贝雷桥设计施工专项方案终稿.doc

贝雷钢桁架桥
施工技术方案

贝雷钢桁架桥施工技术方案
1 工程概述
****电站建设需要在坝下游约750m处设计施工钢桁架桥，全桥长155.448m（24.384m+30.48m×3+39.624m），限载60t。桥面净宽4.2m，0#桥台为（6.5×1.5×1.5m）尺寸混凝土结构；1#~4#桥墩采用1×2.8m挖孔桩。5#桥台为重力式扩大基础，盖梁、桥台顶面高程EL3059.5米。
1.1 地质
建桥位置无地质资料，根据坝址钻孔及物探资料推测：上部为第四系全新统砂砾石（Q4al-sgr2），厚2.5~7.5m，地基承载力450~500kPa，其间局部夹有粉细砂层透镜体；含砾中粗—中细砂层（Q3al-Ⅳ1）连续分布在下部，厚5~12m，地基承载力250~280kPa，砂层较密实，不会产生震动液化；其下为冲积含块石砂砾石层（Q3al-Ⅲ），厚度9.9~16m，地基承载力460~500kPa；下部为冲积中～细砂层，厚度9~17m，再以下为厚层砂砾石层。
1.2 洪水
汛期为6~9月，枯水期为11月~次年4月，枯期（P=10%）流量431m3/s和（P=20%）流量410m3/s，贝雷桥设计洪水为2910m3/s（P=10%），设计洪水位EL3057.2，原河床行洪宽度（洪痕）155m。
1.3 主要工程量
土石方回填28510 m3，桩基成槽189.28m2，桩基C25砼189.28 m3，墩柱C25砼32.24 m3，盖梁C30砼50.04m3，0#桥台C30砼14.6 m3,5#桥台C25砼212 m3，钢板1.6t，钢筋20t，钢筋笼装块石600 m3，浆砌石174.4 m3，浆砌石C15砼基础63m3，桥面钢结构约327.9t。
1.4 施工时段
桩基施工平台填筑于2012年4月3日开始，5月20日完成桥面以下土建施工，桥面安装于5月20日开始，6月15日完成。
2 桥面以下土建施工方法
2.1 桥面下部结构设计
2.1.1 桩基础设计
现场施工条件，抓斗成槽，单斗长2.8m，宽1.0m。
桩顶受力计算表
2#~4#墩
1#墩
上部恒载
钢栈桥690kN
345kN
上部临载
660kN
660kN（动荷载系数取1.1）
盖梁自重
325kN
325kN
墩柱自重
350kN
350kN（EL3057.5～EL3052.5）
合计
2025kN
1680kN
钻（挖）孔桩的容许承载力
[P]=m0A[σ]
式中[P] —桩的容许承载力（kN）
U —桩身截面周长（m）（不计100～150mm扩大系数）
fi—各土层极限摩阻力kp（查铁路桥涵地基和基础设计规范：圆角砾土90～150，砂砾石层去2.5m厚，粗砂中密70～90，中砂中密45～70）
Li—各土层的厚度（m）
A—桩底支承面（m2）
[σ] —桩底地基土容许承载力KPa（砂层取250KPa）
m0—桩底支承力折减系数（推荐值0.9～0.7）
本计算取砂砾石层厚2.5米，桩周摩阻力90 KPa，砂层桩周摩阻力取60KPa，安全系数取2.0
[P]= ×7.6×60×L+ ×7.6×90×2.5+0.7×2.8×250=2×2025
L墩=11.9m，即12m
L台=8.8m，即9.0m（原始河床EL3052.5以下为桩）
2.1.2 5#台扩大基础应力计算
基础容许应力取砂层（埋深3.5m）250KPa（设计地质资料推荐值），台身砼尺寸：顶宽2.0m，底宽3.0m，高5.0m，长8.0m，荷载1790kN。5#台总荷载3470kN，安全系数取2.0。基础面积27.76m2。
2.1.3 配筋（桩、墩、盖梁尺寸及配筋见附图）
桩、墩柱配置Φ22构造钢筋，墩柱钢筋锚入盖梁，钢筋保护层8cm，间距20cm，盖梁面层钢筋网为Φ25和Φ22，间距20cm，分布筋均为φ10钢筋，盖梁高1.40m。
2.2 施工测量
前期利用监理提供的控制坐标，使用徕卡全站仪测出左岸0#桥台坐标Z1，并于右岸标注（红油漆）桥轴线方向，以指导施工平台填筑，待砂砾石施工平台形成后，再测量放样0#台、1#、2#、3#、4#墩、5#台轴线坐标，并插杆标注（墩、台轴线间距30.48m）。桩底标高量测由现场施工技术员负责（EL3052.5以下为桩），墩柱、盖梁标高由测量人员负责，墩柱、盖梁模板由测量人员放样。
2.3 桩基施工平台填筑
实测枯水期水位EL3054.2，拟用砂砾石料填筑施工平台高程EL3057.2（保证平台高于河水位1.5m ），宽18m，侵占河道117m，（前进端用钢筋笼装块石防护），即第一阶段施工1#～4#墩(三跨)，留右岸40m河道行洪。第二阶段施工右岸5#台，须架设45m临时施工便桥到右岸，机械及施工用电到达右岸，运输砂石骨料水泥等至右岸施工区域。材料及机械过河后拆除临时施工便桥。右岸5#台为扩大砼基础，施工填筑砂砾石平台仅高于水面50cm。同时施工左岸0#台。
2.4 桩基础施工
2.4.1 桩基施工方法
桥墩桩基础采用HS843HD抓斗施工；优质膨润土泥浆护壁；水下“直升导管法”浇筑混凝土。
2.4.2 施工平台及导墙
条形桩基础平面尺寸为1m*2.8m，导墙结构为4块C25预制混凝土条形导墙，组合而成，顶宽0.3m，高度1.0m，组装合成后导墙内净宽1.1m,长度8m。导墙平行于条形桩基础轴线，且对称布置，其允许偏差为±1.5cm。
2.4.3 施工用水
施工现场采用尼洋河河水，在围堰下游安置潜水泵将水输送至桩基工作面。
2.4.4 泥浆制备和使用
由泥浆搅拌站统一供浆，供浆及回收管路直径为φ100mm。
本桩基使用添加正电胶的优质膨润土泥浆。
⑴泥浆制备
a、正电胶泥浆的性能很大程度上取决于搅拌程序和搅拌时间，制备时需严格控制。
程序：清水+膨润土+纯碱，3种组分先搅拌5分钟，然后加烧碱和正电胶再搅拌5分钟；
b、应按规定的配合比配制泥浆，各种材料的加量误差不得大于2%。
c、泥浆处理剂使用前宜配成一定浓度的水溶液，以提高其效果。纯碱水溶液浓度为20%，CMC水溶液浓度为1.5%。
⑵泥浆使用、检验
a、新制膨润土浆需存放24h，经充分水化溶胀后使用。
b、储浆池内泥浆应经常搅动，保持指标均一，避免沉淀或离析。
c、在钻进过程中，槽孔内的泥浆由于岩屑混入和其它处理剂的消耗，泥浆性能将逐渐恶化，必须进行处理。处理方法是：被使用过的泥浆通过泥浆净化系统，将土颗粒和碎石块除去，然后把干净的泥浆重新送回到槽中。
新制正电胶泥将性能指标
密度g/cm3
马氏漏斗粘度S
表观粘度MPa.s
塑性粘度MPa.s
动切力
静切力
失水量
PH值
1.04
40-50
18-23
7-9
10-15
8-12
20-21
9.5

2.4.5 工序施工方法
1、导墙安装：
在桩基施工位置开挖深1m、宽2m、长8m的基槽，将预制混凝土导墙起吊,在桩位位置组装，导墙端头部位用钢轨和方木支撑、定位，用沙袋封堵端头，安装好后在导墙外侧回填粘土夯实。
2、造孔成桩：
采用HS843HD抓斗“纯抓法”快速成槽，抓槽过程应及时向槽内补浆，保持槽内液面高度在导墙以下0.5米以内，严防塌孔；桩孔终孔检查合格后，报请现场监理工程师进行桩位、桩深及桩形全面检查验收，孔斜率小于0.4%，合格后进行清孔换浆。
3、清孔换浆
桩基础清孔换浆采用 “气举法”。孔形验收合格后，先用抓斗将槽孔底沉渣抓出，沉淀后检查泥浆性能，如不能达标则再采用“气举法”清孔或对槽孔用新鲜泥浆进行置换。
清孔换浆结束后1h，在槽孔内取样进行泥浆试验。结束标准：槽孔内淤积厚度不大于10cm。使用膨润土时，孔内泥浆密度不大于1.15g/cm3；泥浆粘度32～50s（马氏）；含砂量不大于6%。
4、吊装钢筋笼
钢筋笼现场制作，保护层80 mm(每2米于主筋是焊接6道耳朵筋—用22钢筋弯成耳朵形状，长40CM,高7CM)，错接头50%，每2米用Φ22钢筋设加劲箍一道以防吊装变形，钢筋接长采用20钢筋帮条搭接焊，钢筋加工过程不能停止清孔。钢筋笼吊装就位后应固定，检查桩中心（重视防止砼浇筑过程中钢筋笼上浮）。
5、混凝土：
桩基C25混凝土由混凝土生产系统拌制， 9m3砼罐车输送至浇筑槽口，经分料斗和溜槽将混凝土输送至漏斗，浇筑导管均匀放料，有利于保证混凝土面均匀上升。
混凝土性能指标满足下列要求:
（1）入槽坍落度180～220mm；
（2）扩散度340～400mm；
（3）坍落度保持150mm以上，时间应不小于1小时；
6、混凝土浇筑
（1）浇筑导管装配
混凝土浇筑导管采用快速丝扣连接的Φ250的钢管，导管接头设有悬挂设施并装配O型橡胶密封圈，保证导管接头处不发生水泥浆渗漏。
每个桩基设1套导管，在导管的顶部设置数节长度为0.3m～1.0m的短管。导管安装位于桩基中间，底口距槽底控制在15～25cm范围内。
（2）混凝土入仓
混凝土浇筑采用压球法，导管放入隔离塞球。开始浇筑混凝土前，先在导管内注入适量的水泥砂浆，并准备好足够数量的混凝土，以使隔离的球塞被挤出后，能将导管底端埋入混凝土内。
混凝土必须连续浇筑，槽孔内混凝土上升速度不得小于2m/h，并连续上升至桩顶以上30—50cm。
（3） 浇筑过程的控制
导管埋入混凝土内的深度保持在1～6m之间，以免泥浆进入导管内。
槽孔内混凝土面应均匀上升，各处高差控制在0.5m以内。每30min测量一次混凝土面，每2h测定一次导管内混凝土面，在开浇和结尾时适当增加测量次数。
严禁不合格的混凝土进入槽孔内。
2.4.6 桩基质量检查
桩基终孔质量检查项目主要有深度、厚度和孔斜。
桩基设计厚度100cm，桩基应平整垂直，防止偏斜。孔位允许偏差不得大于3cm。
（1）槽孔的位置
在槽孔两端设置测量标桩，根据标桩确定槽孔中心线并且始终用该中心线校核、检验所成墙体中心线的误差。孔位的轴线允许偏差不得大于3cm。
（2）孔斜测量
桩基造孔孔斜率不大于0.4%；遇有含孤石、漂石时其孔斜率应控制在0.6%以内。
（3）桩基深度控制
孔深验收应在现场监理的监督下使用专用的有刻度标识的钢丝绳测量孔深，且使用前应对测绳进行检查较准。桩基应到达设计深度。
（4）孔内泥浆性能指标
使用取浆器从孔内取试验泥浆，试验仪器有泥浆比重秤、马氏漏斗、量杯、秒表、含砂量测量瓶等。槽孔清孔换浆结束后1小时，孔内泥浆应达到下列标准：
泥浆比重≤1.15g/cm3；泥浆粘度（马氏漏斗）32～50s；泥浆含砂量≤6%。
2.5 墩柱施工
凿除桩顶砼30~50cm，绑扎、焊接钢筋，搭接焊缝长10d，同一截面内钢筋接头不超过50%（35d或50cm均为同一截面），墩柱钢筋锚入盖梁1.3m。模板使用钢模板拼装，纵、横向围令用双支Φ1.5寸钢管，间距不超过75cm，拉模筋用φ12钢筋，纵、横向间距不超过75cm。砼运输用9m3砼罐车，入仓用ZL50装载机或挖掘机，砼振捣用2寸软轴振动棒。砼分层厚度30~50cm，振捣砼时振动棒应插入下层5~10m，振捣间距不超过振捣范围的1.5倍，砼密实的标志：不冒气泡，不显著下沉，趋于平坦、泛浆。砼振捣时不漏振，不过振。C30砼塌落度7~9cm。
2.6 盖梁施工
盖梁水流向上、下游各外挑185cm，两侧各用Φ1.5寸钢管搭设双排承重脚手架，立柱间距不大于80cm，地面用5cm厚木板置垫。盖梁垂直水流向外挑25cm，搭设单排脚手架承重，脚手架须于地面设地脚拉杆，水平拉杆高度不超过1.2m。盖梁底模形成后绑扎钢筋，砼用挖掘机入仓，严格控制砼高程并抹面，砼结束后及时安装2片钢板（1000×1000×20），严格找平。
2.7 5#台施工
2.7.1 基础施工
扩大基础（8.0×4.0m）埋置于EL3054.5以下3.5m，用挖掘机开挖砂砾石，静水中浇筑C25砼，基础浇筑时可掺填35%左右的块片石（块石洁净，强度大于30MPa），砼浇筑从一个方向进行，可利用挖掘机于四周入仓、平仓砼，严禁挖掘机向静水中抛洒砼，砼应是“赶水”的方式浇筑，砼收仓面可出露块片石隼15～20cm，距周边30cm砼左右可不振捣。
2.7.2 台身砼
台身C25砼高5.0 m（EL3054.5~EL3059.5），分两层立模浇筑，砼浇筑时同样可掺35%的块片石，但台顶EL3059.5以下80cm范围不再掺块片石。
3 桥面施工
桥面钢结构采用“悬臂推出法”架设，即桥梁构件在左岸组装平台滚轴上预先拼装，然后用机械将桥梁平稳而缓慢的推出（拼装、推出作业循环），直达对岸墩、台摇滚后就位。
1、回填左岸组装平台40×10m，推出点向场地后方降坡5‰，在钢栈桥拼装前测控，标志各墩台、桥轴线，并向组装场延伸。
2、依据桥轴线在左岸组装场放置枕木并固定，在枕木上摆放二组平滚，平滚间距4.54m。在对岸桥轴线上设置5t卷扬机。
3、桥的导梁和桥跨是在推出岸边拼装、边推出，即拼几节后便向前推出。这时要特别注意随时核算桥梁的重心是否超出摇滚之外，以防拼装好的桥梁结构倾覆。一般作法是，桥梁向前推出时，应使拼装好的桥梁结构重心至少离摇滚有一个桥节。
4、在滚轮上拼装桥梁结构时，必须防止桥梁在滚轮上突然滑动，常用一根自动销穿过桁架下弦直插入滚轮的托架内。
5、在桥梁推出之前，应在所有滚轮旁安排一名作业手，观察桥梁结构在推移过程中的异常情况：如滚轮跳动，滚轮下垫板不均匀沉降，桥轴线偏移，或其他不利于桥梁结构推移的情况。一旦出现上述情况，作业手应立即发出预先规定的停止桥梁结构推移的信号，通知指挥员立即停止推移，待异常情况完全解除后，然后再缓慢继续向前推出，直达对岸摇滚上。
6、梁可采用推或拉的方法跨过河谷，直达对岸的设计位置。长桥容易偏离桥轴线，最好采用拖拉法。在水平的架设场地，移动桥跨所需要的力可以保守地估计为桥跨总重的十分之一，力量应对称地施加于桥轴线的两侧。否则会造成桥跨结构偏离桥轴线。无论推或拉，都要使施力的构件要有足够的强度和刚度，以免造成构件损坏。
7、在桥梁的推移过程中，需要采用相应的措施使桥跨结构能及时制动，以避免桥跨结构滑过设计位置。
8、当桥跨结构的导梁快推移到对岸落地滚时，要检查导梁是否与滚轮对正。必要时，要暂停推移，待纠正导梁至正确位置时再推移。纠正的方法可采用推拉的方法将导梁的前端稍许向左右移动，或者拨动桥梁的尾部来进行纠偏，但这种纠偏的方法，必须是在桥梁接近平衡点容易转动时才能达到。也可以在吊车的帮助下实现纠偏。如果导梁过低或过高，不能落到滚轮上通过时，这时必须对滚轮的高度进行调整。
9、当桥梁结构推移到设计位置，并落到两岸摇滚上时，应先将全部导梁拆除，安装好桥梁端柱，然后用千斤顶将桥梁顶起，移去摇滚，使桥梁落到支座上。千斤顶顶起的位置，应尽可能设在桁架竖杆或斜杆与桁架弦杆的交点处，避免千斤顶的支承反力造成弦杆的弯曲或折断。同时还应在千斤顶与弦杆之间放置垫板，将千斤顶的反力均匀分布到桁架弦杆的两个槽钢上。为了保证落桥的安全，在桥梁的两端不能同时支承在千斤顶上，先将桥的一岸降落，然后降落另一岸。为防止横倾，需同时顶起桥梁结构一端的两侧桁架。
特别提请注意的是：在桥梁拼装时，当后一节桥梁尚未连结上时，不要急于拧紧前一节桥的连结螺栓，使桥梁结构具有一定的柔性，便于后续构件的拼装，尤其重要的是，在桥梁结构未拧紧螺栓的节间数，不能超过3个节间，其余必须拧紧。其次是桥梁推出时，用力必须均匀，速度缓慢而平稳，决不可操之过急。同时应尽可能采取有效措施，减少悬出部分的震荡。推进的方向要严格控制，随时注意纠偏。推桥要有严密的组织、统一的指挥，指挥员要站在桥上，其位置要既能看到对岸摇滚，又能观察到桥梁在推进过程中的一切情况。推桥时，各组动作要协调一致，所有人员必须听从指挥员的命令。
10、落桥之后，应取出千斤顶，立即铺设剩余的钢桥桥面，拧紧所有螺栓，并完成最后检查。
4 工期
土建工期力争在枯水期（四月）结束，桥面安装工期可进入汛期。

5 机械配置
住友SH210挖掘机1台，ZL50装载机2台，20t自卸汽车2台，9m3砼罐车2台，HS843HD抓斗1台，15t汽车吊1台，50t千斤顶10台，5t卷扬机1台，电焊机3台，3kw水泵3台。
6 施工安全
1、桩基施工人员戴安全帽，墩柱、盖梁施工人员增加安全绳。
2、施工现场须配置5套救生衣，施工平台上下游及右侧临河边用1.5寸钢管护栏围护。
3、昼夜加强水清观察，左岸建水标尺，每8小时记录一次。
4、左岸桩基施工平台过流面用钢筋笼装块片石防护以确保施工机械安全。
5、桥面架设推出第一跨30m时，精确计算悬臂端倾覆力矩，组装场配重（抗倾覆力矩）安全系数大于1.5。
6.高空作业时严禁上下乱抛掷工器具、材料及杂物，做好防治高空坠落及其它意外伤害的安全措施。
7、施工材料严禁乱堆、乱摆、乱放，堵塞交通道路。
8、严禁未经许可解除任何有关用电设备的带电部分，严禁乱接、乱拉电线，所使用电动工具的外接线必须完好。
7 施工环保
7.1 施工区粉尘
定期清扫施工场地和道路，保持场地和所有道路的清洁，限制车辆行驶速度，并向多尘工地和路面充分洒水，尽可能避免施工场地及机动车在运行过程中产生扬尘。
7.2 废水处理
1、基坑废水处理
河床基坑的排水，将排放口位置设置在靠近河流中的流速较大处，以尽量满足水质保护要求。基坑的经常性排水，在基坑排水末端设沉淀池，做到蓄浑排清，控制水体PH值接近中性时排放。
2、施工废水
桩基挖孔结束后有浆池回浆，让泥浆经回浆管回收至浆站。
3、拌合站、罐车清洗废水
混凝土浇筑完毕，混凝土罐车应开回拌合站进行清洗，拌合站的清洗废水也应集中处理排放。
7.3 施工废料及施工弃渣保护措施
1、施工废料的处理
各工作面、堆料场和渣场应因地制宜设置废料渣斗，渣斗数量视存放时间和存放量大小而定。渣斗的施工废料应经常清理并及时转运出场。在转运过程中，应采取防漏撒、防飞扬措施。
2、施工弃渣的处理
浆池回浆会回浆池沉淀的废渣挖运至业主指定弃渣场。