某钢便桥施工方法及组织设计

施工方法及组织设计钢便桥施工方法及组织设计钢便桥施工过程，该桥设计长105米，净宽4.5米，采用钢管桩基础，贝雷梁作为主承重构件，采用钓鱼法施工钢便桥施工组织设计壹、工程概况炎汝高速公路第二十五合同段起于湖南省汝城县暖水镇巷头村(K108+900)，终于暖水镇泉源村(K112+600)，全长3.7km。主要工程量有：路基土方33.3万m3，石方16.5万m3；水泥稳定碎石底基层6.2万m2；防护圬工3.5万m3；排水圬工0.8万m3；大桥1398.94m/3K109+470沤江大3KM外靠近106106省道穿过本项目沤江大桥下，另有壹条地方村道可从省道到本项目附近，但道路狭窄，弯多，将村道做为施工材料机械运输道路困难，本项目进出主便道只能选择双凉公路县道作为本项目进955～6180米处架设壹座施工钢便桥。以解决材料，施工机械及混凝土运输问题。拟建钢便桥长105米,净宽4.5米，跨径12米。下部结构采用钢管桩基础，桥台采用片石混凝土基础、台身采用浆砌片石砌筑。上部结构采用贝雷梁和型钢的组合结构(上承式)。壹座钢便桥合计钢材120t，桥台浆砌片石600方，台背填土及桥头路基填筑约0.6二、通行能力设计标准1、荷载标准：选择9m3砼罐车满载时的总重，按照65T计；2、50吨履带吊加上吊重偏载等，按照85吨计。3、设计行车速度：10km/h。4、行车道宽度：4m。5、为满足沤江上采砂船及排物泄洪要求，单跨不小于12米，净空不小于5米。6、设计依据1)JTGD60-2004）2)JTJ024-85）3)JTJ025-86）4)JTJ041—2000）5)JTJ213-98）三、结构形式钢便桥上部结构采用8×12+9米9跨连续梁结构。下部结构为钢管桩基础，桥台采用片石混凝土扩大基础，浆砌片石砌筑台身。上部结构承重主梁采用4榀321型贝雷梁，贝雷梁间沿桥长方向设置8道花架剪刀撑。贝雷梁上采用22a工字钢为横向承重梁，上铺20工字钢按30cm等距布置作为纵向分配梁，最后铺厚20mm钢板作为桥面板。820×7mm钢管间距3.4m，钢管顶焊接俩根6米长36a工字钢作为盖梁承重结构，为保证桥墩稳定，俩钢管之间设置剪刀撑。加强墩为4根Φ650×7mm钢管横向间距3.4m1.8m6米长36a工字钢作为盖梁承重结构，为保证桥墩稳定，4根钢管在横、纵桥方向设置剪刀撑。俩桥台采用C20250Kpa砌筑,台身内外侧采用1:0.1坡度，且背桥方向设置八字翼墙。台帽用C25混凝土浇筑且设置钢筋网片。栏杆采用1.2米高C10槽钢焊于横向承重梁上，且沿桥向设置Φ40钢管作为纵向扶手。四、机械、人员、材料准备情况为尽快完成本便桥施工任务，为大面积展开施工作业创造条件，我项目部投入机械设备、人员如下所示：机械设备序号名称数量备注145KW振桩锤1台225T吊车1辆3200KW发电机组1台4电焊机4台5气割机4台人员准备序号姓名职务备注1车光荣施工负责人2郇震质检负责人3刘宏伟测量负责人4李明试验负责人5毛相军材料机械负责人6技术工人20人主要材料准备序号姓名进场方式备注1钢管Φ650×7mm汽运已进场100米2钢管Φ820×7mm汽运已进场80米3工字钢22a汽运已进场10t4工字钢32a汽运已进场10t5321型贝雷梁汽运已进场120米6贝雷梁花架汽运已进场5t随着便桥架设工程的开始，剩余材料将会通过汽车运输方式陆续进场。为保证工程质量，所有材料必须经质检工程检验合格后方可进场。五、主要工程项目的施工方案、施工方法。(壹)、现场施工组织总体安排根据对现场的调查了解，综合考虑钢便桥施工工期要求，该项钢便桥工程拟“钓鱼法”陆上施接，桩顶牛腿及承重梁安装，贝雷梁、横梁架设，桥面分配梁及桥面板铺设，综合分析单跨钢便桥施工平均需2天时间。(二)、施工组织主要任务为确保高效、优质、安全、美观的建设要求，经理部将合理设置各级施工组织机构，组织落快速地建成本工程的总体目标。项目经理部的施工组织管理工作主要从以下几方面进行：1、统壹部署，妥善安排，做好施工前期准备工作2、成立工程施工筹备组，对机构设置、人员组成作策划；对相关外部环境继续调研；对施工组织设计进壹步细化完善；3、工程需用机械设备数量较多，根据施工需要及时安排机械设备进场；4、建立健全各项管理制度1)建立健全各级施工管理人员的岗位责任制，建立奖惩考核制度，做到责、权、利相结合；2)建立工程进度控制的分级管理制度和生产调度会协调制度；3)建立工程质量控制的预控制度，过程控制制度以及试验检查制度；4)建立工程安全教育制度、安全检查制度、施工场地安全管理制度以及安全事故预防、处理制度；5)建立工程物资控制的物资采购制度、物资管理制度。5、精心编制施工计划1)按照统壹部署的原则，根据工程总体计划及时编制工程月度施工计划和周施工计划；2)着重控制桩基、主梁架设、桥面系等关键部位施工；3)根据工程进展实际情况，实行动态管理，及时反馈调整施工进计划，及时调整人员、设备的配备，确保节点目标实现；4)合理安排工程的施工顺序，全力进行钢管桩基础和上部结构施工，5)合理安排每个施工工作组，使其相互衔接形成流水施工。5、抓重点协调,保证工程进度1)抓好大型机械设备的平衡协调；2)抓好主材供应的平衡协调；3)抓好主要劳动力协调。(三)、钢便桥各主要工程项目的施工概述本项目钢便桥工程施工主要包括桥台施工、钢结构钢便桥钢管桩基础、贝雷梁架设、型钢分配梁及桥面板铺设施工。结合以往在钢便桥施工中积累的丰富经验对各项工程组织施工，保证各项目安全、高质、高效率的完成施工。1、桥台施工首先根据便桥设计位置测量放样，采用挖掘机开挖基坑，开挖完成在地基承载力满足要求后进行片石混凝土桥台基础的施工，现场拌制混凝土且倒入基坑，人工配合机械抛入片石最后用插入式振捣棒振捣密实。桥台基础浇筑完成后进行台身砌筑，砌筑时应分层错缝砌筑，错缝宽度不小于10cm用挂线法控制坡率、厚度及外部尺寸。墙后填料应在浆砌块石强度达到75%之上时，分层填筑夯实，层厚不大于20cm。2、钢管桩基础施工钢管桩基础施工包括管桩后场加工运输，前场“钓鱼法”沉桩施工。本项目钢便桥钢管桩长约10m，施打钢管桩用振动锤,拟采用25T汽车吊车配合振桩锤采用悬打法进行施工（见示意图2图2“钓鱼法”沉打钢管桩2、贝雷梁架设钢便桥贝雷梁施工主要包括贝雷梁的拼装和架设。贝雷梁拼装在后场进行，按组进行，每组212m2.525T3所示。图3钢便桥贝雷梁架设示意图3、型钢分配梁及面板安装25T汽车吊车按0.75m的间距安装I22a横梁，且用骑马螺栓固定好。I22a横梁的支点必须放在贝雷梁竖弦杆或菱形弦杆的支点位置，以满足受力要求。横向分配梁安装完成后，铺设桥面板。4、钢便桥的拆除桩顶分配梁及钢管桩，拆除方法基本和搭设方法相同，但同时要注意的是在钢管桩基础拆除25T出。拆除钢便桥时，采用壹个工作面，从钢便桥壹端倒退拆除施工，壹边拆除，壹边利用原钢便桥运送材料到岸上指定的位置。钢管桩便桥施工工艺流程图六、管理组织机构及人员设置为确保工程质量，加快施工进度，本合同段产指挥体系、质量保证体系、安全文明、环境保护体系的四个管理体系，其体系框图如下：生产指挥体系试验室物机部毛

质量保证体系机料质检部：李明部：毛相安全文明及环保体系安全环保部（专职安全工程师）：张小军七、确保工程质量和工期的措施1、确保工程质量的措施正确处理质量和进度关系,服从监理工程师；施工准备不充分不施工，试验未达到标准不施工，施工方案和质量保证措施未确定不施工，设计图纸没有自审和会审不施工，现场没有安全技术交底、没有《作业指导书》不施工；坚持质量壹票否决权和不合格的工程坚决返工的施工原则。用全员的工作质量来确保工程质量；确立创优质工程目标，积极开展争创优质工程活动。1A、根据合同要求，对工程进行质量策划，就质量体系、组织机构、质量目标、人员配置和培训、主要施工工艺等方面予以确定，且对保证实现质量目标的环境、设备、工艺、资金及主要施工程序制定计划和有效措施。B、研究设计文件，组织图纸会审，使施工人员充分了解设计意图。C、编制实施性的施工组织设计和作业指导书。2施工过程中，对严重影响工程质量的重要工序，如原材料检验等进行控制；也可根据工序的难易程度确定关键工序且进行重点控制。对重要和关键工序的主要控制方法是设立控制点，进行工序分析和连续监控，必须严格按制定的工艺施工，施工员和质监员负责现场监督，检查工艺执行情况。执行中须完善的工艺，报批后再实施。2、确保工程工期的措施1)、组织保证措施①、在保证质量，施工安全的基础上，优化资源配置，挖掘人员和设备潜力，充分发挥企业综合优势，确保在合同工期内完成施工任务。②、尊重科学、尊重知识、尊重人才。通过技术质量攻关活动，积极推动技术进步，改进完③、根据本工程的工程总体计划，组织合理的施工流程，必要时可采取俩班或连续作业，以满足工程需要。④、坚持每日生产调度会制度，检查当日各工序完成情况，研究解决施工存在的问题，布置落实明日的生产任务，做到当日任务当日完。⑤、建立形象进度考核制度，把形象完成情况和工资、奖金挂钩，实行奖罚制度。⑥、通过教育、培训，提高工人的技术及操作水平，从而提高工程进度。2)、技术保证措施①、优化施工组织设计，做到科学施工；实行动态网络管理，信息反馈及时，适时调整和优化施工计划，确保工序按时或提前完成。②、组织好壹条龙的施工作业线，保证壹环扣壹环的施工程序。③、专业技术人员要深入壹线跟班作业了解情况，及时搞好技术交底，且做到发现问题及时解决。3)、物资保证措施①、物资采购人员应选配技术素质好、事业心和责任感强的同志担任。②、根据施工计划，安排物资采购计划，确保各种物资材料按时到位，杜绝停工待料现象。③、严把材料质量关，杜绝劣质材料进场。八、安全文明施工及环保控制措施(壹)、安全施工1、建立安全生产台帐，对在检查中发现的不安全因素，提出限期整改意见。2、严格执行国家建筑安装施工技术操作规程，工程开工时设立安全生产纪律宣传牌、安全无重大事故记录牌。3、进入施工现场必须穿工作服、戴安全帽。4、特殊工作岗位（汽车工、吊车工、焊工）必须持证上岗，严禁无证人员操作有关设备。5、现场危险区设立醒目的安全标志，以示警示。6、操作高压电气设备，戴绝缘手套，穿电工绝缘靴且站在绝缘板上78、在沤江上空作业过程，需配置壹艘救生船且有人值守以防落水意外。6、吊车作业安全。严格执行持证上岗，定期检查复核。加强机械设备的检查、维修、保养工作，做到使用前检查，使用后复查。严禁将车辆借给无证人员驾驶，严禁酒后开车。起重、吊装时，严禁违章操作，坚持做到“十不准吊”“十不准吊”是：无人指挥不准吊、指挥信号不明不准吊、吊物超载不准吊、散物捆扎不牢不准吊、吊物上有人不准吊、见不清吊物不准吊、斜牵斜吊不准吊、安全装置失灵不准吊、吊物脱钩不准吊、六级之上台风不准吊。1、工地上应做到堆放整齐、车成行、工具成排、材料成堆。做到行为美、语言美，文明施工。2、严禁水、电、油、气的跑、冒、滴漏。3、各工序各工种密切配合协作好，和兄弟单位和业主、监理配合好。4、树立各种宣传牌，做好材料标识。5、工程施工及试验中产生的废渣、废料要集中堆放，且要按期装运到指定的地区埋掉。6、要对施工中产生的废料进行及时清理，同时要做好施工现场周边的环境绿化工作。1“施工中最小程度的破坏，施工后最大限度的恢复”的基本原则。2裂隙排放、倾倒污水；3、禁止向沤江排放生活垃圾、废渣、废油、酸碱液及其它有毒废液。4、禁止在江中清洗被油类或其它有毒物污染的容器。5、禁止向江中排放或倾倒任何超标的放射性废渣和废水。6、生活营地和和其它非施工作业区内不准使用高音或怪音喇叭。7、施工机械配备减噪防尘装置和减振措施，烟气排放达标。8、采用气焰割除钢板时，尽量远离植被，避免引起火灾。钢便桥计算书1概述1.1设计说明本工程项目拟建栈桥结构形式为4排单层贝雷桁架，使用900型标准贝雷花架进行横向联结，栈桥纵向标准设计跨径为12m+9m；桥面系为专用桥面板；横向分配梁为I22，间距为0.75m630×7mm和φ820×7mm钢管桩间均采用[202工36a。栈桥布置结构形式如下图1。图1、栈桥壹般构造图（单位：cm）1.2设计依据1JTGD60-2004）2JTJ024-85）3JTJ025-86）4JTJ041—2000）5JTJ213-98）1.3技术标准1）设计顶标高；2）设计控制荷载：20T+载重30T，考虑1.3的动力系数，按照65T荷载对栈桥桥面板及分配梁I22a进行验算；考虑本栈桥桥位实际地理条件，其施工工艺采用50T履带吊，50T履带吊自重50T+吊重15T，考虑车辆自重及1.3的车辆冲击系数，栈桥设计中选择85吨履带吊车荷载进行贝雷梁及承重梁的验算；3）设计行车速度10km/h。2荷载布置2.1上部结构恒重（4米宽计算）1）钢便桥面层：8mm厚钢板，单位面积重62.8kg，则4.08kN/m。2）面板加劲肋工12.6,单位重14.21kg/m，则0.14kN/m，间距0.24m。3）面层横向分配梁：I22，单位重33.05kg/m，则0.33kN/m，1.32kN/根，间距1.5m；4）纵向主梁：横向4排321型贝雷梁，4.3kN/m；5）桩顶分配主梁：2I36a，单位重60kg/m,则1.2kN/m。2.2车辆荷载1）轮压：车轮接地尺寸为0.5m×0.2m；图2、罐车荷载布置图2：50T履带吊横向及纵向布置图（469mm×76mm）单侧履带压：单侧履带着地尺寸为0.76m×4.69m，单侧履带荷载按线性荷载计算为850kN/m÷2÷4.69=90kN/m。2）施工荷载及人群荷载：4kN/m2。3上部结构内力计算3.1桥面系由于本项目桥面系8mm面板和I12.6焊接成框架结构，其结构稳定可靠，在此不再对面板进行计算，仅对面板主加强肋I12.6进行验算，其荷载分析如下：1）自重均布荷载：0.305kN/m(面板+梁重)，电算模型自动附加在计算中，不另外进行添加。2）施工及人群荷载：不考虑和梁车同时作用。3I12.6断面内间距为24cm1.5m1.5m的连续梁进行验算。0.5m×0.2m,每组车轮压在3根I12.6上，则单根I12.6承受的荷载按照集中力计算为250kN÷2÷3=41.7kN；0.76m4根I12.60.24×3=0.72m＜0.92m履带长4.69m，则单根I12.6受力按线性荷载计算为850kN/4.69m/2÷4=22.7kN/m，此线性荷载在0.76m长的范围内换算成集中荷载的大小为22.7kN/m×0.75=17.02kN＜41.7kN的汽车轮压，为此对于I12.6梁的验算选择罐车进行控制验算。计算模型如下：则单边车轮布置在跨中时弯距最大计算模型如下6.1.1受力模型6.1.2弯矩图(Mmax=7.84kN.m)选用I12.6a，则Wx=77cm3；σ=M/W=7.84kN.m/77cm3=101.8Mpa＜[δ]=188.5Mpa；满足强度要求。τ=QS/Ib=20.958/10.5/0.5=39.9Mpa<[τ]=85×1.3=110Mpa（根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第1.2.10条有：对于临时结构有1.3[σ]＝145×1.3＝188.5Mpa）,[τ]=85×1.3=110Mpa计算中忽略了8mm厚面板及钢框架整体分配作用，为此上述计算中是偏安全的，该桥梁面系结构设计满足临时钢结构强度刚度规范要求。3.1.2刚度验算该结构的容许挠度为不大于结构总长的1/400。根据《建筑结构静力计算手册》挠度：fmax=qcl3（8-4γ2+γ3）/384EIγ=c/l=0.2m/0.75m=0.27fmax=41.7KN×0.753（8-4×0.272+0.273/（384×2.1×105MPa×158cm4=1.07×10-3m﹤0.75m/400=1.88×10-3m3.2I22横向分配梁内力计算（1）荷载计算单边车轮作用在跨中时，横向分配梁的弯矩最大，轮压力为简化计算可作为集中力。荷载分析：12*6m桥面板重量为14.7KN/14.7kN/m/6/2*0.75＝0.92kN/m2）施工及人群荷载：不考虑和汽车同时作用3）汽车轮压：65T罐车当后车轮布置在跨中时，计算模型如下：便桥断面图6.2.3受力模型6.2.4弯矩、剪力图(Mmax=8.55kN.m，Qmax＝114.9kN)65T罐车当后车轮单个车轮布置在跨中时弯矩最大，计算模型如下：6.2.5弯矩、剪力图(Mmax=33.42kN.m，Qmax＝125.4kN)85t4.69m，I22a布置间距为0.75m，则履带吊同时作用在7根I22a上，单根I22a的履带轮压为850÷7＝121.4kN小于65T罐车单轴125kN同时作用在单根I22a上，不予计算。选用I22a则A=42.1cm2,W=310cm3，I/S=18.9cm(I=3400cm4，S=174.9cm3)，b=0.75cmσ=M/W=33.42/0.31=107.8MPa<188.2MPaτ=QS/Ib=125.4/18.9/0.75=88.5Mpa<[τ]=85×1.3=110Mpa（2）刚度计算挠度：wmax=0.0006m﹤1.6m/400=0.004m结构刚度和强度均满足要求。3.312m跨贝雷梁内力计算3.3．112m跨贝雷梁内力计算荷载分析：1）自重均布荷载：q1=14.7kN*2.25/6m＋4.4kN/m=9.9kN/m；2）施工及人群荷载:不考虑和车辆同时作用；3）本项目栈桥最大设计跨径为15m，单跨贝雷梁受力最不利的情况为50T履带吊车行驶到跨中位置作业，贝雷梁承受最大弯矩，50T履带吊车作业荷载85T×10/4.69m=181.237kN/m。据此，利用SAP2000建立受力模型如下：图3-3-1、受力模型图3-3-2、弯矩图(Mmax=1820.02kN.m)剪力图(Qmax=499.25kN)图3-3-3、节点反力图(Nmax=650kN)履带吊走带墩顶时荷载分析：图3-3-4受力模型图3-3-5、弯矩图(Mmax=868kN.m)剪力图(Qmax=812.2kN)图3-3-3、节点反力图(Nmax=943.24kN)经过上述分析知，贝雷梁最大弯矩Mmax2=1820kN.m，最大剪力Qmax2=812.2kN。纵向主梁选用4排单层贝雷架，则贝雷梁容许弯矩[M]=788.2×4=3152.8kN.m，容许剪力[Q]=245.2×4＝980.8kN。Mmax=1820kN.m<[M]=3152.8kN.m；Qmax=812.2kN<[Q]＝980.8kN，满足强度要求。刚度计算根据《建筑结构静力计算手册》挠度：fmax=qcl3（8-4γ2+γ3）/384EIγ=c/l=4.69m/15m=0.313fmax=850KN×15003（8-4×0.3132+0.3133）/（384×2.1×105MPa×20×105cm4）=1.35×10-3m﹤15m/400=3.75×10-3m满足强度要求。3.4承重梁壹内力分析承重梁壹作为栈桥结构的主要承重结构，是栈桥结构稳定安全的生命线，拟采用的型材为2I36a3.3节对贝雷梁的计算分析，得到最大节点反力为943.24kN4排单层贝雷，则单排贝雷对承重梁壹的作用力为943.24kN/4=235.81kN。下面对最不利情况下，承重梁壹的内力情况进行建模分析。图3-4-1、计算模型图3-4-2、计算结果(Qmax＝237.8kN，Mmax=118.6kN.m.wmax=0.005)支图3-4-3、节点反力图(Nmax=475.12kN)承重梁二内力分析：图3-4-4、计算模型图3-4-5、计算结果(Qmax＝238.6kN，Mmax=214.07kN.m.wmax=0.0018)支图3-4-6、节点反力图(Nmax=239.3kN)根据上述建立有限元模型进行分析可知，取最大荷载Mmax=214.07kN·m，Qmax=238.6kN进行桩顶承重梁的截面设计。Wx=Mmax/[σ]=214.07kN·m/145Mpa=1476cm3A=Qmax/[τ]=238.6kN/85Mpa=28.1cm2选用2I36a,查《钢结构计算手册》得各相关力学参数如下：W=2×875cm3=1750cm3,A=2×76.3=152.6cm2,I/S=30.7(I=15760cm4，S=508.8cm3)，b=1×2＝2cm，下面对其强度进行验算：σ=M/W=214.07kN·m/1750cm3×103=122.3MPa<1.3[σ]<1.3[τ]挠度，满足要求。根据上述电算结果知，在钢管桩顶截面位置剪力和弯矩均达到最大值，因此须利用第三强度理论对该截面进行组合应力验算。<1.3[σ]，满足强度要求。4钢管桩承载力根据上述计算分析知，钢管桩基础单桩承载力最大的情况出当下履带吊车在单排桩基础顶施382.58kN。考虑本项目的地质条件及设计提供的相关地质DZJ-45振动锤进行钢管桩的施工即可满足施工要求，钢管桩入土深度根据施工过程中贯入度进行现场控制。DZJ-45振动锤性能参数见下表。DZJ-45振动锤性能表偏心力矩电机功率激振力机重允许拔桩力

振动频率(kW)N·mkNkgKN450～206120033841001804.1钢管桩理论入土深度计算：JTJ254-98）第4.2.4条：式中：Qd—单桩垂直极限承载力设计值（kN—单桩垂直承载力分项系数，取1.45；U—桩身截面周长（m630mm*7钢管桩为1.979m；Φ820mm*7钢管桩为2.575m；—单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值（kPa—桩身穿过第i层土的长度（m—单桩极限桩端阻力标准值（kPa桩身截面面积，Φ630mm*7钢管桩为0.0156m2；Φ820mm*7钢管桩为0.0179m2；根据现场地质情况统计如下：地基土容桩周土极限摩阻力顶面底面高程层厚岩土编号土层名称许承载力（kPa）（m）（m）（m）（kPa）1圆砾土40092-110根据上述验算可知单排桩Φ820mm*7钢管桩为单桩最大承受荷载约475.12kN底打入砂岩夹砾岩LXm,带入上述计算公式中，则有：475.12kN＝1/1.45×（2.575×（100×LX+400*0.0179）求解得：LX＝2.65m。双排桩Φ630mm*7钢管桩为最大承受荷载约239.3kN。现假设桩底打入砂岩夹砾岩LXm,带入上述计算公式中，则有：239.3kN＝1/1.45×（1.979×（100×LX+400*0.0156）求解得：LX＝1.72m。1cm/min进行双控。3.1单桩最大竖向力河床面壹般冲刷高程为82.589m95m线79.899m处，桩顶标高取93.01m，钢管悬臂长度为13.111m。由上计算知道，φ820mm×7mm钢管桩承受竖向荷载475.12KN，φ630mm×7mm钢管桩承受竖向荷载239.3KN，见出820荷载为最大最不利，下面重点计算φ820mm×8mm钢管桩。3.2单根钢管桩流水压力计算单根桩流水压力计算：Fw=kAγv2/(2g)式中：Fw――流水压力标准值（kNk――形状系数（钢管取0.8A――阻水面积（m2γ――水的重力密度（kN/m3v――设计流速（3m/sg――重力加速度（9.81m/s2Fw=kAγv2/(2g)＝