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六排单层贝雷桁架钢管桩栈桥专项施工方案

XXXXXXXX工程项目部

1.1.1栈桥桥址概况 4

2020年一建市政精讲班 讲义整本.pdf1.1.2工程地质特征 4

第二章栈桥及钢平台施工方法 7

2.2纵、横梁及桥面系施工 7

第三章结构内力计算 8

3.1栈桥受力情况分析 8

3.1.1计算参数 8

3.1.2荷载统计 9

3.1.4I28A横向分配梁内力计算 10

3.1.5321型贝雷梁内力验算 11

3.1.6下横梁内力计算 12

3.1.7一般墩（630×8MM）的验算 13

3.1.7.1钢管桩入土深度 13

3.1.7.2打桩设备的选择 15

3.2钢平台受力情况分析 15

3.2.1面板及I16分配梁 16

3.2.2I28A分配梁内力计算 16

3.2.3321型贝雷梁内力验算 16

3.2.4下横梁内力计算 17

3.2.5一般墩（630×8MM）的验算 18

第四章拟投入人员、材料、机械 20

4.1①号XXXX钢栈桥 20

4.1.1钢便桥主要材料数量（共45M/5跨） 20

4.1.2钢栈桥机械配置 21

4.1.3钢栈桥人员配置 21

4.2②号XXXX钢栈桥 21

4.2.1钢便桥主要材料数量（共72M/8跨） 21

4.2.2钢栈桥机械配置 22

4.2.3钢栈桥人员配置 22

4.3③号XXXX钢栈桥及钢平台 22

4.3.1钢便桥主要材料数量（共198M/22跨） 22

4.3.2钢平台主要材料数量（共6个） 22

4.3.3机械设备配置 23

4.3.4钢栈桥人员配置 23

第五章安全技术措施 23

6.1抢险组组成 24

6.2危险源识别 25

6.4应急预案演练 27

第七章文明施工措施 28

XXXX工程(西段)第2标段钢栈桥施工方案

本标段共设三座桥梁，其中跨越XXXX及XXXX均为流动水系，考虑河流不能断流，且水深较大，主线便道采用钢便桥形式，XXXX湖面较宽、水深较深，亦考虑采用钢便桥跨越。

1.1.1栈桥桥址概况

（1）XXXX桥跨越XXXX，为四幅桥，桥梁全宽85m，中间设11m宽中央分隔带。因此在该桥桥区K2+633.149～K2+698.851范围内设置1座①号栈桥，钢栈桥设于中央分隔带中心位置，全长45m，桥南北两侧为河岸。XXXX河道流水面宽度约为60m，水深2～3m,常年平均水位为16.52米，洪水位18.39m。

（2）XXXX桥跨越XXXX，为四幅桥，桥梁全宽85m，中间设11m宽中央分隔带。因此在该桥桥区K7+330.16～K7+410.84范围内设置1座②号栈桥，钢便桥设于中央分隔带中心位置，全长72m，桥南北两侧为河岸。XXXX河道流水面宽度约为70m，水深2～4m,常年平均水位为16.52米，洪水位18.39m。

（3）XXXX桥中间跨越XXXX及部分鱼塘，桥梁结构共分三联，跨径布置为（3×30）m预应力混凝土连续箱梁+（35+3×50+35）m预应力混凝土拱形连续箱梁+（3×30）m预应力混凝土连续箱梁。高架桥为双向8车道，双幅桥布置，桥梁全宽48m，中间设5m宽中央分隔带。现XXXX水面宽度较大，常年平均水位为15.5米，洪水位为17.0m，为方便施工，在该桥桥区K10+176.45～K10+583.55范围内架设一座③号栈桥（施工里程K10+162～360段，长198m），其余路段填筑土石便道通过。钢栈桥设置在桥梁左侧，距离桥梁投影面外2m，钢栈桥范围内各墩台采用钢平台引入，作为灌注桩施工操作平台。

1.1.2工程地质特征

本工程钻孔桩基础设计主要岩土参数一览表见下表。

容许承载力[fao]（kPa）

极端岩石饱和单轴抗压强度标准值frk(MPa)

（3b）粉质黏土含粉细砂

（5）中风化泥质粉砂岩

（4）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）

（6）《装配式公路钢桥多用途使用手册》

（7）《钢结构计算手册》

根据当地具体地质情况、水文情况和气候情况，拟建栈桥及钢平台下部结构采用钢管桩基础，上部结构采用贝雷和型钢的组合结构。

栈桥布置结构形式见下图，平、立面图见后附图。

钢平台立面及侧面布置图如下，平面布置图见后附图。

第二章栈桥及钢平台施工方法

栈桥由湖塘一侧向另一侧延伸，采用边打桩边架梁的方法施工，栈桥施工完成后，横向施工钢平台，钢平台施工方法同栈桥施工方法。施工设备主要有振动锤、履带吊及发电机等。考虑到施工工期因素，栈桥及平台材料均一次性投入。

2.1.1钢管桩的下沉

打入钢管桩需结合桥梁的位置，对栈桥钢管桩精确定位，桩心误差不得大于5cm。钢管桩下沉采用DZ60KS振动锤振动下沉，沉桩过程中，利用全站仪在相互垂直的纵横栈桥方向观测其垂直度，及时纠正钢管桩下沉中的偏移，直至钢管桩沉至设计标高。

水中墩钢管桩用50t履带吊停在架好的便桥上，吊运钢管就位，并吊起震动锤振动下沉钢管桩，由中间向两侧插打。打入钢管桩时，应严格控制桩身的垂直度，确保钢管桩合理承载。每个墩钢管桩插打完后，用设计型钢焊成剪刀架将其连接成整体，架设横向分配梁，准备架纵梁贝雷梁。

沉桩完成后，逐一测出各桩头标高，并根据各支架钢管桩顶标高计算出所需钢管桩的精确长度，直接在地面焊接接长足够长度，利用长臂吊车一次吊装焊接。减少钢管桩接长的高空作业，既保证了施工安全与质量，加快了施工进度。

2.1.2振动沉桩的要点

（1）沉桩前先准确定出每根钢管桩的位置，并在沉桩过程中随时检查。

（2）在钢管桩上做好沉入深度标记，以便控制桩的入土深度。

（3）沉桩前应处理地面上、下障碍物。

（4）在沉桩过程中，保持振动锤的中心线与桩中心线一致。

（5）每根桩的沉桩作业须一次完成，不可中途停锤太久，以免土的摩阻力恢复，继续下沉困难。

（6）沉桩过程中，出现桩的偏移、倾斜等不正常情况，应暂停锤振，并查明原因，采取措施后方可继续沉桩。

2.2纵、横梁及桥面系施工

当钢管桩沉放完毕，就开始吊装，铺设纵、横梁工字钢及贝雷梁，具体操作如下：

（1）在钢管桩顶部，垂直栈桥方向，中心位置开槽口，用δ=12mm钢板加强钢管桩壁，安装双肢I40b横梁工字钢，并嵌固在槽口中，调整位置准确后，与钢管桩开口壁焊接，焊接时先将工字钢与钢管桩壁间满焊，再在工字钢与钢管桩间加焊三角形劲板加强。

（2）按照栈桥结构图依次安装纵向贝雷梁、横向分配梁、桥面板及附属结构施工。贝雷梁在预拼场地拼好，利用汽车运至施工墩位处进行吊装就位，由汽车吊直接吊装就位。安放好一组贝雷梁并确定位置无偏差后在垫梁上焊接限位器，再安装另一组贝雷梁，同时与安装好的贝雷用支撑架进行连接。贝雷梁拼装完毕后，按图纸上设计的间距安装型钢分配梁，并焊接固定好，焊缝厚度要满足设计要求。随后进行桥面板的安装。根据施工需要，槽钢满铺，槽钢两端要焊牢，防止翘曲变形。最后进行护栏安装及表面涂刷油漆工作。

备专业吊车操作员和吊车指挥员，保证整个吊装过程符合安全操作规程，吊装时必须有专职安全员在现场值班。贝雷梁吊装时采用一跨单片整体吊装。

施焊前必须清除焊接区的有害物，施焊时母材的非焊接部位严禁焊接引弧。多层焊接宜连续施焊，应注意控制层间温度，每一层焊缝焊完后及时清理检查，清除药皮、熔渣、溢流和其他缺陷后，再焊下一层。

3.1栈桥受力情况分析

(2）设计行车速度:10km/h。

(3）设计荷载：9m3砼罐车（按60T计）;80t履带吊：考虑偏载影响，验算履带荷载按照104T，履带接地尺寸4.675m×0.8m，履带中心间距4.2m。具体布置情况见图。

履带吊横向及纵向布置图

（1）8mm花纹钢板自重：0.628kN/m2×54m2=33.912KN

（2）纵向分配梁I16自重：0.205kN/m×9m×25根=46.125KN

（3）横梁I28a自重:0.434kN/m×6m/根×12根=45.72KN

（4）纵向贝雷梁自重:5.4kN/m×9m＝48.6kN

（5）桩顶分配主梁双支I40b工字钢：73.8kg/m×2根×6m=8.856KN。

由于本项目桥面系8mm面板与I16焊接成框架结构，其结构稳定可靠，在此不再对面板进行计算，仅对面板主加强肋I16进行验算，其荷载分析如下：

1）自重均布荷载：33.912KN÷25÷9+0.205=0.356kN/m(面板单根I16承受的均布荷载)。

2）施工及人群荷载：不考虑与车辆同时作用。

3）I16断面内间距为25cm，横向分配梁间距为0.75m，其受力计算按照跨径为0.75m的连续梁进行验算。

汽车轮压：单边车轮布置在跨中时弯距最大,车轮接地尺寸为0.5m×0.2m,每组车轮压在3根I16上，则单根I16承受的荷载按照集中力计算为250kN÷2÷3=41.7kN；

单侧履带压：履带宽0.8m，单侧履带压在4根I16梁上（间距0.25×3=0.75m＜0.8m），履带长4.675m，则单根I16受力按线性荷载计算为1040KN/2/4.675m/÷4=27.8kN/m，此线性荷载在0.75m长的范围内换算成集中荷载的大小为27.8kN/m×0.75=20.9kN<41.7kN的汽车轮压，为此对于I16梁的验算选择罐车荷载进行控制验算。

弯矩图剪力图(Mmax=5.48kN.m，Qmax＝20.98kN)

选用I16，则A=26.1cm2,Wx=141cm3，I/S=13.8cm(I=1130cm4，S=80.8cm3)，b=0.006m

σ=M/W=5.48kN.m×1000/141cm3=38.9Mpa＜[δ]=188.5Mpa；满足强度要求。

τ=QS/Ib=20.98/0.138/0.006/1000=25.34Mpa<[τ]=85×1.3=110Mpa

（根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第1.2.10条有：对于临时结构有1.3[σ]＝145×1.3＝188.5Mpa）,[τ]=85×1.3=110Mpa

计算中忽略了8mm厚面板及钢框架整体分配作用，为此上述计算中是偏安全的，该桥梁面系结构设计满足临时钢结构强度刚度规范要求。

3.1.4I28a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。

均布荷载：(33.912+46.125)/13/6+0.434=1.46KN/m

2）施工及人群荷载：不考虑与汽车同时作用

3）汽车轮压：60T罐车当后车轮布置在跨中时，计算模型如下：

弯矩、剪力图(Mmax=27.88kN.m，Qmax＝100.87kN)

荷载分析：80t履带吊轮压：履带吊接地长度为4.675m，I28a布置间距为0.75m，则履带吊同时作用在7根I28a上，单根I28a的履带轮压为1040÷7＝148.6kN小于60T罐车单轴250kN同时作用在单根I28a上，不予计算。

选用I28a则A=55.4cm2,W=508cm3，I/S=24.6cm(I=7110cm4，S=292.7cm3)，b=0.0085m

σ=M/W=27.88/0.508=54.88MPa<188.5MPa

τ=QS/Ib=100.87/0.246/0.0085/1000=48.24Mpa<[τ]=85×1.3=110Mpa,满足要求。

3.1.5321型贝雷梁内力验算

分析本栈桥结构形式，计算中选取3×9m进行结构的强度、刚度及杆件稳定性的验算。将3×9m联栈桥简化成一连续梁模型进行建模分析，分析施工荷载履带吊作用于跨中情形。具体的荷载布置情况见本计算书开篇的“荷载分析布置图”。

贝雷梁及上均布荷载（33.912+46.125+45.72）/9+5.4=19.373KN/m

罐车荷载仅60吨，与履带吊相比，小的多，故不进行验算。

贝雷纵梁简化计算受力模型

内力电算结果(Qmax=607.13KN，Mmax=1106.14KN.m)

由力学求解器计算得最大弯矩为1106.14KN.m，最大剪力为607.13KN，单排单层贝雷的允许剪力为245.2KN，允许弯矩788.2KN.m，六片贝雷梁内力情况为：KQ=（245.2×6）=1471.2KN>Qmax=607.13KN

KM=（788.2×6）=4729.2KN.m>Mmax=1106.14KN.m

根据计算结果可以判定贝雷梁能够满足受力要求。

3.1.6下横梁内力计算

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）履带吊行驶到桩顶时。综合对比，工况（2）比工况（1）受力严重，为简化计算，将履带吊荷载以均布力的形式对下横梁的内力进行分析。

履带吊沿栈桥的边侧行驶到桩顶时

1）自重均布荷载：（33.912+46.125+45.72+48.6）/2/6+0.738=15.27KN/m

2）施工及人群荷载:不考虑与履带吊同时作用。

3）履带轮压：Q1=1040kN/6=173.33KN/m。当履带吊行驶到墩顶时，横梁受力最大。

根据上面的计算分析，取Mmax=124.79kN·m，Qmax=237.67kN进行下横梁的截面设计。

选用2I40b,W=2×1140cm3=2280cm3,A=2×94.1=188.2cm2,

I/S=33.6(I=22780cm4，S=671.2cm3)，b=1.25×2＝2.5cm。

σ=M/W=124.79kN·m/2280cm3=54.7MPa<1.3[σ]=188.5MPa

<1.3[τ]=110MPa

3.1.7一般墩（630×8mm）的验算

3.1.7.1钢管桩入土深度

钢管桩受力为:永久荷载+活动荷载:

(33.912+46.125+45.72+48.6+8.856+1.23×20×6)+1040=1370.8KN，则每根钢管桩受力为456.9KN。（钢管桩自重按长度20米算）

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1.979m；

—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，Φ630×8mm钢管桩A=156.326cm2；

2、XXXX桥地质资料及入土深度计算

施工区域土层摩阻力如下表：

单层门式轻钢结构工程施工组织设计[1].docXXXX桥土层摩阻力统计

=1/1.45×1.979×(40×4.2+63×Lx+350×0.0156)=456.9kN

经过计算钢管桩入土深度大于6.94m就能满足承载力的要求。

综上所述，XXXX桥钢栈桥施工中，单根桩基最大用材为10.18m，各桩基具体入土深度根据现场地质及施工设备进行双控。

3、XXXX桥地质资料及入土深度计算

施工区域土层摩阻力如下表：

DB33／T 596-2019标准下载XXXX桥土层摩阻力统计

=1/1.45×1.979×(10×0.3+45×1.3+65×3.6+75×Lx+420×0.0156)=456.9kN