资水特大桥栈桥施工方案.doc

石长铁路增建第二线工程站前2标资水特大桥栈桥施工方案编 制： 审 核： 审 批： 中铁十五局集团石长铁路二线2标第二项目部二一年四月三十日目 录一、工程概述 11。工程概况 12。水文、地质情况 23。栈桥概述 3二、栈桥设计 31。栈桥设计要求 42.栈桥结构形式 43。栈桥构造 4三、栈桥施工 51。施工工艺流程图 52。主要施工方法 6四、栈桥施工设备、人员配置及时间安排 101.机械设备及人员配置102。施工、使用时间安排 10五、栈桥施工材料用量 10六、测量控制方案 11七、安全保证措施 12八、文明施工及环境保护措施 13九、栈桥施工及使用时间的防洪、防汛措施 15十、栈桥拆除 16资水特大桥栈桥施工方案一、工程概述1、工程概况资水为洞庭湖水系四大河流之一，位于湖南省中部。新修石门至长沙铁路增建第二线重难点及控制性工程之一资水特大桥坐落于湖南省桃江县境内资水干流下游河段上，左岸为鲁家湾，右岸位于上、下牛潭之间的挖塘村。桥址所在河段两岸地形不对称，右岸为山地,左岸建有防洪大堤，堤内级阶地发育完整，阶面平坦，防洪大堤的修建使水流局限于级阶地前缘的河槽内，河床稳定，鉴于上游大坝的拦沙及沉降作用使得河床淤积甚微，两岸边坡稳定。河谷呈“U"型，河床宽320670m不等，一般较平直，总体流向由西向东流入。既有资水特大桥为1132m简支梁+（50+4*80+50）m连续梁，桥墩为圆端形墩，增建二线位于既有线上游,与既有线线间距在起点处为25m,到资水段变为40m。资水与新修线路法向夹角4°，新修线路于里程YDK161+637。86YDK161+957.86m跨越资水河，宽约320m，资水河河道顺直，长流不断，流量及水位季节变化较大.增建二线资水特大桥中心里程YDK161+617.795,全长827.265m，桥跨布置为：224m简支梁+10-32m简支梁+1（49。9+480+49。9）m连续梁+116m简支梁,主跨采用1（49.9+4*80+49.9）m连续梁和既有桥对孔布置跨越资水。 本桥共有20个墩台，桥墩设计采用圆端形实体桥墩，桥台采用单线矩形空心桥台.其中1317号墩位于资水河床内,其它各墩台位于资水河两侧河岸上,设计均为低桩承台钻孔灌注桩基础。其中13号墩、17号墩均为近岸墩,每个桥墩设91.5m的钻孔桩基础，33纵横向布置，每排桩中心间距为4m，承台尺寸为10。6m*10。6m*3m；1416号墩位于河道中,为设计通航的主墩，每个桥墩设121。5m的钻孔桩基础， 4*3纵横向布置，每排桩中心间距为4m，承台尺寸为10。6m14。6m3m。2、水文、地质情况（1）水文资料根据建设单位委托湖南省水利水电勘测设计研究总院对资水特大桥进行的实地勘测和详细调查所进行的防洪评估及湖南省水利厅的审查情况,本桥设计采用水文资料主要数据如下:设计流量Qp=20667m3/s, 设计水位Hp=41.63m，设计流速Vp=3。86m/s,桥位河段防洪标准为二十年一遇,达标后防洪堤顶高程为41。54m。（2）通航资料根据建设单位委托航务勘察设计院对资水特大桥的通航技术要求论证及湖南省航务管理局的审查情况，并结合既有桥梁的实际情况确定：为满足通航要求，石长铁路增建第二线工程-资水特大桥分别设置上下游两个通航孔。设计通航等级暂维持原通航标准，其梁底标高不低于既有铁路桥梁底标高，尽可能预留航道等级发展空间。通航孔桥梁采用与既有桥同等跨度对孔进行布置. （3)地质资料桥址区域内表层为第四系人工成因层（Q4ml）素填土,(Q4md）杂填土等，第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）粉质黏土、粉细砂,细圆砾土等，下伏基岩为元古界冷家溪群下段（Ptlnl)泥质板岩、变质砂岩。其中13号17号墩之间主要地质情况为:表层为第四系全新统冲洪积粉质黏土、粉细沙、细圆砾土等，层厚19m，地基承载力0取值分为190350KPa；二层为全风化泥质板岩，层厚115m，地基承载力0取值为300KPa;三层为强风化泥质板岩和强风化变质砂岩，层厚为121m，地基承载力0取值为400 KPa，局部地段包含弱风化变质砂岩,层厚为012m,地基承载力0取值为1500 KPa。3、栈桥概述为进行资水特大桥水中桩基础、承台、墩身以及梁部施工，满足施工所需的机械设备、材料运输及施工人员的安全通行，结合河道通航要求,在河道内分资水河西岸和东岸架设全长约288m的施工栈桥。其中西岸从12号13号墩之间的河堤位置开始架设至15号墩位置，架设长度约为204m；东岸从17号18号之间的河堤开始架设至16号墩位置,架设长度约为108m。15号16号墩之间预留约80m作为资水河的通航孔。栈桥位置设在既有桥和新建桥之间,距14号、15号、16号承台下游边线间距为5.5m。二、栈桥设计为保证栈桥施工和使用安全，根据现场实际情况并结合以往工程的施工经验，栈桥采用321装配式公路钢桥结构，基础为钢管桩，上部为贝雷梁片。桥宽6m,每12m为1跨，共26跨。桥位处设计施工水位为32.65m，15号墩和16号墩在资水河主河道两侧，施工时水深约为911m，13号、14号、17号墩水深为2-5m不等，资水河汛期水位会上涨46m左右.根据设计资料和对现场的综合调查，考虑受汛期洪水的各种影响，为了保证栈桥的安全施工经全面考虑后确定栈桥桥面高程为37.65m.1、栈桥设计要求：（1)栈桥承载力要满足：500kN履带吊吊重200kN物体在桥面上行走的要求、400kN混凝土罐车行走要求.（2)栈桥的平面位置不得妨碍钻孔桩及承台等基础施工，能够满足整个施工期间的要求.(3）栈桥在施工及使用过程中要确保航道安全、正常通行。2、栈桥结构形式站桥设计每12m为一跨，共设置26跨，全长312m。其中：西岸17跨，长204m为:1-12m简支梁+4（4*12）m连续梁；东岸9跨长108m为1-12m简支梁+2-（412）m连续梁，桥面宽设计为6m。3、栈桥构造栈桥结构自下而上依次为：（详见栈桥设计施工图)（1）钢管桩基础：栈桥钢管桩基础分普通墩基础和制动墩基础。普通墩基础采用单排3根6308mm钢管桩，管桩之间的中心间距2m;每4跨设一个制动墩，制动墩基础采用双排4根6308mm钢管桩，管桩之间的中心间距:横向为4m,纵向为2m。钢管桩内灌砂，桩间设置剪刀撑，以增加栈桥的整体稳定性。（2）45a工字钢横梁：钢管桩桩顶横向设置2榀并排焊接的45a工字钢做为上部结构的垫梁。（3）贝雷梁主梁：纵向主梁采用3组贝雷梁桁架结构，单组贝雷梁由两排贝雷片加连接杆件拼装，贝雷片间中心距0。90m，贝雷梁间距1.1m.(4）桥面系：贝雷梁上铺I18300mm的横向分配梁，顶部满铺厚度为7mm的花纹钢板做为栈桥的桥面。（5)最后安装48*3。5mm的钢管栏杆、照明等附属结构。三、栈桥施工1、施工工艺流程图：钢管桩加工振动锤与钢管桩连接履带吊吊钢管桩就位测量定位振动下沉钢管桩桩顶设两榀45a横向垫梁钢管桩桩间连接横向18工字钢安装纵向安装3组贝雷梁桥面板7mm厚花纹钢板安装设栏杆、照明等附属结构安装2、主要施工方法根据现场实际情况，采用履带吊用钓鱼法进行钢管桩施工，用悬臂推出法和钓鱼法相结合进行栈桥架设。钢管桩采用KH500型履带吊机夹DZ60型振动锤进行插打,并根据现场实际考虑是否采用DZ90型振动锤.施工机械就位，先将栈桥第一跨钢管桩打完，然后安装桩顶横向垫梁、纵向贝雷梁和I18工字钢300mm的横向分配梁，最后满铺7mm厚的花纹钢板做为桥面板。施工机械移位至第一跨桥面适当位置按同样方法进行下一跨施工.具体见详图:（1）钢管桩基础施工 外630mm钢管桩卷制(或购买符合质量标准和要求的钢管进行焊接加长）：卷制钢管桩的钢板必须平直，不得使用表面锈蚀或受过冲击的钢板，并应有出厂证明书。钢板采用自动、半自动氧-乙炔火焰切割或数控切割机割去多余部分。纵缝和直管段环缝坡口用12m刨边机加工；弯管段环缝坡口用数控切割机加工,钢板端头预弯完成后,进行瓦片卷制，卷制方向应和钢板压延方向一致，钢板经多次卷制，检查达到设计弧度；瓦片卷制成型后,以自由状态立于组圆平台，用0.63m样板检查弧度,样板与瓦片的极限间隙应小于1。5mm。利用自制专门的拉对、压缝工装进行组圆,组圆后管内壁加临时支撑增加刚性，然后进行钢管纵缝的焊接,焊接应严格按照焊接工艺指导书确定的焊接方法及焊接参数执行。栈桥钢管桩为直径630×8mm。购置的钢管接长焊接采用坡口焊，钢管桩对接时竖向焊缝相互错开，不得少于90°，对接接头加竖向拼接板,拼接板为100×200×8，每个接头不得少于8块拼接板。钢管桩焊接成型后，检查其外型尺寸，应符合:椭圆度：允许偏差0。5D，且不大于5mm(D为钢管桩外径）外周长：允许偏差±0.5C,且不大于10mm（C为钢管桩周长）纵轴线弯曲矢高：允许偏差0。5%L，且不大于30mm(L为钢管桩长度）钢管桩在起吊、运输和堆存过程中，应尽量避免由于碰撞等原因造成管身变形和损伤. 振动下沉钢管桩a、利用测量仪器定出桩位中心线，确保钢管桩的垂直度；b、吊放钢管桩，测量钢管桩中心偏差及倾斜度并进行调整，符合要求后钢管桩整体下插，在入河床的瞬间应再次调整钢管桩中心偏差及斜度，符合要求后迅速着床(否则应再次调整），此时在自重作用下,钢管桩入土；c、在钢管桩各项偏差满足要求的前提下，利用振动锤下沉钢管桩，由于此时钢管桩入土浅,任何偏载或水平力极易造成钢管桩的倾斜。打桩时先打23锤,然后检查钢管桩的倾斜度，调整完毕，接着增加打桩次数，然后校正桩的倾斜度，当钢管桩入土深度达到3m后，方可连续沉桩。停锤时，以桩尖标高为控制依据.若钢管桩达到设计标高,但贯入度异常时，则须连续沉桩.为防止“假极限”或“吸入"现象，沉桩时，应休息一天时间再复打。现场应确保钢管桩的入土深度，并视设计桩尖处的贯入度适当调整钢管桩桩底标高。钢管桩下沉过程中，应及时检查钢管桩的倾斜度,发现倾斜应及时采取措施调整导向，必要时应停止下沉，采取其它措施进行纠正.钢管桩下沉过程中,应随时观察其贯入度，当贯入度小于1cm/锤时停振分析原因,或用其它辅助方法下沉，禁止强震久震。 沉桩偏差沉桩偏差：桩位平面位置：±10cm 桩 顶 标 高：±10cm桩身垂直度:1每个墩位的钢管桩捶打完成后，应对桩的偏斜及入土深度按照要求进行检查，检查无误后进行桩间的连接。连接材料采用8槽钢。普通墩横向连接并增加剪刀撑;制动墩纵横向均要进行连接并增加剪刀撑，使之形成板凳桩,以加强栈桥的整体性和稳定性。剪刀撑的施作尺寸需根据现场尺寸下料，高程位置根据施工时实际水位情况确定。同时可依据现场实际打桩情况向管桩内填充河砂以增加其稳定性。依据钢管桩入土深度情况拟采用桩长915m不等的钢管桩；当入土深度不满足要求时，应根据现场打桩情况及时进行加固支撑处理,必要时可将栈桥和钻孔平台进行连接以增加整体稳定性.（2)上部结构施工 桩顶连接及桩顶横向垫梁桩顶连接是为了增加横向钢管桩之间的立面刚性,使之受力均匀.桩顶连接和桩顶垫梁按施工设计图施工。当钢管桩桩位与设计桩位偏差过大时,应检算后决定是否加强或增设分配梁。每排钢管桩插打完成，经检查合格后，及时焊好桩顶联结系。桩顶连接与钢管桩之间采用焊缝连接,焊缝高度为hf=8 mm. 横梁处理和安装及桩顶处理栈桥I45a横向垫梁安装经测量放线后，直接嵌入钢管桩内30cm，露出桩顶15cm,I45a在钢管桩位置及主纵梁搁置位置加焊加劲板加强。 纵向贝雷梁拼装纵向贝雷梁的位置需放线确定，以保证栈桥轴线不偏移,纵梁安装到位后，横向、竖向均焊定位挡块及压板，将其固定在I45a横梁上。同时为了降低横向支撑梁和纵向贝雷梁之间的刚性接触所引起的不良效果，需在贝雷梁和支撑梁之间垫设橡胶支垫,以达到缓冲的目的. 横向分配梁的架设、桥面板铺装及附属结构施工贝雷梁拼装、架设完成后，在起上部安装I18工字钢300mm的横向分配梁，然后顶部倒满铺厚度为7mm的花纹钢板做为桥面.栈桥两侧栏杆高1.2m，纵向间距1.5m,采用48×3.5mm焊接钢管焊接，焊在栈桥I18工字钢横向分配梁上，距分配梁外侧25cm位置处，主要电缆和输水管等设施搁置在上面，以减少对交通的干扰。栏杆统一用红白油漆涂刷，交替布置，达到简洁美观.四、栈桥施工设备、人员配置及时间安排1、机械设备及人员配置栈桥施工投入施工管理人员6人、作业人员16人，分两个班组。投入施工设备：50T履带吊1台、DZ60和DZ90型振动锤各1台、250kw发电机1台、25T汽车吊1台、电焊机5台.2、施工时间安排从栈桥施工所需的加工、堆放场地、施工用电及人员、材料、设备进场等前期准备工作达到栈桥施工条件开始：西岸180米栈桥施工计划时间为25天,东岸108米栈桥计划施工时间为13天，总计38天.栈桥施工完毕经检查验收满足桩基础、承台、墩身及现浇梁施工安全要求后，即投入使用直至现浇梁施工完毕。五、栈桥施工材料数量栈桥施工材料数量统计表序号项目名称规格单位数量单重(kg/m）合重(kg）备 注1钢管桩(螺旋管）630*8m1104122。71 135472 每根桩长暂定为12m2钢管桩间联结系8m6748.04 5419 3牛腿钢板（2030）=8mmm25262。80 3266 含桩间联接系耳板(30*40）4桩顶垫梁I45am54480。42 43748 5贝雷梁限位器10m67。210.00 672 6贝雷梁172122 见下附贝雷梁详表7贝雷梁间联结系70×70×6m4256。41 2724 分配梁I18m624624.13 150716 沿桥长每0.30m布置1根桥面铺钢板7mm花纹钢板m2187254。95 102866 9桥面栏杆48*3。5m16583。84 6367 11合计623372 贝雷梁详表序号项目名称规格单位数量单重（kg/m）合重(kg）备 注1桁架片576270 155520 2销子个10803 3240 3支撑架90厘米个30640 12240 4支撑架螺栓个16160.694 1122 5合计172122 六、测量控制措施栈桥施工的主要环节在于钢管桩的打设，利用两台全站仪控制桩位.定位的具体方法如下： 1、首先要根据桩基与钢管桩的相对位置关系，计算出钢管桩的绝对坐标值.2、选择适宜的两个控制点置镜(全站仪），其中一点设置在迎水面（上游）第一排桩的中心方向上，交会角不宜小于50度。3、用两测站的仪器同时对钢管桩中心放样（相互复核)，测站人员根据全站仪所显示的数据用对讲机指挥吊机移动，使钢管桩定位准确. 4、打第一根桩时,采用偏角法进行复核，避免出现偏差超标。 5、钢管桩打设时，在互相垂直的两个方向上置两台镜(全站仪）观测钢管桩的边缘线，以控制钢管桩的竖直度。钢管桩的顶标高控制：可先测量出水面标高，然后根据设计钢管桩顶标高与实测水面标高计算高差,自水面向上或向下直接用钢尺量取即可（一般打桩时都在送桩及替打与桩头之间夹上垫层，垫层一般用水泥袋或麻袋等填入，所以计算桩顶标高时加入此厚度).6、待第一根桩打毕，立即进行测量复核，用全站仪按上述定位方法定出桩的中心,与桩的实际中心相比较得出差值,记录。7、第一根桩定好位打完桩后，再用上述方法定出下一个桩的中心位置，用上一根桩进行检核。8、在定出两根桩的中心后，以这两点为基准，采用勾股定理或边长法定出其他桩的中心桩位,用全站仪测得全部的竣工坐标、记录。七、安全保证措施栈桥施工过程中，为确保施工的顺利进行和安全，制定了详细的施工作业程序，采取以下的施工安全措施:1、栈桥施工前，应对所有进场施工人员进行安全教育培训，考试合格后方可上岗作业。对电焊工、大型机械设备司机等特殊工种应取得国家相应的执业资格证书方可上岗作业.2、打桩前必须对桩进行严格检查。不允许使用有裂缝或其它缺陷的桩，以防止断桩事故.打桩时履带吊履带最前端离悬臂处水平距离不得超过3米，且横桥向应在中间。3、吊装时应系缆风绳，使桩保持平衡，防止碰撞。吊装作业,应统一指挥,严禁非指挥人员发令，指挥起重信号。起重作业中要做“五不吊”:指挥手势或信号不清不吊，重量、重心不明不吊，超载不吊，照明不好不吊，捆绑不牢或挂钩方法不对不吊。4、为保证栈桥畅通，栈桥上严禁堆放货物，栈桥周围安装安全网，设立明显的航标,以确定施工范围，防止落水事故发生。5、施工人员必须戴安全带，不准穿硬底鞋、塑料鞋、拖鞋、水上作业必须穿救生衣。潜水作业人员作业前应对潜水设备、潜水服、高压管、通话扩音器检查无误后方可下水。6、一切电气设备应安装漏电开关。六级以上大风、暴风和大雾天气要暂停作业,作业人员一律撤到陆地上.7、每根钢管桩打入后应立即测出河床标高,以后每周必须测量一次（大潮、洪水期应每日测量），当冲刷深度超过规定值（浅滩区2m，浅水区4m，深水区5m）时，必须马上抛沙袋维护.八、文明施工及环境保护措施1、项目部建立相应机构及规章制度,专人专项随时检查和定期组织大检查，文明施工及环境保护工作与项目部及作业队的效益挂钩，奖优罚劣。2、施工中,密切与当地政府联系，并取得工作上的支持，注意使用的城市道路及施工便道的养护，及时洒水养护，减少粉尘对环境和周围居民生活的影响。3、加强施工现场管理，保持施工现场整洁,做到材料堆放整齐，机械设备停放有序，特殊施工地段有明显标志。4、注意保护自然资源。生活污水、生活垃圾按规定地点排放或堆放,粪便集中处理，防止污染水源.5、严格执行国家有关文物保护法律条文，在开挖工地现场，如发现有文物古藏情况及时通报甲方，并及时采取有效的保护措施.6、认真了解施工区域内可能存在的电信、电力、自来水等管线，并在施工中给予高度重视与保护，发现不明的管线及时上报并记录在档，按业主指令进行管线保护并开展后续工作。7、施工场地区域内的生活区、施工区等场地按地方环保部门的要求进行垃圾、污水、粪便等杂物处理，粪便修筑化粪池进行处理，并做好绿化工作。8、所有临时工程、临时设施及临时弃土都要在工程全部完工后清除并恢复原貌.9、栈桥采用封闭式管理，在栈桥入口设置车辆限速行驶警示牌以及车辆限重标志牌。栈桥安排专门的卫生打扫人员兼安全监察员,以保证栈桥的清洁.并在入口处设置水泵一套，进入车辆如车轮帯泥，必须冲洗干净方可进入栈桥，防止车轮在栈桥上打滑发生安全事故。10、栈桥栏杆统一用红白油漆涂刷，交替布置，达到简洁美观及醒目作用。由于桥梁施工占据大部分通航水域，使该河段变得狭窄，因此过往船舶必须采用单向航行，使船舶和栈桥等配合桥梁施工的设施保持足够的安全距离.施工水域内按照相关要求安置单向航行信号标志。11、在栈桥的上下游安装航标指示灯，在栈桥上两边每隔15m交替布置路灯，供夜间照明。九、栈桥施工、使用期间的防洪防汛措施1、项目部在施工前制定详细的防洪防汛实施办法和规章制度,并结合实际制定防洪防汛应急救援预案并组织演练。工程施工及使用期间，严禁损坏一切河道工程和防洪、防讯及通讯设施。2、成立以项目经理为组长，现场副经理、总工程师为副组长，作业队长及工程技术部、安全质量部、物资设备部等部门主要管理人员为组员的防洪、防汛抢险领导小组，专人负责汛期日常防洪工作的调度指挥，并成立机动抢险队伍，备足抢险物资，如铅丝笼、块石、沙袋、橡皮艇、救生衣等.3、在资水河两岸设立防洪物资临时存放基地，便于防洪人员及设备的快速安全撤退。4、在资水抗洪、防汛期间，一切服从地方政府的防汛大局，听从防汛指挥部门的统一调度，积极配合防汛部门做好相关工作。5、派专人或委托当地河务部门密切观测河势变化动态,及时请有关专家会商，若确认由于工程施工使河势发生一定变化，及时向抗洪、防汛主管部门汇报,在抗洪、防汛主管部门统一指挥下，制定应急方案，全力予以消除，确保不因工程施工而对河势产生不利影响。6、在汛期设专人观测洪水位变化，与水文预报部门及时沟通,密切关注水情变化动态,当预报出现洪峰时,做好一切防洪准备,必要时暂时停工,全员投入防洪。7、施工过程中严禁向河道内倾倒废碴，严禁向河道内排放生产生活污水,保证河道行洪通畅。8、施工完成后，彻底拆除一切施工设施，如施工栈桥、生产、生活区等，恢复施工前河道自然面貌，交由河道主管部门验收合格后,方可撤离现场.十、栈桥拆除随着栈桥使用时间的增长、河水的腐蚀以及荷载的重复作用，栈桥的各种连接件日益老化、松动，甚至部分脱落。栈桥抵抗纵、横向水平荷载的能力也日趋下降。特别随着大桥主体工程的完工、钻孔平台的拆除，栈桥横向稳定性更是显著降低,钢管桩的横向水平位移明显增大。为消除栈桥存在的安全风险，根据栈桥“速建速拆、降低风险”的思想，在墩身、现浇梁全部施工完成后决定对栈桥进行快速拆除。在拆除栈桥前，先做好栈桥未拆段的加固工作，加固经检查合格后方可进行下道工序施工。栈桥上部结构(桥面板、贝雷梁)的拆除采用人工配合履带吊,大板车运送至后方加工场地的方案。在拆除钢管桩时最大的技术难题在于钢管桩拔起。钢管桩采取在未拆除的栈桥面上停放50T履带吊，DZ60液压振动锤配合，逐孔拔出钢管桩的方法进行拆除。具体加固分两步进行：1、对栈桥既有的松动连接件（主要是U形螺栓、支撑架)进行紧固，对脱焊、脱落的连接件(主要是剪刀撑、贝雷销等）进行补焊和重新连接,以尽量恢复接近栈桥的设计水准，发挥栈桥的整体稳定性。栈桥加固第一步可在栈桥的日常检查维修中进行.2、针对深水区段栈桥进行横向加固。根据现场实际情况，确定利用已建成的主桥墩身与栈桥钢管桩进行连接，以抵抗钢管桩所受的水平荷载。