天津市某特大桥工程钢便桥施工方案.docx

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天津市某特大桥工程钢便桥施工方案

xxxx特大桥工程

钢

便

桥

施

工

方

案

承包人名称：

投标人地址：

邮政编码：

日期：

二〇〇八年十一月三十日

一、工程概况

钢便桥工程位于天津市xx大道南延线上，紧邻xx区xx桥，xxxx特大桥西50cm平行线上，钢便桥全宽4.5m，桥梁全长1084.66m，桥梁建筑面积为4880。

97㎡。

由10m一跨Ф630钢管桩基础（壁厚8mm、桩长14m）、430工字钢承台，每台布置2根Ф630钢管桩，上部采用定型军用贝雷架架设，上模桥面采用@15cm25B槽钢铺设后上铺8mm厚钢板，钢板局部用钢筋头固定、组成。

根据本标段工程特点和施工现场实际情况，可知这座桥的施工便桥搭设、施工分项工程，既是本桥的关键也是本桥的施工难点。

我们将把这些分项工程作为重点进行组织施工。

按照工期要求，本工程计划2008年12月开工、2009年6月30日前完成，总工期约7个月。

二、现场平面布置

1、平面布置原则

平面布置力求科学、合理，充分利用有限的场地资源，最大限度的满足施工需要，确保既定的质量、工期、安全生产、文明施工四大目标的实现。

2、施工道路

根据现场平面布置图和现场的实际情况，按场地内原来的河道坡向，对场地进行平整，修筑宽6米现场临时道路。

现场路基铺100毫米厚砂夹石，压路机压实，纵向坡高2%。

3、材料堆放

为了保证现场材料堆放有序，堆放场地将进行硬化处理，即钢筋、型钢、钢护桶、砂石料、周转料场等做成一块面积较大的石子场地。

材料尽可能按计划分期、分批、分段供应，以减少二次搬运。

主要材料的堆放，应严格按照《施工现场平面布置图》确定的位置堆放整齐。

三、施工方案

1、施工准备

施工前组织有关专业技术人员熟悉图纸，组织技术交底。

材料供应部门，提出外加工定货单，并提出工料分析和进行图纸会审，进行设计交底。

2、施工现场临时用电

施工现场安排120KW发电机供电，桥梁北侧一路，东南侧一路，西南侧一路，电焊机两路，震动锤一路。

每隔一段各设流动配电箱一个，所有动力线路均用电埋地暗敷设设置引入，分别设配电箱控制。

夜间照明采用低压行灯。

3、钢结构工程

钢结构工程包括：

浮吊机打桩工程、贝雷架、型钢铺设横梁、纵梁工程、槽钢、钢板铺设桥面工程三大工种，施工生产中必须密切配合，统筹安排，合理组织，确保构件的施工质量。

4、施工工序：

施工便桥搭设工序框图

5、机械设备

本工程施工机械分为两类：

一类为运输机械，另一类为加工机械。

在本工程进入多种交叉作业时，垂直运输机械的调配和利用，将成为影响工程进度的主要矛盾，项目经理部将根据工程进展及工程需要认真研究、充分利用、合理安排。

在整个施工过程中，动力组要加强机械的保养和检查。

定期检查，及时解决问题，使现场施工机械在整个施工期保持良好的运输状态。

垂直运输：

主体工程、

机械设备配备一览表：

序号

机械名称

规格型号

单位（台数）

数量

备注

1

挖土机

PC200

台

2

2

汽车吊

QJ25B

台

3

3

军用浮吊

50T

台

1

4

振动锤

5T

台

2

5

钢筋调直机

GTJ4/14

台

4

6

钢筋弯曲机

GB40B

台

4

7

钢筋剪断机

GQW40

台

2

8

发电机组

150KW

台

2

9

电焊机

DN3-75

台

6

10

水准仪

SD3

台

2

11

小型机械

台

若干

12

13

6、质量要求：

⑴严格按GB/T19000标准和企业质量管理体系的要求执行；

⑵项目质量控制因素包括人、材料、机械、方法、环境；

⑶项目质量控制因素必须实行样板制。

施工过程组均按要求进行自检、互检和交接检。

凡进入现场的原材料，钢筋、型钢应检查出厂检验报告，并按规定进行安装，隐蔽工程、指定部位和分项工程未经检验或已经检验定为不合格的，严禁转入下道工序；

⑷分项工程完成后，必须经监理工程师检验或认可；

7、便桥施工

施工栈桥支撑体系：

采用Ф630mm钢管桩作为便桥的桩基础，便桥净宽4.5m，桥墩纵向间距12m，桩长14m，入土深度约9—10m。

栈桥先在钢管桩上使用工字钢纵梁，横梁采用I40工字钢，间距为12m；纵向主梁采用贝雷片，贝雷片主梁上设I25工字钢横梁，间距为1.5m；纵梁采用I12工字钢，间距35cm-50cm，横向用角钢连接，间距100cm。

最后在桥面满铺8mm钢板。

栈桥桩基础采用水上浮吊（浮箱式）进行打桩，浮吊起吊能力为10-15t，打桩用自重5吨的震动锤。

浮箱的载重能力约为50t。

栈桥全桥贯通后，在栈桥上布设观测点（将钢筋焊接于纵梁工字钢上），测量各个观测点标高，记录标高数据。

便桥在试拼约50m左右进行荷载试验，验证其承载能力，主要是观测其沉降变形，每次测量观测点标高后，将观测记录进行统计，根据标高变化判断栈桥在荷载作用下的沉降量，验算栈桥在荷载作用下的稳定性，以确保施工的安全性。

栈桥拆除工作在全桥贯通后最后进行，拆除顺序与铺设栈桥顺序相反，先面梁体系，后纵梁、横梁，再桩基础，逐跨拆除，边拆边后退。

横纵梁拆除采用浮吊（浮箱式）吊挂震锤。

8、水中工作平台施工

为在钢板桩围堰内工桩基和下部结构，首先在墩位处钢板桩围堰的内侧打两排Ф406mm圆管桩，每排5根，各桩纵横向各用I30工字钢连接作为平台主梁。

在主梁上设作平台。

见1-1剖面图。

水浅时，在征得河道主管部门同意后，可采用土石围堰，或木排架组成工作平台方法。

平面示意图。

9、钢板桩的整理

本工程围堰我们拟采用拉森V型钢板桩，钢板桩运到工地后，应进行检验，分类编号及登记，并用一块长1.5～20.m符合类型、规格的钢板桩做标准，将所有同类型的钢板桩锁口，用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾做通过锁口检查，凡钢板桩有弯曲破损，锁口不合格的均应整修，按具体情况剔用冷弯热敲、焊补、铆焊割除、接长等。

钢板桩两侧锁口均在插打前涂以黄油或热的混合油膏，（重量配合比为黄油沥青干锯末：

干粘土=2：

2：

2：

1）以减少插打时摩阻力，并增加防渗性能。

10、插打与合拢

钢板桩插打采用开始一部分逐块插打，后一部分则合拢后再打的方法，利用100吨履带吊挂自重5吨的震动锤在栈桥进行震动插打，钢板桩围堰的插打次序从上游开始到下游合拢，每边由插至另一角。

在钢板桩插打过程中，应随时纠偏，与偏斜过大不能用挤拉方法调整时应拔器起重调。

11、抽水堵漏

钢板桩围堰的防渗能力较好，但遇有锁口不密，个别桩入如深度不够及桩尖打裂打卷等情况时，仍有渗陋。

锁口不密的可在抽水发现后板条，棉絮，麻绒等在板桩内侧，或在漏缝外侧水斗撒下大量木屑等，使其随水夹带至漏缝处自行填塞，抽水前应将钢板桩与导框之间空隙用垫木塞紧，以保证导框受力均匀。

12、支撑施工

根据计算采用两道撑，根据钢板桩内的抽水深度，依次安装上下支撑，抽水速度应视支撑安装情况而定防止因围堰外水压力过大而产生损坏。

13、钢板桩的拔除及整理

先拆除平台、支撑的联系，然后向围堰内注水，最后使围堰内充满水，利用堰内水压力抵消围堰外挤压力使桩壁与水下砼脱离，采用震动打拔桩机拔出钢板桩，拔出钢板桩应清刷干净，修补整理，涂刷防锈油，按板桩类型长度，分别编号，登记，堆放。

四、便桥荷载计算

1、设计荷载

1、25t吊车，一般25t国产吊车自重为27～28t，考虑到吊车吊臂及主要部件更换或加固，则自重按30t计算。

2、砼罐车（8m3），一般自重12.5t，装载7m3砼重16.8t，总重为∑G＝12.5+16.8＝29.3t。

3、20型钻机自重一般12t左右，考虑钻杆7～8t，总重∑G＝12+8＝20t。

由上可知25t吊机、砼罐车的总重均约为30t，也都有10个轮子，每个轮子载重为30/10＝3.0t，以此来控制钢便桥设计。

4、施工便桥面板及分配梁恒载

桥面板采用δ＝10mm的钢板

q＝1000×1000×10×7.85＝78.5kg/m2

桥面横向分配梁采用I25a工字钢38.08kg/m@150cm

q＝38.08÷1.5＝25.39kg/m2

∑q＝78.5+25.39＝142.0kg/m2

5、钢贝雷梁恒载

每片贝雷长3.0m，包括联结配件按300kg/片

q＝2×300/3＝200kg/m

2、贝雷梁强度验算

从施工平台构造图中可见，贝雷梁最大单跨Lmax＝10.50m，为简化计算，将贝雷梁作为简支考虑。

平台面层作用在贝雷梁上的线荷载：

q1＝4.0×2/2××142.0＝568.0kg/m

贝雷梁线荷载：

q2＝200kg/m

q＝∑qi＝568+200＝768≈770kg/m

恒载：

Mmax＝

ql2＝

×0.77×10.52＝10.61t·m

Qmax＝

ql＝

×0.77×10.5＝4.04t

活载：

重车的一侧车轮落在贝雷梁顶，且在梁的跨中

P1＝2×3＝6t

P2=2×3×（4-1.8）/4=3.3t

P＝6+3.3＝9.3t

R=【P×10.5/2＋P（10.5/2－1.4）】/10.5＝8.06t

Mmax＝P×10.5/2×（1＋μ）＝8.06××10.5/2×（1＋0.2）＝50.78t·m

式中（1＋μ）为活载对弯矩的冲击影响，从安全考虑，按1.2计。

Qmax＝【9.3＋9.3（10.5－1.4）/10.5】×1.2＝20.83t

恒载+活载

Mmax＝10.61+50.78＝61.39t·m

Qmax＝4.02+20.83＝24.85t

查《装配式公路钢桥使用手册》表5-6桁架容许内力表

【M】=78.82t·m＞Mmax＝61.81t·m（安全）

1.05【Q】＝24.52t≈Qmax＝24.85t（安全）

3、钢管桩联结梁的强度验算

1、钢管桩联结梁的计算简图

计算简图如A图

联结梁拟采用2Ⅰ32a，q＝2×52.69＝0.105t/m

P1为贝雷传来的集中恒载，P1＝4.04t

P2为贝雷传来的集中恒载，P2＝20.83t

从A图中可以看出：

⑴是一四跨连续梁，结构对称

⑵荷载的位置是对称的。

现利用结构对称变形对称或反对称的原理，将A图变为B图＋C图。

因为B图可以简化为D图，C图可简化为E图，从而将四跨连续梁化为两跨连续梁进行计算。

联结梁的内力分析计算：

联系梁为2Ⅰ32a

q＝2×52.69＝0.105t/m

因3.58m和3.595m与3.6m相差无几，为方便计算，视为跨径为3.6m的四跨连续梁。

取BC段为分离体：

RB′＝（4.444+14.5×2+0.165×3.62/2-7.253）/3.6＝7.464t

RC′＝（7.253+14.5×1.6+0.105×3.62/2-4.444）/3.6＝7.414t

校核：

荷载＝14.5+0.105×3.6＝14.88t

反力：

7.464+7.414＝14.88t

说明计算无误

ME＝7.464×1.6－4.444－0.105×1.62/2＝7.364t·m

取AB段分离体

RA＝（4.04×2.4＋0.105×3.62/2－4.444）/3.6＝1.648t

RB〃＝（4.04×1.2＋0.105×3.62/2＋4.444）/3.6＝2.77t

校核：

荷载＝4.04＋0.105×3.6＝4.418t

反力＝1.648＋2.77＝4.418t

说明计算无误。

MD＝1.648×1.2＋0.105×1.22/2＝2.053t·m

在E图中取BC段分离体

RB′＝（10.42×2＋3.34）/3.6＝6.717t

RC′＝（10.42×1.6－3.34）/3.6＝3.703t

校核：

荷载10.42t

反力：

6.717＋3.703＝10.42t

说明计算无误。

ME＝2.0×RC′＝2.0×3.703＝7.406t·m

在E图中取AB段分离体RA＝RB〃＝3.34/3.6＝0.928t

现将D和E计算简图的M图及Q图叠加，可得到

从叠加的M图、Q图中不难得出：

Mmax＝14.77t·m

Qmax＝14.18t

Rmax＝17.88t

3、联结梁的强度验算

σ＝

＝14.77×105/（2×692.5）＝1066kg/cm2＜【σ】＝1400kg/cm2（安全）

τ＝

＝

＝269.8kg/cm2＜【τ】＝850kg/cm2（安全）

4、联结梁与钢管桩的承压验算验算

联结梁与钢管桩承压面积A＝2×2bδk

式中b为Ⅰ32a的宽度为13cm

δ为钢管桩的壁厚0.8cm

k为烧割的钢管桩与联结梁底不能完全接触的折减系数，拟定为0.5

A＝2×13×0.8×0.5＝10.2cm2

σ＝Qmax/A=14.18×103/10.2＝1390kg/cm2＜【σ】＝1400kg/cm2（安全）

5、联结梁作为1＃块支架梁的强度验算

（1）受力分析

在此工况中，墩身已出水建成，联系梁所受的荷载是浇筑1＃块时包括模板支架在钢管桩上的支点反力。

（0＃块及其模板的重量已全部由墩身及贝雷梁传给承台）

根据1＃块的截面尺寸不难求出，重心位置距0#块边线1.815m。

（2）荷载分析

面板体积

A1＝3.5×

×2=2.975㎡

A2＝（13.65－7.0）×0.28＝1.862㎡

A3＝1.5×0.4＝0.6㎡

A4＝（0.7＋0.7）×0.65＝0.91㎡

V＝∑Ai×3.7＝（2.975＋1.862＋0.6＋0.91）×3.7＝23.484m3

底板体积

V1＝A1×3.7＝6.65×0.664×3.7＝16.338m3

V2＝（0.77－0.664）/2×3.7×6.65＝1.304m3

V3＝0.155×0.7/2×6.65＝0.361m3

V4＝0.4×0.3×3.7＝0.444m3

V＝∑Vi＝16.338＋1.304＋0.361＋0.444＝18.447m3

腹板体积

V＝54.13－23.484－18.447＝12.199m3

面板所占比重

23.484/54.13＝43.4％假设平均分布在13.0m范围

底板所占比重

18.447/54.13＝34.1％假设平均分布在7.2m范围

腹板所占比重

12.199/54.13＝22.5％假设作为集中力作用在离中心2.95m

G＝140.7＋7.3＝148t模板与支架估重为7.3t

∴q1＝148×38.3％×43.4%÷13＝1.89t/m

q2=148×38.3％×34.1%÷7.2＝2.68t/m

P=148×38.3％×22.5%÷2＝6.38≈6.5t

（3）计算简图

用变形对称原理将四跨连续梁作简化处理

AB跨

β＝b/c＝2.9/3.6＝0.806

MB＝qb2（2－β）2/8=1.89×2.92×（2－0.806）2/8＝2.83t·m

BC跨

－MB′＝＋MX′＝

＝

＝2.468t·m

－MB〃＝

＝

＝2.837t·m

－MC〃＝

＝

＝0.625t·m

－MB=2.468＋2.837＝5.305t·m

MC＝2.468＋0.625＝3.093t·m

（4）内力计算

取AB梁为分离体

RA＝（1.89×2.92/2－3.892）/3.6＝1.127t

RB′＝【3.892＋1.89×2.9×（3.6－2.9）】/3.6＝4.354t

当x＝0.7m时

Mx＝1.127×0.7＝0.789t·m

取BC梁为分离体

RB〃＝

＝13.58t

RC′＝

＝9.374t

当x＝0.65m时

Mx＝13.58×0.65－3.892－4.57×0.652/2=3.97t·m

计算校核

∑荷载＝1.89×2.9＋4.57×3.6＋6.5＝28.433t

∑反力＝1.127＋4.354＋13.58＋9.374＝28.435t

说明计算无误

从M图和Q图中不难看出

Mmax＝3.97t·m

Qmax＝13.58t

Rmax＝2×9.37＝18.74t

（4）强度验算

σ＝Mmax/W＝3.97×105/2×692.5＝286.6Kg/cm2＜【σw】

τ＝Qmax·S/I·δ＝13.58×103×400.5/（2×11080×0.95）＝258Kg/cm2＜【τ】

综上可见，本工况对联结梁的强度不控制且富余量较大,可以考虑将河心侧的联系梁用2I25a来代替2I32a。

4、钢管桩设计

钢管桩可以用σ＝8mm钢板，卷焊接成Φ60cm钢管桩。

每米重118.4Kg,考虑焊接接缝及评接钢板重，故按120Kg/m计算。

根据平台钢管桩所处位置及受力大小，可以分与前排的（近河心侧）和中排的钢管桩分别设计计算。

后排的（近岸边侧）可参考中排的实施。

1、前排的钢管桩单桩最大反力：

（1）本钻桩及浇筑工况中：

1）恒载作用下

面层作用在贝雷梁上的线荷载

q1＝142.0×4.0＝568Kg/m

贝雷q2=200Kg/m

贝雷在近河侧联系梁的恒载反力

P1=（200+568）×10.5/2=4.04T

2）混凝土罐车荷载：

两后轴径于平台中央，视面板的横梁为简支（编于安全）将力传给左右两排贝雷，再由贝雷传给联结梁上P2:

P2＝6.0T

3）钻机荷载：

钻机估重12T.

作用在平台边沿，估计转给联系梁10T。

P3=10/2=5T

P=P1+P2+P3=4.04+6+5=15.04T

4）桩项反力R的求算。

查路《桥施工计算手册》表2-5

代入公式：

＝9.37T

R=2R′=2

9.37=18.74T

2）在1＃块支架基础工况中：

从侧面的计算中得知Rmax=18.74T

经比较，以R＝18.74T作为单桩最大反力。

（3）钢管桩入土深度计算

设计图地质描述中，▽16.0m上均与亚粘土。

极限磨阻力平均取τ=30KPa钢管桩容许承载力【P】＝

×ULτi

式中：

U为钢管桩周长U＝π×0.6＝1.885m

∴l入土＝20.3×2/（3×1.885）＝7.18m取7.0m

2、中排的钢管桩单桩的最大反力

（1）在钻桩及浇筑工况中：

1）恒载作用下

贝雷在中排联系梁上的恒载反力

P1＝（200+568）×（10.5+4.3）/2＝5.68T

2）混凝土罐车荷载

罐车后轮走在中排桩顶时，最与不利。

为简化计算，设贝雷梁为简支梁。

则得：

R=12+12（10.5-1.4）/10.5＋6（4.3-4.0）/4.3

=22.82T

P2=R/2=22.82/2=11.41T

3）钻机荷载

作用在平台中部，估算传给中排联系梁6.0T

P3＝6/2＝3.0T

P=5.92+11.41+3.0=20.33T

4）桩顶反力R的求算

AB跨

=1.83T-M

BC跨

MB=-Pab2/l2

=-20.33

1.6

2.02/3.62

=-10.04T·M

MC=+Pa2b/l2

=20.33×1.62×2.0/3.62

=8.03T-M

取BC跨分离件

R′=（20.33×1.6+10.09-5.94）/3.6

＝10.19T

桩顶反力R=2×R′=20.38T

（3）钢管桩入土深度计算

入土＝7.76m取8.0m

第一排桩（近河心侧）桩长

L＝1+3.5+7.0＝11.5m

第二排桩（中排）桩长

L＝1+3.5+8.0＝12.5m

第三排桩（岸侧）桩长

L=1+3.5+7.5=12.0m

（4）施工时承载力的动力校核

在打入桩入土深度计算时，设计参数取值不够准确，将直接影响桩的承载力，故要求在实际施工时采用格尔谢万偌夫或其它较成熟的沉桩动力公式，根据单桩承载力反算最后的控制贯入度，以便校核桩的入土深度。

（详见《桥梁施工工程师手册》有关章节。

）

5、工程材料计算

从总工期及尽量减少工程成本出发，在施工基桩及深水承台时，拟采用半幅半幅施工，将平台面层节省40％左右，即施工另外半幅时，将这半幅的面层材料倒运过去，但钢管桩和联系梁则需全幅一次性施工完毕。

1、Φ60钢管桩

第一排：

L＝5×2×2×11.5＝230m

中间排：

L＝5×2×2×12.5＝250m

后排：

L＝5×2×2×12.0＝240m

边缘：

L＝7×2×10.0＝140m

栈桥：

L＝6×2×11.0＝132m

防撞墩：

L＝3×4×8.0＝96m

∑L＝230＋250＋240＋140＋132＋96＝1088m

2、钢管桩联系梁：

Ⅰ32a52.69kg/m

平台：

L1＝9.5×2×2×15＝570m

栈桥：

L2＝3×2×2×6＝72m

∑L＝570＋72＝642m

G＝642×52.69＝33.83t

3、贝雷片

平台：

5×10×2＝100片

栈桥：

6×4×2＝48片

过渡用10片

总计＝100＋48＋10＝158片

4、面层梁Ⅰ25a38.08kg/m@60cm

平台：

L＝15×15/0.6×2×90%＝675m

栈桥：

L＝18/0.6×6×2＝360m

∑L＝675＋360＝1035m

G＝1035×38.08＝39.41t

5、面板δ＝10mm

平台：

A1＝15×15×2×0.9＝405㎡

栈桥：

A2＝6×18×2＝216㎡

∑A＝405＋216＝621㎡

G＝621×0.01×7.85＝48.75t

6、钢管桩的制作和连接

1、制作：

钢管桩可采用在工厂焊制的纵缝接管，纵向焊缝在任一横载面内，宜采用一条焊缝，最多不得超过2条，若必须使用2条焊缝时，纵缝的间距应大于300mm。

为了减少对接环缝的数量，管节制作长度应尽量长。

根据第一排及第二、三排的预计桩身长度。

第一排钢管桩分段长度以8.0m为宜。

焊接钢管桩必须用对接焊接焊缝，并达到与母材等强的要求。

卷管方向应与钢板压延方向一致，且注意管端平面与管轴线垂直。

管节外形尺寸允许偏差

偏差部位

允许偏差

外周长

管端椭圆度

管端平整度

管端平面倾斜

±0.5％周长，且不大于10mm

±0.5％D且不大于5mm

2mm

2mm

2、钢管桩连接

在相邻管节拼接时，必须符合：

管径Ф＝600mm，相邻管节的管径偏差≤2mm；相邻管节对口板边高差＜1.0mm；钢管桩连接可采用斜衬圈连接或拼接板连接。

为了施工方便，选用外拼接板连接。

7、沉桩及其主要设备

根据车路河特大桥工程地质纵断面图所示，桩位河床表面向下十数米的范围内深度不等的淤泥质亚粘土及亚粘土。

故选用振动锤振动沉桩为主，射水为辅的沉桩方式。

选振动锤的另一个理由是，待施工结束后拔桩时使用。

1、振动锤的选择

振动锤的振动力Fv，应能克服桩在振动下沉中土的摩擦力Fr：

即Fv＞Fr

土的摩擦力Fr＝FUL

式中：

F-土单位面积的动摩擦力，按地质选用30KN/m2

U-桩的周边长度πD＝3.1415×0.6＝1.885m

L-桩的入土深度按8.0m计

Fr＝30×1.885×8.0＝452.4KN

振动锤的振动力Fv按下式估算：

Fv＝0.04N2M

式中：

N振动锤转速f/s

M振动锤偏心力矩n·m

拟选用DZ60查有关资料得：

N=1000r/min＝16.67r/