上海某市政道路工程贝雷钢便桥施工技术方案(附示意图).doc

崇明东滩启动区市政道路（一期）工程（二标段）z1南段跨团旺河钢栈桥技术方案上海城建（集团）公司崇明东滩启动区市政道路（一期）工程（二标段）项目部2012年9月29日一、工程概况本工程位于上海市崇明东滩，崇明东滩启动区内主要是农田，现状河道主要有团旺河及98海塘随塘河。规划河、湖共有33条。其中主要的是团旺河、启动区河、南横引河。因团旺河不能截流，桥梁施工时桥东西两侧无通道。拟团旺河桥位南侧15米处搭设一座栈桥作为河两侧的交通通道。二、编制依据1、崇明东滩启动区市政道路（一期）工程设计图纸2、崇明东滩启动区市政配套（一期）工程-z1崇明大道岩土工程详勘报告3、公路桥涵施工技术规范（jtj0412011）4、公路桥涵设计通用规范（jtgd602004）5、装配式公路钢桥多用途使用手册6、地基基础设计规范（dgj08-11-2010）三、便桥结构型式便桥下部结构在两端陆地上采用钢筋混凝土扩大基础桥台，中间水中墩采用壁厚9mm直径609mm的钢管桩基础；便桥采用三跨连续梁跨径组合为9m+30m+9m，中间孔最大跨径为30m，两侧跨径为9m。桥面宽3.7m，车辆单向通行，设计行车速度10km/h，重载车辆限速5km/h，按照公路-级荷载设计，限载一辆55t汽车通行。桥面标高与便道面标高平齐（4.000）。主要材料表。名称单位数量备注c30承台m311.2桥台c10垫层方量m32.592桥台16钢筋t0.130 桥台14钢筋t0.117 桥台5cm垫木m23.528桥台双拼400工字钢m34.48基础连梁贝雷片片96主梁6米609钢管桩根16基础10cm纵梁片64桥面27cm横梁根48桥面横梁7cm桥面板m2184.8桥面3m护轮木根32桥面钢便桥水中墩断面结构型式示意图如下图2.1所示：便桥水中墩基础示意图水中墩基础采用8根609钢管桩，横桥向中心间距为1.66m，顺桥向中心间距1.8m。钢管桩上铺纵向双拼400工字钢，长度为2.81m,每排桩布置一道，共四道；纵向梁上铺横向双拼400工字钢，长度为6.2m。钢筋混凝土便桥桥台布置示意图如下图2.2所示：图 桥台断面图便桥立面布置型式示意图如下图所示：桥跨布置图四、桥位工程地质情况根据地质报告，本工程桥位主要位于表层土和浅部层，本钢便桥的桩位布置见下图：表层土组：主要为表层吹填土及浜淤泥。（1）第0-1层浜土，系拟建场地内团旺河等河流水底淤泥（小河流及排水沟区域该层厚度较薄），灰黑色，呈流塑流动状，含大量黑色有机质及腐植物。（2）第0-2层吹填土（粘质粉土夹粉质粘土）在拟建场地遍布，系20世纪90年代初期围海造地吹填形成，受吹填土源、吹填工艺的影响，吹填土的组成和性质有区别，主要以粘质粉土为主，局部夹多量粘性土，土质松散且不均匀。浅部层组：平均深度约在2.015.0m。（3）第3-1层灰色砂质粉土，在拟建场地遍布，成因类型为滨海河口相沉积，呈松散稍密状态，在拟建场地不同区域其土性存在一定差异，夹粘质粉土、粉砂及层状粘性土，局部区域在深度714m间夹多量淤泥质粘性土。潜水一般分布于浅部土层中，补给来源主要有大气降水入渗及地表水侧向补给，其排泄方式以蒸发消耗为主。浅部土层中的潜水位埋深，一般离地表面0.31.5m，年平均地下水水位离地表面0.50.7m。由于潜水与大气降水和地表水的关系十分密切，水位呈季节性波动，因此潜水水位的高低主要取决于降雨量的大小和雨期持续时间。拟建场地浅部地下水属潜水类型。勘察期间所测得的地下水静止水位埋深一般在0.301.70m之间，其相应标高为3.412.23m。五、钢便桥施工5.1施工工艺流程钢便桥采用1台50t履带吊、1台dz45型液压振动锤从岸侧逐跨振动下沉钢管桩、焊设下部桩间支撑、安装桥面上部结构。钢便桥施工工艺流程如图所示。钢管桩加工履带吊吊桩就位振动锤与钢管桩连接振动下沉钢管桩测量定位贝雷梁安装垫板及双拼下横梁安装面板铺装、栏杆安装横向分配梁安装焊接钢管桩斜撑连接便桥施工工艺流程图5.2主要施工方法使用履带吊结合振动锤施打钢便桥钢管桩、钢管桩沉放完成后即依次由下而上进行下双拼工字钢纵横梁、贝雷架、双拼工字钢下横梁、贝雷梁、横向分配梁以及槽钢面板安装施工，面板铺好以后履带吊前行，进行下一跨钢便桥施工。5.2.1钢管桩制作与运输（1）钢管桩制作钢管桩采用q235b钢板在专业钢结构加工厂制作，焊缝采用螺旋焊缝，要求达到二级焊缝标准，其加工质量符合以下要求：钢管外形尺寸允许偏差表项目允许偏差（mm）说明钢管外径10测量外周长管端椭圆度5两端互相垂直的直径之差值管端平整度2管端平面倾斜不得大于4桩长偏差300，0.0桩纵轴线的弯曲矢高不大于30（2）钢管桩运输钢管桩采用汽车运输进场。钢管桩运输时做到提前同气象台了解运输期天气，如有6级以上大风或暴雨、大雾等恶劣天气时禁止船运。钢管桩堆放形式和层数应安全可靠，避免产生纵向变形和弯曲变形。长期堆放应采取防腐蚀措施。堆放不宜超过三层。钢管桩在起吊、运输和堆放过程中，应避免由于碰撞、摩擦等原因造成涂料破损、管端变形和损伤。钢管桩运输至沉桩现场。由于钢管桩重量大、易滚动且涂有防腐层，为确保运输安全及钢管桩防腐层不致损坏，须进行加固改造。在车上设置稳桩支架，按23层布置，支架用型钢制作，其与桩接触处设置橡胶板，桩间用枋木或粗麻绳支垫隔开。钢管桩支点处甲板须进行加固处理。运桩船上钢管桩的固定方法如下图。钢管桩的运输固定示意图5.2.2钢管桩下沉（1）振动锤选择根据桥涵施工手册（上册）p324页中式（6-5）、（6-6）知：动摩阻力 fr=0.3 fili+fps式中： fp土单位面积的极限端阻力，kn/m2，fi 土单位面积的极限摩阻力，kn/m2， 钢管桩周边长度，=1.91m，s 钢管桩截面积，=0.29m2，li 钢管桩在不同土层中的入土深度。fr=0.3301.916+1000*0.29=379 kn（式中0.3为地基液化系数）。施工时选用为dz45型振动锤，其激振力达450kn，满足施工需要。（2）振动锤沉桩工艺原理dz45型振动锤采用液压夹具，通过液压油缸的进油和回油实现迅速夹紧钢管和放松钢管。利用夹具夹住钢管桩，同时用履带吊副钩通过备用钢丝绳吊住钢管桩顶。准备好后，履带吊通过振动锤及备用钢丝绳直接起吊钢管桩，在测量引导下调整钢管桩到测量标定的桩位后快速下钩，钢管桩靠自重入土稳定后，开启振动锤振动下沉钢管桩。（3）振动锤打桩施工工艺流程如下图所示施工准备钢管桩加工吊机就位钢管桩运输起吊震动锤及钢管桩测量定位对位插桩震动下沉检查桩平面位置及高程桩顶抄平及安装横梁进入下道工序振动锤打桩施工工艺流程图（4）钢管桩沉放施工方法钢管桩沉放前根据桩位图计算每一根桩中心平面坐标，确定好沉桩顺序，防止先施打的桩妨碍后续桩施工。当沉桩准备工作做好之后，履带吊主钩起吊振动锤，调节振动锤的液压夹具，使其夹紧首节钢管桩顶口，另外，履带吊的副钩通过卡环连接钢丝绳与钢管桩的端部吊点相连，履带吊缓慢起钩，旋转转盘将钢管桩吊离驳船，然后一钩起一钩落，逐步在水中将桩竖直，同时在测量监控下，慢慢摆动履带吊扒杆使钢管桩的平面位置到达设计桩位处，满足设计要求后下桩、稳桩、压锤，满足设计及规范要求后，开始沉桩。在沉桩过程中要进行测量监测，并做好沉桩记录。钢管桩沉放以标高控制为主，贯入度控制为辅，确保桩基承载力满足要求。在整个下沉的过程中由测量全程监控，以便及时进行纠偏。为了保证对接质量，振动锤沉桩注意事项： 插桩初入土时轻振慢打，及时检查位置,如在桩打入初期发生较大倾斜，可进行修正，或拔出重打。 桩打入过程中，应控制钢管桩下沉速度，防止溜桩，如溜桩严重，应根据实际情况分析处理。 振动时每次振动持续时间不宜超过1015min，过长则振动锤易遭到破坏。 每根桩的下沉应一气呵成，不可中途停顿或有较长时间的间隔，以免桩周土恢复造成继续下沉困难。 为确保沉桩质量，钢管桩沉入施工应选择在天气较好时段进行。 已沉放好的钢管桩应按设计要求及时进行桩间支撑及桩顶下横梁连接，尽量缩短单桩抗流时间。5.2.3下部结构安装（1）钢管的抄平钢管桩打设好后，按照设计标高进行测量放点和抄平。（2）桩顶双拼工字钢下横梁施工桩顶横梁是由2根400型工字钢（双拼）构成，将横梁置于钢管桩上，横梁的顶标高根据设计图断面所示数据控制。双拼400型工字钢横梁在后场加工、现场安装。首先在钢管桩顶垫板上放出下横梁轴线及位置，然后起吊安装横梁、焊接连接板及肋板。（3）桥台桥台为钢筋混凝土基础，先绑扎钢筋，立模板，浇注砼。待养护14天后进行安装上部结构。5.2.4上部构造安装贝雷梁安装采用鼻架推拉法：1、采用鼻梁进行推拉，示意图如下。2、在支墩上拼装6节双排加强型单层鼻架（安装贝雷片、横梁、抗风拉杆等），共18m。3、在六节鼻架安装好后，利用卷扬机慢慢牵引鼻架，边牵引边在鼻架后端安装三排贝雷片（安装贝雷片、横梁、抗风拉杆等），共计13节，39m。考虑到倾覆的情况，在安装三排加强贝雷片主桥时，必须考虑配重情况。4、倾覆数据计算：三排双层加强型重量：21kn/节，双排单层加强型重量：7kn/节，当拼接三排双层加强型贝雷片主桥时鼻架牵引至对岸2#支墩时有最大力矩。双排单层加强型鼻架总重量：7kn/节6节 三排加强主桥在拼接到24m时，鼻架牵引至对岸支墩，1#墩前力矩=21kn/节9节13.5 m=2551.5knm1#墩后力矩=21kn/节4节6m+7kn/节6节21m=1386knm2551.5knm 1386knm 安全5.2.5桥面结构铺装及附属设施贝雷片主梁间用横梁联系，每片桁架的下弦杆上设置两根横梁，横梁上纵桥向铺设四组纵梁，纵梁上先横桥向铺设7cm厚木质桥面板，然后再纵桥向车轮轨迹处铺设一层1.3m宽7cm厚木质桥面板，桥面板两侧安装14*14cm的护轮木。在工字钢横梁安装完成后，桥面铺设纵梁和桥面板。通过测量在工字钢横梁上标定出每根槽钢的两侧限位线，然后将槽钢桥面板逐根焊接在工字钢横向分配梁上。焊接要牢固，防止重车行驶引起槽钢侧向滑动。5.2.6便桥的维修及保养（1)在便桥入口设置值班岗亭并指派值班员指挥交通，桥头悬挂车辆限速行驶警示牌以及车辆限重标志牌。（2）便桥值班人员定期检查贝雷桁架纵梁连接处的销子、螺栓等松动情况，对螺栓、螺帽、销子出现松动的部位及时安装紧固。（3) 对便桥面板发生翘曲或损坏的部位，及时修复或更换；5.2.7便桥拆除1)拆除施工工艺拆除方向由河中心向两端逐跨拆除，便桥拆除顺序由上至下进行，基础钢管桩拆除采用50t履带吊配合dz45振动锤拔桩。桥面系割除 人工拆除面板后，吊装上平板车转运到岸上回收场。贝雷桁架梁拆卸 工字钢分配梁拆除后，进行贝雷桁架拆卸，纵向按跨径断开拆除，贝雷梁在后端便桥上分解成单片贝雷片用平板车运回岸上材料堆放场地。钢管桩拔除单跨贝雷桁架拆除后，割除钢管桩顶面连接下横梁的连接板与肋板以及桩顶垫板，吊走桩顶下横梁，割除下支撑钢管，安装dz45振动锤到钢管桩顶，待振动锤液压钳夹紧钢管桩后，启动振动锤，钢管桩周边土质在振动力作用下开始液化，土质对钢管桩的摩阻力将大大减少，此时50t履带吊可缓慢将振动锤连同钢管桩往上提动，逐渐将整根钢管桩拔起，并利用平板车通过便桥转运到岸上。2) 拆除注意事项便桥拆除工作的重点在安全，所有现场施工人员首先必须从思想上树立安全意识，遵守安全操作规程。起吊由专人指挥，定期对起重索具进行检查，起吊前应检查吊物所割除的焊缝是否割完，吊物时，吊臂与被起吊物下严禁站人。入土钢管桩必须整根拔除，防止剩余桩头阻碍通航。六、桥梁结构计算书：桥梁结构自重根据装配式公路钢桥多用途使用手册三排双层加强型每节重量为61.3kn,均布荷载为20.43kn/m。三排加强型贝雷片抵抗矩w=45962.6cm3,惯性矩i=3464606.4cm4,计算全桥时乘以2。弹性模量e取206*109 n/。根据公路桥涵设计通用规范（jtgd602004）简支梁桥梁自震频率=3.14/2l2 eic/mc=3.14/2/30/30206*1093464606.410-8=3.88。则汽车荷载冲击系数为0.22。l-结构的跨径（m）；e-结构材料的弹性模量（n/)；ic-结构跨中界面的界面惯矩（m4）；mc-结构跨中处的单位长度质量（kg/m)。活荷载取公路-级荷载或者1台55t汽车，(1)验算公路-级荷载qk=7.875kn/m，根据跨径30m,pk=210kn。则最不利荷载计算简图如下按30m简支梁结构计算：均布荷载q=（1.4+0.22）7.875 kn/m +1.220.43kn/m=37.2kn/m集中荷载q=（1.4+0.22）210kn=340.2 kn则跨中弯矩=ql2/8+ql/2= 9296.7knm桁架应力=m/w=9296.7/45962.6/2=101mpa220mpa（贝雷片允许应力）桁架挠度=5ql4/384ei+fl3/48ei=537.2kn/m304/384/(206*1093464606.410-8)+ 340.2 kn303/48/(206*1093464606.410-8)=0.03m=3cm5cm=跨度l/500在车道荷载作用下：桥梁强度和刚度均符合要求。桥梁支座剪力=ql/2+q=769kn(2)验算1辆55t汽车荷载，荷载取值根据公路桥涵设计通用规范（jtgd602004），如下图：结构计算简图如下：经过影响线分析，当第三个轮子过跨径30m的中心线时，跨中弯矩最大，活荷载根据每个集中荷载的实际位置分开计算，最后根据弹性梁特性进行汇总合计。荷载计算表合计活荷载kn30120120140140550活荷