栈桥专项施工方案(共24页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上新建兰州至重庆铁路广元至重庆段土建工程LYS-12标段第一分部栈桥作业专项施工方案中交建设C C C C编制: 审核: 批准: 中交一公局兰渝铁路LYS-12标段第一分部二00九年十一月十五日专心-专注-专业栈桥作业专项施工方案一、工程概况兰渝铁路线南充嘉陵江特大桥位于南充市小龙门电航枢纽工程库区河段,左岸为南充市高坪区,右岸为顺庆区。南充小龙门特大桥处于已建小龙门电航枢纽的库区,桥址下游约3km为小龙门电航坝址,桥址上游15km为在建的凤仪场电航枢纽纽工程。根据嘉陵江特大桥水中68#102#墩的施工需要,在嘉陵江设置栈桥一座,分四段(213+126+405+540)
2、m,河道中间预留120m宽通航孔。栈桥桥面行车道设计宽度6.0m,跨径15 m,总共93跨15联。栈桥基础采用直径630mm的螺旋钢管桩,下横梁采用HN600200H型钢,纵梁为三组(6片)贝雷片,上横向分配梁为22a工字钢,桥面系为32a槽钢。栈桥中心线距桥墩中心线20m。本桥桥位处施工水位为269.3m,栈桥桥面板顶标高为273.5m,桥台采用M7.5浆砌块石,栈桥上设照明设施。1、水文条件下游小龙门航电枢纽工程水库运行方式:当电站当入库流量大于4600m3/s时,电站停机,水库闸门全开,自由泄流冲沙,日平均流量大于4600m3/s的多年平均出现天数约为9天,控制的沙量占全年的55%左右;
3、当入库流量小于等于4600m3/s时,水库闸前水位保持正常蓄水位269.30m,电站正常发电。上游凤仪航电枢纽工程水库运行方式:当电站当入库流量小于2030m3/s时,保持水库正常蓄水位280.0m运行,当入库流量大于2030m3/s时,小于5000m3/s时水库按277.0m运行,当库流量大于5000m3/s时,电站停机,水库闸门全开敞泄冲沙。南充小龙门嘉陵江双线特大桥桥轴线的法向与主流的夹角为约14,河道洪水比降约为0.38,由于过水断面内无路堤,壅水系数取值0.05。按规范推荐的壅水公式计算得到各流量壅水高度及影响范围为:10年一遇设计洪水,桥梁最大壅水高度为0.037m,影响范围约19
4、3m。100年一遇设计洪水,桥梁最大壅水高度为0.053m,影响范围约277m。桥墩间流速变化情况为:20年一遇设计洪水主跨桥墩间流速的增幅最大为0.31m/s,位于109#110#桥墩间,流向变化最大值为偏向右岸8.3,位于83#84#桥墩间,最大流速为1.67m/s。100年一遇设计洪水主跨桥墩间流速的增幅最大约为0.32m/s,位于109#110#桥墩间,流向变化最大值为偏向右岸4.8,位于82#83#桥墩间,最大流速为2.41m/s。2、气候条件嘉陵江流域气候属中亚热带湿润季风气候区,季风气候显著,冬暖夏热。受地形影响,中下游盆地因有西北的岷山山脉、北部的秦岭和东北的大巴山山脉为屏障,
5、使西北寒流不易侵入,故冬季气温较同纬度地区偏高,为长江流域最少的降雪地区;夏季炎热多雨,秋冬多雾。嘉陵江的气温,从北向南逐渐升高。北部山区地势较高,受西北气流影响较明显,呈现气温低、雨量较少,属于干寒冷型气候。多年平均气温10左右,极端最高气温2634,极端最低气温12左右;流域南部,属四川盆地丘陵区,由于秦岭、龙门山、米仓山、大巴山的屏障作用,西北气流不易侵入,呈现夏季湿热多雨、冬季温暖干燥。年平均气温1618,极端最低气温约9,降雨受地理位置和季风的影响。流域内降水由东南向西北递减,北部山地因气流越过盆地边缘山区后水汽减少、降雨减少。降雨受地理位置和季风的影响。嘉陵江流域内降水由东南向西北
6、递减,北部山地因气流越过盆地边缘山区后水气减少,降雨较少。多年平均降水800mm以下,其中甘肃省文县、武都一带仅400500mm,为半干旱区。南部盆地丘陵区降水量较多,尤其是边缘山区,因地形影响,降水量最丰,多年平均降水量为12001400mm,其余地区为10001200mm。流域内暴雨出现在510月,约占全年降水量的82,最集中是79月,约占全水量的52,910月多阴雨天。嘉陵江流域径流丰沛,但年内分配极不均匀,年际变化大。据武胜站资料统计,多年平均径流量为272亿m3,多年平均流量为882m3/s,年径流主要集中在510月,约占全年径流量的82%。最丰水年(19811982年)实测年平均流
7、量1410m3/s,最枯水年(19711972年)实测年平均流量为517m3/s,历年最小流量88m3/s。流域内洪水多由暴雨形成,洪水陡涨陡落,洪枯水位变幅较大。本河段暴雨多发生在510月,洪水发生时间与暴雨相应,大暴雨多出现在7、9两月,洪水过程一般5天左右,复峰过程7天以上。历年实测最大流量28900m3/s(1981年7月15日),相应南充水位站实测最高水位275.17m,实测最低水位为260.11m,实测最低水位为260.11m,历年平均水位变幅达7.12m。南充嘉陵江双线特大桥毗邻南充市区,根据南充市气象站气象资料统计:多年平均气温17.4,极端最高气温40.1(1972年8月14
8、日),极端最低气温-2.8(1975年12月15日),多年平均降水量1020.8mm,年最大降水量1529.4mm(1952年),多年平均蒸发量1088.2mm,多年平均风速1.1m/s,最多风向N,实测最大风速16.0m/s(1976年8月15日),相应风向为NE,多年平均相对湿度79%,年平均日照1266.7小时。桥位区风向的季节和地域变化均明显。全年以西北和东南风为主,冬季以西北风为主,春季和夏季东南风为土,秋季东北风为主。年平均风速2.7m/s,实测最大风速为19m/s,年大风日数约5d。对施工不利的气象条件主要有台风、大风、大雨、冰冻和雾(低能见度)天气。初步考虑当风力8级、日降水量
9、10mm、日最低气温-2作为可施工气象条件的指标,工程区域可施工日数全年在280284d之间,各月平均日数大致在2027d之间。其中,6月份施工气象条件较差,平均可施工日数仅20d左右。3、地质条件小龙门嘉陵江特大桥所在河段为顺直展宽河段,河段平均比降0.4,河道宽度在1.11.6km范围。从河道平面型态上看,河道的发展受到两岸地质条件的限制,岸线时有转折。桥梁下游3km为已建小龙门航电枢纽工程,受下游闸坝壅水作用影响,使得河段河床变形存在“洪淤枯冲”的特点。由于河道为山区型河流,河势变化主要受到两岸岩质岸坡的限制,多年来已趋于稳定。栈桥基础桩基通过的各主要地层的设计参数见下表。 桥位断面岩土
10、物理力学性质指标推荐值表岩土序号岩土名称土状态及风化程度重度KN/m3凝聚力(KPa)内摩擦角()极限摩阻力(Kpa)基本承载力KPa单轴极限抗压强度R(MPa)临时边坡坡率基底摩擦系数卵石土Q4al稍密21/35120250/1:10.4漂石土Q4al稍密22/45150350/1:10.45松软土Q3al软塑18.512720100/粉质黏土Q3al硬塑19181240150/1:10.3粉砂Q3al稍密19.0/2545120/ /粗圆砾土Q3al稍密20/3080180/1:0.750.35卵石土Q3al稍密22/45120350/1:0.750.4泥岩J3sW322/3570300/
11、1:0.750.35W223/45/4504.51:0.50.44、工程特点4.1、工程所在地气象条件恶劣,特别是受雨季影响,桥位区施工水位暴涨暴落出现频率多,施工受风、流以及航运的影响较大,工程建设的组织和安全控制难度高,特别是钢管桩的沉放,以及搭设过程中的生产组织与协调管理尤为重要。4.2、基础均采用钢管桩630mm,受当地长期采砂的影响,导致河床覆盖层较薄,主要以大的卵砾石为主,使得管桩入土深度较浅,对设计、施工要求较高。 桥位区地质状况自上而下依次为:(1)漂石:层厚310.5米;(2)粉砂岩:层厚3.86.4米;(3)粉砂质泥岩:层厚223.9米;(4)泥岩:层厚7.5米。二、总体施
12、工组织规划1、工期:栈桥施工工期控制在60天以内,即2009年11月20日开工,2010年1月20日完工。2、机械设备准备:安排一台50吨KH180型履带吊机(两条运输船连接拼装成整体,将履带吊放在船上,拼装成一台浮吊)一台浮吊(浮箱拼装工作平台,在平台上架设一台20吨的扒杆拼装成浮吊)和90型振动锤进行钢管桩插打作业,利用吊车进行桥面纵梁及桥面板的安装工作。3、材料准备:630钢管桩,HN600200钢横梁,贝雷片,上横向分配梁22a工字钢,桥面系32a槽钢,联结系L50和L80角钢,水平联426钢管,联结钢板10。4、人员情况:有施工栈桥经验的熟练工人45人,分三组施工,进行钢管桩焊接、插
13、打,安装贝雷梁,铺设桥面槽钢及焊接钢管护栏等工作。荆溪河河叉栈桥长213米,接B7便道,共3联;西岸栈桥长126m共2联,接84#主墩;江心岛西侧栈桥长405m,分5联,接85#主墩,设置一个8m宽,长43米的错车道;东侧栈桥长540米,分5联,设置一个8m宽,长48米的错车道。栈桥跨径设置为15米,遇到地质情况较差则调整跨径,如设为6米、9米或12米,错车道设置在栈桥的上游一侧。每个墩设置钢管桩2根,分联墩两排共4根,错车道处设3根钢管桩,地质情况较差或入土深度较浅则设为板凳桩以增强稳定性。嘉陵江双线特大桥栈桥为加快施工分两个工作面同时从两头展开,向江心岛推进,第一工作面先施工荆溪河河叉栈桥
14、,再施工西岸栈桥(到84#主墩),最后施工85#主墩到江心岛西侧栈桥;第二工作面由东岸开始逐渐向江心岛推进。见栈桥总平面布置图东岸栈桥利用岸边的有利条件,岸边栈桥跨径小于或等于12米的采用KH180型履带吊机站在岸上自岸边第一排及第二排钢管桩开始插打,钢管桩按照设计位置插打完后,采用吊机配合焊接工人依次施工桩间联结系、分配梁、纵梁、桥面板。第一节栈桥施工完成后,履带吊车站在已修建好的第一节栈桥上进行第三排钢管桩施工,按照钓鱼法照此顺序依次向江心岛方向施工。对于跨径为15米的栈桥采用两条船拼装式浮吊按倒退法依次插打钢管桩,同时焊接水平联和HN600200钢横梁;贝雷纵梁及桥面系32a槽钢采用吊车
15、逐孔吊装、安装推进,逐孔成型,焊接防护栏杆和划分行车道及标志。84#主墩和85#主墩钢平台同步施工,利用浮吊插打钢管桩,安装贝雷梁,其上安装工字钢,再铺10mm厚钢板。西岸栈桥按照东岸栈桥施工方法进行组织施工。桩顶连接是为了增加两根钢管桩之间的立面刚性,使之受力均匀。每排钢管桩插打完成,经过沉桩记录鉴定检查合格后,及时焊好水平联和桩顶联结系。桩顶连接系与钢管桩之间采用焊缝连接,焊缝高度为hf=10 mm。钢管桩桩顶两侧与下横梁纵向用4块10250400mm钢板做肋板渐变加宽和补强,下横梁置于加宽钢板上。下横梁上设三组6片贝雷梁纵梁,下横梁和贝雷纵梁之间用焊接卡板固定,贝雷纵梁与上分配梁用U型螺
16、栓固定,栈桥桥面板采用32a槽钢满铺,按间距50cm焊接10圆钢,起固定槽钢和防滑作用。桥面板与上分配梁之间焊接固定,采用跳焊。具体见细部设计图。三、主要施工方法1、测量控制1.1、主要施工测量控制技术、控制方法本工程施工栈桥搭设主要采用TCA1800全站仪进行测量控制,主要用于施工过程中的变形观测。1.2、施工测量放样主要为施工栈桥钢管桩基础的定位。施工栈桥钢管桩定位通过在栈桥上设置临时控制点采用全站仪三维坐标法进行。钢管桩施工方法采用履带吊钓鱼法和浮吊倒退法进行施工,现场必须对每个钢管桩进行单根定位。为了保证钢管桩放样精度,需在栈桥上加密至少2点,以便设站和后视。加密点的平面位置测设可采用
17、全站仪自由设站法进行;加密点的高程测设可采用EDM三角高程进行跨河水准测量或GPS高程拟合方法。加密点测设完毕后,用全站仪三维坐标法进行钢护筒放样定位。沉放时,在两个互相垂直的测站上布设二台经纬仪,控制钢管桩的垂直度,并监控其下沉。钢管桩沉放完毕后,应用全站仪在钢管桩顶口放出桩位设计纵横轴线,用钢尺量取钢管桩顶口的偏位,用垂球或测斜仪测出钢管桩的垂直度,提交竣工资料。钢管支撑桩施工完毕后,用全站仪三维坐标作业模式,在任一根钢管桩上测出其设计顶标高,再用水平仪或连通水管抄出其余桩顶设计标高,供处理桩头用。桩头处理完毕后,在相关桩的桩顶处用全站仪放出桩顶的设计纵横轴线,供安装上部支撑梁系定位用。2
18、、栈桥施工设备选型2.1、起重设备选型S120-S175段栈桥单桩(Q345B、630mm、9mm)最长20m,单重约3t,选取50t履带吊作为栈桥施工的主要起重设备。2.2、振动锤选型振动锤的选型按照:振动锤按激振力P土的动摩阻力R=LUf进行选择确定。(式中L:钢管桩入土深度m;U:钢管桩周边长度m;f:土单位面积的摩阻力kN/m2)根据地质资料,钢管桩分别穿过以下土层(取本段栈桥有代表性的桩位):1层:卵石土,Hmax=7.5m,桩侧极限摩阻力f1=1780KN1层:漂石土,Hmax=5.5m,桩侧极限摩阻力f3=1630KN计算结果Fmax=1780 kN,结合砂性土的液化特性,取动摩
19、阻系数=0.15计算:则所需振动锤的激振力为F=1780 kN0.15=267 kN选用DZ90型振动锤,最大激振力为546kN,满足要求。2.3、可移动导向架设计与制作导向架结构如下图所示,通过定位丝扣能较好的控制钢管桩的斜率。导向架结构示意图3、钢管桩基础施工 3.1、外630mm螺旋钢管桩制造:螺旋钢管桩外径630mm,壁厚9mm,Q235钢,由有资质厂家定做。钢板的焊接采用坡口焊,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1002008,每个接头不得少于8块拼接板。卷制钢管桩的钢板必须平直,不得使用表面锈蚀或受过冲击的钢板,并应有出厂证明书。螺旋钢管桩焊
20、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)3.2、630mm钢管桩的插打: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身变形和损伤。采用可移动式导向架进行定位,单桩钢管桩分2节进行沉放。钢管桩节段由平板车运至50t履带吊后方,利用20t汽车吊将钢管桩节段拼接成设计长度。定位导向框架设完成后,利用50t吊车起吊钢管桩,并将钢管桩穿入导向框内。钢管桩在自重作用下入土自稳,然后由车脱钩并吊起振动捶至桩
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