钢便桥施工专项方案.docx
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钢便桥施工专项方案
钢便桥施工专项方案
（二）
一、便桥概况
本座钢便桥具有解决人员上下班及材料运输、机械设备运输等功能，可通行10m3砼搅拌车、25t汽车吊，XR320D旋挖钻及钻杆、钻头。
考虑到实际施工需要及行车要求跨洛河主河道（2#墩~~3#墩）设置钢便桥。
钢便桥采用钢管支撑柱，横向主、次分配梁采用工字钢，纵梁采用“321”军用贝雷梁，支撑柱间用槽钢焊接作为剪刀撑。
钢便桥两侧用I12工字钢做立柱，栏杆高度米，栏杆纵向米1根立柱（与桥面钢板焊接），高度方向设置两道横杆（Φ48mm钢管），用红白油漆刷好，确保水上作业安全。
在钢便桥两端行车方向设置明显减速标志，起到警示作用。
钢便桥全长60m,跨径组合为5×12（m）；桥宽6m。
二、施工方案
根据本桥所处河流水深、流速、河床地质等情况，采用25t汽车吊从一端向河中逐跨施工方案。
河流常年水深5~9m,下游橡胶坝顶面标高为：
。
最高水面至便桥底面（桥底高程为：
），钢管桩入土深度6m左右，则钢管桩自由长度9m左右,钢管桩总长度15m。
三、结构布置
1、钢便桥材料及数量
①钢便桥材料
钢便桥支承柱为Φ630mm螺旋钢管桩，材料为Q235，壁厚δ=8mm。
间距（中距）：
纵向++12×3++,横向。
钢管桩横向采用2I45b工字钢于桩顶间连接，并视河面至便桥面高度采用［14#槽钢按剪力撑焊接,增强稳定性。
桩顶采用加焊桩帽的型式，2I45b工字钢焊接于桩帽之上。
纵梁采用3组2排单层“321”贝雷梁（各榀间距++++），每组贝雷架间采用[8斜撑槽钢加固。
贝雷架上横向分配梁采用I16工字钢，间距。
横向分配梁上铺设5mm花纹防滑钢板。
钢便桥自下而上结构依次为：
A630钢管桩基础2×I45a工字钢横垫梁3组2排单层“321”军用贝雷梁I16工字钢横向分配梁5mm防滑花纹钢板（详见钢便桥施工方案布置图）。
桥台采用浆砌片、块石桥台（石料强度不小于30号），桥台形状为一长7m、宽3m、高2m的三棱柱。
②钢便桥主要材料数量
钢便桥主要材料数量详见下表。
材料名称
规格型号
数量
重量（t）
备注
钢管桩
φ630mm（壁厚为8mm）
240m
不含损耗
横向工字钢
I45b
96m
不含损耗
次分配梁
I16
1206m
不含损耗
贝雷架
“321”标准
120片
不含损耗
槽钢
［8
79m
不含损耗
槽钢
[14
113m
不含损耗
钢板
1020×690×10mm
16块
不含损耗
钢板
400×200×12mm
64块
不含损耗
桥面板
5mm钢板
360㎡
不含损耗
护栏
I12
70m
不含损耗
护栏
Φ48mm钢管
360m
不含损耗
合计
不含损耗
2、钢便桥布置
钢便桥的起点及终点均插入河堤6m或以上，以增强稳定性。
3、钢管桩入土深度
根据地质钻探提供的资料，河沟内为第四系卵石层，钢管桩桩底在中密层，中密层卵石承载力基本容许值为：
400【fao】（kPa），总入卵石深度6m左右。
四、施工机械
钢便桥的钢管桩振沉以及纵梁的拼装等采用25t汽车吊和振动锤逐跨进行施工。
钢便桥及平台施工主要机械设备表
序号
设备名称
规格及型号
单位
数量
备注
1
振动锤
DZ45A
台
1
激振力360KN
2
汽车吊
25T
辆
1
3
电焊机
LHF-400
台
3
4
手拉葫芦
5～15T
台
10
5
发电机
200KW
台
1
振动锤参数表
项目
单位
DZ45A参数值
备注
电动机型号
YNZ45-6-W
电机功率
KW
45
偏心轴转速
r/min
1150
偏心力矩
N·m
240
激振力
KN
360
空载振幅
mm
允许拔桩力
KN
160
质量
Kg
3800
电源（100m内）
KVA
150
外形尺寸
A
Mm
1150
B
Mm
1320
H
Mm
2100
五、施工方法
A.施工顺序
1.整体施工顺序
南筑岛便道→主河道→北筑岛便道
2.每跨便桥施工顺序
采用汽车吊从岸边→河中间逐跨施打→拼装完成。
施打钢管桩→焊接桩顶工字钢横联→焊接桩间槽钢剪刀撑→安装贝雷架→安装次分配梁工字钢→安装桥面板钢板→临时护栏。
B.施工方法及技术要求
1.钢管桩采用Q235钢螺纹钢管，每节定尺12m,施打时，现场采用焊接接长，接缝处适当加焊薄钢板，增强刚度。
2.施工钢便桥钢管桩采用DZ45A振动锤，施打入土时，采用双夹点将管壁夹牢进行振沉。
3.根据测量放样提供的点位，利用水位平稳或平潮时将钢管桩插入河床，着床后调整两个方向的垂直度，慢振，再次复测定位准确、校正垂直度，然后继续振沉，如果入土深度不满足设计要求时，接长后续振，直至达到计算标高或满足贯入度——收锤标准。
收锤标准以钢管桩不再明显下沉为准。
4.中点控制采用全站仪；垂直度控制采用吊锤。
5.振沉时，汽车吊松绳速度应同步，防止振空锤损坏扒杆。
6.钢管桩平面中心桩位控制（允许）偏差为5cm，倾斜度≯1%。
7.钢护筒接长时，应采取可靠措施确保对接的管节顺直，接口紧密。
8.贝雷架纵梁采用在平台上组拼，整跨安装。
安装时两端系绳索配合定位。
9.钢护筒振沉完毕后,应及时加焊横联工字钢及剪力撑，使之连成整体。
C.其它
1.施工用电采用自备200KW发电机1台供电，确保施工的连续性。
2.为保证钢便桥畅通，便桥上禁止堆放材料或设备。
六、水上作业安全事项
本河段为不通航河段，不需要临时封航。
但进行水上作业时，应注意做好水上安全措施，确保水上作业安全。
1.水上施工方案确定后，应严格按照批准的方案进行水上作业；
2.所有参加水上作业人员应进行水上作业安全教育才能上岗；
3.水上作业开工前，对所有参建人员进行技术交底和安全操作交底；
4.水上作业时，应设专人统一指挥；
5.设安全员全天候在便桥上值班，监督作业人员遵守水上作业规定，纠正违章行为，指导安全作业，确保人员安全；
6.便桥临边，均应设置牢靠的防护栏；
7.所有作业人员均应穿救生衣；
8.在便桥的固定位置挂放3个救生圈及其它应急救生设备；
9.任何情况下，吊车停止作业时，汽车吊应将扒杆收回正常停车状态；
10.如遇雷雨等恶劣天气、六级以上大风，应停止作业，人员应及时撤离；台风期间，应采取拉缆风绳等稳固措施；
11.洪水期间，应安排人员测量钢管桩处的冲刷情况，如冲刷严重，应采取抛片石、砂包进行防护，防止钢管桩底脚悬空发生倾倒；
12.值班人员应注意观察河面上漂浮物的漂流状态，如发现大体积漂浮物对便桥有可能造成威胁的迹象时，应采取引流等措施，防止对便桥造成撞击；
13.夜间作业时，应提供满足夜间施工条件的照明灯光；
14.严禁向河里乱扔物件，危及河流安全及破坏环保；
15.钢便桥上严禁堆放任何物料，确保便桥安全；
16.定期或不定期对钢便桥进行检查，发现缺陷及时维修、更换；
17.临时用电的电器设备，应由持证电工安装，严禁乱拉乱接，经常检查电路，防止发生漏电事故；用电线路应架空架设；
七、水上施工应急预案及措施
水上施工作业时，主要发生的事故是人员落水，因此，制订应急救援预案，具体如下：
当发生水上作业点施工人员落水时:
现场人员抛投救生圈或绳子，大声呼救，利用有效联络方法确定落水人员方位。
如果夜间采用照明灯照射落水者，组织水性好、经过水上救援训练的救生员及时搜救落水人员。
岸上人员做好接应工作。
现场负责人立即向本单位应急救助领导小组及救援部门报告。
报告内容必需说明出事地点、时间、落水人员数量及详细情况。
落水人员被救起，根据伤势情况及时送往医院救治，并提前通知救护车到现场接应。
八、文明施工与环境保护
（一）文明施工措施
1.材料、设备按规划点堆放整齐；
2.材料、设备堆放要稳固，防止倾倒危及施工人员安全；
3.每一工点完工后，应及时清理场地，做到工完场清；
4.不允许在便桥上堆放物料，确保便桥畅通。
（二）环境保护措施
1.严禁向河里倒弃生活垃圾，污染水源环境；生活垃圾必须装入加盖的储集容器里，并定期运至岸上倾倒；
2.禁止在平台上或岸边焚烧各种垃圾及废弃物，造成有毒气体；
3.施工现场无废弃物，在便桥操作面散落的砼碴应及时清理干净；
4.便桥拆除后，应及时进行河床清理，恢复河床、岸上地形原貌。
（三）防漏油措施
工地涉及的油类物品有：
柴油、润滑油、机油等，使用时，应采取有效措施，防止油类泄漏。
1.定期检查设备是否漏油；
2.漏油设备应及时维修或更换；
3.所有重型和固定设备都应配有盛油工具箱，配置不少于3块30×30cm的3M抗水吸油棉、1双能保护至手腕20cm以上的橡胶手套、3个能装80升的塑料袋、盛油盆、塑料薄膜等工具，用以防止或处理油污染；
4.在使用或维修过程中，应做到以下几点：
（1）在所需修理的机械设备底盘底下铺塑料簿膜；
（2）在塑料簿膜上放盛油盒；
（3）如有油泄漏，用吸油棉吸附后，拧放到盛油盒里，将用过的吸油
棉放到塑料袋里；
（4）报告所有溢油事件；
（5）记录溢油事件的日期、时间、地点、溢油量、清理溢油的措施
和防止类似事件发生的措施。
九、便桥临时用电安全措施
1.安全用电管理制度
①凡使用和操作电动机械的人员，必须进行安全用电的技术培训教育，了解机电、设备常识，掌握机械性能、操作方法、规范规程，经培训、考核合格后持证上岗。
②必须安排身体健康、精神正常、责任心强的人员从事电工工作，操作电焊机、卷扬机、搅拌机必须持证上岗。
③电气设备应有电工进行安装，试运转正常后交操作人员使用，并向操作人员进行技术交底。
④操作人员相对稳定，不得任意更换，以保证高效和安全生产。
⑤用电人员应按规定正确使用绝缘防护用品，电工要持证上岗。
2.安全用电措施
①.所有电气设备均应按照铭牌所标示的额定电压和额定功率使用。
②.多路电源进出线的开关柜和配电箱均采用密封式结构，进线及负荷回路均应标明名称，闸刀表明额定电压值。
各开关柜和配电箱均加锁，钥匙由值班电工保管。
③.开关及熔断器必须是上端接电源，下端接负荷。
④.不同电压的插销和插座采用不同的结构形式。
⑤.严禁将电线钩挂在闸刀上或直接插入插座内使用。
⑥.熔断器的熔丝熔断后应查明原因，在排除故障后方可更换。
⑦.连接电动机械和电动工具的电气回路均设保护开关或者插座，并不得直接外露。
对小型电焊机和振动棒等可移动机具必须使用橡皮软电缆，并且必须保证一机一开关。
⑧.使用发电机时，必须严格遵守发电机操作规程，并采取必要的倒闸操作程序。
每台发电机由专职的电工操作，必须在额定功率以下工作，不得超负荷运行。
发电机与变压器之间应有完善的闭锁措施。
⑨.工地用电实施三级配电二级保护，所有机械设备实行“三相五线制”，执行“一机、一箱、一闸、一漏电保护”处理，把事故隐患消除在萌芽状态。
⑩.保护零线：
每一重复接地装置时，接地电阻不大于4Ω，电工应经常检测接地电阻，以确保接地良好。
⑾.夜间施工时，必须在操作区，主要道路、便桥、平台等区域采用一般照明和局部照明措施。
灯具采用高压汞灯、高压钠灯或者卤钨灯。
3.用电防火措施
①.导线和电缆的安全载流量不应小于长期工作电流，供电设备不可超过其过负荷能力长时间运行，以防止线路或设备过热。
②.保证电气设备绝缘良好、导电部分连接可靠，定期清扫积尘。
③.开关、电缆、母线、电流互感器等设备应满足短路热稳定的要求。
④.应正确使用开关电器，杜绝误操作事故。
⑤.保护装置应正确稳定，操作机构应灵活可靠，防止振动。
⑥.先断电后灭火。
发生电气火灾时应先断电源，而后再扑救。
切断电源后可按一般性火灾组织人员扑救，同时向公安消防部门报警。
⑦.如果需要电力部门切断电源，应迅速使用电话联系。
⑧.如遇带电导线断落地面，应划出8~10m的警戒线，以避免跨步触电。
⑨.带电灭火、应使用不导电的灭火剂。
例如二氧化碳、四氯化碳、1211干粉灭火剂。
不得使用泡沫灭火剂和喷射水流类导电性灭火剂。
灭火器喷咀离10KV带电体不应小于。
4.生活安全用电措施
①.生活区比较独立，采用独立的用电线路。
②.宿舍内不得使用电炉、电热管等大功率用电器。
③.各用电线路和用电设备安装、维修工作必须由电工或专业维修人员完成，严禁私自拉接电线。
④.办公室、食堂、宿舍等区域无人时必须关掉所有的用电设备。
⑤.驻地和主要通道、公共场所在夜间必须有照明措施。
⑥.安全员长定期对项目部所有人员进行用电安全教育，提高自我防范意识。
做到人人会报警、会逃生，会使用消防器材。
5、触电与救护
A、人体触电伤害事故的易发
（1）在保护措施不完善的情况下，易发生人体触电伤害事故。
（2）施工人员违章操作时，易发生人体触电伤害事故。
B、急救方法
（1）最首要的措施是使触电者迅速脱离电源。
使触电者迅速脱离电源的方法有两种：
一种方法是切断电源开关；另一种是用干燥的绝缘木棒、布带等将电源线从触电者身上拨离，或者将触电者拨离电源。
（2）严禁救护者用手直接推、拉和触摸触电者；严禁救护者使用金属物品或其他绝缘性能差的物体（如潮湿的木棒、布带等）接触触电者。
（3）触电者脱离电源后，必须立即采取急救措施，如人工呼吸法、心脏按摩法。
十、水上施工安全保障组织体系
附件：
钢便桥受力计算书
一、设计依据
《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）
《装配式公路钢桥多用途使用手册》（人民交通出版社）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）
《夏都大桥工程两阶段施工图设计基础资料》
二、设计荷载
1、恒载
恒载为结构自重。
2、活载
汽车-20级（混凝土搅拌运输车自重最大值为20t，满载混凝土重（12m3）后总重约50t）：
P1=140KN，P2=P3=180KN。
轴距4m+，轮距；
XR320D旋挖钻机（整机）：
履带×，纵向两轮中心距。
；
施工荷载及人群荷载：
1KN/㎡。
考虑栈桥及施工实际情况，同方向车辆间距不小于20米，即一跨内同方向最多只布置一辆重车。
三、材料容许应力值
1、16Mn钢
容许轴向力[σ]=200MPa
容许弯应力[σw]=210MPa
容许剪应力[τ]=120MPa。
2、贝雷桁片
桥型
容许内力
不加强桥梁
单排单层
双排单层
三排单层
双排双层
三排双层
弯矩（）
剪力（kN）
桥型
容许内力
加强桥梁
单排单层
双排单层
三排单层
双排双层
三排双层
弯矩（）
3375
6750
剪力（kN）
本钢栈桥采用双排单层贝雷桁片（加强桥型），贝雷桁片容许弯矩为,容许剪力。
四、栈桥强度、刚度及稳定性验算
1、面板（8mm钢板）受力计算
钢板的支撑结构次分配梁为I16工钢，间距30cm。
取×钢板按单向板计算。
1混凝土搅拌运输车总重按50t计算：
P1=140KN，P2=P3=180kN。
后轮荷载较大，以后轮计算。
后轮着地面积A1=×=㎡，因轮胎着地长度小于次分配量间距，所以后轮荷载P完全作用于单向板上，P=180/2=90kN，q=P/A1=750KN/㎡.
2XR320D旋挖钻机（整机）：
履带面积A2=×=㎡；均布荷载q2=P/2/A2=KN/㎡；作用于单向板上的荷载P=q2××=；
3自重荷载：
q=×7850×10÷1000=KN/㎡
4施工荷载及人群荷载：
1KN/㎡。
由上述可知，混凝土搅拌运输车+自重荷载+施工及人群荷载为最不利组合。
Mmax=ql2/8=750××÷8+（×1+1×1）××÷8=；τ=Q/A=<[τ]=120MPa
满足要求。
2、横向次分配梁I16工字钢计算
A=，m=m，Wx=，Ix=1127cm4
次分配梁I16工字钢间距，支撑于贝雷架上，贝雷架间距+，所以I16工字钢跨度为或，显然跨度时受力最不利，所以以的跨度对单根I16工字钢按照简支梁模型进行分析。
1混凝土搅拌运输车总重按50t计算：
P1=140KN，P2=P3=180kN。
后轮荷载较大，以后轮计算。
后轮着地面积A1=×=㎡，因轮胎着地长度小于次分配梁间距且轮距大于跨度，所以一侧后轮荷载P完全作用于简支梁上，P=180/2=90kN，按集中荷载计算，偏安全。
2XR320D旋挖钻机（整机）：
履带面积A2=×=㎡；均布荷载q2=P/2/A2=KN/㎡；作用于简支梁上的荷载P=q2××=，按集中荷载计算，偏安全；
3自重荷载：
钢板q1=×7850×10×÷1000=KN/m
工字钢q2=×10÷1000=m
4施工荷载及人群荷载：
q=1×=m。
由上述可知，混凝土搅拌运输车+自重荷载+施工及人群荷载为最不利组合。
Mmax=Pl/4+ql2/8=90×÷4+（++）××÷8=m3
σ=Mma/w=209MPa<[σw]=210MPa；τ=Q/A=<[τ]=120MPa
满足要求。
3、贝雷片计算
单组贝雷桁片容许弯矩为,容许剪力。
贝雷梁计算跨径为12m，按简支梁计算。
1混凝土搅拌运输车总重按50t计算：
P=500KN,按集中荷载计算，偏安全。
2XR320D旋挖钻机（整机）：
P=928KN,按集中荷载计算，偏安全；
3自重荷载：
钢板q1=×7850×10×6÷1000=KN/m
工字钢q2=×10÷1000×6×（1÷）=m
贝雷架自重：
q=÷3×10÷1000×6=m
4施工荷载及人群荷载：
q=1×6=6KN/m。
由上述可知，XR320D旋挖钻机+自重荷载+施工及人群荷载为最不利组合。
当车辆行驶至桥梁跨中时为弯矩最不利受力状态，由三组贝雷架承受荷载。
Mmax=Pl/4+ql2/8=928×12÷4+（++6+）×12×12÷8=单组贝雷架所受弯矩M=÷3=当车辆行驶至钢管桩附近时为剪力最不利受力状态，由三组贝雷架承受荷载。
Qmax=P+ql/2=928+++6+×12÷2=
所受剪力Q=÷3=<
满足要求。
4、2×I45b工字钢计算
钢管桩顶横梁采用2×45b工字钢，长度6米。
栈桥施工活载及恒载均通过贝雷架以集中荷载的方式传递至双工45b分配梁，根据贝雷梁计算可知，每榀贝雷梁支点处最大支承力为2=,又因两侧两组贝雷梁位于钢管桩上，所以仅需校核跨中段工字钢受力情况。
每根工字钢受力为2个集中力，每个集中力大小为，工字钢自重：
P=×6×2÷100=。
钢管桩中心距，按跨度简支梁模型计算。
工钢截面性质如下：
A=，Wx=1500cm3，Ix=33800cm4
则Mmax=P/l（2c+b）a+ql2/8=÷×（2×+）×+××÷8=（2c+b）+ql/2=÷×（2×+）=
σ=Mma/w=<[σw]=210MPa；τ=Q/A=<[τ]=120MPa
满足要求。
5、钢管桩计算
钢管桩顶面标高为，根据《夏都大桥工程两阶段施工图设计基础资料》可知，河床高程为，河沟内为第四系卵石层，钢管桩桩底在中密层卵石，钢管桩按入土5m计算，考虑河床表层冲刷，钢管桩总长度为15m。
钢管桩为直径630mm的标准螺旋焊接管，则钢管桩自重为G=15×=。
当旋挖钻行至桩顶位置时，钢管桩所受荷载最大，根据贝雷架计算可知，每根钢管桩受力为（+）/2+=。
1钢管采用Φ630×8mm钢管，A=，I=，i＝
W=cm3，M＝m
单根φ630mm，钢管截面承受的允许压力[N]
[N]＝（A×[σ]）＝×10-4×140×103＝1918kN
钢管桩受力<[N]＝1918kN。
由于钢管墩为压杆，要考虑压弯失稳，故进行稳定性校核
按两端铰支计算钢管稳定容许应力，该处钢管最大自由长度为L＝（从河床面起至钢管墩顶止），按10m计算。
按照路桥施工计算手册表12-2公式，则钢管稳定容许应力：
[σ]ω＝φ[σ]＝*140＝
式中：
φ——压杆稳定系数；
λ＝νL/i＝1×10/=＜80；
ν——压杆的长度系数，该处取ν＝1；
L——压杆的自由长度，该处L=；
i——压杆对轴的惯性半径，该处i＝；
[σ]——压杆材料的容许应力，钢管＝140MPa。
查《钢结构设计规范》得，φ＝。
单根钢管的稳定容许压力：
[P]＝[σ]ω·A＝××101＝kN
式中：
[σ]ω——钢管的稳定容许应力（由上式求得）；
A——钢管壁的横截面面积（直径，壁厚）
故单根钢管稳定允许承载力[P]=kN>
钢管桩规格满足要求。
2钢管桩的竖向承载力计算
本栈桥所有桩基均支撑在中密卵石层上，按摩擦桩计算其容许承载力。
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）中的沉桩的承载力容许值公式，则桩的容许承载力为：
式中：
——单桩轴向受压承载力容许值（kN），桩身自重与置换土重（当自重记入浮力时，置换土重也计入浮力）的差值作为荷载考虑；
——桩身周长（m）；
——土的层数；
——承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度（m）；
——与
对应的各土层与桩侧摩阻力标准值（kPa）,宜采用单桩摩阻力试验确定或通过静力触探试验测定，当无试验条件时按规范给定值选用；
——桩端处土的承载力标准值（kPa），宜采用单桩试验确定或通过静力触探试验测定，当无试验条件时按规范给定值选用；
、
——分别为振动沉桩对各土层桩侧摩阻力和桩端承载力的影响系数，对于锤击、静压沉桩其值均取为。
桩端承载力：
[P]=1/2（
Aσr）=×（××5000）=
[P]已大于钢管桩所受荷载，不需计算摩阻力。
所以打桩时根据地质情况入土深度5m，桩长15m，可以满足设计要求。
五、计算结论
1、根据计算，此种设计满足荷载设计要求，贝雷梁抗弯抗剪均有较大储备，安全系数高。
2、在栈桥施工及使用过程中要定期测量河床标高及水的流速，若发现有较大出入应立即采取措施进行栈桥加固。
3、由于河床冲刷影响，导致钢管桩自由长度较大，所以必须考虑汽车制动力对栈桥的影响，因而在栈桥施工和运行期内，安排专人负责监督运行车辆在栈桥上的行使速度，将车速必须限制在15Km/h以内，若发现车速超过15Km/h的车辆，应立即采取措施进行管制，从而保证栈桥在施工和使用过程中的安全。
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