江阴钢栈桥施工方案

1福州江阴港铁路支线工程西港特大桥钢栈桥施工方案中铁七局福州江阴港铁路支线项目部二ＯＯ九年六月23钢栈桥施工方案1、工程概况西港特大桥位于福州江阴港铁路支线起点5.3公里处，距兴化湾海堤闸口约3公里，大桥起点桩号为DK6+161.55～DK7+220.22，由32跨32m简支T梁组成，全长1058.67m，轨顶设计高程为7.63m。本工程的施工特点：1，大部分墩体在水下水下施工，钻孔桩要在施工平台上作业，承台施工必须在钢套箱内完成，在整个施工标段施工难度最大、施工条件最差、技术难题密集。2，大桥跨过海湾，桥下及周边都是当地村民开辟的养殖场，多养殖市场价值较高的海生品种，海域面积7000亩，海域水有流动性。环保问题突出，每个墩必须设置一个储量为9m3的钢制泥浆池，必须随时监控泥浆池的储存状况，防止外溢污染海域，造成不必要的损失，随时准备外运。3，施工周期最长，由于是水上作业，材料运输、设备运转都要靠栈桥通行，只能单线作业，流水作业不能形成，工作面难以全面铺展。4，非常规施工，高空坠落、落水、触电、起重安装、车辆等安全隐患多多，必须加强安全管理，员工的安全教育、安全技术交底非常必要，安全措施要得力、落实到位，参与本工程施工的员工必须经过安全技术培训方可上岗。因此，必须把本工程列为管理重点，投入精干力量，以本工程施工工期作为全线工期控制点，力争提前完成，为全线早日完成任务打下坚实基础，影响深远、意义重大。2、工程水文地质情况本工程所处地段属海洋平原区，地势平坦开阔，西港两侧多辟为养殖场，主要地层有：Qm淤泥，厚度10~14m左右,σ0=40Kpa，fi=15Kpa。；圆砾土层，厚度一般在5.0~8.0m左右,σ0=120Kpa，fi=50Kpa。-19m以下为全风化~弱风化j3nb凝灰岩，σ0=180Kpa，fi=70Kpa。基岩面起伏变化较大，松散堆积物中地下水为孔隙潜水，基岩中地下水未裂隙水。地表水有海水和水塘，地下水和地表水对砼具有侵蚀性，化学侵蚀作用等级为Ⅲ~Ⅳ。本地段不良地质不发育，特殊性岩土为淤泥。本方案钢管桩埋置层均为流塑淤泥层，端承力非常小，主要考虑钢管桩的摩阻力承重。3、水位及高程、气象本施工地点属南亚热带气候带，冬季短暂，暖热湿润。全年受西风带及副热带环4流交互影响，季风气候显著，又因三面临海，海洋性气候尤为突出。年平均气温19.7℃。月平均气温最低值是10.6℃（1月份），最高是28.8℃（7月份），极端最高气温38.7℃，极端最低气温－1.2℃。本地区雨量充沛，年降水量1348.8mm。降雨量的季节分布很不均匀。一般上半年雨量逐月增加，6月达最高峰，7月雨量突降，8月份出现次高峰，9月始雨量逐月减少，10月至次年2月份月平均雨量都在65毫米以下，11～12月为全年降水最少月份。全年最多风向为偏北风。沿海地区以东北风为主，北风次之，6～8月盛吹西南风，10月至次年4月盛吹东北风。影响本区的台风大部分出现在6～9月间，8月份出现最频繁，其次为7月和9月。台风影响范围广，且具有很大的破坏性。受台风影响时，沿海风力均在8级以上，最大可达12级以上。根据测量人员现场实测及调查，低潮时水面宽度810m，临水桩号为DK6+310~DK7+120，闸口外潮差7m左右。由于附近海滩多辟为养殖场，潮差一般由海堤闸口人工调控。闸口布置在江阴支线DK11+400处，根据过桥山垦区提供的水文资料，闸口内水位一般控制在0.00m，洪水期可涨到2.0m(30年一遇)，低潮水位最低可降到-1.5m。闸口外最低水位-3.0~+4.0m，最高水位5.0m。该海域有等级较低的通航要求，当地居民养殖小船来往，应考虑在适当的地方设置低潮时净空高度为2.0m、宽度5m的过道。低潮水位时的水深见下表桩号水深换算地面高程高潮水位2.0时水深DK6+0221.88~3.78mDK6+0603.78mDK6+0752.38mDK6+2900.36m1.64mDK6+31000.86m1.14mDK6+3400.5m0.36m2.5mDK6+4001.0m-0.14m3.0mDK6+4401.7m-0.84m2.7mDK6+5452.5m-1.54m4.5mDK6+6923.0m-2.14m5.0mDK6+7803.0m-2.14m5.0m5DK6+9006.0m-5.14m8.0mDK6+9803.5m-2.64m5.5mDK7+02000.86m2.0mDK7+0700.5m0.36m2.5mDK7+0802.69m0.69mDK7+1200.0m0.86m2.0mDK7+1600.00m2.0mDK7+215.60.9m1.1m4、施工方法为方便大桥的施工时施工材料、设备向水中墩运输，提高施工效率，我部拟在6#墩桩号DK6+360开始搭设栈桥，到32#台DK7+220.0范围搭设施工栈桥，栈桥总长度为860.0m。布置一座双向车道钢栈桥。栈桥平面布置具体见附图二。栈桥的主要功能为：混凝土浇筑，施工材料运输，设备的转运和人员的通行，避免频繁的水上倒运作业，提高施工效率，增加安全度。栈桥桥面宽6.0m，在各个桥墩处桥面加宽到8m，作为20t轮胎式吊车作业的平台。在大桥中部设置一段宽度15m、长度9m的平台作为车辆调头场地。栈桥由支承桩、I56a横梁、贝雷架主桁梁、次梁、分配梁及面板组成。支承桩为φ630×8mm钢管桩，排架间距根据桥墩的位置9m不等（共计340根桩）。加上钻机平台钢管桩140根，合计480根。考虑本工程施工栈桥长且桥上需要安装水管、电缆等设施，施工设备及工装构件均需要通过施工栈桥运输。同时考虑潮汐和台风影响。施工栈桥桥面初步设计宽度为6m，栈桥用贝雷梁拼制，基础为打入钢管桩基础，跨度9米，荷载需满足相关运输车辆和汽车吊等重要设备通行需要。栈桥基础采用Φ630×8mmQ235a钢管桩，钢管间用2[12型钢平联作剪刀撑、管顶用2I25型钢作联系梁；钢管立柱与贝雷架之间设纵向斜撑，用1*2I25型钢联系；纵向主承重梁用3组每组2榀“321”交通战备贝雷片，I22工字钢、间距150cm作横向分配梁；桥面系采用[10型钢、间距30cm铺设纵梁；纵梁上部直接焊接δ=10mm钢板作桥面板，桥面板上焊接栏杆立柱。桥面附属物有护栏、照明灯柱、电缆、水管等。（见图）施工流程：钢管桩加工→振动锤沉入钢管桩→安装管桩联系梁→安装剪刀撑→安装贝雷片主纵梁→安装横向分配梁→安装桥面板→栏杆、防滑条、照明、管线等附属结构物安装。6栈桥施工采用50t履带吊机配合振动打桩锤施打桩基础，利用履带吊分块吊装至栈桥顶进行组拼后，在栈桥顶利用履带吊机完成打入桩的施工。履带吊吊起振动锤及桩对位后进行施打到设计深度，依次完成打入桩施工。每排钢管桩下沉到位后，进行桩之间的剪刀撑连接，增加桩的稳定性，钢管桩长度需根据现场尺寸下料。下横梁I56a直接嵌入钢管桩内35～40cm。在与主纵梁接触部分加焊加劲板，增强局部刚度。贝雷梁梁部施工每跨主梁采用在施工场地内拼装按每组9m尺寸成型，运输到位后利用履带吊机吊装架设。考虑到现场地形状况，栈桥的渔溪站端与海滩顺接，港湾端与海堤顺接，顺接端部考虑用片石浆砌桥台。为保证栈桥整体稳定性要求，考虑钢管桩端进入淤泥层深度不小于17m。4.2、钢栈桥施工准备在栈桥施工前，将电源箱沿施工便道布置至施工现场，并将钢丝绳、卡环、电焊机、割刀、氧气、乙炔等材料准备到位。在后场区设临时施工场地，供钢管桩、贝雷架堆存及型钢加工场地之用。φ630钢管桩在现场分二节加工制作，底节钢管桩的底口加30cm的环箍。（第一节长12m，第二节长13.0m两种规格），用加长车转运至现场。贝雷架按桥跨长度整体拼装吊装完成，I56横梁、I25b次梁及I10分配梁按尺寸在临时加工场地进行加工后运至现场。4.3钢管桩下沉钢管桩采用500kN履带吊车配60型振动锤振动下沉，钢管桩轴线与振动锤轴线一致，然后开动60型振动锤击打到设计标高。履带吊起吊连接振动锤的钢管桩，经测量定位后缓慢下放，钢管桩在自重情况下入土稳定，满足要求后低档振动下沉，待钢管桩入土一定深度后高档振动下沉，至钢管桩露出土面长度为1.0m～1.5m时停振，在履带吊车配合下，焊接第二节钢管桩，钢管桩对接时测量控制其同轴度，采用同样方法下沉至-18m标高以下。本栈桥设计桩长及入土深度通过计算确定，钢管桩入土深度不少于17m。750t履带吊施打栈桥钢管桩示意图-0.404.4、钢管桩焊接施工φ630钢管桩与预埋钢板之间焊接牢固，焊接钢管时采用履带吊车吊装，人工配合，确保焊接后钢管桩的垂直度。4.5、帽梁安装钢管桩施打到位后，将6米长拼装好的I56a下横梁吊装就位，在钢管桩顶面标高+0.50m处，开设一道35～40cm的缺口，下横梁I56a直接嵌入钢管桩内，局部焊接牢固。4.6、贝雷架架设栈桥的主梁采用单层双排900mm贝雷架，每跨9米。贝雷架分布位置如图所示，贝雷架之间用角钢连接牢固。5、钢栈桥设计与验算5.1、栈桥平面位置：栈桥位于桥右边，桥面标高为+2.0m，桥面板为δ=10mmQ235钢板，纵向布置次肋[10，间距＠=300mm，横梁I22a＠=1500mm，纵主桁梁为3榀“321”贝雷梁，每榀间距＠=900mm，榀间距（中到中）＠=2100mm。栈桥排架墩主承重梁采用φ630×8螺旋钢管，钢管立柱间距（中到中）为4.5m，打入淤泥层17m。5.2、栈桥结构栈桥排架跨度为9m，如遇到桥墩位置不方便施工可以适当调整跨度，在有通航要求的孔间桩距为4.5m，上面铺设I56a，可以提高净空1.1m。为抵抗水流力和侧向风力，在排架墩立柱设δ=10m、高=100mm小抱箍，并设斜拉杆与栈桥排架立柱连接，两立柱间用［12焊接成剪刀撑加固。8栈桥最大活荷载为行驶50t履带吊或行驶8m3砼搅拌运输车。50t履带吊作业时需在栈桥排架墩附近。人群荷载可不考虑。水流力计算按最大流速Vmax=0.5m/s计，风压考虑8.5级，按0.3KPa计，即30kg/m2。5.2.1栈桥上构验算主承重横梁I56a的强度验算：按照加权平均数计算，左右两个贝雷骨架作用力中心线在钢管桩直径范围内，弯矩作用不明显。a，荷载计算，最大跨度L=9m9m跨贝雷梁重：W贝=270×2×9/3×3=4860kg横梁I22a重（单根长L=6.0m）：WI22a=6.0×9/1.5×33.05=1189kg纵向(顺桥向)次梁[10重：WI10=6.0/0.3×9×11.25=2025kg桥面板(δ=10mmQ235钢板)重：W板=6.0×9×0.01×7850=4239kg栏杆(φ48×3.5)及防滑条(φ=10mm)重：W栏防=25×2×9=450kg主承重横梁(排架盖梁)I56a自重：q=106.3kg/m活荷载50t履带吊：W活=55000kg集中荷载p=（4860+1189+2025+4239+450+55000）/3=22587kg=22.587tb，下横梁受力简图：c，求支座反力：RA=RB=（22.587*3+0.106*6）/2=34.2td，计算弯矩：中线一侧所有的力对中点求矩，得9M中=-34.2*2.25+22.587*2.12+0.106*3*1.5=28.6t-m=2860000㎏-㎝e,强度计算：查表：I56a工字钢的惯性矩J=65600㎝4，抗弯截面模量W=2340㎝3。理论重量106.3㎏。截面积为133.4cm2。毛截面对中和轴的面积矩Sx=1368.8㎝3，腹板厚度d=12.5㎜。f=M/W=2860000㎏-㎝/2340㎝3=1222㎏/㎝2=122.2N/mm2≦[f]=215N/mm2，满足要求。由于下横梁的承载应力远大于许用应力，横梁的稳定验算略。f，抗剪计算：I56a工字钢下横梁的抗剪计算：许用剪应力[τ]=100Mpa。根据下横梁的受力简图可以看出，在支座附近的剪应力最大，取该截面进行验算：满足要求。双拼I56a工字钢高宽比为h/b0=56/16.6=3.37＜6，稳定性满足要求，可不进行稳定验算。水平横梁I22的强度验算：取一米