华菱安赛乐米塔尔铁路专用线特大桥主桥水中墩施工方案(定稿).doc
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1、第一章 钢栈桥、钢平台、筑岛及钢便桥(浮桥)施工方案4一、钢栈桥、钢平台及筑岛设计41、方案综述42、钢栈桥、钢平台及筑岛工程概况53、钢栈桥及钢平台结构简介64、钢栈桥、钢平台施工荷载7二、钢栈桥及钢平台施工方案81、施工前准备工作82、水中钢管桩施工83、承重梁、贝雷桁架及桥面系施工94、沉桩时注意事项11三、筑岛及钢便桥(浮桥)施工方案121、筑岛施工方案122、钢便桥(浮桥)施工方案13四、安全施工措施141、安全组织机构142、安全保证措施153、安全用电管理措施154、施工现场消防安全管理措施165、施工现场机械设备安全管理措施176、防雷、防暴雨、防大风安全管理措施177、吊装作
2、业安全管理措施188、高空作业安全管理措施189、施工安全其他注意事项19五、各类突发事件应急措施201、触电事件202、高处坠落213、洪水、大风事件224、机械伤害事件225、落水事件23六、投入的主要机械设备24七、施工工期24八、工后恢复25九、钢栈桥及钢平台施工详图(见附件)25第二章 钢栈桥及钻孔平台受力计算书26一、钢栈桥各主要部件的受力验算271、贝雷桁架纵梁受力计算282、钢管桩顶横梁受力计算313、25b分布梁受力计算334、桥面18b槽钢受力计算365、贝雷片顶层弦杆受力计算386、钢管桩受力验算38二、钢平台各主要部件的受力验算401、贝雷桁架纵梁受力计算402、钢管桩
3、顶横梁受力计算423、32b分布梁受力计算424、桥面18b槽钢受力计算45(1)、抗弯应力计算45(2)、挠度计算455、贝雷片弦杆抗弯受力计算466、钢管桩受力验算46三、结论47第三章 33号墩承台钢板桩围堰施工方案48一、工程概况48二、 钢板桩围堰施工工艺流程48三、围堰施工方案491、施工准备492、测量定位503、导向架的制作与安装504、插打第一片钢板桩505、其余钢板桩施工516、合拢段施工537、围堰内抽水、挖泥、安装内支撑538、承台施工549、围堰拆除5710、施工预案(湿挖条件下水下浇注封底砼)57四、承台钢板桩围堰施工计划591、劳动力计划592、施工周期安排59五
4、、质量控制及保证措施591、质量控制及注意事项592、钢板桩围堰施工中的防漏水措施61六、安全保证体系611、总则612、安全管理机构623、安全保证措施624、安全应急救援预案64七、钢板桩围堰施工图(详见附件)65第四章 33号墩承台钢板桩围堰计算书66一、计算依据:66二、基本计算参数66三、工程概况66四、钢板桩围堰水土压力计算681、基本计算数据682、计算工况683、水压力及土压力计算69五、钢板桩围堰受力计算771、工况一受力计算772、工况二受力计算803、工况三受力计算82六、内撑系统的组成及受力计算851、第一层内撑受力计算852、第二层内撑受力计算873、第二层内撑受力计
5、算88七、结论90第五章 34#墩双壁钢围堰拼装下沉及承台施工方案90一、编制依据90二、工程概况901、工程结构形式简介902、工程水文、地质情况简介91三、双壁钢围堰设计概况92四、施工方案931、施工工期计划安排932、施工工艺流程933、施工准备944、双壁钢围堰施工965、承台施工103五、质量保证措施107六、工期保证措施108七、安全文明保证措施108八、双壁钢围堰施工图(详见附件)116第六章 34号墩双壁钢围堰受力计算书117一、设计依据117二、工程概况117三、主动水土压力计算117四、围堰结构的简要介绍117五、计算结果及分析1181、有限元模型1182、围堰整体应力及
6、位移计算结果1223、8mm钢围堰壁板综合应力1234、10mm隔仓板应力计算结果1245、L70*8角钢竖杆应力计算结果1256、L70*8斜杆及对撑角钢竖杆应力计算结果1267、200*12mm及180*12mm水平环板应力计算结果1278、2I36b内撑系统应力计算结果127六、结论128某某铁路专用线特大桥主桥水中墩施工方案第一章 钢栈桥、钢平台、筑岛及钢便桥(浮桥)施工方案一、钢栈桥、钢平台及筑岛设计1、方案综述原上报方案33#、34#墩均采用筑岛施工,由于枯水期所剩时间仅3个多月时间,采用筑岛方案必须在枯水期利用筑岛将墩身施工出水面,工期压力非常大,现实的情况是33#墩筑岛的准备工
7、作均已完成,且33#墩承台位于河边,抓紧时间在枯水期有可能将墩身施工出水面;而34#墩墩位距离河岸距离达50m,且施工便道还没有拉通,不可能在枯水期将墩身施工出水面,采用筑岛施工使河道大幅减少流水断面,对行洪非常不利。因为以上原因,经综合分析确定对涟水河33#、34#号墩施工方案修改如下:33#墩维持原筑岛施工方案不变,34#墩变更筑岛施工为钢栈桥、钢平台施工方案,为方便人员通行、混凝土输送及小型材料的搬运,在33#、34#墩之间采用塑料或铁皮油桶、型钢加工钢便桥(浮桥),浮桥两侧抛设铁锚使其稳定在河道中。根据防汛抗旱指挥部提供近几年桥位处水位资料,2010年最高水位97.5m,2011-20
8、14年最高水位在96.5m以下,因此栈桥桥面标高设计为98m。34#墩连接至35#墩岸侧的钢栈桥设在该河的下游侧。 经实测34#墩墩位处水深为3.5m左右,根据调查的水位变化实际情况,33#墩采用筑岛施工桩基、承台、并力争采用筑岛将墩身施工出水面,如经努力仍无法在枯水期将墩身施工出水面,则考虑将承台施工完成后再搭设简易施工平台用于施工墩身,由于33#墩紧靠河岸,箱梁施工材料均可采用塔吊直接从堤顶水泥路上吊装,人员通行则可采用从河岸护坡上搭设钢管脚手架,铺设人行道至墩位的方法;34#墩桩基、承台、墩身及箱梁全部利用钢栈桥及钢平台施工。2、钢栈桥、钢平台及筑岛工程概况 (1)、钢栈桥工程概况34#
9、墩钢栈桥总长57m(从岸侧起13.5m+212m+9m+13.5m),桥面宽6m。桥墩桥台均采用钢管桩基础,防止不均匀沉降。 (2)、钢平台工程概况考虑到施工需要,34#墩钢平台包括工作平台和钻孔平台,工作平台又分为纵桥向工作平台和横桥向工作平台。纵桥向工作平台紧靠钢栈桥设置,主要作用是在整个施工过程中用于施工吊装作业平台、施工设备行驶通道及车辆掉头、施工设备停放(如地泵)、施工材料的堆放;横桥向工作平台主要用于施工过程吊装作业平台及施工设备行驶通道。钻孔平台主要作用是用于钻孔,还兼做为承台施工的辅助平台,考虑到有三排桩基,考虑到远离横桥向工作平台两排桩基的施工,平台施工时先按图将中间一排桩基
10、位置的桩孔位置封闭,中间一排桩位置的钻孔平台兼做为车辆通行通道之用,最后下放中间一排护筒,施工最后一排桩基。纵桥向工作平台平面尺寸均为6m(横桥向)21m(顺桥向);横桥向工作平台平面尺寸为15.85m(横桥向)6m(顺桥向);钻孔平台平面尺寸为15.85m(横桥向)15m(顺桥向)。3、钢栈桥及钢平台结构简介 (1)、钢栈桥结构简介34#墩岸侧起纵向栈桥跨径组成为312+9+12=57m,桥台也采用C25素混凝土结构,桥台混凝土横断面尺寸为:背墙厚度为80cm,台帽厚度为160cm,桥台横桥向长度为600cm。栈桥施工完成后,汛期来临前,在桥台两侧根据实际需要设置浆砌片石护面墙。便桥标准段宽
11、度为6.0m。钢栈桥每个桥墩设2根630*8钢管桩。钢管桩横桥向间距为4.5m。钢管桩横向采用槽钢剪刀撑连接。栈桥从下至上的结构组成为:630*8钢管桩+横桥向2I36b横梁+顺桥向贝雷桁架+横桥向I25b分布梁+顺桥向18b槽钢(顶面10mm钢板)。钢栈桥采用2组贝雷片。 (2)、钢平台结构简介纵桥向工作平台:在栈桥至横向工作平台拐弯处设6m(横桥向)21m(顺桥向)的纵向工作平台,因纵向工作平台与钢栈桥一样一直要使用到工程结束,故其与钢栈桥连为一体施工,纵向工作平台设在钢栈桥尾端,在钢栈桥上游打设3根630*8钢管桩,墩位与钢栈桥墩位对应,每个墩的相邻钢管桩之间采用18b槽钢剪刀撑连接(顺
12、桥向不连接),贝雷片(全新)之间采用10槽钢剪刀撑连接(6m一道),从下至上的结构组成为:630*8钢管桩+横桥向2I36b横梁+顺桥向贝雷桁架(3组)+横桥向I25b分布梁+桥面18b槽钢(人行道范围为6mm钢板)+48*3钢管护栏。横桥向工作平台与钻孔平台:横桥向工作平台与钻孔平台连为一体搭设,且与纵桥向工作平台隔离。横桥向工作平台与钻孔平台平面尺寸为15.85m(横桥向)21m(顺桥向),顺桥向分为两跨布置,跨径组合为15m(钻孔平台)+6m(横向工作平台)。横桥向工作平台与钻孔平台共采用12根630*8钢管桩基础,分为3排,每排4根。其顺桥向分为每个主墩钻孔平台采用8根钢管桩。横桥向工
13、作平台及钻孔平台从下至上的结构组成为:630*8钢管桩+横桥向2I36b工字钢横梁+顺桥向贝雷桁架+横桥向I32b分布梁+18b槽钢(5cm厚木板)。注意钻孔平台大桩号外侧铺设5cm厚木板。4、钢栈桥、钢平台施工荷载本栈桥设计最大负荷为:根据施工实际情况,本栈桥及平台的最大荷载为12m罐车满载混凝土的工况,经实测(衡阳市船山东路耒水二桥项目12m罐车满载混凝土在地磅上称重)12m满载混凝土时后轴每轴轴载为20t,前轴10t,总计50t。需要注意车辆在通过栈桥时应该尽量行驶在车行道中央,特别是宽度较窄的车辆,切不可出现较大的横向偏载。二、钢栈桥及钢平台施工方案拟建车行钢栈桥长57m,桥面标高为9
14、8m,桥面不设纵坡。34号墩钢栈桥岸侧与现有河堤衔接涟水河大桩号侧主便道;钢栈桥及钢平台钢管桩打入深度按根据计算书中要求大于6m或打入全分化泥质砂岩1m控制,现场再以60KW振动锤震动30s下沉小于10mm复核。1、施工前准备工作 (1)机械设备及机具根据用量以及工程部位组织进场。 (2)准确定出栈桥的中心线,并根据自己设计的栈桥图精确测放出桥台、桥墩的位置。(3)准确探明在栈桥中心线上的河底深度,淤泥厚度。2、水中钢管桩施工 (1)钢栈桥钢管桩直径为630mm,壁厚为8mm,长度约15m;钻孔平台钢管桩直径为630mm,壁厚为8mm,长度约15m。(2)用吊车配合60KW振动锤打入钢管桩,钢
15、管桩与锤头接触处用振动锤夹具夹住,桩准确就位后,使桩在桩锤的压力下保持垂直压入,这一自沉进程应控制缓慢进行,在此期间,要随时跟踪观测沉桩质量情况,发现问题,立即纠正,必要时需把桩拔出重新插正,并采取强制措施按预定沉桩轨迹下沉。在沉桩时测量组人员必须用一台全站仪和一台经纬仪同时对桩的平面位置和垂直度进行测量控制,待桩的垂直度得到正确调整、稳定后,进行振动沉桩,打入的深度不少于6m(贯入深度=管桩长度-水深)。(3)为防止打桩时原状土恢复原状,期间停留时间不得超过15分钟。(4)钢管桩定位方法:首排钢管桩在河堤边坡上,采用全站仪准确测量平面位置;第二排钢管桩在涟水河河边,采用全站仪测量和钢卷尺丈量
16、相结合的方法确保桩位准确;第三排以后的钢管桩定位方法:先将部分贝雷片(不与桩位冲突)悬臂安装,然后调整贝雷片轴线与设计吻合,以该贝雷片作为参照物安装第三排以后的钢管桩。 (5)钢管桩打好后钢管桩与钢管桩之间横向、纵向的剪刀撑采用18b槽钢(或14b槽钢)进行联系,剪刀撑一定要牢固。 (6)630*8钢管桩单桩容许承载力根据计算书要求不小于59.5t。3、承重梁、贝雷桁架及桥面系施工(1)、承重梁施工 钢管顶放置承重梁,采用2I36b承重梁,采用在桩顶开槽口的方式将钢管桩与承重梁连接,桩顶与承重梁采用弧形钢板焊接牢固。(2)、贝雷桁架安装施工 贝雷桁架安装在承重梁上,采用10槽钢将贝雷梁下弦杆与
17、2I36b承重梁“铰接”连接,注意10不能与贝雷桁架焊接。贝雷桁架需按设计图的平面位置精确放置,最大容许偏差不超过2cm。为增强钢栈桥及钻孔平台的整体稳定性,对纵向钢栈桥贝雷桁架每3m设一道横向剪刀撑,栈桥加宽段贝雷桁架每6m设一道剪刀撑,钻孔平台贝雷桁架不大于6m设一道剪刀撑,将相邻贝雷桁架连接成整体。(3)、桥面系施工 钢栈桥桥面分配梁I25b间距75cm(钻孔平台见详图),钻孔平台分配梁I32b由于需预留钻孔孔位及作用荷载不同因素的影响,间距62-120cm不等。I25b(或I32b)与贝雷桁架采用开槽的小钢板连接,钢板与I25b(或I32b)翼缘焊接,槽口将I25b(或I32b)翼缘及
18、贝雷桁架下弦杆10嵌紧连接。I25b(或I32b)上铺设18b槽钢,顶面铺10mm专用行车道板作为桥面,桥面18b槽钢与I25b(或I32b)接触处需焊接连接,以确保桥面构件的整体受力。桥面铺设完成后立即安装防护栏,防护栏所采用的材料及布置见详图。防护栏上必须用不同颜色的油漆标注禁吊区及非禁吊区,设置安全警示牌及夜间照明设施。采用25t吊车“钓鱼”法拼装的施工方式,从岸侧向江侧依次搭设栈桥,第一跨在岸侧便道上采用25t吊车搭设,然后吊车停在第一跨上进行第二跨栈桥钢管的振打作业,再装第二孔跨贝雷梁及桥面系,按此法逐孔向前推进,直至完成全桥施工。栈桥搭设完后再采采用“钓鱼”法拼装钢平台,整个作业过
19、程不需使用水上施工设备。4、沉桩时注意事项 (1)、应保证桩轴线的大致准确,单桩桩位控制在10cm以内。(2)、采用DZ60型振动锤振打钢管桩时沉桩承载力采用“双控”方法监测,一是沉桩深度,二是沉桩贯入度,因本桥桥位全风化岩层埋藏较浅,主要以贯入度指标为主控制。沉桩深度按计算书要求达到6m,贯入度要求持续振动30s下沉不超过10mm。如达到设计沉桩深度时贯入度没达标要求继续振打,通常遇到沉桩深度达不到设计要求而贯入度已达标的情况(即“打不动”了),此时应是遇到坚硬底层或已入岩,此时要求入土深度至少达到4m深。现场施工时需记录每根桩的插打深度,对打入深度小于6m的桩查阅地质资料再进行计算分析。
20、(3)、为达到上述要求,在沉桩施工时,测量人员应跟踪放样并予以控制。 (4)、沉桩开始时,将桩吊起平稳地徐徐下落(依靠桩的重力作用,保证桩轴垂直)靠桩和锤的重量切入土中一定深度,以后再开启震动下沉。 (5)、沉桩过程中,如发现桩轴倾斜度超过控制范围或桩位偏差较大,应立即将桩拔起,重新锤打,保证施工质量。 (6)、施工中有异常情况,应暂停施工,召集有关人员查找原因后,再继续施工,切忌不问青红皂白盲目施工,给后续施工造成后遗症。(7)、施工中应统一指挥,切忌“打空锤”而造成机械或人员安全事故。(8)、经常地及时地检查起重系统,电路油路系统,机械运行系统的状态完好,确保机械使用安全。(9)、震动锤的
21、开放时间不宜过短也不宜过长,过短则土壤尚未液化,下沉困难,过长则伤机械。振动持续时间应根据不同机械和土质通过试验决定,一般不宜超过10min15min。(10)、施工前各工种应对各种机械进行检查和维修,保证机械的安全技术性能处于良好状态。三、筑岛及钢便桥(浮桥)施工方案1、筑岛施工方案33#墩采用筑岛在枯水期施工桩基、承台及墩身。考虑到桩基、承台及墩身施工工期至少需要3个月,再加上施工期间还包括春节,故墩身施工完毕至少要到4月底,考虑春汛涨水的影响,为了利用筑岛顺利完成承台和墩身的施工,筑岛顶面标高按95.0m控制,筑岛边坡坡度为1:1.51:1.2。考虑到筑岛标高与承台底面标高差达到7.2m
22、,如采用双壁钢围堰施工,需先将筑岛开挖至承台底面标高以下约1.5m(考虑1.5m厚封底混凝土),筑岛放坡后基坑坡顶距离达30m左右,显然施工将会非常困难。根据33#墩地质构造,采用钢板桩围堰能顺利地完成承台施工。筑岛施工地材料选用和筑岛尺寸以采用钢板桩围堰施工的要求和钻孔施工的要求来控制。为了钢板桩围堰能够顺利插打,要求筑岛材料采用粘性土,而不能选用砂性土(砂性土的水稳性太差,对筑岛的稳定性不利),土中不能含有粒径大于5cm的石块。筑岛的尺寸见设计图,能够满足桩基、承台及墩身施工的需要。筑岛顶面要求能够满足混凝土罐车的顺利通行,根据实际情况可在顶面填筑1030cm的碎石或片石。为防止筑岛边坡土
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