便道、便桥工程施工方案

西咸北环线高速公路LJ-3合同段便道、便桥工程设计及施工方案宁夏路桥集团股份有限公司西咸高速公路LJ-3合同段项目经理部目 录一、工程概况3二、施工便道、便桥设计方案3（一）、线路设计3（二）、便道结构设计4（三）、便桥设计方案4三、主要工程数量5四、施工计划7五、施工人员及机械配置7六、施工方案8（一）、便道施工方案81、20cm厚5%灰土施工工艺82、20cm厚C30水泥混凝土路面施工工艺9（二）、栈桥施工方案91、施工安排及施工设备92、栈桥施工方法103、栈桥安全测试12六、栈桥设计计算书14（一）、栈桥概况14（二）、设计参数14（三）、荷载布置：151、上面板计算162、贝雷梁、分配梁内力计算163、钢管桩承载力计算：19七、其它注意事项 21便道、便桥工程设计及施工方案一、工程概况西咸北环线LJ-3合同段起迄桩号为K0+000K11+600，线路起于零口立交，途经零口、何寨、雨金共3个乡镇，13个自然村，路线全长11.6km。为六车道高速公路，设计时速120km，整体式路基宽度34.5m，分离式路基宽度17m。全线共设互通立交两处：零口枢纽立交与连霍高速公路“T”接；K2+758渭南高新互通立交通过连接线与渭南高新区相接。二、施工便道、便桥设计方案（一）、线路设计根据本合同段地形、地貌及与周边乡村路交叉等特点,纵向主便道沿主线左侧修筑,并在零口枢纽立交、渭南高新互通桥下修筑支便道顺接施工主便道,使之纵横贯通,保证了各作业组平行对称施工，没有死角。（1）为便于施工机械及材料进场,分别利用G108国道、渭南高新区西环路、X207县道及乡村路进入工地主便道。具体线路见后附施工平面布置图。（2）通往零口枢纽立交区处便道，因地形复杂，需跨越陇海铁路和连霍高速，多处通道净宽、净高不能满足大型机械、车辆通过。经现场调查，可采取两条线路方案进入，见后附施工图中所示意。（3）终点K11+600处由X207县道进入，距主线1.7km（4）通往K2+680处取土场的便道可利用原郑西、大西客运线施工便道进行平整压实处理后利用，长度5.5km，上路距离9km。（可直至渭南高新互通区）（5）K5+000处渭河特大桥第14孔上跨包西铁路，此处将我标段一分为二，经现场调查后靠近线路左侧有一处通道可利用，距主线170米，可绕至此处通过，（见便道平面图中示意）。（二）、便道结构设计（1）全线便道按参照四级路标准设计，路基宽度4.5米，最小平曲线半径50米，最大纵坡5%，路拱为单向2%横坡，排水沟沿便道纵向设置6060断面，并每隔100米设置错车道一处（宽度5.5米、长度20米），采用20厘米5%灰土+20厘米砂砾面层进行硬化。（见一般便道断面图）（2）进入1号、2号、3号拌合站、预制厂、钢筋加工厂及渭河特大桥138-140跨、168-170跨悬浇变截面连续箱梁处路面采用20厘米厚砂砾垫层+20厘米厚C30混凝土面层进行硬化。（三）、便桥设计方案1、跨越渭河处由于151#、152#、153#、154#、155#墩在渭河主河道中，并且渭河主河槽宽约210m。根据现场实际情况，考虑到渭河的季节性洪水，根据设计图纸和施工总体部署，采用钢栈桥贯通施工便道，钢栈桥沿路线左侧从西岸155号墩到东岸148#墩范围修建。桥面标高348.5m，桥底标高346.35m，桥址处3年水流流速小于1.6m/s，洪水位高度小于345.2，梁底高于洪水位1米以上，以利于冰凌期冰凌通过。栈桥基础采用f630mm钢管作为支撑桩基础，钢管桩墩采用普通墩和加强墩两种，按每10个普通墩间隔一个加强墩布置，普通墩采用2根钢管桩（考虑了栈桥上吊车起吊和砼泵车的输送问题），加强墩采用2排2根钢管桩（考虑整体稳定性）。钢管顶部焊15mm封端钢板并加肋（切槽加钢板肋），桩顶搭设分配梁，采用450mm工字钢。分配梁上搭设90cm单层贝雷梁架作为主梁，30cm的I20a工字钢作为次梁，上铺设8mm的防滑钢板做桥面。栈桥准跨度15米，栈桥支撑桩之间横向用 14槽钢焊成剪刀撑及水平拉杆连接，桥面两侧用f48mm钢管和20槽钢钢筋做护栏，分别在桥面两侧各预留25cm用于施工用电、用水管线布置。(具体设计见栈桥设计图)。主要技术标准1、设计车速：15Km/h。2、机动车设计荷载： 70吨散装水泥罐车，80吨履带吊（吊载20吨），3、桥面布置：单向车道2、跨河沟、渠设计（1）零口立交匝道桥、渭南高新连接线跨零河处及K11+185处跨大寨干渠埋设两排D=1.5米钢筋混凝土圆管涵的方式通过（具体埋设长度根据现场情况调整）（2）沿线便道经过河流、水沟埋置钢筋混凝土圆管涵，已以不影响农耕、灌溉及雨季排水为原则。三、主要工程数量计划修筑便道长度总计23.54km,利用便道5.5km、便桥0.31km、圆管涵88m（不含跨水渠处和不可预见因素需增加的圆管涵的长度）具体工程量见下表：LJ-3标施工便道、便桥、管涵统计表序号名称单位长度处理措施1主线一般便道km9.3205%灰土+20砂砾路面2主线一般便道（跨铁路处改线）km0.4205%灰土+20砂砾路面3主线混凝土便道km220砂砾垫层+20砼路面4连霍高速加宽（左右侧）km5.05205%灰土+20砂砾路面5零口枢纽立交便道km0.5205%灰土+20砂砾路面（线路一横向接点）km0.53205%灰土+20砂砾路面（A匝道）km0.16205%灰土+20砂砾路面（B匝道）km1.06205%灰土+20砂砾路面（C匝道）6渭南高新立交便道km0.66205%灰土+20砂砾路面（E匝道K0+450-K1+094）km0.3205%灰土+20砂砾路面（B匝道K0+000-K0+300）km0.11205%灰土+20砂砾路面（E匝道桥下）7渭南高新连接线km3.17205%灰土+20砂砾路面（LK0+000-LK3+170）8原郑西、大西便道利用km5.5原砂砾路面便道进行平整碾压后利用9主线钢便桥km0.31跨渭河河床10零口立交零河处钢筋砼圆管涵m16跨C匝道桥第9跨右侧m16跨B匝道桥第5跨右侧m16跨C匝道桥第24跨右侧11渭南高新连接线跨零河钢筋砼圆管涵m24LK1+640连接线桥处左侧12跨大寨干渠钢筋混凝土圆管涵m16K11+185大寨干渠中桥左侧便道、便桥工程数量表序号工程项目长度（m)单位数量错车道数量合计备注120cm砂砾路面21240m319966595825923220cm厚5%灰土21240m3216655958276233原地面压实235401247623301515777746060边沟23540m23540105924599520cm砂砾垫层2000m3204028123216C30混凝土路面2000m3188028121617原郑西、大西客运线便道利用5500m5500055008跨渭河钢栈桥310座10191.5米圆管涵88m88088四、施工计划计划开工日期：2013年9月15日计划完工日期：2013年10月25日具体施工日期以清表进地开始计算，一个月内施工完毕。五、施工人员及机械配置为了更好的完成便道工程的施工，我们选派有多年路基施工经验的路基施工一队和路基施工二队负责便道工程施工任务工作，路基施工一队负责包西铁路以南的所有便道工程，路基施工二队负责包西铁路以北的所有便道工程，跨渭河钢栈桥选用专业施工钢栈桥的施工队施工。主要配置下表施工配备机具、设备、人员一览表名称数量型号状况备注推土机2T-160良好平地机2PY-180良好挖掘机2PC-240良好装载机2ZL-50良好自行光碾2YZ-22良好拖式羊角碾2YT-22良好18T自卸汽车20一汽东风良好洒水车2良好路拌机2XL250良好全站仪2GTS-602良好水准仪4DZS2良好50米钢卷尺4良好5米钢卷尺5良好50T履带吊车1良好25T吊车1良好振动锤190KN良好施工人员60六、施工方案（一）、便道施工方案1、20cm厚5%灰土施工工艺（1）清表: 用推土机清除表层土，清除出来的垃圾，废料及不适用材料和树木等运至指定的弃土场堆放。清表完毕后，对此原地面进行整平压实到91%。（2）开挖临时水沟;靠近征地界位置挖设临时排水沟，水沟尺寸60*60断面，以利于雨季便道积水能随时排出。（3）放样：以征地界为界限靠近路基坡脚量测6.1米，用白灰洒出便道的边线（4）上土、摊铺:由专人负责指挥自卸车倒土，推土机按25厘米松铺厚度进行摊铺整平。（5）布灰：m=V干i%m掺灰质量 V混合料压实体积 干混合料最大干密度i%设计灰剂量 m=1.021.8200.05=92.8kg换算为体积v=92.8/450=0.2 m3白灰摊铺厚度h=0.2/1/5.1=4按厚度4cm布灰。（6）拌合、整平：用路拌机进行拌合，眼观灰土色泽一致，无灰条、团、花面时即无明显离析时即可，用推土机再次整平。（7）碾压:用YZ-22光轮压路机碾压密实，碾压时按照直线段由两边到中间，曲线段由内侧纵向进退式进行，按先轻后重，先静后振的原则碾压。碾压时轮迹重叠不小于1/3，达到无漏压，无死角，确保碾压均匀。（8）养生、封闭：采取洒水养生并及时封闭交通，不能封闭交通时，应限制车速不得超过30Km/h，禁止重型卡车通行，并及时施工砂砾路面。（9）错车道位置可采用临时征地解决用地，施工工艺同上述。2、20cm厚C30水泥混凝土路面施工工艺（1）测量放样：在支模前一天将纵、横交叉点处打入钢钎，钢钎应高出路基表面30cm以上。根据下承层纵断面坡度计算出每个钢钎点路面设计标高，用红铅油在钢钎上划出标记。保证路面成型后纵坡平顺。（2）支模板：采用钢模板，模板高度与砼厚度一致，立模的平面位置与高程需符合要求。立模前模板内侧涂刷脱模剂，模板支立应位置正确、接缝严密、平整，无扭曲，相邻模板连接应紧密平顺，不得有底部漏浆、前后错台等现象。模板应能承受摊铺、振实、整平设备的负载行进、冲击和振动时，不发生位移。（3）砼路面的摊铺：砼摊铺采用人工摊铺，插入式振动器振动密实，人工抹面。砼面层设计厚度为20cm，在水泥浆硬结前，进行路面拉毛。（4）养生：浇筑工作完成后严禁人踩、车碾破坏，根据气候特点选择洒水养护，并保持混凝土表面始终处于潮湿状态，养生时间不少于7天。（二）、栈桥施工方案为便于钢筋、混凝土等材料的运输，跨渭河河道段搭设长310米，桥面宽5米刚栈桥，利用桥墩平台设错车道，错车道宽4.5米，长20米。1、施工安排及施工设备栈桥由西岸施工便道开始向东岸位置推进，使用80T履带吊、吊住振动锤振打堤岸边第一排钢管桩，然后用吊车安装主分配梁，安装贝雷架，安装次分配梁，铺桥面板，施工下一段钢管桩，逐段装配逐段往河中方向振打支撑钢管桩，施工流程见下图。完成施工便道振打靠近堤岸的钢管桩装配栈桥履带吊前移桥台施工完成振打已有栈桥段前排的钢管装配栈桥完成栈桥材料、机械到位栈桥施工工艺流程图施工栈桥配置设备如下：起吊能力80t履带吊1台，90KN振动锤1台，25T吊车1台，装载机1台。2、栈桥施工方法（1）施工准备根据栈桥施工图纸采购钢管、贝雷架、工字钢、槽钢等构件，对施工人员进行质量、安全、技术交底。（2）测量放线根据栈桥与施工便道以及桥梁基点的关系准确放出栈桥第一根钢管桩的位置及标高，从而使栈桥桥面与临时施工便道顺接。（3）钢管桩施打由于河床为沙层，充分利用沙层震动液化性质，采用振动法将钢管桩下沉至一定深度，栈桥钢管桩施工采用履带吊吊起90KN振动锤震动下沉，首先在岸边墩位进行钢管桩对接和试打，检验钢管桩对接施工工艺和夯打效率的可行性和安全性，通过测量放样确定钢管桩的位置，施工时测量人员通过对讲机与现场施工人员联系、及时调整桩位，以满足要求，同时要保证钢管桩的垂直度，并多次调整进行定位，以振不下为收锤标准，施工过程中须随时注意控制桩的垂直度，垂直度要求L/200，施工员记录每根桩的桩长及入土深度，并与验算结果进行对照，钢管桩施打从岸边向河中顺次推进，单根长度不够的桩分节段施工，节段之间用焊接连接，在接头外侧采用4块2530cm同厚度的钢板帮焊补强，以加强对接处得刚度和强度，最后根据设计标高割除多余钢管。钢管桩之间采用14槽钢焊接成剪刀撑及水平拉杆。考虑到桩顶位置为相对薄弱环节，因此在桩顶焊接15mm厚封端钢板作为分配板，同时考虑工字钢在搭设时的可能产生的偏心，在封端钢板下靠近工字钢受力部位焊接4块12mm厚钢板作为加强肋板，加强肋板焊缝厚度为12mm，长度为100mm，要求严格按规范进行焊接操作，焊缝要求均匀、饱满。桩尖标高及计算桩长具体施工时参照附近地勘资料计算，供施工参考，实际施工桩长以90KN吊锤振不下沉为收锤标准确定。（4）贝雷梁及其它构件铺设在I450mm工字钢顶面安装贝雷架纵梁，贝雷架纵梁在岸上拼装成15m/片，每两片用支撑架横向连接成一组，贝雷梁采用吊车吊装，人员辅助安装就位后，按设计间距铺设I20a工字钢次梁、14槽钢，槽钢与工字钢次梁间电焊连接，施工中排专人指挥施工，并派专业技术人员对贝雷架的变形量和贝雷架连接销子安装情况进行检查，一切满足要求后方可进行下道工序施工。（5）在贝雷纵架上进行顶面型钢铺设，横向铺设工20，间距30cm,上面铺桥面板，工字钢、桥面板和贝雷梁之间用型螺栓连接固定，在工字钢间间断按照45度斜向焊接10#槽钢以增加整体性。栈桥栏杆高度1.5米，采用20加工，间距1.2米；栏杆纵向采用f48mm钢管穿过20立柱作为围栏，顶部纵向设置一根，中部设置第二根。栏杆安装完成后，采用红白油漆按照25cm间距涂刷标识。栈桥搭设完毕在正式投入使用时在桥头与便道连接处，按栈桥宽度铺12mm厚钢板作为过渡板。（6）施工注意事项1 钢管桩与纵横梁连接牢靠，纵向槽钢的接头错开，并搭到横梁上。2 已搭设好的栈桥及时安装两侧护栏。3 在振沉钢管桩过程中，如若钢管桩顶达不到规定标高，可在其上接长或用钢板垫起。4 栈桥尽量保持一定的顺直度。5 栈桥施工前，进行安全技术交底，强调施工过程的安全事项。6 水上作业人员穿着救生衣。7 起吊作业时，由专职指挥人员进行指挥吊装施工。8 施工栈桥拼装前检验贝雷架、销钉、螺栓的完好性。对严重锈蚀、破损、变形的杆件不得使用。拼装后检查螺栓、销钉的安装情况，螺栓上紧、上全，销钉上保险扣。3、栈桥安全测试为保证施工栈桥的安全使用，拟在正式使用前进行测试，即用设计荷载（包括静载和动荷载）对栈桥的承载能力进行检验。检验测量的项目包括：支撑桩的沉降；贝雷梁跨中的挠度。测试方法为按设计荷载先在栈桥相对薄弱的一跨堆载砂包。栈桥砂包的堆载方式为在顺桥向靠上游一侧按长、宽、高：5m3m2.5m进行堆载，然后再使用铲车来回行使施加动荷载。砂包堆载方法见下图所示：测试方案安排如下：堆载测试前，测量被测跨的四根桩顶钢板的原始高程；测量被测跨贝雷架跨中的原始高程。堆放至30T时，测量被测跨的四根桩顶钢板的高程，并计算出支撑桩的沉降；测量被测跨贝雷架跨中的高程，并计算出贝雷架跨中的挠度。堆放至60T时，测量被测跨的四根桩顶钢板的高程，并计算出支撑桩的沉降；测量被测跨贝雷架跨中的高程，并计算出贝雷架跨中的挠度。在堆放好60T后，进行动载测试：在下午3：00温度较高时，铲车从前一跨走至堆载砂包前，往返两次。测量被测跨的四根桩顶钢板的高程，并计算出支撑桩的沉降；测量被测跨贝雷架跨中的高程，并计算出贝雷架跨中的挠度。测试标准按以下两个指标进行：支撑桩的沉降不得超过L/1000，约为15mm；贝雷架的挠度不得超过L/400，约为37.5mm。若在测试过程中，出现上述情况中任一种，立即停止加载。六、栈桥设计计算书（一）、栈桥概况渭河特大桥中心桩号为K7+382.5，起点桩号K4+634，终点桩号K10+131，桥梁全长5497m，共183跨。设计为双向6车道，设计时速120Km/h。渭河特大桥跨渭河段共33跨，下部为钻孔灌注桩基础，柱式墩、空心墩，上部为：（47+80+47）（现浇变截面箱梁）+9（350）+（47+80+47）（现浇变截面箱梁）。工程施工时，为保证施工物资运输通畅及保护自然生态环境，在渭河主河槽有水区和小桩号湿地区，沿线路方向修建栈桥跨越，栈桥总长310m，栈桥总宽5m，桥面宽4.5m，桥面标高348.5m，桥底标高346.35m，桥址处3年水流流速小于1.6m/s，洪水位高度小于345.2m，梁底高于洪水位1米以上，以利于冰凌期冰凌通过。栈桥基础采用630mm钢管桩，桩顶设分配梁，采用450mm工字钢。栈桥准跨度15米，全桥共分两联10+10，每联设置制动墩，两侧设桥台铺钢板顺接便道。（二）、设计参数1、桥面标高348.5m2、Q235材料： 轴向应力Mpa；弯曲应力=205Mpa；剪切应力85mpa 钢材的弹性模量：e2.1105mpa3、上部结构恒重：（5米宽计算）分项系数1.14、汽车荷载，分项系数 1.4因此荷载组合：1.1钢材自重+1.4车辆荷载5、机动车设计荷载：70吨散装水泥罐车、70吨墩履带吊 （三）、荷载布置：1、上部结构衡栽（按5米宽计算）8mm钢板3.14KN/m计, 45a工字钢10.84KN/根，20工字钢4.7KN/m，贝雷梁(315)5.6KN/m计（按每节280Kg）,均布荷载q =（3.14+4.7+5.6）=13.4KN/m。2、动载：70t散装水泥罐车 7010=700KN履带吊车50t 自重50t+吊重20t施工荷载及人群荷载 4KN/m2，考虑吊装荷载总重量70t，履带吊运行时，履带轨距接地长度履带宽度=35047080cm，则每侧履带荷载为：700（4.70.762）=98KN/m2,单辆砼运输车荷载为3个集中荷载70kN、140kN和140kN混凝土运输车单轴重约10t，均小于公路I级车辆荷载后轴单轴重14t，故本次计算汽车荷载以公路I级车辆荷载进行计算,单辆砼运输车荷载为3个集中荷载70kN、140kN和140kN（见分布图），轮轴距后轮轴间距为4.0m，后轮两轴间距为1.4m，前轮两轴间距为1.8m,轮压面积宽度0.3m,长度0.2m。（四）、结构受力分析、计算考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距不小于24米，径为15米，只考虑一种机械通过，只考虑一辆载重车辆。1、上面板计算钢板混凝土运输车前轮着地宽30cm（由一根纵梁承受），中后轮着地宽60cm由两根纵梁承受。则单根纵梁在前轮或后轮作用下受集中力为772=38.5KN。对于I20b纵梁，最不利荷载工况为车辆轮胎正好作用于20工字钢0.3m简支梁跨中位置，间距小于轮压面积，受力予以忽略。2、贝雷梁、分配梁内力计算最不利工况为动载居于跨中时（如下图）（1）70t散装水泥罐车位于跨中时最不利，前轮重140KN,后轮重280KN,Mmax1=0.2528015+6.1/1528015/2+3.5/1514015/2=2149KN.m(2)履带吊车在跨中：q=700/4.7/2=74.5KN/m,结点反力为74.54.7/2=175KNMmax2=17515/2-74.54.74.7/8=1106.9KN.m3、施工荷载及人群荷载：q=45=20KN/mMmaxq=201515/8=562.5 KN.m4、恒载：q =（3.14+4.7+5.6）=13.44KN/mMmaxq=13.441515/8=378KN.m支点剪力Q：1、70T罐装水泥行进临近支点时：Qmax1=280+28013.6/15+1409.6/15=623.5KN2、履带-50行进支点时：Qmax2=274.54.7（15-0.54.7）/15=590.3KN3、人群及施工荷载：Qmax3=0.52015=150KN4、恒载：Qmax4=13.4415/2=100.8KN荷载组合：贝雷梁最大内力组合为70t散装水泥罐车+恒载：Mmax=1.42149+1.1378=3424.4 KN.mM=788.26=4729.2 KN.mQmax=1.4623.5+1.1100.8=983.8 KN Q=245.26=1471.2 KN可得贝雷梁受力满足要求I45a分配梁截面模量为1500cm3 截面面积为111cm2恒载