株洲湘江四桥施工组织设计(报监理)

1、株洲市湘江四桥施工 组 织 设 计编制:审核:中港二航局株洲市湘江四桥工程项目经理部二 00 五 年 三 月目 录一、主要工程项目的施工方案、施工方法 . 4 1、概述 . 4 1.1 工程概述 . . 4 1.2 地形、地貌 . . 5 1.3 地质、地震 . . 61.4 气象、水文 . . 72、施工测量 . 8 2.1 首级施工控制网检测及施工加密控制网建立 . . 8 2.2 施工测量质量技术管理 . . 8 2.3 施工测量安全防护 . . 10 2.4 高程基准传递 . . 10 2.5 钻孔桩、承台、墩身施工测量 . . 102.6 塔柱、箱梁悬浇及桥面系施工测量 . . 12

2、3、主桥主要项目的施工方法 . 12 3.1 钢围堰、钻孔灌注桩施工 . . 12 3.2 承台施工 . . 56 3.3 墩身施工 . . 60 3.4 20#22#墩零号块和 1#块施工 . . 63 3.5塔柱施工 . . 68 3.6后支点菱形挂篮安装施工 . . 70 3.7挂篮悬浇施工 . . 75 3.8边跨等截面段箱梁现浇施工 . . 78 3.9边跨合拢段施工 . . 803.10中跨合拢段施工 . . 804、引桥、匝道主要项目的施工方法 . 81 4.1桩基施工 . . 81 4.2 承台、系梁施工 . . 100 4.3墩柱施工 . . 1034.4上部结构施工:. .

3、 1085、辅道施工 . 134 5.1、施工工艺框图:. . 135 5.2、填方 . . 136 5.3、结构物处的回填 . . 137 5.4、进出水口施工 . . 1375.5、防护工程:. . 1376、桥面系施工 . 137 6.1防撞护栏施工 . . 137 6.2沥青混凝土施工 . . 138 6.3人行道板施工 . . 144 6.4波形梁及栏杆的安装 . . 144 6.5人行楼梯安装 . . 1446.6路灯安装及其它交通标志牌安装 . . 145 6.7伸缩缝安装 . . 145 二、施工进度计划及保证措施 . 1461、施工进度计划见附表:株洲湘江四桥施工进度图 .

4、1462、确保工期的措施 . 1463、洪水位、枯水位、正常水位情况下的施工措施 . 1474、雨季尤其是连续降雨,对施工影响较大,施工时拟采取下列措施 . 1475、冬季低温环境的施工措施 . 147 三、平面布臵 . 1491、生活和后场加工区 . 1492、施工便道 . 1513、临时码头 . 151 3.1. 西岸斜坡码头结构图 . . 152 3.2. 东岸钢栈桥结构图 . . 153 四、保证质量措施 . 1541、质量承诺 . 1542、质量管理职责 . 154 2.1、行政组织机构图 . . 154 2.2、 职责和权限 . . 155 2.3、质量管理体系 . . 160 2

5、.4、合同评审 . . 160 2.5、文件和资料控制 . . 161 2.6、工程材料采购 . . 161 2.7、产品的标识和可追溯性 . . 162 2.8、检验与试验 . . 166 2.9、工程检查、评定 . . 167 2.10、检验、试验和测量设备的控制 . . 167 2.11、检验与试验状态 . 168 2.12、不合格品的控制 . . 168 2.13、纠正和预防措施 . . 169 2.14、搬运、贮存、防护和交付 . . 169 2.15、质量记录 . . 170 2.16、服务 . . 1702.17、统计技术 . . 1703、 确保工程质量的措施 . 171 3.

6、1 钻孔桩成孔质量保证措施 . . 171 3.2 钻孔桩水下混凝土灌注的质量保证措施 . . 171 3.3 确保墩柱混凝土外观质量的措施 . . 172 3.4 落地支架现浇连续梁(42m 跨和 20m 跨施工的质量保证 . . 172 五、保证安全措施 . 1731、安全保障组织机构: . 1732、安全管理人员配臵 . 1733、项目部安全保障检查程序与保障措施 . 1733.1安全保障检查程序:. . 174 3.2 安全管理计划措施 . . 1743.3安全技术保证措施 . . 1764、员工安全培训 . 1775、现场安全预控 . 1776、现场安全记录 . 1777、施工安全许

7、可制度 . 178六、文明施工现场措施 . 179七、劳动力安排计划 . 181八、主要材料、构件用量计划 . 1821、全桥设计材料、构件用量计划 . 1822、主桥辅助材料、构件用量计划 . 182 九、主要机具使用安排 . 1831、塔吊 . 1832、混凝土搅拌系统 . 1833、 DZ160柴油振动锤 . 1834、钻机 . 1835、机具使用统计 . 1846、供水、供电 . 185 6.1. 供水 . . 185 6.2. 供电 . . 186 十、交通组织措施 . 1871、人员进场 . 1872、设备进场 . 188 2.1、 “ 35t ”浮吊 . . 188 2.2、 D

8、Z160柴油振动锤 . 188 2.3、钻机 . . 1882.4、船机设备 . . 1883、材料进场 . 1894、水上施工的交通组织 . 190 4.1航道水域占用 . . 190 4.2对主墩的防护措施 . . 1904.3对施工期水上的海事管理及应急措施的建议 . . 1915、陆上施工的交通组织 . 191 5.1交通状况 . . 191 5.2交通疏解原则 . . 191 5.3交通疏解方案 . . 192 5.4交通疏解方案实施 . . 192一、主要工程项目的施工方案、施工方法1、概述1.1 工程概述株洲市湘江四桥建设工程位于株洲市建宁港入湘江口的上 游,距株洲市一水厂取水口

9、下游约 500m ,离已建成的株洲一桥约 1350m 。该桥东起株洲市芦淞区,接建宁大道,跨湘江,西至天元 区,接泰山路。该桥为联系株洲市湘江两岸的特大型城市桥梁, 全长 3538m 。 采用 1220m 现浇连续箱梁桥 +746m 顶推连续箱梁 桥 +(75m+2140m+75m四跨三塔部分斜拉桥 +(442m+520m 预 应力砼现浇连续箱梁桥桥型,桥长 1265.2m 。东西接线按城市 A 级干道设计,其中东接线长 359m ,宽 33.5m ,西接线长 209m ,宽 68m ;分别有 A 、 B 、 E 三个匝道桥和 C 、 D 、 F 三条辅道将大桥与主 干道立体相连,河西匝道及辅

10、道全长 1211.7m(其中匝道桥长 229.2m; 路线长 982.5m ,河东匝道及辅道全长 414.4m(其中匝道 桥长 84.6m; 路线长 329.8m 。140m 跨斜拉桥桥宽:2.0m 人行道 +33.75m 机动车道 +2.5m中央隔离带 +33.75m 机动车道 +2.0m人行道,全宽 29.0m ; 42m 、 46m 跨连续梁桥桥宽:2.0m 人行道 +33.75m 机动车道 +1.5m中央隔离带 +33.75m 机动车道 +2.0m人行道, 全宽 28.0m ; 20m 跨连续梁桥桥宽:0.5m 防撞墙 +33.75m 机动车道 +1.5m中央隔离带 +33.75m 机

11、动车道 +0.5m防撞墙,全宽 25.0m ; 匝道桥桥宽:0.5m 防撞墙 +7.5m机动车道 +0.5m防撞墙, 全宽8.5m 。1.2 地形、地貌株洲市区地形为东南高、西北低、东西窄、南北长,地貌为 平、岗、丘等多种类型,属于典型的丘陵地带。湘江自南向北穿 过株洲市,将城市分为河东、河西两部分。河东被五条溪港所分 割,地形破碎,地势高低起伏,比较复杂,河西地形起伏不大, 地势较为平坦。本桥位为一宽河谷地形,桥位区段基本顺直,湘江自南向北 流经桥位,谷底宽度(常年水位时江面宽度约 500m ,两岸河堤 间距约为 700m 。 桥位处东岸与西岸地形基本对称, 东岸为冲刷岸, 地貌单元处于侵蚀

12、堆积河谷平原区与构造剥蚀碎屑岩低丘陵区之 过渡部位,其引桥部位属湘江级阶地,阶面较完整,地形平坦, 地面标高为 38.9940.2 m ,现为城区;西岸为堆积区,地貌单元 属侵蚀堆积河谷平原,其中引桥部位属湘江级阶地上,阶面较 完整,地形较平坦,地面标高为 41.0042.70 m,现为耕作区及 居民区。主桥所在的河床面东低西高,其西侧分布着低漫滩,宽度为 150180 m ,滩面向河床中心倾斜,地面标高为 29.0036.00 m ; 东侧(距离东岸河堤约 200 m 为河床中心,谷低堆积物很薄,河 床面标高为 21.0028.00 m。桥位范围内未发现有强烈冲刷的新冲沟,仅在拟建桥址下游

13、东岸约 200 m处分布一条宽约 10m 的建宁河,为常年流水,切割深度为 57m ,长度为 6.5km 左右。1.3 地质、地震根据 1977年湖南省建字 174号文件附图中株洲市地震基本烈 度为度, 该区域地震动峰值加速度小于 0.05g , 反应谱特征周期 0.35s , 依据现行 公路工程抗震设计规范 (JTJ004-89 的规定, 可不考虑防震设计。根据湖南省地质工程勘察院提供的工程地质勘察报告显 示,本桥位未发现有不良地质存在,其区域地质稳定性与地基稳 定性较好,桥位地基工程地质条件好,地质构造简单,河床与两 岸第四系覆盖层厚度不大,下伏基岩风化层较薄,奠基持力层埋 深适中,河槽基

14、岩埋深浅,起伏小,有利于桥基施工,本桥位修 建大桥完全适宜。组成桥位的地层岩性为:第四系全新统之填筑土、种植土、 亚粘土、中砂、圆砾,第四系上更新冲积亚粘土、粉砂、圆砾、 亚粘土及残积亚粘土、白垩系泥质粉砂岩、砂砾岩等。 1.4 气象、水文本项目所经区域属中亚热带向北亚热带过渡的季风型湿润气 候。气候温暖,四季分明;年平均气温 17.5, 7月平均气温 34, 1月平 均气温 4,年平均相对湿度 76 80毫巴。本区雨水充沛,降雨 较多, 多集中于每年的 4 6月, 年平均降雨量 1580.4mm , 最大年 降雨量 1912 mm,最少年降雨量 954 mm,平均年降雨天数 155天。 风向

15、和风速随季节而变,夏季多为南风和东南风,冬季多北风和 西北风;年平均风速 2.3m/S。湘江自南向北贯穿株洲市,较大支流的枫溪港、白石港迂回 曲折于河东汇入湘江,水情较为复杂。多年平均水位 30.61m (85黄海系统,下同 ,历年最高水位实测值为 42.59 m (1994年 6月 18日, 56黄海 ,实测最大流量 20200m 3/s(1964年 6月 。实测 最低水位 27.51 m(1998年 11月 13日 ,实测最小流量 101m 3/s(1966年 9月 。正常水位为 29.44 31.96m 。年最高水位一般 出现在 4 7月,年最低水位出现在 12 2月。湘江水质尚好,属

16、类水源。施工取水较为方便,全年均可施工。2、施工测量2.1 首级施工控制网检测及施工加密控制网建立1 首级施工控制网检测根据业主提供的首级施工控制网,采用全站仪按工程测量 规范三等三角测量的主要技术要求进行平面控制网检测;采用 精密水准仪按工程测量规范三等水准测量的主要技术要求进 行高程控制网检测。若首级施工控制网检测成果不符或不足,则 进行补测,检测成果上报监理工程师,经核查批准后,进行施工 加密控制网点的建立。2 施工加密控制网建立根据施工测量需要布设施工加密控制网点(加密控制网点布 设在桥梁桥轴线两侧 ,采用全站仪按工程测量规范四等导线 测量的主要技术要求进行平面加密控制网点施测;同时采

17、用精密 水准仪按工程测量规范三等水准测量的主要技术要求进行高 程加密控制网点施测 , 待钻孔桩、承台、墩身施工完毕,塔柱、箱 梁施工阶段,重新在墩顶布设施工加密控制网点,以便进行桥面 系施工。定期检测首级施工控制网、施工加密控制网。2.2 施工测量质量技术管理施工放样方法及施工测量方案经监理工程师批准,并对测量器具进行校正和检定。在本工程施工中拟建立严格的测量校核、 复核、审核技术管理制度。测量内业建立严格的计算、复核、审 核、技术负责技术管理制度,测量外业实行测量人员观测、记录、 前视、后视签名校核制度,并进行自检、互检、专检。施工测量 外业放样计算数据、 外业观测记录进行 100%复核,

18、确保原始记录 及计算正确无误。项目总工程师负责测量技术的审核工作并参加 单项工程的检查与验收,项目经理或总工负责施工测量方案及报 验资料的审批。为保证施工测量精度及施工质量,特编制株洲湘 江四桥施工测量质量技术管理流程图见图 2.1。图 2.1、施工测量质量技术管理流程图 2.3 施工测量安全防护1 测量人员安全防护施工现场测量人员戴好安全帽、穿好救生衣、高空作业拴好 安全带,遵守安全生产条例 。2 测量仪器安全防护阳光下及雨天,测量仪器配备测量专用伞,做好测量仪器的 日常检校并经常保养。3 施工测量控制点保护施工测量控制点周围设围护栏并竖立醒目测量标志牌,以免 被破坏,对使用频率较高的施工测

19、量控制点建立固定的观测墩、 观测棚,设立全站仪强制对中装臵。2.4 高程基准传递地面上或各承台上的高程基准传递至墩身及墩顶桥面,其高 程基准传递方法以水准仪钢尺量距法为主,以全站仪悬高测量法 和 EDM 三角高程对向观测作为校核。2.5 钻孔桩、承台、墩身施工测量钻孔桩、承台、墩身施工测量,平面定位采用全站仪极坐标 法,高程放样采用水准仪几何水准法结合水准仪钢尺量距法,墩 身及水上钢护筒垂直度控制采用经纬仪竖丝法。1钻孔桩施工测量为了确保钻孔桩顺利施工,需在钻孔口设臵钢护筒。陆上埋 设钢护筒,首先采用全站仪极坐标法放样桩位中心,打入标志木桩,然后根据桩位中心及钢护筒外半径画圆弧开挖泥土,埋设钢

20、 护筒。埋设钢护筒过程中,桩位中心标志木桩不得破坏,否则重 新放样桩位中心(水上钢护筒埋设定位采用经纬仪前方交会法 。 钢护筒埋设完成后,采用全站仪将桩位纵横轴线及钢护筒顶标高 标示于钢护筒上。 钢护筒中心偏差测定以全站仪虚拟圆心法为主, 以中心放样反算法作校核。钢护筒垂直度测定采用垂球法测定。 钢护筒顶标高测定采用水准仪测量每一个钢护筒上游侧与下游侧 的顶标高,用油漆标记两处(一处校核 ,以此作为钻孔桩施工及 钻孔桩混凝土灌注的高程基准 (定期校核每个钢护筒的顶标高 。 钻机就位,首先根据全站仪放样的桩位纵横轴线,初步就位 钻机,然后采用全站仪测量钻机转盘对称点确定钻机钻杆中心, 采用水准仪

21、测量钻机转盘顶标高,检查钻机平台平整度,进行钻 机精确定位。钻孔过程中,经常检查钻机钻杆中心及转盘顶标高。 2承台(系梁施工测量实测钻孔桩钢筋笼主筋顶高程,控制桩顶标高。凿除桩头后, 实测桩顶标高处桩位偏差及桩顶高程,同时放样桩纵、横轴线, 便于承台(系梁钢筋架立。水上承台采用钢围堰或钢围堰实现 承台施工,根据实测的钢护筒中心坐标,采用三角测量方法精确 定位钢护筒,采用同样的方法精确定位钢围堰。采用全站仪三维 坐标法校验承台模板(包括钢围堰轴线及特征点。3墩身、台身及支座安装施工测量在承台上放样墩纵、横轴线,采用全站仪三维坐标法校验墩身、台身模板轴线及特征点。墩身、台身施工完毕,重新在墩顶放样

22、墩纵、横轴线(包括 墩中心点 , 采用精密水准仪几何水准法控制支座垫石及支座顶高 程,精确安装支座。2.6 塔柱、箱梁悬浇及桥面系施工测量现浇零号块砼箱梁,平面定位采用全站仪极坐标法,高程放 样采用精密水准仪几何水准法。 塔柱索鞍定位是全桥测量的重点, 采用全站仪用坐标法放线定位,在外部温差最小的时间段进行复 核。砼箱梁顶面及桥面设臵的竖曲线采用分段计算,精密控制箱 梁顶面及桥面纵、横坡度(包括桥面高程 。悬浇砼箱梁过程中, 进行沉降观测。桥面系施工测量按常规施工测量。3、主桥主要项目的施工方法3.1 钢围堰、钻孔灌注桩施工株洲湘江四桥主桥三主塔 (2022号墩 , 钻孔桩均为220cm 钻孔

23、桩,桩长 30 34m ,均在水上; 19号墩亦在水上,桩基为 3根300cm 的钻孔桩,桩长 20m 。根据株洲湘江四大桥主桥墩水 上基础施工方案专家论证会会议精神 , 主桥墩水上基础确定为 先进行双壁钢围堰施工, 再在钢围堰上搭设钻孔桩平台进行基础、 承台和墩身施工。 23号墩在堤面上,泥面标高在 43.0m 左右,桩 长 26.5m ,桩基为 3根300cm 的钻孔桩,采用陆地上施工方法。 根据株洲湘江四大桥主桥墩水上基础施工方案专家论证 会会议精神 , 主桥墩水上基础确定为先进行双壁钢围堰施工,再 在钢围堰上搭设钻孔桩平台进行基础、承台和墩身施工。会议纪 要中施工水位按 +32.5m考

24、虑,根据此水位进行施工方案编制,具 体内容如下:按以下设计条件,对株洲市湘江四大桥 20# 22#主墩钢围堰 进行施工图设计,设计条件如下: 设计施工水位:+32.5m; 设计最大流速:1.5m/s; 河床覆盖层标高:21.0m ; 河床岩面标高:20.5m ; 底口设有挡土和便于下沉的刃脚; 考虑波浪的高度和施工操作的高度, 双壁钢围堰顶标高取 +34.0m,刃脚底标高取 +20.5m; 钢围堰采取先下沉就位、 后下钢护筒、 覆盖层清除、 混凝 土封底、 砂石回填、 后钻孔桩、 钢围堰内抽水、 桩头凿除、 承台干施工; 钢围堰分二层设计, 第一层采分块加工和拼装、 拼装成整 体后浮吊吊装下水

25、、 导向船就位, 第二层采取分块加工和 拼装、拼装成整体后浮吊吊装,加工时单块重量不超过20t 。第一层高度满足在第二层钢围堰重量加上去后,第 一层钢围堰干弦高度仍有 1m 。具体施工图见武汉港湾工程设计研究院所出的株洲市湘江 四大桥主墩钢围堰施工图设计 。 武汉港湾工程设计研究院根据以 上条件对钢围堰混凝土封底厚度进行计算,得出封底混凝土厚度 为 2.5m, 在砂石回填后 , 应进行 0.5m 厚混凝土找平。 为加快施工进度 , 钢围堰第一节、第二节均采取整体拼装 , 整 体对接。 拼装场地选择在水上拼装 , 选择两 400t 方驳为拼装场地, 两方驳间利用型钢连接,后在两方驳上利用型钢搭设

26、拼装平台。 在拼装平台上完成钢围堰拼装和验收后, 采取 100t 浮吊实现钢围 两方驳拼装后总长 40m ,总宽 18.4m, 能实现单个钢围堰首节 和第二节的拼装。钢围堰分块加工后,由履带吊、平板车转至岸边 10m 范围内, 再由起重船吊至方驳,再运至浮吊侧,浮吊在拼装方驳侧实现钢 围堰的拼装。上下两层钢围堰间采取在下层钢围堰顶口设导向钢板,上下 钢围堰间整体对接后,利用千斤顶、马板实现钢围堰接口的精确 对位,采用电弧焊将上下层钢围堰焊接成一整体。因上下钢围堰 间采取整体对接,钢围堰加工和拼装的精度要求较高。1 导向船及锚锭布臵采取两艘 400t 方驳作为导向船,导向船采用钢箱梁、钢管连 成

27、整体,导向船上安装橡胶护舷作为钢围堰下沉时的定位导向装 臵。导向船用 12个 20t 混凝土锚进行定位,其中引水锚 4个、边 2 锚碇系统所受外力计算作用于锚碇系统的外力主要为钢围堰、导向船组和导向船旁 临时工作船的水阻力,风阻力可忽略不计。外力总合为:R=R1+2R2+R3=347.4+26.35+6.35=366.45kN 钢围堰水阻力 R1式中:r 水的容重(kN/m3 , 取 r=10(kN/m3v 设计流速(m/sv = 12 V o其中 :1 钢围堰入水后,因河床断面缩小而引起的流速增大 系数,应由模拟实验确定,因缺乏此方面资料,取 1=1.12 钢围堰周边涡流和吸力引起的流速增大

28、系数,应由 模拟实验确定。因缺乏相关资料,取2=1.1 Vo 墩位处水流速度(m/s ,取 2.0 m/sA 钢围堰阻力面积(m 2A = H DH 钢围堰阻水高度(m ,32.5-20.5= 12.0m D 钢围堰阻水宽度(m ,8.1+0.752+0.1= 9.7m G 重力加速度 , g = 9.81(m/s2K 形状系数,因钢围堰为近似长方形结构物,取K=1.0。则: R1 = K H D r(12 V O 2/2g= 1.012.09.710(1.11.12.0 2/(29.81= 347.4(kN 导向船水阻力 R 2按桥涵 (公路施工手册上册 P692公式(8-17 : R 2=fsV2+FV 2式中:R 2船只入水部分所受水流作用力(kg ;V 水流速度(m/s ;f 摩阻系数,铁驳采用 0.17;S 船舶沉入面积(m 2 ,按下式计算:S L(2T+0.85B (m 2其中:L 船的长度(m ;T船的吃水深度(m ;B船的宽度(m ;阻力系数,方头船采用 10;F 船只入水部分垂直水流方向的投影面积(m 2 ; 则: S=40.0(