钢栈及平台桥专项施工方案514.docx
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钢栈及平台桥专项施工方案514
望虞河大桥工程工程
钢栈桥及钻孔平台
专项施工方案
无锡大诚建设
望虞河大桥工程工程经理部
2021年5月13日
第一章工程概述
一、工程概况..............................................................................................................1
二、地质水文气象.......................................................................................................2
第二章钢栈桥及钻孔平台设计
一、设计说明..............................................................................................................6
二、设计依据..............................................................................................................8
三、技术标准..............................................................................................................9
四、地质情况..............................................................................................................9
第三章钢栈桥平台施工方案
一、施工工艺.............................................................................................................10
二、测量放样.............................................................................................................12
三、栈桥平台搭设......................................................................................................12
四、主要机械设备、材料...........................................................................................18
五、栈桥施工技术质量控制措施及验收标准..............................................................18
六、水上作业平安事项...............................................................................................20
七、水上施工应急预案及措施....................................................................................21
八、文明施工与环境保护...........................................................................................21
九、临时用电平安措施..............................................................................................22
第四章钢栈桥及钻孔平台计算书
一、工况分析............................................................................................................26
二、钢栈桥61T履带吊+20T荷载分析计算................................................................26
三、钻孔平台荷载分析计算......................................................................................37
第一章工程概述
一、工程概况
本工程望虞河大桥桥址区地貌类型属长江下游太湖冲湖积平原区,地势平坦开阔,地面高程~。
桥位处河口宽约175m,水面宽约160m,实测河底最低点高程约-,两侧河堤标高~,河道顺直,根本无冲淤变化,岸坡较稳定,桥址处位于现状后港公路大桥角新桥处。
河道两侧现状有防洪大堤,防洪通道净空7×,堤顶标高约〔黄海高程〕。
主墩采用群桩根底接承台接双柱式桥墩形式。
主桥中墩为4#~6#墩,其群桩根底为7
根直径钻孔灌注桩,桩长为75m,右幅5#墩承台平面尺寸为〔顺桥向〕×〔横桥向〕,其余中墩为〔顺桥向〕×〔横桥向〕,主墩承台厚,墩柱为薄壁墩,平均柱高为。
其中承台顶高程为黄海,满足?
太湖流域重要河湖管理范围内建设工程水利技术规定〔试行〕?
第条中规定的“桥墩水下承台顶面高程至少应低于规划河底以下0.50米。
望虞河为0米以下;望虞河后续工程规划范围内的桥墩水下承台顶面高程应降至米以下。
〞的要求。
过渡墩采用群桩根底接承台接双柱式桥墩接盖梁形式。
过渡墩为3#、7#墩,其群桩根底为4根直径钻孔灌注桩,桩长为55m,承台平面尺寸为〔顺桥向〕×〔横桥向〕,承台间设置横系梁,承台厚,立柱为2×2m带倒角矩形截面立柱,平均柱高为。
盖梁厚,横桥向长度为10m。
引桥桥墩采用桩柱式,桥墩均设置2根直径130cm立柱接150cm的钻孔灌注桩,桩间距为m。
桥台采用桩柱式,单个桥台设置3根直径150cm钻孔灌注桩基,桩间距为。
二、地质水文气象
1、地质情况
据钻探鉴别、静力触探试验、标准贯入试验结果及室内土工试验成果等资料分析,勘察
区勘探深度内土体可分为14个工程地质层,各地基土层分布及工程地质特征详述如下:
1-1层素填土:
灰黄色,结构松散,主要由粉质粘土组成,含植物根茎。
厚度:
~
,平均;层底标高:
~,平均;层底埋深:
~,平均。
该层工程地质性质较差,不宜利用。
1-3层淤泥:
灰黑色,流塑,主要由黏土组成,含贝壳类。
场区河道底局部布,厚度:
~,平均;层底标高:
~,平均;层底埋深:
~,平均。
该层工程地质性质较差,不宜利用。
2-1层黏土:
灰黄色,可塑,切面光滑,含铁锰结核及氧化铁斑点。
厚度:
~3.30m,
平均;层底标高:
~,平均;层底埋深:
~,平均。
该层工程地质性质较好。
地基土承载力[fa0]=200kPa,钻孔桩桩侧土摩阻力qik=55kPa。
2-2层淤泥质粉质黏土:
灰黑色,流塑~软塑,切面较光滑,局部可见有机质残留和粉土团块。
厚度:
~,平均;层底标高:
~,平均;层底埋深:
~,平均。
该层工程地质性质较差。
地基土承载力[fa0]=80kPa,钻孔桩桩侧土摩阻力qik=20kPa。
2-3层粉质黏土:
灰黄色,可塑~硬塑,切面较光滑,含铁锰结核及氧化铁斑点。
仅钻孔G10揭露,厚度:
;层底标高:
;层底埋深:
。
该层工程地质性质一般。
地基土承载力[fa0]=200kPa,钻孔桩桩侧土摩阻力qik=45kPa。
3-1层粉土夹粉砂:
灰色,很湿,稍密~中密,切面无光泽,韧性及干强度低,摇震反响迅速,含有云母碎片,夹粉砂薄层。
场区普遍分布,厚度:
~7.60m,平均;
层底标高:
~,平均;层底埋深:
~,平均。
该层工程地质性质一般,地基土承载力[fa0]=140kPa,钻孔桩桩侧土摩阻力qik=35kPa。
3-2层粉砂:
灰色,饱和,中密~密实,含有云母碎片,局部夹粉土。
场区普遍分布,
厚度:
~,平均;层底标高:
~,平均;层底埋深:
~,平均。
该层工程地质性质一般,地基土承载力[fa0]=160kPa,钻孔桩桩侧土摩阻力qik=40kPa。
4-1层粉质黏土:
灰黄色,可塑~硬塑,切面较光滑,含铁锰结核及氧化铁斑点,局部夹薄层粉土。
场区普遍分布,厚度:
~,平均;层底标高:
~,平均;层底埋深:
~,平均。
该层工程地质性质较好,地基土承载力[fa0]=220kPa,钻孔桩桩侧土摩阻力qik=55kPa。
4-2层淤泥质粉质黏土:
灰色,流塑~软塑,切面较光滑,局部可见粉土团块和薄层粉土。
场区普遍分布,厚度:
~,平均;层底标高:
~,
平均;层底埋深:
~,平均。
该层工程地质性质较差,地基土
承载力[fa0]=100kPa,钻孔桩桩侧土摩阻力qik=25kPa。
4-3层粉质黏土:
灰黄色,可塑,切面较光滑,局部夹杂粉土薄层。
场区普遍分布,厚度:
~,平均;层底标高:
~,平均;层底埋深:
~,平均。
该层工程地质性质一般,地基土承载力[fa0]=150kPa,钻孔桩桩侧土摩阻力qik=40kPa。
5-1层粉土:
灰色,很湿,密实,切面无光泽,韧性及干强度低,摇震反响迅速,含有云母碎片,夹粉砂薄层。
场区普遍分布,厚度:
~,平均;层底标高:
~,平均;层底埋深:
~,平均。
该层工程地质性质一般,地基土承载力[fa0]=170kPa,钻孔桩桩侧土摩阻力qik=45kPa。
5-2层粉质黏土:
灰色,可塑~硬塑,切面较光滑,含铁锰结核及氧化铁斑点,局部夹薄层粉土。
场区普遍分布,厚度:
~,平均;层底标高:
~,平均;层底埋深:
~,平均。
该层工程地质性质一般,地基土承载力[fa0]=180kPa,钻孔桩桩侧土摩阻力qik=50kPa。
6层粉土:
灰色,很湿,密实,切面无光泽,韧性及干强度低,摇震反响迅速,夹粉砂薄层。
场区普遍分布,厚度:
~,平均;层底标高:
~,
平均;层底埋深:
~,平均。
该层工程地质性质较好,地基土
承载力[fa0]=220kPa,钻孔桩桩侧土摩阻力qik=65kPa。
2、水文情况
勘察区属长江流域太湖水系,河网密布,主要河流穿越沟、塘、港、湾,与太湖直接相通。
区内水文气象的特征不仅直接反映地表水资源的变化规律,而且与地下水资源的补给条件密切相关。
区内地表水系较发育,以河、湖为主,线路穿越地段河流均流向太湖,河水位的变化与区内降水量关系密切。
河湖水位的变化与降水量年际、年内变化根本一致,稍有滞后,从近几十年来资料反映,市区多年平均水位为,历史最高水位〔1991年〕,最低水位为0.104m(1934年〕,百年一遇设计洪水位为。
3、气象
勘察区属长江中下游季风气候带,受海洋气候影响,温和湿润,四季清楚,日照充足,无霜期长。
据无锡市气象台统计资料:
1955~2002年的年平均降雨量为,6~9月份较为集中。
本区陆域年蒸发量750~800mm,水面年蒸发量1000~1050mm,年平均相对湿度为79%,年平均气温℃,1月份最低平均气温2~3℃,7月份最高平均气温28~29℃,最高气温℃〔85年7月〕,最低气温℃〔69年2月〕。
第二章钢栈桥及钻孔平台设计
一、设计说明
因望虞河大桥桥墩施工需要,根据施工现场的具体地质情况、水纹情况和气候情况,在该区域搭设两座钢栈桥及钻孔平台,栈桥长约80m,标准段宽度为6米,加宽处宽度为12米,栈桥两侧设栏杆,下部结构采用钢管桩根底,上部结构采用贝雷和型钢的组合结构。
栈桥的结构形式:
标准断面采用2片一组共计2组贝雷桁架,贝雷横向间距,2组贝雷横向间距,标准跨径为9m;加宽段采用两边3片+中间2片共计3组贝雷桁架。
栈桥钢管桩顶采用双拼I32b盖梁;面系分配横梁为I32b,间距为0.75m;栈桥桥面系采用8mm厚定型桥面板,下面勒梁采用Ib,间距;根底φ500×8mm钢管桩,为加强根底的整体稳定性,每排钢管桩间均采用[16a号槽钢连接成整体。
钻孔平台的结构形式为横向十二排单层贝雷桁架,桁架间距为一组,组与组之间距离为2.6m,标准跨径为13m。
平台桥面系分配横梁为I25b,间距为30cm,上面满铺8mm厚花纹钢板;根底采用φ529×10mm或φ630×8mm以上钢管桩,为加强根底的整体稳定性,每排钢管桩间均采用[16a号槽钢连接成整体。
二、设计依据
1〕?
公路桥涵设计通用标准?
〔JTGD60-2004〕
2〕?
公路桥涵地基与根底设计标准?
〔JTGD63-2007〕
3〕?
公路桥涵钢结构及木结构设计标准?
〔JTJ025-86〕
4〕?
公路桥涵施工技术标准?
〔JTG/TF50-2021〕
5〕?
装配式公路钢桥多用途使用手册?
6〕?
钢结构计算手册?
三、技术标准
1〕桥面设计顶标高为+5m。
2〕设计荷载:
61T履带吊+20T吊重及16T钻机。
①栈桥:
61T履带吊+20T吊重
②平台:
单个平台同时上3台16T钻机。
③恒载分项系数取:
④活载分项系数取:
〔即考虑施工荷载〕
4〕水面标高为。
5〕河床标高为。
6〕设计行车速度10km/h,纵向行车间距不小于12m。
四、地质情况
层号
岩土名称
层厚
桩侧摩阻力[qik]Kpa
地基土承载[fa]Kpa
备注
3-2
粉土夹粉砂
2
35
140
4
粉砂
40
160
6-1
粉质粘土
50
200
7-1
淤泥质粉质粘土
25
100
8-1
粉质粘土
40
150
第三章钢栈桥平台施工方案
一、施工工艺流程
我部栈桥施工拟采用先从无锡段开始施工,然后施工苏州段。
采用履带吊配合振动锤进行下部钢管桩施工;上部结构采用加工场地拼装,现场整体吊装。
履带吊插打钢管桩施工示意图如下:
钢栈桥平台施工图片
成型后的栈桥图片
栈桥平台施工流程如以下图
施工工艺流程图
二、测量放样
据总体平面布置图算出每根钢管桩的坐标位置,计算成果交工程总工复核,确认无误后开展外业测量工作。
钢管桩定位利用全站仪进行全程监测的方法〔也可采用两台经纬仪采用直角交会法〕控制钢管桩位,在沉桩过程中,测量实时监控钢管桩的垂直度,保证成桩质量。
三、栈桥搭设
1、钢管桩制作验收、运输存放及沉放
1.1钢管桩加工制造
钢管桩采用受力性能较好的螺旋管桩,由Q235B钢板卷制而成,在有相应资质的生产厂家订购。
交货时应有合格的“质量检验证明书〞,证明书中各项内容应符合设计文件和国家标准要求,进场后应按现行标准进行抽检、复验,外表不得有裂缝、气泡、起鳞、夹层等缺陷。
焊接材料应符合国家现行标准的规定,并采用与主材相匹配的材料。
钢管桩工厂加工矫园图
钢管桩焊接时,应注意:
1〕钢管桩焊接前,应将焊缝上下30mm范围内的铁锈、油污、水汽和杂物去除干净。
2〕钢带对接焊缝与管节端部的距离不小于100mm。
3〕钢管桩应采用多层焊,每层焊缝焊完后,应及时去除焊渣,并做外观检查,每层焊缝的接头应错开。
4〕钢管桩在施工现场对口拼装时,相邻管节的焊缝必须错开D/8以上(D为桩径),对接焊缝宜采用埋弧焊进行,对接管端环缝应对称施焊,防止焊接变形,减少次应力。
4〕钢管桩对接环缝焊完后沿桩周均布加焊6块□250×150mm的加劲钢板,以增强钢管桩整体刚度。
钢管桩对接构造
5〕钢管桩加工、制作过程中,应预留焊接收缩余量,并采取有效措施控制变形。
1.2钢管桩验收
钢管桩检查验收时外表不得有气孔、裂纹、弧坑、夹渣等,有焊瘤时需用砂轮打磨,并需补焊,补焊后也需用砂轮打磨。
焊缝允许超高不大于3mm,对接焊缝外表各焊道交界处在凹沟时最低点不得低于母材外表。
1〕钢管桩管节制造完毕后,检查其外型尺寸,应符合:
椭圆度:
允许%D,且不大于5mm(D为钢管桩外径);
外周长:
允许±%C,且不大于10mm(C为钢管桩周长);
管端平面倾斜:
允许%D,且不大于4mm(D为钢管桩外径)。
2〕钢管桩对口拼装时,相邻管节的管径偏差不大于2mm,对口板边高差不大于1mm。
3〕钢管桩对接焊缝允许偏差:
咬边:
深度不超过,累计总长度不超过焊缝长度的10%;
超高:
不大于3mm;
4〕对口接长后,钢管桩外形尺寸的允许偏差:
桩长偏差:
+300mm,0mm
桩轴向弯曲矢高:
允许%L,且不大于30mm(L为钢管桩长度)。
1.3钢管桩运输及存放
钢管桩堆放层数和形式应平安可靠,为防止滑动钢管桩两侧必须用木楔塞紧。
为防止钢管桩产生纵向变形和局部压曲变形,堆放场地尽量平整、坚实且排水畅通。
在钢管桩的起吊、运输和堆存过程中,应尽量防止由于碰撞、摩擦等原因造成的管身变形和损伤。
为方便钢管桩的吊装,根据钢管桩使用的先后顺序确定钢管桩的摆放位置。
2、沉桩施工
钢管桩下沉采用振动法施工,50~80T履带吊,配合60~90KW振动锤施打。
履带吊吊装悬臂导向支架,利用悬臂导向支架精确打入根底钢管桩,测量组用全站仪确定桩位与桩的垂直度满足要求后,开动振动锤。
如第一节钢管桩打设到位后,需要继续接高打入,利用履带吊或浮吊提升第二节钢管桩,确定桩的垂直度满足要求后,在现场按要求焊接连成整体,开动振动锤打设钢管桩。
沉桩具体要求如下:
①钢管桩位置、垂直度经测量无误后开始施打。
沉桩开始时,可依靠桩的自重下沉,然后吊装振动锤和夹具与桩顶连接牢固,开动振动锤使桩下沉。
施打过程中要及时测量钢管桩的位置和垂直度,发现跑位或倾斜要立即调整。
施工过程中采用设计桩长与贯入度法进行双控。
②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,那么土的结构未被破坏,过长那么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,贯入度为5cm/min。
③振动锤与桩头法兰盘连接螺栓必须拧紧,无间隙或松动,否那么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。
④悬臂导向支架应固定,以便打桩时稳定桩身;但桩在导向支架上不应钳制过死,更不允许施打时,导向支架发生位移或转动,使桩身产生超过许可的拉力或扭矩。
⑤测量人员用全站仪现场指挥精确定位,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,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。
⑥如管桩接长,必须先将接头切割整齐,保证接口对接完好,然后周边满焊,焊缝宽度不小于10mm,并在焊缝处四周加贴6片钢板骑缝焊接在接头处,保证接头整体性和受力。
3、钢管桩间横联、斜联焊接安装
钢管桩施工完成后,检查桩的偏斜及入土深度与设计相符后,在钢管桩之间安设平联、斜撑使其成为整体,同时在桩顶按照设计尺寸焊接牛腿及构件,并保证底面平整,吊放分配梁并与钢管桩焊接固定。
具体步骤如下:
①在钢管桩上进行平联测量放样。
技术员实测桩间平联长度并在后场下料,同步进行牛腿和剪刀撑、桩顶分配梁的加工。
②用吊装设备悬吊平联、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,合格后架设桩顶横向分配梁。
4、桩顶分配梁架设
测放钢管桩顶部标高,按照设计标高将钢管桩顶部切割平整,焊接桩顶盖板。
分配梁提前在场地里加工好,再利用履带吊或吊船吊运到对应的位置进行安装。
吊放横梁到测量放样位置后简易固定,电焊工焊接横梁与盖板结合部。
5、雷梁施工
贝雷纵梁2排一组,在加工现场分组拼装,成组吊装的施工工艺,一般吊装长度为12m。
将拟安装的贝雷梁抬起,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,每次拼装横向两排贝雷,将该两排贝雷安装到桩顶后,再安装第2、3、4、5、6组贝雷,每组贝雷长12m,组与组之间用[10槽钢剪刀撑连接或花架连接,间距3m一道。
具体步骤如下:
a.在桩顶横梁上进行测量放样,定出贝雷架准确位置。
b.将拼装好后的贝雷主桁片装车并运至施工点。
c.贝雷每2片分为一组,共6组,分六次安装,履带吊首先吊装已连接好的2排贝雷,准确就位后先牢固捆绑在横梁上,然后焊接限位器,再安装第2、3、4、5、6组贝雷,同时与安装好的前组贝雷用花架或剪刀撑进行连接。
6、型钢分配梁及桥面系施工
用吊装设备进行型钢分配梁的安装,贝雷梁上端工字钢分配梁按间距75cm考虑。
工钢限位采用专门的限位板与贝雷梁固定,限位板为10mm厚铁板开U形槽,将工35钢下翼板与贝雷梁上弦槽钢上翼板卡紧,铁板与工35钢下翼板焊接牢固。
上部结构安装完成后进行桥面系施工,用履带吊吊装桥面板,栈桥面层采用面板。
面板分块大小以现场施工操作实地确定。
面板与横向分配梁接触点均要满焊,上部焊接小钢带作为防滑装置,焊缝质量要满足要求。
面板每隔12m设置一道65cm的伸缩缝,用于防止因温度变化而引起的桥面翘曲起伏,伸缩缝之间用钢板连接。
7、桥面附属设施施工
待栈桥主体结构施工转入下一跨施工时,开始已完成栈桥的桥面附属工程施工。
桥面附属工程主要包括栏杆护栏安装、桥面板防滑条焊接、电缆管道、平安警示灯及高倍扬声器安装。
两侧均设置栏杆,栏杆立柱采用方钢焊接在工字钢上,每间隔设置一道,中间用3道Φ48mm钢管连接。
四、主要机械设备、材料
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
汽车吊
25t
台
1
转调、安装型钢
2
振动锤
90KW
套
2
3
交通船
艘
1
4
电焊机
12KW
套
12
5
履带吊
50-100t
台
1
振动沉桩用
6
运输车辆
40t
台
4
五、栈桥施工技术质量控制措施与质量检验标准
1、振动沉桩控制要点
钢管桩沉桩质量应符合以下规定:
a)振动沉桩一般适用于松软的或塑态的黏性土和较松散的砂土中,在紧密黏性土和砂质土中可用射水配合施工。
b)振动锤的振动力应大于下沉桩的土摩阻力。
振动打桩机和机座〔桩帽〕必须与桩顶连接紧密、牢固。
c)在插好桩后,初期宜依靠桩和振动锤的自重下沉,待桩身入土到达一定深度并确认桩位和竖直度符合要求后再振动下沉。
每根桩的沉桩作业应连续完成,接桩时间不可过久。
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,惯入度为5cm/min。
d)钢管桩停锤标准:
以贯入度控制为主,标高控制为辅,当至设计标高时最后一阵锤总贯入大于50mm时继续锤击,至最后一阵锤总贯入小于50mm为止。
e〕钢管桩接长,钢管桩与横联、斜联之间焊接,钢管桩与工字钢之间的焊接角焊缝高度不能小于6mm。
f〕由于局部基岩上存在较厚卵石层,钢管桩打入困难,
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