钢栈桥施工安全技术专项方案.docx
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钢栈桥施工安全技术专项方案
钢栈桥施工安全技术专项方案
钢栈桥施工安全技术专项方案
钢栈桥施工安全技术专项方案（DOC56页）
金温货线避险改建工程
钢栈桥施工安全技术
专项方案
根据施工方案审查会议要求修改
编制：
复核：
审核：
金温货线避险改建工程项目经理部
2018年4月5日
第一章编制说明
1.1编制依据
（1）《公路桥涵设计通用规范》（JTJD60-2015）
（2）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50－2011）
（3）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG63-2007）
（4）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）
（5）《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015）
（6）《钢结构设计规范》（GB50017－2003）
（7）《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）
（8）《装配式公路钢桥多用途使用手册》（黄绍金等编著）人民教育出版社
（9）《路桥施工计算手册》（人民交通出版社）
（10）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）
（11）《铁路营业线施工安全管理办法》（TG/CW106-2012）铁道部重新修订
（12）《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）
（13）《铁路技术管理规程普速铁路部分》（TG01-2014）
（14）《铁路工务安全规则正文》
（15）《金温货线K135~K136避险改建工程施工图》
（16）《生产安全事故报告和调查处理条例》
1.2编制原则
因钢栈桥施工时临近铁路营业线金温铁路及过道330线，且同时与金温铁路、国道330线平交，且栈桥桥址位于大溪五里亭水库库区内，水深大，栈桥施工、铁路道口、国道道口通行安全风险大，故本工程栈桥设计、施工及通行设置本着“安全第一，预防为主，综合治理”的原则，优质、高效、经济的施工技术手段与管理维护方案确保栈桥施工及使用期安全。
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1.3适用范围
本方案适用于金温货线避险改建工程进洞口临时栈桥搭设及拆除施工作业。
第二章工程概况
2.1项目概述
金温货线K135～K136段避险改建工程位于石帆～祯埠区间，项目主线起讫桩号为DK134+800～DK138+154.74，新建铁路改线里程3.355km，其中隧道长2.804km，桥梁长85.2m，路基长465.4m。
项目位于青田县船寮镇祯埠乡锦水村，依山傍河，线路左侧为大溪江（五里亭水库库区），右侧为山体，各施工点除金温铁路外均无其他道路可通达，交通条件十分不便。
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图2-1项目平面线路示意图
由于工程所在地特殊的地形及交通情况，根据施工图设计及现场调查结果，隧道进口段陆路及船舶无法作为材料及设备运输方式，需在隧道进口段设置钢栈桥一座，跨越大溪江，用作施工设备及材料的进出场道路。
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栈桥两端与330国道、铁路路基平顺衔接。
330国道线侧设置喇叭口与国道顺接，金温货线铁路侧在桩号K135+067—K135+075段设置临时道口与铁路平交，铁路道口设计委托中铁第四勘察设计院集团有限公司设计，并由专业施工人员进行铁路平交道口的施工。
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栈桥平面布置示意图如下：
钢栈桥
新建金温货线
金温货线
330国道
图2-2栈桥总体平面布置示意图
图2-3330国道侧现状及栈桥喇叭口示意图
钢栈桥
铁路侧桥台与平交道口
新建铁路隧道洞口位置
新建铁路线
图2-4金温货线侧现状及栈桥桥台位置示意图
2.2地形地貌
拟建栈桥处于瓯江干流大溪河中（五里亭水库库区内），河宽约200m，左岸为G330国道，右岸为既有金温货线沿河依山而行，桥址处属剥蚀低山地貌，大溪江河床下切强烈，纵坡较大，沿河两岸相对高差约为10m，高差较大。
五里亭水库库区常水位为36.5m，最大水深约11m，水流缓慢（流速约0.2-0.5m/s），水位变化小（水深主要受大气降水和水电站发电影响，季节变化明显，变化幅度小于3m），雨季时上游水库开闸泄洪时水流流速湍急，并伴随树木等漂浮物，对栈桥有一定的安全风险。
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2.3水文地质条件
为了确保钢栈桥采用钢管桩基础的可行性以及为基础承载力设计提供可靠的依据，项目部委托浙江省浙中地质工程勘察院对栈桥线位处进行了岩土工程详细勘察。
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大溪江属冲积河床地貌，地势较平坦，上部主要为第四系全新统的冲击地层。
为了探明桥位处地质情况，沿桥位共布置钻探孔五个，钻孔深度为9.8-20m，该范围主要划分为3个地质层，工程地质评价如下：
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层含黏性土卵石
分布于ZK1、ZK2孔及其附近（大溪江北侧水域）ZK5孔往南附近水域，灰色、灰黄色，稍密-中密，饱和，卵石含量约50%-60%，粒径3-8cm为主，次圆状，圆砾含量20%-25%，粒径0.2-2cm为主，次圆状，局部含漂石，块径20-30cm，成分为凝灰岩等，其余黏性土、中粗砂填充，胶结性一般。
层顶标高29.33-34.03，层厚6.00-13.5m，地基土承载力基本容许值[Fa0]=320KPa，钢管桩的极限端阻力标准值qpk=5600KPa，钢管桩的极限侧阻力标准值qSIK=100KPa。
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层含黏性土圆砾
分布于ZK1、ZK2孔及其附近（大溪江北侧水域）ZK5孔往南附近水域，灰黄色，中密状，饱和，圆砾含量50%-65%，粒径0.2-2cm为主，次圆状，卵石含量10%-15%，粒径2-6cm，次圆状，成分为凝灰岩等，其余中粗砂、黏性土填充，胶结性一般。
层顶标高15.83-23.03，层厚4.00-6.50m，地基土承载力基本容许值[Fa0]=260KPa，钢管桩的极限端阻力标准值qpk=4200KPa，钢管桩的极限侧阻力标准值qSIK=80KPa。
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层含漂石卵石
桥址范围全场分部，灰色、灰黄色，中密状，饱和，卵石含量50%-60%，粒径2-10cm为主，漂石含量30-40%，粒径20-30cm，次圆状，成分为凝灰岩等，颗粒磨圆状较好，级配差，冲填少量砂砾及黏性土。
层顶标高19.03-28.63，层厚2.00-10.5m（未揭穿），地基土承载力基本容许值[Fa0]=500KPa，钢管桩的极限端阻力标准值qpk=7000KPa，钢管桩的极限侧阻力标准值qSIK=150KPa。
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第三章栈桥总体方案
3.1设计使用年限及跨径布置
钢栈桥按使用年限5年，养护年限5年进行设计，长约225m，桥面净宽6.0m，跨径布置为（6+9）m*6+（18+6+18）m+（6+9）m*5+10.5m+7.5m，为钢管桩贝雷梁钢栈桥。
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3.2栈桥荷载形式
根据施工现场实际情况,栈桥最不利荷载形式如下:
1）施工期荷载：
80t履带吊吊装作业+55t挂车+正常使用期的可变荷载（风荷载等）+汽车制动；
2）使用期荷载：
80t履带吊吊装作业+40t混凝土罐车+正常使用期的可变荷载（风荷载等）+汽车制动；
3）拆除期荷载：
80t履带吊吊装作业+55t挂车+正常使用期的可变荷载（风荷载等）+汽车制动；
3.3栈桥结构方案
桥墩下部：
下部结构采用钢管桩打入河床持力层，其中1-9#采用720*8mm卷制钢管，10-27#采用820*8mm卷制钢管，桩尖设置50cm长1cm厚加强箍，以防钢管桩卷口、变形，钢管桩采用[20槽钢平联以增加下部结构整体刚度。
墩顶承重梁均采用双拼I40a工字钢。
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上部结构：
栈桥上部结构主梁采用321型贝雷梁，贝雷梁钢材为16Mn，贝雷梁销轴钢材为30CrMnSi；桥面分配梁采用I22a工字钢，型钢间距75cm；桥面纵梁采用I12工字钢，间距22.5cm；行车道板采用工厂加工组合型钢桥面板，桥面板尺寸为：
2.0m×6.0m，横桥向布置3片，桥面面板为8mm扁豆形花纹钢板。
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桥台设置：
为保证栈桥与330国道及金温铁路的可靠连接，330国道侧填筑宕渣平台后用混凝土浇筑桥台作为栈桥起始墩，金温铁路侧在路堤边坡上少量开挖浇筑桥台及扩大基础作为栈桥墩台基础。
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栈桥结构设计方案详见附件《钢结构设计图纸》、《钢结构栈桥计算书》。
第四章施工部署及施工方案
4.1施工部署
4.1.1工作推进思路
为了加快栈桥施工进度，我项目部结合项目特点将栈桥的推进工作主要分为下面几方面同时推进。
1）桥位地质勘查及栈桥设计；
2）在确定桥位平面图后立刻与相关部门及当地政府联系进行桥位土地使用协调；
3）在确定栈桥结构图后立刻进行铁路营业线道口设计和审批程序；
4）在确定栈桥平面图后立刻与当地路政、交警等部门联系330国道平交开口程程序的办理
4.1.2施工安排
栈桥施工分为前场施工和后场施工，后场主要工作为贝雷片组拼、钢管接长、型钢涂装、桥台施工材料存放加工等；前场主要工作为栈桥结构安装。
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为加快栈桥施工进度，本次施工共选定2个后场及2个前场同步进行施工，分为330国道侧及金温铁路侧，即330国道侧采用钓鱼法施工栈桥主体结构，金温铁路侧施工栈桥桥台及基础。
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330国道侧：
主要施工内容为栈桥桥台、栈桥主体结构搭建。
后场区域选在330国道与栈桥平交口的东面，面积约在1亩左右，场地填筑整平后用作材料存放及拼装场地，材料转运、吊装十分便利。
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金温铁路侧：
主要施工桥台及栈桥基础。
后场区域选在金温铁路路堤坡脚大溪江边，材料通过船舶运输至江边。
4.1.3工期计划
2018年4月15日前完成栈桥材料临时堆场填筑；
2018年4月5日至5月15日前完成金温货线一侧26#、27#墩及28号台施工；
2018年5月31日前完成栈桥架设。
4.1.4人员及设备安排
本标段的钢栈桥施工由项目部生产副经理负责，根据现场实际情况，统一规划，并组织有水上钢栈桥施工经验的专业施工队伍，提前租赁临时办公场所和生活住房，以使施工人员熟悉本标段水域施工的相关规定。
人员配备详见下表：
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表4-1主要人员及分工
序号
姓名
职务
职称
负责内容
1
夏浩军
常务副经理
工程师
全面负责
2
胡华生
工程科长
工程师
生产、安全协调
3
魏永伟
征迁科长
技师
现场政策协调、安全监察
4
马祥
安全科长
助理工程师
现场安全管理
5
张志强
测量负责人
工程师
栈桥测量放样
6
陈韬
质检科长
工程师
栈桥质量检查
7
赵克明
施工负责
技师
现场施工负责
8
崔灵飞
机料科长
助理工程师
材料、设备保障
9
李彬
办公室主任
助理工程师
后勤保障
表4-2现场人员配置表
工种
数量
职能
备注
班组长
1
现场施工协调
起吊工
2名
各种管,钢的起吊绑扎调整
起重司索指挥
2名
起吊时指挥
电焊工
4名
各种管,钢焊接
机械司机
若干名
各类专业设备司机、船舶驾驶员
专人驾驶
普工
10名
配合栈桥各项施工
表4-3拟投入的主要机械设备
序号
名称
规格型号
单位
数量
用途
1
挖掘机
200
台
1
桥台场地平整
2
自卸汽车
辆
4
桥台场地填料运输
3
振动压路机
SD22T
台
1
桥台场地压实
4
振桩锤
DZJ-90
台
1
钢管桩施工
5
履带车
80T
台
1
钢管桩施工
6
平板拖车
辆
2
运输设备及材料
7
发电机组
300KW
台
1
钢管桩施工
8
发电机组
150KW
台
1
备用电力
9
电焊机
ZSJ
台
6
10
气割设备
套
4
11
交通船
20人
艘
1
铁路侧人员运输
12
货船
80t
艘
1
铁路侧材料运输
4.2施工方案
4.2.1桥台施工
330国道侧桥台施工前对场地进行清理，对材料场地、桥台位置填筑宕渣整平压实，桥台模板、钢筋进场存放加工，桥台施工作业面具备后，开挖桥台并绑扎钢筋浇筑桥台混凝土，对桥台侧宕渣浇筑护面砼，以防汛期对桥台的冲刷。
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铁路侧桥台施工。
为降低铁路侧桥台施工对铁路路基的影响，采用“少量分部开挖施工方法”，铁路路堤以小型机具配合人工开挖为主，施工顺序为：
施工第一级坡钢栈桥基础（分3步）→施工桥台及坡面支撑梁（分6步）→施工铁路侧桥台（分3步）。
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4.2.2钢管桩基础施工
钢管桩基础施工包括管桩后场加工运输及前场“钓鱼法”沉桩施工。
钢管桩采用50t履带吊车配合震动锤插打钢管桩的施工方法，将钢管桩打入河床地层中做栈桥桥墩，钢管桩打入深度根据地质情况而定，以入土深度控制，以达到设计承载力。
采用DZ90型震动锤震动沉桩，确保栈桥及平台的稳定性。
钢管桩施工时，履带吊车站在已搭设好的栈桥上配合振动锤逐排打桩。
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钢管桩后场加工运输
钢管桩的接长采用对接焊接，沿管桩圆周必须满焊，达到母材等强度要求，四周采用四块加劲板连接，加紧板尺寸为200mm×360mm（材质同钢管桩），焊接控制如下：
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（1）接口清理：
钢管桩对接前接口两侧30mm内的铁锈、氧化铁皮、油污、水分清除干净，并显露出钢材的金属光泽。
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（2）焊接：
焊接为手工焊，按焊接工艺要求，焊接应控制走向顺序、焊接电流、焊缝尺寸（焊缝宽度不小于8mm）。
接头处加劲板必须保证焊缝密贴；每一焊道熔敷金属的深度或熔敷的最大宽度不应超过焊道表面的宽度，同一焊缝应连续施焊，一次完成。
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图4-1钢管对接示意图
（3）焊缝清理及处理：
焊缝焊接完成后，清理焊缝表面的熔渣和金属飞溅物，焊工自行检查焊缝的外观质量；如不符合要求，应补焊或打磨，修补后的焊缝应光滑圆顺，不影响原焊缝的外观质量要求。
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（4）为了减小焊接过程中引起钢管的变形，施焊过程中要对称焊接。
（5）焊接环境：
湿度不宜高于80%。
钢管桩的加工质量要求：
表4-4相邻管节对焊允许偏差应符合下表规定
项目
允许偏差（mm）
说明
管径
≤3
用管节周长之差表示
对口管边高差
＜1
表4-5焊缝外观允许偏差应符合下表规定
项目
允许偏差
说明
咬边
深度不超过0.5mm，累计长度不超过焊缝长度的10%
表面裂缝熔合、焊透
不允许
弧坑、表面气孔、夹渣
不允许
超高
3mm
钢管桩下沉：
栈桥施工时首先利用吊机将导向架放至桩位处（示意图如下），然后起吊钢管桩，同时由测量员指挥精确定位，并复核导向架位置及垂直度。
测量员复核导向架垂直度和空间位置满足设计要求后，打沉钢管桩至设计标高，钢管桩以设计标高为主，辅以贯入度控制。
当贯入量小于5cm/min时，持荷5分钟，钢管桩无明显下沉时可停止振动。
在打设钢管桩的过程中要不断的检测桩位与桩的垂直度，发现偏差要及时纠正。
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钢管桩导向定位及测量：
装配式悬臂导向架的设计采用型钢加工而成，如下图所示。
导向架可悬挂于单组贝雷上，采用螺栓固定于贝雷弦杆螺栓孔，操作方便灵活，速度快。
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图4-2装配式悬臂导向定位架侧面
图4-3装配式悬臂导向定位架平面
导向架的限位孔位置前后、左右均为固定。
钢管桩沉桩前，预先将贝雷拼装至悬出已安装的枕梁前端（跨径L-3）m，则限位孔的位置正好位于下一根需打设的钢管位置。
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钢管桩施工注意事项主要包括以下几点：
A、在施工中要保证钢管桩的中心位置和垂直度，垂直度控制在1%，施打过程中应该一气呵成，中途不能停顿时间太长，以免桩周土恢复造成继续下沉困难。
打桩下沉过程中随时监控垂直度看，并做好沉桩记录。
垂直度控制以预防为主，纠偏为辅。
观测密度适当加大，随时了解沉桩状况。
如发现钢管桩下沉时有倾斜趋势，及时采取相应措施调整垂直度。
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B、随时观察钢管桩的贯入度，保证基础承载力。
C、一个栈桥墩钢管桩施工完成，立即进行该墩钢管桩间平联、牛腿、桩顶纵横梁施工。
D、夜间时应提前进行照明设施的安装，并设置一定数量的安全警示灯标志。
F、所有钢结构的焊接，包括钢管桩的节段焊接、型钢的焊接以及各个连接件的焊接都必须合格检验，不可麻痹大意。
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图4-4履带吊沉设钢管桩实例图及打桩导向架
4.2.3主横、纵梁施工
横梁轴线和钢管桩排架轴线重合，以保证钢管桩轴心受压；然后起吊安装横梁，位置安放准确后先进行电焊固定；主横纵、梁由双拼工字钢组成，纵梁与钢管处承托要进行满焊、横梁与纵梁搭接处要进行满焊、双拼或者三拼工字钢之间的纵缝要进行满焊。
除了在钢管卡槽中的工资钢外，其它工字钢在两端头加设加劲板，每个端头前后各2块，见以下示意图：
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图4-5加劲板示意图
工字钢上下面焊缝要对称进行，原则是尽量是工字钢在焊接过程中能自由伸缩，总体上先中间后外侧，可采用对称法、跳焊法、分段倒退法，如下图：
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图4-6施焊方法（a.对称法，b.跳焊法，c.分段倒退法）
4.2.4主梁的安装
1、贝雷架及纵向分配梁安装步骤如下：
图4-7贝雷片安装图片
（1）在横梁上标出贝雷架轴线及边线位置。
（2）在陆上或已搭设好的栈桥上将贝雷架拼装成组，拼装为长度6.0m（根据现场操作情况确定）、高度1.5m、宽度按不同的段落布置，横向用花架进行连接。
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（3）最后人工配合履带吊进行安装就位。
（4）贝雷梁安装到位后，横向、竖向均焊定位挡块及压板，将其固定在主横梁上，竖向挡块用工字钢，横向压块用槽钢，见下示意图。
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图4-8贝雷梁限位装置
桁架组拼装时，贝雷片与贝雷片间，顺桥向采用销栓销接，横桥向支撑花架或剪刀撑连接。
贝雷销栓安装完成后，必须安装保险插销，防止贝雷销栓脱落。
支撑花架和贝雷片之间用螺栓固定。
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4.2.5型钢分配梁的安装
用吊装设备进行型钢分配梁的安装，栈桥按0.75m的间距安装分配梁，并用骑马螺栓固定好。
分配梁的支点必须放在贝雷梁竖弦杆或菱形弦杆的支点位置，以满足受力要求。
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4.2.6桥面系施工
1、桥面板吊装及安装
单跨栈桥上部结构安装完成后进行桥面系施工，用吊机吊装桥面板，钢板预留伸缩缝，单块重约1.6T，桥面板与分配梁用卡扣扣紧。
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图4-9桥面系安装施工示意图
2、护栏施工
栈桥栏杆高1m，采用Φ48×3mm插入护栏立柱间距15m，不焊接，护栏钢管连接采用焊接，栏杆统一用红白油漆涂刷，交替布置，达到简洁美观。
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3、托架施工
托架焊接在横向分配梁上，间距按80cm布置，主要电缆和输水管等设施搁置在上面，减少对交通的干扰。
4、标志标牌
便桥两端与便道衔接的起坡点处，设置限速、限宽、限重标识，设置道路交叉、陡坡警告标志，便桥及便道标识（80*60cm，蓝底白字，相应内容）。
在便桥两端设置凸镜，以方便车辆观察后安全通过，避免在便桥上会车。
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5、照明设置
在栈桥上两边每隔15m交替布置路灯，供夜间施工照明。
4.3施工注意事项
1）钢管桩施工中的注意事项：
施工前先进行技术和安全三级交底，以确保参建人员明白栈桥设计意图和注意事项。
也可在施工过程中摸索出一套行之有效的方法，随着工人操作的熟练程度，在确保工程质量和安全的前提下可逐步加快施工进度。
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所有钢结构的焊接，包括钢管桩的节段焊接、型钢的焊接以及各个连接件的焊接都必须严格按图纸施工，在监理及相关质检人员的监督下进行检验。
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钢管桩平面位置偏差控制在100mm以内，垂直度控制在1%以内。
2）钢管桩的连接注意事项
为加快施工进度，我公司计划每道工序投入两个班组不间断进行施工，按8小时工作制进行两班倒。
夜间时应提前进行照明设施的安装，并在已施工桟桥周边方向每隔10m设置一个安全警示灯标志，防止过往船只碰撞。
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3）施工过程中的不可预见因素的应对措施
考虑到该地区复杂的地质情况，在施工过程中可能会遇到钢管桩不能顺利振沉或钢管桩已振沉但承载力不够等不可预见的因素。
遇到类似的情况，在确保安全的情况下再制定必要的变更方案后才能进行施工。
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4.4钢栈桥拆除
在桥梁完工后对便桥进行拆除。
便桥的拆除顺序与便桥的搭设工作顺序基本相反，依次拆除桥面附属设施、桥面槽钢、型钢分配梁、贝雷、桩顶分配梁及钢管桩，拆除方法基本与搭设方法相反。
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拆除便桥时，采用一个工作面，从远离河岸一端开始倒退拆除施工，一边拆除，一边利用原钢便桥运送材料到岸上指定的位置。
在拆除过程中要注意对周围河域的保护，防止油污等造成对河域的过度污染。
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便桥拆除流程图：
图4-10便桥拆除流程图
4.4.1栈桥构件拆除方法
1.桥面护栏拆除
先将护栏钢管从立柱中抽出后，依次割除护栏立杆。
2.桥面板拆除
割除桥面板连接板并检查桥面板是否与分配梁有焊接连接，割除后使用吊车吊运。
3.分配梁拆除
先拆除分配梁抱箍，再使用汽车吊依次吊运分配梁。
4.贝雷梁拆除
使用吊机吊住将要拆除的贝雷梁组，使用大锤、钢棒配合将要拆除跨桩顶部位贝雷销打出，贝雷销打出后，割除承重梁顶的贝雷片限位装置，然后采用履带吊吊运贝雷片，每一次吊运2组9米贝雷片。
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图4-11水上钢栈桥贝雷梁拆除示意图
4.4.2钢栈桥拆除注意事项
便桥拆除注意事项：
1）便桥拆除前各
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