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石长铁路增建第二线工程站前2标

资水特大桥栈桥施工方案

中铁十五局集团石长铁路二线2标第二项目部

二〇一〇年四月三十日

管涵施工方案一、工程概述…………………………………………………………………1

1.工程概况……………………………………………………………………1

2.水文、地质情况……………………………………………………………2

3.栈桥概述……………………………………………………………………3

二、栈桥设计…………………………………………………………………3

1.栈桥设计要求………………………………………………………………4

2.栈桥结构形式………………………………………………………………4

3.栈桥构造……………………………………………………………………4

三、栈桥施工…………………………………………………………………5

1.施工工艺流程图……………………………………………………………5

2.主要施工方法………………………………………………………………6

四、栈桥施工设备、人员配置及时间安排……………………………………10

1.机械设备及人员配置…………………………………………………………………10

2.施工、使用时间安排……………………………………………………10

五、栈桥施工材料用量………………………………………………………10

六、测量控制方案…………………………………………………………11

七、安全保证措施…………………………………………………………12

八、文明施工及环境保护措施……………………………………………13

九、栈桥施工及使用时间的防洪、防汛措施……………………………15

十、栈桥拆除……………………………………………………………16

资水特大桥栈桥施工方案

资水为洞庭湖水系四大河流之一，位于湖南省中部。新修石门至长沙铁路增建第二线重难点及控制性工程之一——资水特大桥坐落于湖南省桃江县境内资水干流下游河段上，左岸为鲁家湾，右岸位于上、下牛潭之间的挖塘村。桥址所在河段两岸地形不对称，右岸为山地，左岸建有防洪大堤，堤内Ⅰ级阶地发育完整，阶面平坦，防洪大堤的修建使水流局限于Ⅰ级阶地前缘的河槽内，河床稳定，鉴于上游大坝的拦沙及沉降作用使得河床淤积甚微，两岸边坡稳定。河谷呈“U”型，河床宽320～670m不等，一般较平直，总体流向由西向东流入。

既有资水特大桥为11—32m简支梁+（50+4*80+50）m连续梁，桥墩为圆端形墩，增建二线位于既有线上游，与既有线线间距在起点处为25m,到资水段变为40m。资水与新修线路法向夹角4°，新修线路于里程YDK161+637.86～YDK161+957.86m跨越资水河，宽约320m，资水河河道顺直，长流不断，流量及水位季节变化较大。

本桥共有20个墩台，桥墩设计采用圆端形实体桥墩，桥台采用单线矩形空心桥台。其中13～17号墩位于资水河床内，其它各墩台位于资水河两侧河岸上，设计均为低桩承台钻孔灌注桩基础。其中13号墩、17号墩均为近岸墩，每个桥墩设9～φ1.5m的钻孔桩基础，3*3纵横向布置，每排桩中心间距为4m，承台尺寸为10.6m*10.6m*3m；14～16号墩位于河道中,为设计通航的主墩，每个桥墩设12～φ1.5m的钻孔桩基础，4*3纵横向布置，每排桩中心间距为4m，承台尺寸为10.6m*14.6m*3m。

根据建设单位委托湖南省水利水电勘测设计研究总院对资水特大桥进行的实地勘测和详细调查所进行的防洪评估及湖南省水利厅的审查情况，本桥设计采用水文资料主要数据如下：设计流量Qp=20667m3/s,设计水位Hp=41.63m，设计流速Vp=3.86m/s，桥位河段防洪标准为二十年一遇，达标后防洪堤顶高程为41.54m。

根据建设单位委托航务勘察设计院对资水特大桥的通航技术要求论证及湖南省航务管理局的审查情况，并结合既有桥梁的实际情况确定：为满足通航要求，石长铁路增建第二线工程——资水特大桥分别设置上下游两个通航孔。设计通航等级暂维持原通航标准，其梁底标高不低于既有铁路桥梁底标高，尽可能预留航道等级发展空间。通航孔桥梁采用与既有桥同等跨度对孔进行布置。

桥址区域内表层为第四系人工成因层（Q4ml）素填土，（Q4md）杂填土等，第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）粉质黏土、粉细砂，细圆砾土等，下伏基岩为元古界冷家溪群下段（Ptlnl）泥质板岩、变质砂岩。其中13号～17号墩之间主要地质情况为：表层为第四系全新统冲洪积粉质黏土、粉细沙、细圆砾土等，层厚1～9m，地基承载力σ0取值分为190～350KPa；二层为全风化泥质板岩，层厚1～15m，地基承载力σ0取值为300KPa；三层为强风化泥质板岩和强风化变质砂岩，层厚为1～21m，地基承载力σ0取值为400KPa，局部地段包含弱风化变质砂岩，层厚为0～12m，地基承载力σ0取值为1500KPa。

为进行资水特大桥水中桩基础、承台、墩身以及梁部施工，满足施工所需的机械设备、材料运输及施工人员的安全通行，结合河道通航要求，在河道内分资水河西岸和东岸架设全长约312m的施工栈桥。其中西岸从12号～13号墩之间的河堤位置开始架设至15号墩位置，架设长度约为204m；东岸从17号～18号之间的河堤开始架设至16号墩位置，架设长度约为108m。15号～16号墩之间预留约80m作为资水河的通航孔。栈桥位置设在既有桥和新建桥之间，距14号、15号、16号承台下游边线间距为5.5m。

(1)栈桥承载力要满足：500kN履带吊吊重200kN物体在桥面上行走的要求、400kN混凝土罐车行走要求。

(2)栈桥的平面位置不得妨碍钻孔桩及承台等基础施工，能够满足整个施工期间的要求。

(3)栈桥在施工及使用过程中要确保航道安全、正常通行。

栈桥结构自下而上依次为：(详见栈桥设计施工图)

（1）钢管桩基础：栈桥钢管桩基础分普通墩基础和制动墩基础。普通墩基础采用单排3根φ630*8mm钢管桩，管桩之间的中心间距2m；每4跨设一个制动墩，制动墩基础采用双排4根φ630*8mm钢管桩，管桩之间的中心间距：横向为4m，纵向为2m。钢管桩内灌砂，桩间设置剪刀撑，以增加栈桥的整体稳定性。

（2）Ⅰ45a工字钢横梁：钢管桩桩顶横向设置2榀并排焊接的Ⅰ45a工字钢做为上部结构的垫梁。

（3）贝雷梁主梁：纵向主梁采用3组贝雷梁桁架结构，单组贝雷梁由两排贝雷片加连接杆件拼装，贝雷片间中心距0.90m，贝雷梁间距1.1m。

（5）最后安装Φ48*3.5mm的钢管栏杆、照明等附属结构。

①φ外630mm钢管桩卷制（或购买符合质量标准和要求的钢管进行焊接加长）：

购置的钢管接长焊接采用坡口焊，钢管桩对接时竖向焊缝相互错开，不得少于90°，对接接头加竖向拼接板，拼接板为□100×200×8，每个接头不得少于8块拼接板。

钢管桩焊接成型后，检查其外型尺寸，应符合：

椭圆度：允许偏差0.5%D，且不大于5mm（D为钢管桩外径）

外周长：允许偏差±0.5%C，且不大于10mm（C为钢管桩周长）

纵轴线弯曲矢高：允许偏差0.5%L，且不大于30mm（L为钢管桩长度）钢管桩在起吊、运输和堆存过程中，应尽量避免由于碰撞等原因造成管

a、利用测量仪器定出桩位中心线，确保钢管桩的垂直度；

b、吊放钢管桩，测量钢管桩中心偏差及倾斜度并进行调整，符合要求后钢管桩整体下插，在入河床的瞬间应再次调整钢管桩中心偏差及斜度，符合要求后迅速着床（否则应再次调整），此时在自重作用下，钢管桩入土；

c、在钢管桩各项偏差满足要求的前提下，利用振动锤下沉钢管桩，由于此时钢管桩入土浅，任何偏载或水平力极易造成钢管桩的倾斜。打桩时先打2～3锤，然后检查钢管桩的倾斜度，调整完毕，接着增加打桩次数，然后校正桩的倾斜度，当钢管桩入土深度达到3m后，方可连续沉桩。停锤时，以桩尖标高为控制依据。若钢管桩达到设计标高，但贯入度异常时，则须连续沉桩。为防止“假极限”或“吸入”现象，沉桩时，应休息一天时间再复打。现场应确保钢管桩的入土深度，并视设计桩尖处的贯入度适当调整钢管桩桩底标高。

钢管桩下沉过程中，应及时检查钢管桩的倾斜度，发现倾斜应及时采取措施调整导向，必要时应停止下沉，采取其它措施进行纠正。

钢管桩下沉过程中，应随时观察其贯入度，当贯入度小于1cm/锤时停振分析原因，或用其它辅助方法下沉，禁止强震久震。

沉桩偏差：桩位平面位置：±10cm

每个墩位的钢管桩捶打完成后，应对桩的偏斜及入土深度按照要求进行检查，检查无误后进行桩间的连接。连接材料采用［8槽钢。普通墩横向连接并增加剪刀撑；制动墩纵横向均要进行连接并增加剪刀撑，使之形成板凳桩，以加强栈桥的整体性和稳定性。剪刀撑的施作尺寸需根据现场尺寸下料，高程位置根据施工时实际水位情况确定。同时可依据现场实际打桩情况向管桩内填充河砂以增加其稳定性。依据钢管桩入土深度情况拟采用桩长9～15m不等的钢管桩；当入土深度不满足要求时，应根据现场打桩情况及时进行加固支撑处理，必要时可将栈桥和钻孔平台进行连接以增加整体稳定性。

①桩顶连接及桩顶横向垫梁

桩顶连接是为了增加横向钢管桩之间的立面刚性，使之受力均匀。桩顶连接和桩顶垫梁按施工设计图施工。当钢管桩桩位与设计桩位偏差过大时，应检算后决定是否加强或增设分配梁。

每排钢管桩插打完成，经检查合格后，及时焊好桩顶联结系。桩顶连接与钢管桩之间采用焊缝连接，焊缝高度为hf=8mm。

②横梁处理和安装及桩顶处理

栈桥I45a横向垫梁安装经测量放线后，直接嵌入钢管桩内30cm，露出桩顶15cm，I45a在钢管桩位置及主纵梁搁置位置加焊加劲板加强。

纵向贝雷梁的位置需放线确定，以保证栈桥轴线不偏移，纵梁安装到位后，横向、竖向均焊定位挡块及压板，将其固定在I45a横梁上。同时为了降低横向支撑梁和纵向贝雷梁之间的刚性接触所引起的不良效果，需在贝雷梁和支撑梁之间垫设橡胶支垫，以达到缓冲的目的。

④横向分配梁的架设、桥面板铺装及附属结构施工

四、栈桥施工设备、人员配置及时间安排

1、机械设备及人员配置

栈桥施工投入施工管理人员6人、作业人员16人，分两个班组。投入施工设备：50T履带吊1台、DZ－60和DZ－90型振动锤各1台、250kw发电机1台、25T汽车吊1台、电焊机5台。

从栈桥施工所需的加工、堆放场地、施工用电及人员、材料、设备进场等前期准备工作达到栈桥施工条件开始：西岸180米栈桥施工计划时间为25天，东岸108米栈桥计划施工时间为13天，总计38天。栈桥施工完毕经检查验收满足桩基础、承台、墩身及现浇梁施工安全要求后，即投入使用直至现浇梁施工完毕。

栈桥施工材料数量统计表

牛腿钢板（20*30）

含桩间联接系耳板（30*40）

沿桥长每0.30m布置1根

栈桥施工的主要环节在于钢管桩的打设，利用两台全站仪控制桩位。定位的具体方法如下：

1、首先要根据桩基与钢管桩的相对位置关系，计算出钢管桩的绝对坐标值。

2、选择适宜的两个控制点置镜（全站仪），其中一点设置在迎水面（上游）第一排桩的中心方向上，交会角不宜小于50度。

3、用两测站的仪器同时对钢管桩中心放样(相互复核)，测站人员根据全站仪所显示的数据用对讲机指挥吊机移动，使钢管桩定位准确。

4、打第一根桩时，采用偏角法进行复核，避免出现偏差超标。

5、钢管桩打设时，在互相垂直的两个方向上置两台镜（全站仪）观测钢管桩的边缘线，以控制钢管桩的竖直度。钢管桩的顶标高控制：可先测量出水面标高，然后根据设计钢管桩顶标高与实测水面标高计算高差，自水面向上或向下直接用钢尺量取即可（一般打桩时都在送桩及替打与桩头之间夹上垫层，垫层一般用水泥袋或麻袋等填入，所以计算桩顶标高时加入此厚度）。

6、待第一根桩打毕，立即进行测量复核，用全站仪按上述定位方法定出桩的中心，与桩的实际中心相比较得出差值，记录。

7、第一根桩定好位打完桩后，再用上述方法定出下一个桩的中心位置，用上一根桩进行检核。

8、在定出两根桩的中心后，以这两点为基准，采用勾股定理或边长法定出其他桩的中心桩位，用全站仪测得全部的竣工坐标、记录。

栈桥施工过程中，为确保施工的顺利进行和安全，制定了详细的施工作业程序，采取以下的施工安全措施：

1、栈桥施工前，应对所有进场施工人员进行安全教育培训，考试合格后方可上岗作业。对电焊工、大型机械设备司机等特殊工种应取得国家相应的执业资格证书方可上岗作业。

2、打桩前必须对桩进行严格检查。不允许使用有裂缝或其它缺陷的桩，以防止断桩事故。打桩时履带吊履带最前端离悬臂处水平距离不得超过3米，且横桥向应在中间。

3、吊装时应系缆风绳，使桩保持平衡，防止碰撞。吊装作业，应统一指挥，严禁非指挥人员发令，指挥起重信号。起重作业中要做“五不吊”：指挥手势或信号不清不吊，重量、重心不明不吊，超载不吊，照明不好不吊，捆绑不牢或挂钩方法不对不吊。

4、为保证栈桥畅通，栈桥上严禁堆放货物，栈桥周围安装安全网，设立明显的航标，以确定施工范围，防止落水事故发生。

5、施工人员必须戴安全带，不准穿硬底鞋、塑料鞋、拖鞋、水上作业必须穿救生衣。潜水作业人员作业前应对潜水设备、潜水服、高压管、通话扩音器检查无误后方可下水。

6、一切电气设备应安装漏电开关。六级以上大风、暴风和大雾天气要暂停作业，作业人员一律撤到陆地上。

7、每根钢管桩打入后应立即测出河床标高，以后每周必须测量一次（大潮、洪水期应每日测量），当冲刷深度超过规定值（浅滩区2m，浅水区4m，深水区5m）时，必须马上抛沙袋维护。

八、文明施工及环境保护措施

1、项目部建立相应机构及规章制度，专人专项随时检查和定期组织大检查，文明施工及环境保护工作与项目部及作业队的效益挂钩，奖优罚劣。

2、施工中，密切与当地政府联系，并取得工作上的支持，注意使用的城市道路及施工便道的养护，及时洒水养护，减少粉尘对环境和周围居民生活的影响。

3、加强施工现场管理，保持施工现场整洁，做到材料堆放整齐，机械设备停放有序，特殊施工地段有明显标志。

5、严格执行国家有关文物保护法律条文，在开挖工地现场，如发现有文物古藏情况及时通报甲方，并及时采取有效的保护措施。

6、认真了解施工区域内可能存在的电信、电力、自来水等管线，并在施工中给予高度重视与保护，发现不明的管线及时上报并记录在档，按业主指令进行管线保护并开展后续工作。

8、所有临时工程、临时设施及临时弃土都要在工程全部完工后清除并恢复原貌。

9、栈桥采用封闭式管理，在栈桥入口设置车辆限速行驶警示牌以及车辆限重标志牌。栈桥安排专门的卫生打扫人员兼安全监察员，以保证栈桥的清洁。并在入口处设置水泵一套，进入车辆如车轮帯泥，必须冲洗干净方可进入栈桥，防止车轮在栈桥上打滑发生安全事故。

10、栈桥栏杆统一用红白油漆涂刷，交替布置，达到简洁美观及醒目作用。由于桥梁施工占据大部分通航水域，使该河段变得狭窄，因此过往船舶必须采用单向航行，使船舶和栈桥等配合桥梁施工的设施保持足够的安全距离。施工水域内按照相关要求安置单向航行信号标志。

11、在栈桥的上下游安装航标指示灯，在栈桥上两边每隔15m交替布置路灯，供夜间照明。

九、栈桥施工、使用期间的防洪防汛措施

1、项目部在施工前制定详细的防洪防汛实施办法和规章制度，并结合实际制定防洪防汛应急救援预案并组织演练。工程施工及使用期间，严禁损坏一切河道工程和防洪、防讯及通讯设施。

3、在资水河两岸设立防洪物资临时存放基地食堂、宿舍楼施工组织设计，便于防洪人员及设备的快速安全撤退。

4、在资水抗洪、防汛期间，一切服从地方政府的防汛大局，听从防汛指挥部门的统一调度，积极配合防汛部门做好相关工作。

5、派专人或委托当地河务部门密切观测河势变化动态，及时请有关专家会商，若确认由于工程施工使河势发生一定变化，及时向抗洪、防汛主管部门汇报，在抗洪、防汛主管部门统一指挥下，制定应急方案，全力予以消除，确保不因工程施工而对河势产生不利影响。

7、施工过程中严禁向河道内倾倒废碴，严禁向河道内排放生产生活污水，保证河道行洪通畅。

8、施工完成后，彻底拆除一切施工设施，如施工栈桥、生产、生活区等，恢复施工前河道自然面貌，交由河道主管部门验收合格后，方可撤离现场。

随着栈桥使用时间的增长、河水的腐蚀以及荷载的重复作用，栈桥的各种连接件日益老化、松动，甚至部分脱落。栈桥抵抗纵、横向水平荷载的能力也日趋下降。特别随着大桥主体工程的完工、钻孔平台的拆除，栈桥横向稳定性更是显著降低，钢管桩的横向水平位移明显增大。为消除栈桥存在的安全风险，根据栈桥“速建速拆、降低风险”的思想，在墩身、现浇梁全部施工完成后决定对栈桥进行快速拆除。

在拆除栈桥前，先做好栈桥未拆段的加固工作，加固经检查合格后方可进行下道工序施工。栈桥上部结构（桥面板、贝雷梁）的拆除采用人工配合履带吊，大板车运送至后方加工场地的方案。在拆除钢管桩时最大的技术难题在于钢管桩拔起。钢管桩采取在未拆除的栈桥面上停放50T履带吊，DZ60液压振动锤配合，逐孔拔出钢管桩的方法进行拆除。具体加固分两步进行：

1、对栈桥既有的松动连接件（主要是U形螺栓、支撑架）进行紧固，对脱焊、脱落的连接件（主要是剪刀撑、贝雷销等）进行补焊和重新连接，以尽量恢复接近栈桥的设计水准电力管道工程施工组织设计，发挥栈桥的整体稳定性。栈桥加固第一步可在栈桥的日常检查维修中进行。

2、针对深水区段栈桥进行横向加固。根据现场实际情况，确定利用已建成的主桥墩身与栈桥钢管桩进行连接，以抵抗钢管桩所受的水平荷载。