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五通岷江特大桥栈桥施工方案

成贵铁路乐山至贵阳段CGZQSG-1标

五通岷江特大桥栈桥施工方案

编号：

版本号：

发放编号：

编制：

复核：

审核：

批准：

有效状态：

中铁四局成贵铁路项目经理部四分部

二〇一四年二月

1编制依据4

2工程简介4

3工程概况4

3.1桥址概况4

3.2水文5

3.3气象6

3.4地形地貌7

3.5工程地质7

4栈桥设计8

4.1技术标准8

4.2总体设计8

4.2.1栈桥总体设计8

4.2.2栈桥上部结构设计9

4.2.3栈桥下部结构设计10

4.2.4钢管桩基础设计10

4.2.5栈桥加宽平台设计10

4.2.6栈桥桥面板设计11

4.2.7栈桥引道设计12

4.2.8栈桥桥台设计13

4.3主要工程量13

4.4施工总体部署14

4.4.1劳动力安排14

4.4.2机械设备计划安排14

4.4.3测量仪器设备安排15

4.4.4队伍划分及安排15

4.4.5栈桥施工进度安排15

5、栈桥施工方案16

5.1栈桥及作业平台施工17

5.2钢管桩施工17

5.2.1钢管桩入土深度计算17

5.2.2施工方法18

5.3桥面系施工方案19

5.4栈桥的拆除方案20

5.5栈桥施工注意事项20

6、施工质量保证措施21

6.1、栈桥的使用和维护措施21

6.1.1抗冲刷措施22

6.1.2抗洪水、大风措施22

6.1.3栈桥的检查和维护修善22

6.2栈桥及钢平台监控22

6.3雨季施工防护措施23

7、安全保证措施23

7.1电焊机操作保证措施23

7.2气割操作保证措施23

7.3起重作业保证措施24

7.4水上作业安全保证措施24

8、施工期水环境保护措施25

附件26

五通岷江特大桥栈桥施工方案

1编制依据

⑴《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；

⑵《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG-D63-2007）；

⑶《钢结构设计规范》（GB50017-2011）；

⑷《路桥施工计算手册》；

⑸《五通岷江特大桥相关设计图纸》。

2工程简介

工程名称：

五通岷江特大桥跨岷江栈桥施工方案。

工期要求：

计划2014年4月10日开工，2014年11月5日竣工。

3工程概况

3.1桥址概况

中铁四局成贵铁路项目经理部四分部管段起止里程为D2K22+841.965～28+053.115，线路全长5.21公里，其中五通岷江特大桥是我项目部的重点控制工程，也是全标段控制工程；线路在39#墩-51#墩（D2K27+459～D2K28+052.915）处跨越岷江。

根据设计图39#墩-42#墩以（140+224+140）m钢桁架连续梁横跨主河道，42#墩-51#墩设计为9-48m移动模架现浇梁。

基础设计为钻孔桩、承台基础，墩身连续梁墩为直壁实心墩，墩身高度20.5-36m；43#-51#墩为40:

1双向变坡空心薄壁墩身，墩身高度为29m-39m。

岷江全宽约800m，中间有2座小岛，主河道在40#墩-41#墩之间，目前过水宽度约130m，水深约4.5m，汛期水深约8.0-9.5m；41#墩-51#墩，其中40#墩-46#墩目前位于水中，水深约0.5-3.5m，47#墩-51#墩在江边滩涂地上。

为便于施工，在42#墩至47#墩段铁路红线左侧搭设栈桥，栈桥中心距离线路中心19m，栈桥桥面宽度6m，在43#墩-46#墩处加设15m长，2m宽的平台，栈桥总长321.45m，单跨跨径15m，每6跨为一联。

3.2水文

五通岷江特大桥桥位所处属于岷江流域，是长江的一级支流，发源于四川省与甘肃

省交界处的岷山麓，经乐山与青衣江及大渡河合并，汛期一般在每年的6月-9月，汛期降水占全年降水的72%-84%，水位最高峰值出现在7月上旬至8月中下旬。

五通岷江特大桥0#台-51#墩其中39#墩-51#墩均位于岷江江水及江岸滩上，岷江在桥位处宽约800m，最大断面流量Q1%=46014㎡/s，H1%=354.51m，V1%=2.13m/s；Q0.3%=54014㎡/s，H0.3%=355.43m，V1%=2.62m/s，河床底336.6m，施工控制水位高程为346.7m。

目前水位高程341.4m，即目前主河道水深约4.5m。

一般冲刷线高程334.2m，局部冲刷线高程329.5m，平均冲刷高度约4.5m，根据调查水文资料见下表：

岷江水域连续5年水位高程统计表

时间

水位高程（m）

2009年

2010年

2011年

2012年

2013年

2014年

平均

1月1日

340.589

340.609

341.289

341.06

2月1日

340.729

340.689

340.569

341.099

341.129

341.234

340.91

3月1日

340.539

340.579

340.749

341.349

341.549

341.1

340.98

4月1日

340.649

340.739

341.539

341.729

341.459

341.22

5月1日

341.309

341.119

341.719

342.979

341.439

341.71

6月1日

341.519

341.849

342.579

342.439

342.319

342.14

7月1日

342.779

342.679

342.689

344.919

342.649

343.14

8月1日

346.629

342.319

345.059

343.459

343.96

9月1日

342.519

342.329

342.139

343.159

342.529

342.54

10月1日

342.139

342.339

341.609

343.149

342.529

342.35

11月1日

341.459

341.799

341.439

342.419

341.489

341.72

12月1日

340.289

340.619

341.409

342.469

341.649

341.29

岷江水域连续5年最高水位高程统计表

时间

水位m

流量m3/s

备注

2009年8月1日

347.059

15800

当年最高

2010年8月20日

347.519

17700

当年最高

2011年7月5日

345.70

11000

当年最高

2012年7月22日

347.80

19500

当年最高、10年内最高

2013年7月9日

346.48

14400

当年最高

岷江水域设计水文资料统计表

项目

水位（m）

流量（m3/s）

流速（m/s）

354.51

46014

2.13

0.3%

355.43

54014

2.62

建议施工水位

346.7

3.3气象

沿线气候属亚热带湿润季风气候。

从乐山至贵阳，随着地势的不断增高，以及海洋面的远离，各地气候也存在一些差异。

随着线路的南行，沿线气候从亚热带温热湿润气候以及亚热带湿润季风气候逐渐过渡为亚热带季风性湿润气候。

分部所处地段年平均气温17.2℃，极端最高气温39.7℃，极端最低气温-2.9℃，最热月平均25.9℃，最冷月平均7.1℃，最大月平均日较差9.1℃；年平均相对湿度81%，月最小相对湿度19%；年平均降雨量1264.2mm，年最大降雨量1948.4mm，年最小降雨量913.3mm，日最大降雨量326.8mm，一次最大及延续时间365.2mm（15天）;年平均蒸发量1076.1mI，年最大蒸发量1241.2mI；年平均日照时间43天，年平均雾天日数45天，最大积雪深5cm，年平均暴雷日数33天。

3.4地形地貌

五通岷江特大桥起于乐山市五通桥区徐坝村1组徐山扁群山，横穿何桥村后跨越岷江、竹根镇、涌斯江，乐山市五通桥区止于杨柳镇。

我部管段为0#台-51#墩，其中0#台-1#墩位于山坡上，高程354～383m，相对高差约30m；2#墩至39#墩基本处于冲积平原区，其中29#墩-32#墩之间以（60+100+60）m连续梁横跨进港大道；39#墩-51#墩横跨岷江，岷江河床最低高程336.6m，河床起伏较大，高差约4m。

3.5工程地质

桥位所在地地质主要为上层粉土及粉砂土（σ0=0.12MPa），厚度约0.3-0.5m，其下为卵石层（σ0=0.33MPa），厚度为0.6-12.14m，再下为砂夹泥岩，岩层部分已风化，弱风化岩σ0=0.4MPa-0.48MPa。

4栈桥设计

4.1技术标准

1）荷载：

栈桥主要考虑平板车、8m3混凝土罐车、70t履带吊车的施工和通行，其中以70t履带吊车施工荷载最重，为栈桥设计的主要荷载。

2）宽度：

考虑施工车辆通行需求和经济性因素，按6m宽布置。

3）水流力：

水流流速按1%流速2.13m/s。

4）标高：

由于设计提供围堰顶施工控制高程为346.7，与我部水利局调查连续3年最高水位346.59m（2012年7月22日水位）相吻合，故栈桥底高程采用347.5m。

4.2总体设计

4.2.1栈桥总体设计

栈桥设置在主桥上游侧，由于主桥39#墩-42#墩为直线桥，42#墩-51#墩为左偏曲线，半径5500m，则栈桥轴线与线路轴线不平行，按分别从42#墩、47#墩处切线偏移16.5m，偏移后两切点连线作为栈桥中心线。

栈桥施工从大里程47#墩向小里程42#墩推进。

栈桥标准跨15m设置，标准联为6跨一联，联与联之间预留10cm伸缩缝，伸缩缝上盖90cm宽钢板，一端焊接，一端自由。

栈桥每3跨设置一处制动墩，约束栈桥主桁纵横向移动。

栈桥宽均为6m，在43#墩-46#墩墩位处设置宽3m，长15m的加宽平台，平台设置在靠近墩位一侧；施工考虑采用70t履带吊“钓鱼法”逐跨分段推进施工。

栈桥桩基入土部分均卵石层及泥砂岩，并要承受河水冲刷影响，为增加栈桥整体刚度，栈桥每三跨设一制动墩，且在墩位处设置砂袋等防冲刷措施。

栈桥基础选用Φ820×12mm钢管桩。

表2.2-1栈桥桥跨一览表

序号

栈桥里程

总长（m）

贝雷梁栈桥孔跨布置（不含伸缩缝）

D2K27+413.95

-D2K27+975.5

312.35

3+15+15.05+（15.05+15×2+3+15×2+15.05）×3

4.2.2栈桥上部结构设计

1）.贝雷梁栈桥施工

栈桥上部结构主桁采用“321”型贝雷梁。

栈桥上部构造从上至下依次是25cmC30钢筋混凝土面板、贝雷主梁、45b型工字钢。

采用6跨一联布置，栈桥联与联之间预留10cm伸缩缝，伸缩缝为90cm宽钢板，一端与预埋钢板焊接，一端自由。

参见下图所示：

2）桥面系及附属结构设计

面板采用C30钢筋混凝土面板，厚度δ25cm,单块板299cm×198cm，面板与面板之间采用Φ16U型螺栓连接，U型螺栓纵横向间距均为100cm，栈桥横向每2块为一组，面板间设置2cm的缝。

桥面护栏采用φ48mm×3.5mm钢管制作，考虑履带吊在栈桥上作业，回转半径高度需要，护栏高度1.2m，竖杆在面板预制施工时，提前预埋部分，待面板铺设完毕后再接长处理，栏杆施工完毕后涂刷红白油漆。

4.2.3栈桥下部结构设计

6m宽栈桥采用φ820mm×12mm的螺旋钢管桩，中间墩为单排桩，过渡墩为双排桩，桩长平均为17m。

栈桥中间墩和过渡墩横向设2根桩。

钢管桩横向设置平联和斜撑，平联采用φ325mm×6mm钢管，斜撑剪刀撑采用[22槽钢。

钢管桩顶安装分配梁，分配梁采用2I45工字钢，顶面铺设“321”型桁架片组，片与片间距为0.9m+1.25m+0.9m+1.25m+0.9m，桁架片组采用900标准支撑架及[22槽钢相连，桁架片组上铺设钢筋混凝土桥面板。

4.2.4钢管桩基础设计

栈桥跨越岷江地段地层主要为河卵石及砂、泥岩具体如下：

地层序号

土层情况

地层厚度（m）

卵石

灰～灰黄色为主，石质成分以花岗岩、石英岩为主，砾岩、灰岩等次之，次棱角～圆状，一般粒组组成：

Φ>200约5～20%，200～60mm约10～20%，60～20mm约15～30%，20～2mm约10～20%，余为砂及粉粘粒，结构不均，局部漂石、砂砾富集，沿岷江河床处粒径变粗。

稍密～中密，饱和，透水性好。

厚度变化大，钻孔揭露厚度1.20～12.14m。

1.2-12.14

粉砂质泥岩

强风化

砖红色，粉泥质结构，薄～厚层状构造，矿物成分以粘土矿物为主，次为石英、长石，泥质胶结，岩质软，极易脱水干裂，强风化带厚1.0～9.5m，岩体破碎，节理裂隙发育，岩芯呈碎块状。

0.94-6.11平均3.53

弱分化

144-878平均511

本栈桥按钢管桩基础设计，栈桥考虑使用时间为3年，河槽冲刷间于1.2m-7.26m

之间，根据桩基承载力计算，桩基在冲刷线以下桩长为4m，算的钢管桩总入土深度为5.2m-11.26m。

4.2.5栈桥加宽平台设计

考虑汛期施工影响，43#墩-46#墩墩位处搭设加宽平台，平台宽度3m，长度15m，设置在栈桥临近墩位一侧。

平台采用Φ820钢管桩做基础，打入河床以下深度与栈桥基础打入深度相同，采用I45b型工字钢做分配梁，贝雷片做主梁，上铺钢筋混凝土面板，与栈桥主桥相同。

4.2.6栈桥桥面板设计

根据经济性对比，面板采用C30钢筋混凝土面板，厚度δ25cm,单块板299cm×198cm，单块约1.5方混凝土，重约3.7吨；面板与面板之间采用Φ16U型螺栓连接，U型螺栓纵横向间距均为100cm，栈桥横向每2块为一组，面板间设置2cm的缝。

面板配筋采用双层Φ12螺纹钢钢筋配置，间距20cm，保护层4cm，具体如下，

4.2.7栈桥引道设计

栈桥两侧与原有道路及作业平台填筑河卵石顺接，小里程测引道长度75m，大里程侧120m，坡度：

小里程测8%，大里程侧5%，桥台后20m范围内为平坡，之后按300m半径设置竖曲线，大里程侧平曲线半径设置为50m。

引道面层采用18cm的C30混凝土，其下填筑60cm的水稳料、最下层填筑河卵石，过渡段填筑时先填筑岩砟，再填筑80cm的水稳料，之后做C30混凝土搭板。

填筑高度大于1.5m的路段设置Φ4.8cm钢管栏杆，迎水坡挂网喷射8cm的C30细石混凝土。

4.2.8栈桥桥台设计

栈桥终点设置一处桥台，桥台形式采用混凝土扩大基础，基底为6.4m*3m*3m混凝土基础，桥台底面尺寸为6m*2.6m，顶面尺寸为6.0m*0.3m。

台背底部填筑河卵石，上部填筑80cm水泥稳定碎石层，顶面浇筑30cm厚C30混凝土搭板。

如下图栈桥桥台立面图所示。

4.3主要工程量

本工程栈桥主要工程数量如下表所示：

栈桥主要材料数量表

序号

材料配件名称

型号

单位

数量

单位重（kg）

总重量（kg）

备注

贝雷片

栈桥

3.0m×1.5m

片

624

270.0

168480

184680

平台

3.0m×1.5m

片

270.0

16200

螺旋管

栈桥

φ=820mm×12mm

918

239.1

219510

252030

平均17m计算

施工平台

φ=820mm×12mm

136

239.1

32520

栈桥

φ=325mm×6mm

314.28

47.2

14835

16481

施工平台

φ=325mm×6mm

34.88

47.2

1646

槽钢

栈桥

[22

2215.4

25.0

55385

56985

施工平台

[22

25.0

1600

工字钢

栈桥

45b#

450

87.4

39330

43525

施工平台

45b#

87.4

4195

U型螺栓

栈桥

Φ16、单根116cm

个

1248

1.8

2286

2561

施工平台

Φ16、单根116cm

个

150

1.8

275

钢筋混凝土板

栈桥

2.99*1.98*0.25m

块

312

3700.1

施工平台

2.99*1.98*0.25m

块

3700.1

钢料总重

556262.3

4.4施工总体部署

4.4.1劳动力安排

施工人员配备，见表4.4-1。

表4.4-1施工人员配备表

序号

工种

单位

数量

备注

技术管理人员

人

起重工

人

装吊工

人

电工

人

电焊工

人

各种司机

人

其他技术工种

人

普工

人

合计

人

4.4.2机械设备计划安排

施工机械配备，见表4.4-2。

表4.4-2机械配备表

序号

名称

规格

单位

数量

备注

电焊机

台

汽车吊

25t

台

挖掘机

台

履带吊

70t

台

液压震动锤

90t

台

平板拖车

15t

台

旋挖钻机

FR626D

台

4.4.3测量仪器设备安排

栈桥施工测量仪器配备，见表4.4-3。

表4.4-3测量仪器配备表

序号

名称

规格

单位

数量

备注

GPS

华测

套

全站仪

莱卡

台

水准仪

DSZ2

台

钢尺

50m

把

4.4.4队伍划分及安排

根据本工程特点将栈桥施工划分为五个施工班组。

具体见下表：

作业班组划分及分工表

作业队名称

工作内容

钢管桩施工班组

钢管桩钻孔、定位、起吊、焊接、分配梁加固

贝雷片施工班组

贝雷片拼装、架设、加固

桥面系施工班组

工字钢槽钢与钢板焊接、桥面板预制、铺装、栏杆施工

栈桥桥台施工班组

栈桥桥台、搭板施工

栈桥引道填筑班组

栈桥两侧引道填筑及过渡段填筑施工

4.4.5栈桥施工进度安排

由于受到5-9月份汛期影响，栈桥施工总体顺序为：

汛期前先施工岸上下部结构钢管桩基础及桥面板预制施工，汛期后填筑水中栈桥作业平台，进行剩余下部结构施工及桥面系施工，总工期209天，约7个月，具体施工进度参见下表所示。

表5.5-1钢栈桥施工进度安排表

序号

工程项目

进度指标

工期（d）

开始时间

结束时间

备

注

岸上下部结构施工

3天一跨

2014年4月10日

2014年4月25日

桥面板预制

一天4片

2014年5月1日

2014年7月31日

水中作业平台填筑

1天15m

2014年9月20日

2014年9月30日

水中下部结构施工

3天2跨

2014年10月1日

2014年10月20日

桥台施工

基础4d，台身6d

2014年9月20日

2014年9月30日

台后填筑

填高约7m

2014年10月1日

2014年10月5日

搭板施工

施工1d，等强7d

2014年10月6日

2014年10月13日

引道施工

2014年10月14日

2014年10月24日

桥面系施工

2天3跨

2014年10月25日

2014年11月05日

合计

204

2014年4月10日

2014年11月05日

5、栈桥施工方案

栈桥施工时，计划先施工桥台及钢管桩基础施工，桩身之间平联、剪刀撑及桩顶分配梁及时跟进桩基础施工，其余贝雷梁、桥面板、栏杆及引道填筑待汛期后在施工到位。

本栈桥钢管桩采用直接外购的成品螺旋钢管桩，用汽车运输到现场，现场施打、接桩。

由于栈桥桥位处卵石层厚度较大，卵石粒径较大，粒径大于20cm以上的卵石占到20%左右，考虑用震动液压锤难以施打，采用填筑作业面旋挖钻钻孔后，吊装植入钢管桩形式施打基础施工。

5.1栈桥及作业平台施工

根据工程现场施工条件，结合下部结构施工方案，拟定施工栈桥流程如下：

图5.1栈桥及施工平台施工流程图

栈桥及平台施工主要由基础φ820mm钢管桩、贝雷主桁架设、桥面铺装三部分组成。

栈桥及钢平台基础施工采用先在栈桥位置处填筑施工便道，便道宽度8m，待便道填筑成型后，用Φ1.0m旋挖钻机钻孔后，利用植桩方式沉入栈桥基础Φ820钢管桩，再利用90液压震动锤进行补充施打，保证桩基稳固；贝雷片主桁采用在后方场地内拼装分组桁架，将分组桁架运至现场利用起重机吊装组拼；桥面施工采用在后方将桥面分块加工成标准化模块，由汽车运输到位后利用起重机吊装架设，依次逐跨施工。

5.2钢管桩施工

5.2.1钢管桩入土深度计算

上部传递的荷载，通过贝雷梁下分配梁分配，假定钢管格构均匀受力。

栈桥主要考虑平板车、8m3混凝土罐车、70t履带吊车的施工和通行，其中以70t履带吊车施工荷载最重，为栈桥设计的主要荷载，钢栈桥自重按6t/m考虑，则单跨总荷载为160t，钢管桩采用Φ820×12mm钢管，每跨4根，则单根钢管桩承载力为400KN。

根据公式：

[Ra]=1/2（U∑αiliαik+αrApαik）

式中：

［Ra］-单桩轴向受压承载力容许值（KN）;（临时结构安全系数取1/2）

u–桩身周长（m）;（为2.576106m）

Ap–桩底截面面积（m2）;（0.5281m2）

n–土的层数；（2层，河卵石、泥砂岩）

li–各土层厚度（m）;（河卵石12m、泥砂岩149m）

αrk–桩端处土的承载力标准值（Kpa）;（按桩端不受力，取值为0）

αi、αr–分别为震动沉桩对各土层桩侧摩阻力和桩端承载力的影响系数，采用液压震动沉桩，均取值为0.8

αik–与li对应的各土层与桩侧摩阻力标准值（KPa）;

河卵石取130kPa，泥砂岩取值90kPa。

则由[Ra]=1/2（U∑αiliτi+αAσR）可知

表5.2.1-1各支墩地质状况及单桩承载力值

土层数

土层情况

土层厚度（m）

桩侧摩阻力（kPa）

桩端承载力（kPa）

承载力（kN）

设计单桩承载力（kN）

第1层

河卵石

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