利民河中桥便桥施工方案.doc

- 1 - 目目 录录 一、工程概况一、工程概况.- 1 - 二、二、 安全目标安全目标.- 1 - 三、三、 总体施工方案及安排总体施工方案及安排.- 1 - （一）总体布置.- 1 - （二）总体施工方案.- 1 - （三）施工队伍安排及任务划分.- 3 - （四） 钢管桩各部位承载力验算 .- 4 - 四、施工方案四、施工方案.- 12 - (一)便桥搭设施工.- 12 - （二）钢管桩施工的技术要求.- 13 - （三）便桥的验收、检测.- 14 - （四）便桥的拆除、清理.- 14 - 五、安全保证体系五、安全保证体系.- 15 - 六、便桥施工安全保证措施六、便桥施工安全保证措施.- 15 - 七、施工便桥的养护七、施工便桥的养护.- 16 - 八、防汛应急预案八、防汛应急预案.- 17 - （一）编制原则.- 17 - （二）应急组织保障.- 18 - （三）预防和应急措施.- 20 - （四）有关要求.- 20 - - 1 - 利民河中桥施工便桥搭设与拆除方案 一、工程概况 利民河中桥位于德商高速一合同南段路线桩号 K6+592 处， 为便于德商高速整体施工和保障利民河的过水通畅需要，在利 民河主河道上架设钢木结构临时便桥一座。该便桥设计长度 10m，结构形式为 5m*2 跨，便桥两侧连接施工便道，设计桥宽 6m。 二、 安全目标 安全管理总目标为：实现安全生产零事故，具体目标为 “三无一杜绝” ， “三无”即：无工伤死亡事故、无交通死亡事 故、无火灾、洪灾、触电事故；“一杜绝”即：杜绝重伤事故。 三、 总体施工方案及安排 （一）总体布置 便桥设置在利民河中桥主桥第 2#3#墩的主河道东侧，每 跨 5m，共 2 跨，合计 10m，从两岸河堤向河道方向填土围堰至 便桥桥台，桥面设计高程与两侧便道相同，保证便桥与便道的 合理顺接，桥面两侧设 1.2m 高护栏。 （二）总体施工方案 根据现场勘查和查阅相关水文、地质资料，拟建便桥处水 面宽度约 8m，最大水位时水深约 2.5m。为保证利民河的通水需 求，便桥设计跨径 10m，便桥桥台为柱式桥台,每排钢管桩为 4 根，钢管桩间采用12 槽钢剪刀撑连接，以保证桥台稳定性， - 2 - 桥台锥坡用编织袋装砂码砌，防止边坡冲刷下滑。 便桥基础均采用钢管桩，采用550*10mm钢管,横向设4根, 间距为1.5m,纵向间距为5m；主梁为双拼560*166*12.5mm工字钢,方 向横向设于桩顶;次梁为560*166*12.5mm工字钢,1.5m间距布置, 方向为桥梁纵向；分配梁采用15*15*600cmA1方木（东北落叶松） ，横向满铺，使用前采取浸油泡制处理，以达到防腐蚀效果， 施工期间经常检查方木的完好情况，对出现有较大裂隙、表面 破坏损伤严重的方木立即更换；水位以上钢管桩与钢管桩之间 则采用12槽钢剪刀撑连接。 施工前对钢管已经存在的焊缝进行检测，对焊缝厚度不够， 有咬边、开裂、夹渣等有焊缝缺陷的焊缝进行外包加强。 施工工艺流程 施工准备场地平整 吊机就位 吊装、定位钢管 桩 振动下沉质量检验 桩头处理 安装横梁 安装 纵梁 铺方木面板 护栏安装 材料使用表 部位材料规格材料类型尺寸 基础550*10mm钢管Q235-A 平均12.5m,入土深度平 均8.5m 横梁双拼I56a工字钢Q235-A6m 纵梁I56a工字钢Q235-A10m 面板15*15cm方木A16m - 3 - 便桥形象图便桥形象图 便桥横断面图便桥横断面图 采用小钢管（直径 5cm）做成的栏杆进行防护，栏杆高度 - 4 - 1.2m，栏杆纵向每 2m 设 1 根立柱、高度方向设置两道脚手架架 杆作横杆，间距 55cm，并用安全网维护。 （三）施工队伍安排及任务划分 施工队伍安排充分考虑本工程的技术专业性特点，选择有 相关工程施工经验的施工队伍，共安排 4 个专业班组进行施工。 振动锤班：负责本工程 12 根钢管桩的施工，配备施工人员 5 人；钢管桩插打利用履带吊作为起吊设备，配合 DZ90 型振动 锤的施工方法逐根插打。 DZ-90 型振动锤参数： 电动机功率 90 千瓦，偏心力矩 500Nm，激振力 677KN ，空 载振幅 9.0mm ，允许拔桩力 300KN，桩锤质量 5864Kg ，配单夹 具。 吊装班：负责本工程的一切吊装工作，配备施工人员 3 人； 电焊工班：负责钢结构的焊接施工，配备施工人员 10 人； 电工班：1 人； 机械工班：3 人 施工总人数可达到 22 人。 （四）便桥各部位受力验算 材料特性参数（查路桥施工计算手册人民交通出版社） ： 1.Q235钢材的允许应力=180Mpa； 2.Q235钢材的允许剪应=110 Mpa ； - 5 - 3.Q235钢材的弹性模量E=2.1105Mpa； 4.550*10mm钢管截面系数Wx=9414cm，惯性矩 Ix=508342cm4，截面积A=85.6 cm； 5.I56a工字钢截面系数Wx=2342cm，惯性矩Ix=65576cm4， 截面积A=135.38 cm； 6.15*15cm方木采用木材材料，其容许应力，弹性模量按 A1类计，即：w14.5MPa，E11*103 Mpa，15*15cm方木 的截面特性： W153/6562.5cm3 ， I=154/12=4218.75cm4； 截面积A=15*15=225cm2。 计算荷载 工况1：20m3土方运输车通行，车辆自重8t，土方最大重32t,总 重量40t。单轴承重=40/3=13.3t。 工况2：运输25m箱梁，其中边跨边梁钢筋混凝土28.9m3，重 量72t，炮车重量按3t计，合计最大重量75t。由于箱梁长度为2 5m,而便桥长度为10m,所以运梁车总重不会同时作用在便桥上， 作用在便桥上重量应为75/2=37.5t。单轴承重=75/6=12.5t。 运梁工况示意图： 工况3：16m3混凝土罐车通行，罐车自重12t，混凝土重38.4 箱 梁 - 6 - t,总重量50.4t。单轴承重=50.4/3=16.8t。 按照采用最不利荷载计算的原则，经对比分析选取工况3作 为便桥力学验算荷载。 则单侧轮承重=16.8/2=8.4t。 便桥各结构自重： 550*10mm钢管单位重=0.55*3.14*0.01*7.8=0.13t/m 则单根钢管重=12.5*0.13=1.6t，钢管总重=1.6*4*2=19.2t; I56a工字钢单位重106.3kg/m， 横梁单根重=6*106.3/1000=0.64t，横梁总重=0.64*2*3=3. 84t; 纵梁单根重=10*106.3/1000=1.06t,纵梁总重=1.06*4=4.24t; 每立方米方木重0.8t计，方木总重=0.8*0.15*6*10=7.2t； 总重为：19.2+3.84+4.24+7.2=34.48t 受力验算（力学验算采用清华大学开发的结构力学求解器计 算）： (1)15*15cm方木面板受力验算 方木面板采用铁丝绑扎和U型铆钉将三根方木牢固绑扎为一 个单元，以三根成组形式平铺在纵梁上，将一组（三根）方木 看成一个整体，以最不利状态建立受力模型。 则方木截面特性： W45*152/61687.5cm3 ， I=45*153/12=12656.25cm4； 截面积A=45*15=675cm2。 受力模型： - 7 - 强度计算： 最大弯矩值为19546.23N.m。 方木最大应力值=W=19546.23(1687.5*10-6)=1 1.6Mpa, w14.5Mpa, 方木面板强度满足力学验算要求。 挠度计算： y x 123456 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 ) 19546.23 -17505.87-17505.87 19029.05 -7436.03 -7436.03 y x 123456 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 ) 123456 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 ) - 8 - 方木最大挠度f=1.72mm, 容许挠度f容=L/600=1500/600=2.5mm， ff容，方木面板刚度满足力学验算要求。 (2)I56a工字钢纵梁力学验算 按照最不利荷载状态，建立模型计算： 纵梁受力模型： 受力为罐车轮组力直接传递至工字钢上，受力简化为集中力， 大小均为84KN。 内力计算： 123 ( 1 )( 2 ) y x 123 ( 1 )( 2 ) 111951.93 81365.68 -113282.39-113282.39 31833.66 - 9 - 最大弯矩值为113282.39N.m。 挠度计算： 最大挠度值f为0.2mm。 I56a工字钢纵梁最大应力值 =Wx113282.39/（2342*10-6） =48.4Mpa=180Mpa, 强度满足要求。 I56a工字钢纵梁最大挠度值f=0.2mm 容许挠度f容=L/600=5000/600=8.3mm, 则ff容,刚度满足要求。 y x 123 ( 1 )( 2 ) - 10 - (3) I56a工字钢横梁力学验算 最不利受力模型 受力为罐车轮组力直接传递至工字钢上，受力简化为集中力， 大小均为84KN。 内力计算： 最大弯矩值为1954.64N.m。 挠度计算： 123456 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 ) y x 123456 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 ) 1954.62 -1750.59-1750.59 1902.90 -743.60 -743.60 123456 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 ) - 11 - 挠度值f为0mm。 I56a工字钢横梁最大应力值 =Wx1954.64/（2*2342*10-6）=0.4Mpa =180Mpa, 强度满足要求。 则ff容,刚度满足要求。 (4)钢管桩基础受力验算 钢管桩入土深度计算如下： 桩身设计直径: d = 0.55 m 桩身长度: L = 13.5 m，入土深度=8.5m; 墩高是4m，钢管的惯性半径是iI/A1/277cm，钢管的柔度 是L/i=500/77=6.5，查表得钢管稳定折减系数为=0.8。 桩尖端部构造形式开口 桩身周长u、桩端面积A计算 岩土设计参数 层 号 土类型标高(m) 土层厚度 （m） 层底埋深 （m） 极限侧阻力 i（kPa） 极限端阻力 R（kPa） 1 粉土 21.3-17.63.73.7350 2 粉砂土 17.6-13.24.44.4450 3 粉质粘土 13.2-9.53.70.4751600 - 12 - u = * 0.55 = 1.727 m A = *0.55 0.55/ 4 = 0.237 m2 根据桩基规范按下式计算单桩承载力 P =Uilii+AR 桩径d0.8m时，粘土i取0.7，粉土i取0.7。 土的总极限侧阻力标准值为： Uilii = 1.727*(0.7*3.7*35+0.7*4.4*45 +0.7* 0.4*75) = 432.2kN 极限端阻力标准值为： AR = 0.7*1600*0.237 = 265.44 kN 单桩竖向抗压极限承载力标准值为： P = Ui*li*i+*A*R）=432.2+265.44=697.64KN 假定单侧轮组载重全部作用在单根钢管桩上，单根钢管承受 力N=（50.4+34.48）*108=106.1kN。 单根钢管桩允许承载力N= *P=0.8*697.64=558.11KN, 单根钢管桩允许承载力安全系数=N /N=558.11/106.1=5.262，钢管桩承载力和稳定性均满足要求。 四、施工方案 (一)便桥搭设施工 便桥施工采用从北向南的顺序进行。钢管桩采用长度为 12m 的平板车运输，采用一台履带吊车吊运钢管就位，并吊起 DZ90 振动锤振动下沉钢管桩。打入钢管桩时，严格控制桩身的垂直 度，确保钢管桩合理承载。施工首跨钢管桩沉桩在围堰上进行， 以后沉桩时吊车设置在已成形的便桥上进行。汽车吊副勾将平 - 13 - 板车上的钢管先水平吊起，移动到适宜位置，下放副勾调整钢 管桩使其竖直，再利用履带吊主勾吊起的振动锤上的液压钳将 钢管固定，并通过液压钳调整钢管桩的竖直度。 钢管桩的平面位置通过全站仪放样确定，钢管桩入土深度 通过钢管桩的桩顶标高和钢管桩的长度进行控制。每完成一排 四根钢管桩沉桩后立即进行连接系梁施工，并进行横梁和纵梁 及桥面的施工。为防止桥面上作业人员和材料吊入河中，在便 桥两侧设置钢管护栏和安全网。 履带吊车就位后，在全站仪引导下进行定位，利用振动锤 夹具夹紧钢管桩，起吊后放入导向架内，开启振动锤进行插打 钢管桩，吊车副勾保持钢管桩垂直状态下，在振锤的激振力作 用下振动下沉。当桩贯入量小于 5cm/min 时，持荷 5 分钟，钢 管桩无明显下沉时方可停止振动。作好打桩记录，记录内容包 括桩的加工长度、桩位水深、入土深度、振动锤的振动频率， 确保入土深度。当振动锤数次沉桩而钢管桩无下沉时，计算入 土深度；当入土深度和设计入土深度比较接近时，表明钢桩已 下沉到位。若入土深度和设计入土深度相差较大时，查找原因， 检查施工机具工作效率、分析地质资料等，确保桩底伸入预定 持力层，从而保证钢管桩的支撑力满足要求。 便桥桥台处理采取在桥台钢板桩背后打设直径 10cm 木桩， 桥台断面包括锥护坡位置横向满布，打设 2-3 排，在木桩后用 砂袋码砌并压实，在接近便桥桥面与便道路面处浇筑 20cm 厚混 - 14 - 凝土过度段，过渡段长度 4m。 （二）钢管桩施工的技术要求 按方案要求的位置和标高打桩。 钢管桩中轴线斜率1桩长。 钢管桩入土（进入土层）深度 8.5m。 每完成一根钢管沉桩后，按要求确定桩顶标高，将钢管桩 找平，对高出标高部分用气焊割除，低于标高的桩按实际长度 进行接长至桩顶标高。钢管桩顶找平后，在桩顶加焊 6060cm10mm 钢盖板，钢盖板与周边满焊，并保证钢盖板水 平。 在钢管桩身焊接斜撑及平撑,钢斜撑焊接形成剪刀撑形式。 桩顶钢盖板焊接完后，将工字钢横梁用吊车吊放至钢管桩桩 顶，横梁根据设计要求采用双拼 I56a 工字钢放在桩顶的中心位 置调整水平，检查后与桩顶钢盖板焊接。 横梁安装完毕后按间距 150cm 安装 I56a 工字钢纵梁，纵横 梁相交部位采用焊接将纵梁固定在横梁上。 纵横梁安装后，在纵梁上直接铺设事先准备好的方木，桥面 安装平整，中间不得有错台，并逐一联接牢固，为进一步增强 桥面板整体性和较少车辆荷载对方木的磨耗损坏，在桥面铺设 10mm 钢板，并在桥面钢板上以 20cm 间距横向焊接 8mm 螺纹钢 筋，起到防滑作用。雨季时安排专人雨后及时清扫桥面积水， 冬季遇下雪天气，除及时清除桥面积雪外，在桥面上铺设一层 麻袋用于防滑。 便桥两侧焊 1.2m 高的 50mm 钢管，间距 2m，每隔 0.4m 高 - 15 - 用 50mm 钢管纵向加密，作为便桥护栏，护栏立杆点焊在纵向 工字钢梁上，并在便桥桥头设置夜间照明灯，限速和限载等标 志牌，护栏上涂刷红白相间的反光漆，保证施工安全。 （三）便桥的验收、检测 便桥安装完成后，由项目部会同驻地办对便桥的稳定性、强 度、刚度进行验收，合格后投入使用。 （四）便桥的拆除、清理 钢便桥的拆除按跨，从河北岸向南岸依次进行，具体拆除顺 序：护栏桥面钢板、方木纵梁横梁钢管桩。 1.桥面钢板、方木采用人工用气焊切割等使其与其他体系分 离，然后在贯通的利民河中桥桥面用 25t 吊车装车运走。为保 证拆除人员的安全，施工时穿救生衣，佩戴安全帽，系好安全 带。 2.钢管桩拆除时采用 30t 吊车配合振动锤进行拔除，拔除过 程中出现提升困难时不强行施工，以保证人员、机械安全。拔 出后直接装车运走。 3.拆除后便桥下河道内的便道填土用挖掘机装车运至指定弃 土场，恢复原河道。 4.在汛期如遭遇特大洪水情况，我项目部将迅速将便桥拆除， 以保证运河泄洪需要。 五、安全保证体系 利民河中桥便桥是一合同段便道贯通的重要工程之一，我 项目部对工程的组织、管理、计划的实施特别重视，并直接负 责工程质量、安全、工期、成本控制等综合指标的实现。 - 16 - 标准化施工，我项目部精心组织，科学安排争取在保证过 水安全、不留隐患的基础上完成便桥搭设工程，实现两岸畅通。 成立安全领导小组，组长为项目经理，副组长为总工程师， 成员为安全工程师、施工队长、结构工程师、质检工程师、材 料科长等有关人员。项目经理为安全生产第一责任人，对整个 工程安全负总责。安全工程师负责具体安全管理工作，是安全 生产主要责任人，做好安全生产教育、培训、安全检查监督、 安全技术交底、安全专项施工方案的编制、安全事故报告等与 安全有关的工作。施工队设立专职安全员，班组设兼职安全员， 同时建立各种安全管理制度，形成一个健全的安全保证体系。 安全生产保证体系框图见附图安全生产保证体系框图见附图 六、便桥施工安全保证措施 1.根据水文地质情况编制切实可行的施工措施。 2.每道施工工序结束后在征得监理的同意方能进行下道工 序。 3.所有工程用电有良好的接地装置，并加装漏电保护器。 4.对所有参与施工的人员，进行安全技术交底，强调各项 安全措施，使参与施工的人员做到心中有数，掌握各项安全措 施，做好落实。 5.工地所有施工人员均要接受交底，电焊焊接部位均要满 足设计要求。 6.安装过程配备经验丰富的吊车司机，吊车吨位满足安装 过程使用要求；安装钢管桩时，定期认真检查钢丝绳、吊钩， - 17 - 如有损坏应立即更换。 7.现场施工人员佩戴安全帽，桥上施工人员穿救身衣，严 禁赤膊穿拖鞋上班。制定溺水应急救援预案，工作人员水上作 业时必须穿救生衣、戴安全帽，工作人员选择身强力壮的工人。 8.便桥桥头及两侧设立“前方便桥，减速慢行” 、 “限速 5Km/h”等安全警示标志，夜间施工时，采用充足照明设备。 9.便桥上车辆只允许单向通行，不允许会车，并设专门人 员指挥车辆通行。 10.保证机械设备性能良好，操作人员持证上岗。 七、施工便桥的养护 1.安全工程师经常检查便桥稳定性、连接螺丝紧固性及焊 口，对出现脱焊、焊缝异常情况及时进行补焊加强处理。 2.在便桥桥头设置夜间照明灯，限速和限载等标志牌，护 栏上涂刷红白相间的反光漆，保证通行安全。 3.平时安排专人做好便桥交通指挥和便桥的监控、观测、 检查和维护，检查内容：便桥基础有无不均匀沉降；便桥跨中 挠度有否增加；便桥面板、方木有否破损、各种构件是否齐全 或松动。发现问题及时处理。保证各处连接牢固，整体稳定， 安全警示标志齐全有效。 4.遇到洪水时，严禁人员和机械停滞在便桥上，同时减少 便桥上的荷载。 5.派人及时清除便桥上游带来的各种阻水杂物，减少便桥 的水流冲力。 - 18 - 6.在进入便桥两端的明显位置设置限速、限重标志，严禁 超载、超速车辆通过。 7.汛期安排专人负责观察水位，发现异常情况要及时向施 工负责人汇报，并及时取得与当地水利部门的联系。 8.在汛期，当架设的便桥影响洪水泄洪时，考虑拆除便桥， 拆除时做好机械人员准备工作，保证拆除过程中的人员和物资 的安全。 八、防汛应急预案 （一）编制原则 1.编制目的 利民河中桥施工期防洪应急预案编制的目的是安全渡汛， 确保利民河泄洪排水的需要，一旦发生汛情，能做出积极的响 应，做到责任到位、指挥到位、人员到位、物资到位、措施到 位、抢险及时，在发生人员伤害事故时，能迅速抢救出伤者， 并使其得到及时有效的治疗，尽可能减少汛情带来的人员伤害 和财产损失。确保工程施工人员机械安全，确保工程建设顺利 实施，将洪灾损失降低到最低程度。 2.编制依据 本预案编制的依据是防洪法 、 水法 、 防汛条例和 当地水文资料。 3.编制原则 确定防洪范围，制订防洪方案，明确防洪职责，坚持项目 经理负责制，落实防洪措施。实行统一指挥，统一调度，采取 工程措施和非工程措施相结合，预防措施和紧急抢护措施相结 - 19 - 合。 （二）应急组织保障 1.组织机构 结合本工程实际情况，按照项目经理负责制的要求，根据 分级分部门负责的原则成立利民河中桥施工期间防汛指挥部。 名单如下： 指 挥 长：孟庆波 副指挥长：邓小峰 王宗明 王连洪 成 员：孙树军 栾 彬 赵海金 李丙杰 颜廷新 裴德社 谭彦永 纪东兴 指挥部职责：负责工程建设安全渡汛，完成业主确定的各 项要求并具体落实到位，服从市局、水利部门及地方政府等单 位的防汛指挥，汛期内每天向上级上报有关渡汛情况。成立以 项目部为主体的防洪抢险应急队，负责本工程在施工期间的防 汛救灾各项工作。 联系电话，联系人：王连洪。 2.信息传递 工程防汛指挥部各成员坚持汛期 24 小时值班制度，及时 收集掌握雨情、水情、险情和灾情，及时传递信息，防汛期内 每天向上级防汛抗洪部门电话上报上述资料。 3.决策的制定与执行 利民河桥工程的防汛工作，防汛指挥部快速反应，科学决 策，一切决策由防汛指挥部会同水利部门防汛指挥机构会商做 出，交各成员按各自职责分工执行。 - 20 - 4.应急步骤 在汛期，项目部全体员工 24 小时开机，保持通讯通畅，并 安排专职人员昼夜值班，24 小时巡查，当发现汛情时，巡查人 员应立即向项目部防汛指挥部报