钢栈桥设计施工方案策划专家会审报告.ppt

各位领导和专家莅临指导工作 热烈欢迎 中交二航局珠海洪鹤大桥HHTJ3标项目经理部2016年10月 珠海市洪鹤大桥HHTJ3标主线钢栈桥施工方案 洪鹤大桥TJ3标项目经理部二 一六年十月 目录 一 编制依据二 概述三 栈桥设计 计算四 总体施工工艺五 主要施工方法六 施工进度计划及资源配置七 施工质量管理八 施工安全管理九 文明施工及环境保护 1 珠海市洪鹤大桥详勘 岩土工程勘察报告 2 珠海洪鹤大桥工程施工招标文件 3 珠海洪鹤大桥工程施工投标文件 4 珠海洪鹤大桥工程施工图设计 5 钢结构工程施工规范 GB50755 2012 6 钢结构设计规范 GB50017 2003 7 港口工程荷载规范 JTS144 1 2010 8 建筑结构荷载规范 GB50009 2012 9 港口工程桩基规范 JTS167 4 2012 10 水运工程钢结构设计规范 JTS152 2012 11 公路桥涵地基与基础设计规范 JTGD63 2007 12 广东省发布的地方性行业标准 包括关于标准化设计管理的相关文涵 规定 编制依据 目录 一 编制依据二 概述三 栈桥设计 计算四 总体施工工艺五 主要施工方法六 施工进度计划及资源配置七 施工质量管理八 施工安全管理九 文明施工及环境保护 珠海市洪鹤大桥起点位于珠海市香洲区南屏镇洪湾 对接港珠澳大桥连接线 并与广澳高速珠海段及横琴二桥形成十字交叉 向西跨越洪湾涌 洪湾水道 磨刀门水道至鹤洲 终点与鹤洲至高栏高速公路相接 路线长9 654公里 中交二航局珠海市洪鹤大桥合同标段为TJ3标段 桩号K3 629 5 K5 804 5m 标段路线总长2175m TJ3标主要施工内容包括半座磨刀门水道主航道桥 73 162 500 2 485m 磨刀门水道辅航道桥 85 2 160 85 490m 磨刀门非通航孔桥 20 60 1200m 工程概况 据区域地质资料 据区域地质资料 桥位区基底岩石的地层年代为燕山期 主要为花岗岩和第四系沉积层 场区第四系覆盖层主要为人工填土层 海陆交互相沉积层 第四系残积层 场地内发育的土层按自上而下的顺序依次描述如下 人工填土层 Qml 厚度一般小于5m 人工填土主要分布在地表及两岸大堤附近 海陆交互相沉积 Qmc 层 由淤泥 淤泥质粘土 粉质粘土 粉砂 粗砂组成 第四系残积 Qel 层 由粉质粘土及砂质粘性土组成 地质条件 地质条件 勘察场地软土为海陆交互相沉积淤泥 1及淤泥质粘土 2 该层在场地内广泛分布 其主要特征为 天然含水量高 孔隙比大 压缩性高 强度低 渗透系数小 具有如下工程性质 1 触变性 即当原状土受到扰动后 破坏了结构连接 降低了土的强度或很快地使土变成稀释状态 易产生侧向滑动 沉降及基底形变等现象 2 流变性 软土除排水固结引起变形外 在剪应力的作用下还会发生缓慢而长期的剪切变形 这对基础的沉降有较大影响 对地基稳定性不利 3 高压缩性 软土属高压缩性土 极易因其体积的压缩而导致地面和建 构 筑物沉降变形 使基础沉降量过大 4 低透水性 因其透水性弱和含水量高 对地基排水固结不利 反映在基础沉降延缓时间长 同时 在加载初期地基中常出现较高的孔隙压力 影响地基强度 5 低强度和不均匀性 软土分布区地基强度很低 且极易出现不均匀沉降 地质条件 综上所述 由于软土工程性质较差 易引起路面沉降变形 支护结构失稳及桩孔缩径等 施工时应予以注意 本工程淤泥层平均厚度约20m 淤泥质粘土平均厚约15m 淤泥层直接快剪内摩擦角标准值为2 2 淤泥质粘土层直接快剪内摩擦角标准值为4 6 物理力学性质统计见下表 地质条件 磨刀门是西江干流的主要出海口 其泄流量和输沙量均居珠江八大口门之首位 26 6 的径流量由此宣泄入海 是珠江流域的重要泄洪口门 磨刀门水道自斗门莲溪镇螺洲溪入珠海市境内 至横琴石栏洲入海 珠海市境内全长42km 主河槽标高约 9 0m 11 0m 平均坡降3 06 磨刀门水道上游段水道比较顺直 弯曲系数约为1 0 1 1 河宽800 1200m 中游 螺洲山咀至天生河口 水道平面形态较为复杂 左岸有中山神湾水道汇入 河宽增加到4000m 相继浮现大排沙 磨刀沙 竹排沙等江心洲 水文 下游段河势又趋平顺 河宽保持在2000m左右 河中浮露二排沙 三排沙两个沙洲 左岸先后有前山水道 洪湾水道 马骝洲水道 分流入澳门水域 右岸有天生河 鹤洲水道分流入白龙河出海 其中洪湾水道河宽500m 是磨刀门水道重要的泄洪通道 也是粤西通往港 澳的重要航道 水文 1 区域气候特征 气温 年平均气温22 极端最高气温38 5 极端最低气温1 7 历年日最高气温 35 年平均出现天数2 9天 降水 珠海地区不但降雨量多 且强度大 分布不均 年平均暴雨 日降雨量50 毫米为暴雨 10 11次 均集中在前 后汛期雨季 其中5 6 8月暴雨最多 历年中 一日间最大降雨量为393 7毫米 1966年6月12日 风速 香洲地区历年平均风速为3 1米 秒 定时最大风速大于40米 秒 1983年9月9日的台风 各岛屿的平均风速一般较大陆地区大 年平均风速为6 5米 秒 尤其在10月至次年3月 各月平均风速均大于7 4米 秒 气象 2 主要灾害性天气项目所在地主要灾害性天气有 台风 暴雨 冷空气 强风和寒露风等 其中 台风具有强度强 频率高 灾害重 是对工程设计 建设和营运最具威胁的自然灾害之一 珠海市地处台风多发地区 每年4 11月为台风影响期 6 9月为台风盛行期 据1993 2003年资料统计 对珠海市有一般影响的台风29次 平均每年3次 最多年份5次 对珠海市有严重影响的台风 在珠海附近登陆 13次 平均每年1 3次 最多年份4次 气象 珠海市海区潮汐主要是太平洋潮波经巴士海峡和巴林塘海峡传入以后 受地形 河川泾流 气象因素的影响所形成 属不正规半日潮 出现潮汐日不等现象 即在一个太阳日內有两次高潮和两次低潮 而且相邻的高潮或低潮的潮位和潮时不相等 全市各站的年平均潮差均为1米左右 属弱潮河口 由于河道地形 潮波因素影响 海区潮汐的涨潮历时不相等 在珠江口附近 涨潮平均历时约5个小时30分 落潮平均历时约7个小时 沿口门河道上溯 如马口 西江 落潮平均历时达9个小时 涨潮平均历时只有4个小时30分 潮汐 各级频率潮 水 位表 黄海高程 潮汐 珠江各口门 实测最高潮位一般为2 0 2 5m 沿海岛屿如三灶 横琴等地 最高潮位为1 50 2 00m 而最低潮位为 1 80 2 00m 三灶站各频率设计潮位值见下表所示 为进行斜拉主桥 连续刚构铺航道桥 节段预制安装引桥施工 全线设贯通的磨刀门施工主栈桥一座 采用钢管桩 贝雷梁的结构形式 主线栈桥全长约1890m 沿桥轴线上游侧布置 起点位于35 墩处大堤 终点位于9 墩 栈桥设计宽度为8m 顶标高为 4 5m 跨度12m 栈桥设置在上游侧 边缘距最近侧承台轮廓线3m 4m不等 主要按照桥面宽度33m的投影轮廓线和距承台边缘不小于3m设计 满足承台围堰施工及栈桥拆除的要求 栈桥概述 栈桥平面布置图 栈桥布置图 目录 一 编制依据二 概述三 栈桥设计 计算四 总体施工工艺五 主要施工方法六 施工进度计划及资源配置七 施工质量管理八 施工安全管理九 文明施工及环境保护 栈桥设计技术标准 1 设计速度 10km h 2 设计荷载 80t履带吊 15t吊重45t砼罐车错车 3 起始段纵坡 2 4 平曲线半径 R 1500m 栈桥设计 主线栈桥约1890m 栈桥标准跨度12m 河床泥面至钢管桩桩顶最高约10m 平均高约6m 栈桥横断面2根桩 钢管横向间距5 6m 钢管桩型号为800 10mm 桩顶横梁为2工56a 贝雷片组合为3 2 3 工25a间距75cm 工12 6间距30cm 面层为1cm钢板 栈桥采用钓鱼法和浮吊水上搭设法 主线栈桥结构形式 栈桥断面布置图 栈桥布置图 土层设计参数 栈桥设计 计算 主要荷载 砼罐车45t砼罐车 需在栈桥上错车 行走速度为10km h 砼运输车空载时约15t 载重时30t 考虑罐车满载与空载错车工况 总重 450kN 空载时150kN 前轴压力 90kN 空载时30kN 后轴压力 180kN 空载时60kN 轮距 1 8m轴距 4 0m 1 4m前轮着地面积0 30m 0 20m后轮着地面积0 60m 0 20m 栈桥设计 计算 主要荷载 80t履带吊 自重800kN 履带着地面积 860 5480mm履带中心距 2150mm 履带运输 4200mm 履带工作 履带吊最大接地比压160kPa 12m跨栈桥考虑80t履带吊起吊15t 栈桥设计 计算 水流力 栈桥设计 计算 风荷载 栈桥设计 计算 桩的嵌固点计算公式 土层为淤泥 m取4000kN m4嵌固点深度 栈桥设计 计算 钢管桩 桩顶标高 2 52m 泥面标高 7 5m 冲刷深度2m 嵌固点深度为4 6m 平联标高 0 8m 则 钢管桩计算长度为 栈桥设计 计算 长细比 根据 钢结构设计规范 表C 2 b类截面 钢管桩 钢管桩的承载能力根据 公路桥涵地基与基础设计规范 5 3 3 3 并参考 建筑桩基技术规范 考虑桩端土塞效应为0 8 振动沉桩对淤泥和淤泥质粘土层 桩侧阻力和桩端承载力的影响系数取1 0 履带吊在桩顶附近侧向起吊时 钢管桩受力最为不利 计算时 考虑履带吊重心偏离桥轴线0 5m 履带吊抗倾覆稳定系数为1 3 钢管桩桩承载能力计算如表 栈桥设计 计算 主横梁 主横梁采用2工56 取用荷载基本组合 最不利 主横梁按跨度为5 6m简支梁进行计算 罐车空满载错车较履带吊行走工况明显有利 不再计算 栈桥设计 计算 履带吊自重 吊重约95t 按简支梁进行计算 取用荷载基本组合 工25分配梁 I25型钢 栈桥设计 计算 工25分配梁 取用荷载基本组合 间距0 75m 跨度1 9m分配梁按简支梁计算 I25型钢 栈桥设计 计算 工12 6分配梁 取用荷载基本组合 间距0 3m 跨度0 75m按简支梁计算 I12 6型钢 栈桥设计 计算 工12 6分配梁 取用荷载基本组合 间距0 3m 跨度0 75m按简支梁计算 I12 6型钢 栈桥设计 计算 贝雷梁 按12m每跨 80t履带吊起吊15t 贝雷片按简支梁计算 贝雷梁 栈桥设计 计算 整体建模计算 按12m每跨 80t履带吊起吊15t 贝雷片按简支梁计算 分析 考虑1自重 2车辆荷载 3人群荷载 4水流力 5风荷载组合各工况荷载组合见下 工况1 正常工作期基本组合 1 2 1 1 4 2 0 7 1 4 3 4 5 标准组合 1 0 1 1 0 2 0 7 3 4 5 工况2 抗台风基本组合 1 2 1 1 4 5 0 7 1 4 4标准组合 1 0 1 1 0 5 0 7 4 栈桥设计 计算 整体建模计算 采用MIDAS软件进行计算 选取1跨12m建立模型 单元模拟为梁单元 边界条件 1 钢管桩在嵌固点固结2 主横梁在桩顶铰接3 主横梁与贝雷梁铰接 计算模型见下图 栈桥砼罐车轮压1 4 90 126kN 分别考虑作用在跨中 弯矩最大 及端部 剪力最大 贝雷上 栈桥履带吊最大轮压0 9 1 4 950 5 48 218kN m 分别考虑作用在跨中 弯矩最大 及端部 剪力最大 贝雷上 水流力荷载加载到每根钢管桩上 钢管桩上水流力为三角形分布的线荷载 水面处线荷载集度最大 河底线荷载集度为0 后排桩上的水流力考虑遮挡效应 风荷载以线荷载方式加载到各个杆件上 风荷载考虑高度变化系数 栈桥设计 计算 栈桥设计 计算 工况1结果 栈桥设计 计算 工况2结果 栈桥设计 计算 目录 一 编制依据二 概述三 栈桥设计 计算四 总体施工工艺五 主要施工方法六 施工进度计划及资源配置七 施工质量管理八 施工安全管理九 文明施工及环境保护 栈桥施工工艺流程图 栈桥采用从下往上的顺序进行搭设 先逐根施沉钢管桩并连接平联及承重梁 然后顺次安装贝雷梁 分配梁 面板等上部结构 栏杆逐跨推进安装并刷油漆防腐 履带吊施工栈桥顺序图 栈桥施工工艺流程图 浮吊施工栈桥顺序图 栈桥施工工艺流程图 目录 一 编制依据二 概述三 栈桥设计 计算四 总体施工工艺五 主要施工方法六 施工进度计划及资源配置七 施工质量管理八 施工安全管理九 文明施工及环境保护 根据栈桥设计 最大起重量为10 4t 吊幅为13m 钢管桩长度24m 考虑到施工安全 选用75t履带吊进行施工 主要设备选型 履带吊 浮吊 水上起重选用50t浮吊 能够满足施工要求 主要设备选型 振动锤 振动锤激振力按以下公式确定 P R G KK LK U T G式中 KK 土层液化系数LK 钢管桩在不同土层中的入土深度 m U 钢管桩周边长度T 不同土层的单位摩阻力 kN G 钢管桩和振动锤自重 kN 计算得 P R G 0 5 20 12 12 24 3 14 0 8 104 559kN 经比较选用DZJ90型振动锤 最大激振力579kN 能够满足施工要求 主要设备选型 1 测量控制栈桥施工主要采用履带吊和震动锤施沉钢管桩 其钢管桩定位采用进场校核后的GPS卫星定位系统 确保定位系统的精度 2 起始跨搭设桥位处有一土石砌筑大堤 栈桥由大堤向江心延伸 栈桥起始跨搭设需对大堤进行破除 采用与栈桥相同的结构 施沉钢管桩 铺设贝雷梁及面层结构 栈桥顶面高于大堤约10cm 预留沉降高度 起始跨标高 3 5m 起始段4跨设置2 的纵坡 具体施工方法 3 钢管桩施沉栈桥基础钢管桩选用 800 10mm 分段接长施工 单桩入土深度27 33m 由履带吊起吊并依靠钢管自重插入河床淤泥层中 履带吊起吊振动锤夹住钢管端头进行施沉 沉桩过程中应严密注视钢管桩的下沉速度 钢管桩加工误差 椭圆度 10mm管节管径差 3mm纵向弯曲 10mm焊缝满焊hf 8mm直径误差10mm 沉桩偏差 平面位置 10cm桩顶标高 10cm桩身垂直度 1 具体施工方法 钢管桩接长采用可重复利用的操作平台 平台通过角钢固定在待接长钢管上 保证人员施工安全 接长后割除连接 周转使用平台 施沉钢管桩 钢管桩入土深度根据墩位处地质情况的不同有变化 钢管桩入土控制深度如下表 具体施工方法 具体施工方法 4 平联安装每排钢管桩之间设置平联 平联采用 426 6mm钢管 接头采用哈弗管形式 平联下料长度比钢管桩净间距小10cm 哈弗管长度为31 5cm 平联上对称焊接两个t 10mm厚的钢板吊耳用于吊装 钢管桩施沉到设计标高后要尽快安装平联联系 形成整体结构 防止潮汐 波浪造成钢管桩偏位等不利影响 平联由履带吊吊安 先在钢管桩上搭设临时操作平台 然后吊装平联至桩间处 先部分焊接固定端后焊接哈弗接头端 焊缝质量满足设计及规范要求 平联安装标高 0 8m 具体施工方法 平联安装设置挂梯操作平台 平台由10mm圆钢焊接而成 平联安装前先将挂梯焊接平联上 待平联焊接完成后割除挂梯固定角钢 周转至下一排使用 具体施工方法 5 承重梁安装承重梁采用双拼工56a 长度8m 两根承重梁之间间断80cm焊接10cm形成双拼结构 承重梁接长时应错缝不小于1 5m 并在腹板处焊接连接板 保证承重梁结构安全 承重梁安装方式采取在钢管桩顶开槽 承重梁吊放进槽口内后焊接弧形连接板与钢管桩连接 承重梁底部焊接加劲板 承重梁嵌入钢管桩内41cm 露出桩顶15cm 具体施工方法 6 贝雷梁安装栈桥贝雷梁选用321普通贝雷片 横桥向布置3组 采用3 2 3组合 由履带吊整体吊安 安装到位后立即采用 75 8mm型钢固定在承重梁上 单跨三组贝雷梁安装完成后立即按3m间距设置 75 8mm斜撑 斜撑隔空反向搭设 增强贝雷梁的稳定性 具体施工方法 7 分配梁安装分配梁主要包括工25a横向分配梁及工12 6纵向分配梁按30cm间距跳点焊于横向分配梁上 工25a横向分配梁按照75cm间距布置在贝雷梁节点上 并通过U型螺栓与贝雷梁连接 具体施工方法 8 面板 栏杆安装面板选用10mm钢板 宽1 5m 长8m 板与板之间预留2cm焊接缝 面板与纵向分配梁跳点焊接 面板铺设顺平 确保行车顺畅 安全 栈桥栏杆选用 48 3mm脚手管 立杆间距2m 栏杆高度1 2m 横杆分两层布置 第一层距栈桥顶面0 75m 第二层距栈桥顶面1 2m 栏杆安装完成后涂刷红白相间的油漆 每段油漆涂刷长度约为0 4m 栈桥栏杆两侧挂设救生圈和安全标识 电缆等搁置托架用 50角钢焊接在横向分配梁上 每根分配梁上焊一根 主要是电缆和输水管等设施搁置在上面 减少对栈桥交通的干扰 具体施工方法 上部结构及桥面系施工完成后采用75t履带吊逐跨从上到下 从前到后依次拆除 具体的拆除顺序为 栏杆拆除 割除桥面板焊接点位 起吊钢面板 拆除分配梁 拆除贝雷梁约束 起吊贝雷梁 拆除下横梁和割除平联钢管 分节拔除钢管桩 完成栈桥拆除 9 栈桥拆除 具体施工方法 必须严格按照拆除顺序施工 禁止跳跃施工 贝雷梁拆除后单组合运回后场解体 避免影响现场施工 钢管桩拔除时必须先振动1 2min 使桩周土体液化 再提升振动锤开始拔桩 可先往下振再向上拔 拔桩力必须逐渐增加 不得突然加大 钢管桩拔除到履带吊起重限高后应停止拔除 然后割断钢管桩转运至栈桥上 接着按此顺序继续拔除剩余钢管桩 栈桥拆除时应注意以下事项 具体施工方法 栈桥拆除施工作业面狭窄 拆除下来的构件必须集中分类堆放 及时转走 在后场堆码整齐及时清点入库 建立资料台账 各焊接部位割除时需避免损伤主要承重结构 便于材料的周转使用 拆除时起重 高处 临边 水上作业较多 应采做好安全防护措施 正确佩戴安全帽 安全带 穿救生衣 焊工作业戴绝缘手套 保障作业人员安全 栈桥拆除过程中割除的小构件集中收集后转运至后场处理 不得随意抛弃在河道中 具体施工方法 目录 一 编制依据二 概述三 栈桥设计 计算四 总体施工工艺五 主要施工方法六 施工进度计划及资源配置七 施工质量管理八 施工安全管理九 文明施工及环境保护 主栈桥总长约1 89km 均位于水上 主桥9 墩为施工关键控制节点 对全桥工期影响较大 因此栈桥施工进度对全桥进度有较大影响 为保证整体工期 栈桥需尽快搭设贯通 满足9 墩桩基混凝土运输的要求 栈桥计划尽快开始施工 2016年11月1日 完善相关手续后 增加一艘浮吊施工 2016年12月22日完成 计划工期约83天 栈桥标准跨径为12m 共约158跨 前期每天平均搭设1跨 后期每天平均搭设2 5跨 施工进度计划 资源配置 设备需求计划 材料需求计划 资源配置 人员需求计划 资源配置 目录 一 编制依据二 概述三 栈桥设计 计算四 总体施工工艺五 主要施工方法六 施工进度计划及资源配置七 施工质量管理八 施工安全管理九 文明施工及环境保护 质量保障体系 质量保障措施 1 为确保工程质量 从原材料到产品交付的全过程受控 项目部建立工程质量保证体系 2 项目部确保工程质量保证体系正常运行 保证做到 横向到边 纵向到底 控制有效 服从监理 业主的管理 3 成立质量管理机构 严格执行施工规范 监理工程师指令等有关规定 4 钢管桩制作必须符合设计及规范要求 并按规范进行抽检 钢管桩定位偏位控制在设计范围内 以保证结构受力可靠 5 钢管桩应在后场接长至设计长度前场直接施打的施工工艺 在施打完成后立即进行桩间连接 钢管桩接长和联系撑焊接质量要符合规范要求 以保证桩的稳定性 6 钢管桩及各类型钢使用前应认真检查清理 部分钢管桩及型钢锈蚀比较严重 超过要求的不可作为承重构件 以保证栈桥安全 栈桥日常检查维护 目录 一 编制依据二 概述三 栈桥设计 计算四 总体施工工艺五 主要施工方法六 施工进度计划及资源配置七 施工质量管理八 施工安全管理九 文明施工及环境保护 1 栈桥严格按设计要求组织施工 并定期检查各连接件和焊接部位 2 钢管桩制作必须符合设计及规范要求 并按规范进行抽检 3 钢管桩沉桩偏位控制在设计范围内 以保证结构受力可靠 栈桥施工每跨的各种构件安装可靠后 才能上重载 4 履带吊在栈桥上起吊钢管桩时必须在指定位置起吊 吊车应居中 以保证栈桥和吊车安全 5 每排钢管桩施打完毕 应立即进行桩间连接 平联焊接质量可靠 以保证桩的稳定性 6 在潮汐 涌潮期间必须经常测量栈桥桩位处受冲刷的情况 冲刷超过设计要求时 必须及时抛砂袋进行河床维护 7 栈桥上同向车辆间距不得小于15m 车速不得大于5km h 8 栈桥施工期间及使用期间桥面荷载均不能超出设计荷载 不能大面积堆载 9 在栈桥钢管桩上设置沉降及位移观测点 由测量人员定时进行观测 形成记录上报项目部分析栈桥的变化情况 便于有问题时及时处理 安全保障措施 因珠海市地处沿海 属于暴雨和台风多发地区 根据 安全第一 预防为主 的安全生产方针 在台风季节和汛期即将来临之前 为了防止和减少人员伤亡和财产损失 确保台风期间和汛期能够安全顺利地渡过 成立防台领导小组 防台组织机构 通过对栈桥施工可能存在的危害因素的分析和识别 在施工过程中可能会发生火灾 触电 物体打击 高处坠落 机械损坏等生产安全事故 为保证人员 设备 工程结构物的安全 结合施工现场的