XX钢栈桥施工方案

钢栈桥施工方案中铁七局福州江阴港铁路支线项目部二ＯＯ九年六月

钢栈桥施工方案1、工程概况西港特大桥位于福州江阴港铁路支线起点5.3公里处，距兴化湾海堤闸口约3公里，大桥起点桩号为DK6+161.55～DK7+220。22，由32跨32m简支T梁组成，全长1058。67m,轨顶本工程的施工特点：1，大部分墩体在水下水下施工，钻孔桩要在施工平台上作业，承台施工必须在钢套箱内完成，在整个施工标段施工难度最大、施工条件最差、技术难题密集。2，大桥跨过海湾，桥下及周边都是当地村民开辟的养殖场，多养殖市场价值较高的海生品种，海域面积7000亩，海域水有流动性.环保问题突出,每个墩必须设置一个储量为9m3的钢制泥浆池，必须随时监控泥浆池的储存状况，防止外溢污染海域，造成不必要的损失，随时准备3,施工周期最长，由于是水上作业，材料运输、设备运转都要靠栈桥通行，只能单线作业，流水作业不能形成，工作面难以全面铺展。4,非常规施工,高空坠落、落水、触电、起重安装、车辆等安全隐患多多,必须加强安全管理，员工的安全教育、安全技术交底非常必要，安全措施要得力、落实到位，参与本工程施工的员工必须经过安全技术培训方可上岗。因此，必须把本工程列为管理重点，投入精干力量，以本工程施工工期作为全线工期控制点,力争提前完成，为全线早日完成任务打下坚实基础,影响深远、意义重大。2、工程水文地质情况本工程所处地段属海洋平原区，地势平坦开阔，西港两侧多辟为养殖场，主要地层有：Qm淤泥，厚度10～14m左右,σ0=40Kpa，fi=15Kpa。;圆砾土层，厚度一般在5。0～8.0m左右，σ0=120Kpa,fi=50Kpa.—19m以下为全风化~弱风化j3nb凝灰岩，σ0=180Kpa，fi=70Kpa.基岩面起伏变化较大，松散堆积物中地下水为孔隙潜水，基岩中地下水未裂隙水.地表水有海水和水塘,地下水和地表水对砼具有侵蚀性，化学侵蚀作用等级为Ⅲ～3、水位及高程、气象本施工地点属南亚热带气候带,冬季短暂，暖热湿润.全年受西风带及副热带环流交互影响，季风气候显著，又因三面临海，海洋性气候尤为突出。年平均气温19。7℃.月平均气温最低值是10。6℃（1月份）,最高是28.8℃（7月份），极端最高气温38。7℃,极端最低气温－1。2℃。本地根据测量人员现场实测及调查，低潮时水面宽度810m，临水桩号为DK6+310~DK7+120,闸口外潮差7m左右。由于附近海滩多辟为养殖场,潮差一般由海堤闸口人工调控。闸口布置在江阴支线DK11+400处，根据过桥山垦区提供的水文资料，闸口内水位一般控制在0.00m，洪水期可涨到2.0m(30年一遇)，低潮水位最低可降到—1。5m。闸口外最低水位-3.0~+4.0m，最高水位5.0m。该海域有等级较低的通航要求,当地居民养殖小船来往,应考虑在适当的地方设置低潮时净空高度为2.0m、宽度低潮水位时的水深见下表桩号水深换算地面高程高潮水位2.0时水深DK6+0221.88~3。78DK6+0603.78mDK6+0752.38mDK6+2900。36m1.64mDK6+31000。86m1。14mDK6+3400.5m0.362.5mDK6+4001.0m-0.143.0mDK6+4401。7m—2。7mDK6+5452.5m—4。5mDK6+6923.0m-2。15.0mDK6+7803。0m—5.0mDK6+9006.0m—8。0mDK6+9803。—5.5mDK7+02000.862。0mDK7+0700。5m0.362。5mDK7+0802。69m0.69mDK7+1200.0m0.86m2.0mDK7+1600。00m2.0mDK7+215.60.9m1。1m4、施工方法为方便大桥的施工时施工材料、设备向水中墩运输，提高施工效率，我部拟在6#墩桩号DK6+360开始搭设栈桥，到32#台DK7+220.0范围搭设施工栈桥，栈桥总长度为860。0m。布置一座双向车道钢栈桥。栈桥平面布置具体见附图二。栈桥的主要功能为：混凝土浇筑，施工材料运输，设备的转运和人员的通行,避免频繁的水上倒运作业，提高施工效率，增加安全度。栈桥桥面宽6.0m，在各个桥墩处桥面加宽到8m，作为20t轮胎式吊车作业的平台。在大桥中部设置一段宽度15m、长度9m的平台作为车辆调头场地.栈桥由支承桩、I56a横梁、贝雷架主桁梁、次梁、分配梁及面板组成.支承桩为φ630×8mm钢管桩，排架间距根据桥墩的位置9m不等（共计考虑本工程施工栈桥长且桥上需要安装水管、电缆等设施，施工设备及工装构件均需要通过施工栈桥运输。同时考虑潮汐和台风影响。施工栈桥桥面初步设计宽度为6m,栈桥用贝雷梁拼制，基础为打入钢管桩基础,跨度9米，荷载需满足相关运输车辆和汽车吊等重要设备通行需要。栈桥基础采用Φ630×8mmQ235a钢管桩，钢管间用2[12型钢平联作剪刀撑、管顶用2I25型钢作联系梁；钢管立柱与贝雷架之间设纵向斜撑，用1＊2I25型钢联系；纵向主承重梁用3组每组2榀“321”交通战备贝雷片,I22工字钢、间距150cm作横向分配梁；桥面系采用[10型钢、间距30cm铺设纵梁;纵梁上部直接焊接δ=10mm钢板作桥面板,桥面板上焊接栏杆立柱施工流程：钢管桩加工→振动锤沉入钢管桩→安装管桩联系梁→安装剪刀撑→安装贝雷片主纵梁→安装横向分配梁→安装桥面板→栏杆、防滑条、照明、管线等附属结构物安装.栈桥施工采用50t履带吊机配合振动打桩锤施打桩基础,利用履带吊分块吊装至栈桥顶进行组拼后，在栈桥顶利用履带吊机完成打入桩的施工。履带吊吊起振动锤及桩对位后进行施打到设计深度，依次完成打入桩施工.每排钢管桩下沉到位后,进行桩之间的剪刀撑连接，增加桩的稳定性，钢管桩长度需根据现场尺寸下料.下横梁I56a直接嵌入钢管桩内35~40cm。在与主纵梁接触部分加焊加劲板，增强局部刚度。贝雷梁梁部施工每跨主梁采用在施工场地内拼装按每组9m尺寸成型，运输到位后利用履带吊机吊装架设。考虑到现场地形状况，栈桥的渔溪站端与海滩顺接，港湾端与海堤顺接，顺接端部考虑用片石浆砌桥台。为保证栈桥整体稳定性要求,考虑钢管桩端进入淤泥层深度不小于17m4.2、钢栈桥施工准备在栈桥施工前，将电源箱沿施工便道布置至施工现场,并将钢丝绳、卡环、电焊机、割刀、氧气、乙炔等材料准备到位。在后场区设临时施工场地，供钢管桩、贝雷架堆存及型钢加工场地之用。φ630钢管桩在现场分二节加工制作,底节钢管桩的底口加30cm的环箍。（第一节长12m，第二节长13。0m两种规格），用加长车转运至现场。贝雷架按桥跨长度整体拼装吊装完成，I56横梁、I4.3钢管桩下沉钢管桩采用500kN履带吊车配60型振动锤振动下沉,钢管桩轴线与振动锤轴线一致，然后开动60型振动锤击打到设计标高.履带吊起吊连接振动锤的钢管桩,经测量定位后缓慢下放,钢管桩在自重情况下入土稳定，满足要求后低档振动下沉,待钢管桩入土一定深度后高档振动下沉,至钢管桩露出土面长度为1。0m～1。5m时停振，在履带吊车配合下，焊接第二节钢管桩，钢管本栈桥设计桩长及入土深度通过计算确定,钢管桩入土深度不少于17m4.4、钢管桩焊接施工φ630钢管桩与预埋钢板之间焊接牢固，焊接钢管时采用履带吊车吊装，人工配合，确保焊接后钢管桩的垂直度。4。5、帽梁安装钢管桩施打到位后，将6米长拼装好的I56a下横梁吊装就位,在钢管桩顶面标高+0.50m处，开设一道35～40cm的缺口，下横梁I56a直接嵌入钢管桩内，局部焊接牢固4.6、贝雷架架设栈桥的主梁采用单层双排900mm贝雷架，每跨9米5、钢栈桥设计与验算5.1、栈桥平面位置：栈桥位于桥右边，桥面标高为+2.0m，桥面板为δ=10mmQ235钢板，纵向布置次肋[10，间距＠=300mm，横梁I22a@=1500mm,纵主桁梁为3榀“321”贝雷梁，每榀间距@=900mm，榀间距（中到中）＠=2100mm。栈桥排架墩主承重梁采用φ630×8螺旋钢管，钢管立柱间距（中到中）为4。5m，打入淤泥层5.2、栈桥结构栈桥排架跨度为9m,如遇到桥墩位置不方便施工可以适当调整跨度，在有通航要求的孔间桩距为4。5m，上面铺设I56a，可以提高净空为抵抗水流力和侧向风力，在排架墩立柱设δ=10m、高=100mm小抱箍，并设斜拉杆与栈桥排架立柱连接，两立柱间用［12焊接成剪刀撑加固。栈桥最大活荷载为行驶50t履带吊或行驶8m3砼搅拌运输水流力计算按最大流速Vmax=0.5m/s计，风压考虑8。5级,按0.3KPa计，即30kg/m25.2。1栈桥上构验算主承重横梁I56a的强度验算：按照加权平均数计算，左右两个贝雷骨架作用力中心线在钢管桩直径范围内,弯矩作用不明显。a,荷载计算，最大跨度L=99m跨贝雷梁重：W贝=270×2×9/3×3=横梁I22a重(单根长L=6。0m）：WI22a=6.0×9/1.5×纵向（顺桥向）次梁［10重:WI10=6.0/0。3×9×11。25=2025桥面板（δ=10mmQ235钢板）重：W板=6.0×9×0.01×7850=4239栏杆（φ48×3.5)及防滑条（φ=10mm）重：W栏防=25×2×9=4主承重横梁(排架盖梁）I56a自重：q=106。3kg活荷载50t履带吊:W活=55000kg集中荷载p=(4860+1189+2025+4239+450+55000）/3=22587kg=22.587tb，下横梁受力简图：c，求支座反力：RA=RB=（22。587*3+0.106＊6）/2=34.2td,计算弯矩：中线一侧所有的力对中点求矩,得M中=—34.2*2.25+22.587*2。12+0。106＊3＊1。5=28。6t-m=2860000㎏—㎝e,强度计算:查表:I56a工字钢的惯性矩J=65600㎝4,抗弯截面模量W=2340㎝3。理论重量106.3㎏。截面积为133。4cm2.毛截面对中和轴的面积矩Sx=1368.8㎝f=M/W=2860000㎏-㎝/2340㎝3=1222㎏/㎝2=122.2N/mm2≦[f］=215N/mm2，满足要求.由于下横梁的承载应力远大于许用应力,横梁的稳定验算略.f，抗剪计算:I56a工字钢下横梁的抗剪计算：许用剪应力［τ］=100根据下横梁的受力简图可以看出，在支座附近的剪应力最大，取该截面进行验算：满足要求。双拼I56a工字钢高宽比为h/b0=56/16。6=3。37＜水平横梁I22的强度验算：取一米长度的荷载计算a，荷载计算，最大跨度L=1.2纵向(顺桥向）次梁[10重:W［10=11。25＊20=675桥面板（δ=10mmQ235钢板)重：W板=6.0×0.01×7850=471栏杆（φ48×3.5)及防滑条（φ=10mm)重:W栏防=25×2=50kg水平横梁（排架盖梁）I22a自重：q=33。05活荷载50t履带吊：W活=55000kg集中荷载p=（675+471+50+55000）/6=9369kg=9.369tb,受力简图：c，求支座反力：RA=RB=（9。369*3+0。033*1。2）/2=14。07td，计算弯矩：中线一侧所有的力对中点求矩,考虑中部三根槽钢受力,支座一点不受力，得M中=—14。07*0。6+9.369*0。3+0.033*0.6*0。3=5。627t-m=562700㎏-㎝查表：I22a工字钢的惯性矩J=3400㎝4，抗弯截面模量W=309㎝3.毛截面对中和轴的面积矩Sx=177。7㎝3强度计算:f=M/W=562700㎏—㎝/309㎝3=1821㎏/㎝2=182。1N/mm2≦[f］=215N/mm2，满足要求。抗剪计算：I22a工字钢下横梁的抗剪计算：许用剪应力[τ］=100Mpa。抗剪强度满足要求。面板δ=10mmQ235钢板、纵向次梁［10及主桁贝雷梁，根据我局施工的多座施工栈桥经验，则验算略.5.2.2栈桥桩基验算自重荷载计算，最大跨度L=99m跨贝雷梁重：W贝=270×2×9/3×3=横梁I22a重（单根长L=6.0m):WI22a=6。0×9/1。5×纵向（顺桥向)次梁[10重：WI10=6。0/0。3×9×11。25=2025桥面板（δ=10mmQ235钢板)重：W板=6.0×9×0。01×7850=4239栏杆(φ48×3.5）及防滑条（φ=10mm）重：W栏防=25×2×9=4主承重横梁(排架盖梁）I56a重：WI56a=（5.5+0.63+0.37）×106。27=单根钢管(φ630×12螺旋钢管）立柱重：W板=（13+12）×3.14×0.63×0.008×7850=3105活荷载50t履带吊：W活=55000kg单根立柱（桩)使用荷载W=ΣWi/2+W管=（4860+1189+2025+4239+450+691+55000）/2+3105=36959kg=36.959单根垂直承载力计算水流力和风力作用由标高-0.5m的拉杆承担，即立柱(桩）无偏心力矩而增大单桩使用荷载，设计按摩擦桩计算，根据西港特大桥桥型图所示地质资料，在地表面～—14m之间为淤泥，σ0=40Kpa，fi=15Kpa。在-14m以下为圆砾层，该层地基σ0=120Kpa，fi=50Kpa。桩基的承载力较低，摩阻面积必须加大，每排考虑设置2根桩。考虑使用φ摩擦桩承载力公式：1/2×3。14×0。63×（14×1.5+3×5。0）=35。6t＜使用荷载=36.959t，不满足要求,需加大钢管桩埋置深度.取埋置深度20m1/2×3.14×0.63×（14×1.5+6×5。0）=50。5t＞使用荷载=36.959t，满足要求。安全系数p=50。5/36。959=1.37考虑-3.9m以下的淤泥沉淀时间较长，在自重应力的作用下有可能处于可塑状态，摩阻力会增加，钢管桩底部坐落在圆砾层,其端部有部分承载能力，可以满足要求。单桩压杆稳定验算计算长度ln=25—19=6m=60φ630×8钢管回旋半径r===22长细比λ===27.27查表稳定系数ψ=0。922σ===344。7kg/cm2=34.47MPa＜［σ］=170MPa5。2.3水平斜拉杆［6。3验算a）工况分析水位2。0mb）工况b的水流力与风力计算水位2。0m水深H=2。0—(-6）=8m，相对水深影响系数n2值，==12。7n2=0。98，遮流影响系数m1，==7.73，m1=0.81即上游立柱（首迎水流）m1=1。0，下游立柱m1=0.81。上游立柱水流阻力系数Cw上=Cw·n2·m1=0。73×0。98×1.0=0.7154下游立柱水流阻力系数Cw下=Cw·n2·m1=0.73×0。98×0。81=0.58则上游立柱所受水流力FW上=0。7154××8×0.63=4。14（KN）下游立柱所受水流力FW下=0。58××8×0。63=3.36（KN）水位2.0m为简化计算,将桥面系板梁高即横梁高、次梁高面板厚拼入贝雷桁梁高即桁架高h=1。5+0.22+0.10+0.01=1.83m，桁架间距b按=1。05m，==0.574＜1。0,φ0=为桁架的挡风系数，A0为桁架杆件和节点挡风的净投影面积，A=hl为桁架的轮廓面积。按贝雷桁架3m节段进行计算A0=3.0×0.1×2+0.08×（1.5-0.2）×3+8×0。08×+0。11×3.0+0。0042×2。5=1.9315（㎡）A=1。83×3.0=5。49(㎡)则φ0==0。352单排桁架的体型系数μst=φμs=0。352×1。3=0。4576，其中μs=1。3n排平行桁架的整体体型系数μstw=μst，式中η经查表得η=0.58,则μstw=0。4576×=0.723。μz---风压高度系数，经查表μz=1。0,w0—-—基本风压，查江阴地区w0=0.3KPa=30㎏/㎡则风荷载标准值wk=μstw·μz·w0=0.723×1。0×0。3=0.2169（kN）贝雷梁及桥面梁板系数所受风力Hw=wk·A=0.2169×9×1。83=3.57kN=357㎏每排架立柱所受水流力和9mH=FW上+FW下+HW=4.14+3.36+3.57=11.07（kN）=1107㎏经计算工况b承受水平力最大，是控制荷载。则水平拉杆[6.3的σ===131㎏/cm2=13.1MPa＜[σ]=170Mpa。故选[6。3过于保守,选1级钢筋φ16～20即可。5.3钢栈桥形成后即运营期的稳定分析经过前面计算，每排架立柱所受水流力和9ｍ跨贝雷梁等所受风载之和的最大水平力H=1107㎏，此力由引桥排架墩外侧立柱设水平拉杆与栈桥排架立柱之I56ａ主承重横梁连接而平衡，且栈桥基础为钢管桩埋置深度有21m，故栈桥是稳定的。6、栈桥主要材料计划主要材料计划表序号材料名称型号规格单位数量备注1钢板δ=10mmt4742槽钢[10cmt1983工字钢I22cmt1494工字钢I56at725贝雷片300＊150*18cmt5402002片6贝雷架连接片宽45cmt40800片7贝雷架连接片宽90cmt30485片8钢管Φ630mmt6686078m9圆钢Φ10mmt12用于栈桥面，机动车防滑10钢管Φ50mmt3用于钢栈桥两侧栏杆700m11螺纹钢Φ20t11用于钢栈桥两侧栏杆12剪刀撑［12t14用于两桩加固13水平撑［25t15用于两桩加固14纵向斜撑［25t30与贝雷片连接加固合计t22567、机具使用计划机具使用计划表序号名称单位数量1500kN履带吊台12DZJ-60振动锤台13200kN汽车吊台14运输车台25电焊机台126全站仪台27精密水准仪台28对讲机台1210t船舶艘19250KW发电机台18、劳力资源计划劳力资源计划表序号名称人数序号名称人数1技术主管27电工32技术员48起重工43质检员29电焊工154工长210普工305测量人员511其他人员66专职安全员212合计759、施工进度计划根据项目部生产情况，钢栈桥施工进度计划如下：从2009年8月20日～2009年11月20日施打钢管桩，每天4根，共10、质量、职业安全健康保证措施（1）严格按照栈桥设计要求、钢结构施工规范以及桥涵技术规范施工。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)55T履带吊在栈桥上沉桩时，履带最前端悬臂处与下横梁的水平距离不得超过2。5m，吊车应居中，以保证栈桥和吊车安全.(3)现场配备两名专职安全员负责安全工作，同时要求现场施工人员必须戴安全帽、穿救生衣，高空作业系安全带。（4)作业人员上岗前进行安全培训，特殊工种必须持证上岗。(5）施工现场悬挂安全标志、配备安全网、救生设备等，严禁违章指挥,违章操作和酒后作业.严格在港监指定水域内施工，同时按照水上作业有关规定，协助海事、航道部门一起做好航道维护和航标设置工作。(6）因栈桥为临时辅助结构，结构设计计算时未考虑撞击荷载，因此需设置严密的防撞措施，主要从制度、警示牌、教育培训等管理手段方面进行预防，并在施工侧距栈桥边线5m牵一道警界绳.夜间设置航道警示灯.（7）严格限制通行车辆的荷载和车速（不得大于5km/h），并在两侧桥头显著位置设置限载和限速警示牌，在桥头设置值班岗亭,维护栈桥的正常运行。（8）定期对栈桥各结构及连接点进行检查，对发现的问题及时进行维护，在栈桥上设置沉降观测点，定期观测栈桥的沉降变形情况.（9)本栈桥桥面标高与两侧自己施工的临时栈桥桥台顺接，相对防洪标准较高，但在运行过程中若遇到多年不遇的高水位时，视情况进行限行或停运。（10）开工前进行详细技术交底和安全交底，使作业人员做到心中有数,以杜绝安全事故的发生。(11)在各墩位区域施工期严禁遗落铁件，以避免影响后续护筒下沉和钻孔作业.（12）各种设备必须由专门的操作人员操作，严格遵从操作规程，需要的各种操作使用证件齐全，严禁无证作业.要求使用、维修人员熟悉机械设备性能，杜绝重大机损、机械伤人事故的发生。(13）加强设备管理制度，按照要求定期进行保养、维修，严禁带病作业。（14）施工现场的用电及点路（主要是箱变、电闸箱、电线接头等处）由专业电工负责施工并每周定期检查一次.（15）夜间施工要有足够的照明，在保证安全的前提下施工.（16）雨季施工要做好防雨措施。11、文明施工、环境保护保证措施（1)文明施工①项目经理亲自挂帅，组织领导班子及安全、施工、劳资、保卫等有关部门成立文明施工组织管理机构，并定期进行生产文明大检查，发现有碍文明施工的现象及时处理,对不规范的施工行为予以纠正。②制定完善的文明施工条例，目标明确，责任落实到人.经常教育职工做文明施工榜样，对文明施工做得好的班组和个人及时进行