1、建瓯水南大桥及引线建设工程水南大桥钢栈桥施工专项方案编制人： 审核人： 审批人： 2010年03月目 录1.栈桥设计及施工说明31.1栈桥设计31.2栈桥施工说明31.3施工方法3钢管桩的制作及吊装堆放3钢管桩的插打3桩顶处理4焊接平撑及斜撑4安装横梁4安装纵梁4铺装面板4护栏施工41.4载重试验42.桥设计检算42.1栈桥设计概述52.2栈桥检算5力学简化5槽钢22a验算6工40a工字钢纵梁检算8工40a工字钢横梁验算10钢管桩检算103.施工安全技术措施113.1安全组织机构113.2钢桥施工安全保证措施114.钢便桥施工质量保证措施125.施工便桥成形后的养护12附图一：便桥施工平面示意2、图- 0 -附图二：便桥施工示意图- 1 -建瓯水南大桥钢栈桥施工方案1.栈桥设计及施工说明1.1栈桥设计栈桥位置处于水南大桥桥梁中心线（左右幅之间），单幅栈桥长224m，栈桥跨度最大约为5.5m，宽6m。栈桥基础为6009mm 钢管桩，二桩单排，桩距为4.0m。钢管桩上沿栈桥横向放置两根I40a 工字钢分配梁。栈桥纵梁由7根I40a 工字钢组成,。纵梁上按间距30cm横向均布32a槽钢与其焊接，作为荷载的横向分配梁，保证在车轮荷载作用下纵梁能够共同受力，并且能够提高钢桥面的横向刚度。分配梁上铺设8mm防滑钢板，作为桥面板与纵梁焊接以共同受力。具体便桥及操作平台施工详见附图一：便桥施工平面示意3、图 附图二：便桥施工示意图1.2栈桥施工说明栈桥由岸边向河中延伸，采用边打桩边架梁的方法施工。施工前的准备工作栈桥钢管桩入土深度按计算原则上不得少于10.0m。施工前，首先通过静载试验，以确定钢管桩贯入度，桩底标高和下沉量与承载力等的关系，并以此来确定打桩的依据。1.3施工方法钢管桩的制作及吊装堆放钢管桩采用购置设计规格的钢管，利用汽车运至工地，再根据每一根钢管桩水中位置及水深来确定第一节的长度，每节不大于10m，并应考虑施工条件及地质情况。焊接和制作按公路桥涵施工技术规范及装配式公路钢桥使用手册的有关规定执行。管与管之间的连接采用拼接钢板连接，并用15101cm规格的4块连接片。钢管桩的插打4、打入钢管桩需结合桥梁的位置，对栈桥钢管桩精确定位，桩心误差不得大于5cm。水中墩钢管桩用15t汽车吊停在架好的便桥上，吊运钢管就位，并吊起DZ90A 震动锤振动下沉钢管桩，由中间向两侧插打。打入钢管桩时，应严格控制桩身的垂直度，确保钢管桩合理承载。每个墩钢管桩插打完后，用设计型钢焊成剪刀架将其连接成整体，架设横向分配梁，准备架纵梁。当个别钢管桩入土小于5m锤击不下，且用DZ90A桩锤激振5分钟仍无进尺，必须现场分析地质状况，采取措施加强受力。沉桩完成后在钢管桩内灌满砂，增强稳定性。桩顶处理 每完成一根钢管沉桩后，按设计要求确定桩顶标高，将钢管桩找平，对高出标高部分用氧焊割除，低于标高的桩按实际5、长度进行接长至桩顶标高。钢管桩顶找平后，桩头灌注60cm的C25混凝土，然后在桩顶加焊5555cm10mm钢盖板，钢盖板必须与周边满焊，并保证钢盖板水平。 焊接平撑及斜撑按便桥及钻孔平台布置图所示在钢管桩身焊接斜撑及平撑,钢管斜撑每隔一跨变换一下方向，使得每孔之间形成剪刀撑形式。安装横梁桩顶钢盖板焊接完后，将工字钢横梁用吊车吊放至钢管桩桩顶，横梁根据设计要求采用40a工字钢放在桩顶的中心位置调整水平，检查后与桩顶钢盖板焊接。安装纵梁横梁安装完毕后按间距100cm安装40a工字钢纵梁，纵横梁相交部位采用焊接或钢筋制作成U型将纵梁固定在横梁上。铺装面板纵横梁安装后，在纵梁上直接铺设事先设置好的326、a号槽钢，桥面板安装平整，中间不得有错台。并逐一与纵梁焊接牢固,再铺设8mm钢板。护栏施工便桥两侧及立焊1.2m高的70mm钢管，间距3m，每隔0.5m高用18钢筋围起来，与钢管点焊。并在便桥桥头设置夜间照明灯，护栏上涂刷红白相间的反光漆，保证施工安全。1.4载重试验每段栈桥平台施工完成后，需做设计荷载试验，确认安全后方可向前推进。2.桥设计检算2.1栈桥设计概述设计荷载为50t重车，前后轮轮距为4.9m，前轴分配总荷载的1/5，后轴为4/5，左右侧轮各承担1/2轴重，工字钢与防滑钢板焊接为整体共同承担重车荷载，桥梁荷载安全系数应取1.21.1=1.32。基础采用6009 钢管桩，桩长10m，7、入土深度5m，桩底落在强风化花岗岩。栈桥横梁采用2I40a工字钢。纵梁采用6根I40a 工字钢，面上横梁均用间距100cm 的10槽钢相连接。桥面采用22a槽钢，间距0.3m，并满铺8mm的防滑钢板。2.2栈桥检算 查路桥施工计算手册 得： I40a工字钢：Ix=21714cm4 d=10.5mm 断面面积：86.07cm2 Wx=1085.7cm3 Sx=631.2 cm3。32a槽钢： Ix=7510.6cm4 d=8.0mm 断面面积：48.50cm2 Wx=469.4cm3 Sx=276.9 cm3。查建筑施工手册第二版 P102 得：=215Mpa =125Mpa2.2.1力学简化由8、于截面上的弯矩随荷载的位置变化而变化的，因此在进行梁强度计算时，应使在危险截面上即最大弯矩截面上的最大正应力不超过材料的弯曲许用应力故需确定荷载的最不利位置，经荷载不同位置处的弯矩比较在检算最大正应力时，应取在跨中位置（如下图）：槽钢验算力学模型：工字钢验算力学模型：单位：cm说明：横向22a槽钢间距30cm，按每2根槽钢承受集中荷载2/5PKN，受力位置在每跨槽钢1/2处；纵向I40a工字钢承受集中荷载2/5P，受力位置在每跨工字钢1/2处。荷载计算：单跨桥梁自重 面板：5.5m6m56.4kg/m2=1861.2 kg 32a槽钢：5.5/0.3（根）6m38.07kg/m=4787.7 9、kg I40a工字钢:7(根)5.5m67.56kg/m=2601.1 kg I40a工字钢:2(根)6m67.56kg/m=810.72 kg 合计：10060.72 kg （考虑1.32系数）2.2.2槽钢22a验算结构计算用静力平衡求出支座反力及最大弯矩和剪力：式中 P -车辆荷载（N）Mmax 最大弯矩值（KN.m）Qmax 最大剪力值（KN）、根据初选结构进行力学计算按每2根槽钢承受集中荷载2/5PKN，受力位置在每跨槽钢1/2处。、强度计算；式中： max单根最大弯曲应力（MPa）-钢材容许弯曲应力（MPa）Wx-x轴截面抵抗矩(cm3)Wy- y轴截面抵抗矩(cm3)强度满足要求10、，此梁安全。、剪应力计算式中： max -最大剪应力 -钢材容许剪应力(MPa)Q -剪力(KN)Sxmax-最大半截面面积矩(cm3)Ix -轴截面惯性矩(cm4)d -腹板厚度(mm)剪应力满足要求，此梁安全。、刚度计算：一般简支桥梁允许挠度式中： fmax最大挠度值(mm)f-允许挠度值(mm)F-后轴荷载(N)L-计算跨度(m)E-弹性模量(MPa) 刚度满足要求，此梁安全。2.2.3工40a工字钢纵梁检算、结构检算用静力平衡求出支座反力及最大弯矩和剪力式中 P -车辆荷载（N）Mmax 最大弯矩值（KN.m）Qmax 最大剪力值（KN）、根据初选结构进行力学计算：按共6根工字钢，左右11、轴各3.5根工字钢进行检算查路桥施工计算手册热轧普通工字钢截面特性表，得40b型工字钢。； 、平面内强度计算；式中： max单根最大弯曲应力（MPa）-钢材容许弯曲应力（MPa）Wx-x轴截面抵抗矩(cm3)Wy- y轴截面抵抗矩(cm3)由以上计算可知，单侧按照3根工字钢选用，平面内强度可以满足工作要求，且未考虑桥面钢板与工字钢共同作用的富余系数，平面内是偏于安全的。、平面外强度计算考虑到车辆行驶在桥上时，方向不一定与桥纵向平行，存在横向弯矩，按平面最大弯矩的10%考虑，计算如下：由以上计算也可知，按照单边3.5根工字钢选用，平面外强度可以满足设计要求，且工字钢上有分配梁进行构造连接，平面外12、是偏于安全的。、剪应力计算使用剪应力强度条件公式校核最大剪应力需先计算40a型工字钢截面中性轴一侧的面积对中心轴的静矩.每根工字钢分担的最大剪力为：查表得 40a型工字钢:， ， 故得到梁最大剪应力，并据此校核剪应力强度式中： max -最大剪应力 -钢材容许剪应力(MPa)Q -剪力(KN)Sxmax-最大半截面面积矩(cm3)Ix -轴截面惯性矩(cm4)d -腹板厚度(mm)剪应力满足要求，此梁安全。、刚度计算：一般简支桥梁允许挠度式中： fmax最大挠度值(mm)f-允许挠度值(mm)F-后轴荷载(N)L-计算跨度(m)E-弹性模量(MPa)挠度小于允许值，考虑到50吨重车荷载的频率较13、低，一般车辆荷载在40吨以内，且计算过程中未考虑钢板及横向联系梁共同受力，实际的挠度要小于计算值，在计算荷载时已经考虑了1.32的安全系数，最大正应力及最大剪应力均小于允许值，此梁可使用。2.2.4工40a工字钢横梁验算 后轮4/5P作用于横梁（2根工40a工字钢）上，单根受力2/5P，横梁跨度4.0米，相比较纵梁跨度5.0米，横梁满足使用要求。钢管桩检算、承载力检算单桩最大荷载：P=50t，取安全系数1.5，则桩顶设计荷载为：P=1.5500=750KN。依据建瓯城关水南桥及引线施工图设计工程地质勘察（补充勘察）岩土工程勘 察报告桩位处下3.0m 左右有石英片岩，钢管桩以支承桩进行设计，钢管14、桩单桩竖向极限承载力：Pk=SUiLi+PAR式中：U钢管周长，为1.884m；A验算截面处桩的截面面积，为0.28m2；S侧阻挤土效应系数，取S=0.77；i各土层对桩侧的极限摩阻力（Kpa）；Li桩在最大冲刷线以下第i 层土中的长度；P桩底端闭塞效应系数，对于敞口钢管桩，P=0.8S；R桩底端支承土的承载力（Kpa）。由上式得：Pk=0.80.770.288400+0.771.8843110750KN由以上计算可得，钢管桩打至强风化层完全能满足设计要求。B、钢管桩稳定性检算根据建筑桩基技术规范，单桩稳定长度：LP=1.0(I0+h)，I0为地面以上桩长，取最大值5.0m，h为地面以下桩长为15、5m，所以LP=10m。钢管桩身抗弯刚度EI=14587KN.m2，单桩屈曲临界荷载：Pcr=2EI/Lp2=8715KN，由以上计算可看出钢管桩满足稳定性要求。3.施工安全技术措施3.1安全组织机构成立安全领导小组，组长为项目经理，副组长为总工程师，成员为安全工程师、施工队长、结构工程师、质检工程师、材料科长等有关人员。项目经理为安全生产第一责任人，对整个工程安全负总责。安全工程师负责具体安全管理工作，是安全生产主要责任人，做好安全生产教育、培训、安全检查监督、安全技术交底、安全专项施工方案的编制、安全事故报告等与安全有关的工作。施工队设立专职安全员，班组设兼职安全员，同时建立各种安全管理制16、度，形成一个健全的安全保证体系。3.2钢桥施工安全保证措施、打桩时必须有专人负责指挥，水上作业人员必须穿救生衣及备救生圈。、桩位处必须设警示牌及限速标志。、施工前，必须向操作人员进行安全技术交底，并对操作工进行安全教育、劳动纪律教育及遵守操作规程教育，坚决反对违章指挥、作业。、对使用的吊装索具都必须进行检查，必须符合操作规程的要求。、桥梁在运营的过程中，必须对便桥经常观测有否变形，并经常维护。、所有的材料都必须是合格品，不合格材料不准用在本工程内。、在便桥两端头设置限速牌、安全行驶标志，夜间警示标志。便桥上每隔一定间距设置限速设施及照明灯、荧光标志等。、各构件焊接要焊透，长度满足要求。螺栓连接17、应将螺栓拧紧，使用一段时间后安排专人检查加固。、临时便桥在营运期间，要安排专人负责管理、检查、维护、保养。、所有工程用电要有良好的接地装置，并加装漏电保护器。、工地所有施工人员均要接受交底，电焊焊接部位均要满足设计要求。、便桥上车辆只允许单向通行，不允许会车，并设专门人员指挥车辆通行。、保证机械设备性能良好，操作人员持证上岗。4.钢便桥施工质量保证措施钢桥建成后承担施工车辆的运输任务，为保证钢桥保质、保量和安全及时的完成，制定如下保证措施：、认真编制专项施工组织设计方案，对班组进行全面的施工技术交底，保证严格按设计及施工技术规范要求施工。、钢桥由总工组织工程部门相关人员认真计算、校核，并报上级18、部门审批保证各项验算满足通行使用要求。、钢桥的施工严格按设计计算书指导支架施工，如现场地质状况无法按设计位置施工，项目部技术人员先现场分析、讨论，再将讨论结果上报监理及相关部门，以决定可行的施工方案。5.施工便桥成形后的养护、安全工程师经常检查便桥稳定性、连接螺丝紧固性及焊口，对出现脱焊、焊缝异常情况及时进行补焊加强处理。、在便桥上设置一道软管灯，保证晚间能持续发光，提示船只禁止通航。、平时安排专人做好便桥交通指挥和便桥的监控、观测、检查和维护，检查内容：钢桥基础有无不均匀沉降；钢桥跨中挠度有否增加；桥面板有否破损、各种构件是否齐全或松动。发现问题及时处理。保证各处连接牢固，整体稳定，安全警示标志齐全有效。、一但遇到洪水、台风时，严禁人员和机械停滞在便桥上，同时减径便桥上的荷载。、派人及时清除便桥上游带来的各种阻水杂物，减少便桥的水流冲力。、在进入钢便桥梁端的明显位置设置限速、限重标志，严禁超载、超速车辆通过。、汛期安排专人负责观察水位，发现异常情况要及时向XX特大桥施工负责人汇报。、当架设的钢便桥影响洪水泄洪时，必须考虑便桥的拆除，拆除时要综合安排，做好机械人员准备工作，保证拆除过程中的人员和物资的安全。6.工作平台与便桥结构一致，不需重新验算，均满足施工要求。附图一：便桥施工平面示意图附图二：便桥施工示意图