钢平台施工方案.docx
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钢平台施工方案
钢平台施工方案
1.编制依据
、国家和铁道部现行规范、技术指南、验收标准；
、大西铁路客运专线有限责任公司已批复的《新建大同到西安铁路客运专线工程11标段实施性施工组织设计》；
、《公路钢木结构设计规范》；
、《结构设计原理》人民交通出版社；
、《公路桥涵地基与基础设计规范》；
、《公路桥涵通用设计规范》；
、铁道第一勘察设计院相关设计图纸。
2.工程概况
2.1.设计概况
大西铁路客运专线晋陕黄河特大桥东西向横跨黄河，主桥58#～86#墩为14联2×108m单T构钢桁加劲组合结构。
主墩承台底面高程为338.426m，结构尺寸为29.2×24×5m；边墩承台底高程为339.326m,结构尺寸为21×17.8×4m。
桩基础采用钻孔灌注桩桩基础。
主墩采用30根φ2.0m钻孔桩基础，有效桩长为92m。
边墩采用18根φ1.8m钻孔桩基础，有效桩长为80m。
2.2.水文、地质情况
、地质情况
本地区地震动峰值加速度0.2g，相当于地震基本烈度八度。
经计算分析，桥址区20m深度范围内，为第四系全新统冲积饱和粉土、粉砂、细砂及中砂，为可液化土层，液化土层厚13～20m。
经现场实际测量河床面高程大多约为343.98～344.27m，其中主河槽处河床面高程约为338.68m；一般冲刷线高程为339.64m；局部冲刷线高程为323.14m。
、水文、气象情况
黄河主河床处，常年流水，季节性变化明显，枯水期水量较小，每年4月桃花汛及7、8、9夏季等雨季洪水水位可达344.8m，最高水位达345.5m。
主要受上游径流及大气降水补给。
百年一遇洪水位351.54m,设计流量24318m3/s；设计流速1.93m/s。
根据现场调查，近年来汛期最高水位约为345.5m。
2.3.施工平台搭设墩位确定
根据主桥下部结构施工节点工期2011年7月31日完成的要求，对工期进行倒排，主桥桩基多数在2010年夏季多雨季节施工。
而此期间河槽受雨水的影响加宽，水位增高，土袋围堰筑岛无法满足施工需要，故主桥58#～86#墩搭设钢平台完成下部结构桩基施工。
2.4.工程特点及难点
⑴、工程特点
①、施工期间河道洪水位较高，河道较宽，主河流游荡不定。
②、河道中墩位多，施工技术难度大，安全隐患较多。
⑵、工程难点
①、河道内冬春交季时有大量冰凌通过，撞击力较大且冰凌疏导难度大。
②、汛期洪水来势迅猛，含砂量高，对平台冲击较大。
3.钢平台设计
3.1.钢平台结构尺寸
钢平台设计依据主墩承台平面尺寸29.2m×24.0m进行设计。
并且，为满足主墩桩基和承台施工需求，在承台两侧横桥向和承台与栈桥间设置作业区，承台范围内设置钻孔区，作业区宽度满足50t履带吊行走及回转半径要求。
经设计确定主墩搭设钢平台平面尺寸分别为45.6m×43.6m。
3.2.主梁形式的选择
钻孔平台主梁一般采用贝雷片及工字钢两种形式，以下对比其优缺点。
、贝雷片主梁
优点：
平面结构尺寸一定的情况下，支撑桩基间距可加大，桩基要求数量少，组拼操作过程简单，施工工期短，钢材用量小。
缺点：
、由于贝雷片高度为1.5m，致使钢管桩露出水面高度较低，其剪刀撑与下部横撑位置在施工常水位以下，不能进行常规焊接；贝雷片与钢管顶盖板间不能焊接。
上述部位只能采取抱箍和U型卡进行加固连接，施工质量难以控制，钢平台结构不够稳固，不适应大扭力钻机施工及履带吊行走等动载要求。
、钢管上抱箍限位卡，随管桩搭设深度不同而参差不齐，导致抱箍定位困难。
贝雷片主梁平台主梁平台结构形式见图3.2-1。
图3.2-1贝雷片主梁平台
、工字钢主梁
优点：
工字钢主梁与钢管顶盖板可以进行常规焊接；工字钢结构高度小，钢管露出水面高度较高剪刀撑及水平横撑在水面以上，能够有效焊接。
结构较稳定，可长时间使用。
缺点：
用钢量大，特殊工种需求量多，焊接工作量大，施工工期较长。
主墩桩基均采用QY-150反循环钻机施工，工作扭矩大，主机自重达40t，根据工期要求，每个钢平台上需布置4台同样的钻机。
同时要求平台上能行驶8m3混凝土运输车、汽车泵、50t履带吊等机械，对平台受力性能要求较高。
故采用结构更加稳固的工字钢主梁。
工字钢主梁平台结构见图3.2-2。
图3.2-2工字钢主梁平台结构示意图
3.3.支承方式选择
钢平台支承方式通常采用钢护筒与钢管桩两种形式，现对其优缺点进行比较。
、钢护筒支承方式
优点：
承台范围内不需要布置钢管桩基础，工作量小，施工工期短，拆除方便。
缺点：
、钢护筒需受力，要求护筒壁厚较厚，埋设深。
钻孔桩施工完成后承台底以下部分不能回收利用，投入较大。
、钻孔桩施工过程中，护筒易下沉，维修任务大，风险较高。
、钢管桩支承方式
优点：
不受钻孔影响，不易下沉，较稳定；可全部回收，循环利用率高。
缺点：
钢管桩布置较多，打设及拆除工期长。
3.4.钢平台总体结构形式确定
经上述主梁形式及支撑方式优缺点比选，本工程钻孔钢平台结构形式确定为钢管桩基础、工字钢主梁。
其钻孔平台按功能区分为钻孔区和行车区两部分。
基础为90根φ630mm钢管桩基础；主纵梁采用双I40b工字钢制作，间距5.5～6m等共9排。
横梁为双I40b工字钢，间距2～3.6m不等,共16排。
分配梁采用I25b工字钢，间距40cm；桥面板为δ8mm花纹板。
钢平台结构图见图3.4-1和图3.4-2。
图3.4-1钢平台结构立面图
图3.4-2钢平台结构平面图
4.施工总体布置、资源配置及施工计划
先搭设靠近栈桥侧平台，再搭设两侧行车区，最后搭设钻孔区。
利用先搭设的部分作为工作平台完成后续部分施工，逐跨推进，直到完成整个平台搭设工作。
钢管桩基础采用50t履带吊和DZ60振动锤打设；主梁双I40b工字钢及分配梁I25b工字钢岸上完成下料拼桩，采用平板车运至现场吊装架设、接长。
4.1.人力资源
平台搭设劳动力计划见表4.1-1。
表4.1-1劳动力需求表
序号
工种
单位
数量
备注
1
技术管理人员
人
4
测量、技术指导
2
起重工
人
4
白班、晚班各2人
3
装吊工
人
6
4
电工
人
2
5
电焊工
人
20
6
气焊工
人
6
7
各种司机
人
6
8
其他技术工种
人
20
9
合计
人
62
4.2.机械设备资源
机械设备计划见表4.2-1。
表4.2-1机械计划需求表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
电焊机
台
20
2
履带吊
50t
台
2
3
DZ60振动锤
台
2
4
平板拖车
15t
台
2
5
全站仪
莱卡
台
1
6
水准仪
DSZ2
台
2
7
钢尺
50m
把
4
8
铅锤
个
2
4.3.材料
单个主墩钢平台所需的材料见4.3-1。
见表4.3-1材料需求计划表
序号
材料名称
材料规格
单位
数量
备注
1
螺旋管
φ630mm，δ10mm
t
330.268
钢管桩
2
钢板
δ20mm
t
6.923
桩头盖板
3
工字钢
I40b
t
163.54
主梁
4
工字钢
I25b
t
183.355
分配梁
5
槽钢
［14b
t
19.912
横向支撑
6
槽钢
［10
t
15.875
斜撑
7
花纹板
δ8mm
t
105.943
面板
8
钢管
φ48mm，δ3mm
t
1.2
栏杆
9
合计
t
827.021
4.4.班组划分及队伍安排
、班组划分
根据本工程特点及任务情况，只需设二个作业队。
、队伍安排
每个作业队各设有三个班组，分别为钢管桩施工班组、主梁拼装架设班组、面板施工班组。
施工任务划分情况见下表4.4-1
表4.4-1施工任务划分表
作业队名称
工作内容
钢管桩施工班组
钢管桩起吊、定位、打桩、焊接、桩配梁加固
主梁、分配梁施工班组
主梁架设、钢管桩间联系杆件安装
面板铺设班组
工字钢槽钢与钢板焊接、面板铺装、栏杆安装
4.5．施工计划
栈桥2010年6月22日贯通后，预留5天时间加固、验收，合格后开始钻孔钢平台施工。
单个钻孔钢平台施工进度，按照靠近栈桥处区域5天完成，两侧行车区域10天完成，钻孔区域15天完成，即整个钻孔钢平台30天内完成全部施工。
根据该施工进度，为保证主墩桩基施工，计划14个主墩钻孔钢平台同时施工，于2010年6月28日开始施工，2010年8月7日完成；边墩1个钻孔钢平台，在主墩14个钢平台施工完后施工，剩余14个边墩钢平台待主墩桩基施工完成后，预留15天时间拆除主墩承台内钢平台转至边墩。
计划于2010年8月8日开始施工，2010年10月22日完成。
5.平台施工工艺
钢平台自墩位处栈桥接入，主要由基础φ630mm钢管桩振动下沉、工字钢主梁架设、平台面板铺装及栏杆安装四部分组成，钢管桩基础施工采用履带式起重机配合DZ60振动锤沉桩；主梁及分配梁岸上制作完成，运至现场架设后焊接接长；面板现场直接铺设。
见图5-1钢平台施工工艺流程图。
图5-1钢平台施工工艺流程图
5.1.测量放样
、钢管桩定位
用全站仪并借助导向架精确定位钢管桩位置。
、钢平台高程控制
钢平台高程采用DSZ2水准仪，利用栈桥上既有水准点，按四等水准进行控制测量。
5.2.钢管桩加工、运输
钢管桩采用φ630mm，δ10mm螺旋管制作，螺旋管进场必须有产品合格证等证件，技术人员必须对其桩径、壁厚、油污锈蚀现象等进行认真检查，合格后方可使用。
螺旋管一般每节长度为12m，钢管桩单桩入土深度要求不小于17m，可在陆地上加工厂内进行钢管桩焊接接长工作。
焊接时，除了保证桩与桩的满焊以外，还应注意桩与桩之间连接块的焊接，连接块共4块，加工完毕并经技术员验收合格后，采用平板车运至待插打区域。
具体布置位置见图5.2-1。
图5.2-1钢管桩接长焊接示意图
5.3.钢管桩插打及切割
在栈桥上停放50t履带吊吊起钢管桩，全站仪测量定位后，用振动锤夹具夹起钢管桩到设计桩位后，慢慢放松吊机钢丝绳，直至桩落于河床面，确定桩位与桩的垂直度满足要求后，开动振动锤振动，直至将桩打至设计深度。
每次振动持续时间不宜超过10～15min，时间过长则振动锤易遭到破坏，太短则桩难以下沉。
每根桩的下沉应一气呵成，不可中途停顿或中断较长时间，以免桩周围土恢复造成下沉困难。
钢管桩入土深度不得小于17m（不含冲刷层）。
随后及时向桩内灌砂。
钢管桩插打顺序为从下游向上游并测定水流速度，计算管桩下插位置；直至履带吊工作半径不能满足钢管桩插打距离时，架设已插钢管桩区域工字钢主梁及分配梁并铺设面板，作为工作平台继续插打剩余桩基，以此类推，完成平台钢管桩插打工作。
除第一根钢管桩外，其它钢管桩均及时与已插打的桩利用剪刀撑和横撑连接。
横撑采用[14槽钢制作，剪刀撑采用[10槽钢制作，与钢管桩间满焊，焊缝高度为5mm。
若剪刀撑、横撑下部处于水下，采用抱箍与钢管桩连接。
钢管桩插打时定位偏差≤0.1m，倾斜度≤1%。
钢管桩插打完毕一个区域后，立即标定钢管桩顶面设计高程。
切割钢管桩，切割后桩顶误差不得大于10mm。
安装桩头盖板，盖板为700mm×700mm,δ20mm钢板。
与钢管桩满焊，焊缝高度为8mm。
沿四周等距布置4块高200mm,长100mm,厚度20mm加劲板，加劲板与钢管桩和桩头盖板均需满焊，焊缝高度为8mm。
5.4.架设工字钢梁、面板铺设和栏杆安装
φ630mm钢管桩、槽钢水平撑和斜撑焊接连接构成整体后，钢管桩顶焊接2cm厚的桩顶钢板。
铺工字钢主梁及分配梁。
主梁及分配梁接长时应将接头错开并绑焊加强钢板。
工字钢之间采用焊接连接，形成钻孔平台的骨架。
分配梁架设过程中应在桩位处预留2.8m×2.8m空间，作为钢护筒下沉及护筒导向架安装空间。
主梁及分配梁布置形式及连接详见附图。
平台面板采用δ8mm花纹板，与分配梁间连续段焊。
焊缝长度10cm，间距30cm。
栏杆采用φ48mm,δ3mm钢管制作，栏杆立柱高1.5m，间距2m。
横杆设置3层，满挂密目网。
5.5.钢平台监控
、变形监测
钻孔平台搭设完成后，在平台每边布置3个，共12各稳定性监控点，测定三维坐标，每日进行监控并做好记录。
如发现异常情况，尽快查清原因并及时采取有效措施处理，同时向领导或主管部门汇报。
、限载监控
本钢平台最大可配置4台QY-150型回旋钻机，起重设备为1台50t履带吊和1台龙门吊，最大起吊重量15t，所有机具不得集中摆放。
、日常检查
安排专人负责检查，平台构件焊缝有无脱落及桩基河床处的冲刷情况。
若冲刷严重采取抛填土袋方法进行处理。
6.质量保证措施
、工程质量管理措施
根据国家、铁道部、大西公司等有关文件和公司相关文件，制定《质量管理办法》，明确岗位质量责任，确保质量保证体系在施工全过程正常运转。
加强质量自检工作，充分发挥内部各级质量检查人员的作用，消除隐患。
落实技术责任制，认真做好图纸复核、技术交底、现场检测等技术工作。
、保证工程质量主要技术措施
严把材料质量关，所有原材料质量包括：
钢管桩、工字钢、槽钢、面板不得有弯曲、扭曲、变形、锈蚀等现场。
钢管桩：
在打桩的过程中要严格控制桩的平面位置、垂直度和打入深度。
现场值班人员必须对每个工序的施工情况有详细记录。
工字钢：
工字钢与钢管桩的连接，要注意补强块的焊接，工字钢顶面要保证在同一标高上。
所有构件间需满焊，焊缝长度及高度满足规范要求。
面板：
面板必须与分配梁有效焊接，必须保证焊缝长度及高度要求。
7．安全保证措施
7.1安全组织措施
、实行安全生产岗位责任制，在项目部内部及架子队间逐级签订安全生产包保协议书，做到分工明确，责任到人。
、加强安全施工教育，提高全员安全意识，钢平台搭设前需分工种对作业班组进行安全教育和岗前培训，并组织考核。
考核不合格者一律不得上岗。
、开工前制定吊装起重、水下作业、施工用电等作业指导书、安全施工方案、安全制度及防护措施、各类机械设备操作规程及相应的安全作业规章制度。
、平台上配置足够数量的救生衣，救生圈等救生用品，并在其旁设置使用说明牌；同时设置醒目的安全警示牌。
、平台设置安全监督岗，安全人员跟班作业。
7.2．施工现场作业安全技术措施
钢平台搭设主要涉及到起重吊装、水上作业、施工用电、钢结构切割、焊接拼装等安全风险，现场需严把安全关，真正做到安全生产。
7.2.1.电焊机操作安全措施
⑴、电焊机放置于干燥、通风良好处，其周围严禁存放易燃、易爆物品。
⑵、电焊机必须按照单机单闸设置，作业人员配齐防护用品，施焊完毕，拉闸上锁。
遇雨、大风天气，停止露天作业。
潮湿地点工作，电焊机必须置于绝缘物体上，操作人员站于绝缘胶板上作业。
⑶、电焊机移动时，必须先切断电源，不得带电移动。
⑷、焊把线、焊机地线不得与钢丝绳、各种管道、金属构件等接触，不得用金属物体代替接地线使用。
（5）、清理焊渣时必须佩戴防护眼罩，防止焊渣进入眼睛。
7.2.2.气割操作安全措施
⑴、乙炔发生器应采用定型产品，必须备有灵敏可靠的防止回火的安全装置。
⑵、乙炔发生器与氧气瓶不得同放一处，距易燃易爆品不得少于10m。
严禁用明火检验是否漏气。
氧气、电石应随用随领、下班后送回专用库房。
⑶、氧气瓶、乙炔发生器受热不得超过35℃，防止火花和锋利物件碰撞胶管。
⑷、氧气瓶应设有防震胶圈，并旋紧安全帽，避免碰撞、剧烈震动和强烈阳光暴晒。
⑸、点火时焊枪不得对人，正在燃烧的焊枪不得随意乱放。
⑹、施割时，场地应通风良好。
完毕后，将氧气阀门关好，拧紧安全罩。
⑺、在工字钢梁、定位架、钢管桩上焊接操作时，必须系好安全带，不得无任何防护措施施做。
7.2.3.起重作业安全措施
⑴、吊装作业前必须严格检查起重设备各部件及钢丝绳的可靠性和安全性，并进行试吊，各种起重机具不得超负荷使用；吊钩保险卡等安全零部件必须齐全、有效。
⑵、作业中遇有特殊情况，应将重物落至地面，不得悬在空中。
⑶、履带吊回转半径内不得有障碍物，不得站人。
两台或多台起重机吊运同一重物时钢丝绳应保持垂直，各台起重机升降应同步，各台起重机不得超过各自的额定起重能力。
⑷、吊起重物时，应先将重物吊离地面10cm左右，停机检查制动器灵敏性和可靠性以及重物绑扎的牢固程度，确认情况正常后，方可继续工作。
作业中不得悬吊重物行走，吊装的物体下严禁站人。
在钢管桩振动下压过程中，施工人员严禁站在振动锤下，以防止重物落下砸伤人员。
⑸、起升或降下重物时，速度要均匀、平稳，保持机身的稳定，防止重心倾斜。
严禁起吊的重物自由下落。
⑹、配备必要的灭火器，驾驶室内不得存放易燃品。
雨天作业，制动带淋雨打滑时，应停止工作。
⑺、在吊钢管桩、工字钢梁等物品时，应防止钢管桩滚动、滑落，工字钢梁倾倒。
⑻、履带吊在施工过程中，严禁超负荷使用，且必须支撑牢固，不得悬空振打钢管桩及其他作业。
7.2.4.水上作业安全措施
⑴、详细编制各工种作业技术标准和安全操作规程。
杜绝违章行为，消除事故隐患，切实保障施工安全和重要设备不受损坏。
⑵、严格技术管理，在技术交底的同时，进行安全技术交底。
在施工中督促检查，使安全工作落到实处。
⑶、配备必要水上作业安全用品，如救生衣、救生圈。
⑷、施工负责人应对水上作业安全技术负责并建立相应的责任制。
施工前，应逐级进行安全技术教育及交底，落实所有安全技术措施和个体防护用品，未经落实时不得进行施工。
⑸、水上作业中的安全标志、工具、仪表、电气设施和各种设备，必须在施工前加以检查，确认其完好，方能投入使用。
⑹、施工中对水上作业的安全技术设施，发现有缺陷和隐患时，必须及时解决；危及人身安全时，必须停止作业。
、水上作业平台周边必须设置防护栏杆，如设置防护栏杆有困难的，工人作业必须系安全带。
、防护栏杆应由上、下两道横杆及栏杆柱组成，上杆离地高度为1.0～1.2m，下杆离地高度为0.5～0.6m，栏杆柱的间距为2～3m。
下方有交叉作业或有人、机通过或机材堆放的，防护栏杆必须自上而下用安全网封闭。
、护筒、钢管桩、钻孔桩等孔洞上口必须设置防护栏杆或稳固的盖件，人员出入多的地方还应加设安全标志。
、遇有六级以上大风时，不得进行水上作业。
、雨天进行水上高处作业时，必须采取可靠的防滑措施，积水及时清除。
暴风雨过后，应对钢平台结构部件、安全设施逐一检查，发现有松动、变形、损坏或脱落等现象，立即修理完善。
、在水上作业平台上作业，原则上不进行双层作业，无法避免时，上下交替施工，设置隔离措施，并设专人进行防护。
上层不停止时，下层不准进入现场；下层人员没有完全撤出时，上层不准施工，以确保人身安全。
高处作业佩带工具袋，小型材料放入袋内，较大的工具用绳拴好，不得随便乱放，防止落下伤人。
、夜间进行作业时，必须在现场有足够的照明设备，在危险地带等处设有明显的标志。
、危险地点悬挂按照《安全色》和《安全标志》规定的标牌，平台护栏未封闭区段必须设置临时防护，并悬挂红色警示灯。
、由于水上焊接作业较多，电缆电线必须经常检查，避免漏电。
施工用电设备实行一机一闸一漏一箱。
漏电保护装置与设备相匹配。
8.环境保护及文明施工
8.1．环境保护措施
钢平台工程施工中，避免工程施工对周围环境的破坏，加强环境保护。
在施工中，我们严格遵守国家的安全生产法规和环境保护法令以及相关规定保护自然生态环境，展现出一个良好的企业形象。
、在栈桥及平台四周设置垃圾箱，作业人员不得随意向河中乱丢杂物。
、加强环保教育。
组织职工学习环保知识，加强环保意识，并在现场设置宣传牌，使大家认识到环境保护的重要性和必要性。
、在平台上发电机的位置铺设细砂，防止油污落入水中；更不得在河中清洗含油污或其他有毒有害物体。
8.2．现场文明施工措施
、现场各种临设布置合理、方便、整齐划一。
、严格控制施工范围、临设搭设、机具停放、材料堆码不乱占施工范围外的道路及场地。
、材料的堆放按照指定的区域范围分类堆放，材料转运堆放有专人管理，专人清扫，保持场地清洁。
、加强各工序的施工管理，施工材料分期分批组织进场、分类堆放整齐；现场的每道工序做到“工完料清”。
、工地实行综合治理责任制，落实分工责任，搞好综合治理工作。
9.应急措施
防止本工程施工过程中和凌、汛期危害的最重要的手段是提高预警措施。
针对本工程最可能产生的危害，采取以下措施：
、在凌汛期施工过程中，保持与防汛部门联系及时掌握汛情，根据汛情做好应对措施和方案。
、在凌汛期，派专人负责观察上游凌汛通过情况，一旦发现上游凌汛情况，立即与项目部联系，做好相应的防护和应对措施。
、施工过程中应在作业区域设置救生衣、灭火器等器材并教会作业人员施工。
、密切和黄河水利委员会防汛办保持联系，如果上游有较大面积流水通过时，将采取有效措施，保证流冰顺利通过和钢平台安全。
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