省道103钢便桥专项施工方案.doc

S103上派至庐城段工程项目03标杭埠钢栈桥专项施工方案一、工程概况本标段起讫桩号为K19+500-K28+000，桥梁总长1581m，为省道103上派至庐城段工程建设项目项目第03合同段。主桥跨径组合为：24×25+（80+140+80）+27×25，主桥上部结构主梁采用单箱单室预应力混领土连续梁，主要用于跨越杭埠河的南北岸，。其中24号墩位于滩地，25号墩（主墩）、26号墩（主墩）位于水中。二、主要设计参数相关数据如下：粉质粘土=45Kpa, 粘土=45Kpa,，百年一遇水位13.00m，设计通航最高水位12.11m，实测水位7.174m。24号墩滩地高程7.767m， 25号墩河高床顶高程3.7m。根据重现期十年的洪水位，北岸高程，确定北岸桥面设计标高为13.500m。三、设计要点杭埠河钢栈桥全长51m，在25号墩处设置起吊平台，为贝雷钢架梁连续梁结构为8孔一联，边跨计算跨径为10.95m和7.95m，中跨计算跨径均为12m和9m；桥面净宽为4.5m，桥面板采用顶面12mm厚Q235热轧钢板，下铺I12.6工字钢做纵向分配梁，横向分配量为I28a工字钢；设计荷载根据使用要求为汽车-超20级，挂车120。桥台和桥墩均为直径63cm×10mm钢管桩，单个桥台桥墩钢管桩均为4根，桩帽为I36a双拼工字钢，纵梁选用贝雷梁6片，桥面板和主梁，及主梁和桩帽均采用C形卡扣焊接固定。四、总体施工方案钢管桩采用90型振动锤打入，起吊机械为50T履带吊，从一端桥台向另一端逐孔进行施工，施工顺序为：桥台打桩桥台桩帽拼装桥墩打桩、桩帽拼装吊装第一孔主梁铺装第一孔桥面履带吊上便桥桥面下一桥墩打桩、桩帽拼装吊装第二孔主梁吊装第二孔桥面同样工序至桥面施工结束护栏及防护设施安装。（一）、钢栈桥墩台施工 钢栈桥桥台桥墩均为钢管钢管桩础，单个桥台桥墩均为4根钢管桩，钢管桩采用履带吊起吊90型振动锤打入，入土深度设计为7.5m,实际以地质情况和振动贯入度进行控制，满足要求后停止振入。钢管桩施沉前根据桩位图计算每一根桩中心的平面坐标，直桩直接确定其桩中心坐标。桥台桥墩桩帽施工，采用墩顶开口将32双拼工字型钢放入开槽内进行焊接固定，钢管桩顶与双拼工字钢交接处焊接加劲板。钢管桩顶向下2m高设置75×8槽钢水平横向联接和斜向剪刀撑，所有焊接均采用双面满焊。沉桩偏差：±20cm；桩位平面位置：±10cm；桩顶标高：±10cm；桩身垂直度：1%。 栈桥搭设示意图（二）、主梁施工钢栈桥主梁为贝雷钢架主梁，主梁采用岸上拼装成型，第一孔主梁由50T履带吊直接吊装，同时安装桥面板，第二孔安装采用50T履带吊上钢栈桥，将拼装成型主梁吊装接长至下一墩顶，吊装桥面板，桥面板安装固定完毕后，同样方法进行下一孔施工，直至桥面板施工结束。（三）、桥面护栏施工桥面护栏采用48mm钢管进行现场安装制作，高度为1.2m,立柱间距1米，横杆等间距设置三道，栏杆用红白两种颜色交错涂漆，北桥长度为96m，南桥长度为108m，同时在便桥两端设置防撞墩，防撞墩上黏贴警示反光标志。在栈桥上隔一段距离设置车辆限速行驶警示牌，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。在栈桥的上下游安装航标指示灯，在栈桥上两边每隔15m交替布置路灯，供夜间照明。五、主要设备设备名称规格型号功率单位数量交通船50t艘1履带吊50t台1振动锤9075kw台1交流电焊机30 kw台10轮胎吊25t辆1载重汽车10t辆1装载机ZL-50辆1六、主要材料材料名称规格型号单位数量钢管桩630mm×10mmm1440.54钢板12mmm2949.5工字钢I36am504工字钢I28am685.5工字钢I12.6m3246贝雷梁1.5×3片342角钢75×8t9钢筋16t8钢筋12t8七、 北岸钢栈桥计算书本桥净宽4.5m，跨径为10.95m12m9×2+7.95m，全长包括桥台共48m；平面、立面、断面图如下： 桥台、桥墩均为63cm钢管桩，单个桥台桥墩共4根钢管桩，横桥向2桩间距3.6m,顺桥向2m,钢管桩顶横桥向设I36a双拼工字钢横担；桥墩横担工字钢与贝雷钢架主梁竖杆应对应安装，横担上设骑马卡将贝雷钢架固定。（一）荷载布置1、上部结构恒重（4.5米宽计算）12钢板：4.5×1×0.012×7.85×10=4.24KN/mI12.6纵向分配梁:14.21*16*10/1000=2.27KN/mI28a横向分配梁:43.47*4.5*8/12=1.30KN/m贝雷梁：每片贝雷重287kg（含支撑架、销子等）：287×6×10/3/10005.74KN/mI36a下横梁:0.6KN/m2、活荷载30t砼车履带吊65t:自重60t+吊重20t施工荷载及人群荷载：5KN/m2考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距不小于24米，即一跨内同方向最多只布置一辆重车。（二）、上部结构内力计算1、贝雷梁内力计算 <1>、栈桥12m跨 计算跨径为L计=12m(按简支计算)。弯矩M: 300KN砼车（一辆）（按汽车20级重车）布置在跨中时：Mmax1=0.25×120×12+4.6/12×120×12/2+2/12×60×12/2=696kN.m 履带-65布置在跨中时履带-65履带接触地面长度为5.3m，近似按集中荷载计算，P=600KNMmax2=1/4×600×12=1800.0kN.m 恒载M=0.125×13.55×122=243.9kN.m对支点剪力Q: 30t砼车行驶临近支点时：Qmax1=120+120×(10.6÷12)+60×(6.6÷12)=259kN 履带-65前方临近支点时:Qmax2=9.35/12×600=467.5kN 恒载内力：Qmax4=0.5×13.55×12=81.3KN荷载组合：贝雷梁上最大内力为65t履带吊与恒载组合：栈桥上不考虑履带吊的吊重及桥面施工荷载和人群荷载。Mmax=1.3×(1800+243.9)=2657.07kN.mM=788.2×6kN.m=4729.2KN.mQmax=1.3×(467.5+81.3)=713.44kNQ=245.2×6=1471.2kN满足。选用6片,单排。具体结构尺寸见设计图纸。<2>、工作平台15m跨计算跨径为L计=15m(按简支计算)。弯矩M: 30t砼车（一辆）布置在跨中时：Mmax1=0.25×120×15+6.1/15×120×15/2+3.5/15×60×15/2=921kN.m 履带-65吊重200KN布置在跨中时Mmax2=1/4×(600+200)×15=3000kN.m 施工荷载及人群荷载Mmax4=0.125×5×6×152=864kN.m 恒载M=0.125×13.55×152=381.1kN.m对支点剪力Q: 30t砼车行驶临近支点时：Qmax1=120+120×13.6÷15+60×9.6÷15=267.2KN 履带-65前方临近支点时:Qmax2=800×12.35/15=658.7kN 施工荷载及人群荷载：Qmax3=0.5×5×6×15=225KN 恒载内力：Qmax4=13.55×15/2=101.6kN荷载组合：贝雷梁上最大内力为65t履带吊与恒载组合：履带吊在吊重200KN的情况下不考虑桥面施工荷载和人群荷载。贝雷架按间距1m计算。Mmax=1.3×(3000+381.1)/6=732.6kN.mM=788.2kN.mQmax=1.3×(658.7+101.6+225)/6=164.7kNQ=245.2kN满足。选用贝雷梁间距1m，单排。具体结构尺寸见设计图纸。2、I28a横向分配梁内力计算<1>、栈桥 30t砼车时砼罐车半边车轮布置在I28a横向分配梁的跨中情况为最不利，不考虑I12.6的分布作用。Mmax1=1/4×120/2×0.8=12kN.m砼罐车半边车轮布置在靠近支点时剪力最大：Qmax1=60kN 履带-65履带65的履带接地宽度0.7m，如上图布置，履带吊布置在I28a 跨中时有四根I28a横向分配梁承受；布置在临近支点时考虑四根I28a横向分配梁承受。履带65的自重600KN作用时考虑每个履带支点承受1/2荷载，即300KN。每根I28a受力如下：Mmax2=1/4×300×0.8/4=15kN.mQmax2=300/4×0.45/0.8=42.19kN 恒载 q=(4.24+2.27)/4.5×1.5=2.17KN/mM=1/8×2.17×0.82=0.17KN.mQ=2.17×1/2=1.085KN荷载组合：贝雷梁上最大内力为履带吊与恒载组合：履带吊在其上方时情况为最不利。I28a Wx=508cm3 A=2×18.1=55.4cm2则=M/W=(15+0.17)×103/508.2 =29.86MPa<=205Mpa（见路桥施工技算手册，下同）Qmax/A=(42.19+1.085)/55.4×10=7.81MPa<=115Mpa （见路桥施工技算手册，下同）<2>、工作平台 30t砼车时砼罐车半边车轮布置在I28a横向分配梁的跨中情况为最不利，不考虑I12.6的分布作用。Mmax1=1/4×120/2×1=15kN.m砼罐车半边车轮布置在靠近支点时剪力最大：Qmax1=60kN错车时轮压在主纵梁上或附近处，不是最不利情况，不计算。 履带-65履带65的履带接地宽度700mm，如上图布置，履带吊布置在I28a跨中时有四根I28a横向分配梁承受；布置在临近支点时考虑四根I28a横向分配梁承受。履带65的自重600KN和吊重200KN作用时考虑每个履带支点承受1/2荷载，即400KN。每根I28a受力如下：Mmax2=1/4×400×1/4=25kN.mQmax2=400/4×0.65/1=65kN 恒载 q=(4.24+2.27)/4.5×1.5=2.17KN/mM=1/8×2.17×12=0.27KN.mQ=2.17×1/2=1.085KN 施工荷载和人群荷载q=5×1.5=7.5KN/mM=1/8×7.5×12=0.94KN.mQ=7.5×1/2=3.75KN荷载组合：贝雷梁上最大内力为履带吊与恒载组合：履带吊在其上方时情况为最不利。I28a Wx=508.2cm3 A=2×18.1=55.4cm2则=M/W=(25+0.27+0.94)×103/508.2 =51.57MPa<=205MpaQmax/A=(65+1.085+3.75)/55.4×10=12.61MPa<=115Mpa 3、I12.6纵向分配梁内力<1>、30t砼车计算跨度为1.5m。单边车轮布置在跨中时弯距最大Mmax1=1/4×60×1.5=22.5KN.m单边车轮布置在临近支点时剪力最大Qmax1=60KN<2>、履带-65 Mmax2=1/8×75.5×1.52=21.2KN.mQmax2=1/2×75.5×1.5KN.m=56.6KN恒载:4.24/4.5×0.3=0.28 KN/mMmax2=0.28×1/8×1.52=0.08 KN.mQ=0.28×1.5/2=0.21KN施工荷载和人群荷载:q=5×0.3=1.5KN/mM=1/8×1.5×1.52=0.42KN.mQ=1.5×1.5/2=1.13KN无论履带吊还是砼罐车作用在I12.6上按两根计算:I12.6 Wx=77.529×2155.1cm3 A=2×18.1=36.2 cm2则 =Mmax/Wx=(21.2+0.08+0.42)/155.1×104=139.91MPa<=200MpaQmax/A=(56.6+0.21+1.13)/36.2×10=16.01MPa<=115Mpa满足。I12.6布置为间距300mm。4、桥面钢板内力 取1米宽板条,按单向板计算,当荷载为30t砼车时为最不利。跨中弯矩 MOP=0.125×(40+60)×(0.3-0.074)2=0.64Kpa有效分布宽度a=0.3m最大弯矩为M=MOP/a=0.64/0.3=2.1kPaW=bh2/6=1×0.012/6=1.67×105m3=M/W=2.1×103/1.67×10-5=125.7MPa<=205Mpa 满足要求。5、I36a下横梁内力<1>、栈桥履带65作用在下横梁正上方时，下横梁受力最大，此时恒载考虑作用在最边上的两组桁架上，再传递给下横梁及钢管桩上。Pmax=300kNMmax=0.25×300×3.6=270kN.mWx=875*2cm3 A=76.3×2=152.6cm2=Mmax/Wx=270×103/875/2=154.3MPa<=205MpaQmax/A=300/152.6×10=17.7MPa<=115Mpa满足要求。<2>、工作平台履带65作用在下横梁正上方时，下横梁受力最大，此时恒载考虑作用在最边上的两组桁架上，再传递给下横梁及钢管桩上。Pmax=400kNMmax=0.25×400×3.2=320kN.mWx=875*2cm3 A=76.3×2=152.6cm2=Mmax/Wx=320×103/875/2=182.86MPa<=205MPa Qmax/A=400/152.6×10=26.2MPa<=115Mpa满足要求。6、钢管桩承载力计算<1>、计算设计钢管桩承载力钢管桩按摩擦桩设计,土质为粉质粘土、粘土，从路桥计算手册查取相关数据按内外侧双面摩擦进行计算，63钢管桩入土深度为7.5m，单根钢管桩的容许承载力为：P=1/2(Uilii+AR)=1/2×(1.88×2.2×1×45+1.88×4.3×1×45+2200×0.32×3.14=606.96 KNU 桩的周长,m；l 桩在土层中的长度，m； 与l相对应的各土层桩侧极限摩阻力，Kpa.<2>、栈桥处单桩实际最大需承力,考虑1.3的安全系数P=1.3×(9.35/12×600+13.55×12/2+0.6*4.5×2)/2=360.23kNP= 606.96 KN 满足要求。<3>、工作平台处单桩最大需承力,考虑1.3的安全系数P=1.3×(12.35/15×800+13.55×15/2+0.6*2.8×2+0.5×5×15×2.8)/2 =564.62kNP= 606.96 KN 满足要求。<4>、钢管桩稳定性验算 钢管桩自由长度河床底标高为：3.7 m，桩顶标高为：11.858m,自由长度=11.858-3.7-2=6.158（扣除桩顶向下2.0m剪刀撑高度） 直径63cm钢管桩截面特性强度计算 立柱抗压截面A=19477.9mm2。max=F/An=564620N/19477.9=28.99(N/ mm2 )<f=205(N/ mm2 ) 即强度符合要求。稳定性计算由特性图可知回转半径i=21.923，自由长度6.158m=6.158×100/21.923=28.089根据值查表可知轴心受压构件的稳定系数=0.924max=564.62×1000/19477.9=28.99N/(A)= max /=28.99/0.924=31.374(N/ mm2)<f=205(N /mm2 )即稳定性符合要求。抗弯剪验算假设在桩顶施加100kN的水平力则=M/W=100*6.158*103/5943.843 =107.941MPa<=205MpaQmax/A=100/194.779×10=5.13MPa<=115Mpa均满足要求。八、质量保证体系1、 质量保证体系，如图2、制定严格的工程质量检测制度（1）建立健全以项目经理为首的质量管理体系，项目部各部门明确质量管理范围、责任、技术科各部门分级落实责任制。（2）建立并健全两级管理制度，所有工序需经作业队自检合格后方可上报项目经理部，项目经理部需对作业队所报材料认真进行审查，并通过进一步测量复核，在确认合格后经理部再将资料报送总监办、建设办，以确保测量结果的准确率。（3）现场工程技术人员做到认真、细心负责，推行复核检验制度。（4）认真检查各型材的进场质保书；对全桥组装件的拼装质量进行检查；全桥焊接严格按照相关操作规程进行，保证焊接的质量。（5）推行计划管理各施工组，各组根据总计划指标要求制定本组、本施工点的计划。3、安全保证体系框图，如图：4、 制定严格的安全生产管理制度（1）构件吊装和安装须遵守公路工程施工安全技术规程、起重机械安全操作规程以及其他相关安全操作技术规程，并要对每一个相关操作人员进行现场安全交底，确保施工安全。（2）施工过程中，施工人员和技术人员必须带好安全帽，高空作业时要系好安全带。（3）吊装过程中，无关人员应退至安全范围之外，吊车臂架下和工作半径范围内不得站人。（4）吊装或拖拉过程中必须派专人指挥和协调运作，发现不安全因素和任何违规操作立即制止，纠正后方可继续吊装或拖拉。（5）现场注意用电、用火安全，每天施工完毕应收好电线、气瓶，做到工完场清，并及时关闭电闸。（6）全桥需24小时专人看护，桥两侧采用挡板阻隔封闭。5、观测体系因该便桥须使用两年，必须对全桥加强观测、记录，具体措施如下：（1）前期每周一次对全桥进行测量观察，对全桥的沉降、偏位进行记录，待稳定后每月测量一次。（2）保证每月对全桥拼装点、焊点焊缝及各型材检查一次，如发现关键焊点焊缝生锈老化、关键型材明显形变，应立即通知项目部，临时封闭交通，采取补强措施。- 16 -