钢便桥专项施工方案

乐清市乐成至乐清火车站公路（乐白路延伸）工程项目部乐白公路总平面路线图一、工程简介新河浃大桥总长176.13m，全桥共2联：4x25+3x25。上部结构采用预应力砼（后张）小箱梁，先简支后连续；下部结构采用桩柱一体墩，墩台采用桩基础。单桩桩顶设计承载力：桥台桩2108KN；桥墩桩3640KN。0号台及1～4号墩按端承桩设计。5～6号墩及7号台按摩擦桩设计。桥面铺装采用10cm水泥混凝土+10cm沥青混凝土铺装。二、编制说明1、编制依据①、新河浃大桥施工设计图纸②、航海、海事部门水上施工要求③、《公路桥涵设计技术规范》（JTJ041-2000）④、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）⑤、《装配式公路钢桥多用途使用手册》⑥、公路施工手册《桥涵》⑦、浙江省公路水运危险性较大分部分项工程安全专项施工方案管理办法（试行）2、编制原则•①、遵循两阶段施工图设计的原则•②、遵循“以人为本、安全第一、质量第一”的原则•③、遵循贯标机制的原则•④、快速施工原则3、编制范围新河浃大桥是本工程跨河，河道宽约150m，为方便河道北南两侧桥梁施工用的材料运输，保证河北侧拌和站混凝土能够及时有效运送到河南施工场地。在新河浃大桥下游处平行于新河浃河大桥搭建151m长临时便桥一座。便桥使用时间自桥梁开工之日起自工程结束止。三、钢便桥设计说明1、地质情况•本工程，跨越新河浃河流，河宽河宽直线距离约70米，常水深约3.0米，水下地质情况自上而下普遍为：淤泥、含碎石粘性土、花岗岩。•便桥宽度4.5m，施工平台宽度5.0m，操作平台3.0m。2、钢便桥平面布置图3、钢便桥结构基础结构为：φ325x8mm钢管桩主横梁为：Ⅰ30a工字钢主纵梁为：Ⅰ22a工字钢横梁为：Ⅰ16a工字钢桥面结构为：Q235,δ=10mm钢板防护结构为：φ48x4mm钢管承重梁：I30a工字钢分配纵梁：I22a工字钢分配横梁：I16a工字钢钢管桩：φ325x8mmφ48x4mm钢管防护10mm防滑钢板4、荷载•①、荷载取载重汽-20荷载计算。•②、荷载组合：a、汽车荷载、施工荷载与钢便桥均布恒载同时考虑，计算时取其较大者。b、人群、机具等临时荷载，由于便桥属于单车道，汽车通行时桥面无法堆放材料设备，不予考虑。5、主要设计指标钢便桥主要技术标准：①、计算行车速度：5Km/h②、设计荷载：60T③、桥跨布置：19x3+7x3.5+13x4+2x4.1+9=151（m）④、桥面布置：10mm防滑钢板作业平台四、施工计划1、施工进度计划•本工程拟自1#墩开始逐跨进行施工，钢便桥施工完成后开始平台施工，平台施工顺序为先进行2#墩平台再进行3#墩平台的施工。•工程工期计划为：2013年7月28至2013年9月30日。2、劳动力、材料与设备计划钢便桥主要材料数量表钢便桥及平台施工主要机械设备表五、施工方法1、施工方法采用钓鱼法施工（如下图）2、施工顺序①、整体施工顺序岸边→河中→岸边②、每跨便桥施工顺序采用汽车吊从岸边→河中间逐跨施打→拼装完成。施打钢管桩→焊接桩顶工字钢主横梁→焊接桩顶工字钢主纵梁→焊接桩顶工字钢横梁→铺设车行道防滑钢板→临时护栏。3、打钢管桩技术要求•①、严格按设计书要求的位置和标高打桩。•②、钢管桩垂直度控制在1%L以内。•③、当个别钢管桩入土小于25m需接长后继续振，至达到设计标高。•④、当个别钢管桩高出25m时，需进行截桩，压锤完成后顶面高出水面约2.5m方可。•⑤、当锤激振钢管桩5分钟内不在明显下次为收锤标准。4、钢管桩桩头抄平•钢管桩打设好后，对钢管桩顶进行标高测量并做好标记，根据标记位置对桩头进行抄平处理。•抄平完成后在桩顶焊接15mm封头钢板，封头钢板平面尺寸为50*50cm，封头板顶面必须水平，且封头板轴线与便桥轴线平行，封头板与钢管桩顶焊接完毕后。（如下图）5、钢便桥起始墩施工•在主横梁施工完成后，先进行钢便桥前后斜坡道的回填，回填至桥面标高后，起始墩结构型式断面图如下：6、钻孔平台搭设•水上钻孔灌注桩采用搭设钢结构平台进行施工，平台结构与钢便桥结构型式相同。结构型式见下图：六、施工工艺1、施工工艺流程图2、施工准备•①、所需人员已全部到位，岗前培训完毕，成绩合格。•②、施工所需材料已进场。•③、施工所需机械设备已全部进场。•④、针对本项施工情况单项施工方案已编写完成。•⑤、施工临时场地“三通一平”已完成。•⑥、环境保护措施已按照设计要求设置。•⑦、导线点、水准点已复测完成。3、管桩运输钢管桩按设计制作分节长度制作一定数量后，装运至施工现场沉放。钢管桩堆放按沉桩顺序可采用多层堆放，各层垫木位于同一垂直面上，堆放层数不超过两层。钢管桩在起吊、运输和堆存过程中，尽量避免因碰撞、摩擦等原因而造成管身变形的损伤。4、管桩施工•①、陆上钢管桩的打设：•首先根据放样位置对场地进行整平，整平完成后恢复桩位，平板运输车将桩运至履带吊工作半径范围内，吊机吊振动锤及夹具夹紧起吊钢管桩，然后人工拖拽晃绳进行配合就位，钢管桩平面位置及垂直度调整完成后，开始压锤，依靠钢管桩及打桩锤的重量将其压入土层，测量复测桩位和倾斜度，偏差满足要求后，开始振动下沉。②、水中钢管桩的打设•水中钢管桩打设时，以已经施工完成的钢便桥作为施工平台，汽车吊就位后，为了使钢管桩穿过粘土碎石层，桩头采用同等材料做成60度的锥形桩尖，焊接密实饱满，在距桩顶以下1.5米处对称焊接两个挂钩，根据吊车停放位置，拖钢管桩到合适位置，人工用倒链勾住钢管桩两个挂钩，倒链的另外一端钩在震动锤对应的位置上，汽车吊慢慢起吊钢管桩，人工根据起吊的情况拉松倒链，保持两边平衡拉至吊车振动锤管卡处，用管卡卡住钢管桩，移动汽车吊吊臂至测量定出的桩位处，振动锤振动使钢管桩下沉持力层，至钢丝绳起吊吨位小于3吨以下。如钢管桩顶面低于设计标高，则接桩；反之则截桩。通过接桩或截桩使钢管桩顶面达到设计标高后，在钢管桩顶面焊接15mm厚500*500mm钢板，钢板中心和钢管桩中心相对应。焊接采用连续跳焊，焊缝饱满。a、接桩•在所需接桩的钢管桩上口，起吊另一根钢管桩至所需接桩的钢管桩，使两根钢管桩管口相对，然后人工焊接，接口一周满焊，在外侧采用帮焊加固，然后继续振动使钢管下沉直到设计标高（如接桩后不够长度继续接桩）。接桩技术要求：接口清理：钢管桩对接前接口两侧30mm内的铁锈、氧化铁皮、油污、水分清除干净，并显露出钢材的金属光泽。焊接：焊接为手工焊，按焊接工艺要求，焊接应控制走向顺序、焊接电流、焊缝尺寸。接头处加劲板必须保证焊缝密贴；每一焊道熔敷金属的深度或熔敷的最大宽度不应超过焊道表面的宽度,同一焊缝应连续施焊，一次完成。焊缝清理及处理：焊缝焊接完成后，清理焊缝表面的熔碴和金属飞溅物，焊工自行检查焊缝的外观质量；如不符合要求，应补焊或打磨，修补后的焊缝应光滑圆顺，不影响原焊缝的外观质量要求。焊接环境：湿度不宜高于80%；温度不得低于0℃。b、截桩•在钢管桩上以四点法标出设计标高线，然后用气割将设计标高线以上的钢管桩割去。•压锤完成后钢管桩顶面高出水面约2.5m。③、钢管桩入土深度的控制•实际施工过程由于各个支墩地质情况复杂，钢管桩入土（进入土层）深度满足以下要求：首先必须大于9m，其次还要满足DZ10A桩锤激振5分钟仍无进尺的要求。5、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，下沉速度控制为5min内无明显进尺。•③用直尺测量，管桩平面误差±5cm。•④用测锤量取垂直度，误差控制在1%L以内。6、钢管桩间主纵梁、主横梁、横梁、剪刀撑施工①第一跨钢管桩施工时钢管横向间距4m；上铺二根I30工字钢作为主横梁。横梁上纵向铺4根I22工字钢作为主纵梁。纵向间距以3.0m为一跨，部分段采用3.5m为一跨。纵梁上面以间距30cm横铺I16工字钢。钢管横向、纵向均设置剪力撑。②汽车吊车行进至钢板上，开始施工第二跨钢管桩，依次循环直至施工完成。7、桥面安装在I16工字钢上用10mm防滑钢板作为桥面板。8、附属设施施工①、护栏施工钢便桥栏杆高1.2m，采用Φ48×4mm焊接钢管制作，立柱间距3.0m，焊在桥面板上，栏杆统一用红白油漆涂刷，交替布置，达到简洁美观。②、标志标牌在钢便桥上隔一段距离设置车辆限速行驶警示牌，在钢便桥入口车辆限重限速标志牌。③、照明设置在钢便桥上两边每隔15m交替布置路灯，供夜间施工照明。七、安全验算及相关图纸为了保证便桥施工的安全和进度，特别考虑拆除便桥时的施工安全，钢便桥按照汽－20进行荷载验算。便桥结构根据计算确定，便桥中心线与桥轴线保持平行。便桥横向打设4根φ325mm*10mm钢管桩，钢管横向间距1.25m+1.5m+1.25m。上铺二根I30a“工”字钢作为承重梁；纵向间距以3.0m为一跨，部分段采用3.5m为一跨，钢管横向、纵向均设置剪力撑。承重横梁上纵向铺4根I22a“工”字钢作为分配纵梁；分配纵梁上面以间距30cm横铺I16工字钢。I16工字钢上用10mm钢板作为桥面板。钢便桥各材料参数1、桥面板计算•根据施工需要，并通过调查，便桥承载力验算应按照最大要求能通过后轮重30吨的大型车辆计算，即单侧车轮压力为300KN。•为简便计算方法，桥梁自重荷载按均布荷载考虑，车辆荷载按集中荷载考虑。①、分配纵梁验算由资料查得：•I16工字钢每米重20.5kg•10mm防滑钢板每平方米重62.8kg可得:桥面板自重=20.513kg/m×4.5m×（3.5÷0.25）根×10N/kg÷1000N/KN+62.8kg/m2×3.5m×4.5m×10N/kg÷1000N/KN=22.81KN则q=22.81KN÷4.5÷3.5=1.83KN/m取q=2KN/m取单片I22a工字钢为研究对象当活载移动到如“图1”的位置时产生最不利荷载。•a、通过力法，据∑M=0（各个外力对某一点的弯矩之和等于零），对ABCD四点分别研究，列四元一次方程组，求得各点的支座反力为：RA=73.2KN；RB=244.9KN；RC=270KN；RD=19.2KN；做弯矩图如下可得：Mmax=85.7KN•m•强度计算查工字钢参数表得：I22a的截面系数W=309cm3，极限应力[σ]=210MPa分配纵梁承载力符合要求。MPaMPacmmKNwM2107.273097.85/3max②、承重横梁验算由“图1”可得C位置的工字钢（I22a）受力最大，因此，取C位置作为研究对象。=18.9=37.8=37.8•集中荷载的弯矩当以汽-20荷载行驶至“图3”位置时，产生最不利荷载。集中荷载产生的弯矩如“图4”所示：可得集中荷载的弯矩MPmax=33.08KN•m•均布荷载的弯矩一跨桥面板自重=22.81KN•施工荷载=2.5KN/m2×3.5m×4.5m=39.38KN则均布荷载q=（22.81+39.38）KN/4/3.5m=4.44KN/m均布荷载产生的弯矩MQmax=1/8×4.44×3.52=6.8KN•m•强度计算查工字钢参数表得：I30a的截面系数W=597cm3，极限应力[σ]=210MPaσ=Mmax/W=（33.08KN•m+6.8KN•m）×103/（597×10-6）=66.8Mpa＜[σ]=210MPa承重横梁承载力符合要求。2、钢管受力计算单桩承载力计算：一跨桥面板自重=22.81KN施工荷载=39.38KN4*I22a纵梁自重=30.7kg/m×3.5m×4×10N/kg÷1000N/KN=4.3KN2*I30a横梁自重=48.1kg/m×4.5m×2×10N/kg÷1000N/KN=4.33KN自重作用4根管桩上，每根管桩的受力：P1=（22.81KN+4.3KN+4.33KN+39.38KN）÷4=17.71KN由纵梁的验算中已知在活载汽-20作用下，管桩的最大受力：P2=270.3KN单根管桩最大受力：Pmax=27