湘江大桥钢栈桥施工方案.docx

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湘江大桥钢栈桥施工方案

长沙市福元路湘江大桥工程

钢栈桥施工方案

长沙市福元路湘江大桥工程设计施工总承包项目部

二O一O年八月

长沙市福元路湘江大桥工程

钢栈桥施工方案

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福元路湘江大桥钢栈桥施工方案

1、工程概况

1.1概述

福元路湘江大桥位于银盆岭大桥、三汊矶大桥居中偏南位置，距上游银盆岭大桥约2.9km左右，距下游三汊矶大桥约2.7km左右。

福元路湘江大桥连接河西（滨江新城）和河东（新世纪片区）两处区域，具体地理位置详见图1-1。

大桥西起银杉路，东至芙蓉北路，工程线路全长3539m，其中跨越湘江部分约为1435m，工程由正桥、岸上引桥及接线道路组成，道路等级为城市主干路Ⅰ级，设计车道数为双向六车道，桥梁净宽31.5m。

图1-1福元路湘江大桥地理位置图

1.2水文

湘江是长江七大支流之一，河水动态为单汛周期类型，最大洪水发生在4~8月，且主要集中在4月下旬至6月（占全年最大洪水发生总次数的86%），10月至第二年2月为枯水期。

最高洪水位为1998年的39.18m（吴淞高程），最低水位为2009年10月的24.93m（吴淞高程），多年平均水位29.48m，最大变化幅度14.03m。

湘江水流平均流速0.12～1.26m/s。

最大流量20800m3/s（1994年6月28日），最小流量102m3/s（2009年10月28日），多年平均流量为2473m3/s。

1.3地质

根据地表出露和钻探揭露：

桥位地层主要由第四系人工堆积物、河流冲积物（粉砂、粉质粘土、细砂、圆砾）和残积粉质粘土组成。

下伏基岩为元古界冷家溪群板岩，按钻探揭露顺序，自上而下详述于表1-1。

表1-1岩土工程特性及分布表

土层及编号

层顶标高（m）

层底标高

（m）

层厚（m）

岩土特征描述

①人工填土

24.51～25.19

21.71～22.59

2.60～2.80

褐黄色、褐灰色，湿，松散，可塑状粘性土为主，高压缩性，局部夹风化岩及建筑垃圾，软硬不均，工程性状差，堆填时间较短。

仅见于东西堤岸

②粉质粘土

21.71～27.56

18.16～21.58

0.40～7.80

褐灰、灰黑色，软-可塑状，底部含粉细砂及云母片。

③粉土

褐灰夹灰绿色，湿，稍密状。

含粉细砂，底部夹砾石，见于两岸。

④中细砂

18.43～22.09

16.76～20.68

0.30～3.60

褐黄，饱和，松散-稍密状，混砾石，含云母，粘土充填。

⑤圆砾

17.48～21.31

16.83～19.22

0.30～3.00

褐黄色，饱和，稍密。

含量60%以上，含量60％～70％，粒径0.5～2cm，成分为硅质岩、脉石英、砂岩、石英砂岩，磨圆度较好，混卵石，中粗砂充填。

⑧粉质粘土

18.96

18.16

0.80

褐黄、褐灰色、硬塑状为主，局部为坚硬状，原岩结构可辨，局部含黑色铁锰质氧化物。

11强风化板岩

16.76～18.79

11.99～17.69

0.60～5.40

褐黄色、灰绿色，极软岩，节理裂隙发育，并为铁锰质氧化物浸染，岩芯呈碎裂状、碎块状，用手折可断。

12中风化板岩

11.99～20.68

-9.91～19.38

1.30～23.10

青灰色、灰绿色、软岩，岩芯呈块状、碎块状，少许短柱状，节理裂隙较发育，充填黑色铁锰质氧化物。

13微风化板岩

-17.60～19.38

-23.43～2.51

2.00～36.90

青灰色，为较硬岩，岩芯呈长、短柱状、块状，锤击声脆，节理稍发育，局部为石英脉充填、夹中风化板岩13层-1，厚度1.80～7.50m不等，性质同12层

2、栈桥设计

本工程主桥墩PM19～PM22和引桥墩PM18、PM23～PM28共11个桥墩位于水中，由于湘江年内水位变幅达14m，枯水期桥墩处的最小水深仅1.0～1.5m左右，船舶难以进入桥位区施工。

为减少枯水期水深条件对施工的影响，变水上施工为陆上施工，采用搭设钢栈桥作为各种材料、机具、人员等的运输通道。

2.1设计荷载

⑴流动荷载：

混凝土罐车（罐车自重按15t计，混凝土方量按8m3计）、运输车辆按汽车20t级考虑、70t履带吊；

⑵栈桥桥面堆载：

20kN/m2；

⑶施工、人群荷载：

5kN/m2；

⑷设计流速：

最大流速1.26m/s，最小流速0.12m/s。

2.2栈桥结构

2.2.1栈桥总体布置

栈桥桥面标高为+33.0m，为满足施工车辆行走和错车的要求，栈桥宽度为7m，支栈桥宽6m。

河西岸栈桥起点位于PM17墩江侧约29m，沿桥轴线上游31.5m搭设至PM20墩，全长约372m；河东岸栈桥起点位于PM29墩江侧36m，沿桥轴线上游14m搭设至PM21墩，全长约768m。

预留PM20~PM21墩一跨主孔210m作为施工期间的船舶通航孔。

主墩（PM19~PM22）在承台两侧分别设置支栈桥，其余水上桥墩在承台一侧设置支栈桥。

支栈桥用于水上桥墩基础及墩柱施工的通道和机械作业。

栈桥总体布置具体详见图2-1、图2-2。

2.2.2栈桥主要结构设计

栈桥主要由支撑钢管桩、平联及斜撑、上部主、纵梁系、桥面板以及其附属设施组成。

具体详见图2-3、图2-4。

⑴桥台

钢栈桥及陆上施工便道通过桥台连接，桥台采用重力式结构，用C20混凝土浇筑而成。

如图2-5所示。

图2-5栈桥桥台结构图

图2-1河西岸栈桥平面布置图

图2-2河东岸栈桥平面布置图

图2-3主栈桥横断面图

图2-4支栈桥横断面图

⑵钢管桩

栈桥钢管桩为Φ720×8和Φ630×8两种型号，均为直桩，栈桥钢管桩排架间距有12m、9m和3m三种，其中3m为稳固墩排架间距，每隔5跨设置一个稳固墩，稳固墩采用Φ630×8钢管桩。

⑶平联及斜撑

每排两根支撑钢管桩之间用Φ426×6钢管作平联，标高约为+26.0m（视水位而定），为保证栈桥稳定性，在平联及主横梁2I56a之间设置2[25a剪刀撑。

⑷上部结构

栈桥上部结构由主横梁、主纵梁、横向分配梁、纵向分配梁及面板组成。

主横梁采用双拼I56型钢，长7.0m；主横梁上铺设三组单层双排贝雷梁作为主纵梁，贝雷梁中心距2.75m，贝雷梁片及片设置贝雷花架，组及组间设置[8斜撑；贝雷梁上铺设I25a作横向分配梁，I25a间距75cm，及贝雷梁节点对应；在横向分配梁上设[28b（槽口向下）作纵向分配梁，同时兼做桥面面板。

栈桥约48m设一道1cm伸缩缝。

3、总体施工部署

3.1总体施工流程

栈桥施工采用履带吊、振动锤分别从东、西两岸向江中逐跨沉桩和架设。

由于主墩PM19~PM22和引桥墩PM23~PM28基础施工时，需先行进行水下清表和岩层爆破开挖，考虑到对栈桥施工的影响，前期只搭设至PM18墩和PM28墩，其余待各墩水下开挖完成后再建。

栈桥施工工艺流程见图3-1。

3.2主要施工设备

表3-1主要设备配备

序号

名称

型号

单位

数量

1

履带吊

QUY-50

台

2

2

振动锤

DZJ-120

台

2

3

汽车吊

25t、30t

台

2

4

平板运输车

台

2

5

电焊机

台

10

6

交通船

艘

2

7

全站仪

台

1

8

水准仪

台

2

图3-1栈桥施工工艺流程图

3.3人员组织安排

表3-2主要人员配备

序号

工种

人数

备注

1

技术主管

1

技术管理及技术总结

2

技术员

2

现场技术管理及资料收集

3

工长

2

施工组织安排及资源调配

4

安全员

2

现场安全施工检查

5

测量员

4

测量放样

6

起重工

2

起重吊装作业指挥

7

电焊工

10

钢结构加工

8

电工

2

电气操作、线路检查维护

9

普工

30

10

司操人员

10

合计

65

3.4主要材料计划

表3-3主要材料计划表

序号

材料名称

单位

数量

1

Φ720×8钢管桩

t

650

2

Φ630×8钢管桩

t

48

3

Φ426×6钢管桩

t

123

4

I56a

t

230

5

I25a

t

591

6

贝雷梁

榀

3500

7

贝雷梁连接片

件

1750

8

[25a

t

100

9

[28b

t

1300

10

[8

t

19

11

10mm钢板

t

13

3.5进度计划

钢栈桥施工计划于2010年8月31日开始，受主墩水下开挖、爆破的影响，预计于2010年10月31日完成。

4、主要施工方法

4.1桥台施工

先用反铲开挖桥台区域，人工清基后，立模浇筑混凝土。

4.2钢管桩施工

4.2.1钢管桩加工

钢管桩为Φ720×8和Φ630×8两种型号，钢管桩在钢结构加工场按设计长度拼接成型，平板车运至现场。

钢管桩采用两点吊，每节桩顶部设置两个对称吊点，吊点直接在钢管桩顶处割孔。

钢管桩在运至打桩现场前，预先在桩上用油漆作出刻度标示，便于打桩时观测其贯入度。

4.2.2钢管桩下沉

钢管桩采用QUY-50履带吊配合DZJ－120型振动锤振动下沉，振动锤主要性能参数见表4-1。

表4-1DZJ-120型振动锤主要技术参数

项目

单位

参数

电机功率

KW

120

静偏心力矩

N.m

724

激振力

KN

0-830

转速

R/min

0-1000

空载振幅

mm

0-7.45

允许拔桩力

KN

392

整机重量（单夹具）

吨

7.5

对于陆上沉桩，履带吊主钩起吊振动锤，副钩及钢管桩顶连接，缓慢将桩竖直，插入事先在桩位处开挖好的导坑内，下放振动锤使夹具夹住管顶；对于水上沉桩，将钢管桩立起后临时固定在已搭设好的栈桥上，再起吊振动锤夹桩。

履带吊起吊连接振动锤的钢管桩，经测量定位后缓慢下放，钢管桩在自重下入土稳定，偏位满足要求后低档振动下沉，待钢管桩入土一定深度后高档振动下沉至设计标高位置。

钢管桩下沉到位后，安装上部钢结构，形成通道，前移施沉下一排钢管桩，按此方法推进，直至栈桥施工完毕。

钢管桩下沉示意见图4-1。

图4-1钢管桩下沉示意图

钢管桩下沉控制采取标高及贯入度双控，贯入度控制为主，以保证单桩承载力。

打桩时，技术人员进行实时观测，记录钢管桩的入土深度及贯入度，做好相应的施工记录。

4.3平联及斜撑安装

每排钢管桩施打完毕后，进行平联安装。

测量人员根据设计标高测放平联安装标高，平联材料根据现场钢管桩之间的实际间距在后场下料加工（下料长度比实际间距小10cm，通过哈佛接头来调节长度），将平联的一端按照相贯线放样切割。

在前场安装时，首先将加工了相贯线的一端及钢管桩连接并点焊，另一端通过哈佛接头及钢管桩连接，然后实施围焊焊接。

平联安装完后，安装并焊接2[25a剪刀撑，以增强栈桥的稳定性。

平联安装示意见图4-2。

图4-2平联安装示意图

4.4主横梁安装

钢管桩下沉到位后，割除桩顶至设计标高并开设槽口，将拼装成整体的主横梁2I56a吊装嵌入槽口内，钢管桩下槽口一定要割平，以保证主横梁搁置平稳，在槽口两侧和下部焊接加劲板将主横梁及钢管桩焊接固定。

主横梁及钢管桩连接构造见图4-3。

图4-3主横梁及钢管桩连接构造

4.5贝雷梁安装

将贝雷梁按排架间距在后场拼成单层双排组合，并用贝雷花架连接好，平板车运至安装现场。

在主横梁上测放出安装位置线，用50t履带吊吊装贝雷桁架梁就位，偏差不大于5cm。

横断面上共设三组贝雷桁架梁，组及组之间用[8作斜撑和拉杆，将贝雷梁连成整体。

贝雷梁下弦杆通过门式卡固定在主横梁上，上弦杆用骑马螺栓和横向分配梁I25a连接，构件大样如图4-4。

门式卡

骑马螺栓

图4-4门式卡及骑马螺栓构造图

4.6分配梁及桥面板安装

横向分配梁采用I25a，间距75cm，横桥方向铺设在贝雷桁架梁上，及贝雷梁通过骑马螺栓连接。

纵向分配梁采用[28a槽口朝下、顺桥向铺设在横向分配梁I25a上并点焊固定，中心距30cm，纵向分配梁同时兼做桥面板用。

为加快施工进度，可按照纵向分配梁的标准长度，将[28a及横向分配梁I25a在后场拼接成型，运至安装现场整体吊装就位。

桥面上采用Φ10圆钢焊接作防滑条。

4.7附属设施安装

栈桥两边均设置防护栏杆，栏杆高1.0m，采用Φ48×3mm钢管焊接，立柱间距1.5m，焊接在栈桥横向分配梁上，栏杆统一用红白油漆涂刷，交替布置，达到醒目、美观。

为保证施工栈桥的安全性，防止夜间外来船舶撞击栈桥，以及施工船舶的航行安全性，在栈桥两侧设置警示灯，间距为10m，警示灯的安装高度需要高出栈桥顶标高2m。

同时为保证栈桥在夜间正常运行，栈桥两侧间隔30m交叉布置照明路灯。

5、质量、安全及环保措施

5.1质量保证措施

⑴对栈桥结构进行专门设计，充分考虑栈桥施工及使用期间的最不利因素，确保栈桥的承载力和稳定性。

⑵开工前进行详细技术交底和安全交底，使作业人员做到心中有数，以杜绝安全事故的发生。

⑶严格按照设计要求、钢结构施工规范施工。

钢管桩沉桩偏位控制在设计范围内，以保证结构受力可靠，以及避免及工程桩位、承台冲突，栈桥施工每跨的各种构件安装可靠后，才能上重载。

⑷在各墩位区域施工时严禁遗落铁件，避免影响后续护筒下沉和钻孔作业。

⑸按照规范和设计要求作业，服从现场监理的指令，积极主动配合搞好检查验收工作。

⑹实行岗位责任制，技术、质检人员对各工序、各工种实行检查监督管理，行使质量否决权。

⑺加强设备的维修及保养，确保各机械设备的完好。

⑻认真填写施工日志及各工序施工原始记录，作好交接班交底工作。

5.2安全保证措施

⑴现场配备两名专职安全员负责安全工作，同时要求现场施工人员必须戴安全帽、穿救生衣。

⑵作业人员上岗前进行安全培训，特殊工种必须持证上岗。

⑶施工现场悬挂安全标志、配备安全网、救生设备等，严禁违章指挥、违章操作和酒后作业。

配合海事、航道部门一起做好航道维护和航标设置工作。

⑷栈桥为临时辅助结构，现场需设置防撞措施。

防撞措施主要包括两方面，一方面防自有施工船舶撞击，主要从制度、警示牌、教育培训等管理手段方面进行预防；另一方面在施工期间设置航标和警示灯，并在航道区域设置值班员（兼职航道维护员），引导过往船只通行。

⑸严格限制通行车辆的荷载和车速（不得大于5km/h），并在两侧桥头显著位置设置限载和限速警示牌，在桥头设置值班岗亭，维护栈桥的正常运行。

⑹定期对栈桥各结构及连接点进行检查，对发现的问题及时进行维护，在栈桥上设置沉降观测点，定期观测栈桥的沉降变形情况。

⑺夜间施工要有足够的照明，在保证安全的前提下施工。

⑻各种设备必须由专门的操作人员操作，严格遵从操作规程，需要的各种操作使用证件齐全，严禁无证作业。

要求使用、维修人员熟悉机械设备性能，杜绝重大机损、机械伤人事故的发生。

⑼施工现场的用电及点路（主要是箱变、电闸箱、电线接头等处）由专业电工负责施工并每周定期检查一次。

⑽在使用过程中密切关注河床泥面标高，如果河床冲刷超过设计量需要采取一定的措施，如抛石或抛装泥土的编制袋进行护桩。

⑾保证栈桥在洪水期安全使用的措施：

a.栈桥排架采用12m、9m、3m三种间距，这样在是栈桥中间可以形成稳定墩，增加栈桥的整体稳定性，增加其抗洪能力；

b.贝雷梁固定采用门式卡，将贝雷梁固定在主横梁I56a上，保证栈桥上部结构的整体稳定性；

c.在洪水期间为保证栈桥的安全性，采取在上游抛锚（砼块）拉住栈桥，以抵抗水流力；

d.洪水期间，派人24小时值班，随时关注栈桥的结构安全，并清理挂在栈桥上的漂浮物；

e.栈桥两边设计警示灯，间距10m，交错布置，并且警示灯的布置高度比栈桥高2m，确保洪水期警示灯是在水面以上。

5.3文明施工及环保措施

⑴项目部成立文明施工组织管理机构，并定期进行文明生产大检查，对不规范的施工行为予以纠正。

⑵制定完善的文明施工条例，目标明确，责任落实到人。

实行奖罚机制。

⑶各种施工材料定点分区分类堆码整齐，各种标识牌清楚明了，特别是摆放到现场的半成品材料、构件决不可乱堆乱放，影响美观。

⑷制定能源管理具体办法并实施落实，健全机械设备管理办法，明确责任制的实施及落实，确保各种设备保持良好的性能和利用率。

⑸精心计划、合理安排每道工序，做到工完、料净、场地清。

⑹施工人员全部佩戴上班牌，牌证上标明名字、职务和工种，特殊工种人员必须持证上岗。

⑺做好环境保护工作，施工期防止油污物质、生活垃圾掉入湘江污染江水，选用环保性能较好的施工设备，噪声较大的工序尽量避开夜间作业。

⑻为保证施工场地整洁，安排专职于栈桥的清洁工，保证现场清洁、文明的施工环境。

⑼控制现场的各种粉尘、废气对环境的污染和危害。