东山特大桥栈桥、平台施工方案(建模计算).doc

1、东山特大桥栈桥、平台工程施工方案东山特大桥栈桥、平台施工方案目 录一、工程概况-2二、栈桥与施工平台布置-2 (一)钢栈桥布置-2 (二)钢平台布置-3三、栈桥验算-3 (一)验算依据-3 (二)材料力学参数-3 (三)建模计算-4 1、建模要点-4 2、车辆荷载选择-5 3、贝雷梁计算-5 4、花窗材料计算-10 5、32a工字钢横梁计算-11 6、45a工字钢横梁计算-12 7、分配梁计算-15 8、钢管桩计算-16 9、全桥挠度计算-17 10、全桥截面验算-19四、钢栈桥施工-20五、钢平台施工-21六、钢护筒安装-21七、质量保证措施-22八、安全保证措施-23九、防洪、防台风措施-

2、23十、环境保护措施-24 附件：栈桥、平台布置图中交第二航务工程局有限公司东山联络线A合同段项目经理部0东山特大桥栈桥、平台施工方案一、工程概况东山特大桥跨越八尺门海峡，起点桩号K1+548.7，终点桩号K2+865.7,桥梁长1317米，共有墩台37个，其中第21#31#墩位于八尺门海峡之中，距桥位处最近的观测站观测到该海峡历史最高潮位4.1m，最低潮位-0.25m,涨潮时流速0.60.7m/s，退潮时流速0.50.6m/s，进场实测满潮时水位2.2m,低潮时主桥25#27#墩海床仍淹没海水中，其余段面海床裸露在外，主桥位海床标高-0.3m。从设计提供桥位处地质勘察资料看，自海床表面向下依

3、次为：淤泥、全风化砂岩、砂土状强风化砂岩、碎块状强风化砂岩。本海湾目前无通航要求，仅有少量宽约不足2米的小木质船经过。二、栈桥与施工平台布置为进行海湾内桥梁施工，计划在21#墩至31#墩间设置钢栈桥 ，各墩位处设置钢平台。（一）钢栈桥布置钢栈桥布置于路线前进方向右侧，为进行水中桥梁施工作业、材料运输而提供通道。设计栈桥宽度6m。栈桥起始跨、临时通航孔两侧跨径均按9米布置，其余各跨跨径12米，普通墩下部采用3根6308mm钢管桩，钢管桩中心间距2.685米；栈桥间隔三跨设置一防推墩，防推墩下布置4根钢管桩，横向间距5.37米、纵向间距1.83米。因桥位处均为海产品网箱养殖区，有渔民小船经过，为最

4、大限度地降低对当地渔民生产生活的影响，计划在25#26#墩间设置一临时通航孔，临时通航孔标跨按4.05米设置，承重纵梁由12根40a工字钢组成，每二条工字钢合焊在一起。通航孔净宽3.42米。钢管桩间用10型槽钢作剪刀撑。钢管桩入海床深度除要满足计算深度外，还应在施工时以45kw振动锤持续激振5分钟，以钢管无明显下沉作为结束下沉的标准。普通墩钢管桩顶部用2根32a型工字钢合焊作承重横梁，横梁与钢管桩顶部焊接。防推墩钢管桩顶部用2根45a型工字钢合焊作承重横梁，横梁与钢管桩顶部焊接。采用321型贝雷梁作承重纵梁，贝雷梁共6片，每片间用120型花窗(角644mm)横向联结，贝雷梁与横梁间用U型卡固定

5、。贝雷梁间间距均按1.2米设置。贝雷梁上满布横向分配梁，分配梁采用32a型槽钢，分配梁间净间距约3cm，分配梁与两边侧贝雷梁用U型卡扣牢，分配梁上再铺6mm花纹防滑钢板，防滑钢板与分配梁焊接牢固。栈桥两侧用48mm钢管焊于分配梁两端，形成高1.2米护栏。靠河堤处以现浇混凝土板作台，与钢栈桥平稳联结。(二)钢平台布置钢平台分一般墩钢平台和主墩钢平台二种，二种钢平台均以5298mm钢管作管桩基础，其施工要求同栈桥钢管桩。全桥共设置一般钢平台8个、主墩钢平台3个。桥墩钢平台由桩机作业平台和施工机械作业平台组成，一般桥墩桩机作业平台宽3米、主桥墩桩机作业平台宽度13米，在一般墩桩机作业平台一侧设置宽6

6、米宽的施工机械作业平台，在主墩桩基作业平台两侧各设置6米宽施工机械作业平台，两种平台间钢管桩及与栈桥钢管桩横向联系牢固。桩机作业平台和施工机械作业平台的钢管桩顶的部工字钢横梁、贝雷纵梁及分配梁、桥面钢板均与钢栈桥材料相同，二种平台最大跨径9米，机械作业平台上最重施工车辆为25吨汽车吊及8m3混凝土罐车。由于平台跨径比栈桥小，本方案仅对栈桥进行验算。三、栈桥验算(一)验算依据公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004路桥施工计算手册-人民交通出版社装配式公路钢桥多用途使用手册-人民交通出版社MIDAS civil迈达斯结构计算软件(二)材料力学参数1、贝雷梁弦杆、腹杆为16Mn钢，容许抗压、抗弯

7、、抗拉应力、容许抗剪应力。临时结构容许应力可提高1.3倍。2、工字钢、槽钢、钢管、角钢、钢板均为A3钢，容许抗压、抗拉应力；容许抗弯应力；容许剪应力。3、32a槽钢力学参数：截面惯性矩：，弹性模量：,截面抵抗矩。4、32a工字钢力学参数：截面惯性矩：I=11080cm4，弹性模量：，截面抵抗矩。5、45a工字钢力学参数：截面惯性矩：，弹性模量：，截面抵抗矩。6、6308mm钢管桩力学参数：、 (三)建模计算根据栈桥设计，用迈达斯结构计算软件建立栈桥计算模型，按公路桥梁一级荷载对模型加载，对栈桥各构造部分进行计算。三跨栈桥模型图1、建模要点： (1)坐标系选择：顺桥向为X轴、横桥向Y轴、向上为Z

8、轴。(2)各纵向贝雷梁间释放梁端约束模拟销接。(3)分配梁与贝雷梁间用弹性联结。(4)桥面防滑钢板由分配梁节点扩展而成面单元。(5)贝雷梁与支承横梁间用弹性联结，端部加一般支承边界条件，约束X、Y方向位移和Y、Z方向的转动。(6)钢管桩按在海床下3米处固定，海床上自由长度4.5米。(7)按车道面荷载对栈桥加载，选择公路桥梁技术标准中CH-CD车辆对栈桥加载。(8)车辆冲击系数取1.15。2、车辆荷载选择车辆荷载选择-公路工程技术标准(JTG B01-2003)3、贝雷梁材料计算 (1)弦杆计算贝雷梁弦杆-轴向力引起的轴向应力图程序计算得贝雷梁弦杆最大轴向应力：。贝雷梁弦杆-Y轴方向剪力产生的剪

9、应力图程序计算得贝雷梁弦杆Y轴方向剪力产生的最大剪应力：贝雷梁弦杆-Z轴方向剪力所产生剪应力图程序计算得贝雷梁弦杆Z轴方向剪力产生的最大剪应力：贝雷梁弦杆-轴力产生的应力加两个方向弯矩产生应力的组合应力图程序计算得贝雷梁弦杆组合应力：。贝雷梁弦杆-位移等值线图 程序计算得贝雷梁弦杆Z轴向最大变形：。 (2)腹杆计算贝雷梁腹杆-轴力产生的轴向应力图程序计算得贝雷梁腹杆最大轴向应力：。贝雷梁腹杆-Y轴方向剪力引起剪应力图程序计算得贝雷梁腹杆Y轴方向剪力产生的最大剪应力：贝雷梁腹杆-Z轴方向剪力引起剪应力图程序计算得贝雷梁腹杆Z轴方向剪力产生的最大剪应力：。贝雷梁腹板-由轴向力加两方向剪力引起的应力

10、组合图程序计算得贝雷梁腹杆组合应力：。根据装配式公路钢桥多用途使用手册，贝雷梁弦杆、腹杆应力在容许应力内时，则贝雷梁稳定。4、花窗材料计算贝雷梁间支撑花窗-受拉时应力程序计算得贝雷梁间支撑花窗桁架受拉最大应力：。贝雷梁间支撑花窗-受压时应力程序计算得贝雷梁间支撑花窗桁架受压时最大应力：。5、32a工字钢横梁计算一般墩顶横梁32a工字钢-剪应力图程序计算得一般墩顶横梁32a工字钢最大剪应力：。建模时横梁为一根工字钢，实际施工时由二根工字钢拼焊在一起，故受其剪应力为一般墩顶横梁32a工字钢-Z方向受弯应力图程序计算得一般墩顶横梁32a工字钢最大弯应力：。建模时横梁为一根工字钢，实际施工时由二根工字

11、钢拼焊在一起，故受其受弯应力为。一般墩顶横梁32a工字钢-位移等值线图程序计算得一般墩顶横梁32a工字钢Z轴向最大变形：。建模时横梁为一根工字钢，实际施工时由二根工字钢拼焊在一起，故受其实际挠度为6、45a工字钢横梁计算防推墩桩顶45a工字钢横梁-轴向力引起的应力图程序计算得防推墩顶45a工字钢轴向力引起的最大应力：。防推墩桩顶45a工字钢梁-Y轴向剪力引起的剪应力图程序计算得防推墩顶横梁45a工字钢在Y轴向最大剪应力：。防推墩桩顶45a工字钢横梁-Z方向剪力引起的剪应力图程序计算得防推墩顶横梁45a工字钢Z轴向最大剪应力：，建模时为一根工字钢，实际施工时由二根工字钢拼焊而成，剪应力远小于容许

12、剪应力。防推墩桩顶45a工字钢横梁-Z方向位移等值线图程序计算得防推墩顶横梁45a工字钢Z轴向最大变形：。建模时为一根工字钢，实际施工时由二根工字钢拼焊而成，实际变形量。7、分配梁计算分配梁32a槽钢-Y轴方向弯矩产生的应力图程序计算得分配梁32a槽钢Y轴向最大应力：。分配梁32a槽钢-组合应力图程序计算得分配梁32a槽钢组合最大应力：。分配梁32a槽钢-位移图程序计算得分配梁32a槽钢最大变形：。8、钢管桩计算钢管桩-反力程序计算得钢管桩最大反力：。钢管桩-Y轴向弯应力图程序计算得钢管桩在Y轴向最大应力：。钢管桩-Z轴向弯应力图程序计算得钢管桩在Z轴向最大应力：。钢管桩-位移等值线图程序计算

13、得钢管桩最大变形：。对钢管桩稳定性进行验算：按压杆稳定验算钢管桩稳定性。钢管桩参数：单桩长、钢管桩自由段长、弹性模量、外径、内径、截面。计算截面惯性矩计算查表得前面计算钢管桩最大反力。允许应力9、全桥挠度计算栈桥挠度程序计算得栈桥最大挠度：。10、全桥截面验算下图截面验算表-表明所有截面均通过强度与稳定性验算四、钢栈桥施工1、下沉钢管桩本栈桥采用直径630mm、壁厚8mm螺旋管桩，管桩进场后要进行全面检查，锈蚀、变形的钢管桩严禁使用；对钢管桩壁厚要进行测量，壁厚小于8mm的钢管桩不准使用。钢管桩采用电动振动锤下沉，振动锤功率45kw，最大激振力400kn，钢管桩计算最大支承力387.4kn。在

14、平潮时施工钢管桩，施工时以二台全站仪交叉定位钢管桩，振动锤提升钢管桩使之成垂直状，在测量人员指挥下将钢管桩移至桩位，先以其自重下沉，经测量人员再次校正后开启振动锤锤击下沉，钢管桩下沉过程中不得停锤。钢管桩下沉深度不得小于10米，同时应以振动锤锤击时在最大激振力作用下5分钟内钢管桩无明显下沉作为结束下沉的标准。当钢管桩下沉深度小于10米且进尺困难时，应采取以下措施以确保钢管桩入土深度：(1) 钢管桩底部加钢箍，增加桩底刚度。(2) 采用高压水冲击管桩内部，清除堵塞在管桩内部的砂土，减小管桩摩阻力。(3) 在钢管桩下沉过程中尽量不要停顿，钢管桩从开始下沉到结束一气呵成。每打一根桩，施工人员都应对桩

15、的就位、垂直度和打设标高进行检测，确保施工精度。振动沉桩过程中出现桩的偏移、倾斜或有严重回弹以及其他不正常情况时，现场应暂停锤振，待查明原因，采取措施后方可继续沉桩。在桩的打入过程中，锤桩帽和桩身必须始终保持在同一轴线上。2、安装桩顶横梁一排桩打完后及时安装桩顶横梁。一般桩顶横梁由2根32a型工字钢拼焊而成，防推墩桩顶横梁由2根45a工字钢拼焊而成，在管顶按横梁宽度在桩顶开槽，槽口顶面再焊一块15mm钢板，钢板伸出桩周不小于15cm，将横梁安装在钢板上，对应横梁底部在钢板伸出部位下方焊接加劲钢板，增强管桩受力。各排桩横向用10号槽钢成剪刀撑联结。3、安装贝雷纵梁本栈桥纵向共布置6片纵梁，每二片

16、用专用花窗(宽115cm)联结成一组，二片纵梁净间距97cm，每组间净间距120cm，各组间纵梁在支点处用10号槽钢横向成剪刀状支撑。贝雷梁在横梁处用U型卡件固定在横梁上，严禁在贝雷梁上焊接。4、安装横向分配梁横向分配梁由32a槽钢组成，横向铺排在贝雷梁上，分配梁间净间距约30mm,分配梁与贝雷梁用U型卡固定。5、安装防滑钢板在横向分配梁上铺装6mm厚防滑钢板，防滑钢板与横向分配梁进行焊接。使用期间设专人对栈桥面板进行维修、保养，保证桥面板平稳。6、安装护栏在横梁两端用48mm钢管焊接防护栏，护栏高度120cm，纵向用同材料钢管联结。7、栈桥桥台施工在桥台处对地基进行片石换填，浇筑混凝土台帽和

17、背墙，台帽上预埋钢板，背墙与贝雷梁同高，安装贝雷梁后，再在背墙与贝雷梁间铺一块15mm钢板，使桥台路基与贝雷梁顺接。8、划行车道线在桥面防滑钢板上居中划行车道线，净宽按4.5米控制，沿护栏设置多道警示标志，提醒司机注意安全。五、钢平台施工根据各墩桩位、承台及系梁设计尺寸，考虑今后系梁及承台施工时钢板桩位置不受影响，确定各墩平台尺寸，同时在各墩平台一侧(引桥墩)或二侧(主桥主墩)均同时搭建一宽6米的作业位，供施工车辆进出。钢平台采用直径529mm、壁厚8mm钢管作支承桩，跨径按不大于9米布置，桩顶横梁、纵梁、分配梁、防滑钢板、护栏等材料与布置均与栈桥相同。由于平台在下构完成后需拆除，因此钢平台与

18、栈桥不共用钢管桩，但平台及栈桥相邻钢管桩须用10号槽钢成剪刀撑状联结。钢平台与栈桥平交，标高相同，平交处上铺15mm钢板过渡。六、钢护筒安装东山大桥2131#墩桩基施工期间均处于水中，需设置钢护筒进行桩基施工，计划在现场加工钢护筒，然后运至墩位安装，首节钢护筒长度不小于8米。在平台钢管桩施工后，安装平台一侧机械作业台上部结构，预留出钢护筒位置。在平台上定出桩位控制点，根据钢护筒大小，在平台上焊接固定钢护筒的型钢，型钢所围成的方框比钢护筒略大，再次在型钢上定出钢护筒控制点，在平潮或完全退潮后，吊起钢护筒，按照控制点调整钢护筒位置，并使钢护筒处于铅垂状，缓缓放下钢护筒，在护筒底部接触海床后再次校正

19、位置，依靠钢护筒自重插入海床中，如钢护筒高出平台超过1.5米，则用振动锤振动下沉，使钢护筒顶面高出平台控制在1.5米以内。再吊起第二节钢护筒，与下节钢护筒对正，此时吊车不能放松，应在悬吊状态下完成上下护筒的焊接，避免下节钢护筒因受力不匀而发生偏位。钢护筒的焊接：用与护筒同材料钢板裁剪成长30cm、宽20cm方块，沿护筒四周间距不大于30cm将上下护筒联结，未焊接联结钢板位置要全部将缝隙焊接牢固。护筒接长后，再用振动锤锤击下沉，如此往复直至钢护筒安装到位。主桥主墩桩基钢护筒壁厚25mm,自桩顶以下8米钢护筒设计考虑参与桥梁受力，同时起到防腐作用，钢护筒有可能进入强风化砂岩，下沉钢护筒时如遇该岩层

20、，可能无法下沉到位，此时，将以冲孔桩机辅助进行下沉，当钢护筒遇强风化砂岩而不能下沉时，安装冲孔桩机进行冲孔，冲到比护筒设计底标高略低后，再对钢护筒接长，用振动锤振动下沉到位。七、质量保证措施栈桥及平台是东山特大桥的施工通道，也是本项目的生命通道，其施工质量的好坏直接关系到施工人员的安全、关系到工程施工的安全，本项目部十分重视栈桥及平台的施工质量，将同永久性工程一样认真对待，严格管理。1、认真进行方案设计、验算，报局公司审核，同时请有经验的工程技术人员同步验算，确保设计准确、验算无误。再报监理审核，通过后方可组织施工。2、对作业人员进行技术交底，明确各工序质量要求、检查方法。3、严把材料关，对钢

21、管桩、贝雷梁、横梁、分配梁等材料进行认真检查，锈蚀严重、变形严重、开孔较多的钢管桩及槽钢、工字钢等不得使用；对进场贝雷梁要求进行探伤检测，有裂隙、变形、损伤的贝雷梁一律不得使用。4、认真放样、严格定位，确保钢管桩位置与设计跨径吻合，避免贝雷梁在非节点处支承。5、全程跟踪钢管桩施工过程，认真记录每根钢管桩入土深度，严格按照“钢管桩入土深度不小于10m、45kw振动锤激振5分钟钢管桩无下沉”二条控制钢管桩下沉施工，只有二条均满足时方可视为符合停锤标准。6、钢管桩下沉过程中要认真观察，保证钢管桩始终保持铅垂状。7、管顶横梁与钢管桩接触位要垫钢板，避免管顶应力集中，横梁与钢管桩应焊接牢固。8、贝雷梁间

22、横向联结的花窗要完整、无损伤，每个节点均要安装花窗；每组贝雷梁间在支点和跨中要用槽钢进行横向联结；贝雷梁在支点处与横梁要用U型卡固定；贝雷梁与分配梁要用U型卡固定。所有与贝雷梁固定的材料均不得与之焊接。八、安全保证措施1、进入现场人员一律佩戴安全帽，不准穿拖鞋、高跟鞋，不得赤脚作业。高空作业人员佩带并系好安全带，穿防滑鞋。施工时严禁嬉戏、打闹。2、各种机械设备均要制定安全技术操作规程，并认真检查落实情况。3、施工人员需持操作证操作机械。4、定期检查机械设备的安全保护装置和安全指示装置，以确保以上两种装置的齐全、灵敏、可靠。5、机械操作人员必须听从施工人员的正确指挥，精心操作。但对施工人员违反操

23、作规程和可能引起危险事故的指挥，操作人员有权拒绝执行，并及时向工地负责人反映。6、施工现场设置的照明灯具、护栏、围栏、警告标志经常维修，保持正常工作状态。7、现场道路平整、坚实、保证畅通，危险地点悬挂规定的警示标牌。8、所有电力线路和用电设备由持证电工安装。电、气焊操作人员持证上岗，经培训且考试合格后方可上岗。9、执行安全用电规范，执行“三相五线制”。10、用电实行“一机一箱一闸一漏一锁”五个一。11、由专职电工负责日常检查和维修保养，禁止其他人员私自乱接、乱拉电线。12、现场施工用电线路一律采用绝缘导线。使用时提前认真检查确保电缆无裸露现象。地上线路架空设置，以绝缘固定。13、现场所有电动机

24、械设备使用前按规定进行检查、试运转，作业完拉闸断电锁好电闸箱，防止发生意外事故。14、各种电气设备和线路不超负荷工作，做到接点牢靠，绝缘良好；设备安装配备合格的保险装置。15、电气设备在工作结束后及时切断电源。九、防洪、防台风措施1、当遇有六级（含六级）以上风力时，应停止影响作业安全的施工。2、对于易坍塌的临时构筑物、施工机械设备、材料采取加固措施。如采用锚固、拉结、设置缆风绳或清理、转移等方法进行。3、当打雷时，电气设备应及时断开电源，暂停供电。4、打雷时，不要使自己成为尖端，也就是说，要尽量降低自身高度，不应该把铁锹、钢筋等带有金属的物体扛在肩上高过头顶或者拿较长的金属（如钢筋、钢管、大板

25、手、撬棒、钢丝绳等），不得站在或碰及铁支架、机械设备，因为这样会增加闪电直接击中的机会。5、雷电时，不宜使用通讯电器（手机、对讲机）6、洪水距贝雷梁底50cm时暂停栈桥和平台上的一切施工，机械设备、材料转移上岸，人员撤至安全地带，关闭全部电源。7、安排专人巡查，对附着在栈桥、平台上的漂浮物要及时清理，防止漂浮物堆积挤跨栈桥和平台。8、护筒口用钢板密封，防止泥浆进入海峡内。十、环境保护措施东山特大桥桥位处于地方养殖区内，对环境保护要求很高，项目部制定了严格的环保措施，确保不发生污染事故。1、 加强职工教育，自觉爱护环境、保护环境。2、加强车辆检修，不得带病作业。3、加强材料进场管理，材料在进场前要清理干净，污染物不得带入工地。4、临时加工场及材料堆积场离开养殖区200米，并做好废水、废物收集。5、机械维修时要下垫防水布，收集油污集中处理。6、不随意破坏施工场地外的树木、植被。24