栈桥灌注桩平台施工专项方案.doc

灌注桩平台施工专项方案目 录一、工程概况1二、主要设计参数2三、总体施工方案6四、 主要设备及材料计划6（一）主要设备投入计划6（二）主要材料计划7五、施工平台计算7（一）钢管桩验算7（二）桥面系验算11（三）面梁体系验算14（六）双拼I40b地梁及混凝土垫层强度验算26六、施工技术质量控制措施与质量检验标准27（一）振动沉桩控制要点27（二）测量控制28（三）沉桩允许偏差28（四）焊接质量要求28七、安全保证措施29（一）一般规定29（二）施工安全注意事项30（三）起重吊装安全作业措施30（四）电焊作业安全注意事项33（五）安全用电措施34（六）现场安全管理34一、工程概况*。桥区投影尺寸L*B:40m*50m，其中1#、2#轴位于复兴河河道内，其灌注桩桩径1.8m，桩长65m，合计8棵。由于本工程灌注桩施工工期临近汛期，无法对施工区域河道进行打坝抽水提供工作面，故需通过在河面搭设临时施工平台的方式供灌注桩施工。施工平台长34m，宽40m，平台基础采用12m长600*10mm钢管桩，入土深度8.4m，外露高度3.6m。钢管桩横向间距4.3m，纵向间距(3.77.96)m。具体详见后附施工平台平面布置图施工平台面梁体系横梁为双拼I40b工字钢，横梁上搭设双拼I40b工字钢为纵梁，纵梁间距0.5m，在每根横梁与桩之间以及纵梁与横梁之间均通过满焊连接并用钢条加固焊接。桩位处使用6m长，直径2.2m钢护筒打入河底硬层1.5m左右位置，为此施工平台上在桩位处预留2.2m*2.2m施工洞口。桥面满铺4m长20cm*20cm方木，方木纵向间隙及平台填土坡道上铺=20mm钢板。具体详见后附I-I断面图、II-II断面图。为保证平台与现状地坪接顺，于压顶外1.5m左右位置设双拼I40b工字钢地梁，工字钢地梁下预先浇筑10cm厚C20混凝土垫层，地梁上安装工字钢梁、方木及钢板，规格、形式及间距等与河道上施工平台一致（见下节点A大样图）。平台临边及洞口周边1.2m（即洞口边沿距横梁距离）位置搭设护栏，护栏采用48钢管制作，将其与纵向最外侧工字钢焊接。护栏高度1.2米，护栏上纵向焊接两道钢管，防护栏杆下部设置200mm高15mm厚木胶合板作为挡脚板，并挂密目网。二、主要设计参数河道内钢管桩入土深度8.4m，相关土层地质情况数据如下：粉质粘土1，=39Kpa，h=1.33m；粉土3，=46Kpa，h=7.07m。三、总体施工方案钢管桩采用DJ60型振动锤打入，起吊机械为50T履带吊，从复兴河南岸开始向北岸逐孔进行施工，施工顺序为：第一轴钢管桩打桩第一轴横梁安装第二轴钢管桩打桩第二轴横梁安装第一孔纵梁铺装铺装第一孔桥面履带吊上便桥桥面下一轴打桩、横梁安装第二孔纵梁铺装铺装第二孔桥面同样工序至桥面施工结束护栏及防护设施安装。钢管桩施沉前根据桩位图计算每一根桩中心的平面坐标，直桩直接确定其桩中心坐标。横梁采用I40b双拼工字型钢进行焊接固定，钢管桩顶与双拼工字钢交接处焊接加劲板，所有焊接采用双面满焊。沉桩偏差：20cm；桩位平面位置：10cm；桩顶标高：10cm；桩身垂直度：1%。4、 主要设备及材料计划（一）主要设备投入计划设备名称规格型号单位数量用途发电机120KV.A台1动力履带吊50t台1打桩振动锤DJ90台1打桩交流电焊机台10钢构件连接轮胎吊25t辆1物料吊运（二）主要材料计划材料名称规格型号单位数量钢管桩600mm10mmm600钢 板=20mmm2612 工字钢I40bm6000普通钢管48mmm84020cm*20cm*400cm方木根1800混凝土C20m32五、施工平台计算（一）钢管桩验算 根据施工机械尺寸，取跨度最不利单元作为验算对象，横向1跨、纵向选取边跨7.96m，此单元荷载由河岸地坪及2根钢管桩及相应面梁及桥面体系为承担；如下图所示： 1、荷载布置(1）上部结构恒重=20mm钢板：78.520.027.96=24.994KN双拼I40b纵向分配梁:10273.87810-3107.96=117.614KN双拼I40b横梁:224.373.87810-310=12.707KN20cm20cm方木:84.30.27.96=54.765KN（2）活荷载履带吊50t:自重50t+吊重20t=70t施工荷载及人群荷载：5KN/m2 2、桩基承载力验算平台单元承受荷载Q=1.2(28.888+135.936+19.061+63.296)+1.4(700+57.964.3) =1471.692KN，则每根钢管桩承受荷载P=1471.6924=369.923KN已知河道内钢管桩入土深度8.4m，各土层相应深度为：粉质粘土1，=39Kpa，h=1.33m；粉土3，=46Kpa，h=7.07m,极限端阻力qpk取2100KPa。由P=（UL+qpkAP）/K 式中K单桩竖向承载力安全系数，取2； U桩的周长,m； L桩在土层中的长度，m； 与L相对应的各土层桩侧极限摩阻力，Kpa. qpk极限端阻力，取2100KPa AP钢管桩截面面积P=3.14160.6(1.3339+7.0746)+2100185.35410-4/2=749.724/2 =374.862KNP满足要求。立柱抗压截面A=18535.4mm2，安全系数取2。 max=2P/A=2369926/18535.4=39.916(N/mm2 )f=215(N/mm2 ) ，满足要求。3、钢管桩稳定性验算钢管桩自由长度3.6m由特性图可知回转半径i=20.862=3.6100/20.862=17.256查表可知轴心受压构件的稳定系数=0.954，则N/(A)= max /=39.916/0.954=41.84MPaf=215MPa稳定性符合要求。（二）桥面系验算砼车荷载取58t（车辆整备重量+18m3砼重量），轴距（mm）：1700+3200+1300，前轴工作宽度（mm）：1800，后轴工作宽度（mm）：2400，轮胎宽度200mm。50t履带吊加20t吊重，整车工作宽度4.3m，一条履带长度5.72m、宽0.76m。1、=20mm钢板面层验算 砼车荷载取58t（车辆整备重量+18m3砼重量）钢板规格为=20mm，Q235钢板。取1m2钢板为一个单元，混凝土罐车施加最大集中荷载为 2P3=100KN/m2 。 由矩形平板计算公式max=P0.63ln(0.64b/h)+1.16 =10010-30.63ln(0.64*1000/20)+1.16 =0.334MPa=235MPa，强度满足要求。履带-50 q=（500+200）/(25.72)=61.189KN/m，履带宽0.76m，则每延米履带施加荷载为61.189/0.76=80.512KN/m2钢板规格为=20mm，Q235钢板。 由矩形平板计算公式max=P0.63ln(0.64b/h)+1.16 =80.51210-30.63*ln(0.64*760/20)+1.16 =0.35MPa=235MPa，强度满足要求。 由、结果可知，=20mm钢板面层可以承受履带吊及混凝土搅拌车施加荷载。2、20cm*20cm方木验算 方木下双拼工字钢纵梁间距0.5m，方木跨度L=0.5m砼车砼车荷载取58t（车辆整备重量+18m3砼重量），轴距（mm）：1700+3200+1300，工作宽度（mm）：1800，考虑最不利状况即后负重轮作用在跨中 图1.后轴负重（单侧）作用方木示意图 图2.中轴负重（单侧）作用方木示意图 对比图1与图2，中轴位置最不利，M1=1/4600.5=7.5KN.m履带-50 履带吊整车工作宽度4.3m，一条履带长度5.72m、宽0.76m。荷载设备自重50t+20t载重，每根履带负荷350KN，则一根方木承受荷载q=350/（5.720.76）0.2=16.102KN/m M2=1/816.1020.52=0.503KN.m20cm*20cm方木截面力学特征：I=a4/12=13333.3cm4W=a3/61333.3cm3 A=400cm2E=9000N/mm2 由、则=Mmax/W=7.5106/1333.3103=5.625MPafm=13MPa挠度f=pl3/48EI=600005003/（48900013333.3104） =0.13mml/400=1.25mm，满足要求。（五）工字钢面梁体系（三）面梁体系验算 1、双拼I40b纵梁验算 （1）抗弯应力计算： 单元桥面方木及钢板总重 G=80.24.3+78.50.022 =10.02KN/m 则每根纵梁承担荷载q=10.02/10=1.002KN/m 58t混凝土罐车 最不利情况为罐车一侧后负重作用在跨中位置，如下图所示 后轴负重（单侧）作用纵梁断面图 中轴负重（单侧）作用纵梁断面图 采用清华大学结构力学求解器求得该梁的弯矩图如下： 50t履带吊+20t负重作用在最长跨跨中履带作用纵梁断面图 采用清华大学结构力学求解器求得该梁的弯矩图如下： 对比、可知，荷载均作用在2根双拼工字钢纵梁，即4根I40b工字钢上，最大弯矩Mmax=332636.69N.m =Mmax/W =332636.69103/（41140103） =72.947MPa=215MPa，满足要求。 （2）抗剪应力计算 58t混凝土罐车内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2 - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 0.00000000 -33711.7832 0.00000000 0.00000000 -68250.8432 -210152.648 2 0.00000000 193417.006 -210152.648 0.00000000 -82534.8334 0.00000000- 50t履带吊+20t负重作用在最长跨跨中内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2 - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 0.00000000 -59847.9972 0.00000000 0.00000000 -64468.5972 -281577.086 2 0.00000000 214289.739 -281577.086 0.00000000 -143541.728 0.00000000-对比、可知，最大剪力为214289.739N。由钢结构设计规范查的，=，式中:V-计算截面沿腹板截面作用的剪力，取214289.739NS-计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩，取671.2cm3I-毛截面惯性矩，取22780cm4tw-腹板厚度，取1.25cm =214289.739671.2103/(42278010412.5)=12.628MPafv=125Mpa，满足要求。（3）挠度验算 58t混凝土罐车 反力计算约束反力值 ( 乘子 = 1)- 结点约束反力 合力 支 座 - 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩- 3 0.00000000 82534.8334 0.00000000 82534.8334 90.0000000 0.00000000 2 0.00000000 261667.849 0.00000000 261667.849 90.0000000 0.00000000 1 0.00000000 -33711.7832 0.00000000 33711.7832 -90.0000000 0.00000000- 50t履带吊+20t负重作用在最长跨跨中反力计算约束反力值 ( 乘子 = 1)- 结点约束反力 合力 支 座 - 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩- 3 0.00000000 143541.728 0.00000000 143541.728 90.0000000 0.00000000 2 0.00000000 278758.336 0.00000000 278758.336 90.0000000 0.00000000 1 0.00000000 -59847.9972 0.00000000 59847.9972 -90.0000000 0.00000000-对比、可知，最大支座反力为278758.336N，L=7960mm。 挠度f=pl3/48EI =278758.33679603/（48210000422780104） =15.307mmL/400=19.9mm，满足要求。2、双拼I40b横梁验算方木、钢板及工字钢纵梁总重G=80.212.49+78.50.0212.492/4.3+10273.810-312.49 =47.54KN/m则每棵双拼工字钢横梁承受荷载47.54/3=15.847KN/m（1）抗弯应力计算： 58t混凝土罐车 最不利情况为罐车一侧后轴负重作用在跨中位置，如下图所示采用清华大学结构力学求解器求得该梁的弯矩图如下： 50t履带吊工作宽度4.3m，长度5.72m，一侧履带作用在横梁跨中为最不利情况 采用清华大学结构力学求解器求得该梁的弯矩图如下： 对比、可知，最大弯矩Mmax=318813.88N.m =Mmax/W =318813.88103/（21140103） =139.831MPa=215MPa，满足要求。 （2）抗剪应力计算 58t混凝土罐车内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2 - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 0.00000000 48691.0093 0.00000000 0.00000000 -109451.090 -141083.174 2 0.00000000 166881.090 -141083.174 0.00000000 -101261.009 0.00000000- 50t履带吊作用在最长跨跨中内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2 - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 0.00000000 134928.287 0.00000000 0.00000000 -283213.812 -318813.878 2 0.00000000 283213.812 -318813.878 0.00000000 -134928.287 0.00000000- 对比、可知，最大剪力为283213.812N，由钢结构设计规范查得，=，式中:V-计算截面沿腹板截面作用的剪力S-计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩I-毛截面惯性矩tw-腹板厚度V=283213.812N。双拼I40b工字钢S=2*671.2cm3，I=2*22780cm4，tw=2*1.25cm=33.379MPafv=125Mpa，满足要求。 （3）挠度验算 58t混凝土罐车 反力计算约束反力值 ( 乘子 = 1)- 结点约束反力 合力 支 座 - 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩- 3 0.00000000 101261.009 0.00000000 101261.009 90.0000000 0.00000000 2 0.00000000 276332.181 0.00000000 276332.181 90.0000000 0.00000000 1 0.00000000 48691.0093 0.00000000 48691.0093 90.0000000 0.00000000- 50t履带吊反力计算约束反力值 ( 乘子 = 1)- 结点约束反力 合力 支 座 - 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩- 3 0.00000000 134928.287 0.00000000 134928.287 90.0000000 0.00000000 2 0.00000000 566427.625 0.00000000 566427.625 90.0000000 0.00000000 1 0.00000000 134928.287 0.00000000 134928.287 90.0000000 0.00000000-最大支座反力566427.625N集中荷载条件下f=ql3/48EI =566427.62543003/（48210000222780104） =9.806mmL/400=10.75mm（六）双拼I40b地梁及混凝土垫层强度验算将一组双拼工字钢地梁看做一个支座，单元方木、钢板及工字钢纵梁总重G=80.212.49+78.50.0212.492/4.3+10273.810-312.49 =47.54KN/m 则每棵双拼工字钢地梁承受荷载47.54/3=15.847KN/m。 最不利工况为50t履带吊+20t负重在运行过程中某一时间点完全作用在地梁上。 取1延米双拼I40b工字钢地梁为一单元，作用于单元最大力为350000N。单根I40b宽0.144m，取1延米地梁为对象，则作用于其上的强度：P1=350000/（20.1441） =1215277.778Pa 1.215MPaP2 ,满足要求。六、施工技术质量控制措施与质量检验标准（一）振动沉桩控制要点 1、振动沉桩一般适用于松软的或塑态的黏性土和较松散的砂土中，在紧密黏性土和砂质土中可用射水配合施工。 2、振动锤的振动力应大于下沉桩的土摩阻力。振动打桩机和机座（桩帽）必须与桩顶连接紧密、牢固。3、在插好桩后，初期宜依靠桩和振动锤的自重下沉，待桩身入土达到一定深度并确认桩位和竖直度符合要求后再振动下沉。每根桩的沉桩作业应连续完成，接桩时间不可过久。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决定，一般不宜超过10min15min，惯入度为5cm/min。 4、钢管桩停锤标准：以贯入度控制为主，标高控制为辅，当至设计标高时最后一阵锤总贯入大于50mm时继续锤击，至最后一阵锤总贯入小于50mm为止。 5、钢管桩与工字钢及横梁与纵梁之间采用满焊。 （二）测量控制 根据坐标定出桩基的纵横中心线。施工中测量控制注意下述几点： 打一根桩复核一根，作好测量记录。 测量人员对桩的就位、垂直度和标高进行监测，确保精度。沉桩完成后，测量人员根据轴线测出桩的平面偏位值，认真作好记录。 栈桥施工总的测量工作归纳为：1、桩位和垂直度测量；2、贯入度观测；3、成桩平面位置和标高复测；4、型钢梁定位测量及复测；5、型钢梁的挠度观测。 （三）沉桩允许偏差 垂直度：按照规范规定为0.5%； 桩位：纵横桥向均为50mm 接桩或沉桩时，应吊垂线观测钢管桩顺直度或垂直度。 沉桩时做好沉桩记录。沉桩记录必须真实、准确。 （四）焊接质量要求 1、当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度允许负偏差值的1/2，施焊前必须清除焊接区的有害物质。 2、焊工必须熟悉焊接工艺要求，持证上岗。3、焊缝必须密实，不得有裂纹、气孔、夹渣、焊瘤等缺陷，否则应处理改正。如有焊缝开裂应查明原因，清除后重焊。 4、焊接完毕，所有焊缝必须及时进行外观检查，清除药皮、熔渣、溢流，不得有裂纹、未熔合、夹渣等缺陷。 5、所采用的焊接材料型号应与焊件材质相匹配。 6、焊接强度不小于主材强度。 7、焊缝遇水前必须自然冷却至环境温度。七、安全保证措施（一）一般规定1、所有人员进入施工现场必须按要求佩戴安全防护用品，如安全帽、安全带、救生衣、防滑鞋等。2、进入施工现场人员须遵守安全管理制度，听从现场管理人员安排。水上施工时必须有专人指挥，用对讲机、哨子及指挥旗等指挥。3、禁止酒后上岗作业，进入施工现场严禁嬉戏打闹。4、特种作业人员必须持证上岗，并严格按照安全操作规程进行操作。5、现场所有用电设施必须由持证电工操作，禁止私自乱拉乱接。6、配合机械施工时，要设专人负责指挥。待机械停稳后方可进行配合操作。（二）施工安全注意事项1、平台四周按规定焊接栏杆，外侧悬挂警示灯（牌）。2、钢管桩倾斜率控制在1%以内，平面位置偏差在10cm以内。3、钢管桩打设到位后，按设计标高将多余部分割除，表面加焊10mm钢板，钢板与钢管之间必须满焊。两根工字钢翼板之间必须加焊，且焊缝总长不少于40cm。工字钢尽量摆在钢管中心，偏位不大于10cm。（三）起重吊装安全作业措施1、起重机行驶和工作的场地应平坦坚实，保证在工作时不沉陷，不得在倾斜的地面行驶和作业，视其土质的情况，起重机的作业位置应离沟渠，基坑有必要的安全距离。2、作业前应首先检查发动机传动部分，作业制动部分、仪表、钢丝绳以及液压传动等部分是否正常，当确认无问题后，方可正式作业，严禁酒后作业。 3、起吊前须检查确认绳进滑轮槽，各部位置正确到位，增加的压重就位，结合部的紧固等情况为可靠 4、启动起重臂时，须检查起重臂头部与塔身的固定是否解除，各部绳索、滑轮是否都在位。 5、建立现场安装保险措施，现场派安全员专职安全管理，处理安全隐患；做到安全管理措施到位，安全管理防护措施到位。订立安全制度，做好醒目的安全警戒标志，施工区域必须设有警戒线对所有进场安装施工人员进行三级安全教育。进场人员应带安全帽,穿防滑鞋。派一名现场指挥，指挥人员应使用统一指挥信号，信号要鲜明、准确。起重机驾驶人员应听从指挥。 6、订立安全制度，做好醒目的安全警戒标志，施工区域必须设有警戒线对所有进场安装施工人员进行三级安全教育。高空作业，吊装都须系安全带，拉设临时护拦。7、桁架在起吊前应进行试吊。即将桁架平行起吊到距地面200300mm高度，检查各钢丝绳受力是否均匀，持续5min后，再看有无下沉现象，如情况良好，可正式起吊。 8、构件提升时严禁构件下人员走动。起吊前应有专人检查吊点、吊钩、索具、电源及吊装系统，起吊时应速度均匀，下落时应低速稳放。严格执行安全生产纪律。9、起重机吊运重物时，其下方不得有人员停留或通过，更不得在吊起来的重物下面进行作业，严禁起重机吊运人员。 10、当遇大风雨时（5级以上）不得进行吊装，并及时检查已安装的钢桁架，必要时用缆绳固定。高空作业必须系安全带，必要时应在下面铺设安全网。11、检查作业场所的环境、安全设施等，确认符合有关安全规定，方可进行作业。作业时，按规定正确；佩戴和使用劳动防护用品，如安全帽、安全带、手套等。12、检查所使用工具、设备的性能，确认是否完好，方可使用。13、检查作业场所的电气设施是否符合安全用电规定。 14、尽量避开双层作业，确属无法避开时，应对下层采取隔离防护措施，确认完善可靠后，方可进行作业。 15、在使用起重机械作业时，应严格遵守有关机械的安全操作规定，不得要求司机违章起吊。禁止斜吊。斜吊会造成超负荷及钢丝绳出槽，甚至造成拉断绳索和翻车事故。斜吊还会使重物在脱离地面后发生快速摆动，可能碰伤人或其他物体。吊装散状构件时必须捆绑牢固，并保持平衡方可起吊。 16、钢构拼装时，高空一定要拉好安全绳，作业人员必须把安全带挂到安全绳上。操作人员不得穿硬底皮鞋高处作业。钢构拼装遇到构件错位时，应用工具校正，严禁用手指头接触，以防挤伤。 17、严格按照施工方案进行吊装施工。吊装过程中要做好防滑，钢丝绳要捆绑牢靠，钢丝绳与构件之间应加垫方木等以防构件滑落。 18、经纬仪、水准仪、钢卷尺等测量手段应配备完善，由质量管理人员负责并保管。 19、遇有恶劣气候影响安全生产时，应及时停止施工作业，做好施工期间突发事件的防范和救护。 20、在雷、雨施工期应