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宣宁高速公路路基工程建设项目

编制单位：辽宁省路桥建设一公司03标项目部

JT／T925.3-2018 公路工程土工合成材料 土工格栅 第3部分：纤塑格栅.pdf编制日期：二零一零年四月一日

二、钢便桥使用过程中安全控制方案

三、钢便桥在雨季及台风期施工的安全控制方案

附件：宣城市地方海事局回函资料

施工图设计文件

水阳江2号大桥上部结构形式为22×30米预应力混凝土先简支后连续小箱梁，设计角度900，桥梁全长671.04米。桥跨范围内有两个主航道，分别为第三孔（2#～3#墩）、第七孔（6#～7#墩），2#～3#墩附近河床顶标高27.54米；6#～7#墩附近河床顶标高25.71米（2010年4月21日实测），便桥拟定桥面标高34.02米，钢桥底标高32.00米，按目前情况基本保证桥下净高为4.50米，即使偶遇水位上涨，也能保证2.0米的净空（大船只是采砂船）。便桥建成后，将为河岸上宁国方向的14孔桥梁以及路基土石方的施工提供便利。

施工便桥主梁采用2组双排单层B型贝雷架钢梁，贝雷架高度为1.5m，单片长度为3m，锚栓连接。护栏采用∟75×5mm角钢焊制，护栏高度1.2m，立柱间距1.8m。

二、工程地质与水文地质条件

根据工程地质勘察报告，桥位处地质从上之下分别为粉质土、卵石土、中风化灰岩。便桥基础坐落在卵石土中。

本项目沿线水系属于长江支流水阳江水系，水阳江发源于皖南黄山山脉北麓，汇水面积3410km2,多年平均水位为8.64m（宣城站），最低水位为7.84m，最高水位为15.99m；多年平均径流量为76.71m3/s，最大径流量为489m3/s,最小径流量为1.57m3/s，最大洪峰流量为7640m3/s（）；多年平均含沙量为0.19kg/m3，多年平均输沙量为50.3万t/a。

1、现场地质调查、踏勘情况。

2、有关设计、施工、安全规范或规定：

3、《中华人民共和国安全生产法》；

4、《建设工程安全生产管理条例》；

5、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46－2005；

6、《公路、水运安全生产监督管理办法》；

7、《宣宁高速公路项目安全生产管理实施细则》等。

钢管桩设计入土深度为5米（从河床以下算起），考虑到江水冲刷及结构的安全性，主河道区域入土深度不宜小于6米。钢管桩顶面切割整平后焊接□0.35×0.35m钢板，钢板厚度10mm，并在钢管桩顶端沿桥纵向焊接牛腿，在钢管桩顶面铺设单根H45型钢。并在上横向铺设2H45型钢横梁，作为贝雷架的支撑点。

施工便桥主梁采用2组双排单层B型贝雷架钢梁，贝雷架高度为1.5m，单片长度为3m，锚栓连接。护栏采用∟75×5mm角钢焊制，护栏高度1.2m，立柱间距1.8m。

图纸提供的最高通航水位为30.82m，百年一遇设计水位为33.03m，五十年一遇设计水位为32.41m，测时水位为28.23m。4月21日实测水位为28.96m，水深5米左右，考虑汛期水位上涨，水深按7米考虑。

为达到上述目的，需要选择一个合适的钢便桥设计底标高，既能保证便桥的稳定性，又能保证基本的行洪能力，同时又要防止水中漂流物的撞击。钢便桥桥面标高为34.02m，设计底标高为32.00m。

2、《公路工程技术标准》JTG B01－2003

1、《钢结构设计手册》第三版

2、《路桥施工计算手册》

3、《建筑结构静力计算手册》2004版

设计荷载：9方混凝土罐车；考虑本栈桥桥位实际地理条件，其施工工艺利用50T履带吊车采用“钓鱼法”施工，50T履带吊自重50T+吊重15T，考虑车辆自重及1.3的车辆冲击系数，栈桥设计中选择85吨履带吊车荷载进行贝雷梁及承重梁的验算；

图2、罐车横向及纵向布置图（×）

图3、50T履带吊主要技术指标

（1）钢便桥面板：【20a槽钢，单位重22.63kg/m，则0.226kN/m。

（2）桥面分配梁采用H45型钢（450×200×9×14mm），单位重73.77kg/m，则0.72kN/m，间距1.00m 。

（3）纵向主梁：321型贝雷梁，6.66 KN/m。

（4）横向贝雷支撑梁采用2H45型钢，单位重1.44kN/m。

（5）桩顶纵向分配梁采用单根H45型钢。

仅对桥面板【20a槽钢进行计算。

单边车轮作用在跨中时，【20a槽钢弯矩最大，轮压力为简化计算可作为集中力。荷载分析：

1）自重均布荷载：0.226kN/m

2）施工及人群荷载：不考虑与汽车同时作用

3）汽车轮压：车轮接地尺寸为0.5m×0.2m, 最大轴重为300kN，每轴4组车轮，则单组车轮荷载为75kN，每组车轮压在2根【20a槽钢上，则单根【20a槽钢承受的荷载按照集中力计算，转换成线性荷载为75 kN÷0.2/2=187.5 kN/m；则单边车轮布置在跨中时弯距最大计算模型如下：

图5、弯矩图(Mmax=6.12kN.m)

履带荷载属均布荷载，85t分布作用在长的区域，对桥面工字钢的作用比轮式荷载小，不予计算。

选用【20a槽钢，则 Wx=178cm3 ；σ=M/W=ql2/8=(187.5+0.226) l2/8

σ=M/W=187.7l2/8 ÷178＜[σ] =188.5 Mpa；

（根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第条有：对于临时结构有1.3 [σ]＝145×1.3＝188.5Mpa）

求得H45型钢中心间距为

L＜(188.5×8×178/187.7) 1/2=1.20m，满足强度要求。

为方便施工，取其间距为1.00米。

fmax= 5ql4/384EI=5×187.7×1/(384×2.1×105×1780.4)

=0.65mm＜L/400=2.5mm，满足刚度要求。

6.2 H45横向分配梁内力计算

单边车轮作用在跨中时，横向分配梁的弯矩最大，轮压力为简化计算可作为集中力。

1）自重均布荷载：0.226kN/m×1.0m/0.2m+0.72kN/m＝1.85kN/m

2）施工及人群荷载：不考虑与汽车同时作用

3）汽车轮压：当后车轮布置在跨中时弯矩最大，计算模型如下：

图7、弯矩、剪力图(Mmax=40.61kN.m ，Qmax＝152.33kN)

85t履带轮压：履带吊接地长度为4.5m，H45型钢布置间距为1.0m，则履带吊同时作用在4根H45型钢上，单根H45型钢的履带轮压为850÷4＝212.50 kN小于罐车单轴300 kN同时作用在单根H45型钢上，不予计算。

选用H45型钢，设贝雷组净间距为2.0m：

则 A= 93.98cm2 , W=1433.73cm3，I/S=39.8cm(I=32258.94 cm4，S=810.74 cm3)，b=0.90cm

M= ql2/8=(187.5+1.85) ×2.02/8=94.68 kN·m

Q = ql/2=(187.5+1.85) ×2.0/2=189.35 kN

σ=M/W=94.68/1433.73=66.04MPa<188.5 Mpa

τ=QS/Ib=189.35/39.8/0.90=52.86Mpa<[τ]=85×1.3=110Mpa

fmax = 5ql4/384EI=5×189.35×2.04/(384×2.1×105×32258.94)

=0.58mm＜L/400=5mm，满足刚度要求。

结构刚度与强度均满足要求。

6.3贝雷梁内力计算

以连续梁进行荷载分析：

1）自重均布荷载：q1 =0.226kN/m×21+0.72 kN/m×4.5+6.66=14.65kN/m；

仍按q1 =0.305kN/m×29+1.98/0.75+6.66=18.15kN/m计算，有利于结构安全。

2）施工及人群荷载:不考虑与车辆同时作用；

3）利用SAP2000建立受力模型如下：

a.罐车后轴布置在跨中:

图9、弯矩、剪力图(Mmax=1562.36kN.m, Qmax=604.58kN)

图10、节点反力图(Nmax=821.92kN)

b. 罐车后轮布置在跨端:

图12、弯矩、剪力图(Mmax=720.95kN.m, Qmax=710.28kN)

图13、节点反力图(Nmax=710.28kN)

单跨贝雷梁受力最不利的情况为50T履带吊车行驶到跨中位置作业，贝雷梁承受最大弯矩，50T履带吊车作业荷载85T×10/=180.8 kN/m。据此，利用SAP2000建立受力模型如下：

图15、(Mmax=1865.54kN.m,Qmax=561.98kN)

图16、(Nmax=788.15kN)

由以上两种作用荷载分析：Mmax=1865.54kN.m，Qmax=710.28kN

纵向主梁选用2组双排单层贝雷架，则

贝雷梁容许弯矩[M]=1576.4×2=3375kN.m，

容许剪力[Q]=490.5×2＝981kN，

截面特性：[I]=5×105 ×4=20×4。

Mmax= Mmax2=1865.54kN.m<[M]= 3375kN.m

Qmax= Qmax1=710.28kN<[Q] ＝981kN

fmax= 5ql4/384EI=5×187.46×120004/(384×2.1×105×20×105)

=12.05mm＜L/400=30mm，满足刚度要求。

对于下横梁受力最不利工况为：（1）罐车的边侧行驶到桩顶时；（2）履带吊在栈桥上吊装重物时。由于栈桥剪力决定了履带吊吊装重物只能处于栈桥中心位置；综合对比，工况（1）比工况（2）受力严重，为简化计算，将罐车荷载以集中力的形式对下横梁的内力进行分析。

（1）罐车沿栈桥的边侧行驶到桩顶时

1）自重均布荷载： q1 =18.15×12/6+1.35=37.65kN/m

2）施工及人群荷载: 不考虑与履带吊同时作用。

3）轮压：Q1=Q2＝350 kN。

第一步：利用SAP2000建模，当行驶到墩顶时，求解贝雷梁支点反力。（偏载时图中只显示了4片贝雷梁）

R1 R2 R3 R4

R1 R2 R3 R4

图18、支点反力(Rmax=460.19kN)

根据上面的分析结果，模拟贝雷加载分析横梁内力。

模拟贝雷加载分析2H45型钢内力

图20、弯矩、剪力图(Mmax=131.24kN.m，Qmax=462.16kN)

图21、支点反力(Rmax=687.83kN)

根据上面的计算分析，取Mmax=131.24kN·m，Qmax=474.49kN进行下横梁的截面设计。

Wx= Mmax/[σ]=131.24kN·m /140 Mpa=3

A= Qmax/[τ]=474.49kN/85 Mpa=2

选用2H45, W=2×1433cm3=2866 cm3,A=2×93.98=187.96cm2,

I/S=39.8，b=2.00×2＝4.00cm。

σ=M/W=131.24 kN·m /2866 cm3=45.8MPa<1.3[σ]

从应力计算结果非常小可看出，挠度肯定满足要求，可不作计算。

八、桩顶纵向分配梁计算

由于钢管桩纵向间距为1.50m，因此确定计算跨径为1.50m。

将罐车荷载以集中力的形式对桩顶纵向分配梁的内力进行分析。

罐车沿栈桥的边侧行驶到桩顶时

1）自重均布荷载： q1 =37.65+2.88=40.53kN/m

2）施工及人群荷载: 不考虑与履带吊同时作用。

3）轮压：Q1=Q2＝350 kN，则

P=350 kN+40.53 kN/m×4.5m/3+1.44 kN/m×2m =413.68 kN

M = PL/4=413.68×1.50/4=155.13 kN·m

Q = P/2=413.68/2=206.84 kN

σ=M/W=155.13/1433.73=108.2MPa<188.5 Mpa

τ=QS/Ib=206.84/39.8/0.90=57.74Mpa<[τ]=85×1.3=110Mpa

纵向分配梁H45型钢挠度

fmax= Pl3/48EI=413.68×1.53/(48×2.1×105×32258.94)

=0.43mm＜L/400=3.75mm，满足刚度要求。

钢管桩最大需承力出现在车辆行驶在桩顶且偏心作用时，根据上述“八、下横梁内力”分析可知，罐车作用时单侧桩顶最大作用力为687.83kN。

Qd—单桩垂直极限承载力设计值（kN）；

—单桩垂直承载力分项系数，取1.45；

U—桩身截面周长 （m），本处为1.02m；

—单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值（kPa）；

—桩身穿过第i层土的长度（m）；

—单桩极限桩端阻力标准值（kPa）；

A— 桩身截面面积，Φ325×7mm钢管桩，A=69.93cm2；

表2、土层摩阻力统计(XZK171)

9.2 钢管桩稳定性计算

单根钢管桩流水压力计算

单根桩流水压力计算：Fw=kAγv2/()

式中：Fw――流水压力标准值（kN）；

k ――形状系数（钢管取0.8）；

A ――阻水面积（m2），计算至一般冲刷线处；

γ――水的重力密度（kN/m3）；

g ――重力加速度（/s2）。

Fw=kAγv2/(2g) ＝0.8×（0.3×11.24）×10×1.532÷2÷9.81＝3.2 kN

W=K1K2K3K4W0（Pa）

式中：W0——基本风压值（Pa），550 Pa；

K1——设计风速频率换算系数，取1.0；

K2——风载体形系数，钢管桩取0.8；

K3——风压高度变化系数，1.08；

K4——地形、地理条件系数，查表——3知，取K4＝1.4；

9.2.2.2纵桥向风压计算

纵桥向风压按横桥向风压的70%计算。

假定钢管桩悬臂固结点在+21.5m处，桩顶标高取+32m，钢管悬臂长度为10.5m。利用SAP2000建立有限元模型：

图25、轴向力图（Nmax=345.19kN）

图26、剪力图（Qmax=6.9KN）

图27、弯矩图（Mmax=24.2KN.m）

Φ325×7mm 钢管桩 Wx=1088.5cm3，A=69.93cm2。

根据上述计算，钢管桩在压弯共同作用下，最大应力为：

σmax=M/Wx+N/A=24.2/1088.5+345.19/69.93=71.59Mpa﹤1.3[σ],满足要求；

经分析计算，栈桥各构件强度和刚度均满足受力要求。

第三章 钢便桥主要施工工艺流程和方法

第一节 施工工艺流程

准备工作→钢管桩施工→钢管桩间平联和剪刀撑、牛腿、桩顶分配梁施工→贝雷梁架设→型钢分配梁的施工→桥面系及附属设施的施工

第二节 施工方法 、施工方案

钢便桥施工采用 “钓鱼法”施工。上部结构采用50T履带吊进行架设。

“钓鱼法”施工青岛海湾大桥钢便桥

4.1.1钢便桥下部结构施工

每根钢便桥钢管桩根据现场测量情况，在现场进行下料或接长。

钢管桩下沉采用悬打法施工，用50T履带吊车放置钢管桩（参见下页图）。履带吊停放在已施工完成的栈桥桥面，吊装钢管桩，测量组确定桩位与桩的垂直度满足要求后，用振动锤卡住钢管开始振击，期间测量人员实时观测桩的垂直度，如有偏差随时纠正，直至达到设计深度。每个墩的钢管桩放置完成后，马上焊接桩间支撑，确保桩的稳定。桩顶铺设好贝雷梁及桥面板后，汽车吊前移，进行下一跨钢管桩。按此方法，循序渐进的施工。

⑶沉桩施工要点及注意事项

a.沉桩开始时，可依靠桩的自重下沉。桩一定要垂直，垂直度不大于1%。

b. 项目部测量人员现场指挥精确定位，避免桩顶横梁安装位置不准确。

⑷钢管桩间剪刀撑、平联、桩顶分配梁施工

钢便桥一个墩位处钢管桩施工完成后，立即进行该墩钢管桩间剪刀撑、平联、牛腿、桩顶分配梁施工。

a.在钢管桩上进行平联、牛腿位置的测量放样。技术员实测桩间平联长度并在后场下料，同步进行牛腿加工、焊接及剪刀撑、桩顶分配梁的加工。

b. 用吊车悬吊平联、剪刀撑，到位后电焊工焊接平联、剪刀撑。现场技术员及时检查焊缝质量，合格后进行纵横分配梁架设。

c. 履带吊悬吊纵梁或横梁到测量放样位置后安装并简易固定，电焊工按测量放样位置焊接牛腿，技术员检查合格后，将纵、横梁焊接在牛腿上。所有焊缝均要满足设计要求。

d. 对于群桩墩，在纵梁上测量放样后，履带吊悬吊横梁并安放至纵梁顶，电焊工将纵梁和横梁焊成一体。技术员检查合格后，一个栈桥墩的下部结构施工即告完成。

4.1.2栈桥上部结构安装

钢便桥上部结构的安装采用汽车吊进行架设。

将拟安装的贝雷梁抬起，放在已装好的贝雷梁后面，并与其成一直线，两人用木棍穿过节点板将贝雷梁前端抬起，下弦销孔对准后，插入销栓，然后再抬起贝雷梁后端，插入上弦销栓并设保险插销。贝雷拼装按组进行，每次拼装一组贝雷（横向两排），每组贝雷长12m，贝雷片间用花架连接好。拼装在后场进行。

由于贝雷梁重量不大（12m跨径2排贝雷梁重约2.5t），吊机有足够的起重量，故单跨2排贝雷梁作为一组同时架设。贝雷梁架设示意图参见下页图，而且我部已经在钢便桥施工中取得了成功的经验，现场施工图片参见下页图。

50t履带吊架设贝雷梁示意

a.在下部结构顶横梁上进行测量放样，定出贝雷架准确位置。

b.将拼装好后的一组贝雷主桁片装车并运至履带吊车后面。

c.贝雷每两片分为一组，汽车吊车首先安装一组贝雷，准确就位后先牢固捆绑在横梁上，然后焊接A、B型限位器，再安装另一组贝雷，同时与安装好的一组贝雷用贝雷片剪刀撑进行连接。依此类推完成整跨贝雷梁的安装。

采用汽车吊进行型钢分配梁的安装，履带吊按1.0m的间距安装H45型钢横梁，并用骑马螺栓固定好。H45型钢横梁的支点必须放在贝雷梁竖弦杆或菱形弦杆的支点位置，以满足受力要求。

单跨钢便桥上部结构安装完成后进行桥面系施工，用汽车吊吊装[20a 的桥面板，单块重约125 kg，桥面板与纵梁采用U型螺栓固定，用于防止因温度变化而引起的桥面翘曲起伏。最后安装防滑钢筋、护栏立杆、护栏扶手和护栏钢筋以及涂刷油漆。

4.1.5钢便桥施工注意事项

⑴钢管桩施工中的注意事项

钢便桥前期施工考虑到各个工种的熟练程度，在完成专业培训的同时，可在施工过程中适当摸索出一套行之有效的方法，随着工人操作的熟练程度，在确保工程质量和安全的前提下可逐步加快施工进度。

所有钢结构的焊接，包括钢管桩的节段焊接、型钢的焊接以及各个连接件的焊接都必须在监理及相关质检人员的监督下进行合格检验，不可麻痹大意。

钢管桩平面位置偏差控制在双排桩80mm，单排桩50mm以内中铁地产住宅工程产品质量标准化手册.pdf，垂直度控制在1%以内,垂直度如果超过1％，则需要在钢管内增设压浆小导管，以保证钢管桩受力不受水平分力影响。

第四章 安全文明生产管理措施

安全生产目标：坚决杜绝重特大安全责任事故，施工人员全年轻伤率不超过3‰。重伤率小于0.5‰。无火灾及重大交通责任事故。一般事故隐患整改率达95％以上。

特殊工种全部持证上岗。施工现场安全合格率100％，优良率50％以上。

安全目标（伤亡事故控制目标，安全达标，文明施工目标）年、月都要控制达标计划，目标分解到人，责任落实，考核到人。

项目安全生产管理组织机构

本项目部在工程施工前按有关要求建立安全施工保证体系HJ 1063-2019标准下载，安全施工保证体系分组织保证、工作保证、制度保证三个方面。影响因素有人为因素、客观因素。保证范围分人身安全保证、结构安全保证、施工安全保证。工程安全施工保证体系见《安全施工保证体系框图》。同时认真地编制安全施工保证计划和各项专项施工组织设计，并严格按保证计划和专项施工组织设计的要求进行管理、实施。