某市大桥工程钢栈桥施工组织设计.docx
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某市大桥工程钢栈桥施工组织设计
厦门市XX大桥
钢
栈
桥
施
工
组
织
设
计
XX市政建设集团股份有限公司
厦门市XX大桥工程项目经理部
一、工程总体概况…………………………………………………2
二、设备、材料、人员准备……………………………………2~4
三、栈桥施工工艺…………………………………………………5
1、跨海主线栈桥结构设计…………………………………5
2、栈桥其它设施……………………………………………6
3、栈桥计算（12m）………………………………………12
4、栈桥计算（9m）…………………………………………12
5、栈桥施工…………………………………………………13
四、栈桥施工质量控制……………………………………………18
五、栈桥质量验收标准……………………………………………21
六、栈桥施工进度计划……………………………………………27
七、组织保证措施…………………………………………………28
八、质量保证体系…………………………………………………28
1、质量目标…………………………………………………28
2、质量保证体系……………………………………………29
九、安全保证体系…………………………………………………30
1、安全目标…………………………………………………30
2、安全保证体系……………………………………………30
十、环境保护………………………………………………………31
某市大桥工程钢栈桥施工组织设计
一、工程总体概况
XX大桥位于XX湾，行政区属XX区和XX区，大桥跨越XX湾海域。
本工程起点桩号为K3+410，位于XX岛；终点桩号为K4+320，位于内垵路西段，全长910m，其中桥梁起点里程为K3+533.5，终点里程K4+285.7，桥长752.2m。
XX大桥主桥采用预应力混凝土变截面连续刚构桥，西引桥和东引桥采用预应力混凝土等截面连续梁，桥宽30m，分双幅布置。
二、设备、材料、人员准备
1、设备、材料组织
由于本项目工程量大，结构种类多，工期短，交叉作业多，因此抓住各分项工程的施工特点，合理组织、提高施工的机械化程度，加大设备、人员、材料的投入是按时完成本合同施工任务的关键。
投入本工程栈桥的主要施工机械设备及材料分别见表一《投入钢栈桥的主要施工机械设备表》及表二《XX大桥钢栈桥材料一览表》。
表内所列设备及材料是根据栈桥工程内容、数量，以保证施工质量和工期为前提做出的投入，根据业主和工程工期的实际需要，还可以进场该表以外的施工设备。
表一投入钢栈桥的主要施工机械设备表
序号
机械或设备名称
型号规格
数量
国别
制造年份
额定功率（kW）
生产能力
1
履带吊
QUY38
1
中国
2004
38T
2
汽车吊
QY25
中国
2005
25T
3
平板运输车
中国一汽
1
2003
4
振动沉桩机
DZ-45
2
中国
2004
5
发电机组
JS-400
3
中国
2004
300KW
6
电焊机
5
表二、XX大桥钢便桥材料一览表
序号
材料名称
规格型号
单位
数量
备注
1
钢管桩
φ600mm钢管
t
222
壁厚6mm
2
盖梁工字钢
I25b工字钢
t
336
置于贝雷片上方
3
横梁工字钢
I28a工字钢
t
76
4
横梁工字钢
I45a工字钢
t
58
5
桥面纵梁槽钢
[20a槽钢
t
179
6
桥墩间剪刀撑
[10槽钢
t
30
7
贝雷架
片
536
2、人员培训
管理人员和专业技术人员及作业人员从已完工项目调派（从事现场施工多年，有丰富的工作经验），并按计划规定的时间到达施工现场（进场人员名单见表三）。
在组织施工作业队伍时将会严格做好以下工作：
①注重素质。
施工劳力人员素质直接影响工程质量，施工劳力队伍素质审查要严把“四关”，即政治素质、道德纪律、身体条件和技术水平四个方面。
②注重教育。
教育是先导，只有适时耐心的教育，才能使施工劳力队伍的素质不断提高。
教育内容要有针对性，包括：
施工当地的政策、民风习俗教育、法制教育、作风纪律教育、文化技术教育等。
③签订施工劳务合同。
要使施工人员安心施工，把精力集中到工程质量上来，必须按经济规律办事，改过去的任务分配制为合同制。
表三进场人员一览表
序号
姓名
担任职务
备注
1
钢便桥经理
2
钢便桥技术负责人、管理人
3
施工技术负责人
4
质检员
5
安全员
6
7
8
9
施工技术员
10
施工技术员
11
安全员
12
安全员
13
材料员
14
施工队队长
15
司机/司机
16
吊机手
17
振动锤、发电机操作手
18
焊工
3、合同段所需材料采用水、陆结合运输，以地方运输为主、自运辅助的方式。
各种材料的进货数量和时间，将按施工组织设计要求和现场实际及时组织货源。
三、栈桥施工工艺
（一）、跨海主线栈桥结构设计
XX大桥跨海主桥栈桥设计根据施工现场总平面布置情况，起点桩号K3+572.000，终点桩号K4+137，全长505m（已扣除航道60m）。
布置在跨海主桥的右侧，为避免栈桥的平面位置影响挂篮的施工，所以栈桥外边缘距离箱梁外边缘3.0m。
本栈桥设计根据施工现场总平面布置情况，为方便水上钻孔桩施工，钢便桥桥面与钻孔桩平台齐平。
东岸钢便桥14#墩——10#墩位置（水上部分）范围纵梁采用贝雷梁，15#墩——14#墩（岸边及筑岛部分）范围采用工字钢和型钢组合，贝雷梁与岸边采用型钢过渡段；西岸钢便桥全部采用贝雷梁。
本钢便桥全长约505m，贝雷纵梁按连续梁拼装，标准跨径按岸边及筑岛部分采用L=5.5m工字钢钢栈桥和水上部分采用L=12.0m（航道部分）和L=9.0m（滩涂）贝雷梁栈桥两种跨径布置。
下部构造均为φ600mm壁厚6mm钢管桩基础，每排桥墩采用四根钢管桩（或L=9.0m时采用两根钢管桩），为加强基础的整体性，每排桥墩的钢管均采用10号槽钢连接成整体。
分配横梁采用25b型工字钢，间距为0.40m，分配横粱上的桥面铺设采用20号槽钢纵向反扣铺设。
贝雷梁下的钢横梁（盖梁）由两根Ⅰ28a工字钢构成（或单根45工字钢）。
桥面宽度设计为6m，桥面用纵向反扣铺设的20号槽钢组成桥面系。
（钢便桥标准跨示意图见后附图）
考虑地方通航，在9#墩和10#墩之间设置通航位置。
为保障施工期间通航安全，在通航道两侧各设置4根φ600×8mm钢管桩防撞墩，防撞墩长度为6m,高度应高出最高潮位以上2.5m,并设置明显的警示标志,夜间及雾天均应设警示灯。
栈桥钢管桩入土深度原则：
对于一般粘性土层φ600mm钢管桩入土深度以进入强风化岩层表面深度进行控制，具体入土深度将根据提供的详细地质资料数据结合实际施工情况进行确定，可以采用钢管桩的贯入度进行控制，贯入度最后90秒不得大于3mm。
由于近期河道清淤，主河道两边土层（或砂层）厚度太浅，部分钢管桩的桩底入土深度不足，为此我们将采用水下砼护脚，并在管桩周围抛填砂袋等措施防护。
（二）、栈桥其它设施
为确保大桥施工中水、电的供应,栈桥上设置有电缆管道和自来水供水管道。
栈桥考虑采用防腐涂装保护措施。
护栏的竖杆、扶手横杆要刷上红白相间的警示反光油漆，防止水上船只过桥时对钢管桩的碰撞，并在通航孔位置设置。
栈桥布置形式和截面形式见后附图《跨海主桥贝雷栈桥布置图》、《跨海主桥型钢栈桥布置图》。
（三）、栈桥计算（按L=12m跨计算如下）
XX大桥钢栈桥总宽6m，计算跨径为12m。
栈桥结构自下而上分别为：
φ600钢管桩、28b型工字钢下横梁、“321”军用贝雷梁、25b型工字钢分配横梁（间距0.40m）、20a型槽钢桥面。
单片贝雷：
I=250497.2cm4，E=2×105Mpa，W=3578.5cm3
[M]=788.2kn•m,[Q]=245.2kn
则4EI=2004×106kn•m2
（一）荷载布置
1、上部结构恒载（按12m跨度计）
（1）20a型槽钢：
q1=（6m/0.3+1）×22.63×10/1000＝4.75kn/m
（2）25b型工字钢分配横梁：
q2=42.0×9/0.40×6×10/1000/9＝6.3kn/m
（3）“321”军用贝雷梁：
每片贝雷重287kg（含支撑架、销子等）：
q3=287×4×10/3/1000＝3.83kn/m
（4）28a型工字钢下横梁：
q4=6×43.4×10/1000＝2.60kn/根
2、活载
（1）按城—B级标准车辆计算
（2）人群、机具、堆方荷载：
q5=1.5kn/m2×6=9kn/m
考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距大于15m，即一跨内同方向半幅桥内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
荷载组合：
q=q1+q2+q3+q5=23.88kn/m（如下图）
23.88KN·m
12m
贝雷梁均布荷载受力分布图
6t12t12t
3.6m
4.8m
1.2m
汽车荷载分布图
活载按城—B标准车辆荷载并考虑1.2的安全系数，采用“桥梁博士系统软件进行”验算,结果如下：
恒载情况:
M中=ql2/8=23.88×122/8=429.8kn·m
R=143.3kn
活载情况：
M中=1160kn·m
R=425kn
荷载组合情况：
M中=1589.8kn·m＜[M]=788.2×4=3152.8kn·m
R=143.3+425=568.3kn＜[Q]=245.2×4=980.8kn·m
故在恒载及活载组合条件下贝雷架满足强度要求。
2、桥面板20a型槽钢验算
按简支梁计算，计算跨径取L＝0.4m。
车轮宽度按30cm计算,每对车轮的着地面积为0.6×0.2（宽×长），则轴重的一半荷载由2根槽钢承担。
采用8m3混凝土搅拌运输车满载荷载进行验算。
E=2.0×105Mpa，Iy=128cm4,Wymin=24.2cm3
P=P0/2=83KN（注:
P0双后轴车的单轴重为166KN）
Q＝83/0.2＝415kn/m
Mmax=qlc（2－c/l）/8
＝415×0.2×0.4×（2－0.2/0.4）/8
＝6.225kn•m
σ=Mmax/Wmin
=6.225×1000/（24.2×2×10-6）
＝106.3Mpa＜1.3[σ]=1.3×145＝188.5Mpa
3、横向分配梁验算
计算跨径取L＝3.75m，采用I25b型工字钢。
后轴轴距为1.2m,故后轴荷载范围由4根I25b承担，计算简图如下
P=41.5knP=41.5kn
0.9751.80.975
3.75
E=2.0×105Mpa，Ix=5284cm4,Wx=423cm3，Sx=248.1cm3,t＝10.2mm
P0=166KN，故每根I25b工字钢所分配的荷载为P=P0/4=41.5KN
M=P/l（2c+b）x
=41.5kn÷3.75m×（2×0.975+1.8）×0.975
=40.463kn·m
σ=Mmax/Wx
=40.463×1000/（423×10-6）
＝96Mpa＜1.3[σ]=1.3×145＝188.5Mpa
τ＝QSx/（Ixt）
＝41.5×1000×248×10-6/（5284×10-8×0.0102）
＝19.08Mpa＜[τ]=85Mpa
安全
4、墩顶横梁计算
①采用两根28a型工字钢。
根据前面计算结果，每榀贝雷梁传至横梁上的荷载为P＝568.3kn。
荷载按简支计算（计算简图见下图）。
E=2.0×105Mpa，Ix=7114cm4，Wx=508cm3，Sx=289.2cm3,t＝8.5mm
P=568.3KN
R=568.3/4＝142.1KN
M=K·P·t（K为内力系数,查《计算手册P763K=0.278》）
故M=0.278×142.1×4.2÷2=83.0KN.m
σ=m/w=83.0÷（508.2×2）=81.7Mpa<1.3[σ]=188.5Mpa
f=（K·P·l3）÷（100EI）（K查《计算手册P763K=2.508》）
f=2.508×142.1×4200÷（100×2.0×105×7114）
=4.4mm安全
67.5453754567.5
p/4
p/4
p/4
p/4
420
墩顶横梁计算简图
5、桩顶横梁计算（计算简图如下所示）
P1
P1=P/2=（568.3+P自重）/2=（568.3+5.8）/2=287.1kn
M=P·l/4=287.1×2/4=143.6kn·m
2.0m
σ=M/WX
=143.6×1000/（2×508×10-6）
=141.3Mpa<1.3[σ]=1.3×145=185Mpa
安全
6、钢管桩验算
每墩钢管桩打两排2根钢管桩，顺桥向间距为2.0m，横桥向为4.2m。
土层摩擦力按25kn/m2计。
1、承载力检算
考虑2.0的安全系数
单根钢管桩承载力:
F＝568.3×2.0/4=284.2KN
钢管桩入土深度：
h＝284.2/（0.60×3.14×25）＝6.03m
钢管桩总长：
H=1.8+3.5+6.03＝11.33m
2、钢管桩稳定性检算
钢管桩管径按600mm，壁厚按6mm,
则钢管桩截面积：
A=3.14×60×0.6=113cm2；
回转半径：
i=（60×60+58.8×58.5）÷2÷4=21cm；
自重：
G=0.887kn/m
1自重：
N1=11.9×3.14×0.63×0.006×7.8×9.8=10.8kn
2单桩竖向力：
N2=284.2kn
故N=N1+N2=10.8+284.2=295kn
按一端固定,另一端自由的约束条件下取杆件的长度系数为
μ=2，L=5.3，故λ=μ·L/i=2×530/21=50.5
查表得轴心受压构件的纵向弯曲系数φ=0.333
σ=N/A=287.3/113=25.4Mpa<φ[σ]=0.333×140=46.62Mpa
故钢管桩满足稳定性要求。
（四）栈桥计算,按L=9m跨计算如下:
由于9m跨的桥面系与12m跨相同,且9m跨的贝雷片布置形式与12m跨相同,故本次只验算9m跨的下横梁及钢管桩。
具体如下：
67.5453754567.5
p/4
420
1、恒载下的M中=ql2/8=24.38×92/8=246.85KN.m
R=24.38×9÷2=109.7KN
活载下:
R=425KN
故:
荷载组合情况下,贝雷梁传至I45号工字钢的坚向力为P=（425+109.7）÷4=534.7÷4=133.7KN
2、验算I45号工字钢
M=0.278×133.7×4.2=156KN.m
σ=M/A=156/1432.9=108Mpa<1.3[σ]=188.5Mpa
3、管桩承载力计算
P＝534.7/2根＝267.35KN
桩基取2.0安全系数
故F=267.35×2=534.7KN
管桩的入土深度h＝534.7/（0.60×3.14×25）＝11.35m
钢管桩的入土深度仅做为参考，在施工中应以最后打桩5分钟无明显下沉（或9秒累计贯入度小于3mm）方可满足管桩的承载力要求。
当桩尖进入地表小于3米时应考虑采用四根钢管桩组合成一个支墩的形式，方可满足支墩的稳定要求。
（具体见附图）
（五）、栈桥施工
由于本合同段栈桥，工程量较大。
为加快施工进度，跨海主桥栈桥分东西两个作业面施工。
栈桥施工均采用38t履带吊逐孔振沉钢管桩，逐孔架设上部结构的施工方法搭设栈桥，上部结构架设用“钓鱼法”施工。
安排一艘运输船分别进行钢管桩及型钢、桥面板等的运输。
⑴跨海主桥浅水区利用38t履带吊用“钓鱼法”施工
①栈桥下部结构施工
a.钢管桩的加工与制造
钢管桩施工：
1、根据本工程的特点、土质情况、作业能力及作业环境，采用采用38t履带吊逐孔振沉钢管桩.
2、做好测量控制点的交接和核对工作，施工中使用全站仪及经纬仪前方交汇法定位沉桩，做好每根桩的定位工作。
3、钢管桩以标高控制为主，钻孔资料很近时的桩尖标高及沉桩贯入度为校核，当控制标高相差较大时，及时查明原因，报有关部门研究后另行确定。
每根栈桥钢管桩分两节加工，每节长度为7.5～10.5m不等,接桩在现场进行，采用设计图纸所示焊接接头，避免接头处于局部冲刷线附近。
b.钢管桩的运输
钢管桩构件运输最大长度12.0m，构件单重为3t。
构件在出厂前标上重量、重心和吊点的位置，以便吊运和安装。
利用挂车运至施工现场。
c.钢管桩下沉施工方法
钢管桩下沉采用悬打法施工，用38t履带吊车配合振动锤施打钢管桩。
履带吊停放在已施工完成的栈桥桥面，打入栈桥基础钢管桩，测量组确定桩位与桩的垂直度满足要求后，开动振动锤振动，在振动过程中要不断的检测桩位与桩的垂直度，发现偏差要及时纠正。
每根桩的的下沉应一气呵成，中途不可有较长时间的停顿，以免桩周土扰动恢复造成沉桩困难。
桩顶铺设好贝雷梁及桥面板后，38T履带吊前移，进行插打下一跨钢管桩。
按此方法，循序渐进的施工。
（参见图3.4）
图3.438t履带吊振沉钢管桩示意
d.沉桩施工要点及注意事项
Ⅰ.沉桩开始时，可依靠桩的自重下沉，然后吊装振桩锤和夹具与桩顶连接牢固，开动振动锤使桩下沉。
当最后下沉速度与计算值相距不多，且振幅符合规定时，即认为合格，施工过程中采用设计桩长与贯入度法进行双控。
Ⅱ每根桩的下沉一气呵成，不可中途间歇时间过长，以免桩周的土恢复，继续下沉困难。
每次振动持续时间过短，则土的结构未被破坏，过长则振动锤部件易遭破坏。
振动的持续时间长短应根据不同机械和不同土质通过试验决定，一般不宜超过10min～15min。
Ⅲ.振动锤与桩头必须用液压钳夹紧，无间隙或松动，否则振动力不能充分向下传递，影响钢管桩下沉，接头也易振坏，在振动锤振动过程中，如发现桩顶有局部变形或损坏，要及时修复。
Ⅳ.测量人员现场指挥精确定位，在钢管桩打设过程中要不断的检测桩位和桩的垂直度，并控制好桩顶标高。
下沉时如钢管桩倾斜，应及时牵引校正，每振1～2min要暂停一下，并校正钢管桩一次。
设备全部准备好后振桩锤方可插打钢管桩。
Ⅴ.钢管桩之间的接头必需满焊，各加长加劲板也需满焊并符合设计的焊缝厚度要求。
经现场技术员检查钢管桩接头焊接质量合格后方可打设钢管桩。
e.钢管桩间剪刀撑、平联、桩顶分配梁施工
栈桥一个墩位处钢管桩施工完成后，立即进行该墩钢管桩间剪刀撑、桩顶分配梁施工。
Ⅰ.在钢管桩上进行平联、牛腿位置的测量放样。
技术员实测桩间平联长度并在后场下料，同步进行牛腿加工、焊接及剪刀撑、桩顶分配梁的加工。
Ⅱ.将配有发电机、电焊机的船舶装上钢管桩施工所需半成品行至施工栈桥墩位处并将其拴牢固定在钢管桩侧。
Ⅲ.用履带吊悬吊平联、剪刀撑，到位后电焊工焊接平联、剪刀撑。
现场技术员及时检查焊缝质量，合格后进行纵横分配梁架设。
Ⅳ.履带吊悬吊纵梁或横梁到测量放样位置后安装并简易固定，电焊工按测量放样位置焊接牛腿，技术员检查合格后，将纵、横梁焊接在牛腿上。
所有焊缝均要满足设计要求。
Ⅴ.对于群桩墩，在纵梁上测量放样后，履带吊悬吊横梁并安放至纵梁顶，电焊工将纵梁和横梁焊成一体。
技术员检查合格后，一个栈桥墩的下部结构施工即告完成。
②栈桥上部结构安装
栈桥上部结构的安装采用38吨履带吊进行架设。
a.贝雷梁的拼装
将安装的贝雷梁抬起，放在已装好的贝雷梁后面，并与其成一直线，两人用木棍穿过节点板将贝雷梁前端抬起，下弦销孔对准后，插入销栓，然后再抬起贝雷梁后端，插入上弦销栓并设保险插销。
贝雷拼装按组进行，每次拼装一组贝雷（横向两排），每组贝雷长12m，贝雷片间用连接片连接好。
拼装在后场进行。
b.贝雷梁架设
结合38t吊机起重量，故单跨2排贝雷梁作为一组进行架设。
Ⅰ.在下部结构顶横梁上进行测量放样，定出贝雷架准确位置。
Ⅱ.将拼装好后的一组贝雷主桁片装车并运至履带吊车后面。
Ⅲ.贝雷每两片分为一组，38t履带吊车首先安装一组贝雷，准确就位后先牢固捆绑在横梁上，然后焊接限位器，再安装另一组贝雷，同时与安装好的一组贝雷用贝雷片剪刀撑进行连接。
依此类推完成整跨贝雷梁的安装。
c.型钢分配梁的安装
38t履带吊车安装I25b型钢横梁，并用骑马螺栓固定好。
I25b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。
纵梁[22.0按间距安放，吊装到位后与I25b横梁接触点焊接成整体，焊缝厚度满足设计要求。
桥面纵向铺设[22.0槽钢,槽钢与I25b横梁采用焊接。
最后安装护栏立杆、护栏扶手和护栏钢筋以及涂刷油漆。
④栈桥施工应注意的问题
大堤与海岸线之间可能存在有大量的抛石，这对栈桥起点位置的钢管桩基础的施工造成很大的不便。
现场施工若发现抛石的面积不大、层厚不厚时，可采取抓斗进行抓取，清除表层结构物后，再进行钢管桩的振沉工作；若发现层厚较厚、面积较大时，可采取先抓取部分抛石后振沉钢管桩的方法。
钢管桩采用带桩靴结构，桩靴长度为φ600mm钢管桩采用长度60cm的桩靴。
桩靴内填充C25的素砼，以增强桩靴的强度和刚度。
如果还是很难正常打到设计标高时，可采取浇筑片石混凝土和回填片石的方法进行钢管桩的加固。
在栈桥施工中，必须将钢管、牛腿、承重梁型钢、分配梁、桥面钢板全部焊接牢固，确保此段栈桥的整体稳定性，在栈桥施工期间加强施工观测力度，掌握栈桥在河床位置情况，待栈桥施工结束后以便采取有针对性的加固措施（初步确定栈桥加工方法为：
1、在钢管周围回填土以及吹砂来确保钢管底部的稳定；2、在钢栈桥上下游方向每两跨设置一组地锚来加强栈桥的稳定）。
栈桥施工工艺流程图
⑶栈桥施工注意事项
①钢管桩施工中的注意事项
栈桥前期施工考虑到各个工种的熟练程度，在完成专业培训的同时，可在施工过程中适当摸索出一套行之有效的方法，随着工人操作的熟练程度，在确保工程质量和安全的前提下可逐步加快施工进度。
所有钢结构的焊接，包括钢管桩的节段焊接、型钢的焊接以及各个连接件的焊接都必须在监理及相关质检人员的监督下进行合格检验，不可麻痹大意。
钢管桩在平面定位时采用全站仪进行，平面位置偏差控制在双排桩80mm，单排桩50mm以内，垂直度控制在1%以内。
②钢管桩的连接注意事项
为加快施工进度，我单位计划在每步工序投入两个班组不间断进行施工，按8小时工作制进行两班倒。
钢管桩施打完成后，应立即进行钢管桩的横向连接，焊接剪刀撑及钢管平联，夜间时应提前进行照明设施的安装，并设置一定数量的安全警示灯标志，防止过往船只碰撞。
在涨潮及落潮的时间间隔内所有的施工应停止进行，并确保已经施工完的钢管桩进行连接固定，防止在潮水的作用下发生倾覆等。
③潮水及台风影响作用下的注意事项
在施工水域范围内，以适当的距离立水尺，注意观察潮汐变化。
考虑到潮水影响，为确保工程
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