钢栈桥及水中桩施工方案

2.2.1.钢栈桥及钻孔平台布置方案2.2.1.1.钢栈桥施工方案2.2.1.1.1.钢栈桥设计（1）桥跨布置栈桥全长280m，起点位于25#墩和26#墩之间，终点位于27#墩和28#墩之间，标准段钢栈桥桥跨采用12m，中间两孔为30m通航孔，总体桥跨布置为（9×12+2×30）m，栈桥位于桥位左侧，外边缘距桥梁中心线中心线13m。栈桥按双向行车道设计，桥面宽6.0m，按两车道设计。栈桥总体布置见图2.2.1-1所示。中部为2跨60m通航孔图2.2.1-1栈桥桥跨布置（2）断面布置栈桥采用多跨连续梁方案。贝雷栈桥梁部结构为两组两排单层“321”贝雷桁架，采用2×12m或30m跨一联。栈桥下部结构采用钢管桩基础，按摩擦桩设计。根据受力，钢管桩单排采用2Φ630mm布置形式；制动墩设双排桩,采用4Φ600mm布置形式。桥面采用σ=12mm厚的钢板，采用标准化模块，每块1.5×6m。钢栈桥将引桥每个墩位处的钻孔平台，设为错车平台。钢便桥在第10跨和11跨，即10#墩～12#墩之间设置开口宽度为30m的通航孔。采用4根Φ600mm钢管桩作为提升式便桥支架基础，设置在提升式便桥两端，钢管桩上横架I45型工字钢，工字钢上设置15T电动葫芦作为提升装置，形成简易龙门。当遇到通航船只时，开启通航孔两端设置的电动开关，电动葫芦将第8跨提升式便桥整体提起，常水位时通航孔处净高可达8m，能够满足颍河通航要求。便桥提升站及通航示意见图2.2.1-2所示。图2.2.1-2栈桥提升站及通航栈桥断面布置示意如图2.2.1-3所示。图2.2.1-3栈桥桥跨布置（3）栈桥附属设施为方便施工，在栈桥上设置有φ140mm×3.5mm的PVC管作为电缆管道，以确保施工中电的供应。贝雷栈桥桥面护栏竖杆焊接在贝雷架上的横向分配梁上，型钢栈桥桥面护栏竖杆焊接在横向分配梁I12上，焊脚高度不小于6mm，扶手横杆焊接在竖杆顶端。栏杆的竖杆、扶手要求刷上红白相间的警示反光油漆，保证车辆夜间运行安全。栈桥钢管桩露在水面以上航道部分涂刷醒目的橘红色反光面漆，防止江上作业其他船只过桥时对钢管桩的碰撞。每隔15m设置有安全警示灯，每隔400m设置有一个高倍扬声器，一旦发生意外情况，可及时通知作业人员和来往车辆在最短时间内撤离。2.2.1.1.2.钢栈桥施工方案钢栈桥施工主要由基础钢管桩振打、贝雷梁主桁架设、桥面铺装三部分组成。栈桥基础采用φ630、δ=12mm的钢管桩基础，利用50t履带吊配合DZ-90型振动锤沉放。栈桥上部结构采用连续桁架结构，主桁为‘321’型贝雷梁；贝雷梁在岸边加工场地内按6m或9m一节预拼装并短驳运至岸边，利用50t履带吊车对钢栈桥上已安装就位。每一跨贝雷梁安装完成以后立即进行该跨段内的横梁、分配梁及桥面板安装。具体施工步骤如下：步骤1：栈桥混凝土桥台施工完毕后，从岸边向河道方向推进，搭设第一跨连接栈桥。履带吊机在已填筑压实的栈桥桥头施工便道上就位，起吊钢管桩，与振动锤连接后，使钢管桩振动下沉，直至钢管桩不再下沉为止，利用气割等机具割除钢管桩桩顶标高以上上面多余部份，焊接钢垫板，吊装2Ⅰ32双拼型钢分配梁。步骤2：履带吊机起吊、安装已预拼好的一组12m贝雷片；在前方墩顶处悬臂3m。然后铺设桥面横、纵梁及桥面钢板，完成一跨栈桥的铺设。步骤3：履带吊机在已架设首跨栈桥上就位，起吊钢管桩，与振动锤连接后，使钢管桩振动下沉直至钢管桩不再下沉为止，利用气割等机具割除钢管桩桩顶标高以上上面多余部份，焊接钢垫板，吊装2Ⅰ32双拼工字钢分配梁。步骤4：履带吊机起吊、安装已预拼好的下一组9m贝雷梁，与安装好的贝雷梁销接就位；在前方墩顶处悬臂3m。然后铺设桥面横、纵梁及桥面钢板，完成一跨栈桥的铺设。步骤5：履带吊机前行至铺好的栈桥跨前部墩顶就位，继续施工下一跨6m贝雷梁的架设，直至全桥架设完毕。图2.2.1-4钢栈桥施工顺序2.2.1.1.3.钢栈桥施工工艺流程施工工艺流程见图2.2.1-5所示。图2.2.1-5钢栈桥施工工艺2.2.1.1.4.钢栈桥施工方法考虑到主跨（100+165+100）m工程量大，施工工期紧，施工中优先施工便桥及26#、27#号墩作业平台，其它墩台钻孔平台紧跟的顺序组织施工。钢管桩采用长度为12m的平板车运输，在沉桩位置配一台50T履带吊，利用履带吊的主勾和副勾配合使用，施工首跨钢管桩沉桩在堤坝上进行，以后沉桩时吊车设置在已成形的便桥上。履带吊副勾将平板车上的钢管先水平吊起，移动到适宜位置，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。每完成一排两根钢管桩沉桩后立即进行连接系施工，并进行横梁和纵梁及桥面的施工。（1）钢管桩的制作及吊装堆放。测量定位偏位下一工序施工履带吊就位钢管桩运输拔除钢管桩振动下沉钢管起吊达到设计标高，桩顶处理横梁安装纵梁安装铺设桥面孔桩定位钢管桩采用购置设计规格的钢管，利用驳船或汽车运至工地，再根据每一根钢管桩水中位置及水深来确定第一节的长度，不宜大于15m，并应考虑施工条件及地质情况。管与管之间的连接采用拼接钢板连接，并用15×10×1cm规格的4块连接片。钢管桩的吊运和堆放：吊装采用两吊点，两个吊点距离桩端的距离分别为桩长的五分之一。陆地运送时采用拖板车，水上运送时采用驳船。连接好的钢管桩应堆放在岸边，便于吊装船运输。不同类型和不同尺寸的桩，考虑使用前后顺序分别堆放。当桩需长时间堆放时，可采用多点支垫。钢管桩的堆放，层数不超过3层。（2）插打钢管桩履带吊就位后，在全站仪或两台J2经纬仪引导下进行定位，利用60Kw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，浮吊保持钢管桩垂直状态下，在振锤的激振力钢管桩施工导向架图2.2.1-6插打钢管桩作用下振动下沉。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平面立面导向桩口人行踏梯螺旋提升装置柱塞顶升护套提升螺杆前横梁活动式框架托轮临时平联800036000主导梁可停止振动。当第一节在场地上预制好钢管桩长度不够时，采用边打边接桩的方法使钢管桩的长度满足要求。钢管桩焊接时先在底节钢管上焊15×10×1cm规格的4连接片，使钢管桩对接时比较容易。由于采用竖焊，所以一定要严格控制焊接质量，焊完后要检查焊接的是否满足要求，对焊接不好，不牢的情况要求重新焊接。（3）桩顶处理每完成一根钢管沉桩后，按设计要求确定桩顶标高，将钢管桩找平，对高出标高部分用氧焊割除，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900×900cm2、δ=10mm钢盖板（若使用其它桩径的钢管桩则钢盖板平面尺寸亦相应加大），钢盖板必须与周边满焊，并保证钢盖板水平。桩顶测量及封头板安装见图2.2.1-7所示。图2.2.1-7桩顶测量及封头板安装（4）焊接平撑及斜撑按便桥及钻孔平台布置图所示在钢管桩身焊接斜撑及平撑,钢管斜撑每隔一跨变换一下方向，使得每孔之间形成剪刀撑形式。（5）安装横梁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，横梁根据设计平台采用工字钢或贝雷梁放在桩顶的中心位置调整水平，检查后与桩顶钢盖板焊接。（6）安装纵梁（贝雷梁）横梁安装完毕后按间距（90cm+120cm+90cm+120cm+90cm）安装贝雷梁纵梁，纵横梁相交部位采用钢筋制作成U型将贝雷梁固定在横梁上，为保证贝雷梁整体稳定性差，每隔3m用槽钢焊成齿形将一跨上贝雷梁固定，在钻孔平台位置，靠近钢护筒侧纵梁严格按设计位置安放，防止侵入钢护筒净空。横撑安装贝雷梁安装图2.2.1-8横梁及贝雷梁安装（7）铺装面板纵横梁安装后，在纵梁上直接铺设事先设置好的桥面板，桥面板安装平整，中间不得有错台。便桥两侧及钻孔平台四周立焊1.2m高的Ф48mm钢管，每隔0.5m高用Ф18钢筋围起来，与钢管点焊。并在便桥及钻孔平台上设置夜间反光纸，引导和提示船只行进，保证施工安全。成桥效果见图2.2.1-9所示。图2.2.1-9钢栈桥与作业平台效果2.2.1.2.钻孔作业平台施工方案2.2.1.2.1.钻孔作业平台设计（1）钢平台平面布置钻孔钢平台按正常配置三台旋挖钻机、一台50t履带吊协助钻孔和下放钢筋笼、三套泥浆处理设施及一台混凝土运输车进行规划设置，并预留足够的运输通道，确定钻孔钢平台为45.2m×31.8m。钻孔钢平台分为初始作业平台和钻孔工作平台两部分。初始作业平台平面尺寸为9m×31.8m，钻孔平台平面尺寸为27.2m×31.8m。初始作业平台为五跨连续桁架结构，采用3道三排单层贝雷梁作为钢平台主要承重结构；为加强整体结构稳定性，贝雷采用90花架拼组。初始作业平台结构形式及构造同钢栈桥。初始作业平台主要用于前期沉放钢护筒及钻孔平台钢管桩作业，后期用于吊放钢筋笼作业并作为运输通道。钻孔钢平台采用22根φ529钢管桩和20根φ2400钢护筒平联后共同作为基础支撑体系；钢管桩桩顶分配梁采用2排Ⅰ28型钢，剪刀撑采用[8，交叉点采用焊接连接；钢材均为A3钢，钢管桩内灌砂。钢护筒横桥向采用2Ⅰ28和∠100×10角钢剪刀撑进行焊接平联，顺桥向采用2Ⅰ20型钢和∠100×10角钢剪刀撑钢进行焊接平联。钢平台平面布置见下图2.2.1-10。2.2.1-10钻孔作业平台平面布置图（2）平台结构布置钢平台结构上部结构自上而下依次为：平台面板采用厚10mm钢板满铺；纵梁采用2[10型钢，按照30cm间距布置；横梁采用2[28双拼槽钢、按照75cm的间距布置；主梁桁架采用三排单层贝雷梁。主梁桁架采用双排单层贝雷梁、90花架拼组作为承重结构。平台详细结构布置见下图2.2.1-11。钻孔作业平台纵桥项布置钻孔作业平台横桥向布置图2.2.1-11钻孔作业平台布置（3）钢平台结构设计参数①平台高程：平台高程按五年一遇洪水位加安全高度考虑，取28.1m。②平台尺寸：设置三台中昇300型全液压转盘式回旋钻机、一台50t履带吊协助钻孔和下放钢筋笼、三套泥浆处理设施及一台混凝土运输车进行规划设置，并预留足够的运输通道，确定钻孔钢平台为45.2m×31.8m。③设计荷载：按通行车辆最大轴重进行局部承载能力检算，选用50t履带吊加桩锤作为典型荷载，典型荷载为60t；满足工地现场8m³混凝土搅拌车、限速5km通行条件。设计总承重能力为250t，不考虑船只和排筏的撞击力，施工及使用时做好安全防护措施。④钢管桩单桩承载力：钢管桩单桩承载力设计不小于45t；选择①2粉土（Q4al）及②11粉质黏土（Q4al）作为桩基持力层，按照设计提供的地质资料桩周极限摩阻力分别为取23kPa和60kPa，单根钢管桩进入持力层长度不小于9.0m。（4）钻孔钢平台防撞措施初始平台设置防撞钢管桩，并按要求设置航标灯等助航标志；确保夜晚航行安全。2.2.1.2.2.钢栈桥施工方案钻孔钢平台施工分为两个阶段组织实施。第一阶段施工初始作业平台，为钻孔作业平台施工提供作业条件；初始作业平台施工流程与钢栈桥施工相同，不再赘述。第二阶段利用初始作业平台作业安放50t履带吊实施钻孔作业平台施工。根据颍河特大桥施工现场实际情况并结合施工机械性能。钻孔作业平台施工步骤如表2.2.1-12所示。步骤一:插打钢管桩及分配梁安装：使用50t履带吊从初始作业平台边向主墩横向中心线方向，逐根插打钢管桩至设计位置。钢管桩采用平车运输、履带吊配合振动锤振动下沉到位。钢管桩在振动下沉到位后，利用气割等机具割除钢管桩顶标高以上部份，焊接钢垫板，吊装2Ⅰ28双拼工字钢横梁。步骤二:架设贝雷梁在钢管桩顶横梁安装完成后，进行贝雷梁架设。贝雷梁在岸边每12m一节预拼完成，板车运输到位、履带吊逐跨安装步骤三:下沉钢护筒贝雷梁拼装完成后，进行钢护筒导向架安装，并与贝雷梁连接牢固；履带吊配合振动锤沉放钢护筒。钢护筒采用岸上加工、短驳运输到位，利用履带吊、导向架进行拼接，逐节下沉到位。钢护筒进入②1粉质黏土层不得少于1m。步骤四:平联钢护筒横桥向焊接2Ⅰ2