長沙市福元路湘江大橋工程鋼棧橋施工方案長沙市福元路湘江大橋工程設計施工總承包項目部二O一O年八月長沙市福元路湘江大橋工程鋼棧橋施工方案編制：復核：審核：審批：目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1、工程概況 11.1概述 11.2水文 11.3地質 22、棧橋設計 22.1設計荷載 32.2棧橋結構 33、總體施工部署 73.1總體施工流程 73.2主要施工設備 73.3人員組織安排 83.4主要材料計劃 93.5進度計劃 94、主要施工方法 94.1橋臺施工 94.2鋼管樁施工 94.3平聯及斜撐安裝 114.4主橫梁安裝 114.5貝雷梁安裝 124.6分配梁及橋面板安裝 124.7附屬設施安裝 125、質量、安全及環保措施 135.1質量保證措施 135.2安全保證措施 135.3文明施工與環保措施 14福元路湘江大橋鋼棧橋施工方案1、工程概況1.1概述福元路湘江大橋位于銀盆嶺大橋、三汊磯大橋居中偏南位置，距上游銀盆嶺大橋約2.9km左右，距下游三汊磯大橋約2.7km左右。福元路湘江大橋連接河西（濱江新城）和河東（新世紀片區）兩處區域，具體地理位置詳見圖1-1。大橋西起銀杉路，東至芙蓉北路，工程線路全長3539m，其中跨越湘江部分約為1435圖1-1福元路湘江大橋地理位置圖1.2水文湘江是長江七大支流之一，河水動態為單汛周期類型，最大洪水發生在4~8月，且主要集中在4月下旬至6月（占全年最大洪水發生總次數的86%），10月至第二年2月為枯水期。最高洪水位為1998年的39.18m（吳淞高程），最低水位為2009年10月的24.93m（吳淞高程），多年平均水位29.48m，最大變化幅度14.03m湘江水流平均流速0.12～1.26m/s。最大流量20800m3/s（1994年6月28日），最小流量102m3/s（2009年10月28日），多年平均流量為2473m1.3地質根據地表出露和鉆探揭露：橋位地層主要由第四系人工堆積物、河流沖積物（粉砂、粉質粘土、細砂、圓礫）和殘積粉質粘土組成。下伏基巖為元古界冷家溪群板巖，按鉆探揭露順序，自上而下詳述于表1-1。表1-1巖土工程特性及分布表土層及編號層頂標高（m）層底標高（m）層厚（m）巖土特征描述①人工填土24.51～25.1921.71～22.592.60～2.80褐黃色、褐灰色，濕，松散，可塑狀粘性土為主，高壓縮性，局部夾風化巖及建筑垃圾，軟硬不均，工程性狀差，堆填時間較短。僅見于東西堤岸②粉質粘土21.71～27.5618.16～21.580.40～7.80褐灰、灰黑色，軟-可塑狀，底部含粉細砂及云母片。③粉土褐灰夾灰綠色，濕，稍密狀。含粉細砂，底部夾礫石，見于兩岸。④中細砂18.43～22.0916.76～20.680.30～3.60褐黃，飽和，松散-稍密狀，混礫石，含云母，粘土充填。⑤圓礫17.48～21.3116.83～19.220.30～3.00褐黃色，飽和，稍密。含量60%以上，含量60％～70％，粒徑0.5～2cm，成分為硅質巖、脈石英、砂巖、石英砂巖，磨圓度較好，混卵石，中粗砂充填。⑧粉質粘土18.9618.160.80褐黃、褐灰色、硬塑狀為主，局部為堅硬狀，原巖結構可辨，局部含黑色鐵錳質氧化物。11強風化板巖16.76～18.7911.99～17.690.60～5.40褐黃色、灰綠色，極軟巖，節理裂隙發育，并為鐵錳質氧化物浸染，巖芯呈碎裂狀、碎塊狀，用手折可斷。12中風化板巖11.99～20.68-9.91～19.381.30～23.10青灰色、灰綠色、軟巖，巖芯呈塊狀、碎塊狀，少許短柱狀，節理裂隙較發育，充填黑色鐵錳質氧化物。13微風化板巖-17.60～19.38-23.43～2.512.00～36.90青灰色，為較硬巖，巖芯呈長、短柱狀、塊狀，錘擊聲脆，節理稍發育，局部為石英脈充填、夾中風化板巖13層-1，厚度1.80～7.50m不等，性質同12層2、棧橋設計本工程主橋墩PM19～PM22和引橋墩PM18、PM23～PM28共11個橋墩位于水中，由于湘江年內水位變幅達14m，枯水期橋墩處的最小水深僅1.0～1.5m左右，船舶難以進入橋位區施工。為減少枯水期水深條件對施工的影響，變水上施工為陸上施工，采用搭設鋼棧橋作為各種材料、機具、人員等的運輸通道。2.1設計荷載⑴流動荷載：混凝土罐車（罐車自重按15t計，混凝土方量按8m3計）、運輸車輛按汽車20t級考慮、70⑵棧橋橋面堆載：20kN/m2；⑶施工、人群荷載：5kN/m2；⑷設計流速：最大流速1.26m/s，最小流速0.12m/s。2.2棧橋結構2.2.1棧橋總體布置棧橋橋面標高為+33.0m，為滿足施工車輛行走和錯車的要求，棧橋寬度為7m，支棧橋寬6m。河西岸棧橋起點位于PM17墩江側約29m，沿橋軸線上游31.5m搭設至PM20墩，全長約372m；河東岸棧橋起點位于PM29墩江側36m，沿橋軸線上游14m搭設至PM21墩，全長約768m。預留PM20~PM21墩一跨主孔210m作為施工期間的船舶通航孔。主墩（PM19~PM22）在承臺兩側分別設置2.2.2棧橋主要由支撐鋼管樁、平聯及斜撐、上部主、縱梁系、橋面板以及其附屬設施組成。具體詳見圖2-3、圖2-4。⑴橋臺鋼棧橋與陸上施工便道通過橋臺連接，橋臺采用重力式結構，用C20混凝土澆筑而成。如圖2-5所示。圖2-5棧橋橋臺結構圖圖2-1河西岸棧橋平面布置圖圖2-2河東岸棧橋平面布置圖圖2-3主棧橋橫斷面圖圖2-4支棧橋橫斷面圖⑵鋼管樁棧橋鋼管樁為Φ720×8和Φ630×8兩種型號，均為直樁，棧橋鋼管樁排架間距有12m、9m和3m三種，其中3m為穩固墩排架間距，每隔5跨設置一個穩固墩，穩固墩采用Φ630×8鋼管樁。⑶平聯及斜撐每排兩根支撐鋼管樁之間用Φ426×6鋼管作平聯，標高約為+26.0m（視水位而定），為保證棧橋穩定性，在平聯與主橫梁2I56a之間設置2[2⑷上部結構棧橋上部結構由主橫梁、主縱梁、橫向分配梁、縱向分配梁及面板組成。主橫梁采用雙拼I56型鋼，長7.0m；主橫梁上鋪設三組單層雙排貝雷梁作為主縱梁，貝雷梁中心距2.75m，貝雷梁片與片設置貝雷花架，組與組間設置[8斜撐；貝雷梁上鋪設I25a作橫向分配梁，I25a間距75cm，與貝雷梁節點對應；在橫向分配梁上設[28b（槽口向下）作縱向分配梁，同時兼做橋面面板。棧橋約48m設一道1cm3、總體施工部署3.1總體施工流程棧橋施工采用履帶吊、振動錘分別從東、西兩岸向江中逐跨沉樁和架設。由于主墩PM19~PM22和引橋墩PM23~PM28基礎施工時，需先行進行水下清表和巖層爆破開挖，考慮到對棧橋施工的影響，前期只搭設至PM18墩和PM28墩，其余待各墩水下開挖完成后再建。棧橋施工工藝流程見圖3-1。3.2主要施工設備表3-1主要設備配備序號名稱型號單位數量1履帶吊QUY-50臺22振動錘DZJ-120臺23汽車吊25t、30t臺24平板運輸車臺25電焊機臺106交通船艘27全站儀臺18水準儀臺2施工準備及測量施工準備及測量履帶吊起吊振動錘和鋼管樁鋼管樁加工鋼管樁就位振動沉樁測量控制樁間平聯、斜撐安裝主橫梁2I56a安裝主縱梁（貝雷梁）安裝貝雷梁間斜撐、拉桿安裝樁頭處理橫向分配梁I25a安裝縱向分配梁及橋面板[28a安裝安裝欄桿、防滑條、照明等附屬設施安裝安裝履帶吊前移圖3-1棧橋施工工藝流程圖3.3人員組織安排表3-2主要人員配備序號工種人數備注1技術主管1技術管理及技術總結2技術員2現場技術管理及資料收集3工長2施工組織安排及資源調配4安全員2現場安全施工檢查5測量員4測量放樣6起重工2起重吊裝作業指揮7電焊工10鋼結構加工8電工2電氣操作、線路檢查維護9普工3010司操人員10合計653.4主要材料計劃表3-3主要材料計劃表序號材料名稱單位數量1Φ720×8鋼管樁t6502Φ630×8鋼管樁t483Φ426×6鋼管樁t1234I56at2305I25at5916貝雷梁榀35007貝雷梁連接片件17508[25at1009[28bt130010[8t191110mm鋼板t133.5進度計劃鋼棧橋施工計劃于2010年8月31日開始，受主墩水下開挖、爆破的影響，預計于2010年10月31日4、主要施工方法4.1橋臺施工先用反鏟開挖橋臺區域，人工清基后，立模澆筑混凝土。4.2鋼管樁施工4.2.1鋼管樁加工鋼管樁為Φ720×8和Φ630×8兩種型號，鋼管樁在鋼結構加工場按設計長度拼接成型，平板車運至現場。鋼管樁采用兩點吊，每節樁頂部設置兩個對稱吊點，吊點直接在鋼管樁頂處割孔。鋼管樁在運至打樁現場前，預先在樁上用油漆作出刻度標示，便于打樁時觀測其貫入度。4.2.2鋼管樁下沉鋼管樁采用QUY-50履帶吊配合DZJ－120型振動錘振動下沉，振動錘主要性能參數見表4-1。表4-1DZJ-120型振動錘主要技術參數項目單位參數電機功率KW120靜偏心力矩N.m724激振力KN0-830轉速R/min0-1000空載振幅mm0-7.45允許拔樁力KN392整機重量（單夾具）噸7.5對于陸上沉樁，履帶吊主鉤起吊振動錘，副鉤與鋼管樁頂連接，緩慢將樁豎直，插入事先在樁位處開挖好的導坑內，下放振動錘使夾具夾住管頂；對于水上沉樁，將鋼管樁立起后臨時固定在已搭設好的棧橋上，再起吊振動錘夾樁。履帶吊起吊連接振動錘的鋼管樁，經測量定位后緩慢下放，鋼管樁在自重下入土穩定，偏位滿足要求后低檔振動下沉，待鋼管樁入土一定深度后高檔振動下沉至設計標高位置。鋼管樁下沉到位后，安裝上部鋼結構，形成通道，前移施沉下一排鋼管樁，按此方法推進，直至棧橋施工完畢。鋼管樁下沉示意見圖4-1。圖4-1鋼管樁下沉示意圖鋼管樁下沉控制采取標高與貫入度雙控，貫入度控制為主，以保證單樁承載力。打樁時，技術人員進行實時觀測，記錄鋼管樁的入土深度及貫入度，做好相應的施工記錄。4.3平聯及斜撐安裝每排鋼管樁施打完畢后，進行平聯安裝。測量人員根據設計標高測放平聯安裝標高，平聯材料根據現場鋼管樁之間的實際間距在后場下料加工（下料長度比實際間距小10cm，通過哈佛接頭來調節長度），將平聯的一端按照相貫線放樣切割。在前場安裝時，首先將加工了相貫線的一端與鋼管樁連接并點焊，另一端通過哈佛接頭與鋼管樁連接，然后實施圍焊焊接。平聯安裝完后，安裝并焊接2[25a剪刀撐，以增強棧橋的穩定性。平聯安裝示意見圖4-2。圖4-2平聯安裝示意圖4.4主橫梁安裝鋼管樁下沉到位后，割除樁頂至設計標高并開設槽口，將拼裝成整體的主橫梁2I56a吊裝嵌入槽口內，鋼管樁下槽口一定要割平，以保證主橫梁擱置平穩，在槽口兩側和下部焊接加勁板將主橫梁與鋼管樁焊接固定。主橫梁與鋼管樁連接構造見圖4-3。圖4-3主橫梁與鋼管樁連接構造4.5貝雷梁安裝將貝雷梁按排架間距在后場拼成單層雙排組合，并用貝雷花架連接好，平板車運至安裝現場。在主橫梁上測放出安裝位置線，用50t履帶吊吊裝貝雷桁架梁就位，偏差不大于5cm。橫斷面上共設三組貝雷桁架梁，組與組之間用[8作斜撐和拉桿，將貝雷梁連成整體。貝雷梁下弦桿通過門式卡固定在主橫梁上，上弦桿用騎馬螺栓和橫向分配梁I25a連接，構件大樣如圖4-4。門式卡騎馬螺栓圖4-4門式卡與騎馬螺栓構造圖4.6分配梁及橋面板安裝橫向分配梁采用I25a，間距75cm，橫橋方向鋪設在貝雷桁架梁上，與貝雷梁通過騎馬螺栓連接。縱向分配梁采用[28a槽口朝下、順橋向鋪設在橫向分配梁I25a上并點焊固定，中心距30cm，縱向分配梁同時兼做橋面板用。為加快施工進度，可按照縱向分配梁的標準長度，將[28a與橫向分配梁I25a在后場拼接成型，運至安裝現場整體吊裝就位。橋面上采用Φ10圓鋼焊接作防滑條。4.7附屬設施安裝棧橋兩邊均設置防護欄桿，欄桿高1.0m，采用Φ48×3mm鋼管焊接，立柱間距1.5m，焊接在棧橋橫向分配梁上，欄桿統一用紅白油漆涂刷，交替布置，達到醒目、美觀。為保證施工棧橋的安全性，防止夜間外來船舶撞擊棧橋，以及施工船舶的航行安全性，在棧橋兩側設置警示燈，間距為10m，警示燈的安裝高度需要高出棧橋頂標高2m。同時為保證棧橋在夜間正常運行，棧橋兩側間隔30m交叉布置照明路燈。5、質量、安全及環保措施5.1質量保證措施⑴對棧橋結構進行專門設計，充分考慮棧橋施工及使用期間的最不利因素，確保棧橋的承載力和穩定性。⑵開工前進行詳細技術交底和安全交底，使作業人員做到心中有數，以杜絕安全事故的發生。⑶嚴格按照設計要求、鋼結構施工規范施工。鋼管樁沉樁偏位控制在設計范圍內，以保證結構受力可靠，以及避免與工程樁位、承臺沖突，棧橋施工每跨的各種構件安裝可靠后，才能上重載。⑷在各墩位區域施工時嚴禁遺落鐵件，避免影響后續護筒下沉和鉆孔作業。⑸按照規范和設計要求作業，服從現場監理的指令，積極主動配合搞好檢查驗收工作。⑹實行崗位責任制，技術、質檢人員對各工序、各工種實行檢查監督管理，行使質量否決權。⑺加強設備的維修與保養，確保各機械設備的完好。⑻認真填寫施工日志及各工序施工原始記錄，作好交接班交底工作。5.2安全保證措施⑴現場配備兩名專職安全員負責安全工作，同時要求現場施工人員必須戴安全帽、穿救生衣。⑵作業人員上崗前進行安全培訓，特殊工種必須持證上崗。⑶施工現場懸掛安全標志、配備安全網、救生設備等，嚴禁違章指揮、違章操作和酒后作業。配合海事、航道部門一起做好航道維護和航標設置工作。⑷棧橋為臨時輔助結構，現場需設置防撞措施。防撞措施主要包括兩方面，一方面防自有施工船舶撞擊，主要從制度、警示牌、教育培訓等管理手段方面進行預防；另一方面在施工期間設置航標和警示燈，并在航道區域設置值班員（兼職航道維護員），引導過往船只通行。⑸嚴格限制通行車輛的荷載和車速（不得大于5km/h），并在兩側橋頭顯著位置設置限載和限速警示牌，在橋頭設置值班崗亭，維護棧橋的正常運行。⑹定期對棧橋各結構及連接點進行檢查，對發現的問題及時進行維護，在棧橋上設置沉降觀測點，定期觀測棧橋的沉降變形情況。⑺夜間施工要有足夠的照明，在保證安全的前提下施工。⑻各種設備必須由專門的操作人員操作，嚴格遵從操作規程，需要的各種