钢便桥专项施工方案.doc

山东省临沂市陶然路沂河大桥新建工程导流明渠钢栈桥专项施工方案中国铁建大桥工程局集团临沂市陶然路沂河大桥项目部二一四年六月临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案目录一、工程简介.1二、钢栈桥结构设计概述.1三、贝雷钢栈桥结构设计说明.3四、钢栈桥各部位受力验算.6五、临时材料表.15六、施工工艺.15七、钢栈桥施工质量保证措施.21八、劳动力计划.22九、机械使用计划.22临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案导流明渠施工钢栈桥专项施工方案一、工程简介钢栈桥设置在线路前进方向左侧（北侧便道上），一期围堰时共设计3座钢栈桥：8#至13#墩之间1座（单个桥长120m）、18#至20#墩位之间2座（单个桥长60m），距离主线中心43.3米；二期围堰时共设计2座钢栈桥：13#至16#墩及24#至27#墩位之间各1座（单个桥长120m），距离主线中心43.3米；建成后主要用于混凝土罐车通行，钢筋、模板等材料运输，并兼备导流作用。二、钢栈桥结构设计概述钢栈桥设计长度60m/120m，采用多跨连续梁方案，单跨跨径为12m；跨径布置：5×12m/10×12m，栈桥桥面宽7m双车道设计；河水标高64.5m，钢栈桥顶标高设计为67.6m，比施工便道高出160cm，桥头考虑2%顺坡。钢栈桥结构：桥面系由定型桥面板和“321”型贝雷梁组成，承重枕梁由双32a或40a工字钢组成，采用双墩钢管桩基础由6根325×8mm厚钢管桩组成，并设10槽钢焊接水平联及剪刀撑增加双墩稳定性。便桥全长范围内不设温度缝，仅桥面板安装时考虑16mm温度缝，防止温变时桥面板变形，影响行车质量。1临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案钢栈桥纵断面布置图钢栈桥横断面布置图2临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案三、贝雷钢栈桥结构设计说明1、设计参数及各项指标（1）设计荷载、荷载取载重90吨履带吊施工车辆、60吨混凝土罐车。、荷载组合组合一：履带吊车辆荷载Q1、车辆冲击荷载q1与钢栈桥均布恒载G同时考虑；组合二：混凝土罐车荷载Q2、车辆冲击荷载q2与钢栈桥均布恒载G同时考虑；组合一：S1=0.5*(1.4*(Q1+q1)+1.2*G)组合二：S2=0.5*(1.4*(Q2+q2)+1.2*G)取其最不利的组合进行验算：S=S1、S2max=S1，即组合一最不利。附注：人群，机具等临时荷载，由于栈桥属于单车道，汽车通行时桥面无法堆放材料设备，不予考虑。（2）主要设计指标钢栈桥主要技术标准、计算行车速度：8km/h、设计荷载：90吨、桥跨布置：4×12+30+7×12=162m贝雷梁桥钢材强度设计值考虑钢栈桥属于临时结构，参照上述主要参考资料之规定，计算3临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案时，结构的内力计算（除钢管桩外）均控制在钢材的容许应力或1.3倍容许应力以内（1.3为临时结构钢材的提高系数）。钢管桩因考虑湖水锈蚀作用影响及使用周期将近两年的实际情况，其内力计算控制在容许应力以内，不考虑1.3的临时结构钢材的提高系数。2、结构设计钢栈桥结构设计如下：（1）基础及下部结构设计本工程位于跨越沂河，河面宽约1600米，水下地质情况自上而下普遍为：中粗砂。基础结构为：双墩6根325×8mm钢管桩基础。下部结构为：32a或40a双工字钢横梁钢栈桥下部结构采用钢管桩，双墩布置6根钢管（桩径325mm，壁厚8mm）。钢管桩横向间距3m，桩顶布置32a或40a双工字钢横梁，钢管桩与钢管桩之间用10槽钢作为管桩剪刀撑，并焊接牢固。打钢管桩技术要求：、严格按设计书要求的位置和标高打桩。、钢管桩中轴线斜率<1L。、钢管桩入土深度必须大于10m。、当个别钢管桩入土小于10m锤击不下，且用DZ60桩锤激振2分钟仍无进尺，必须现场分析地质状况，采取双排桩或其它加强措施，以提高钢管整体稳定性。（2）、上部结构设计4临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案上部结构为：标准跨300×150cm贝雷片8组纵梁,间距90cm。321型贝雷片根据行车荷载及桥面宽度要求，桥面采用面板厚度为10mm的正交异性桥面板。栈桥纵梁采用规格为150cm×300cm国产贝雷片，12米跨纵梁每跨布置单层8片贝雷片。贝雷片纵向用贝雷销联结，横向用90型定型支撑片联结以保证其整体稳定性，贝雷片下采用双排32a或40a工字钢横梁。（3）、防护结构设计栏杆：桥面采用小钢管（直径48mm）做成的栏杆进行防护，栏杆高度1.0米，栏杆纵向1.5米1根立柱(与桥面预留孔连接)、高度方向设置3道横杆。5临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案栏杆纵向布置图护轮带：并在栏杆底脚桥面内侧设置护轮带，护轮带用50cm长20钢筋每1.5米设置一道，牢固焊接在桥面班上，限制车辆贴边行走，保证行车安全。护轮带平面布置图四、钢栈桥各部位受力验算1、荷载（1）动荷载：90t（荷载平面图）6临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案（2）冲击荷载：10t（3）每跨12米8组贝雷片自重：9.6t（4）两根7.5mI25a工字钢自重：0.6t2、钢栈桥各部位内力计算（1）、桥面板结构检算：桥面宽7米，分节接长而成，厂家直接加工7×1.26的单元片运到现场，面板厚10mm，板下衬10mm×10mm×10mm的与面板等厚的U型肋梁，中心间距26cm。7临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案对面层进行校核：沿顺桥向取60cm宽面板跨越顺桥向一块桥面板的长度为研究对象，简化成跨度为26cm的四跨连续梁建模如下：8临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案计算模型：旋挖钻单侧履带尺寸约5m×0.6m，q=（900×1.4+100×1.2）/2/5=138KN/m，L=0.26m依据路桥施工计算手册765页附表2-10得，最大弯矩：M=0.107×ql2=0.107×138×0.26×0.26=1KN?M截面模量W=（1/6）60×1×1=10cm3=M/W=1×1000/10×1000=0.1MPaw=215MPa最大剪力：Q=0.607×ql=0.607×138×0.26=21.8KN=Q/S=21.8×1000/(10×600)=3.7MPa<w=125MPa=0.632ql4/(100EI)=0.632×138×260×260×260×260/(100×2×100000×1/12×600×10×10×10)=0.4mm<L/400=0.65mm变形满足要求。对肋梁进行结构检算：取旋挖钻施压范围内的肋梁为研究对象，履带宽60cm，肋梁的跨度为贝雷片横向间距，为90cm，取一跨简支建立计算模型：9临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案肋梁上方面板自重：G=0.9×0.26×0.01×7850×10/1000=0.18KN肋梁自重：G=0.3×0.9×1×0.01×7.85×10=0.21KN均布荷载q=（0.18+0.21+230×0.26×0.9）/0.9=60.2KN/m依据路桥施工计算手册740页附表2-3得，最大弯矩：M=0.125×ql2=0.125×60.2×0.9×0.9=6.1KNm根据平行移轴公式计算U型肋梁的截面惯性矩：I=2/12×0.01×0.1×0.1×0.1+2×0.01×0.1×0.05×0.05+41/12×0.1×0.01×0.01×0.01=6675000mm10临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案3截面抵抗矩W=I/（150/3）=6675000/(1/3×150)=133500mm=M/W=6.1×1000000/133500=45.7MPaw=215MPa最大剪力：Q=0.5ql=0.5×60.2×0.9=27.1KN=Q/S=27.1×1000/(2×10×100)=13.6MPa<w=125MPa4/(100EI)最大挠度：=0.677ql=5×60.2×900×900×900×900/（384×2×100000×6675000）=0.4mm<L/400=2.25mm挠度满足要求。所以在最大荷载作用下，面板的承载能力和变形都符合要求。（2）、主梁贝雷梁结构检算主梁标准跨：单跨12m（净跨9m）由8片贝雷片通过花架拼装而成，间距0.9米，以履带压住2片贝雷梁，车辆停放在跨中位置为最不利位置，按单跨简支梁建模，建立模型如下：图中：q1=1.4×(900+100)/2/(5×0.6)×0.6/2=70kN/mq2=1.2×10/12=1kN/mL1=5m,L2=12m11临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案依据装配式公路钢栈桥多用途使用手册59页得，单排单层贝雷片的参数如下：截面模量W=3578cm3,截面惯性矩J=250497cm4单排单层截面承受的最大弯矩M=788kNm单排单层截面承受的最大剪力Q=245kN最大弯矩出现在跨中位置，用荷载分解叠加的方式求解。依据路桥施工计算手册740页及742页附表2-3及得，M1=70×5×3.5×6/12-(6-3.5)2/2/5=394kNmM2=0.125ql2=0.125×1×12×12=18kN?mM=M1+M2=412kN?m<788kN?m最大剪力Q1=70×3.5×5/12=102kNQ2=0.5ql=0.5×1×12=6kNQ=Q1+Q2=108kN<245kN跨中最大挠度变形：1=70×3.5×5×(4×12-4×3.5×3.5/12-5×5/12）×6-4×6×6/12+(6-3.5)4/(5×3.5)/(24×EI)=23mm2=5×1×2.4×2.4×2.4×2.4/(384×EI)=0.5mm单销间隙引起的非弹性挠度：3=dsin(n-1)/2)=16mm=23.3+0.5+16=39.8mm12临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案所以8片贝雷片90cm布置满足承载能力和变形要求。（3）、主横梁结构检算主横梁为2I32a或2I40a横贯四根桩基顶部，长8m，支撑贝雷梁，简化为单跨简支梁，以一根双工字钢建立模型如下：图中均布荷载q=（90+10）×10×1.4+（45+10）×10×1.2/2）/6=288.33KN/mL=2.7m,I32a工字钢属性如下：I=11080cm4,w=692cm3,S=400cm3,腰厚t=9.5mm最大弯矩出现在跨中，依据路桥施工计算手册740页页附表2-3及得，2M=0.125×ql=0.125×288.33×2.7×2.7=263KNm=M/W=263×1000/(1.05×2×692)=181MPaw=215MPa抗弯强度满足要求。支座处剪力Q=0.5ql=0.5×288.33×2=288.33KN截面抗剪强度=QS/It13临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案=288.33/2×1000×400/1000000/（11080/100000000×0.0095×1000000）=54.8MPa<w=125MPa抗剪强度满足要求。跨中挠度最大，=5ql4/(384EI)=5×288.33×1000×2.7×2.7×2.7×2.7/(384×2.06×11080×2)=4.4mm<L/400=6.75mm变形量满足使用要求所以，双I32a主横梁配置满足要求。(4)、钢管桩承载力检算：钢管桩入土深度按14米计算，根据环巢湖旅游大道详细工程地质勘察报告提供的数据，按最差地质考虑，=70KPa单根钢管桩下部地基反力2×faN=×2r×h+r=60×3.14×0.325×10+100×3.14×0.325*0.325/4=621kN单根桩基承受荷载f=（90×10×1.4+（45+10）/2×1.2×10）/3=531kNf=531kNN=621kN，所以桩基承载能力满足要求。长细比=10/0.325=31150，竖向压杆稳定性可靠。综上，栈桥各部位结构都能够满足承载力和稳定性要求。14临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案五、临时材料表沂河大桥钢便桥材料表序号构件名称单位数量1321型贝雷片片6402贝雷片轴销个12483U型卡（带压板）套6404定型桥面板（7m*1.26m）块188590型花架片5626花架螺栓套22487枕梁32a或40a米7048立柱325*8及以上米19809水平联及剪刀撑10或14米160810护栏（成品）米48011桥面板U型卡套1128护栏（非成品）：1、立柱（48*3）：1.1m-384根；2、水平顶杆（40*60*1）：480m；3、水平管（30*50*1）：480m。六、施工工艺1、管桩运输调运钢管桩至现场指定位置整齐堆码待用。杜绝严重锈蚀，变形15临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案等管桩进入施工现场。2、施工准备（1）、分别从西岸向东岸推进，在围堰内根据栈桥桥址放样施工桩墩。（2）、由测量人员准确放样，定出栈桥钢管桩施工平面位置。（3）、钢管桩的加工与制作每根栈桥钢管桩按需要加工制作接长,接桩在现场平整的场地进行，每个接头先将整个管子断面用气割修正平齐，两根对接的钢管桩放水平，使焊口缝隙均匀一致，施焊时环形焊缝采用满焊接头，环形焊缝施工完毕后，在焊缝外侧采用3块200mm×200mm×8mm钢板帮焊加强，焊缝饱满无沙眼裂纹，接好的钢管桩实际桩长不得少于设计值。3、管桩施工钢管桩施工，钢管通过铲车托运至吊车后方，用吊车将钢管吊起，启动DZ60振动锤，锤头下端夹具插入钢管桩顶端，通过锚杆穿过事先割好的孔洞和夹具起吊钢管，将钢管提升离开地面后，水平吊至设计桩位处，缓缓下放，利用锤头和钢管的自重下沉到稳定后，启动振动锤，这期间要保证桩身垂直度不超过1%，振动下沉的过程中要不断地调整吊绳长度和吊车大臂的角度，保证桩的垂直度。当沉桩的速度渐渐缓慢且在30秒内下沉量不足10cm时，即可停止打桩，拔下锚杆，进行下一根钢管桩的施工。16临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案打桩施工工艺流程框图准备工作吊机就位制桩测设桩位、安设导向平台桩节标线、编号经纬仪架设吊桩及振动锤运桩对位插桩桩位检查振动下沉是是否接桩否进行双控检测管桩施工质量保证措施：（1）管桩入土深度经现场技术员计算确定，控制管桩入土底标高；（2）管桩入土深度达到设计值时，下沉速度仍较快时，分析原因，必要时增加管桩施工长度，下沉速率控制为2min内无明显进尺；17临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案（3）当个别钢管桩入土小于10m锤击不下，且用60锤激振2分钟仍无进尺，必须现场分析地质状况，采取双排桩或其它加强措施，以提高钢管整体稳定性。（4）用直尺测量，管桩平面误差±10cm（5）用测锤量取垂直度，误差1%L且不大于2cm（L：管桩高度）4、钢管桩间剪刀撑、平联、桩顶分配梁施工栈桥一个墩位处钢管桩施工完成后，立即进行该墩钢管桩间剪刀撑、平联、桩顶2根32a或40a型工字钢横梁施工。（1）、每个桥墩管桩施工完成后，横桥向在顶口开槽，并在槽底加设带肋分配钢板。然后整体吊装双排32a或40a型工字钢横梁。（2）、在钢管桩上进行平联的测量放样。技术人员实测桩间平联长度后精确下料，同步进行焊接及剪刀撑、桩顶2根32a或40a型工字钢横梁的加工。（3）、用吊车悬吊平联、剪刀撑，到位后电焊工焊接平联、剪刀撑。现场技术人员及时检查焊缝质量，合格后进行横梁的架设5、栈桥上部结构安装栈桥上部结构的安装：采用铲车运输配合履带吊吊装进行施工。（1）、贝雷梁纵梁的拼装纵梁的位置需放线后确定，以保证栈桥轴线不偏移。18临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案贝雷梁安装顺序：同一孔内遵循先中间后两侧对称吊装的原则施工。将拼装好待安装的300cm×150cm贝雷片组运至已装好的完成桥跨后面，便于吊车起吊安装。纵梁安装过程中，应准确安装在由现场技术员放样的位置上，以保证栈桥均匀负载。纵梁安放完成后，必须立即与下横梁联接稳定。在联接完成前吊绳不得与吊车脱钩，以防止纵梁侧倾造成严重事故。履带吊贝雷桁架（2）、桥面系的安装2. 履带吊吊装贝雷纵梁示意图在50t履带吊的配合下，使用U型连接器，将桥面板固定在纵向贝雷梁上。栈桥栏杆高1m，采用48×3.2mm焊接钢管焊接，立柱间距1.5m，安装在桥面板预留孔内，栏杆统一用红白油漆涂刷，交替布置，达到简洁美观。在栈桥入口设置车辆限速行驶8km/h警示牌以及车辆限重90t标志牌。栈桥要安排专门的卫生打扫人员兼安全监察员，保证栈19临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案桥的清洁。并在入口出设置水泵一套，进入车辆如车轮帯泥，必须冲洗干净方许车辆进入栈桥，防止车轮在栈桥上打滑发生安全事故。栈桥使用完成后，按照先上后下，先纵后横的顺序拆除栈桥上部结构。因钢管桩入土时间较长，拔除钢管桩使用50t履带吊配60振动锤，务必保证管桩全部拔除。6、施工工艺钢栈桥施工工艺框图施工准备制作钢管钢管桩定位桩振动下沉钢管桩安装钢管桩顶分配桩顶找平梁纵梁拼装运安装贝雷桁架纵梁输桥面模块制铺设桥面系作铺设电缆桥面栏杆制安装防护栏杆作20临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案7、栈桥各部位联结及加固措施1、钢管与顶盖钢板焊接联结，并与双32a或40a工字钢焊接，工字钢横梁与贝雷片下弦杆用门字形限位器联结。2、施工过程中，每排墩管桩之间用剪刀撑焊接牢固，以增强其横向纵向稳定。以上布置，可以确保钢管桩在汽车的行驶及刹车时，不会产生位移及偏位，因此，钢栈桥是稳定安全的。七、钢栈桥施工质量保证措施钢栈桥建成后承担东西两岸材料设备等运输及施工车辆通行任务，是全桥施工的咽喉，为保证钢栈桥保质、保量和安全及时的完成，制定如下保证措施：1、认真编制分项工程施工技术方案，对班组进行全面的施工技术交底，保证严格按设计及施工技术规范要求施工。2、钢栈桥由项目总工程师组织工程部门相关人员认真计算、校核，并报上级部门审批、保证各项验算满足通行使用要求。3、每个墩位钢管桩施工完成后，应利用低水位时及时设置剪刀撑及水平撑，剪刀撑或水平撑采用10#槽钢。4、钢管如锈蚀严重或严重变形，应清退出场，不得用作钢栈桥基础。5、钢栈桥的施工应严格按设计计算书指导施工，如现场地质状况无法按设计位置施工或地质变化较大，项目部技术人员应根据现场情况进行认真分析、讨论，拟定变更方案，再将变更方案上报驻地监21临沂市陶然路沂河大桥导流明渠钢栈桥专项施工方案理办及相关部门报批后方可施工，确保钢栈桥质量与安全。八、劳动力计划序号工种单位数量备注1电焊工人5焊接钢管2普工人6搬运、对位3电工人2检修电路4起重工人4吊装5司机人4驾驶机械6安全员人2安全检查7测量员人2定位九、机械使用计划序号机械名称单位数量型号1电焊机台122汽车吊台125t3履带吊台150t4铲车台15气割设备套26运输船艘17发电机台1100kw8振动锤台1DZ609打桩船艘122