东溪栈桥施工方案.docx
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东溪栈桥施工方案
海西高速公路网厦沙线三明段X合同段
东溪栈桥施工方案
项目总工：
项目经理：
中铁X局集团第X工程有限公司
厦沙高速X项目部
二〇一四年六月
海西高速公路网厦沙线三明段X合同段
东溪栈桥施工方案
文件编号：
ZTSJ-XSGS-FA-
版本号：
A版
修改状态：
0
发放编号：
编制：
复核：
审核：
批准：
有效状态：
中铁X局集团第X工程有限公司
厦沙高速X部
二〇一四年六月
目录
1编制依据1
2工程概况1
3工程重难点分析1
4施工进度计划1
5施工工艺技术1
5.1施工工艺流程1
5.2桥台施工1
5.3桥墩施工2
5.4贝雷梁施工2
5.5监测体系3
6资源配置计划3
6.1主要人员配置4
6.2主要机械设备4
7施工安全保证措施4
8其他技术保证措施5
9附件5
10结构检算6
10.1结构形式6
10.2钢栈桥荷载布置6
10.3结构检算6
1编制依据
（1）《福建省高速公路施工标准化管理指南》；
（2）《装配式公路钢桥多用途使用手册》（2001.6）；
（3）《路桥施工计算手册》（2001.5）；
（4）《321钢桥使用手册》；
（5）东溪河现场勘测调查资料。
2工程概况
厦沙高速公路3#便道（际口互通便道）经S304省道从福银高速际口互通立交长深高速跨东溪桥右侧搭设钢栈桥，跨越东溪河，进入际口互通区。
经现场勘测，东溪河面宽度54m，常水位水深约1.5～3.5m，洪水时水深约10m，常水位标高102.8m，洪水位标高111.4m。
钢栈桥采用321军用梁搭设，孔跨布置为18+21+18m，桥长60m，桥面宽度4.5m。
桥台为C20片石混凝土结构，桥墩为C20片石混凝土基础，C30砼台帽，φ530钢管柱桥墩。
3工程重难点分析
东溪河水流量较大，低水位水深3m左右，河床为石质或大孤石，钢管不能直接打入河床埋设作为钢栈桥桥墩，施工桥墩混凝土基础需选择水流量小时筑岛围堰进行施工。
4施工进度计划
计划总工期25天。
5施工工艺技术
5.1施工工艺流程
施工方法：
桥台采用C20混凝土浇注，台帽采用C30混凝土浇筑，321贝雷梁采用现场拼装、吊车配合倒链和卷扬拖拉架设，就位后安装桥面梁系。
施工工艺流程：
方案制定→设备材料进场→施工放样→桥台、桥墩施工→焊接剪刀撑→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→验收。
5.2桥台施工
根据设计图在现场测量出桥台位置，挖掘机开挖桥台基坑，检测基底地基承载力，大于200KPa为合格，小于200KPa时继续向下开挖，确保基底承载力满足要求。
桥台为扩大基础，尺寸6m×3m×2m，C20片石混凝土浇筑。
桥台台身高度根据现场实测确定，宽度3m，厚度2m，C20片石混凝土浇筑，具体设计见附图。
桥台范围在低水位时无水，可直接开挖施工，但必须确保扩大基础埋深不小于1.5m，且位于冲刷线以下，必要时采取石笼等防护，防止洪水时造成冲刷。
根据设计尺寸安装模板浇注片石混凝土，片石掺量25%，混凝土振捣密实，片石不得堆叠，四周必须被混凝土充填密实，确保桥台质量。
5.3桥墩施工
根据桥梁总长和孔跨设置，本桥设置2个桥墩，位于河床内，采用扩大基础，钢管柱型式。
桥墩扩大基础位于河床有水范围，水深2～3m，在低水位时组织机械、人员进行施工，施工时必须加强组织，缩短施工时间，避免因天气变化造成水位上涨，影响基础施工。
位置放样后，挖掘机进行基础位置围堰填筑施工，围堰高出水位0.5m。
围岩填筑完毕，立即进行基础基坑开挖，开挖深度至坚硬河床，并且基底平整。
将基坑内渗水抽排干净后，浇筑C20片石混凝土。
扩大基础厚度不小于2m，底面为坚硬河床标高，顶面高度可根据桥墩钢管柱长度适当调整。
浇筑至基础顶面，预埋钢管柱连接钢板，尺寸为800*800*20mm，每块钢板满焊4根Φ22锚固钢筋，确保锚固牢靠，且钢板顶面水平，便于钢管柱焊接施工。
基础强度达到10MPa后，开始钢管柱焊接施工，焊接必须由持有焊工操作证的专业焊工进行，必须使用“5”字头以上焊条。
焊接固定时，用吊车进行钢管吊装，确保钢管垂直度，然后使用三角撑将钢管柱支撑牢固，最后满焊牢固，并将每个墩位4根钢管柱用[14a槽钢连接成为整体，保证其稳定牢固。
钢管桩顶设置170mm企口，企口上安装双拼I40b工字钢主横梁，工字钢牢固焊接于钢管桩顶，且保持I40b工字钢主横梁水平。
5.4贝雷梁施工
（1）纵、端横梁主梁采用2组标准的双排单层上、下加强型贝雷桁架作为主要承载构件，线路采用平坡设计，受纵梁结构尺寸的影响及卸架的需要，在贝雷梁和大方木之间对称加设木楔垫。
每组贝雷主梁采用2排标准桁架片拼装，布置间距为45cm，用标准的45*118cm支撑架交错联结；每组贝雷架主梁跨节间用一标准支撑架连接一道，贝雷主梁跨节间竖向也用一个标准支撑架连接。
组与组之间用支撑架作横联，普通钢管和型钢将2组贝雷架主梁联结成整体，每3m一道，交错施作。
每组贝雷架主梁的端部支撑，应装端竖杆或阴阳端柱；连续梁桥的中间支点，由于没有端柱，采用2根1.7m长的20工字钢联结在一起对下弦杆整体加强，防止支点反力集中破坏下弦杆。
用普通钢管和木板在贝雷架两边设置工作平台和防护栏杆，挂安全网，并兜底。
（2）贝雷架主梁施工
结合现场实际情况，纵梁的拼装采用单组单跨整体吊装法施工，先在地面上进行整体拼装，检查合格后，用25T的汽车吊将单组单跨梁整体吊装，吊点距梁端3m。
为保证施工的安全，在各跨中施工搭设钢管支架给予临时支撑，两组纵梁拼装成一体后拆除支架。
贝雷地面整体拼装时，先将下加强弦杆与支撑架拼好，再与桁架相拼装，最后将两桁架阴阳头连接，桁架平面上用并排交错的支撑架连接，竖向于桁架接头处用并排交错的支撑架连接；安装次格桁架，并在第一格桁架的横梁上装斜撑（剪刀撑），拧紧横梁夹具；依次进行拼装。
每节桁架可以用下面的方法进行安装：
将拟安装的桁架抬上，放在已装好桁架后面，并与其成一直线，两人用木棍穿过节点板将桁架前端抬起，下弦销孔对准后，插入销子，然后再抬起桁架后端，插上弦销子。
（3）桥面及防护网
桥面可以全部装齐再推出，也可以装一部分或不装桥面构件，待推出就位后再安装。
安装时4人一组，将有扣纵梁设在两侧，无扣纵梁设在中间，纵梁端部应扣入横梁上的卡子内。
桥板的铺设可由一端开始，也可以从两端同时进行。
桥板两人抬1块，横铺于纵梁上，并将两端凸榫嵌入有扣纵梁的扣子之间，然后在两侧安置缘材，并用缘材螺栓固定。
墩顶处要打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。
由于是下承式梁，因此无须安装钢管或型钢护栏，但须安装彩钢板，防止人员临边坠落。
（4）桥台靠近河道上游侧采用浆砌片石挡墙围挡，防止水流冲刷。
5.5监测体系
因该便桥须使用时间长（两年），桥跨大，必须对全桥加强监测，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，应临时封闭交通，采取补强措施。
（3）在汛期，密切关注天气预报，在洪水到来时，安排专人进行桥梁观察值班，出现险情，立即按照《东溪河施工栈桥防洪应急预案》进行处置。
6资源配置计划
6.1主要人员配置
表6.1-1主要施工人员一览表
序号
工种
数量
备注
1
现场负责人
1
2
技术员
1
3
材料员
1
4
安全员
1
5
电工
1
6
电焊工
2
7
吊车司机
2
8
普工
20
6.2主要机械设备
表6.2-1主要机械设备表
序号
名称
单位
数量
备注
1
挖掘机
台
1
2
装载机
台
1
3
汽车吊
台
1
25t
4
电焊机
台
2
500A
5
气割设备
套
8
7施工安全保证措施
（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。
（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。
（5）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。
（6）在安装过程中，前、后各节桁架必须随时调整，保持桁架成一直线，不准许有弯折现象。
（7）插桁架销子时，切勿用铁锤直接锤击销子，应使用硬质木锤。
（8）任何部件在拼装过程中遇到困难时，应迅速查明原因，调整好后再安装；遇插销打不进时，应上下活动桁架，禁止强行安装。
（9）插桁架销子时要使销子头上的凹槽呈水平，使之与桁架弦杆平行，便于插上保险卡。
8其他技术保证措施
桥梁在使用时应采取下列维护保养措施。
（1）在桥头树标志牌
在桥梁两端竖立标明载重等级、限制车速等重要通行规则的标志牌，严防超载运行，确保通行安全。
必要时，还可采取强制限载、限速措施。
（2）应经常进行检查、维修
经常派人检查，检查的内容有：
①经常观察各种销子、螺栓、横梁夹具及抗风拉杆等是否齐全，有无松动，随时保持良好状态。
②定期检查主梁两岸座板及引桥下之垫木有无不均匀沉降，发现问题及时处理。
③在销子周围涂油脂，以防雨水进入销孔缝隙内。
所有螺栓外露丝扣也要涂油脂，防止生锈。
④经常测量桥梁跨中挠度，看其是否日渐增大。
挠度增大的速度应与销子、销孔磨损度成正比，增量应该是很小的。
如挠度增大过快，表明销子或销孔或桁架上、下弦杆（包括加强弦杆）有了损坏，应立即进行详细检查，采取措施。
⑤定期检查桁架下弦杆阳头端单耳根部是否有裂缝，如出现裂缝应测量裂缝的长度并采取监视措施以防桁架破坏，及时更换桁架。
⑥检查桥板是否破裂、弯曲或有无不平现象；损坏的应及时更换。
如桥梁经常有履带车通过，则应加铺车辙板，以免桥面磨损太快。
⑦桥梁部件或零配件，除相互接触的部分外，原已涂有两道油漆，但如桥梁长期使用，为保护钢材，最好在架桥以后全部再油漆一遍；有些部件需在架桥前预先漆好。
⑧经常清理桥面，保持桥面干净。
9附件
（1）跨东溪钢栈桥设计图
10结构检算
10.1结构形式
钢栈桥总长60m，净宽4.5m，跨径18m+21m+18m。
水中两墩设扩大基础，尺寸为6.5m×3m×2m；每个墩设4个钢管立柱，钢管柱顶部2m采用[14a槽钢连接为整体，柱顶开槽设置I40b工字钢横梁，栈桥横断面结构如下图：
10.2钢栈桥荷载布置
钢栈桥车道荷载大于公路-Ⅰ级车道荷载，承重大于70吨，按钢栈桥最不利受力情况下（跨中受到施工机械集中力），可承受700KN集中力。
1.静载
（1）桥面板：
7.568×10/21=3.60KN/m
（2）I14纵向分配梁:
16.9×12×10/1000=2.03KN/m
（3）I32a横向分配梁52.717×8.5×17/1000×10/21=3.63KN/m
（4）贝雷梁（每片447kg含支撑架、销子、加强弦杆）:
447×4×10/3/1000=5.96KN/m
（5）I40b下横梁:
4.43KN/根
2.活载
（1）45t砼车（12m3一辆），轴距1.4m+4m
（2）半挂车70t，轴距3m+1.4m+7m+1.4m
（3）施工荷载及人群荷载：
24KN/m
考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距不小于24米，即一跨内同方向最多只布置一辆重车。
10.3结构检算
10.3.1贝雷梁内力计算
计算跨径为L计=21m（按简支计算）。
1.弯矩M:
1450KN砼车布置在跨中时：
Mmax1=180×21/4+9.1/21×180×21/2+6.5/21×90×21/2
=945+819+292.5=2056.5kN.m
2半挂车第三组轮布置在跨中时
弯矩图如下：
Mmax2=2197.22kN.m
3施工荷载及人群荷载
Mmax3=24×212/8=1323kN.m
4恒载
q=P1+P2+P3+P4=3.6+2.03+3.63+5.96=15.22kN/m
M=15.22×212/8=839kN.m
2.对支点剪力Q:
145t砼车行驶临近支点时：
Qmax1=180×19.6/21+90×15.6/21=234.86kN
2半挂车后轮临近支点时:
Qmax2=（77.76×8.2+155.56×11.2+155.56×12.6+155.56×19.6）/21=351.85kN
施工荷载及人群荷载：
Qmax3=24×21/2=252KN
3恒载内力：
q=P1+P2+P3+P4=3.6+2.03+3.63+5.96=15.22kN/m
Qmax4=15.22×21/2=159.81KN
3.荷载组合：
贝雷梁上最大内力为半挂车-70T与恒载、施工荷载及人群荷载组合：
Mmax=1.3×2197.22+1323+815.3=5018.39kN.m
＜[M]=3375×2kN.m=6750KN.m
Qmax=1.3×351.85+252+155.3=869.22kN＜[Q]=490.5×2=981kN
选用2组单层加强型，每组2片。
满足要求。
4.刚度验算
单片贝雷：
I=577434cm4，E=2×105Mpa，W=7699cm3
[M]=1687kN·m,[Q]=245kN
则4EI=4.619×106kN·m2
经结构力学求解器求得，321钢栈桥竖向位移：
可知最大位移为4.19cm＜L/400=5.25cm，满足要求。
10.3.2横向分配梁I32a内力计算
1.45t砼车
最不利时，砼车后轮压在横梁上面，受到分配纵梁的集中力，F1=（P1+P2）×1.5/2+180=182.76kN，每片横梁上受到12片纵梁作用，所以每个作用点受力为15.31KN,每个作用点之间距离0.4m,受力情况如图所示：
弯矩图如下：
Mmax1=101.46kN.m
砼罐车后轮布置在靠近支点时剪力最大：
Qmax1=182.76kN
2．半挂车-70t
最不利时横梁上面受到分配纵梁的集中力，F1=（P1+P2）×1.5/2+155.56=159.32kN，每片横梁上受到12片纵梁及自身重力作用，所以横梁受力情况如图所示，受12个集中荷载和1个均布荷载共同作用：
弯矩图如下：
Mmax1=88.68kN.m
半挂车后轮布置在靠近支点时剪力最大：
Qmax1=159.32kN
3.最不利受力
45t砼车后轮压在其上方时情况为最不利，则
σ=1.3M/W=1.3×101.46×103/692=190.6Mpa＜[σ]=210Mpa，满足要求。
4.刚度验算
I32a横梁：
I=11080cm4，E=2×105Mpa
则EI=22160kN·m2
经结构力学求解器求得I32a横梁竖直位移，如下：
可知最大位移为9.6mm＜L/400=1cm，满足要求。
10.3.3纵向分配梁I14内力计算
1.45t砼车
计算跨度为1.5m。
单边车轮布置在跨中时弯距最大
Mmax1=1/4×90×1.5=33.75KN.m
单边车轮布置在临近支点时剪力最大
Qmax1=90KN
2.半挂车-70t
单边车轮布置在跨中时弯距最大
Mmax1=1/4×77.78×1.5=29.17KN.m
单边车轮布置在临近支点时剪力最大
Qmax1=77.78KN
无论半挂车还是砼罐车作用在I10上按两根计算，面板和自重忽略不计。
Wx=105×2＝210cm3A=2×14.3=28.6cm2
σ=Mmax/Wx=1.3×33.75/210×103=208.93MPa＜[σ]=210Mpa
满足要求
3.刚度验算
I14纵梁：
I=712cm4，E=2×105Mpa
则2EI=2848kN·m2
经结构力学求解器求得I14纵梁竖直位移，如下：
可知最大位移为2.2mm＜L/400=3.8mm，满足要求。
10.3.4下横梁I40b内力计算
1.强度验算
WX=1140cm3
每个墩上有2片I40b工字钢，长为6.5m，放置在管桩上，上面受到贝雷桁片作业的集中力，F1=[（P1+P2+P3+P4）×21/2+F]/2=254.91.kN，每片工字钢梁上受到四片贝雷桁片作用，所以每个作用点受力122.15KN,受力情况如图所示：
弯矩图如下：
可见Mmax=11.47KN·m
σmax=1.3Mmax/Wx=14.91MPa<［σ］=160MPa
下横梁受力满足要求。
2.刚度验算
I40b横梁：
I=22780cm4，E=2×105Mpa
则EI=45560kN·m2
经结构力学求解器求得I14纵梁竖直位移，如下：
可知最大竖向位移完全可以忽略不计，满足要求。
10.3.5钢管桩Φ530*10受力检算
钢管桩在承台上，承载力按柱桩考虑。
仅检算钢管桩自身承载力。
每个墩四个管桩受到扁担梁传来的竖向集中力，每个管桩受到的竖向集中为：
P=[P1+P2+P3+P4]×21/4+P5/2+700/4=246.67KN
钢管桩截面特性：
Ix=55237cm4ix=18.388cmL=10mA=163.363cm2
λ=L/i=54.38查表得Ψ=0.838
强度验算：
σ=P/ΨA=246.67/（0.838×163.363）×10=18.02Mpa
所以满足受力要求。
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