河南道路拓宽及隧道工程钢便桥施工方案(附图,计算书).doc

目 录一.编制依据1二.工程概况1三.施工工序2四.钢便桥基础钻孔灌注桩施工2五.钢便桥上部贝雷梁施工6六.桥梁的使用与维护8七.上部结构支撑计算9八.下部桩基础计算13九.事故应急措施15一.附桩基施工图19一. 编制依据1、公路桥涵施工技术规范（jtj 041-2000）。2、郑州市京广路拓宽改造及地下隧道工程施工图设计。3、中原路钢便桥施工图设计和施工组织设计。4、装配式公路钢桥使用手册。二. 工程概况郑州市*路拓宽改造及地下隧道工程，位于郑州市中心城区，是与郑州市火车站西出口紧密相连的南北向城市快速路。中原路-京广路口东西向现状为双向6车道，属于郑州城区居住、交通高密度区域，车流、人流纵横交织，交通压力大，稍有影响，就会造成交通瘫痪。京沙快速路的地下通道工程施工的难点，就在于必须在保证该路口既有的车流人流的通行的情况下进行施工。我公司按照建设单位郑州城建集团的要求，坚持“城市建设，重在为民”的服务理念，进行科学规划，多次组织专家及交警部门进行论证和试验，最终确定“安装东西向八车道（南北宽40米），39米大跨度钢便桥”的保通方案。钢便桥基础采用混凝土灌注桩，桩长30米，桩径1.2米，桩间距5.2米，东西两侧各8根，全桥共16根，由市政设计院进行施工图设计。桥梁上部采用贝雷钢桥，按两幅桥施工，先安装北侧4车道，再安装南侧4车道，根据设计荷载，边部采用三排单层加强型桁架，中部采用三排双层加强型桁架。该桥型已实现工厂化生产，它具有结构简单、运输方便、架设快速、分解容易等特点，可根据选择的跨径，组合成多种形式的桥梁。相比较于传统的道路保通方案，在进度上，架设钢便桥后，地下隧道施工可全线开挖，形成流水施工，工程工期与原来相比可提前约1/3，保证工期。在质量和安全上，不仅避免了半幅施工时对施工质量、工艺影响。同时，由于隧道支护及周边防护可形成一个有机整体，避免了侧边防护风险，提高了施工安全性。三. 施工工序钻孔灌注桩接桩头墩台钢盖梁贝雷梁安装桥台混凝土浇注桥梁引坡安全警示标牌、防撞设施。四. 钢便桥基础钻孔灌注桩施工（一）、钻孔灌注桩施工工艺流程制作钢筋笼搅拌砼制备护壁泥浆放线定桩位钻机就位钻孔第一次清孔质量检查吊放钢筋笼孔搭接焊吊放导管第二次清孔灌注混凝土泥浆沉淀池泥浆处理施工准备（二）主要施工工艺1、设备选择根据施工场地地质条件及我公司类似工程施工经验，桩孔采用旋挖钻机钻进、导管混凝土灌注工艺。2、旋挖成孔（1）旋挖钻机就位后，便可下护筒。护筒起导正钻具、控制桩位、保护孔口、隔离地表水渗漏、防止地表土坍塌、保护水头高度等作用，因此，护筒内径一般应比设计桩径大20cm，护筒长度大于1.5m，高出地面50cm。护筒开挖、埋设采用人工，护筒坑外侧较护筒大2030cm，周围采用自制木夯分层夯填，保证护筒的牢固，预防泥浆外溢，引起护筒下沉。护筒埋设后，依据附近测量成果表的数值，测量人员及时抄测护筒顶标高。计算出护筒上表面的绝对高程，并记录。在自检合格的基础上，报监理工程师复核、批准后方可开钻。（2）孔位对正，设备调整水平、垂直，材料、工具等准备齐全，安全设施符合要求，经验收合格后便可开钻成孔。（3）钻孔施工：旋挖钻机采用筒式钻斗。钻机就位后，调整钻杆垂直度，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。当钻头下降到预定深度后，旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，提升钻斗将土卸于堆放地点。钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。（4）改善钻斗护壁能力：旋挖钻机施工初期，提升料筒时，发现提升力显著增大，有孔壁颈缩现象。经过详细分析，由于筒式钻斗完全无护壁作用，在提升钻斗时，其下部产生较大负压力作用，致使产生“吸钻”现象，从而造成孔壁颈缩现象。因此，必须对筒式钻斗进行改进。在筒壁上加焊4块双曲面护壁钢板（或增设导流槽），两两对称布置，为防止升降时碰怀孔壁，钻头旋转时双曲面护壁钢板直径小于孔径2cm。由施工现场实践得知，改善后的钻斗在提升过程中液压系统压力显著减小，钻孔颈缩现象得到改善。（5）控制钻斗钻进、提升速度：a、旋挖钻机钻进过程中应严格控制钻进速度，避免钻进尺度较大，造成埋钻事故。b、若钻机升降钻斗时速度过快，钻斗外壁和孔壁之间的泥浆冲刷孔壁，再加上钻斗下部产生较大负压作用，造成孔壁颈缩、坍塌现象。所以钻斗提升时应严格控制其速度，经现场实践得知，钻斗升降速度保持在0.750.80m/s。当钻斗粉砂层或亚砂土层时，其升降速度应更加缓慢。（6）此外，钻进中还要注意以下事项：1）钻进中遇到松散的砂砾层时，事先向孔内投入适量的粘土球，以便有效固结井壁及取出砂砾石。2）遇到硬土层，如钻斗钻进阻力大，可先用小齿的齿状钻头钻小孔，然后再用钻斗扩孔。3）每次提钻后都要检查钻斗切削齿磨损情况，及时清理齿间泥土，更换已磨钝的套齿。（7）钻孔记录要求：1）钻孔时，实际操作人员要严格按照钻孔桩钻进记录的要求进行现场记录。不能随意编制，应该按照实事求是的工作态度对待工程质量。2）在钻孔过程中，根据地质及钻杆长度情况，控制每钻的深度，观察土质情况，并做好记录，及时反馈情况。3、出碴旋挖成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。近距离出渣：钻孔出渣用挖掘机、铲车进行清理，在场内指定地方堆放，地点距离桩位最小距离不得小于10m。远距离出渣：用铲车及自卸汽车将场内集中堆放的弃渣采用封闭式外运至指定的弃土场进行堆放。4、清孔钻孔达到设计深度后立即进行清孔，使孔底沉渣厚度满足设计要求。（1）清孔利用细泥浆大泵量置换孔内的稠泥浆和沉渣。（2）清孔时钻头在孔底作慢速转动，以便搅起泥渣。（3）清孔完毕后，经检查合格后就开始下钢筋笼，钢筋笼安放就位后应再次检查孔底沉渣厚度，如符合设计要求则尽快下导管浇注混凝土。如不符合要求，则应进行二次清孔。二次清孔在导管下完后进行，清孔时采用泥浆泵，将泥浆泵管口与导管上口连接，利用导管打压泥浆冲孔，必要时用吊机吊起导管将导管口落入孔底反复冲孔，使孔底沉渣泛起，以确保沉渣厚度满足设计要求，随后立即灌注混凝土。5、吊放钢筋笼（1）钢筋笼在地面制作时，必须按图纸要求仔细计算下料，该道制作工序要提前进行或与成孔同步施工；（2）为了保证钢筋笼几何外形的准确，加劲箍要用预制的钢模制作，使加劲箍为准确的圆形，在加劲箍上用粉笔均匀标出纵筋位置，再根据标识点进行纵筋焊接。在纵筋上同样标出螺旋筋的位置，确保螺旋筋定位准确。（3）在施工时按照设计进行配筋，为保证钢筋笼吊装过程中的整体稳定和刚度，要求钢筋笼必须在同一平台上整体制作或预拼装。本工程钻孔桩钢筋笼长度较长，钢筋笼分23节制作。主筋接头相互错开不小于35d，错开率为不大于50%，纵向受力钢筋与横向加强钢筋相交处全部采用点焊，箍筋与主筋交点需不小于50%交错点焊。接头按50%错开，且间距错开不小于35d，主筋焊条采用thj506型，加劲箍与纵筋焊接牢固，特别是要预先定出起吊点，起吊点位置要加焊并仔细检查。钢筋保护层厚度为70mm。采用与桩身混凝土同等级的混凝土垫块，采用10钢筋穿入混凝土圆形垫块两端与主筋点焊，4m设置一道。共计8道。环向均匀布置6处。（4）钢筋笼成型后，先由钢筋工组长自检，再经专业管理钢筋人员复检及监理单位验收后及时办理好隐蔽验收手续，然后再作下道工序。（5）检查合格后的钢筋笼在灌注混凝土前运入施工场地，钢筋笼运输采用自制炮车运输，沿围挡放置在不影响施工车辆走行且方便吊装的位置。钢筋笼利用吊车将钢筋笼吊起，人工辅助将钢筋笼放入已经钻好的孔桩内。为防止钢筋笼在就位安装过程中变形，钢筋笼就位安装：在钢筋笼主筋上均匀分布4个环行吊环（10钢筋）与主筋焊接，等长的吊绳采用2台吊车进行吊装，主吊采用一台20t汽车吊，配合一台16t汽车吊，在放笼过程中不得碰撞桩护壁，钢筋笼要保持垂直对中，不得偏斜。6、水下混凝土灌注在钢筋笼安装就位后，检查沉渣厚度是否满足设计或规范要求，若满足则直接进行水下混凝土灌注；若不满足则进行二次清孔，二次清孔后则进行水下混凝土灌注。（1）水下混凝土须有良好的和易性，本工程均采用商品混凝土。混凝土掺加缓凝剂。混凝土所用砂石料：细集料采用级配良好的中砂，含泥量符合规范要求。粗集料优先选用卵碎石，级配良好，颗粒粒径采用531.5mm，且含泥量、针片状含量、压碎指标满足规范要求。水泥：采用强度等级为42.5r的水泥，要求厂家优先选用凝结时间较长的水泥品种，水泥初凝时间不宜早于2.5小时。粉煤灰：性能指标符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰gb1596的要求。外加剂：质量符合混凝土外加剂应用技术规范gb50119要求。主要技术指标：坍落度1822cm；砂率4050%；水灰比0.50.6；水泥用量：不少于350kg/m3，掺加粉煤灰时不少于300 kg/m3；总碱含量不大于3kg/m3。（2）导管直径为300mm，采用无缝钢管制作，采用丝扣接头，底管长度不小于4m；导管使用前要进行水压严密性试验。以0.8mpa对导管进行水压试验。隔水栓塞用篮球内胆。（3）开始灌注时，导管底端到孔底的距离以能顺利排出隔水栓为宜，一般为0.30.5m。（4）灌注时，用不小于6m3的砼运输车直接灌注。（5）混凝土灌注的上升速度最慢不小于3m/h，每桩灌注时间不得超过6h。（6）随着砼上升，要适时提升和拆卸导管，导管底端埋入混凝土面以下26m；（7）在水下混凝土灌注过程中，设专人用测绳和重3kg的测坠测量混凝土面并计算导管埋深，填好水下混凝土灌注记录表；（8）拆除导管后，立即安排专人对导管进行清洗，不得粘有混凝土。（9）灌注前按照施工组织设计采取严密的人员组织及辅助设施配备，一旦发生停电停水以及发生导管堵塞进水事故时，立即采取有效措施（见应急预案），并同时做好记录；（10）混凝土罐车进入到施工现场后，施工试验员即检测混凝土坍落度，并作好记录。坍落度超出设计要求时，作为不合格混凝土予以退场。混凝土试件的制作应取每罐的中间1/3进行试块制作。试块制作应随机抽样。每颗桩制作混凝土试块4组。由专人负责完成。准确控制最后一次混凝土灌注量，不使桩顶超高或偏低过多。应控制在设计桩顶标高以上0.8m1.0m；灌注混凝土过程中，施工现场必须保证有两辆混凝土罐车停靠在施工现场附近。（11）在钻孔桩桩身混凝土达到设计强度并检验合格后开始进行下一步工序破桩头接桩。（12）桩头混凝土达到设计强度后，安装钢盖梁。五. 钢便桥上部贝雷梁施工（一）场地要求由于本工程施工现场较好，场地较平整，钢桁架可直接桥位上拼装，一次安装成型。(二)架设1、边组三排单层正桥部分的拼装(1)抬第一格之内排桁架固定，底部先安装好加强弦杆。(2)抬上第二排桁架，在第一与第二排桁架之间按支撑架，待第一格横梁就位后拧紧支撑架螺栓。(3)装上第二格之第二排桁架。(4)抬上第一格之第三排桁架，各以一人扶稳。(5)第一格桁架中竖杆前装横梁。用夹具扣件，但不夹紧。(6)在第一格桁架后端竖杆前加入第二根横梁。(7)再在同一格桁架前端竖杆后安装第三根横梁，并在第二根横梁上装斜撑。(8)装第一格之抗风拉杆，并在第二与第三排桁架前端竖杆上按联板，然后旋紧所有横梁夹具。2、内桁架的安装第一格桥梁至此安装完毕，此时第二格之第二排桁架亦已装上。(1)装上第二格之内排桁架。(2)装上第三格之第二排桁架。(3)装上第二格之第三排桁架。(4)在第二格桁架之后竖杆前按上横梁，不夹紧。(5)在该横梁上装斜撑，同时安装抗风拉杆。(6)装中横梁。(7)装上部加强弦杆。(8)按上支撑架及联板。(9)拧紧横梁夹具及抗风拉杆。以同样程序继续拼装第三、第四格，直至全部完成为止。3、三排双层桥梁的拼装：完成4格三排单层的底层桁架后，即开始安装第一格上层桁架。为装拆方便起见，三排双层桥梁的上层桁架之销子，最好均有里往外插。因此，次一格之外排桁架必须在前一格之中排桁架之前装上，否则外排销子就无法安装。桁架就位后，在第一与第二排桁架之后竖杆上(如为第一格应同时在前竖杆上)及顶部按支撑架，另外应在第二与第三排桁架之前竖杆上装联板。因第一格前竖杆上的支撑架孔己被支撑架占用，故此处联板应移至上加强弦杆上安装。架设三排双层的上层桁架，必须利用托梁将底层横梁接长，使两边抬上的桁架有搁置的地方。上层桁架采用机械吊装。三、架设工具工具名称规格数量备注千斤顶20t2只高20cm左右为宜钢丝绳12mm或以上50m需要配夹扣若干 手扳葫芦 hss3.0(3t) 1只需要配相应的钢丝绳20m扛绑或木棍4根用来抬桁架片使用尼龙绳20mm50m四、桥梁的座落桥梁座落用普通千斤顶在桥梁下弦，其位置最好在桁架弦杆与腹杆交点，千斤顶与弦杆之间放一块厚板，将压力平均传布到弦杆的两个槽钢上。切不可把千斤顶顶在一根槽钢上，更不应该让槽钢翼缘单独承受千斤顶的力量。在一般情况下千斤顶应座在垫木上，将桥梁的压力分布在较宽大的地面上，千斤顶与垫木的高度，应根据桥梁的降距及千斤顶的形成而定，最后使桥梁能一次座落。六. 桥梁的使用与维护1、在桥梁两端明显位置设限载、限速标识牌，防止超载、超速，设防撞设施，防止车辆撞击贝雷架。2、定期检查、桁架连接销的保险销，各种螺栓，横梁夹具及抗风拉杆有无松动、丢失。3、对严重集水和易锈蚀部位应设法排水和防锈、喷漆、涂油。4、由基坑监测单位，每天对主梁两岸支座地基进行观测，发现不均匀沉降，立即查明原因，进行处理。5、由钢桥生产安装厂家派专人经常注意观察看护桥梁，并随时做好记录,定期测量桥梁跨中挠度。如变化较大时,应查明原因,加以处理。每周定期对贝雷架挠度检测不少于1次，车辆频繁时增加检测次数，对出现挠度过大的情况时及时增加贝雷架榀数。土方开挖过程中应防止挖机碰撞贝雷架，并在贝雷架上安装警示标志。雷雨大风过后应安排专人对贝雷架连接件进行检测。时刻安排交通协管员值守，严格按照车辆限行规定进行管理。6.一旦出现不利情况，立即限制任何车辆和行人通行，并马上报告上级和安装单位，及时加固处理。7.钢便桥安装完成经检验合格后方可通车，通车后，由桥梁生产安装单位派专人在全部使用期的安全技术服务。七. 上部结构支撑计算1. 计算参数该钢桥全长39m，为四车道，单车道桥面宽3.452m，桥梁两支座外侧各预留1.5米悬壁段用以抗负弯距，该桥计算跨净为36米。设计荷载：公路i级；行车速度：20km/h；钢结构容重：78.5kn/m3；砼结构容重：25kn/m3。 上部结构选型上部结构采用“321”标准桁片的组合选型，编组为中间组为三排双层加强型，边组两组为三排单层加强型。具体组合的排数和层数及构造按国家标准图集装配式公路钢桥使用手册（交通部公路战备办公室，1998）选用。2. 上部结构内力计算1）计算模型（1）中原路口便桥：单跨简支梁（计算跨径l=36米）； 活载计算荷载按公路桥涵设计通用规范（jtj d60-2004）公路i级车道荷载取用。活载跨中最大弯矩计算模型（pk查规范得到）活载支点最大剪力计算模型（pk查规范得到）2）恒载内力计算（1）恒载内力计算跨中弯矩：支点剪力：（2）活载内力计算跨中最大弯矩：支点最大剪力：计算活载内力时，应计入冲击系数影响， 汽车冲击系数如下： 中原路便桥：1+u=1.07；3）内力组合 钢结构按容许应力法计算，故截面最大内力组合为： 跨中最大弯矩： 支点最大剪力： 4）桥梁内力验算 代入钢便桥各参数后，内力验算结果见下表（其中钢桁架的容许内力查手册直接得到）。桥名跨中弯矩验算m组合（kn.m）m容许（kn.m）验算结果中原路便桥66249618.8满足桥名支点剪力验算q组合（kn）q容许（kn）验算结果中原路便桥7361397.8满足由上表验算结果标明：上部结构的选型是合适的，结构是安全可靠的。5）钢便桥挠度计算查手册，汽车荷载引起的挠度计算：其中:h0=3.0m kdef=0.1767 l=36m keq=27.8knm e=2.1105mpa 计算得到；f=7.6cm。钢便桥梁挠度1164.6kn，桩长满足要求。九. 事故应急措施安全事故应急指挥机构为安全领导小组（发生安全事故后即为应急指挥部），下设办公室及专业组，办公室设在项目部。一、 项目部成立安全事故应急小组 组 长： 于春洋(tel副组长：陈天山(tel 工程抢险组：黄虹(tel 胡燕飞(tel医疗救护组：张秀梅(tel保卫组：岳强(tel应急运输组：王永建(tel 资金保障组：马若飞(tel后勤保障组：王宏智(tel二、 应急专业小组职责(一) 、应急小组职责、及时向主管部门汇报安全事故发生的情况及应急工作的进展情况。、与有关部门取得联系争取业务方面的支持和配合。、组织协调各专业组开展应急工作。、统一调配应急资金、物资分配、人员组织和安排。(二) 、办公室职责、拟定应急工作方案，全面了解和掌握应急工作进展情况。、督促检查各专业组的工作。、负责接待上级主管部门的工作人员、媒体记者，并按指挥部的要求介绍事故发生及应急工作的进展情况。、保持与指挥部各主管领导之间的通讯联系。(三) 、工程抢险组职责、调集抢险队伍、机具设备、清理事故现场。、对不安全的施工设施和工程结构实施临时的加固处理或其他避险措施。、保持事故现场道路通畅，恢复水、电等正常供应。、排查隐患，防止安全事故的继续发生。 (四) 、医疗救护组、负责就近联系医院，护送伤员就医及陪护。、对死亡人员进行临时安置。、协调医疗机构抢险伤员。(五) 、保卫组、保护好事故现场，维持秩序，确保应急工作的正常进行。、防止和处理突发事件，对现场进行全面检查，防止人为破坏，盗窃和火灾事故的发生，及时排除隐患。、协助公安部门的工作。(六) 、应急运输组、保证抢险物资的运输。、运送伤亡人员，负责现场其他人员的疏散和遣送。、负责接送事故调查人员及伤亡人员家属。(七) 、资金保障组应急资金首先应从发生事故的项目划拨，不足部分由项目部筹集、垫付。、保证救护、抢险及应急工作所需资金。、保证伤亡人员安置所需资金。、保证伤亡人员家属接送、食宿所需资金。、负责接管社会各界赞助的钱物，并登记汇总后交办公室统一分配。、负责与保险公司联系赔付事宜。(八) 、后勤保障组、负责上级主管部门及公司事故处理人员的生活安排。、负责伤亡人员家属的生活安排及接待安置工作。、负责办公室与主管领导及各专业组之间的文件传送。、负责应急工作中所需物资的购置、保管，并按办公室的发放计划发放给有关人员和部门。三、 应急准备1、 本应急预案一旦启动，应急小组应立即组织召开应急动员大会，应24小时有人值班。2、 安全事故发生后应做好监控，防止此类事故发生。3、 各类抢险、救护物资应按应急工作的需要备齐备全。4、 根据安全事故等级做好人员疏散避险工作，应确保疏散道路的畅通和安全。5、 由熟练掌握国家有关法律、法规的人员组成事故损失调查统计小组，对安全事故的等级及经济损失作出初步估算，提供给事故调查组参考。6、 应严格执行安全教育培训制度，提高全体职工安全意识，增强自救互救应变能力。四、 应急行动1、 安全事故发生后在现场监测人员、安全员或第一目击者应在第一时间内将事故发生的时间、地点、人员伤亡情况及现场破坏情况等报指挥部安全工作领导小组，由指挥部安全工作领导小组决定是否启动应急预案。如启动应急预案及时向公司工程安全部报告。2、 应急反应 各小组接到指挥部启动应急预案的通知后应立即进入应急工作状态，迅速按各自职责开展工作，实施下列各项应急行动：(1) 要迅速制定工作方案，抢救受伤及被掩埋人员，查封项目安全技术资料。(2) 启动各类通讯设备，确保昼夜通讯通畅。(3) 发生事故的工区负责人必须停止其他一切活动无条件配合指挥部的工作，不得擅离职守，有关责任人必须服从指挥部的统一管理。(4) 加强对次生灾害源和重大隐患的检查和监控，并采取相应的紧急处置措施。(5) 对事故现场周围的重要设施实施安全防护措施。(6) 抽调现场人员迅速组成抢险救护队伍，调集抢险救护装备和物资由指挥部统一调配使用。(7) 平息谣传或误传，保持生产和工作秩序，维护公司及现场的稳定。(8) 疏通道路，排除有害气体泄漏、火灾等险情，防止事故扩展。(9) 组织事故原因调查和评估，制定安全区和危险区。(10) 抢修恢复生产和生活供应的基础设施。(11) 维护现场秩序，预防各种违法犯罪活动。(12) 妥善安置伤亡人员及其家属。(13) 制定防范措施并组织实施，确保恢复生产后能够安全施工。(14) 根据现场安全整改情况和上级有关部门的意见，发布恢复生产的指令。五、 车辆撞击预案行车撞击钢便桥后，工地值班人员通知各应急小组，应急人员10分钟内到达事故现场。各专业组各司其责，指挥交通，抢救伤员，防止事故扩大，将损失控制到最小。技术人员与钢便桥厂家根据车辆撞击情况