桩的碰撞 同时在栈桥端部设置交通岗亭 并派专人进行 值班上岗 防止非施工人员上桥 5 2 钢栈桥设计 5 2 1 基础及下部结构设计 单墩布置单排 3 根钢管桩 桩径 530mm 壁厚 8mm 横向间距 1 75m 桩顶布 置 2 根 I40a 工字钢横梁 管桩与管桩之间用 20a 槽钢水平向和剪刀向牢固焊接 为 了增强便桥横向稳定性 视现场情况在墩位上下游两侧增设补强墩 5 2 2 上部结构设计 桥梁纵梁各跨跨径均为 12m 根据行车荷载及桥面宽度要求 12 米跨纵梁布置单 层 4 片国产贝雷片 规格为 150cm 300cm 横向布置形式为 30cm 130cm 130cm 130cm 30cm 贝雷片纵向用贝雷销联结 横向用 90 型定型支撑片 联结以保证其整体稳定性 贝雷片与工字钢横梁间用 U 型铁件联结以防滑动 5 2 3 桥面结构设计 桥面采用装配式钢栈桥定型桥面板 故受力不做验算 单块规格为 4 5m 1 5m 桥面板结构组成为 10mm 厚印花钢板 25acm 工字钢底横肋 间距 30cm 制作好的桥面板直接安放在贝雷片纵梁上 并用螺栓联结牢固 为安装桥面 栏杆需要每隔 3 片面板间安装 1 根 12cm 槽钢 5 2 4 防护结构设计 桥面采用小钢管 直径 5cm 做成的栏杆进行防护 栏杆高度 1 2 米 栏杆纵向 1 5 米 1 根立柱 与桥面槽钢焊接 高度方向设置两道横杆 5 3 钢栈桥主要材料表 序号 材料及规格 单位 单跨栈桥用量 5跨用量 延米重 kg m 总重 t 备注 1 530钢管桩 壁厚8mm 米 34 5 210 90 29 18 96 入土深度4 5m 平均水深4m 栈桥底至水面3m 2 40a 工字钢横梁 米 9 00 45 67 60 3 04 3 20a 槽钢 米 15 00 75 40 27 90 2 10 4 3m 1 5m 贝雷片 片 16 00 90 00 305 00 27 45 5 10mm 印花钢板 米2 54 00 270 00 78 50 21 20 6 25a 号工字钢 米 180 00 900 00 38 10 34 3 7 40钢管 壁厚3mm 米 14 40 72 00 2 59 0 19 8 8钢筋 米 54 00 270 00 0 40 0 11 钢材 合计 107 34 5 4 钢栈桥结构计算 5 4 1 贝雷片纵梁验算 荷载计算 钢栈桥承受荷载为汽车 500KN 单跨 12 米贝雷片纵梁自重为 4 片 4 片 列 2 75KN 44KN 每片贝雷梁 2 75KN 公路施工手册之桥涵下册 P923 单跨 12 米桥面板自重为 0 95Kg 12 米 4 5 米 52KN 每平方约 95kg 纵梁受力验算分两部分叠加 一为一辆 500KN 车辆位于跨中时的集中力计算 考虑 15 安全系数 P 500KN 500 15 575KN 二为桥梁自重产生的均部荷载 按长度方向 q 44 52 12 8KN m 纵梁受力验算 纵梁最大跨径 12 米 以 500KN 汽车位于跨中时按简支梁进行验算 查路桥施 工手册静力计算公式 M1max 0 250PL 0 250 575KN 12 米 1725 KN m M2max 0 125ql 2 0 125 8KN m 12 2 144 KN m Q1max 0 5 0 5 P 1 575KN 575 KN Q2max 0 5ql 0 5 8KN 12 米 48KN Mmax 1725 144 1869 KN m Qmax 575 48 623 KN 允许弯矩 Mo 4 片 0 9 不均衡系数 788 2KN m 2837 52KN m 贝雷片单片允许弯矩见公路施工手册之桥涵下册 P1088 贝雷片截面模量 Wo 3910 4 片 15640cm 3 见公路施工手册之桥涵下册 P923 强度验算 Mmax Wo 1869 10 6 15640 10 3 119Mpa 1 3 1 3 210 273Mpa 1 3 为计算临时结构时钢材的提高系数 公式见公路桥涵钢结构及木结构设计规范 P4 P7 允许剪力 Q 4 片 0 9 不均衡系数 245KN 1323KN m 通过 12 米跨 4 片布置可知 Mmax Mo Q Q 因此 12 米跨钢栈桥纵梁可以用单层 4 片贝 雷片架设 挠度验算 贝雷片几何系数 E 2 05 105Mpa Io 283000cm 4 Wo 3910cm 3 取值见公路桥涵钢结构及木结构设计规范 P3 和公路施工手册之桥涵下册 P923 fmax Pl 3 48EI 575KN 123m 48 2 05 105Mpa 283000cm 4 4 12 45mm L 400 12000 400 30mm 满足使用要求 公式见路桥施工计算手册 综上所述 钢栈桥抗弯能力 强度 抗剪能力 挠度均满足使用要求 Mmax Mo Q Q 因此 12 米跨钢栈桥纵梁可以用单层 4 片贝雷片架设 5 4 2 工字钢横梁计算 受力模式分析 钢管立柱单排 3 根横向间距为 1 75 米 因此按二等跨连续梁 验算 计算跨径 L 1 75 米 横梁均匀的承担 4 片传递来的荷载 4 个集中力简化 为 2 个作用于两跨跨中的集中力进行不利验算 按 500KN 车辆位于墩位时验算 贝 雷片自重 96KN P1 P 2 596 2 298KN Mmax 0 188pl 0 188 298 1 75 98 04 KN m Q 0 688 0 688 P1 410 05KN 横梁采用两排 2 根 40 工字钢焊接组成 横梁强度验算 Mmax Wo 98 04 10 6 401 4 4 10 3 61 12Mpa 145Mpa 公式见公路桥涵钢结构及木结构设计规范 P4 P7 满足要求 支座处剪力 Q Sx Ixt 410 05 1000 1000 34 4 10000 15 2 39 7Mpa 85 Mpa 经验算符合要求 挠度 f 0 911Pl3 100EI 0 14mm f 2000 400 5mm 符合要求 见路桥施工计算手册 P765 综上所述横梁采用两根 40cm 的工字钢满足使用要求 5 4 3 钢管立柱受力验算 1 荷载计算 单跨 12 米贝雷片纵梁自重为 4 片 4 片 列 2 75KN 44 KN 每片贝雷梁 2 75KN 公路施工手册之桥涵下册 P923 单跨 12 米桥面板自重为 0 95Kg 12 米 4 5 米 52 KN 每平方约 95 kg 40a 工字钢横梁自重为 2 根 4 5 米 67 60Kg m 9 8N Kg 5 96 KN 25a 号工字钢自重为 40 根 4 5 米 38 10 Kg m 9 8 N Kg 67 21 KN 合计恒载 44 52 5 96 67 21 169 17 KN 活载 2KN m2 4 5m 12m 108 KN 汽车荷载 500 KN 承受的荷载总计 169 17 108 500 777 17 KN 实际施工时考虑安全系数 1 4 P 777 17KN 1 4 1088 038 KN 栈桥的临时墩按照 3 根桩验算 单桩承受荷载为 362 68 KN 2 单桩承载力计算 采用桩径 530mm 壁厚 8mm 钢管桩时 I R 3t 3 14 0 53 2 3 0 01 5 8 10 4 m4 A Dt 3 14 0 53 0 01 0 0166 m 2 i I A 0 5 0 187m 根据栈桥的实际布置 钢管桩连接中间长度为 12 米 当 l 12 米时 长细比 l i 1 12 0 187 64 17362 68 KN 河床底部 f a0 600KPa 桩底承受总荷载为 F 1088 038KN 由 P F A 得 A F P 1088 038KN 600 KPa 1 81m 3 桩底钢板面积为 1 81m3 钢板尺寸为 5 5 钢栈桥施工 钢栈桥钢管桩定位船配合安装 现场焊接墩位剪刀撑 上部每次拼装一组贝雷 横向两排 每组贝雷长 12m 贝雷片之间用连接片连接好 拼装在后场进行 吊装 架设 桥面从 10 墩位置上游开始沿纵梁方面依次现场焊接 安排一辆平板运输船分别 进行钢管 贝雷梁 型钢和桥面板等材料的运输 5 5 1 钢栈桥下部结构施工 施打钢管桩技术要求如下 严格按图纸的位置和标高打桩 钢管桩中轴线斜率 1 L L 为钢管柱高 当个别钢管桩入土小于 3m 锤击不下 且用桩锤激振 2 分钟仍无进尺 必须现场 分析地质状况 采取措施加强受力 根据河道管理要求 新桥建成后必须拔除钢管桩 1 钢管桩加工 钢管桩分两节加工 根据现场实际情况进行节长调整 接桩在现场进行 接桩时 避免接头处于局部冲刷线附近 2 钢管桩的运输 构件在出厂前标示上重量 重心和吊点的位置 以便吊运和安装 利用船运至施 工现场 3 钢管桩下沉施工方法 采用悬打法进行施工 用 38t 履带吊配合振动锤施打钢管桩 测量班确定桩位与 桩的垂直度满足要求后 开动振动锤 在振动过程中要不断的检测桩位与桩的垂直度 发现偏差及时进行纠正 每根桩施打时应连续 中途不可有较长时间的停顿 以免桩 周围的土扰动恢复造成沉桩困难 4 沉桩施工要点及注意事项 沉桩开始时 可以靠桩的自重下沉 然后吊装振动锤和夹具与桩顶连接牢固 开动振动锤使桩下沉 当最后下沉速度与计算值相距不多且振幅符合规定时 即认为 合格 施工过程中采用设计桩长和灌入度进行双控 每次振动持续时间过短 则土的结构未被破坏 过长则振动锤部件易遭破坏 振动的持续时间长短应根据不同机械和不同土质通过试验确定 一般不易超过 10min 15min 振动锤与桩头必须用液压钳夹紧 无间隙或松动 否则振动力不能充分向下传 递 影响钢管桩下沉 接头也易振坏 在振动锤振动过程中 如发现桩顶有局部变形 或损坏 要及时修复 测量人员现场指挥精确定位 在钢管桩打设过程中要不断的检测桩位和桩的垂 直度 并控制好柱顶标高 下沉时如钢管桩倾斜 应及时牵引校正 每振 1 2min 要 暂停一下 并校正钢管桩一次 设备全部准备好后方可插打钢管桩 钢管桩接长时必须满焊 各加长加劲板也需满焊并符合设计的焊缝厚度要求 经现场技术员检查钢管桩接头焊接质量合格后方可打设钢管桩 5 钢管桩入土深度小于计算入土深度的加固措施 入土深度小于 4m 大于 2m 采用双排桩以加固其稳定性 两排桩间距 1 8m 平 面布置图如下 5 5 2 钢栈桥上部结构施工 栈桥上部结构的安装采用 38t 履带吊进行架设 型钢分配梁的安装 采用吊车配合在钢管桩上安装工字钢横梁 并用骑马螺栓固定好 横梁的支点必 须放在贝雷梁竖弦杆或菱形弦杆的支点位置 以满足受力要求 贝雷梁架设 在下部结构顶横梁上进行测量放样 定出贝雷架准确位置 贝雷梁的拼装 将安装的贝雷梁抬起 放在已装好的贝雷梁后面 并与其成一 直线 两人用木棍穿过节点板将贝雷梁前端抬起 下弦销孔对准后 插入销栓 然后 再抬起贝雷梁后端 插入上弦销栓并设保险插销 贝类梁拼装按组进行 每次拼装一 组贝雷 横向两排 每组贝雷长 12m 贝雷片之间用连接片连接好 拼装在后场进行 两片贝雷梁用 90 型定型支撑片横联 吊装一组 12m 长贝雷梁 准确就位后先牢固捆绑在横梁上 然后焊接限位器 再安装另一组贝雷 同时与安装好的一组贝雷用贝雷片剪刀撑进行连接 依此类推完 成整跨贝类梁的安装 桥面板 护栏 铺放桥面钢板 本桥顺桥向设置一道伸缩缝 缝宽 4cm 纵梁按间距安装 吊装到 位后与工字钢横梁接触点焊接成整体 焊缝厚度满足设计要求 桥面纵向铺设面板 面板与工字钢横梁采用焊接 最后安装护栏立杆 护栏扶手和护栏钢筋以及涂刷油漆 5 6 施工注意事项 在栈桥施工时 必须将钢管桩 剪刀撑 帽梁 桥面钢板全部焊接牢固 贝雷梁 用 U 型卡限位 确保此段栈桥的整体稳定性 在栈桥施工期间加强施工观测力度 掌 握栈桥在河床位置情况 以便采取有针对性的加固措施 钢管桩施工注意事项 钢管桩在平面定位时采用全站仪进行 平面位置偏差控制在三排桩 80mm 双排桩 50mm 以内 垂直度控制在 1 以内 钢管桩的连接注意事项 钢管桩安放于河床底后 应立即进行钢管桩的横向连接 焊接剪刀撑及钢管平联 夜间时应提前进行照明设施的安装 并设置一定数量的安全警示灯标示 防止过往船 只碰撞 确保已经施工完的钢管桩进行连接固定 防止在潮水的作用下发生倾覆 其他注意事项 在施工水域范围内 以适当的距离立水位标尺 注意观察潮汐变化 充分考虑潮 水对施工安全的影响因素 如果受到大风的袭击 应尽早撤离所有施工机械和作业人 员到安全区域 已经施工完成的应采取措施保证安全过渡 6 施工过程质量保证措施 钢栈桥建成后承担施工车辆的运输任务 为保证钢栈桥保质 保量及时的完成 制定如下质量保证措施 认真编制施工组织设计和分项工程施工技术方案 对班组进行全面的施工技术 交底 保证严格按设计及施工技术规范要求施工 钢 管 桩 制 作 必 须 符 合 设 计 及 规 范 要 求 并 按 规 范 进 行 抽 检 钢 管 桩 沉 桩 偏 位 控 制 在 设 计 范 围 内 以 保 证 结 构 受 力 可 靠 以 及 避 免 与 工 程 桩 位 承 台 冲 突 栈 桥 施 工 每 跨 的 各 种 构 件 安 装 可 靠 后 才 能 上 重 载 钢栈桥由总工组织工程部门相关人员认真计算 校核 并报上级部门审批保证 各项验算满足通行使用要求 钢栈桥的施工严格按设计计算书指导支架施工 如现场地质状况无法按设计位 置施工 项目部技术人员先现场分析 讨论 再将讨论结果上报驻地监理办及相关部 门 以决定可行的施工方案 施 工 过 程 中 安 排 专 人 对 河 床 冲 刷 深 度 进 行 定 期 测 量 及 时 掌 握 冲 刷 深 度 在 洪 水 期 间 必 须 经 常 测 量 栈 桥 桩 位 处 受 冲 刷 的 情 况 冲 刷 超 过 设 计 要 求 时 及 时 抛 砂 袋 进 行 河 床 维 护 钢管桩每天施打完毕后 马上用剪刀撑联系 以防管桩受水流冲击倾斜或疲劳 破坏 降低管桩的承载能力 严格控制钢管桩插打位置精确度及垂直度 钢管桩振动下沉时贯入度 钢管桩 的桩长 钢管桩沉桩过程中坚持做到 振动锤重心和桩中心轴尽量保持在同一直线上 每一根桩下沉连续 不可中途停顿过久 每排钢管桩下沉到位后 立即进行桩之间的 连接 增加桩的稳定性 避免水的反复冲击产生钢管的疲劳断裂 以至发生意外事件 焊缝质量满足设计及规范要求 沉桩到位后 用水准仪测出桩顶高程 为切割 桩头安装墩顶纵梁横梁提供数据 钢管桩上横梁安装时 横梁的中心轴线要与钢管桩的中心轴线一致 偏差严禁 超过 50mm 横梁要与钢管桩焊接牢固 位置和标高不得超过 30mm 贝雷梁架设时 应使贝雷梁的竖杆与横梁处于同一轴线上 严禁贝雷梁架设错 位 贝雷梁与下横梁之间采用 U 型卡连接 贝雷梁之间要采用横向连接件连接牢固 贝雷梁上部横梁要与贝雷梁之间采用 U 型卡锁定牢固 桥面板与上部横梁之间 采用焊接固定 桥上栏杆立柱与桥面板采用焊接 栏杆围护结构与栏杆柱之间采用焊接 7 施工过程安全保证措施 1 栈桥要严格按设计要求组织施工 钢管桩制作 必须符合设计及规范要求 并按规范进行抽检 钢管桩沉桩偏位控制在设计范围内 以保证结构受力可靠 以及避免与工程桩位 承台冲突 栈桥施工每跨的各种构件安装可靠后 才能上重载 2 履带吊在栈桥上沉桩时 履带最前端悬臂处与槽钢的水平距离不得超过 2m 吊 车要居中 以保证栈桥和吊车安全 3 每排钢管桩施打完毕 要立即进行桩间连接 钢联撑焊接质量可靠 以保证桩 的稳定性 4 在洪水期间必须经常测量栈桥桩位处受冲刷的情况 冲刷超过设计要求时 及 时抛砂袋进行河床维护 5 栈桥上单向通行车辆间距不得小于 4 5m 车速不得大于 5km h 6 提升用的钢丝绳必须每天检查一次 每隔 6 个月试验一次 其安全系数规定为 升降物料的安全系数必须大于 6 其断丝的面积与钢丝绳总面积之比 升降物料的必须 小于 10 钢丝绳直径减小百分数 提升及制动钢丝绳不得大于 10 超过上述规定时 必须更换 7 钢丝绳锈蚀严重 点蚀麻坑形成沟纹 外层钢丝松动时 必须更换 8 每道施工工序要求必须征得监理和业主的同意方能进行下道工序 9 针对河的特点 做为泄洪准备 除钢桩有足够的稳定外并加强和水利水文站的 联系 一旦洪水来时 要做好清淤除障工作以利加快泄洪 10 所有工程用电要有良好的接地装置 并加装漏电保护器 11 工地所有施工人员 均要做到持证上岗 电焊焊接部位均要满足设计要求 现场施工人员必须戴安全帽 船上施工人员必须穿救身衣 严禁赤膊穿拖鞋上班