钢便桥安全施工方案.doc

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1. 工程概况
新河浃大桥，桥长 176.13 米，是本项目长度最长的桥梁。新河浃大桥结构类型为7×25m预应力组合箱梁，25m箱梁7*8=56片。桥址区属冲洪积平原地貌，跨越新河浃河，河宽约70m，水深约3.0m，沟底公布冲洪积淤泥，岸坡稳定。新河浃大桥分布洪冲积平原区，上部层粉质粘土、淤泥、卵石、下伏中风化晶玻凝灰岩、全中风化花岗岩。
在凝灰岩和花岗岩间可能有破碎带（宽度不大）桥墩、台采用桩基础，以中风化岩为桩端持力层，桩长和桩径根据上部荷载确定，并满足抗冲刷、抗倾覆要求。
本施工区属亚热带海洋型季风气候，温暖湿润，雨量注沛，四季分明。全年无严寒酷热，年平均气温17.3℃左右。温差小，年温差在20℃左右，最高气温多出现在7－9月份，最高温度35.7℃，1月份温度最低，极端最低温度-4.1℃。7－9月份为台风活动期，多大风天气，最大风速可达60米/秒（2006年“桑美”超强台风），全年大于8级大风日为44.7天。降水主要集中在每年的4－9月，多年平均降雨量1382.6㎜，最大连续降雨天数为23天，降雨量达354.8㎜；枯水期为11月至次年1月，最大连续无雨天数为48天。蒸发强烈期为7－9月份，多年平均蒸发量为1112.8㎜.年蒸发量800－1200㎜，相对温度80－82﹪。
2.钢便桥方案及荷载验算
2.1 平面布置形式
结合桥梁的平面布置形式和工程现场的地形、地貌，以保证避免破坏江河环保为前提条件，考虑到现浇段桥梁施工工期较长，施工内容复杂的特点，本项目的钢便桥考虑采用沿路线纵向在桥位中间搭设纵向通道，在每墩左右位置横向搭设操作平台，并通过横向码头式便桥与纵向通道相连接的方式。
具体平面布置形式见“附图1”
根据结构计算的钢管桩入土深度和受力要求，钢便桥搭设采用25T吊车，搭配激振力75KN的振动锤（重约3t）插打钢管桩。钢便桥从新河浃大桥6﹟墩位置开始搭设。总长108米，宽4.5米。
2.2 结构形式确定
为了保证便桥施工的安全和进度，特别考虑拆除便桥时的施工安全，钢便桥按照 汽－20进行荷载验算。便桥结构根据计算确定，便桥中心线与桥轴线保持平行。便桥横向打设4根φ325mm钢管桩，钢管横向间距1.25m+1.5m+1.25m；上铺二根I30a “工”字钢作为横梁；纵向间距以3.0m为一跨，部分段采用3.5m为一跨，钢管横向、纵向均设置剪力撑；横梁上纵向铺4根I22a “工”字钢作为纵梁；纵梁上面以间距25cm横铺I16工字钢，I16工字钢上用8mm钢板作为桥面板。
为简便计算方法，桥梁自重荷载按均布荷载考虑，车辆荷载按集中荷载考虑。以单片工字钢受力情况分析确定q值。
⑴ q值确定
由资料查得I30a工字钢每米重48.1kg，I22a工字钢每米重30.7kg，I16工字钢每米重20.5kg，再加上钢板重量，单片工字钢自重按2KN/m计算，及q=2KN/m。
⑵ 桥面板计算
根据施工需要，并通过调查（25T吊车自重约26t，振动锤自重约3t），便桥承载力验算应按照最大要求能通过后轮重30吨的大型车辆计算，即单侧车轮压力为300KN。
取单片I22a工字钢为研究对象
当活载移动到如“图1”的位置时产生最不利荷载。
图1
①、通过力法求得支座反力：
RA =73.2KN；
RB=244.9KN；
RC=270.3KN；
RD=19.2KN；
Mmax=85.7KN•m；
作弯矩图如“图2”：

图2
I22a的截面系数W=309cm3，

（为I22a工字钢净截面弹性抵抗矩，查表得到为309cm3）
⑶纵梁计算：
由“图1”可得C位置的工字钢（I22a）受力最大，因此，取C位置作为研究对象，

图3

①、 集中荷载的弯矩
当以汽-20荷载行驶至“图3”位置时，产生最不利荷载。集中荷载产生的弯矩如“图4”所示：

图4
通过力法求得弯矩MPmax=33.08KN•m
②、均布荷载的弯矩
桥面板自重=20.513kg/m×4.5m×（3.5÷0.25）×10N/kg÷1000N/KN+62.8kg/m2×3.5m×4.5m×10N/kg÷1000N/KN =22.81KN
施工荷载=2.5KN/m2×3.5m×4.5m=39.38KN
全桥共设有4排I22a纵梁，
则均布荷载q=（22.81+39.38）KN/4/3.5m=4.44KN/m
MQmax=1/8×4.44×3.52=6.8KN•m
I30a的截面系数W=597cm3，
σ= Mmax /W=（33.08 KN•m +10.96 KN•m）×103/（597×10-6）=73.77Mpa＜[σ]=210MPa
纵梁由4根I22a组成符合要求。
⑷、钢管受力计算
①、单桩承载力计算
桥面板自重=20.513kg/m×4.5m×（3.5÷0.25）×10N/kg÷1000N/KN +62.8 kg/m2×3.5m×4.5m×10N/kg÷1000N/KN =22.81KN
I22a纵梁自重=30.7 kg/m×3.5m×4×10N/kg÷1000N/KN =4.3KN
2I30a横梁自重=48.1 kg/m×4.5m×2×10N/kg÷1000N/KN =4.33KN
施工荷载=2.5KN/m2×4.5m×3.5m=39.38KN
自重作用4根管桩上，每根管桩的受力
P1=（22.81KN+4.3KN+4.33KN+39.38KN）÷4=17.71KN
活载汽-20作用下，管桩的最大受力：P2=270.3KN
单根管桩最大受力：Pmax=270.3KN+17.71KN=288.01KN 
根据《工程地质勘察报告》的钻探资料可知
改便桥段，淤泥：2～4m 含粘性碎石土：6～8.5m 常水位：2.92m
钢管桩高度取常水位以上2m
则取最不利断面，即淤泥：4m， 极限摩阻力取9.6KPa，
含粘性碎石土：h， 极限摩阻力取110KPa，
水位：2.92m
单桩最大承载力288.01 KN
桩尖极限承载力3500～6000Kpa，取3500Kpa。
则则88.01 [P]= U∑liτi+AσR≥288.01
即3.14×0.325m×（9.6 KPa×4m+110 KPa×h）+3500 KPa×π（0.3252-0.312）/4≥Pmax＝288.01KN
计算可得：h≥1.984m
故管桩至少打入含粘性碎石土2m，即可符合承载力要求。

3.机械设备配置
表1 机械设备配置表
名称
规格型号
单位
数量

电焊机
BX!-400-B
台
4

汽车吊车
QUY25
辆
1

振动锤

台
1

倒链
2T
个
5

钢丝绳
21.5
M
120

测量仪器

套
1

切割机
J3G-SW-400
台
1

螺纹丝机
Z1T-M33
台
1

氧气焊

套
4

4.人员配置
人员如下表所示，
表2 人员配置表
工种
数量
职能
备注
管理、技术人员
4名
现场指挥,调度,技术

起吊工
3名
各种钢管,钢材的起吊、绑扎、调整

电焊工
4名
各种管,钢焊接

钢筋工
2名
钢筋下料加工安装

机械司机
5名
吊车,装载机,运输车

普工
10名
配合便桥各项施工

5.工期要求
工程计划在2013年5月8日开工，计划2013年7月30日结束。
6.施工组织
6.1各种材料的准备
钢管桩及相应的槽钢、钢板加工
1、进场的钢管为9m长，单根长度不够的钢管桩根据需要采用坡口焊接，近河边为淤泥层夹砂卵层，为了增大桩端的持力，采用平面封底；为越过这段泥砂卵石层，改做锥形尖桩用来推挤砂卵层，钢管桩从桩顶以下1.5米处左右对称设φ16的吊环，用于起吊和就位。
2、桩顶横梁采用工字钢工30a，长度为4.5米。
3、桩长按嵌岩沉桩进行桩长估算，在局部冲刷处按局部冲刷进行检算，施工时按照试桩试验参数进行施工。
4、其余材料根据设计图纸需要及相应的焊接、制作规范加工拼装。
6.2钢管桩、纵横梁及桥面施工
便桥所用的纵梁为4根工22a，一跨为一个循环段。
1．第一排钢管桩施工
①钢管桩定位
采用两根钢轨作为悬挑施工操作平台的梁，钢轨后端用倒链固定在固结点，前端焊接一块防护钢板，防止操作平台由于各种原因滑下钢轨造成安全事故。悬挂上操作平台后，测量班用全站仪放线定位后，根据放线位置移动操作平台到桩位，用U形卡固结操作平台于两根悬挑钢轨上，重新放样定位，然后采用两线交叉定点的方法在操作平台桩空档处定好桩位。
为了使钢管桩穿过泥沙层，桩头采用同等材料做成60度的锥形桩尖，焊接密实饱满，在距桩顶以下1.5米处对称焊接两个挂钩，根据吊车停放位置，拖钢管桩到合适位置，人工用倒链勾住钢管桩两个挂钩，倒链的另外一端钩在震动锤对应的位置上，汽车吊慢慢起吊钢管桩，人工根据起吊的情况拉松倒链，保持两边平衡拉至吊车振动锤管卡处，用管卡卡住钢管桩，移动汽车吊吊臂至测量定出的桩位处，振动锤振动使钢管桩下沉持力层，至钢丝绳起吊吨位小于3吨以下。如钢管桩顶面低于设计标高，则接桩；反之则截桩。
A．接桩
在所需接桩的钢管桩上口，起吊另一根钢管桩至所需接桩的钢管桩，使两根钢管桩管口相对，然后人工焊接，接口一周满焊，在外侧采用帮焊加固，然后继续振动使钢管下沉直到设计标高（如接桩后不够长度继续接桩）。
B．截桩
在钢管桩上以四点法标出设计标高线，然后用气割将设计标高线以上的钢管桩割去。
①通过接桩或截桩使钢管桩顶面达到设计标高后，在钢管桩顶面焊接10mm厚1000*1000mm钢板，钢板中心和钢管桩中心相对应。焊接采用连续跳焊，焊缝饱满。
②桩顶横梁安装
横梁采用两根30a工字钢，事前在钢筋加工场地焊好。
履带吊车吊移横梁至钢管桩顶面钢板上，人工配合平移至设计位置。每块钢板顶面分别与横梁焊接两道15cm焊缝。
③横向连接角钢、平面剪力支撑安装
根据桩的入河床深度及河床底层地质情况确定是否连接桩与桩之间竖向平面内的交叉连接。
2．第一跨纵横梁及桥面施工
第一排钢管桩施工完毕后，钢管横向间距1.25m+1.5m+1.25m；上铺二根I30a “工”字钢作为横梁；纵向间距以3.0m为一跨，部分段采用3.5m为一跨，钢管横向、纵向均设置剪力撑；横梁上纵向铺4根I22a “工”字钢作为纵梁；纵梁上面以间距25cm横铺I16工字钢，I16工字钢上用8mm钢板作为桥面板。
3．第二排钢管桩施工
汽车吊车行进至钢板上，开始施工第二排钢管桩。
依次循环直至施工完成。
6.3护栏安装
以1.2米高、壁厚3 mm、Ø42mm钢管作为护栏的竖撑，钢管底焊接小钢板，钢板四角钻孔用螺丝与桥面枕木连接形成护栏的生根点，采用40*４mm角钢作为纵向支撑，φ16圆钢焊接在钢管上作为护栏的纵向连接隔离，完