钢栈桥施工方案.doc

深茂铁路江门至茂名段JMZQ-6标段钢栈桥及钢平台施工方案 中交二航局深茂铁路JMZQ-6标工程指挥部二一五年九月深茂铁路江门至茂名段JMZQ-6标段钢栈桥及钢平台施工方案 编制： 审核： 批准： 目 录一、概述11.1编制依据11.2 工程概况11.3 地质构造5二、栈桥设计52.1设计条件52.2栈桥结构5三、施工平台设计103.1 设计条件103.2 施工平台结构10四、总体施工方案及施工工艺流程11五、主要施工方法125.1钢管桩施工125.2 平联安装155.3 主横梁安装165.4 贝雷梁安装165.5 桥面板体系安装175.6 附属设施安装185.7 栈桥及施工平台拆除19六、施工组织及进度计划196.1 人员组织安排196.2主要施工设备206.3进度计划20七、施工保证措施217.1质量保证措施217.2安全保证措施217.3文明施工与环保措施22一、概述1.1编制依据（1）广东深茂铁路有限责任公司标准化（2）深茂铁路现场详细的踏勘调查资料（3）深茂铁路相关设计图纸、工程量清单（4）高速铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10751-2010）（5）国家有关方针政策和国家、铁路总公司有关标准规范、验标和规程等（6）中交二航局工程质量管理办法；中交二航局通过质量体系认证中心认定的ISO9001:2000质量手册和程序文件（7）新建铁路深圳至茂名线江门至茂名线JMZQ-6标投标文件（8）高速铁路桥涵工程施工技术指南铁建设【2010】241号（9）铁路混凝土工程施工技术指南铁建设【2010】241号（10）高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）（11）铁路工程基本作业施工安全技术规程（TB10301-2009）（12）铁路桥涵工程施工安全技术规程（TB10303-2009）（13）建筑钢结构焊接技术规程（JTJ81-2002）（14）钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）（15）钢结构设计规范（GB50017-2003）1.2 工程概况新建深圳至茂名铁路江门至茂名段站前工程JMZQ-6标段位于广东省阳江市境内，起止里程为DK245+200DK290+200。施工总平面位置示意图见图1-1。本标段栈桥设计总长度为3311.6米。钢栈桥主要分布在四座特大型桥梁：西部沿海特大桥、那龙河2#特大桥、漠阳江特大桥、阳阳高速特大桥。钢栈桥详细统计见表1-1。本方案主要以那龙河2#特大桥127#墩-130#墩段钢栈桥为例进行介绍。钢栈桥及施工平台总体布置图见图1-2。中交第二航务工程局有限公司 22深茂铁路JMZQ-6标工程指挥部 钢栈桥及平台设计施工方案图1-1 JMZQ-6标施工总平面布置图图1-2 钢栈桥总体布置图钢栈桥详细统计表 表1-1序号名称长度（m）起止里程备注11号钢栈桥30西部沿海特大桥DK264+328-DK264+361水位深度为1.5-2米。宽度10米（水面宽度）21号钢栈桥1056那龙河2#特大桥DK268+112-DK269+168河滩里32号钢栈桥407DK270+051-DK270+458鱼塘43号钢栈桥546漠阳江特大桥DK272+653-DK273+199漠阳江东河54号钢栈桥170DK273+500-DK273+670漠阳江支流65号钢栈桥245DK274+369-DK274+614漠阳江76号钢栈桥549DK274+751-DK275+300漠阳江87号钢栈桥50DK277+100-DK277+150漠阳江98号钢栈桥65DK277+640-DK277+705漠阳江支流101号钢栈桥45.52阳阳高速特大桥DK286+414-DK286+460水位深度为0.62m，宽度为15m（水面宽度）112号钢栈桥121.4DK286+565-DK286+686水位深度在1.8m，宽度为42m（水面宽度)123号钢栈桥26.68路基DK288+163-DK288+190水位深度约3m，宽度为14.58m（水面宽度）合计3311.6那龙河2#特大桥桥址位于广东省阳东县境内，跨那龙河，主桥孔主要由水文和通航要求控制，设计行车速度200km/h、铁路等级：国铁、桥面铺设有砟轨道。设计活载：中-活载，为双线桥。本桥系受地形控制设计。桥位处地震动峰值加速度为0.10g，地震反映谱特征周期为0.35S，场地类别为：III级。其中那龙河2#特大桥127#墩-130#桥墩，起讫里程：DK268+750-DK268+876，共计126m，需占用那龙河河道进行钢栈桥及平台等大临辅助设施的施工，需占用那龙河进行钢栈桥及平台等大临辅助设施的施工。1.3 地质构造根据勘察资料显示，桥址区的岩土层按其成因分类主要有：人工填土杂填土和素填土，主要由粉质黏土、粉土组成；第四系全新统冲洪岩层，由淤泥质粘土、粉质粘土、粉砂、细砂组成；第四系全新统残破积层，由粉质黏土组成、燕山期花岗岩。岩土施工工程分级及地基基本承载力见表1-2。岩土施工工程分级及地基基本承载力表 表1-2地质代号岩土名称状态岩土施工工程分级基本承载力（kpa）（1）2杂填土II0（1）3素填土I0(2)2-2淤泥质粘土软塑II60(3)1粉质粘土软塑II120(3)2粉质粘土软可塑II150(3)3粉质粘土硬塑II200(11)1细砂稍松I80(11)3细砂中密I180(28)1花岗岩全风化200(28)2花岗岩强风化600(28)3-1花岗岩弱风化1500二、栈桥设计2.1设计条件（1）水位：设计高水位取+4.00m，施工水位取+1.20m；（2）设计流速：取2.02m/s；2.2栈桥结构2.2.1 栈桥总体布置钢栈桥布置在桥梁南侧，钢栈桥轴线与桥梁轴线相距13.00m，桥面宽7m。根据现场地形条件，栈桥起止桩号：DK268+750-DK268+876，全长126m。标准跨径分6m、12m，共2种型式。由于栈桥线路较长，沿路跨防洪堤，所以DK268+750-DK268+876段栈桥桥面设置3%上坡，桥面标高最高+6.10m，最低+5.42m。以满足钢管桩桩头施工作业空间要求。栈桥沿线均设置制动墩，以增强栈桥整体稳定性。在制动墩处设置伸缩缝，满足四季温度变化栈桥变形、位移需要。栈桥详细布置见栈桥施工设计图。2.2.2 栈桥主要结构设计栈桥主要由桥台、桥头搭板、钢管桩基础、主横梁、主纵梁、桥面板体系及附属设施组成。栈桥典型断面结构见图2-1，栈桥平面结构见图2-2。图2-1 标准节段栈桥剖面、立面结构图图2-2 栈桥平面结构图（1）桥台及桥头搭板在栈桥端部设置混凝土桥台，两岸桥台均采用钢管桩基础，桥台前方回填土石锥坡。在桥台顶面设置型钢预埋件，用于固定栈桥贝雷梁主纵梁。在栈桥桥台后方分别设置钢筋混凝土桥头搭板。根据公路圬工桥涵设计规范要求，桥头搭板尺寸为2.05m7.0m0.35m（长宽高）。搭板配筋要点为：底层纵向主筋，截面含筋率取0.6%1%。顶层纵向主筋，截面含筋率取0.3%0.4%。底层横向钢筋，一般可用16螺纹钢，间距20cm。顶层横向钢筋，一般可用12或14螺纹钢，间距20cm。竖向箍筋，一般用8圆钢，间距4060cm。桥台及桥头搭板结构见图2-3。图2-3 两岸桥台结构图（2）钢管桩基础钢管桩均为直桩，河道处栈桥采用7208mm型号钢管，陆地处栈桥采用6308mm型号钢管，每个排架2根桩，同排两根间距5.4m。采用打入桩形式，全长不设纵向平联。（3）主横梁主横梁采用双拼I56型钢，长7.0m。主横梁与钢管桩之间采用嵌入式连接方式，即在钢管桩顶部开U形槽口，将主横梁放置其中，进行焊接连接。主梁桩顶连接结构见图2-5。图2-5 主梁桩顶连接结构图（4）主纵梁主纵梁采用321型贝雷梁，每两片由定型花架连接成一组，各组间设置型钢剪刀撑，保证贝雷梁整体稳定性。贝雷梁间距布置为：两侧0.9m、中间1.35m，共三组。（5）桥面板体系桥面板体系由横向分配梁、纵向分配梁、钢面板组成。贝雷梁上铺设I25a作横向分配梁，间距150cm，与贝雷梁节点对应；在横向分配梁上铺设I14作纵向分配梁，间距30cm；面板采用8mm厚花纹钢板。为提高施工效率、减少现场安装作业量、实现标准化施工，在加工场将桥面板体系按照2m7m尺寸组装成标准块，运至现场后进行安装。（6）附属设施附属设施包括桥面栏杆、护轮坎、电缆架、照明设施等。布置形式见图2-6。图2-6 附属设施布置示意图2.2.3 钢栈桥结构验算采用力学简化计算与数字建模仿真计算两种方法分别进行钢栈桥受力验算。具体计算见附件钢栈桥设计计算书。三、施工平台设计3.1 设计条件同栈桥设计。3.2 施工平台结构3.2.1 总体布置根据本项目现场实际情况，涉水区域共需搭设施工平台4个，施工平台布置在相邻排架之间，相邻排架共用一个施工平台，使作业平台空间得到充分利用，满足基础施工作业期间设备、设施、临时材料等存放空间要求。3.2.2 施工平台主要结构设计施工平台与栈桥结构基本相同，由钢管桩基础、主横梁、主纵梁、桥面板体系及附属设施组成；施工平台结构图见附图1。（1）钢管桩基础钢管桩均为直桩，采用7208mm型号钢管。钢平台钢管桩横桥向间距4.5m、6m、9m、6m、6m,布置四排，顺桥向间距5.4m、2.3m、4.8m、5.3m、4.8m布置六排，每个施工平台32根钢管桩。（2）主横梁主横梁顺桥向布置，采用2I56型钢，横桥向布置19根。主横梁与钢管桩之间连接方式与栈桥相同。（3）主纵梁主纵梁顺桥向布置，采用321型贝雷梁，每两片由定型花架连接成一组，各组间设置型钢剪刀撑，保证贝雷梁整体稳定性。（4）桥面板体系桥面板体系由横向分配梁、纵向分配梁、钢面板组成。贝雷梁上铺设I25a作横向分配梁，间距150cm，与贝雷梁节点对应；在横向分配梁上铺设I14作纵向分配梁，间距30cm；钢面板采用8mm厚花纹钢板。（5）附属设施附属设施包括桥面栏杆、护轮坎、电缆架等。与栈桥布置形式相同。对应钻孔桩位置处栏杆设置成可拆卸形式，方便施工工序转换频繁安装、拆除。3.2.3施工平台结构验算采用力学简化计算与数字建模仿真计算两种方法分别进行钢平台受力验算。具体计算见附件施工平台设计计算书。四、总体施工方案及施工工艺流程钢栈桥及施工平台是那龙河2#特大桥水上施工的重要措施，施工速度直接影响桥梁总体工期。钢栈桥由小里程方向逐跨向前推进的同时，进行施工平台的搭设，尽早提供桥梁基础施工作业面。钢管桩采用履带吊配合振动锤施沉，平联、主横梁、主纵梁以及上部桥面板体系均采用履带吊进行安装。具体施工流程见图4-1。施工准备及测量履带吊起吊振动锤和钢管桩钢管桩加工、运输钢管桩就位振动沉桩测量控制纵向桩间平联安装主横梁（2I56a）安装主纵梁（贝雷梁）安装贝雷梁间剪刀撑安装桩头处理桥面板体系成块安装附属设施安装安装下一跨施工桥面板体系标准块制作运输图4-1 栈桥施工工艺流程图五、主要施工方法5.1钢管桩施工5.1.1施工设备选型（1）振动锤选型根据栈桥结构受力计算，钢管桩最大承载力为871KN（具体计算见计算书），沉设所需激振力为：式中：击振力； 极限动摩阻力； 桩侧极限静摩阻力减低率，根据工程的土质，0.10.4； 桩侧极限静摩阻力，为871KN。根据施工激振力要求，拟采用DZJ90型振动锤作为沉桩设备，其主要技术参数见表5-1：最大击振力547KN。 DZJ-90型振动锤主要技术参数 表5-1项目单位参数电机功率KW90静偏心力矩N.m404激振力KN547振动频率R/min1100空载振幅mm0-7.6允许拔桩力KN254整机重量（单夹具）t6.5（2）起重设备选型栈桥施工过程中，起重设备作业工况分为以下几种：a钢管桩插、拔阶段起重参数为：最大吊重为8.345t（振动锤+最长钢管桩），最大吊幅为1214m；b主梁安装阶段，横梁重1.272t，贝雷片纵梁每跨每组吊重3.6t，最大吊幅1214m；c面系安装阶段，标准块面层系统重3.6t（2m长），最大吊幅511m.经比较，可知在钢管桩施工阶段为最不利工况。根据起吊参数，拟选用QUY70型履带吊作为吊装设备，吊幅12m、吊臂长度22m时，最大吊重9t，满足施工要求。表5-2 QUY70型履带吊起重性能表5.1.2 钢管桩加工钢管桩长度较小，不分节。在加工场按设计长度进行下料、接长，采用平板车运至现场。在钢管顶部管壁上对称切割两个圆孔，作为现场沉放起吊时卡环连接孔。在桩身上用油漆进行刻度标示，便于沉桩时贯入度观测。为保证浅覆盖层区域钢管桩桩底局部应力满足要求，在桩底设置加劲箍。5.1.3 钢管桩下沉钢管桩采用QUY-70履带吊配合DZJ90型振动锤振动下沉。钢管桩运至现场后，履带吊将钢管桩卸在栈桥上，然后起吊将其竖直，临时插入河床，靠在栈桥前端临时固定。起吊振动锤夹桩，然后将振动锤及钢管桩一起吊至桩位处，经两台全站仪交会测量（交会角控制在60O120O）定位后缓慢下放，在自重作用下着床入土稳定，经测量平面位置及垂直度满足要求后低档振动下沉，待钢管桩入土一定深度后高档振动下沉至设计标高位置。钢管桩沉放示意及施工照片见图5-1、图5-2。 图5-1 钢管桩沉放示意图 图5-2 钢管桩沉放施工图片钢管桩下沉控制采取标高与贯入度双控，贯入度控制为主，以保证单桩承载力。沉桩过程中，记录每根钢管桩的入土深度及贯入度，与地质资料数据进行比较，作为后续钢管桩长度调整依据。施工平台钢管桩沉放方法与栈桥钢管桩沉放方法相同。5.2 平联安装平联采用400mm6mm钢管。平联材料根据钢管桩之间的实际间距在下料加工（钢管下料长度比实际间距小10cm，通过哈佛接头来调节长度）。将平联钢管的一端按照相贯线放样切割，安装时，首先将加工了相贯线的一端与钢管桩连接并点焊，另一端通过哈弗接头与钢管桩连接，然后实施围焊焊接。平联钢管安装示意见图5-3。图5-3 平联安装示意图5.3 主横梁安装钢管桩下沉到位后，割除桩顶至设计标高并开设槽口，将拼装成整体的主横梁2I56a吊装嵌入槽口内，钢管桩下槽口须平齐，以保证主横梁搁置平稳，在槽口两侧和下部焊接加劲板将主横梁与钢管桩焊接固定。主横梁与钢管桩连接构造见图5-6。图5-6 主横梁与钢管桩连接构造5.4 贝雷梁安装将贝雷梁按排架间距在后场拼成单层双排组合，并用贝雷花架连接好，采用平板车运至安装现场。在主横梁上测放出安装位置线，用履带吊吊装贝雷桁梁就位，偏差不大于5cm。贝雷梁安装示意及施工照片见图5-7、图5-8。 图5-7 贝雷梁安装示意图 图5-8 贝雷梁安装施工图片贝雷梁横向间用型钢作剪刀撑连成整体。贝雷梁下弦杆通过门式卡固定在主横梁上，上弦杆用骑马螺栓和横向分配梁I25a连接，构件大样如图5-9。图5-9 门式卡与骑马螺栓构造图5.5 桥面板体系安装栈桥桥面板体系包括横向分配梁工25a、纵向分配梁工14和钢板。为提高施工效率、减少现场安装作业量、实现标准化施工，在加工场将桥面板体系按照2m7m（栈桥）尺寸采用焊接形式组装成标准块，平板车运至现场后，采用履带吊通过四点（横向分配梁工25端头）起吊安装，为保证整体吊装安全，各构件之间需焊接牢固。标准块典型截面布置型式见图5-10、5-11I14纵向分配梁之间接头采用焊接的方式连接，接头布置在横向分配梁I25a中心线上。桥面板标准块采用骑马螺栓固定在贝雷梁上，骑马螺栓安装需通过浮式操作平台进入桥下进行操作。图5-10 桥面板体系标准块结构图图5-11 桥面板体系标准块安装施工图5.6 附属设施安装栈桥两边均设置防护栏杆，栏杆高1.2m，采用483.5mm钢管焊接，立柱间距1.5m，焊接在栈桥横向分配梁上，栏杆统一用红白油漆涂刷，交替布置，达到醒目、美观。为增加行车安全性，在栏杆内侧安装I25型钢护轮坎。电缆托架布置在栏杆外侧，采用50角钢焊接在横向分配梁上，每根分配梁上焊一根，电缆和输水管等设施搁置在托架上，减少对栈桥交通的干扰。管线托架图如图5-12所示。图5-12 管线托架图在桥面两侧每隔15m交替布置路灯，供夜间照明。栈桥车道标志线按四级公路双车道标准施画，行车道6m宽，栈桥边缘50cm，不允许行车。在栈桥上隔一段距离设置车辆限速行驶警示牌，限制车速5km/h。在栈桥入口设置岗亭和调度员，以及车辆限重标志牌。栈桥要安排专门的卫生打扫人员，保证栈桥的清洁。5.7 栈桥及施工平台拆除主桥基础及下部结构施工完毕后，即可拆除水上施工平台；施工栈桥作为两岸施工通道，在全线完工后自西岸向东岸逐跨拆除。栈桥及施工平台拆除时，按照与安装相反的顺序进行，即附属设施桥面板体系贝雷梁主横梁平联钢管桩。采用履带吊进行构件拆除，采用平板车运至后场堆存。六、施工组织及进度计划6.1 人员组织安排主要人员配备 表6-1序号工种人数备注1项目副经理1总体施工控制、安排2技术主管2技术管理及技术总结3技术员2现场技术管理及资料收集4工长1施工组织安排及资源调配5安全员2现场安全施工检查6测量员2测量放样7起重工2起重吊装作业指挥8电焊工20钢结构加工9电工2电气操作、线路检查维护10普工30构件安装、运输等11司操人员12合计766.2主要施工设备主要设备配备 表6-2序号名称型号单位数量备注1履带吊QUY-70台4平台安装及拆除、栈桥安装2振动锤DZJ-90台4平台、栈桥安装、拆除3汽车吊25t台1加工场材料吊装4平板运输车9m/12m台35电焊机BX1-500台106施工船个27全站仪台18水准仪台29交通船条2用于水上交通运输6.3进度计划钢栈桥按照每天两跨的施工效率考虑，施工平台按照每两天一个施工效率考虑与栈桥施工同步推进。施工进度计划表 表6-3序号工程内容工期施工日期1桥台施工15d2015.09.212015.10.052栈桥施工12d2015.10.062015.10.173施工平台施工16d2015.10.112015.10.26七、施工保证措施7.1质量保证措施（1）充分考虑栈桥施工及使用期间的最不利因素，确保栈桥的承载力和稳定性满足施工要求。（2）开工前进行详细技术交底和安全交底，让作业人员心中有数。（3）严格按照设计要求、钢结构施工规范施工。钢管桩沉桩偏位控制在设计范围内，以保证结构受力可靠，以及避免与工程桩位、承台冲突。（4）钢管桩沉放施工需进行仔细观测及详细记录，作为地质情况复核及后续钢管桩入土深度调整的依据。（5）每跨栈桥施工完毕后，进行结构件安装质量检查，确保各构件安装合格后才能上重载。（6）在各墩位区域施工时严禁遗落铁件，避免影响后续护筒下沉和钻孔作业。（7）按照规范和设计要求作业，服从现场监理的指令，积极主动配合各项检查验收工作。（8）实行岗位责任制，技术、质检人员对各工序、各工种实行检查监督管理，行使质量否决权。（9）加强设备的维修与保养，确保各机械设备的完好。（10）认真填写施工日志及各工序施工原始记录，作好交接班交底工作。7.2安全保证措施（1）现场配备两名专职安全员负责安全工作，同时要求现场施工人员必须戴安全帽、穿救生衣。（2）作业人员上岗前进行安全培训，特殊工种必须持证上岗。（3）施工现场悬挂安全标志、配备安全网、救生设备等，严禁违章指挥、违章