钢栈桥施工方案最终版.docx

1、钢栈桥施工方案最终版天津汉沽寨上大桥工程栈桥及施工平台施工方案编制单位:天津第三市政公路工程有限公司编制时间:2014年8月天津汉沽寨上大桥工程栈桥及施工平台施工方案编制:审核:批准:一、工程概况 (1二、栈桥方案编制依据 (1三、现场水文地质特征 (1四、钢栈桥整体设计思路 (2五、钢栈桥构造 (4六、栈桥搭建施工工艺 (6七、栈桥拆除施工工艺 (13八、河道通航孔设置 (14九、栈桥施工专项安全保证措施 (14十、栈桥施工投入主要机械设备和材料计划 (17十一、施工栈桥计算书 (18(一条件参数 (18(二相关计算 (19(三计算结果汇总 (43(四构件计算 (43钢栈桥及施工平台施工一、

2、工程概况天津汉沽寨上大桥位于汉沽中心城区太平街上,是蓟运河汉沽中心城区东西两岸的重要交通通道,西起四纬路与一经路平交路口环岛位置,终点位于太平街与新开南路的交口,路线全长约840.235米,采用双向四车道城市主干道标准,设计车速为50公里/小时,其中桥梁长度约为237.26米,桥梁面积约7117.8平米;道路面积约32580平米;地道面积约1066平米,地道断面面积约185平米,最大基坑深度4.5米,施工内容包括道路工程、桥梁工程、排水工程、照明工程、交通工程等。本工程在施工时先在现状桥南侧新建一幅桥,待其通车后,再拆除旧桥,然后在旧桥位置新建一幅桥。本工程跨蓟运河大桥桥梁起点桩号K0+319

3、.734,桥梁终点桩号K0+556.994,桥梁总长为237.26m,分左右幅实施,此外含滨河路下穿地道、南北侧辅道、医院路通道、人行及自行车上下梯道等。蓟运河主桥宽度31m,跨径布置(20+331+(331+27.5,结构型式采用预制简支变连续小箱梁桥,桥梁面积7117.8m2;考虑行人和非机动车过桥,在蓟运河两岸引路处布置4座纵坡1:4的人行梯道,人行梯道宽度4.5m,总长度128.9m。新建滨河路地道,地道断面全宽23.6m,地道长度31.016m,地道面积732m2,新建医院路通道,通道断面全宽13.8m,通道长度31m,通道面积427.8 m2,寨上大桥工程是连接海河东西两岸的一个重

4、要节点工程,也是该地区重要的景观工程。二、栈桥方案编制依据根据现场调查,结合施工图纸,永定新河在本标段处的水文地质概况,根据对施工任务划分以及实际施工需要,参考各相关管理部门,河道安全技术要求和技术措施,结合钢结构施工规范、安全技术规范、水利安全管理措施钢结构设计规范、桩基础设计规范、岩土勘察报告等内容编制而成。三、现场水文地质特征经我们查看图纸及实地测量,本工程1-7号桥位坐落于蓟运河中,承台顶标高为0米,在蓟运河最低水位下0.5米,距河底约3-4米。桥址区河床表层图层根据勘探报告依次为淤泥质土、粉质粘土、粘土、粉质粘土、粉土、粉质粘土、粉土、粉质粘土、亚砂土、细砂。河床顶标高为-4.57,

5、最高通航水位为+3.0,正常通航水位为+1.3,常水位为+2.67,最低水位为+0.5,百年一遇洪水位为+4.67,河水深约7.24m,规划断面设计流量1300m3/s,降水量的年内分配很不均匀,主要集中在汛期7、8月份,占全年降水量的80%84%。工程位于天津市汉沽区。气候主要特点是:四季特征分明,春季多风,干旱少雨;夏季炎热,雨水集中;秋季天高气爽;冬季寒冷,干燥少雪。汛期为6月中旬至9月中旬。汛期的平均雨日在42天左右,夏季降雨量为441-568毫米,占全年降水量的80-84%,又主要集中在7、8月。四、钢栈桥整体设计思路根据设计图纸结合实际施工需要,主栈桥总长度为170米,宽度8米,跨

6、越蓟运河,栈桥跨越桩号2-7号墩,为方便施工在每个墩位处设置支栈桥即打桩平台。栈桥桥跨度为4米,每排三根距离为4米的600mm钢管桩基础,自西向东前8排钢管桩桩长15米,其余部分桩长为18米。栈桥北侧距新建桥梁外侧1米,栈桥两侧设置安全防护栏杆,栈桥设计使用期限2年,工程结束后拆除,恢复河道施工前原状。栈桥横断面示意图栈桥纵断面示意图五、钢栈桥构造栈桥桥面宽8.0m,高程+5.000m+5.5000m。栈桥桩采用600mm12mm的钢管作为桩基础。下横梁采用双拼I36b工字钢。栈桥桥头处设一混凝土地梁作为纵梁搭设基础,梁宽1m,高0.5m。上部安装间距0.6米的I36b工字钢作为栈桥纵梁,纵梁

7、上满铺2020cm方木作为桥面板,最后安装栏杆、照明等附属结构。栈桥布置形式见栈桥平面、横、纵断面以及栈桥布置3D图。栈桥总平面布置图栈桥横断面结构图栈桥纵断面结构图栈桥桥头处纵断面结构图六、栈桥搭建施工工艺施工工艺流程1、主要施工方法(1钢管桩制作卷制钢桩的钢板,必须符合设计及规范要求,管节拼装定位应在专门台架上进行,管节对口应保持在同一轴线上进行。管节管径差,椭圆度以及桩成品的外形尺寸必须满足规范要求。钢管桩焊缝质量应符合要求。栈桥钢管桩为直径600,壁厚=12mm。栈桥施工工艺流程框图(2下沉钢管桩栈桥跨度4m,栈桥的架设采用65T履带吊、DZ60型振动锤逐跨打桩搭设栈桥。施工时注意履带

8、吊悬出长度,现场要根据吊机的实际性能进行施工,如与设计有不符的地方及时沟通解决,不能野蛮施工。栈桥搭设过程见栈桥搭设示意图。栈桥桥头混凝土地梁施工振动下沉钢管桩焊接钢管桩之间的槽钢连接吊装横梁双拼工字钢吊装纵梁工字钢铺设方木桥面板安装防护栏杆等附属设施在已做好的桥面板上重复上述步骤,直至栈桥施工完毕钢管桩施沉前根据桩位图计算每一根桩中心的平面坐标以及沉入后标高,同时确定好沉桩顺序,防止先施打的桩妨碍后续的桩施工。沉桩顺序:钢管桩施沉总体按照先上游后下游,先岸侧后河侧的施工顺序进行。钢管桩平面位置及垂直度调整完成后,开始压锤,依靠钢管桩及打桩锤的重量将其压入土层,技术员复测桩位和倾斜度,偏差满足

9、要求后,开始锤击。钢管桩的最终桩尖标高由入土深度控制,若钢管桩无法施打至设计标高,及时汇报、分析原因,拿出解决办法,直至钢管桩的入土深度满足设计要求和已证明钢管桩达到了设计承载力。另外一种情况是达到了设计入土深度,但钢管桩还是急速下沉,要以锤击度来复核。(3沉桩偏差沉桩偏差:桩位平面位置:5cm桩顶标高:2cm桩身垂直度:1%桩的平面位置特别重要,钢管桩的位置与承台距离较小,不能出现较大的平面位置偏差,否则将影响今后的承台施工。(4桩间斜撑每排钢管桩下沉到位后,应进行桩之间的连接,增加桩的稳定性,避免汛期涨水来时发生意外事件,连接材料采用12槽钢,槽钢尺寸需根据现场尺寸下料,高程位置根据施工时

10、实际水位情况确定。焊缝质量满足设计及规范要求。(5下横梁双拼I36b工字钢处理和安装及桩顶处理I36b双拼工字钢在与纵梁工字钢接触部分加焊加劲板,增强局部刚度。I36b双拼工字钢安装,直接嵌入钢管桩内,露出桩顶26cm。I36b双拼工字钢在钢管桩位置及主纵梁搁置位置加焊加劲板加强。(6I36b工字钢纵梁安装纵梁的位置需放线后确定,以保证栈桥轴线不偏移,纵梁采用履带吊配合人工吊装,施工时注意安全。吊装到位后,横向、竖向均焊定位挡块及压板,将其固定在横梁工字钢上。(7桥面板铺装及附属结构施工桥面板宽8m,采用2020方木满铺,方木应无腐朽,没经过浸泡的好方木,方木采用一定措施进行整体连接和固定,主

11、要是防止车辆在上方行驶产生震动和异响。栈桥栏杆高1.2m,采用503mm焊接钢管焊接,立柱间距1.5m,焊在栈桥桥面板上。栏杆之间布设密目网,电缆等搁置托架用75角钢焊接在I36b上,每隔2米焊一根,主要电缆和输水管等设施搁置在上面,减少对交通的干扰。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。在栈桥上两边每隔15m交替布置路灯,供夜间照明。2、施工作业平台的施工施工作业平台主要是为钻孔灌注桩打桩及后续承台施工提供坚实稳定的平台,施工作业平台的施工基本上同栈桥施工方法。平台同样采用钢管桩基础,纵横工字钢

12、梁搭设,根据设计好的平台图纸,铺设面板七、栈桥拆除施工工艺(一栈桥拆除的施工步骤(二拆除桥面系桥面系由两部分组成:方木桥面板以及桥面上安装的防护栏杆和用电线路。应首先拆除用电线路,然后拆除桥面栏杆等附属设施,割除桥面板与纵梁工字钢之间的连接结构,最后人工配合机械吊运桥面板方木。(三拆除纵、横梁工字钢钢工字钢采用65T履带吊在前一跨上吊装拆除。施工时注意首先拆除工字钢之间的连接,再进行吊运。吊运时注意人员及机械安全。(四拆除钢管桩1、振动拔桩钢管桩目前实际入土深度在12m18m之间,计划采用吊车配合振动锤进行拔桩。2、水下切割如遇到个别钢管桩不能拔出,需进行水下切割。水下切割利用交通船配合专业潜

13、水员进行。交通船定位后,将安全绳一端系在潜水员身上,另一端栓在交通船上,缓慢放潜水员下水,同时利用履带吊将待切割钢管上的钢丝绳拉紧成受力状态,防止钢管桩失稳。潜水员按要求将钢管水下切割后,将钢管吊放到运输车上堆放、处理。八、河道通航孔设置为满足河道管理处所要求的河道临时通航要求,我们计划在4、5号墩处,设置通航孔,即该处选三跨,施工完成钢管桩并铺设完双拼工字钢横梁后,上铺14米通长的工字钢作为纵梁,其上再满铺2020的方木。一旦有通航要求时,可第一时间拆除方木,吊走纵、横梁后,迅速拔除之间的两排(共6根钢管桩,即可留出12米宽的通航孔以供通航。待通航结束,我们再对栈桥进行恢复。九、栈桥施工专项

14、安全保证措施(一安全管理组织机构1、根据天津汉沽寨上大桥工程特点,成立项目经理为组长的安全生产领导小组,各作业层成立相应的安全管理机构,配齐专职安全员。2、项目部工程管理部设安全管理组,配组长1人,专职安全工程师1人,内业工程师1人。各专业施工队配有专职安全员1人,各班组配有兼职安全员1人,各级安全员挑选思想好、作风扎实、身体健康、责任心强、坚持原则、具有一定安全技术水平和施工经验的人员担任。3、安全生产领导小组职责(1贯彻落实河道主管部门等安全生产方针、政策、法律、法规、规范、标准、条例及上级有关安全生产的要求。(2研究、制定对天津汉沽寨上大桥工程的各项安全管理规定、办法、制度、措施和预案,

15、及重要安全生产活动,并督促落实。(3研究、协调、解决安全生产中存在的重要问题。(4定期组织召开安全会议,定期进行安全教育,对安全生产情况进行分析,及时提出强化安全管理的措施。(5定期组织安全大检查,对存在的安全隐患提出整改措施,并监督落实。(6组织开展各项安全生产竞赛活动,为施工创造安全、文明的生产环境。(7对安全事故进行调查处理,制定预防事故重复发生的措施,制定各种安全生产应急预案,危险源辩识。(二施工安全注意事项1、钢管桩制作,必须符合设计及规范要求,并按规范进行抽检。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,栈桥施工每跨的各种构件安装可靠后,才能上

16、重载。2、每排钢管桩施打完毕,应立即进行桩间连接,钢联撑焊接质量可靠,以保证桩的稳定性。3、在汛期及洪水期间必须经常测量栈桥桩位处受冲刷的情况,冲刷超过设计要求时,必须及时抛砂袋进行河床维护。4、开始沉桩时宜用自重下沉,待桩身有足够稳定性后,再采用振动下沉。5、桩帽或夹桩器必须夹紧桩头,以免滑动降低沉桩效率、损坏机具。6、夹桩器及桩头应有足够夹持面积,以免损坏桩头。7、履带吊顶滑轮、振动锤和桩轴线必须在同一垂直线上。8、沉桩过程中应控制振动锤连续作业时间,以免因时间过长而造成振动锤损坏。9、每根桩的沉桩作业,须一次完成,不可中途停顿过久,以免土的摩阻力恢复,继续下沉困难。10、沉桩完成后可用氧

17、割切除多余桩头。11、栈桥拆除施工注意事项(1人工拆除1进行人工拆除作业时,作业人员应站在稳定的结构或脚手架上操作,被拆除的构件应有安全的放置场所;2人工拆除应从上至下、逐层拆除分段进行,不得垂直交叉作业;3栏杆、防护等构件应与结构整体拆除进度相配合,不得先行拆除;(2机械拆除1施工中必须由专人负责监测被拆除结构的安全状态,做好记录,当发现有不稳定状态的趋势时,必须停止作业,采取有效措施。2拆除施工时,应按照施工方案选定的机械设备及吊装方案进行施工,严禁超载作业或任意扩大使用范围,供机械设备使用的场地必须保证足够的承载力,作业中机械不得同时回转、行走;3拆除作业的起重机司机,必须严格执行操作规

18、程;4信号指挥人员必须按照现行国家标准起重吊运指挥信号GB5082的规定作业。(三安全保证措施为了加强安全生产管理,防止和减少生产安全事故,保障寨上大桥工程建设中的人身和财产安全,结合工程实际情况,特制定如下栈桥安全技术措施措施。1、栈桥上同向车辆间距不得小于24m,车速不得大于8km/h。成立保护栈桥航道安全领导小组设立专人日常巡视,明确工作职责,落实岗位责任。2、设立警示旗警示灯,夜间通道设置足够的照明灯。3、配备有一定水上作业经验的人员负责作业管理,加强日常检查、巡查及时发现和消除安全险情和隐患。4、栈桥两侧配备救生圈、救生绳、灭火器等安全设施。5、开工之初,必须向河道部门了解航道情况、

19、通航要求,细化施工方案。同时向河道部门办理有关的手续,施工现场严格按要求设好防护措施。6、栈桥、施工平台的搭设,严格遵照河道部门的规定,不得破坏河堤、侵入航道。7、水上施工人员必须戴安全帽,穿救生衣。8、水上施工时必须有专人指挥,用对讲机及指挥旗等指挥。9、起重机操作人员必须持证上岗,且证件必须在有效期内,每辆起重机械必须配备司机、司索、指挥各三名操作人员,并经过有关单位安检合格后方可使用。10、起重机吊装作业前,操作人员应检查起重机械地基或基础、吊索具、被吊物的捆绑情况、架空线、周围环境。开始吊装前,吊装人员必须详细检查被吊设备捆绑是否牢固,是否找准重心,吊点、吊环焊接是否牢固,严禁超负荷使

20、用吊索吊具。任何人不准随同吊装设备或吊装机具升降。11、吊装设备或构件时,在作业范围内应设警戒线并有明显的标志,严禁非工作人员通行。在吊装时,施工人员不准在设备或构件下面及受力索具附近停留。严禁在大风时进行吊装工作,不得在雷暴雨等恶劣气候吊装设备,夜晚进行吊装工作,必须有充足的照明。在吊装过程中,如因故中断时,必须采取安全措施,不得使设备或构件悬空长时间停留。12、履带吊在栈桥上沉桩时,履带最前端悬臂处于40的水平距离不得超过3米,吊车应居中,以保证栈桥和吊车安全。每排钢管桩施打完毕,应立即进行桩间连接,钢连撑焊接质量可靠,以保证桩的稳定性。十、栈桥施工投入主要机械设备和材料计划机械使用计划表

21、材料使用计划十一、施工栈桥计算书(一条件参数栈桥承载力要求:一台65t履带吊;9m3混凝土运输车;1、65t履带吊技术参数:履带吊自重及起吊荷载总计按照100t考虑1履带吊全长6m,宽度4.7m;2履带着地长度按6.0米计;3履带中心距3.9米;4履带宽度0.8m;5施工期间最大活荷载按照100t考虑;6荷载:吊车自重及吊装物的重量共计100t。2、混凝土运输车技术参数根据公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004及现场实际勘测,本次工程混凝土运输车可承载混凝土为9m3,车辆自重25t,车辆纵向三排轮,纵向轮距分别为3.4m、1.4m,横向轮距为1.8m。前轮着地面积(单排轮后轮着地面积(双

22、排轮(二 相关计算 1、 履带吊计算履带吊产生的单位面积荷载值:2/1028.0628.9100m kN A Q q = 1 2020cm 方木计算对于方木的计算,以上层单拼I360b 工字钢为支点,工字钢间距为0.8m ,即方木计算跨度为0.8m 。采用最不利的布置方式,即0.8m 单侧履带吊荷载全部作用于方木上,计算简图如下:线荷载:m kN q /36.1818.01021=计算结果如下: 弯矩图:2剪力图:x2位移图:x从图中可以看出:方木最大弯矩值m kN M =83.0max ,最大剪力值kN V 51.5max =, 最大位移位移第1单元的中部:mm f 03.0max = 方木

23、正应力:226max max/62.0200200611083.0m m N WM =2/11mm N f m =方木剪应力:23max max/21.02002001051.52323mm N A V =2/2.1mm N f v = 以上均满足相关设计规范要求。 2 上层I360b 工字钢纵梁计算纵梁采用I360b 工字钢,纵梁间距0.8m ,其下部采用双拼I360b 工字钢作为支撑。计算时按照最不利工况,考虑单侧履带完全作用于纵梁上,按照两跨连续梁计算,计算简图如下:线荷载:m kN q /6.818.01022=计算结果如下: 弯矩图:x4剪力图:x4位移图:x从图中可以看出:I360

24、b 纵梁工字钢最大弯矩值m kN M =5.127max ,最大剪力值kN V 08.195max =, 最大位移位移第1单元的中部:m f 00424.0max = 纵梁正应力:236max max/7.13810919105.127mm N W M =2/215mm N f m = 纵梁剪应力:23max max/7.5312103.301008.195mm N It S V w =2/125mm N f v = 以上均满足相关设计规范要求。 3 双拼I360b 工字钢横梁计算m kN q /36.1818.01023=-方木履带吊方木受力简图:作用于上层I360b工字钢的线荷载为:7.8

25、/0.18=43.3kN/m;上层I360b工字钢受力简图:下层双拼I360b工字钢计算简图:双拼I360b工字钢横梁最大弯矩为:M=240.5kN.m Q=200.4kN4 钢管桩计算横梁采用双拼I360b 工字钢,按照实际布置情况,采用2跨连续梁进行计算,跨度为4m 。荷载沿栈桥纵向分布:当履带吊在栈桥上行驶的过程中,其中心位置行驶至横梁上时,沿栈桥纵向,两侧桩位受力相对较小,大部分荷载集中在该桩位处。荷载沿栈桥横向分布:栈桥宽度8m ,履带吊宽度4.7m ,可按照两种工况进行考虑。一种是履带吊中线与栈桥中线相重合,即履带吊沿栈桥中线行驶;第二种是履带吊在栈桥一侧行驶。计算时采用两种工况分

26、别计算,取其最不利计算结果。 第一种工况:履带吊在栈桥中间行驶,履带间距3.9m ;m kN q /36.1818.01023=-方木履带吊作用方木上计算简图如下:即左侧履带在纵梁上的分配为:边侧第二根纵梁受力为3.6kN/0.18m 、第三根纵梁受力为11.1/0.18mkN ,右侧与其对称。边侧第一根纵梁及中间纵梁基本不受力。作用在纵梁上的线荷载:m kN q /2018.06.313=-纵梁;m kN q /7.6118.01.1123=-纵梁。 纵梁2受力简图如下:纵梁3受力简图如下:分别得出每根纵梁的支反力,即双拼I360b 工字钢所受荷载。 纵梁1:0kN ; 纵梁2:92.6KN

27、 ; 纵梁3:285.6kN ;纵梁4、纵梁5、纵梁6、纵梁7、纵梁8:0KN ; 纵梁9:285.6kN 纵梁10:92.6kN ; 纵梁11:0kN ;将纵梁集中力施加于双拼I360b 工字钢横梁上,横梁计算简图如下:计算结果如下:弯矩图:x7剪力图:位移图:x从图中可以看出:双拼I360b横梁工字钢最大弯矩值mkNM=37.187max,最大剪力值kNV56.220max=,最大位移位移第2单元的端部:m f 00133.0max = 横梁正应力:236max max/9.1011091921037.187mm N W M =2/215mm N f m = 横梁剪应力:23max max

28、/3.3012103.3021056.220mm N It S V w =2/125mm N f v = 以上均满足相关设计规范要求。 钢管撑支座反力:kN R 64.1571=; kN R 12.4412=;kN R 64.1573=;第二种工况:履带吊在栈桥一侧行驶,履带间距3.9m ;m kN q /36.1818.01023=-方木按照最不利位置考虑,即履带边缘压在最外侧工字钢上,计算简图如下: 左侧履带:右侧履带:作用在纵梁上的线荷载:m kN q /6.2518.06.413=-纵梁; m kN q /8.5718.04.1023=-纵梁; m kN q /7.118.03.073

29、=-纵梁; m kN q /4.6418.06.1183=-纵梁; m kN q /6.1518.08.293=-纵梁。 纵梁1受力简图:纵梁2受力简图:纵梁7受力简图:纵梁8受力简图:纵梁9受力简图:分别得出每根纵梁的支反力,即双拼I360b工字钢所受荷载。纵梁1:118.5kN、纵梁2:267.6KN、纵梁7:7.9kN、纵梁8:298.1KN、纵梁9:72.2kN、将纵梁集中力施加于双拼I360b工字钢横梁上,横梁计算简图如下:计算结果如下:弯矩图:x7剪力图:位移图:从图中可以看出:双拼I360b 横梁工字钢最大弯矩值m kN M =56.165max ,最大剪力值kN V 16.26

30、2max =;最大位移位移第2单元的端部附近:m f 00173.0max = 横梁正应力:236max max/901091921056.165mm N W M =2/215mm N f m = 横梁剪应力:23max max/3612103.3021016.262mm N It S V w =2/125mm N f v = 以上均满足相关设计规范要求。 钢管撑支座反力:kN R 48.2845.11898.1651=+=; kN R 78.36316.26262.1012=+=;kN R 01.1163=; 2、 混凝土运输车计算混凝土的单位面积荷载值:2/7763.02.0108.992.525m kN A Q q =+=(前轮 2/7766.02.058.992.525m kN A Q q =+=(后轮 1 2020cm 方木计算对于方木的计算,以上层单拼I360b 工字钢为支点,工字钢间距为0.8m ,即方木计算跨度为0.8m 。采用最不利的布置方式,后轮位于方木跨度中间位置处。线荷载:m kN q /14018.07761= 计算简图:计算结果如下: 弯矩图:x2剪力图:x2位移图