新河大桥钢便桥方案.docx
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新河大桥钢便桥方案.docx
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新河大桥钢便桥方案
铜南宣高速公路路基工程第十四合同段
新河大桥施工便桥方案
天津城建
天津城建集团有限公司
铜南宣高速公路路基工程第十四合同段项目经理部
2013年7月
1、工程概述3
1.1、编制原则3
1.2、工程概况3
1.3、河道水文3
1.4、方案制定3
1.5、工期计划3
2、施工便桥主要施工方法4
2.1、方案概述4
2.2、平面布置5
2.3、主要施工方法6
3、质量保证措施12
3.1、工程材料和物资采购控制12
3.2、文件和资料控制12
3.3、施工过程控制12
4、进度保障措施13
4.1、组织保证措施13
4.2、技术保证措施13
4.3、物资保证措施13
5、安全保证措施14
6、环境保护措施14
7、防洪应急预案15
7.1、编制原则15
7.2、编制目的15
7.3、应急保障15
7.4、应急措施15
7.5、后续工作16
8、施工承诺16
9、计算书16
1、工程概述
1.1、编制原则
(1)满足防洪的有关要求,根据排洪要求确定标高、跨度。
(2)考虑便桥使用时间较长,且要经过汛期的考验,设计中严格验算,着重考虑安全因素。
(3)以“安全第一”为原则,结合施工最大荷载和最佳作业空间,确保施工人员及施工机械不相互干扰、方便施工,操作安全。
(4)严格遵照《中华人民共和国水法》办法执行。
1.2、工程概况
(1)新河大桥位于宣州区沈村镇境内,是铜南宣高速公路的重要跨线工程,跨越破城河河道及两侧藕塘,全长650m(K76+938~K77+588),其中,跨越破城河范围长度约为144m。
该桥为单跨25米预应力组合箱梁连续梁桥,共计26跨。
下部结构采用桩柱式墩、U台及扩大基础。
(2)水文:
本工程施工区域地表水一般为自然降水,河流为雨源型河流,河流流量主要受降水量控制,其汛期与雨期一致。
(3)气候:
本项目属亚热带湿润季风气候区,气候特征是:
气候温暖、湿润、四季分明,雨量充沛集中,光照充足。
年平均气温15.7~16.0°C,多年平均降水量1280~1370mm。
1.3、河道水文
为了确定便桥方案,我项目部组织进行了对破城河河道的水文调查。
新河大桥设计桥位处现状水面宽度约40m,现状堤坝间宽度约144m,现状水深1~2m;地质结构依次为粉质粘土、卵石土、风化含砾泥质砂岩。
1.4、方案制定
拟在河道上架设60m钢便桥作为主要流水通道,两侧采用预埋Φ1500mm钢筋砼管(间距800mm布置)导流、填袋装碎石、土接顺,堤坝用袋装土配合土工布护坡,保护两侧堤坝不受冲刷。
(详见主要施工方法)
1.5、工期计划
计划工期为30天。
2、施工便桥主要施工方法
2.1、方案概述
根据现场施工条件,施工便桥初步定60m,按照6m×10的跨径组合形式进行搭设。
便桥下部结构采用壁厚10mm、Φ600mm的钢管桩基础,两侧桥台基础砼为C25,台身高2.1m,厚度为0.5m,基础预留贝雷片支座垫板,桥面行车道有效宽度为4.8m,两侧设置栏杆,车辆限速5Km/h。
便桥桥墩处自下而上依次采用的主要材料为:
壁厚10mm、Φ600㎜钢管桩基础(跨度为6m布置)→I36a型工字钢(双拼)下横梁→单排加强型贝雷片纵梁(9片)→15×15cm方木(满铺)→10mm厚钢板。
施工便桥横断面示意图
施工便桥钢管桩平面布置图
2.2、平面布置
便桥布置在主桥线路上游,便桥线路中心与主桥中心线平行,距离主线桥2m,呈直线布置。
施工便桥桥位示意图
2.3、主要施工方法
2.3.1、施工工艺流程
钢便桥采用1台50t履带吊、1台DZ90型液压振动锤从岸侧逐跨振动下沉钢管桩、焊设下部桩间支撑、安装桥面上部结构。
钢便桥施工工艺流程如图所示。
2.3.2、主要施工方法
便桥基础施工主要使用履带吊结合振动锤施打钢便桥钢管桩、单工作面逐跨推进的作业方式进行,每一跨便桥钢管桩沉放完成后即依次由下而上进行下斜撑、工字钢下横梁、贝雷片以及面板铺装,面板铺好以后履带吊前行,进行下一跨钢便桥施工。
施工便桥搭设示意图
A、便道延伸
①清表:
(河道内常水面宽度为40m,大部分为滩涂)将滩涂的淤泥及腐植土挖除,至承载力较好的土层;
②换填:
用级配碎石作为便道路基,用素土填高至需要高程。
③排管:
在已换填碎石层上设置Φ150cm钢筋砼预制管,间距0.8m布置(便桥两侧)。
④管道定位:
用袋装碎石进行包管定位,袋装碎石空隙用碎石密实,素土覆顶至需要高程。
⑤边坡防护:
用编织袋装素土从坡脚码放至路肩,以防降雨时素土流失。
B、钢管桩制作
①钢管桩制作
钢管桩委托专业钢结构加工厂制作,焊缝采用螺旋焊缝,要求达到二级焊缝标准,便桥钢管桩规格为Ф600×10mm、单根设计长度为15m,入土深度为8m,桩端设置60cm长加强箍以防钢管桩卷口、变形。
②钢管桩运输
钢管桩在专业厂家生产好后,采用汽车运输到施工地点。
钢管桩运输时做到提前了解运输期天气,如有6级以上大风或暴雨、大雾等恶劣天气时禁止运输。
钢管桩堆放形式和层数应安全可靠,避免产生纵向变形和弯曲变形。
长期堆放应采取防腐蚀措施。
堆放不宜超过三层。
钢管桩在起吊、运输和堆放过程中,应避免由于碰撞、摩擦等原因造成涂料破损、管端变形和损伤。
C、钢管桩下沉
施工时选用为DZ90型振动锤,DZ90型振动锤采用液压夹具,通过液压油缸的进油和回油实现迅速夹紧钢管和放松钢管。
利用夹具夹住钢管桩,同时用履带吊副钩通过备用钢丝绳吊住钢管桩顶。
准备好后,履带吊通过振动锤及备用钢丝绳直接起吊钢管桩,在测量引导下调整钢管桩到测量标定的桩位后快速下钩,钢管桩靠自重入土稳定后,开启振动锤振动下沉钢管桩。
振动锤打桩施工工艺流程如下图所示:
钢管桩沉放前根据桩位图计算每一根桩中心平面坐标,确定好沉桩顺序,防止先施打的桩妨碍后续桩施工,并且钢管桩在运至现场之前要求在桩身上标明刻度(最小刻度为10cm),以方便沉桩过程中技术数据的采集。
当沉桩准备工作做好之后,履带吊主钩起吊振动锤,调节振动锤的液压夹具,使其夹紧首节钢管桩顶口,另外,履带吊的副钩通过卡环连接钢丝绳与钢管桩的端部吊点相连,履带吊缓慢起钩,旋转转盘将钢管桩吊离驳船,然后一钩起一钩落,逐步在水中将桩竖直,同时在测量监控下,慢慢摆动履带吊扒杆使钢管桩的平面位置到达设计桩位处,满足设计要求后下桩、稳桩、压锤,满足设计及规范要求后,开始沉桩。
在沉桩过程中要进行测量监测,并做好沉桩记录。
钢管桩沉放以标高控制为主,贯入度控制为辅,确保桩基承载力满足要求。
在整个下沉的过程中由测量全程监控,以便及时进行纠偏。
为了保证对接质量,振动锤沉桩注意事项:
①插桩初入土时轻振慢打,及时检查位置,如在桩打入初期(2~3m)发生较大倾斜,可进行修正,或拔出重打。
②桩打入过程中,应控制钢管桩下沉速度,防止溜桩,如溜桩严重,应根据实际情况分析处理。
③振动时每次振动持续时间不宜超过10~15min,过长则振动锤易遭到破坏。
④每根桩的下沉应一气呵成,不可中途停顿或有较长时间的间隔,以免桩周土恢复造成继续下沉困难。
⑤为确保沉桩质量,钢管桩沉入施工应选择在天气较好时段进行。
D、下部结构安装
①钢管的抄平
钢管桩打设好后,按照设计标高进行测量放点和抄平。
②桩间支撑架施工
单排钢管桩施打就位后,开始桩间支撑架斜撑的连接。
支撑架采用20a槽钢,所有支撑架按照设计的长度缩短10cm左右的尺寸下料,然后根据钢管桩与支撑架之间的相贯线用气割修整。
③桩顶工字钢下横梁施工
桩顶下横梁是由I36b型工字钢(双拼)构成,将下横梁置于敞口钢板桩上。
双拼36b型工字钢下横梁在后场加工、现场安装。
E、上部构造安装
①单排加强型贝雷梁安装
下横梁安装完毕,安装贝雷梁为纵梁,均布9片,每片间距600mm。
②15×15cm方木
横向满铺15×15cm方木。
F、桥面铺装及附属设施
方木铺设完成后,桥面满铺10mm钢板作为桥面板。
桥台及搭板施工要求参见桥梁部分工程施工方案。
便桥护栏杆高1.2m,采用Φ48×3.0mm钢管焊接,立柱间距2.5m,焊在便桥纵梁上,栏杆统一用红白油漆涂刷,交替布置,达到简洁美观。
G、钢便桥施工注意事项
钢便桥前期施工考虑到各个工种对钢便桥设计结构和设计要求的熟悉程度,施工前必须对工人进行专业培训,工人操作必须熟练,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合格检验,不可麻痹大意。
H、便桥的维修及保养
①在便桥入口设置值班岗亭并指派值班员指挥交通,桥头悬挂车辆限速行驶警示牌以及车辆限重标志牌,在便桥两侧护栏上每隔20米设置夜间照明灯。
②便桥值班人员定期检查,对便桥面板发生翘曲或损坏的部位,及时修复或更换。
I、便桥占用河道及拆除
①占用河道
便桥作为施工材料、机械设备转运的主要通道,同时作为施工人员上下班便道,钢便桥计划2013年9月投入使用,计划2014年12月底钢便桥拆除完毕。
②钢便桥拆除
1)拆除施工工艺
拆除方向由河中心向两端逐跨拆除,便桥拆除顺序由上至下进行,基础钢管桩拆除采用50t履带吊配合DZ90振动锤拔桩。
a、桥面系割除
人工割除栏杆、面板后,吊装上平板车转运到岸上回收场。
b、钢管桩拔除
安装DZ90振动锤到钢管桩顶,待振动锤液压钳夹紧钢管桩后,启动振动锤,钢管桩周边土质在振动力作用下开始液化,土质对钢管桩的摩阻力将大大减少,此时50t履带吊可缓慢将振动锤连同钢管桩往上提动,逐渐将整根钢管桩拔起,并利用平板车通过便桥转运到岸上。
c、河道恢复
便桥使用结束后,将桥台及填筑部分清除至原河底标高。
2)拆除注意事项
a、便桥拆除工作的重点在安全,所有现场施工人员首先必须从思想上树立安全意识,遵守安全操作规程。
b、起吊由专人指挥,定期对起重索具进行检查,起吊前应检查吊物所割除的焊缝是否割完,吊物时,吊臂与被起吊物下严禁站人。
c、入土钢管桩必须整根拔除,防止剩余桩头阻碍通航。
2.3.3、人员及设备安排
本标段钢便桥施工根据现场实际情况,统一规划,严格控制施工质量,项目经理部组织了有水上钢便桥施工经验的专业施工队伍,人员配备详见下表:
主要管理人员及分工
序号
姓名
职务
负责内容
1
刘跃
项目经理
施工总负责
2
何士君
项目总工
技术负责人
3
李峰
现场施工员
现场指挥
4
杨三强
测量工程师
现场测量
5
陈浩
质检工程师
质检负责
6
高斌
安全部长
安全监督
主要机械设备投入
序号
名称
规格型号
单位
数量
1
挖掘机
卡特320
台
5
2
自卸汽车
斯太尔
辆
10
3
推土机
SD32-5
台
3
4
振动压路机
SD22T
台
2
5
装载机
ZL50
台
2
6
洒水车
5t
辆
1
7
振桩锤
DZ-90
台
1
8
吊车
50T
台
1
9
发电机组
400KW
台
1
10
电焊机
ZSJ
台
4
3、质量保证措施
3.1、工程材料和物资采购控制
按照图纸及规范要求的标准,采购原材料、半成品、构件和零部件,按实物进行验收并按要求进行存放。
3.2、文件和资料控制
文件和资料是工程施工的依据,也是质量体系运行的验证资料,保持质量体系文件完整性和准确性,是实施项目管理的重要工作之一。
3.3、施工过程控制
3.3.1、施工前控制
A、根据合同要求,对工程进行质量策划,就质量体系、组织机构、质量目标、人员配置和培训、主要施工工艺等方面予以确定,并对保证实现质量目标的环境、设备、工艺、资金及主要施工程序制定计划和有效措施。
B、研究设计文件,组织图纸会审,使施工人员充分了解设计意图。
C、编制施工技术方案和作业指导书。
3.3.2、施工过程控制
施工过程中,对严重影响工程质量的重要工序,如原材料检验等进行控制;也可根据工序的难易程度确定关键工序并进行重点控制。
对重要和关键工序的主要控制方法是设立控制点,进行工序分析和连续监控,必须严格按制定的工艺施工,施工员和质监员负责现场监督,检查工艺执行情况。
4、进度保障措施
4.1、组织保证措施
(1)在保证质量,施工安全的基础上,优化资源配置,挖掘人员和设备潜力,充分发挥企业综合优势,确保在工期内完成施工任务。
(2)尊重科学、尊重知识、尊重人才。
通过技术质量攻关活动,积极推动技术进步,改进完善施工工艺,提高劳动生产率,精心组织,加快施工进度,确保工程顺利按期保质保量完成。
(3)根据本工程的工程总体计划,组织合理的施工流程,必要时可采取两班或连续作业,以满足工程需要。
(4)坚持每日生产调度会制度,检查当日各工序完成情况,研究解决施工存在的问题,布置落实明日的生产任务,做到当日任务当日完。
(5)建立形象进度考核制度,把形象完成情况与工资、奖金挂钩,实行奖罚制度。
(6)通过教育、培训,提高工人的技术及操作水平,从而提高工程进度。
4.2、技术保证措施
(1)优化施工方案,做到科学施工;实行动态网络管理,信息反馈及时,适时调整和优化施工计划,确保工序按时或提前完成。
(2)组织好一条龙的施工作业线,保证一环扣一环的施工程序。
(3)专业技术人员要深入一线跟班作业了解情况,及时搞好技术交底,并做到发现问题及时解决。
4.3、物资保证措施
(1)物资采购人员应选配技术素质好、事业心和责任感强的同志担任。
(2)根据施工计划,安排物资采购计划,确保各种物资材料按时到位,杜绝停工待料现象。
(3)严把材料质量关,杜绝劣质材料进场。
5、安全保证措施
(1)洪汛期时,专人观察水位,检查冲刷深度,当水位超出设计水位时,应采取拆除措施;汛期时,与河务部门及时联系,掌握水文变化情况。
(2)加强巡视检查,安排专人打捞水中漂浮物,以免影响水流。
(3)临时便桥在营运期间,要安排专人负责管理、检查、维护。
(4)车辆行驶严格按限速要求,禁止急停、加速。
(5)严禁非施工车辆和人员上桥,安排专人值勤,负责便桥安全。
(6)在便桥两端头设置限速牌、安全行驶标志,夜间警示标志。
6、环境保护措施
(1)遵守国家和地方有关环境保护、控制环境污染的规定,采取必要的措施防止施工中的燃料、油、污水、废料和垃圾等有害物质对河流造成污染,防止扬尘、汽油等物质对环境空气的污染,防治噪声对环境的污染,把施工对环境、空气和居民生活的影响减少到允许的范围内。
(2)在施工期间始终保持便道周围的良好排水状态,修建一些临时排水设施,临时排水设施与永久排水设施相连接,且不得引起淤积和冲刷。
(3)施工中的临时排水系统,应能最大限度的减少水土流失及对当前水文状态的改变,并不得干扰河道、水道或现有排灌系统或排水系统的自然流动。
(4)采取切实可行的措施,防止施工场所占用的土地或临时使用的土地受到冲刷;防止本工程施工中开挖的土料,对河流、水道、或排水系统产生淤积或堵塞。
(5)为减少施工作业产生的灰尘,随时进行洒水或其它抑尘措施,施工便道要适时洒水,减轻扬尘污染。
(6)便道施工要加强管理,弃土不得随意弃置,必须运至指定地点,运土汽车不得落土掉泥,污染道路,运土时不准超高,并采取遮挡覆盖措施。
便道上行驶推土机、挖掘机时,其履带轮迹,必须洒水润湿,重新碾压平整。
(7)指定专人负责车辆的清洗及出入口周围环境和道路的清扫工作,运输车辆得不带泥沙出现场,并做到沿途不遗洒。
7、防洪应急预案
7.1、编制原则
(1)根据排洪要求编制本预案。
(2)考虑的便桥使用时间较长,且要经过汛期的考验,预案制定过程中着重考虑安全因素。
(3)按照“安全第一”的指导思想,根据《防洪法》、《水法》、《防汛条例》等法律法规,结合现场的实际情况,编制本预案。
(4)严格遵照《中华人民共和国水法》办法执行。
7.2、编制目的
及时有效地做好洪水突发事件防范与处置工作,保证抗洪工作高效有序进行,避免当地群众发生人员伤亡和财产损失的情况,切实维护人民群众生命财产安全和社会稳定。
7.3、应急保障
(1)人员配备:
设置专职安全员具体负责。
项目部成立防洪领导小组,由项目经理任组长,全体工程施工人员做好抢险准备。
(2)机械配备:
现场配置4台挖掘机于两侧防洪堤处,并配备4~6辆20t自卸装载车。
(3)应急材料配备:
编织袋、铁锹、锄头、彩条布、石块、木料、铅丝、油料、电源、照明工具等现场配置充分,做到随调随用。
7.4、应急措施
(1)设置专人关注天气预报,对降水量信息严格分析,以判断其对河道泄洪的影响。
雨季时加强与气象预报部门的紧密联系与协作,建立水位观测数据库,科学严谨的作出水位预测。
(2)在新河河道上下游均设置固定水位观测点,密切注意水位变化。
由领导小组专人负责此项工作,遇有水位变化及时分析掌握具体情况。
(3)汛期时,与河务部门及时联系,掌握水文变化情况。
设置专人观察水位,确定警戒水位线。
(4)遭遇洪水,水位过大时,及时将所做处于河道范围内的便桥全部挖除,并对堤岸进行防洪加固。
7.5、后续工作
(1)洪水过后迅速采取措施,认真组织、实施,做好后续工作,尽快恢复正常秩序,恢复和发展生产。
(2)要尽快消除洪水灾害对当地及本工程的后果和影响,防止出现灾害“放大效应”和次生、衍生灾害。
8、施工承诺
(1)施工期间,指派专人定期做好边坡的维护,保证便桥的素土不流入河道;安排专人对水面漂浮垃圾打捞。
(2)在便桥拆除时,将严格地按照原地面形式予以恢复,将便桥对河道的影响减小至最低。
9、计算书
铜南宣高速公路路基工程第十四合同段
施工便桥计算书
天津城建
天津城建集团有限公司
铜南宣高速公路路基工程第十四合同段项目经理部
2013年7月
1、工程概述
新河大桥钢便桥全长60m,桥面行车宽度为4.8米,跨度为6m,便桥结构自下而上分为:
Φ600钢管桩、双拼I36b型工字钢下横梁、单排加强型贝雷片组合、满铺15×15cm方木、10mm厚钢板。
2、计算依据
1)新河大桥设计文件及部分地质资料;
2)《钢结构设计规范》(GB50017-2003);
3)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004);
4)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86);
5)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007);
6)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)。
3、计算荷载
3.1、静载计算
1)、桁架总重:
G1=9×2×270×10=48600N=48.6KN
2)、加强弦杆总重:
G2=9×2×2×80×10=28800N=28.8KN
3)、支撑架总重:
G3=6×2×2×21×10=5040N=5.04KN
4)、横系材总重:
G4=5×8×14.53×10=5812N=5.812KN
5)、桥面总重:
G5=5×6×0.15×0.6t+5×6×0.01×7.85t=5.055KN
合计G=G1+G2+G3+G4+G5=93.307KN
3.2、活载计算
按城-A级荷载计算,其各轴重及间距如图所示:
城—A级标准车辆纵、平面布置形式图
按城市桥梁设计规范,车道荷载应该按均布载加一个集中载计算,当跨径<20m时,当计算弯矩时车道荷载的均布荷载标准值
;计算剪力时均布荷载标准值
所加集中荷载
。
车道荷载如图所示:
城—A级荷载活载布置简图
4、贝雷片验算
4.1、弯矩计算
1)、静载在每片贝雷架产生总弯矩
静载在跨中产生的总弯矩
静载在跨中对单片贝雷架产生的弯矩为,横向共布置9排贝雷架
2)、活载在每片贝雷架产生总弯矩
车道的冲击系数
活载在跨中产生的总弯矩
单片贝雷架的弯矩(考虑行车道由6排贝雷梁承担)
3)、单排贝雷架的弯矩
单排贝雷架的总弯矩为
4.2、剪力计算
1)、静载在每片贝雷梁产生总剪力
静载在跨中产生的总剪力
静载对贝雷架端部产生的剪力为
2)静载在跨中对单片贝雷架产生的剪力为:
(横向共布置9排贝雷架,冲击系数不变)
单排贝雷片的剪力为
3)、单排贝雷片的最大剪力为
4.3、贝雷梁强度计算
查《装配式公路桥梁多用途手册》得,单排贝雷片容许应力为(考虑2倍安全系数)
容许弯矩为
容许剪力为
因此单片贝雷架的强度满足要求。
4.4、挠度计算
4.4.1、静载挠度计算
1)、单排贝雷梁所承担的静载集度
2)、单片贝雷梁惯性矩:
查表得I=577434.4cm4
3)、静载挠度
4.4.2、活载挠度计算
4.4.3、总挠度计算
因此挠度满足要求。
5、36b工字钢下横梁验算
即桩顶横梁受力满足要求
6、钢管桩验算
6.1、承载力验算
钢管桩截面:
D=600mm,t=10mm
每根钢管桩实际承担的荷载为365.937KN/4=91.48kN
钢管入土深度为8m,根据地质勘察报告考虑6m亚粘土,2m卵石土,
由公式
(当
)
式中:
、
—桩的极限侧阻力和桩端极限阻力标准值
U—桩身周长
—土分层深度
—桩端面积
—桩端闭口效应系数,对闭口桩
=1,对敞口桩取上述计算值
—桩端进入持力层厚度
—钢管桩外径
—侧阻挤土系数,闭口桩取1.0,敞口桩
<600mm,取1.0。
因此,由上述计算公式得出:
F=(6×30+2×60)×3.14×0.6+1000×3.14×0.32=847.8KN
考虑摩擦桩的安全系数2及钢管桩的安全系数0.7,则单桩极限承载力为:
F=0.7×847.8/2=296.73KN>91.48KN
所以钢管桩达到承载力要求。
6.2、稳定性验算
钢管桩截面积A=0.0046315m2
查表得φ=0.3275
取安全系数2.0,则2
=120.6MPa<[
]=170Mpa
因此,钢管桩整体稳定性满足要求。
5、结论
1)混凝土搅拌运输车、土方等车辆在钢便桥上满载通行时,受力满足要求。
2)50t履带吊机在桥上行走工作时,受力满足要求。
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