贝雷钢便桥施工技术方案.docx

一、便桥概况
从莞高速公路（惠州段）第Ⅱ合同段起始于石湾东互通立交桩号为K18+105，终于东江特大桥桩号K30+916.3处与从莞高速公路东莞段相接。在施工阶段为确保机械设备、材料、预制梁等进入施工区域道路的畅通，减少外界干扰，同事避免特重载车辆对地方薄弱道路的损害，使施工便道全线贯通，以满足施工生产的需要，确保工期。
经过对沿线通行条件的实地踏勘，本合同段施工便道全线需跨越5处水域方可贯通，其中跨排洪渠2处，3次跨越沙河；除新村排洪渠采用埋设涵管回填外，其它4处均搭设贝雷钢便桥；便桥中心线与设计主线基本平行。
跨铁场排洪渠的“1#钢便桥”位于主线左侧，桥长90m，起终点对应的主线桩号分别为K19+666.8、K19+756.8；首次跨越沙河的“2#便桥” 位于主线左侧，桥长60m, 起终点对应的主线桩号分别为K21+830.8、K21+890.8；二次跨越沙河的“3#便桥” 位于主线右侧，桥长114m, 起终点对应的主线桩号分别为K24+118.2、K24+232.2；第三次跨越沙河的“4#便桥” 位于主线右侧，桥长165m, 起终点对应的主线桩号分别为K25+151.0、K25+316.0。
二、便桥结构型式
便桥下部结构在两端陆地上采用钢筋混凝土扩大基础桥台，中间水中墩采用壁厚10mm直径Φ80cm的钢管桩基础；便桥单孔最大跨径为12m，桥面宽6m，车辆单向通行，重载车辆限速5Km/h。
便桥桥墩处自下而上依次采用的主要材料为：壁厚10㎜、直径800㎜钢管桩基础→1000*1000*10mm钢垫板→36a型工字钢（双拼）下横梁→双排单层321贝雷片（2榀4片）纵梁→25a型工字钢横向分配梁→22a型槽钢桥面（卧放满铺）。
钢便桥水中墩断面结构型式示意图如下图2.1所示：

图2.1 便桥横断面示意图
钢管桩中心间距为350㎝，桩间采用2根壁厚6㎜、直径630㎜钢管作为支撑联结；36a型工字钢（双拼）下横梁每根长度为530㎝；2榀贝雷梁横向中心间距为350㎝，每榀贝雷梁顶面横向采用支撑架（45㎝）联结，贝雷片下部两侧采用槽钢焊接固定于下横梁上；25a型工字钢横向分配梁纵向间距为75㎝，每根长度为600㎝；桥面系22a型槽钢间净距4㎝，横向断面布置23根。
1#便桥跨径组合：9m+6*12m+9m；2#便桥跨径组合：5*12m；3#便桥跨径组合：9m+8*12m+9m；4#便桥跨径组合：9m+12*12m+12m。
钢筋混凝土便桥桥台布置示意图如下图2.2所示：

图2.2 桥台断面图
便桥立面布置型式示意图如下图2.3所示：
图2.3 贝雷钢便桥桥型布置示意图

三、桥位工程地质情况及主要工程量
1、跨越铁场排洪渠的“1#便桥”工程地质资料参照主线桩号K19+712.6处钻探孔QSZK191，钢管桩桩底标高选取在－7.21米处，钢管桩长度经计算取14.0m。
2、首跨沙河的“2#便桥” 工程地质资料参照主线桩号K21+884.5处钻探孔QSZK233，钢管桩桩底标高选取在－12.0米处，钢管桩长度经计算取17.0m。
3、二次跨越沙河的“3#便桥” 工程地质资料参照主线桩号K24+171.8处钻探孔QSZK273，钢管桩桩底标高选取在－12.0米处，钢管桩长度经计算取17.5m。
4、第三次跨越沙河的“4#便桥”165m相对较长，跨径组合为(9+12*12+12)m。地勘成果显示桩端持力层面起伏较大，工程地质可参照的地勘资料有如下几处：
（1）、主线桩号K25+203处钻探孔QSZK291，钢管桩桩底标高选取在－15.0米处，钢管桩长度经计算取20m。
（2）、主线桩号K25+237.97处钻探孔ZK100，钢管桩桩底标高选取在－15.0米处，钢管桩长度经计算取20m。
（3）、主线桩号K25+308处钻探孔QSZK292，钢管桩桩底标高选取在－9.37米处，钢管桩长度经计算取14m。
（4）、在K25+237.97钻探孔ZK100与K25+308钻探孔QSZK292之间，钢管桩长度采用内插法计算，桩长分别为15m、16m、17m、18m、19m。
便桥主要工程数量汇总表
表3-1
序号
便桥名称
材料名称
规格/尺寸
单位
数量
备 注
1
1#便桥
钢管桩
δ10mm/Φ80cm
延米
196

2
贝雷片
3m*1.5m
片
120

3
工字钢
25a
米
726
横向分配梁
4
槽钢
22a
米
2070
桥面系
5
2#便桥
钢管桩
δ10mm/Φ80cm
延米
136

6
贝雷片
3m*1.5m
片
80

7
工字钢
25a
米
486
横向分配梁
8
槽钢
22a
米
1380
桥面系
9
3#便桥
钢管桩
δ10mm/Φ80cm
延米
315

10
贝雷片
3m*1.5m
片
152

11
工字钢
25a
米
918
横向分配梁
12
槽钢
22a
米
2622
桥面系
13
4#便桥
钢管桩
δ10mm/Φ80cm
延米
478

14
贝雷片
3m*1.5m
片
220

15
工字钢
25a
米
1326
横向分配梁
16
槽钢
22a
米
3795
桥面系
合计
钢管桩：1125m / 贝雷片：572片 /
36a工字钢：349.8m / 25a工字钢：3456m / 22a槽钢：9867m
四、钢便桥施工
4.1施工工艺流程
钢便桥采用1台50t履带吊、1台DZ90型液压振动锤从岸侧逐跨振动下沉钢管桩、焊设下部桩间支撑、安装桥面上部结构。
钢便桥施工工艺流程如图4.1所示。
钢管桩加工
履带吊吊桩就位
振动锤与钢管桩连接
振动下沉钢管桩
测量定位
贝雷梁安装
垫板及双拼下横梁安装
面板铺装、栏杆安装
横向分配梁安装焊接
钢管桩斜撑连接

图4.1 便桥施工工艺流程图
4.2主要施工方法
便桥施工采用“钓鱼法”，即使用履带吊结合振动锤施打钢便桥钢管桩、单工作面逐跨推进的作业方式进行，每一跨便桥钢管桩沉放完成后即依次由下而上进行下斜撑、桩顶垫板、双拼工字钢下横梁、贝雷梁、横向分配梁以及槽钢面板安装施工，面板铺好以后履带吊前行，进行下一跨钢便桥施工。
钓鱼法搭设钢便桥施工工艺如图4.2所示。
图4.2 “钓鱼法”搭设钢便桥示意图
4.2.1钢管桩制作与运输
（1）钢管桩制作
钢管桩采用Q235B钢板在专业钢结构加工厂制作，焊缝采用螺旋焊缝，要求达到二级焊缝标准，其加工质量符合以下要求：
钢管外形尺寸允许偏差表
表4-1
项目
允许偏差（mm）
说明
钢管外径
±10
测量外周长
管端椭圆度
＜5
两端互相垂直的直径之差值
管端平整度
2

管端平面倾斜
不得大于4

桩长偏差
＋300，－0.0

桩纵轴线的弯曲矢高
不大于30

便桥钢管桩规格为Ф800×10mm、单根设计长度为14.0～20.0m，最大重量3.90t，设计桩顶标高范围为4.4m～6.6m，桩底标高为-7.2m～-15.0m，桩端设置60cm长加强箍以防钢管桩卷口、变形。
钢管桩采用2点吊，吊点的布置及吊耳结构形式见图4.3所示。
图4.3 钢管桩吊耳布置与结构图（单位mm）
（2）钢管桩运输
钢管桩在专业厂家生产好后，除铁场排洪渠1#便桥的桩基采用汽车运输进场外，其它便桥的桩基用驳船运输到施工地点。钢管桩运输时做到提前同气象台了解运输期天气，如有6级以上大风或暴雨、大雾等恶劣天气时禁止船运。钢管桩堆放形式和层数应安全可靠，避免产生纵向变形和弯曲变形。长期堆放应采取防腐蚀措施。堆放不宜超过三层。
钢管桩在起吊、运输和堆放过程中，应避免由于碰撞、摩擦等原因造成涂料破损、管端变形和损伤。
钢管桩使用水上驳船运输至沉桩现场。由于钢管桩尺寸长、重量大、易滚动且涂有防腐层，为确保运输安全及钢管桩防腐层不致损坏，须对驳船进行加固改造。在驳船甲板上设置稳桩支架，按2～3层布置，支架用型钢制作，其与桩接触处设置橡胶板，桩间用枋木或粗麻绳支垫隔开。钢管桩支点处甲板须进行加固处理，支点间距8～10m。运桩船上钢管桩的固定方法如图4.4。

图4.4 钢管桩的运输固定示意图
4.2.2钢管桩下沉
（1）振动锤选择
根据《桥涵施工手册》（上册）P324页中式（6-5）、（6-6）知：
动摩阻力 Fr=0.3×∑ fiμLi
式中：
fi —土单位面积的极限摩阻力，kN/m2，
μ —钢管桩周边长度，μ=2.513m。
Li —钢管桩在不同土层中的入土深度。
Fr=0.3×2.513×（4.5×25+5.5×55+0.4×100)
=343 kN（式中0.3为地基液化系数）。
施工时选用为DZ90型振动锤，其激振力达570KN，满足施工需要。
（2）振动锤沉桩工艺原理
DZ90型振动锤采用液压夹具，通过液压油缸的进油和回油实现迅速夹紧钢管和放松钢管。利用夹具夹住钢管桩，同时用履带吊副钩通过备用钢丝绳吊住钢管桩顶。准备好后，履带吊通过振动锤及备用钢丝绳直接起吊钢管桩，在测量引导下调整钢管桩到测量标定的桩位后快速下钩，钢管桩靠自重入土稳定后，开启振动锤振动下沉钢管桩。
（3）振动锤打桩施工工艺流程如下图4.5所示

施工准备

钢管桩加工
吊机就位

钢管桩运输
起吊震动锤及钢管桩

测量定位
对位插桩

震动下沉

检查桩平面位置及高程

桩顶抄平及安装下横梁

进入下道工序

图4.5振动锤打桩施工工艺流程图
（4）钢管桩沉放施工方法
钢管桩沉放前根据桩位图计算每一根桩中心平面坐标，确定好沉桩顺序，防止先施打的桩妨碍后续桩施工,并且钢管桩在运至现场之前要求在桩身上标明刻度（最小刻度为10cm），以方便沉桩过程中技术数据的采集。
当沉桩准备工作做好之后，履带吊主钩起吊振动锤，调节振动锤的液压夹具，使其夹紧首节钢管桩顶口，另外，履带吊的副钩通过卡环连接钢丝绳与钢管桩的端部吊点相连，履带吊缓慢起钩，旋转转盘将钢管桩吊离驳船，然后一钩起一钩落，逐步在水中将桩竖直，同时在测量监控下，慢慢摆动履带吊扒杆使钢管桩的平面位置到达设计桩位处，满足设计要求后下桩、稳桩、压锤，满足设计及规范要求后，开始沉桩。在沉桩过程中要进行测量监测，并做好沉桩记录。
钢管桩沉放以标高控制为主，贯入度控制为辅，确保桩基承载力满足要求。在整个下沉的过程中由测量全程监控，以便及时进行纠偏。
为了保证对接质量，振动锤沉桩注意事项：
插桩初入土时轻振慢打，及时检查位置,如在桩打入初期（2～3m）发生较大倾斜，可进行修正，或拔出重打。
桩打入过程中，应控制钢管桩下沉速度，防止溜桩，如溜桩严重，应根据实际情况分析处理。
振动时每次振动持续时间不宜超过10～15min，过长则振动锤易遭到破坏。
每根桩的下沉应一气呵成，不可中途停顿或有较长时间的间隔，以免桩周土恢复造成继续下沉困难。
为确保沉桩质量，钢管桩沉入施工应选择在天气较好时段进行。
已沉放好的钢管桩应按设计要求及时进行桩间支撑及桩顶下横梁连接，尽量缩短单桩抗流时间。
4.2.3下部结构安装
（1）钢管的抄平
钢管桩打设好后，按照设计标高进行测量放点和抄平。
（2）桩间支撑架施工
单排钢管桩施打就位后，开始桩间支撑架斜撑的连接。支撑架采用φ630×6mm钢管，所有支撑架钢管按照设计的长度缩短10cm左右的尺寸下料，然后根据φ800×10mm钢管桩与支撑架φ630×6mm钢管之间的相贯线用气割修整。
支撑架钢管的吊装具体施工方法如下：支撑架钢管使用履带吊起吊进行安装，为了方便调整钢管位置，用两个1吨的手拉葫芦吊挂在桩顶及支撑钢管的两端。支撑钢管调整到位后，先将一端与钢管桩焊牢，然后另一端采用附钢板焊接。所有的环向焊缝均要求满焊，严格控制焊缝质量。
（3）桩顶双拼工字钢下横梁施工
桩顶下横梁是由2根36a型工字钢（双拼）构成，通过在钢管桩顶部焊接1000*1000*10mm钢垫板，将下横梁置于其上，下横梁的顶标高各桥根据设计图断面所示数据控制。双拼36a型工字钢下横梁在后场加工、现场安装。首先在钢管桩顶垫板上放出下横梁轴线及位置，然后起吊安装下横梁、焊接连接板及肋板。
4.2.4上部构造安装
（1）贝雷梁安装
桩顶下横梁安装完毕后，在下横梁上测量放样定出贝雷梁位置。为吊装方便，在已经搭设好的便桥上预拼装二组双排贝雷桁片，每组长12.00m，用50t履带吊分组起吊安装就位。当二组贝雷桁架全部就位后，用14mm厚“U”型钢板卡将贝雷梁焊接固定在桩顶下横梁上，各组贝雷梁之间用型钢焊接的支撑架联结成整体。
（2）25a型工字钢横向分配梁安装
贝雷梁安装完毕，按间距75cm铺设25a工字钢作为横向分配梁，用特制的骑马“U”型螺栓与贝雷梁上弦杆锁紧，如图4.6所示。

图4.6 横向分配梁与贝雷片连接图
4.2.5桥面铺装及附属设施
25a型工字钢横向分配梁安装完成后，桥面铺设22a型槽钢桥面板。通过测量在工字钢横向分配梁上标定出每根槽钢的两侧限位线，然后将槽钢桥面板逐根焊接在工字钢横向分配梁上。焊接要牢固，防止重车行驶引起槽钢侧向滑动。
便桥护栏杆高1.10m，采用Φ48×3.0mm钢管焊接，立柱间距3.00m，焊在便桥25a工字钢上，栏杆统一用红白油漆涂刷，交替布置，达到简洁美观。
4.2.6便桥的维修及保养
（1)在便桥入口设置值班岗亭并指派值班员指挥交通，桥头悬挂车辆限速行驶警示牌以及车辆限重标志牌，在便桥两侧护栏上每隔5米设置夜间照明示廊灯。
（2）便桥值班人员定期检查贝雷桁架纵梁连接处的销子、螺栓等松动情况，对螺栓、螺帽、销子出现松动的部位及时安装紧固。
（3) 对便桥面板发生翘曲或损坏的部位，及时修复或更换；
4.2.7便桥占用河道及拆除
（1） 占用河道
便桥作为施工材料、机械设备转运的主要通道，同时作为施工人员上下班便道，钢便桥自2010年11月1号开始搭设，随后投入使用。
本工程计划工期25个月，钢便桥使用自2010年11月至2012年6月底，2012年8月底钢便桥拆除完毕，总计占用河道约21个月。
（2） 钢便桥拆除
1)拆除施工工艺
拆除方向由河中心向两端逐跨拆除，便桥拆除顺序由上至下进行，基础钢管桩拆除采用50t履带吊配合DZ90振动锤拔桩。
①桥面系割除
人工割除栏杆、面板后，吊装上平板车转运到岸上回收场。
②贝雷桁架梁拆卸
工字钢分配梁拆除后，进行贝雷桁架拆卸，纵向按跨径断开拆除，贝雷梁在后端便桥上分解成单片贝雷片用平板车运回岸上材料堆放场地。
③钢管桩拔除
单跨贝雷桁架拆除后，割除钢管桩顶面连接下横梁的连接板与肋板以及桩顶垫板，吊走桩顶下横梁，割除下支撑钢管，安装DZ90振动锤到钢管桩顶，待振动锤液压钳夹紧钢管桩后，启动振动锤，钢管桩周边土质在振动力作用下开始液化，土质对钢管桩的摩阻力将大大减少，此时50t履带吊可缓慢将振动锤连同钢管桩往上提动，逐渐将整根钢管桩拔起，并利用平板车通过便桥转运到岸上。
2) 拆除注意事项
①便桥拆除工作的重点在安全，所有现场施工人员首先必须从思想上树立安全意识，遵守安全操作规程。
②起吊由专人指挥，定期对起重索具进行检查，起吊前应检查吊物所割除的焊缝是否割完，吊物时，吊臂与被起吊物下严禁站人。
③入土钢管桩必须整根拔除，防止剩余桩头阻碍通航。