k38+71190钢便桥方案1.docx
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k38+71190钢便桥方案1
三莎高速公路SS-1标
K38+711.90钢便桥施工方案
编制：
复核：
审批：
接底：
2011年9月27日
三莎高速公路ss-1标第二工区技术科
一、编制说明
1、编制依据
本便桥方案的编制依据我公司现有设备及历年来的施工经验，根据与业主签订的承包合同书，编制施工进度计划，制定便桥方案。
2、编制范围
本方案只负责南京绕越高速公路东北段RY-DB3标项目新篁河便桥方案。
二、便桥工程概况
据现场堪测，三莎高速公路k38+711.90便桥需穿过巴楚总干渠，河面宽20.5m，底宽11.5m，水深2.7m，设计流量70m3/s。
根据项目办要求和最高洪水位要求，结合土方运输实际需要，施工期间拟临时搭设栈桥1座，保证施工车辆通行。
三、施工组织机构
（一）质量保证体系
如图
项目经理部质保体系框图
项目经理
常务经理
项目总工
副总工
项目副经理
项目副经理
工程科
安质科
材料科
装配作业组
航道安全组
测量作业组
桥台作业组
拖拉作业组
焊接作业组
起吊作业组
四、钢便桥设计
桥长27米，净宽7米，跨巴楚主渠，跨径为27m，深2.7m。
双车道，设计荷载为80t，主要用于土方运输汽车通行。
主要验算荷载取值：
基础、主梁计算设计净荷载W=80吨（按汽车-超20级加重车设计）+自重组合，详细验算过程见《栈桥设计计算书》。
便桥上部采用上承式结构，采用加强的单层HD200型贝雷桁架拼装共八排，八排桁架横向间距依次为0.7m、0.45m、0.45m、0.8m、0.45m、0.45m、0.7m，总宽4米。
允许弯矩[M]=8340.6kN·m，允许剪力[Q]=849.6kN。
其他钢材采用Q235，容许弯拉应力[σ]=180MPa，容许剪力[Q]=100MPa。
五、钢便桥施工
1.钢便桥施工方案
本钢便桥拟采用设计1跨连续贝雷钢便桥，跨径为27m。
桥台均在岸上布设；便桥与河面正交；下部基础采用D60钢管桩，采用C30混凝土桥台，两端与便道顺接。
水中钢管桩采用汽车吊带震动锤靠岸边插打，贝雷采用现场拼装、吊车配合倒链和卷扬拖拉架设，就位后安装桥面梁系。
2.钢便桥施工方法
施工工艺流程：
便桥设计→方案制定→设备材料进场→施工放样→钢桩插打和桥台施工→焊接剪刀撑→墩帽安装→支座安装→桁架拼装→拖拉、接长→主梁拖拉就位→横梁安装→纵梁安装→桥面钢板铺装→防护网安装→抗风拉杆安装→结束。
（一）、施工放样：
根据设计图图示位置，采用直接量距方法放出桥台和边墩位置，便桥主桥两侧桥台设在河堤之上，具体位置详见桥位平面图。
然后用全站仪确定方向、测量各桩墩距离定出各桩位，即可开始插打钢桩。
（二）、钢管桩插打
钢管桩必须采用桩身无明显缺陷变形、焊缝饱满、接头良好、桩体顺直的钢桩，在桩头上用2cm钢板通过直径线焊成夹板以便震动锤夹头夹吊。
用汽车吊起震动锤，液压夹头夹住夹板，缓缓提升卷扬和震动锤将钢桩提起，完全离地后用绳索拉住桩脚，就位到桩位处，调整桩身保证纵横方向垂直，对准桩位落下钢桩，并再次检查垂直度和平面位置合格后开动震动锤将桩打入土中。
施工前先测出水面高程，计算钢桩出水高度，在桩身相应位置作出标记，打到水面标记处即可停止插打，此时桩顶标高即与设计一致。
管桩接长时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片钢钣骑缝焊接在接头处，保证接头整体性和受力。
水中管桩接长拟在驳船上进行。
同排钢桩插打完成后随即焊接[20剪刀撑将各桩连接成整体，保证横向及纵向稳定并防止出现不均匀下沉。
各支撑型钢与钢桩连接处采用满焊，必须确保焊缝质量。
钢管桩施工的同时可施工桥台基础，采用C30混凝土浇筑，长5米，宽1.2米，厚230cm，埋入深度100cm，浇注前先挖基坑，将基底夯实，铺垫一层10cm厚碎石垫层，混凝土人工拌和振捣密实。
桥台尺寸：
见附图
（四）、贝雷桁架拼装
贝雷主梁在河西桥头空旷场地内拼装，下面垫枕木，用吊车将贝雷逐片吊起，用桁架销子相互连接接长。
贝雷为8排，排距为0.7m+0.45m+0.45m+0.8m+0.45m+0.45m+0.7m，用支撑架螺栓将竖向支撑架、水平上下支撑架和贝雷连成整体，每节贝雷接头位置安装各类支撑架各一片。
为保证梁的刚度，贝雷、水平支撑架之间采用接头错位连接，这样可减少由于桁架接头变形产生的主梁位移。
连接桁架的所有螺栓螺帽必须拧紧，桁架销子穿到位后必须插好保险销。
（五）、便桥拖拉
主梁连成整体、长度达到15米后便可进行拖拉，随着便桥拖拉前移不断从后面接长。
便桥头部安装一节楔形导梁以确保顺利通过河中桥墩，在河西岸安装卷扬机，用钢丝绳与便桥头部相接，在桥台和桥墩顶部安装凹型滚轴，便桥从滚轴上通过，调整好位置后开动卷扬机牵引便桥前进。
拖拉过程中必须注意不断接长桁架，同时要保证悬臂长度不得超过总长的2/5且不超过20米，必要时尾部要加配重或拉保险绳，防止落头倾覆。
（七）、桥面板及防护网
便桥道宽4m，桥面板采用16槽钢反扣满铺联结，并排放在贝雷梁上，与贝雷梁焊接固定；安装完成后，采用10mm花纹钢板铺设2道，垫于行车道位置，焊接联结（中间采用钢筋定位固定），花纹钢板宽1.5米。
墩顶处设置斜撑或设抗风拉杆将主梁与桥墩固定，防止侧向移位或倾覆。
由于是上承式梁，因此须安装钢管护栏。
3.钢便桥施工工期计划安排
根据主体工程施工工期，便桥施工从2010年12月20日开始，至2011年1月15日结束。
4.钢便桥施工人员机具设备安排
本便桥为全钢结构，主要材料见下表
主梁贝雷桁架片及其配套构件如下表:
名称
数量
单位
单位重（Kg）
小计总重（Kg）
桁架
40
片
316.53
12661.2
竖向支撑架
12
片
68
816
水平支撑架
20
片
76
1520
桁架销子
80
个
3.1
248
支撑架螺栓
256
个
0.84
215.04
总计重量
15460
便桥搭设施工主要设备有：
序号
项目
型号
数量
备注
1
汽车吊
50吨
1辆
2
震动锤
90kW
1台
3
发电机
120kW
1台
4
卷扬机
5t
1台
5
电焊机
4台
6
气割设备
2套
7
倒链
3套
8
千斤顶
20t
2台
9
驳船
1台
便桥施工主要人员：
项目副经理1名，专职工程师1名，安全员1名；施工队：
施工队负责人1名，技术人员2名，施工人员15人。
六、钢便桥使用及维护
1）、钢便桥的使用管理
1、为保证便桥承载安全，严防于施工无关汽车上桥，便桥两头设置限载牌，限载80t。
2、便桥两侧设置限速牌（限速10km/h），严禁运输车速度过快造成其他不安全因素。
3、全桥需24小时专人看护，保证限载、限速的严格执行及桥身、关卡安全；
4、便桥禁止当地的村民及车辆通过。
5、大雪天气限制通行，清理好桥面积雪。
阴雨天气做好防滑措施。
2）、钢便桥的维护管理
1、定期做好钢便桥观测工作。
2、每天有专人检查，检查桥面情况和结构情况。
3、根据桥面情况和施工时车辆通过情况，制定相应的桥面维护。
4、每月度由安全部门会同工程科做桥梁专项检查。
七、钢便桥拆除
钢便桥拆除顺序，跟搭设顺序相反。
钢便桥拆除步骤：
先拆除桥面附属结构及桥面板；解除主梁结构约束；按架设方法拖移主梁结构，边拖移边拆除；完成主梁拆除后，采用吊机辅助振动锤就河岸拆除钢管桩基础；同时采用挖机破除完成桥台拆除工作。
八、质量保证措施
A、制定严格的工程质量检测制度
1、建立健全以项目经理为首的质量管理体系，经理部各部门明确质量管理范围、责任、技术科各部门分级落实责任制，技术人员分工明确，并且责、权、利三者相结合，发挥出每个技术人员的工作积极性，使他们起到应有的作用。
2、建立并健全两级管理制度，所有工序需经队部自检合格后方可上报项目经理部，项目经理部需对队部所报材料认真进行审查，并通过进一步测量复核，以确保测量结果的准确率。
3、现场工程技术人员做到认真、细心负责，及时指出工程施工中的不足之处并予及时纠正完善，工作过程中做到操作仔细、不放过任何可疑点，并推行复核检验制度。
4、认真检查各型材的进场质保书；对全桥组装件的拼装质量进行检查，所有的销子、螺栓必须安装到位；全桥焊接严格按照相关操作规程进行，并由工程组把关，保证焊接的质量。
推行计划管理各施工组，各组根据总计划指标要求制定本组、本施工点的计划。
队部提出处理意见，及时调整人工、材料、机械设备在数量和时间上的安排，保证各施工环节环环紧扣，有条不紊，既保进度又保质量。
九、工期保证措施
便桥工期目标是本项目工程建设的一个主要节点；便道便桥建设直接影响到整个施工环节，项目经理部将采取一切措施确保这一目标的实现。
1、组织保障：
做到领导班子到位、管理人员到位、管理制度到位、现场服务到位、奖惩措施到位。
2、技术保障：
配备专职的技术人员（具备便桥施工经验），专门研究和解决施工中出现的技术问题。
③、计划保障：
编制切实可行的施工进度计划，并在施工管理的全过程中严格遵照执行，抓好关键项目和关键工序施工进度，根据施工实际进展，及时调整施工计划，确保各项工作始终控制在按计划、有秩序的轨道上。
④、人员、设备保障：
调配有施工经验的专业队伍、施工机械设备、车辆。
⑤、施工调度保障：
合理调配劳动力，项目部分管经理驻点执行，确保人员、设备等。
⑥、资金保障：
根据施工计划，提前购买工程所需材料（大宗材料和辅助材料）。
同时预留资金备用。
⑦、后勤保障：
抓好职工生活、医疗、卫生、防病工作，保证职工有充分的精力和体力。
生产、生活物资供应及时，解决职工的后顾之忧。
⑧、协调保障：
尊重和服从业主、监理工程师的监督、指导，将便桥搭设工作做好，同时加强和当地村民和乡村级政府的联系，尽可能避免因为地方矛盾出现的停工。
十、安全保证措施
A、安全保证体系框图
项目经理部安全保证体系框图
项目经理
常务经理
项目总工
副总工
项目副经理
项目副经理
综合科
工程科
安质科
装配作业组
航道安全组
测量作业组
桥台作业组
拖拉作业组
焊接作业组
起吊作业组
B、制定严格的安全生产管理制度
1、构件吊装和安装须遵守《公路工程施工安全技术规程》、《起重机械安全操作规程》以及其他相关安全操作技术规程，并要对每一个相关操作人员进行现场安全交底，确保施工安全。
2、施工过程中，施工人员和技术人员必须带好安全帽，高空作业时要系好安全带，水上作业要穿救生衣。
3、吊装过程中，无关人员应退至安全范围之外，吊车臂架下和工作半径范围内不得站人。
4、吊装用的钢丝绳、吊具等必须满足受力要求，且要具有一定的安全系数；钢丝绳使用前一定要经过检查，合格后方可投入使用。
5、钢丝绳吊点部位要保证所吊构件具有足够的强度和刚度，必要时加设支撑杆或扁担梁，以防止构件变形。
6、为保证钢丝绳使用寿命和使用安全，应在吊点处加垫木板、麻片或采取其它措施使吊点处钢丝绳受力均匀，不产生应力集中，避免割绳、断绳等安全事故发生。
7、钢丝绳安装好后要进行全面检查，确保安全牢固后方可指挥起吊。
起吊时要缓慢提升吊钩，先收紧吊绳使之受力，然后进行试吊，确认安全后才能正式起吊提升。
8、吊装或拖拉过程中必须派专人指挥和协调运作，发现不安全因素和任何违规操作立即制止，纠正后方可继续吊装或拖拉。
9、构件起吊后应根据实际情况，由起重工通过拉绳拉好重物防止旋转和晃动，任何人员、船只不得从被吊构件下通过。
10、主梁拖拉就位纵梁安装前要铺设脚手板施工，两侧安装栏杆和扶手，栏杆外和横梁底部均必须挂上安全网，必要时搭设临时脚手架供施工人员上下时使用。
11、现场注意用电、用火安全，每天施工完毕应收好电线、气瓶，做到工完场清，并及时关闭电闸。
C、观测体系
因该便桥须使用一年半，必须对全桥加强观测、记录，具体措施如下：
1、前期每周一次对全桥进行测量观察，对全桥的沉降、偏位进行记录，待稳定后每月测量一次。
2、保证每月对全桥拼装点、焊点焊缝及各型材检查一次，如发现关键焊点焊缝生锈老化、关键型材明显形变，应立即通知项目部，临时封闭交通，采取补强措施。
D、河道安全专项措施
1、由于该航道不通行，施工时只考虑必要安全措施。
提前与地方管理部门取得联系，现场做好标志标牌；
2、安排专人和安全员每天反复巡视，确保水上施工临时设施、各标示标牌和警示牌、警示灯的正常完好。
3、所有水上作业人员均配备安全帽、救生衣、防滑胶鞋、安全带等安全防护用品，保证施工和人身安全；
4、遇大风天气风力6级以上时停止一切水上作业，所有水上设施采取有效措施保护和固定。
十一、环境保护措施
1、防止大气污染
施工过程中通过清扫、洒水等方式进一步降尘。
2、防止水污染
防止油料等跑冒滴漏污染水体，制定污水处理措施，生产生活污水必须集中处理后达标后才能排放。
3、防止施工噪音污染
使用先进机械设备；加强设备维护保养，确保处于良好工况；
在靠近村庄进行作业时合理安排作业时间，尽量避免夜间施工噪音扰民。
4、防止固体废弃物污染
施工过程中一般固体废弃物运送到指定的处理场所进行处理；可加收固废联系有关部门进行回收；危险废物交有资质单位处置；特殊固废，经检测对环境无危害后及时清理运送至指定地点堆放处理；便道拆除时及时清理河道周围堆积物，及时清除临时工程及废弃物。
中铁23局集团有限公司
三莎高速公路ss-1标项目经理部
二O一一年九月二十七日
1.工程概述
2.编制依据、范围、原则
2.1编制依据
（1）三莎高速公路ss-1标工程讨论稿。
（2）三莎高速公路ss-1标K38+711.90工程现场施工测量结果。
（3）国家及交通部现行的有关施工规范、技术标准和验收标准。
（4）现场施工调查情况及自然因素、交通运输、料源、民情等资料。
3.便桥工程方案及方法
根据测量成果我单位技术人员对三莎高速公路工程的用地线进行了准确测放。
3.1修建便桥的原因
三莎高速公路第一标段工程量较大，工期紧迫，我项目部路堤桥施工因巴楚主干渠的影响，在中心桩号K38+711.90段，施工现场被巴楚主干渠隔断，无法通行；运输车辆及施工机械需绕道至巴楚主干渠上游3公里处,且通过河上桥才能到达施工现场，据对该桥现场堪查，此桥不能满足以后运梁车通行要求，并且根据工程需要宏观要求，施工便道全线通行，由此在中心桩号K38+711.90段修建一座便桥。
3.2便桥施工方法
据现场堪测，巴楚总干渠河面宽20.5m，底宽11.5m，水深2.7m,河护墙高5米.此钢便桥设计全桥长24米,河中心设置1个桥墩,2孔12米、宽5.5m，采用50a工字钢+方木与12mm钢板的桥面结构。
基础采用4根φ630×8mm钢管桩、承台、墩身结构，钢管桩深20-25米.承台为C15片石混凝土，长6.6米、宽2.1米、高1.0米；墩身采用C20钢筋混凝土，墙身长6.0米、厚度80cm、高度视情况而定。
施工顺序：
草袋围堰→钢管桩施工→施工片石混凝土基础→墙身支模→浇注墙身混凝土→安装工字钢→铺设方木及桥面钢板→端墙墙背填筑及护坡砌筑。
三莎高速公路SS-1标
K38+711.90钢便桥施工计算书
中铁23局集团有限公司
三莎高速公路ss-1标项目经理部
二O一一年九月二十七日
第一章栈桥参数确定
一、概况
据现场堪测，巴楚总干渠河面宽20.5m，底宽11.5m，水深2.7m,河护墙高5米，设计流量70m3/s根据项目办要求和最高洪水位要求，结合土方运输实际需要，施工期间拟临时搭设栈桥1座，保证施工车辆通行。
巴楚总干渠便桥拟搭设1跨27米、宽7米的上承式钢栈桥。
栈桥均与河面正交；下部基础采用D60钢管桩，起讫点采用C30混凝土桥台，两端与便道顺接。
便桥采用贝雷桁架搭设。
二、栈桥参数确定
1、平面位置：
与巴楚主干渠正交，便桥边缘距三莎高速公路k38+711.90主干桥（110度斜交）边缘最小距离为10m。
2、桥长27米，净宽7米，跨越巴楚主干渠，跨径为27m，深2.7m，主梁为45#工字钢，横梁为20槽钢，上铺测C30混凝土0.30m。
3、便桥上部采用上承式结构，采用加强的单层HD200型贝雷桁架拼装共八排，八排桁架横向间距依次为0.7m、0.45m、0.45m、0.8m、0.45m、0.45m、0.7m，总宽4米。
允许弯矩[M]=8340.6kN·m，允许剪力[Q]=849.6kN。
4、其他钢材采用Q235，容许弯拉应力[σ]=180MPa，容许剪力[Q]=100MPa。
5、设计净荷载W=80吨（按汽车-超20级加重车设计）。
第二章荷载计算
由于最大跨度主跨12m（加强）按简支梁计算内力和变形，取得最不利荷载情况下的弯矩和支座反力进行验算。
一、横梁自重
1、梁：
主梁：
50b号工字钢，12m长17根，6m长10根，总重量26664kg
车道横梁：
20a号工字钢，每个长0.48m，共230根，总重量3080.16Kg
2、车道平面：
15mm厚花纹钢板（若非花纹钢板，需在其平面叫18的螺纹钢，每隔1.0m），每块宽度1.2m，重量15000kg
3、其他：
5000kg
7、主梁总计重量
由1～4部分重量构成，故
单位均布荷载：
均布荷载取21
二、计算模式
为偏安全考虑，将贝雷桁架型钢桥主跨简化为简支梁计算（按最不利荷载布设验算24米跨梁），在相应的荷载影响线下求得最大弯矩和剪力以及支座反力，其具体简化计算模式及各种荷载分布形式如下图：
模式1
加强最大剪力布载（t）
模式2加强最大正弯矩布载（t）
三、活载标准
钢桥活载仅考虑汽车重车最不利荷载，忽略人行荷载。
1、活载冲击系数取1.2；
2、结构安全系数取1.3；
第三章主梁结构内力计算
一、钢桥主梁内力计算
1、27米跨：
恒载：
q=21kN/m。
跨中自重弯矩：
M0max=ql2/8=1512kN·m。
自重剪力：
Q0max=ql/2=252kN。
活载最大剪力（模式1）：
Q1max=1028.7kN（R2处）。
支点反力：
R2max=1028.7kN。
活载最大正弯矩（模式2）：
M2max=6032kN·m，Q2max=652kN（R1处）
二、主梁荷载组合：
以上计算为净荷载内力，设计荷载按下式组合：
S设计=1.3（1.2S活载+1.0S恒载）
则：
24米跨最大剪力：
Qmax=1.3×（1.2×Q2max+Q0max）
=1.3×（1.2×652+252）
=1344.72kN
24米跨最大正弯矩：
Mmax=1.3×（1.2×M1max+M0max）
=1.3×（1.2×6032+1512）
=11375.52kN·m
15米跨最大支反力：
R1=R1=1.3×（1.2×1028.7+252）=1932.372kN
支点力：
主墩最大为
Rmax=边跨自重反力R2+主跨最大反力R2=1932.372+1.3*24*21/2=2587.6kN
三、验算
1、由计算可知，15米跨最大剪力产生在支点处，最大弯矩产生在跨中（如图），最大的支反力产生在中墩，其值分别如下：
主跨Mmax=4967.2kN·m，
Qmax=1382.9kN，Rmax=1575.95kN
2、钢桥梁验算
①容许参数
加强四排单层200型贝雷片桁架结构，其容许参数如下：
标准型
高剪力型
②验算
采用200型贝雷桁架，考虑2组贝雷间存在偏载系数，取偏载系数为0.6，有：
Mmax=4967.2*0.6=2980.32KN·m<[M]=6236.4KN·m
Qmax=1382.9*0.6=829.74KN<[Q]=849.6KN
满足要求。
四、挠度验算：
按15米跨挠度进行验算，采用主跨模式2计算模型。
加强四排单层贝雷E=2.1×105MPa，I=4×.8cm4。
跨中挠度：
=1.5mm＜[f]=l/400=37.5mm
满足要求。
第四章桥面结构内力计算
一、横梁内力及变形验算
横梁采用16反扣排布在横梁上，与横梁焊接形成固端连续梁，跨度0.45m，每个轮下考虑2根槽钢同时受力，按固端梁计算，则轮压P=100kN作用，按跨中受力最大：
M=P×l/8=100×0.45/8=5.625kN·m
[16力学特性：
Wy=16.3cm3，Iy=73.3cm4。
弯拉应力：
挠度：
可。
二、分配梁内力及变形验算
分配梁采用两根双32#工字钢，净跨度2m，长4米，按2等跨集中荷载简化计算，桁架传到分配梁的力为1382.9/2/2=345.7kN，则分配梁弯矩
M最大=0.333*345.7*2=230.2kN·m
32a#工钢力学特性：
W=692.5cm3，I=11080cm4，自重0.53kN/m（忽略）
弯拉应力：
挠度：
满足要求。
第五章钢桩受力及桥台验算
根据上述计算知，钢桥桥墩受力最大，Rmax=1576kN，每根桩受力
N=Rmax/6=1576/6=262.7kN
钢管桩采用φ600桩，壁厚8mm，A=14879mm2，钢桩间设剪刀撑使钢桩形成空间结构而使平台结构稳定牢固，确保安全。
钢桩上设分配梁传递贝雷主梁传来的荷载（栈桥施工平面图）。
桩身自重假定为25kN。
土性质：
桥位区在标高5.5m到-0.2m为淤泥质粘土，层厚为5.7m,τ=30kPa,标高-0.2到-3.2m为粘土，τ=45~55kPa，取50kPa，层厚按3m计；标高-3.2到-9m为淤泥质粘土，层厚为5.8m,τ5-30kPa，取15kPa。
Φ600钢管桩每米桩周面积为1.885m2。
设入土深度不小于Li，则
P=（5.7×30×1.885+（Li-6.4）×50×1.885）/2=262.7
Li=8.55m
通过以上计算,为保证栈桥结构安全，对于桩入土深度：
考虑冲刷影响及汽车冲击力影响，并考虑桩身的稳定，故选定桩入土深度不小于10m。
河面标高9m（测时水位），洪水水位11.5m，则取钢管桩长度不小于14m。
（现场以60型电锤击打检验）
钢管桩采用双排6根，用[20型钢打剪刀撑连成整体，稳定性能满足要求。
桥台采用C25混凝土桥台采用C25混凝土浇筑，长5米，宽1.2米，厚2.3米，基地采用灰土处理，地基承载力达150kpa以上，即可满足要求。
第六章结论
栈桥设计总长度45m，最大跨度15m，设计荷载重车80T，主跨桁架部分采用八排单层200型贝雷桁架，桥墩采用D60钢管桩，水中墩双排6根，用[20型钢打剪刀撑连成整体，贝雷、加强弦杆和水平支撑架之间采用接头错位连接，每节贝雷片上弦杆较下弦杆长2mm以在拼装时形成预拱度，提高承载力。
通过验算，结构强度和刚度均满足受力要求和使用要求。
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