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新建郑州至焦作城际铁路线郑州黄河大桥栈桥专项施工方案1一、编制依据1、中铁大桥局集团有限公司《郑焦城际铁路黄河大桥栈桥设计图》；2、新建铁路郑州至焦作线郑州黄河大桥施工图；3、桥址实地踏勘调查及掌握的水文、地质、施工环境等情况；4、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2001）；5、铁路工程施工安全技术规程（TB10401.1-2003，TB10401.2-2003）；6、新建铁路郑州至焦作线郑州黄河大桥施工栈桥防洪影响评价报告。二、工程概况(一)项目背景新建郑州黄河特大桥为郑焦客运专线铁路暨改建京广铁路跨越黄河的四线共建桥梁。大桥位于黄河游览区景区东北侧，黄河下游河道的最上端，既有京广铁路郑州黄河特大桥下游110～190m处，线路走向与既有京广线夹角约2°。主桥左岸紧靠老田庵控导工程，右岸倚邙山山体。(二)河道、水文、气象、地质资料1、河道及水文资料桥位河段（秦厂～花园口）为黄河下游典型的游荡性河段，两岸大堤堤距4.1～12.2km，河槽宽1.7～3.6km，滩地宽2.1～9.9km。滩面向大堤和下游倾斜，堤根低凹，滩面横比降大，洪水漫滩后，大堤堤根附近常集流成河，形成深槽。该河段由于堤距较宽，水面辽阔，因而溜势分散，泥沙易于淤积，河道中沙洲密布，水流散乱，主溜摆动频繁，新淤滩岸多为沙质，抗冲能力弱，进一步加剧了主溜塌滩坐弯，极易形成横河、斜河，顶冲大堤，威胁堤防安全，因此本河段是历年汛期防守的重点。（1）桥渡设计值：设计水位值表洪水重现期设防流量千年一遇三百年一遇百年一遇十年一遇设计流量(m3/s)2200022600196001570010400设计水位(m)大沽高程2000年101.35101.45100.94100.2699.32009年99.82—98.6698.2297.59最大冲刷年97.7997.8697.5397.0996.452059年104.12104.22103.71103.03102.07设计水位(m)85高程2000年100.063100.16399.65398.97398.0132009年98.533—97.37396.93396.303最大冲刷年96.50396.57396.24395.80395.1632059年102.833102.933102.423101.743100.783（2）冲刷计算结果：新建郑州至焦作城际铁路线郑州黄河大桥栈桥专项施工方案2冲刷计算成果表部位主槽右岸滩地左岸滩地水深一般冲刷14.086.779.63局部冲刷9.592.22.52总冲刷水深23.678.9712.15冲刷线位置大沽高程一般冲刷83.4590.7687.9局部冲刷73.8688.5685.38总冲刷水深73.8688.5685.3885高程一般冲刷82.16389.47386.613局部冲刷72.57387.27384.093总冲刷水深72.57387.27384.0932、气象资料线路通过地区属暖温带半湿润季风气候，具有大陆性季风气候特征，昼夜温差变化较大，表现为降雨量少，蒸发量大，空气干燥，春秋季节多风，夏季短促而炎热，冬季漫长且寒冷。最大降雨季节集中在7～8月份，占全年汛期降雨量的80%，四季分明，冬季干燥，冬春季多风。年最多风向频率为东北风15％。冬春主导风向为东北风和西北风，最大风速为20m/s；夏秋多西南风、东北风，最大风速为19m/s。按铁路分区属温暖带气候区，主要气象要素如下表：气象要素表项目地名年平均气温℃最冷月平均气温℃极端最高气温℃极端最低气温℃年平均降雨量mm年平均相对湿度%最大风速m/s主要风向最大冻土深度m郑州13.7-1.7342.4-21.3600.46520N/NNE0.22武陟14.1-0.443.6-17.9627.26218NW0.22修武14.8-3.742.8-18.86036617NW0.29焦作14.3-1.940.9-19.66316518NW0.293、地质资料根据地质钻探揭示，场地基础地层划分如下：（1）粉土层：浅黄色～褐色，其中0～0.4m为种植土，层厚为0.7～12.3m。（2）粉砂层：灰黄色，褐黄色，稍密，级配不良，砂质不纯，层厚0.7～13.6m。（3）细砂层：灰褐色，中密～密实，饱和，级配不良，砂质不纯，层厚0.5～46m。（4）中砂层：褐黄色，灰褐色，密实饱和，粒径3～5mm，层厚1.2～38m。（5）粉质黏土层：黄褐色，褐黄色，软塑，土质不均，含5%的砂质，层厚0.7～8.4m。（6）黏土层：褐灰色，软塑，土质不均，层厚3.2m。4、现行通航情况新建郑州至焦作城际铁路线郑州黄河大桥栈桥专项施工方案3桥位处有风景区气垫船往返通行，黄河测量船每年通过二次。（三）栈桥设计概况1、栈桥概况郑州黄河大桥在跨越黄河主河槽时桥址区段主河槽水面辽阔，泥沙易于淤积，河道中沙洲密布，水流散乱，为方便主桥下部结构施工，在线路下游设单侧栈桥跨越主河槽，并在主桥沿线陆地部分设置施工便道和主栈桥相连。栈桥从南北两岸同时向对岸施工。跨越黄河主河槽的栈桥长约1300米，宽10米。栈桥上部结构采用军用梁（900米）和万能杆件（400米）拼装，联内设制动墩，联与联之间设伸缩缝。栈桥通航孔主梁下弦系统线标高按照+97.000m设计,上弦系统线标高按照+99.000m设计，水位按照百年一遇水位+98.973m设计，在DK26+889.59处设一20m的开启孔。栈桥采用钢管桩基础，栈桥桩最大间距16m，栈桥钢管桩用液压夹持器、振动打桩机及履带吊机插打施工。栈桥下部结构为φ426或φ600钢管桩，每排3/4根，上部结构为万能杆件梁或军用梁，顶层铺设型钢、钢板通车。两侧设置防护栏杆和安全网。为方便通航，栈桥设置一处开启孔预留通航，需通航时将此孔栈桥拆除。栈桥顶面设运输道及水管、泥浆管等。另在郑焦桥84#墩至85#墩间小河槽上也需修建长48m，宽7m的小栈桥，该栈桥采用H600的型钢拼装，钢管桩作为基础。栈桥作为施工期间跨越黄河重要临时通道，设计一般按10-20年一遇水位进行控制。栈桥设计荷载：60t载重汽车（包括自重），80t履带吊机，7m3砼罐车。栈桥在临时墩平台及临时墩完成后，分别与临时墩平台及临时墩连接；在主墩墩位平台及承台完成后，与墩位平台及承台相连，以增加栈桥横向稳定性。2、主要工程量栈桥主要工程数量包括钢管桩、桩间联结系、桩顶分配梁、万能杆件主梁、杆件上纵横分配梁、桥面钢板和栏杆等等。详见下表：栈桥主要工程数量表编号名称规格单位数量单重（kg）总重(kg）1军用梁////13361892万能杆件////7972473钢管桩1Φ0.6m，δ=10mmm202501433208904钢管桩2Φ0.8m，δ=10mmm486195947705桩顶分配梁I45b型钢m46587.4540664.36桩间联接系[14bm130016.73217497桥面型钢纵梁I16bm1130031.053508658桥面型钢横梁I25bm280042.011176289桥面钢板δ=10mm花纹钢板m2285078.519625010桥面栏杆m71025.017000新建郑州至焦作城际铁路线郑州黄河大桥栈桥专项施工方案4编号名称规格单位数量单重（kg）总重(kg）11型钢主梁HN600×200m1151061219012履带吊机走道板□1×0.3×2.8m6954三、施工方案及工艺流程（一）施工方案施工方法：管桩基础采用预设导向架振动下沉的方法施工，万能杆件、军用梁主桁采用预拼节段，然后整体吊装的方式进行安装。滩地栈桥钢管桩基础，预先拼装导向架，用25t吊机、DZ-90振动打桩机及配套夹持器进行插打施工。水中墩钢管桩的则采用新制导向架，用80t履带、DZ-90振动打桩机（φ600mm钢管桩采用DZ-120振动打桩机）及配套夹持器进行插打施工。钢管桩按照设计插打至设计桩底标高后（管桩参数详见栈桥相关图纸），设置桩间联接系，安装桩顶分配梁，则开始悬臂拼装主桁节段，主桁节点先在现场按要求分单元组拼，由25t汽车吊吊装到平板车上运送到作业点，用80t履带吊机按单元拼装。桩顶分配梁和桩间连接系在车间分件制造，在现场焊接并将每排桩连接成整体。栈桥由两岸向中间施工，一工区由南向北施工，二工区由北向南施工，桥面系同步铺设完成。（二）施工工艺流程（以南岸为例）施工工艺流程：0#台、1#墩钢管桩插打及桩顶分配梁安装→拼装第一跨万能杆件构架→安装导向架→2#台钢管桩插打→拆除导向架→安装桩间连接系及桩顶分配梁→安装第二跨万能杆件构件→铺设桥面系→进行下一跨栈桥施工→循环施工直至完成。四、施工方法（一）钢管桩基础施工1、导向架安装（1）各墩导向架安装在要插打的管桩2m处的主桁节点处。（2）测量检查主桁横桥向的偏移，要求偏移小于2cm。（3）导向架整体加工制作，安装要稳固、可靠。（4）导向架安装完成后，测量检查其偏差，导向框偏斜率小于1‰。2、起吊插打管桩（1）管桩起吊运输前要对桩身外观进行检查，如发现有缺陷不得吊装。（2）管桩运送到现场后用专用设备起吊。（3）吊插桩时，桩要保持铅垂，对准导向框，缓慢下落。新建郑州至焦作城际铁路线郑州黄河大桥栈桥专项施工方案5（4）桩插好后应检查桩位的偏差及桩的倾斜度，桩位偏差小于2cm，倾斜度小于1‰，若偏位和倾斜过大，应及时纠正或拔起重插。（5）每根桩的底节管桩一般宜选用10m以上的长节，根据河床标高计算，底节管桩上端应高出导向架顶面2m～7m。对于河床面较高河段的桩，可直接进行振动下沉，对河床面较低河段的桩，经桩锤轻压后，可接上节管桩，然后进行下沉。3、沉桩（1）栈桥管桩施工采用打桩机技术参数如下：DZ—90振动打桩机电动机功率：90kw偏心力矩：49000N·cm激振力：666kN振动频率：1100转/分整机重量：7t（含夹持器）DZ—120振动打桩机电动机功率：120kw激振力：782kN振动频率：1000转/分锤体重量：7.3t（2）底节管桩插入后，对桩位复测无误，在导向框四周打入木楔将管桩稳定，将振动打桩机和夹持器缓缓落到管桩上，用夹持器夹紧管桩，然后缓慢松落吊车大钩，利用锤的自重将桩压入河床，等桩停止下沉后，可点动振动打桩机将桩下沉到距栈桥顶约50cm处停止。（3）松开夹持器，将锤吊放到栈桥上，安放稳妥，然后起吊第二节管桩，与底节管桩对接。（4）将管桩对好后，先在四周点焊，然后进行焊接，焊接分三遍完成，每遍焊完后要将表面的焊渣清除干净，然后才能进行下一道焊接。焊接后，按图纸要求在对接口处水平焊接扒板。（5）焊接完成，经检查合格后，将振动打桩机与夹持器吊起，与钢管桩对位、夹紧，用振动打桩机下沉钢管桩时，桩锤、液压夹持器及管桩的轴线一致，不得有过大偏差（一般以2cm为度），振动下沉钢管桩过程中，如发现偏位和倾斜，应停锤进行纠正。新建郑州至焦作城际铁路线郑州黄河大桥栈桥专项施工方案6（6）正常振动下沉情况下，振动打桩机连续工作时间不宜超过3分钟。下沉至桩底接近设计标高时，停锤，选择通视条件好的方向，在管桩上沿竖向用石笔或红油漆等标刻度线以便可以直观并控制下沉速度。桩的下沉以设计桩底标高为主，贯入度控制为辅进行双控，若无异常情况发生，即可停锤。如桩底标高距设计规定差别较大时，也应及时上报、研究处理。同时钢管桩下沉至设计桩底标高后贯入度出现异常也应及时上报。未经批准，不得进行下一道工序，且同一排桩的最终贯入度应大致相同。如桩难以下沉，不得强行振打，以免破坏桩体。（7）打桩宜连续进行，以防停歇过久而难于下沉。沉桩过程中夹持器要与桩顶夹紧，以免松动而影响沉桩效率。同时，随着桩的下沉，吊机大钩要及时松落。（8）根据本栈桥所在位置的地质资料，在栈桥桩插打过程中，可能会产生假极限及吸入现象，在施工中应加以注意，适时复打，消除“假极限”现象。及时核对地质情况和桩尖标高，及时停锤，然后复打，避免“吸入”现象。沉桩将达规定标高，贯入度达到要求前，测设桩桩速率、沉桩时间和电表读数等，以便采用动力公式复核桩基承载力。（9）整个打桩过程中，如实并清楚地记好工程日志，各