临时便桥安全专项方案.docx
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临时便桥安全专项方案
204国道盐城北段改扩建工程FN4标
通榆河大桥
便桥安全专项方案
徐州市公路工程总公司
204国道盐城北段改扩建工程FN4标项目经理部
二00九年六月
204国道江苏段盐城市扩建工程项目
承包单位徐州市公路工程总公司合同号FN4
监理单位江苏科兴工程建设监理有限公司编号
施工技术方案报审表
A—3
致(总监理工程师)周安国(先生):
现报上通榆河大桥便桥安全工程的施工技术、工艺方案,方案详细说明和图表见附表,请予审查和批准。
附件:
施工技术、工艺方案说明和图表
承包人:
年月日
驻地监理工程师审查意见:
□同意□修改后再报□不同意
驻地监理工程师:
年月日
总监理工程师审批意见:
□同意□修改后再报□不同意
总监理工程师:
年月日
本表一式三份,驻地监理(总监)批准后,总监、监理组、承包人各一份
第一部分工程设计概况
一、工程概况
1.通榆河大桥
该桥位于G204干线公路阜宁段改扩建工程,该桥上跨通榆河(Ⅲ级航道),通航净空为70×7m,最高通航水位2.67m,上部结构主桥为预应力混凝土连续箱梁,单箱单室上下行独立桥,引桥均为部分预应力混凝土组合箱梁,全桥跨径组成为10*30+65+105+65+9*30m,下部结构除11#12#号桥墩采用实体墩其余均采用柱式桥墩、肋板式桥台,钻孔灌注桩基础。
2.为了确保通榆河大桥工程的顺利实施,在尽量满足航道通行安全的前提下,本着尽量节约的原则,根据现场地理条件确定临时便桥桥型,结构形式和承载能力根据施工条件进行设计。
二、设计标准
1、通航净宽39m;
2、通航净高7m;
3、便桥中设计跨径39m,边跨设计跨径16m;
4、便桥桥长135m;
5、便桥设计荷载:
每跨施工荷载10吨,汽-20级汽车,8m3混凝土搅拌运输车(满载),混凝土搅拌运输车活载计算时采用荷载冲击系数1.15及偏载系数1.2;
6、便桥桥孔限中孔单船通行其余桥孔禁止通航,桥面设计为单行道;
7、桥面净宽4.0m,按312钢桥标准宽度设计。
三、设计方案
1、由于工期较短,根据现有资源条件,采用321型贝雷钢桁架片搭设便桥。
2、为了满足现有河道通航要求,和建桥期间的通航安全,新搭便桥必须保证中孔通航,新搭便桥跨径按(3×16)+39+(3×16)m布置。
3、便桥主跨桥面纵坡为0%,由于东、西河岸原地面标高均为2.5m,根据两岸地形条件,边跨桥面纵坡按6%设计,便桥桥头设计标高取4.2m,便桥两端与地面的高差采用填土设置引坡。
4、基础,便桥水中桥墩均采用钢管桩结构,岸上桥台采用钢筋混凝土基础支承。
主跨桥墩设计8根桩,每墩设置钢管桩两排,每排4根;边跨桥墩设计为4根桩,每墩设置钢管桩单排根,桩径均取为φ377mm,壁厚8mm。
每墩钢管桩用20#槽钢作剪刀撑加强。
钢管桩上口采用单排28a型工字钢作枕梁。
然后架设纵梁。
5、主梁采用321型贝雷拼装的桁架片,采用三排单层结构形式,主跨贝雷片上、下方设置加强弦杆抵承受抗荷载时产生的挠度。
以28a型工字钢作为便桥下横梁,横梁挑出部分与上部贝雷片连接,形成三角加固,横梁顶部纵向设置12b型工字钢分配梁(间距0.3m/档)作为便桥纵梁,工字钢之间以钢筋焊接连成整体。
6、桥面系采用满铺厚10mm防滑钢板作为便桥桥面,表面焊接钢筋防滑),
第二部分施工技术方案
1、便桥水中钢桩施工
沉桩采用60kw的振动锤施工,打桩架设在工作船上,工作船四周用缆绳定位,船体顺河道方向停泊,船头朝上游方向。
打桩架设在船头,沉入桩的桩位事先用全站仪测量定位,通榆河大桥便桥设置在主桥北侧。
当桩体定位后,将沉桩锤压住桩帽,然后启动振动锤徐徐沉入,根据河床地质情况,桩入土深度设计为14.5m。
8根为一组,上部连成一整体,作为一个便桥受力支撑墩。
2、便桥临时支墩的搭设
3、架设工作平台(纵梁)
架设纵梁时,先架设中孔,后架设边孔。
边跨采用吊车安装,先在岸边场地上拼装后,再用吊车安装。
中跨采用浮吊船安装。
安装设备在空载与满载运行时,均要求起重吊车运行速度不得大于0.5m/sec,提升速度不要超过0.2m/sec,运行时严防急刹车。
安装时,先从岸边将拼装好的纵梁吊起,然后用缆索牵引至指定位置就位和固定。
4、施工安全管理措施
a、为保证便桥以及行船的安全,特在通航主跨内侧沿钢桩设置一排护桩,同时在主墩南北侧10米处设置三角防撞墩以及设置沿防撞墩向南北方向设置导流桩;(详见施工附图)
b、在施工区域内按要求设置警示标志、标牌。
对施工作业人员进行安全教育。
严格按安全操作规程进行操作,水上施工人员必须穿救身衣,该桥梁处的河道有通航要求的,为了确保施工安全及航道通航,在便桥下口设置警示标志并挂上红灯,在河道上下游各300m处设置警告标志牌和限高、限速标志牌等。
安全技术保障措施
1、雨季施工的措施
(1)修建好临时排水设施,保证雨季作业的场地不被洪水淹没并能及时排除地面水。
(2)起重设备特别是卷扬机必须用油布覆盖,防止烧坏电机影响施工。
(3)工人穿戴好雨具可进行贝雷桁架的拚装,搭设好临时防雨棚进行钢管桩的焊接,但雨天露天不得进行焊接,采取防雨措施符合施工技术后方可实施,不得野蛮施工。
2、保证安全的措施
(1)建立安全保证体系,项目办和施工队设专职安全员,在项目经理、施工队长的领导下,履行保证安全的一切工作。
(2)利用各种宣传工具,采用多种教育形式,使员工树立安全第一的思想,不断增强安全生产意识。
(3)施工开始前,对员工进行安全技术交底。
(4)定期不定期的开展安全检查。
(5)起重等特殊作业的技术工人,上岗前要进行身体检查和技术考核,合格后方可操作,做到持证上岗。
(6)进入施工现场的人员必须按规定戴好安全帽,配戴防护用品,高空作业必须设置安全网,挂安全绳。
(7)施工过程中,申请海事部门配合,根据需要禁航或者设置指定航道通行的指示标志及航标,夜间设警示灯并用灯光标示便桥轮廓和通航孔。
(8)在便桥侧面设置通航标识,以引导船只行使;在便桥桥头设置限速、限载标志,机动车辆禁行标志,桥头高填土地段设置防护栏杆,桥面设防滑标志和防滑措施,侧面采用钢丝网防护。
(9)便桥使用期间设专人值班,尤其在夜间要加强巡查。
定期安排技术人员对便桥使用状况进行观测、检查,发现问题及时整改,同时提请海事部门对便桥河段加强巡航和交通管制、疏通,确保便桥使用安全。
(10)便桥拆除时首先封闭出入口,中断行人交通,并根据拆除进度请海事部门封闭航道或进行交通管制。
拆除过程中按顺序依次进行,不得跳跃进行。
3、环保措施
(1)加强对所有施工人员的环保教育、坚决贯彻国家的有关环境保护法令及当地政府有关法规、条例、做到文明施工。
(2)当施工噪音影响居民区等公共场所时,应采取有效措施工或改进施工方法,来降低噪音。
(3)对于串入河中的大型钢构件,必须打捞上来,不得置于河中于不顾,影响航道安全,同时污染水质。
(4)集中做好废水、废油、废弃砼、废弃钻渣、生活办公垃圾等的处理工作。
(5)施工取水时不污染水源。
4、水上、高空作业的要求
a、在航道上设置符合要求的警示标志、标牌。
夜间在通航口设置足够数量的警示灯,及早通知过往船只,确保过往船只的通过安全。
b、凡在距地2m以上,有可能发生坠落的高处作业时,都必须设置有效可靠的防护设施,防止高处坠落和物体打击。
c、在运行前,要对超高限位、制动装置、断绳保险等安全设施进行检查验收,经确认合格有效,方可使用。
d、水上施工人员必须穿救身衣,工作平台在通航位置做好防物体坠落措施。
五、应急保障
1、组织机构
建立应急救援领导小组,由项目经理任组长,技术负责人、安全员为副组长,施工员等为组员,一旦发生突发事故,由组长或副组长根据事故类别、大小启动相应应急救援程序,各组员应当认真落实自身责任,明确分工。
(见组织机构图)
2、应急组织职责
应急小组在发生安全事故时,负责下达救援指令及任务,随时掌握最新动态并做出最新决策,第一时间向救援部门(110、119、120或交警部门)报告情况提出求援。
平时应急小组成员轮流值班,值班者必须住在工地现场,手机24小时开通,发生紧急事故时,在组长未抵达工地前,值班者即为临时组长,指挥救援。
3、应急保障器材
(1)医疗器材:
氧气袋、塑料袋、小药箱
(2)抢救工具:
一般工地常用工具即可基本满足施工
(3)照明器具:
手电筒、应急灯36V以下安全线路、灯具
(4)通讯工具:
固定电话、手机、对讲机、报警器
(5)交通工具:
工地常备一辆面包车
(6)灭火器材:
灭火器日常按要求安装就位,紧急情况下集中使用。
4、应急知识培训
应急小组成员在项目安全教育时,应附带接受紧急救援培训,主要内容为:
伤员急救常识、灭火器材使用常识、各类安全事故抢险常识等。
务必使应急小组成员在发生事故时能熟练履行救援职责。
5、通讯联络
将110、112、119、应急小组成员号码、安全监督部门电话、交通管理部门电话,明示于工地显要位置,以备各组员能熟知这些号码。
6、事故报告
工地发生安全事故后,应急小组除组织抢救伤员,采取有效措施防止事故扩大,保护施工现场做好善后工作外,还应分析事故原因,根据事故类别、大小报相关部门。
轻微事故:
分析事故原因、处理意见报公司安全办公室。
一般事故:
报公司安全办公室、上级主管部门并分析事故原因及作出处理意见。
重大事故:
报公司安全办公室、上级主管部门、安全生产监督部门并填写“事故快报表”,公司工程部安全领导到场负责指挥解决。
应急小组组织机构图
组长:
项目经理
副组长:
安全经理
副组长:
项目总工
现场管理
交通、防护设施
交通管理
便桥施工作业队
现场负责:
现场施工:
现场值勤:
便桥验算
1、桥台验算
(1)、动荷载对桥台混凝土的破坏力(取Q为500KN)
取动荷载为静载压力的2.5倍计算
Q1=2.5Q=1250KN
桥台混凝土抗压强度为:
Q1/S=2.8Mpa,小于25Mpa,桥台混凝土满足动载要求。
(2)、地基承载力验算
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》,该处基础内土层为一般性粘性土质,取平均基本承载力δa=24T/m2
基础S=a.b=7×1.5=10.5m2
承载力:
P=δa×S=252T
实际载荷:
Q=(P车++P引桥/2)*K
=(50+8.61)×1.3
=76.19T〈P=252T
远小于承载力,安全
(其中K为冲击振动荷载系数,取1.3)
2、钢便桥主跨弯矩计算
便桥设计以能通过8m3砼运输车即可,运输车自重17t到20t,8m3砼约20t。
计算时便桥所受荷载按集中荷载考虑——取50t,贝雷架自重取1.5T/m。
q=4.5/3=1.5T
当活载作用在跨中时,便桥承受的荷载为最不利荷载。
荷载冲击系数1.15。
M=1/8qL2+1/4PLk
=1/8×1.5×392+1/4×50×39×1.15
=285.1875+560.625=845.812T.m≈845.8T.m
根据《装配式公路钢便桥手册》,三排加强结构许用弯矩[M]=961.8T.m
M=845.8T.m<[M]=961.8T.m安全
3、钢便桥引桥弯矩计算
其中在中心处有最大弯矩,其中P1为汽车后轴取20T,P2为汽车前轴取10T。
双排标准结构q=2.87/3=0.96T
M=1/8qL2++1/4PLk
=1/8×0.96×182+1/4×20×18×1.15
=142.38T.m
根据《装配式公路钢便桥手册》,双排标准结构许用弯矩[M]=315.2T.m
M=142.38T.m<[M]=315.2T.m安全
二、贝雷纵梁验算
便桥设计荷载采用汽-20级车队和8m3混凝土搅拌运输车(满载)。
汽车及混凝土搅拌运输车活载计算时采用荷载冲击系数1.15及偏载系数1.2。
便桥净宽4.0m,计算跨径为16m。
便桥结构自下而上分别为:
28a型工字钢枕梁、“321”军用贝雷梁、28a型工字钢分配横梁(间距1.5m)、12a型工字钢纵梁桥面。
单片贝雷:
I=250497.2cm4,E=2×105Mpa,W=3578.5cm3
[M]=788.2kn•m,[Q]=245.2kn
则4EI=2004×106kn•m2
(一)荷载布置
1、上部结构恒载(按4.0m宽计)
(1)12a型工字钢:
18×24.99×10/1000=4.50kn/m
(2)28a型工字钢分配横梁:
42.0×6×10/1000/0.75=3.36kn/m
(3)“321”军用贝雷梁:
每片贝雷重287kg(含支撑架、销子等):
287×4×10/3/1000=3.83kn/m
(4)28a型工字钢下横梁:
6×43.4×10/1000=2.60kn/根
(二)、横向分配梁验算
采用28a型工字钢。
E=2.0×105Mpa,Ix=5284cm4,Wx=423cm3,Sx=248.1cm3,t=10.2mm
R=83KN
M=83×0.83=68.89kn•m
σ=Mmax/Wx
=68.89×1000/(423×10-6)
=162.9Mpa<1.3[σ]=1.3×145=188.5Mpa
τ=QSx/(Ixt)
=83×1000×248×10-6/(5284×10-8×0.0102)
=38.2Mpa<[τ]=85Mpa
安全。
f=pal2(3-4α2)/(24EI)
=83×1000×4.162×0.83(3-4×0.832/4.132)/(24×2.0×1011×5284×10-8)=13mm<L/250=17mm
(五)、墩顶(钢桩顶)横梁计算
采用28a型工字钢。
根据前面计算结果,每榀贝雷梁传至横梁上的荷载为P=844.5/2=422.3kn。
按简支计算。
E=2.0×105Mpa,Ix=7114cm4,Wx=508cm3,Sx=289.2cm3,t=8.5mm
P=422.3KN
R=422.3/2=211.1KN
Q=R/2=105.6KN
M=422.3×1.0/4=105.6kn•m
σ=Mmax/Wx
=105.6×1000/(2×508×10-6)
=105.31Mpa<1.3[σ]=1.3×145=188.5Mpa
τ=QSx/(Ixt)
=105.6×1000×289.2×10-6/(7114×10-8×0.0085)
=51.17Mpa<[τ]=85Mpa
安全。
f1=pl3/(48EI)
=422.3×1000×13/(48×2×1011×7114×2×10-8)
=0.3mm<L/250=4mm
安全。
(五)、钢桩计算
便桥现场钢管桩入土深度为14.5m,根据航道处提供资料水面高程为0.5m,实际河底高程为-4.0m,钢管桩长度为26m,钢管水面向上7m,,可以推算出:
淤泥质粉质粘土
1)桩长计算:
桥位处河床较为平缓,河床平均标高按-4.0m计算,便桥的顶标高为+7.8m,桩顶标高为+7.5m,采用Φ377×8钢管桩,单桩承载能力按15t计算,使用过程考虑河床有1.5m的冲刷,河床上部覆盖层一般为淤泥质粉质粘土的极限摩阻力τ1=18Kpa,设计时不考虑闭塞效应和群桩效应。
由于在桩入土范围内有多层砂层分布,综合考虑2米粉砂层作为持力层,取L=25Kpa,则:
P=K.λs.U∑τili
式中:
K——安全系数取为0.65
λs——挤土效应为0.87
U——桩周长1.338m
P=K.λs.u.(τ1×l1+τ2×l2)
则:
l1=(P-Kλs.u.τ2.l2)/(kλJ.u.τ1)
=(15×104)/(0.65×0.87×1.184×18×103)
=12.5m
桩长∑l=l0+l1=7.5+4+1.5+12.5
=25.5m〈实际桩长26m
按简支梁计算P1=50×1.15=57.5t
——单根承载力P=P1÷8=7.2t
作用在单桩顶上的压力均小于15t,且为群桩,能够满足使用要求。
便桥拆除
1、封闭出入口,中断行人与车辆的交通,
2、拆除引桥桥面系及桁架片。
3、拆除通航孔的桥面系与桁架片。
4、拆除水中钢管桩基础。
5、拆除便桥的安全措施:
a、建立施工安全指挥系统,由专人统一指挥。
b、拆除通航孔桥面系及桁架片时请海事部门进行临时通航交通管制。
c、拆除时严格按制定的顺序依次进行,不得跳跃进行。
d、钢管桩拆除必须保证全部拆除到位。