钢栈桥及便道施工方案.docx

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钢栈桥及便道施工方案

1工程概况..............................................................................................3

1.1路线走向.........................................................................................3

1.2工程地形.........................................................................................3

1.3地质概况.........................................................................................3

1.4水文条件.........................................................................................4

1.5气象条件.........................................................................................5

2施工工艺...............................................................................................7

2.1钢栈桥施工方案.............................................................................7

2.2便道施工方案................................................................................10

3栈桥施工计算书..................................................................................11

3.1主栈桥计算书................................................................................11

3.2副栈桥计算书................................................................................25

4便桥、便道施工进度计划..................................................................39

4.1便桥施工进度计划........................................................................39

4.2便道施工进度计划........................................................................39

5栈桥、便道施工用料..........................................................................40

5.1施工栈桥........................................................................................40

5.2回填拆房土、块石方案便道成本分析........................................40

6施工期环境保护措施...........................................................................40

6.1污染防范措施...................................................................................40

6.2现场文明施工措施...........................................................................41

7质量管理点的设置计划.......................................................................44

附图：

钢栈桥及便道总平面图..........................................................................45

副栈桥平面图..........................................................................................46

主栈桥横断面图......................................................................................47

主栈桥纵断面图......................................................................................48

1#～6＃副栈桥横断面图........................................................................49

1#～6＃副栈桥纵断面图........................................................................50

7#、10＃副栈桥横断面图......................................................................51

7#、10＃副栈桥纵断面图......................................................................52

8#～9＃副栈桥横断面图........................................................................53

8#～9＃副栈桥纵断面图........................................................................54

11#～30＃副栈桥横断面图....................................................................55

11#～30＃副栈桥纵断面图....................................................................56

主栈桥接岸结构示意图..........................................................................57

刚栈桥伸缩缝示意图..............................................................................58

刚栈桥剪力撑示意图..............................................................................59

刚栈桥各部位连接示意图......................................................................60

便道断面图..............................................................................................61

钻孔ck2地质图......................................................................................62

1工程概况

1.1路线走向

本项目起自永定新河河口南侧的海滨大道疏港三线立交（K21＋386.208）,向北先后跨越疏港四线（规划港岛客运专线）和规划的永定新河主河道。

沿线以高架桥形式向北延伸,在K23+200处和K24+200处跨越泰达控股填海造陆的入海路,在K27处避让开贝壳堤缓冲区.最终点位蛏头沽村东北侧（K30+506.808）接海滨大道北段高速公路主线收费站。

路线全长9.12公里，其中桥梁长8.6公里，工程大部分处于海挡以外的沿海滩地之中。

我部承担K21＋386.208~K27＋551段（1#~159#排架）所有灌注桩、承台、系梁、墩柱、盖梁，及0#~3#、31#~42#、58#~62#，76#~87#预应力砼现浇箱梁，以及永定河特大桥全部。

1.2工程地形

灌注桩施工区域位于华北平原北部海冲积平原，地貌特征为滨海低地、泻湖洼地和海滩。

地势低平，海相与陆相相交互沉积地层。

1.3地质概况

按地质成因主要分为八个地质成因层，现根据各土层时代成因及物理力学性质详细阐述如表1-1。

表1-1

土层

成因年代

岩性

层厚

（m）

层底标高

（m）

承载力（kPa）

第Ⅰ海相层

Q42m

①-1夹粉质黏土

1.00～10.00

1.44～－8.26

90

①－2粉土

4.60～18.00

－12.48～－18.56

100

①－2夹粉质黏土

100

第Ⅱ陆相层

Q4lal

②粉质黏土

4.00～10.80

－19.43～－23.56

130

第Ⅲ陆相层

Q3eal

③-1粉质黏土

6.00～13.10

-29.28～-33.29

140

③-2粉土、粉砂

160

第Ⅱ海相层

Q3dmc

④粉细砂

10.30～18.00

-42.83～-47.79

180

④粉质黏土

170

第Ⅳ陆相层

Q3cal

⑤粉细砂

9.40～17.00

-55.94～-60.08

200

第Ⅲ海相层

Q3bm

⑥粉质黏土

最大13.30

220

⑥夹粉细砂、粉土

240

第Ⅴ陆相层

Q3aal

⑦粉质黏土

最大17.00

270

⑦粉细砂

270

第Ⅳ海相层

Q23mc

⑧粉细砂

最大37.6

300

⑧粉质黏土

300

1.4水文条件

1.4.1潮汐

本区属不规则半日潮，每日两潮，滞后45分钟，一般涨潮时间为6小时，退潮时间为6小时22分钟，最大潮差可达4m，一般潮差为2～3m。

潮位特征值（以新港理论最低潮面起算，下同）

年最高高潮位5.81m（1992年9月1日）

年最低低潮位－1.03m（1968年11月10日）

年平均高潮位3.77m

年平均低潮位1.34m

平均海平面2.56m

平均潮差2.43m

最大潮差4.37m（1980年10月）

1.4.2波浪

根据塘沽海洋站多年波浪实测资料统计分析得：

常浪向为ENE和E向，其出现频率分别为9.68%和9.53%。

强浪向ENE向，次强浪向H4％﹥1.5的出现频率为1.35%,T﹥7.0秒的频率为0.33%。

设计波浪要素：

波高五十年一遇H1%＝3.340m

波长L＝5.7S

本海区的年强浪向为NNW，其次是E向；常浪向为S。

本海域的不利浪向为ENE，E向。

1.4.3海流

本区基本为往复流型，涨潮主流向NW，落潮主流向SE，涨潮主流向SE，涨潮流速大于落潮流速，最大流速垂直分布大致由表层向底层逐渐减小。

平面分布是由岸边向外海随着水深的增加而逐渐增大。

流速小于40cm/s的累计频率为96.4%。

1.5气象条件

本区域主要属于温暖带半湿润大陆性季风气候。

主要气候特征：

季风显著，四季分明，春季干燥多风，夏季湿暖适中，冬季寒冷少雪。

1.5.1气温

多年平均气温12.2℃（天津站）~12℃（塘沽站）,最高气温39.6℃（天津站）～39.9℃（塘沽站），最低气温－22.9℃～－18.3℃（塘沽站）。

1.5.2降雨量

多年平均蒸发量1779.5毫米（天津站）～1909.6毫米（塘沽站）。

据1951～1980年天津和塘沽气象站观测资料，多年平均降水量569.9毫米（天津站）～602.9毫米（塘沽站）,年最大降水量976.2毫米（天津站）～1083.5毫米（塘沽站），最小降水量269.5毫米（天津站）～178.4毫米（塘沽站），汛期6～9月占全年降水量的82%。

1.5.3主导风向风速

区域年平均风速为4.5米/秒，最多风向为西南风。

冬季多北风，夏季多东南风和东风。

多年各月最大风速值为24米/秒，出现在一月份。

1.5.4冻结

根据≤建筑地基基础设计规范≥（GB50007－2002）,本场区标准冻土深度0.60m。

冻结期平均为130天，霜冻期可达187天。

1.5.5海冰

常年渤海湾冰期约为3个月（12月上旬至次年3月初），其中1月中旬至二月中旬冰况最严重，为盛冰期。

盛冰期间，沿岸固定冰宽度一般在500m以内，冰厚为10～25cm，位于北部浅滩地区的曹妃甸和南堡一带沿岸固定冰宽度较宽，曹妃甸一带可达3～4km，南堡2km左右；流冰外缘大致在10～15m等深线之间，流冰方向多为SE～NW方向，流速一般为0.3m/s左右。

但重年份盛冰期间，渤海结冰范围占整个渤海海面70％以上，除渤海中部外，其他海区全被海冰覆盖，渤海湾冰厚一般为30～40cm，最大60cm左右。

1.5.6海啸与风暴潮

2002年出现风暴潮增水超过0.5m有24次，其中超过1.0m的有8次，最大增水出现在2月8日，增水1.34m，因未与天文大潮遭遇，最高潮位仅为3.34m。

2003年是近年来风暴潮灾害最严重的一年，10月11日天津近岸海域受东北9～11级大风和天文大潮的共同影响，出现了特大温带风暴潮，最高水位5.33m。

最近一次是在2007年3月4日，天津海域发生较大风暴潮，塘沽地区最高潮位达到4.7m，汉沽地区最高潮位达4.35m。

由于及时启动防潮应急预案，风暴潮未造成灾害，滨海地区无人员、财产损失。

2施工工艺

2.1钢栈桥施工方案

根据现场地形，钢栈桥拟从港航初头为起点修至第1排架K21.423长度为60m,再从第1排架K21.423顺桥方向在桥梁的海侧距桥边2米位置修至第4排架K21.525,长度为102m，第4排架～第6排架为通航预留出航行通道，通道长90m,从第6排架K21.635为起点在桥梁的海侧距桥边4米位置修钢栈桥，修至第17排架K22.403m,长度为768m,栈桥总长870米，宽6m。

等4#、6#排架灌注桩、承台、墩柱、盖梁修完后，拆除3#~4#排架间的栈桥，补在6#排架至5#排架之间，以供5#排架施工，3#~4#，4#~5#之间为航行通道。

2.1.1钢栈桥施工

水上栈桥主要包括主栈桥、副工作平台，二者顶标高一致，为保证副工作平台在施工期间重复利用的功能，要保证栈桥的各部分的受力不影响其他部分受力情况，铺设桩以上部分结构时就断开。

栈桥桥面按照平均高潮位+3.77米，（所有高程全部为大沽高程）设计，再考虑1米浪高,确定桥面标高定为+4.5m。

主副栈桥都满足50T履带吊和搅拌车进行施工作业的要求设计，副栈桥另外还要满足堆货荷载（小于3t/m2,实际施工中进行控制）。

2.1.1.1基础形式

主栈桥：

打入桩基础采用三根（横向间距2.45+2.45m）Ф600钢管桩（壁厚8mm顶面厚10mm,2m）,吊车悬吊90KW振动锤振动打入土15m深,桩顶面标高+3.54m,桩基纵向间距6m。

由于地面地质条件相差不大，在施工过程中拟采用20m长度的钢管桩。

副工作平台：

1#~6#排架为2排灌注桩，桩间距为4m,工作平台做成12m*48m平台,桩基础采用四根（横向间距3+3+3m）Ф600钢管桩（壁厚8mm顶面厚10mm,2m）,同主栈桥，见附图。

11#~34#为1排灌注桩，工作平台做成8m*48m平台,桩基础采用四根（横向间距2.45+2.45+2.45m）Ф600钢管桩（壁厚8mm顶面厚10mm,2m）,施工方法同主栈桥，见附图。

8#及9＃承台尺寸为44.4*30.6m,承台较大,灌注桩为70根，为此修建54m*34m工作平台。

2.1.1.2结构形式

主栈桥（6m宽）上部结构依次为：

桩顶横梁为双拼40a工字钢,9道（间距750mm）36a工字钢作为纵梁,横向走道满铺200×200mm木方作路面,每隔6m加设一道20槽钢,桥面宽6米。

行车道满足50吨履带吊行走及砼罐车行走。

边缘用Ф48钢管设置护栏,护栏高度1.2m,每隔6m一个竖杆,横杆中间及顶面设置两道。

副工作平台上部结构依次为：

桩顶横梁为双拼40a工字钢,并且焊接成为整体，36a工字钢作为纵梁,横向走道满铺200×200mm木方作路面,桥面宽8米、12m,满足50吨履带吊行走及起吊工作。

边缘用Ф48钢管设置护栏,护栏高度1.2m,每隔6m一个竖杆,横杆中间及顶面设置两道。

同时为考虑吊机从主栈桥向副栈桥移位时，扭矩较大，为此主栈桥与副栈桥相交段的钢管桩全部用剪力撑连上，桩露出泥面3m以上的部位亦加设剪力撑（详见附图），保证整体性和足够的刚度。

同时主栈桥与副栈桥连接处全部焊牢。

栈桥的所有结构连接处均采用焊接，钢管桩与横梁的焊角尺寸为1cm,双拼40a工字钢横梁连接方式为每隔20cm进行长20cm焊角尺寸1.5cm的焊接，主梁与次梁的连接方式为焊接长度为主梁宽度，焊角尺寸为1.5cm，两条次梁连接方式为焊接长度为次梁揣手长度（≥15cm）,焊接厚度为1.5cm，焊接整体性较好，可有效抵抗风浪冲击，详见附图。

主栈桥每隔60m设置伸缩缝，详见附图。

主栈桥接岸结构为用一排20工字钢作挡土墙，在其后回填坡度为1：

1.5的拆房土，详见附图。

主栈桥、副栈桥及吊车平台的结构形式及构造见附图。

2.1.1.3施工流程及施工工艺

测量定位→导向杆固定→吊机就位→起吊钢管桩→将钢管桩打至设计标高→切割限位槽→安装上部结构→扶手安装→设备移位进行施工下一跨栈桥

陆上推进施工港航码头~4#排架主栈桥,先用50t履带吊吊震动锤施打1排～3排钢管桩，3＃排架先插上钢管桩立稳后再吊振动锤施打达到标高，钢管桩施打完成后，安装横梁、纵梁、木方，然后吊机向前移位施打2＃排架，在安装上部结构，依次类推，6#排架～14排架为孤岛，施工方法先用方驳吊机组施打钢管桩,安装上部结构,形成12米平台后,吊机爬上平台后向前推进施工,自航驳运输钢管桩及上部结构,配辅助吊机及运输车供给.打桩采用定制导向框架定位，即先由测量人员在已施工完的桥面上打出纵横轴线，由50吨吊车吊住导向框架依此纵横轴线向前延伸及左右平移，人员辅助微调，经测量校核孔位准确后进行导向框架固定，之后50吨吊车松吊，进行吊桩、打桩直至标高（导向框架同时可作为标高控制的平台）。

为保证施工速度，钢管桩打设时不分节。

为保证上部结构安装方便，由于桩顶沉设标高和排距有一定的误差，按排距和标高切割限位槽，深度严格按横梁底标高控制（测量配合，挂篮法施工），排距严格按桩排距控制，以消除该误差。

符合要求后直接安装上部结构。

详见附图；

2.2便道施工方案

施工便道起点位置在17排架K22.223，修至159排架K27+551,与四公司修筑的便道连接，在桥梁的海侧距桥边4米位置修筑,全长5328m,此段经过两条海滨休闲工程修建的堤,位置位于k23及k24排架,便道顶面标高为+4.5m,上口宽6m,自然放坡,海侧修0.5m袋装土挡浪墙。

此便道为施工便道又同时作为海挡将施工区域变为陆地施工双重功能。

2.2.1断面形式及施工方法

为减少沉降在泥面上铺两层荆芭，一层土工布一层土工隔栅，直接回填拆房土，上口宽6m，自然放坡，在每个排架处同时回填出副便道，13m宽，50m长，兼做施工会车岛，考虑1m沉降，实际施工中运用探坑的方法，安装沉降盘，分两头开始施工，从K23为起点向两头推进，从K24点向两头推进，拆房土回填时将大块放在外坡，以减少海浪对拆房土的冲刷，减少损失，副便道准备修40个。

详见附图。

3栈桥施工计算书

3.1主栈桥（6m宽）计算

（1）桥面荷载：

一辆50T履带吊荷载20T（履带吊有固定行走路线，履带中心线与外侧桩中心连线重合，并且履带吊吊运重物时严禁行走，在现场有标牌警告，并对驾驶司机进行教育），则为P1=（50T＋20T×1.3）×10=760KN，或单辆满载混凝土的搅拌车P2=1.3×30T×10=390KN。

（2）200mm×200mm方木满铺形成面板:

一根木方q1=500×10×0.2×0.2/1000=0.2KN/m

面板跨中弯距：

M1=1/8q1l12=1/8×0.2×0.752=0.014kN·m

面板的核算:

搅拌车共有三排轮胎，其中后两排共八个轮胎，为按最不利荷载情况计算，由搅拌车产生的荷载全部由后两排轮胎承受。

设荷载最大时为满载混凝土搅拌车的后两排轮胎中的两个轮胎在面板的跨中,见图示。

（右下图为轮胎触地尺寸）

取受力状况最不利的跨段（L=0.75m跨）计算：

L=0.75m

Ln＝0.75－0.136=0.614m

计算跨度为0.614×1.1=0.675m

一台轮胎的触地宽度为0.23m

故其传递宽度为0.23+0.2+0.2=0.63m

两并列轮胎传递面积为0.6+0.2+0.2=1m（如下图）

q=1.3×300×1/4÷1=97.5KN/m

M2=1/8ql12=1/8×97.5×0.6752=5.55kN·m

[σ]=6MPa

W=1/6bh2=1/6×0.2×0.22=0.00133m3

E=10GPa

I=1/12×0.2×0.23=0.000133m4

σ=（M1+M2）/W=（0.014＋5.55）/0.00133

=4.2MPa＜[σ]=6MPa（满足强度要求）

w=5ql4/（384EI）

=5×97.5×0.6754/（384×10×106×0.000133）

=0.198mm＜[w]=L/600=700/600=1.17mm（满足挠度要求）

（3）9根36a工字钢纵梁：

受力计算:

考虑由最不利荷载为履带吊的一条履带正好处于一根次梁的正上方，履带中心线与一根次梁中心线重合。

面板自重：

q面板＝0.5×10×0.75×0.2=0.75KN/m

次梁自重：

q次梁＝52.7×10/1000=0.527KN/m

M自重＝1/8（q面板+q次梁）l2=5.75kN·m

首先计算履带吊通过面板传递给次梁的力：

L=0.75m

一条履带的触地宽度为0.75m，长度为5.8m

故其传递宽度为0.75+0.2+0.2=1.15m（如下图）

履带吊履带产生的作用力为500＋200×1.3＝760KN（严禁履带吊调运重物时行走，故只有重物乘以动荷载系数