栈桥专项施工方案.pdf
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1、新建兰州至重庆铁路广元至重庆段土建工程 12 标段第一分部栈桥作业专项施工方案中交建设中交建设C C C CC C C C中交一公局兰渝铁路 12 标段第一分部二 00 九年十一月十五日栈桥作业专项施工方案栈桥作业专项施工方案一一,工程概况工程概况兰渝铁路途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3 为小龙门电航坝址,桥址上游 15 为在建的凤仪场电航枢纽纽工程。依据嘉陵江特大桥水中 68102#墩的施工须要,在嘉陵江设置栈桥一座,分四段(213+126+405+540)m,河道中间预留 1
2、20m 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。栈桥基础采纳直径 630 的螺旋钢管桩,下横梁采纳 600200H 型钢,纵梁为三组(6片)贝雷片,上横向安排梁为 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,桥台采纳 M7.5 浆砌块石,栈桥上设照明设施。1,1,水文条件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34600m 时,电站停机,水库闸门全开,自由泄流冲沙,日平均流量3大于 4600m 的多年平均出现天数约为 9 天,限制
3、的沙量占全年的355%左右;当入库流量小于等于 4600m 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32030m 时,保持水库正常蓄水位280.0m 运行,当入库流量大于3332030m 时,小于 5000m 时水库按 277.0m 运行,当库流量大于 5000m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及主流的夹角为约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。按规范举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
4、水高度为 0.037m,影响范围约 193m。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。桥墩间流速改变状况为:20 年一遇设计洪水主跨桥墩间流速的增幅最大为 0.31m,位于 109110#桥墩间,流向改变最大值为偏向右岸 8.3,位于 8384#桥墩间,最大流速为 1.67。100 年一遇设计洪水主跨桥墩间流速的增幅最大约为 0.32m,位于 109110#桥墩间,流向改变最大值为偏向右岸 4.8,位于 8283#桥墩间,最大流速为2.41。2,2,气候条件气候条件嘉陵江流域气候属中亚热带潮湿季风气候区,季风气候显著,冬暖夏热。受地形影响,中下游盆地因有西
5、北的岷山山脉,北部的秦岭和东北的大巴山山脉为屏障,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;夏季燥热多雨,秋冬多雾。嘉陵江的气温,从北向南渐渐上升。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,冬季暖和干燥。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削减,降雨削减。降
6、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递减,北部山地因气流越过盆地边缘山区后水气削减,降雨较少。多年平均降水 800 以下,其中甘肃省文县,武都一带仅 400500,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 12001400,其余地区为 10001200。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,但年内安排极不匀称,年际改变大。据武胜33站资料统计,多年平均径流量为 272 亿 m,多年平均流量为 882m,年径流主要集中在510 月,
7、约占全年径流量的82%。最丰水年3(19811982 年)实测年平均流量1410m,最枯水年(1971197233年)实测年平均流量为 517m,历年最小流量 88m。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,洪水发生时间及暴雨相应,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3量 28900m(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,依
8、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 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,最多风向 N,实测最大风速16.0m(1976 年 8 月 15 日),相应风向为,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改变均明显。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,实测最大风速为
9、19m,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10,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。3,3,地质条件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
10、“洪淤枯冲”的特点。由于河道为山区型河流,河势改变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。桥位断面岩土物理力学性质指标举荐值表桥位断面岩土物理力学性质指标举荐值表单轴极极临基基限限时底本内摩擦摩岩土土状态及重度凝合力抗边摩承岩土名称角阻3序号风化程度()压坡擦载()力强坡系力(度率数)R()1225 1:0.卵石土 Q4稍密21/35/0 0 1 41535 1:0.漂石土 Q4稍密22/45/0 0 451松软土 Q3粉质黏土 Q3粉砂 Q3粗圆砾土 Q3软塑硬塑稍密稍密18.51919.0201218/卵石土 Q3稍密22/W3泥岩 J3
11、sW222/23/107 20/015 1:0.1240/0 1 3122545/01:18 0.3080 0./0 35751:1235 0.45 0./0 04751:30 0.3570 0./0 35751:454.0.45/0.0 5454,4,工程特点工程特点4.1,工程所在地气象条件恶劣,特殊是受雨季影响,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,工程建设的组织和平安限制难度高,特殊是钢管桩的沉放,以及搭设过程中的生产组织及协调管理尤为重要。4.2,基础均采纳钢管桩 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
12、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。二二,总体施工组织规划总体施工组织规划1,1,工期:工期:栈桥施工工期限制在 60 天以内,即 2009 年 11 月 20日开工,2010 年 1 月 20 日完工。2,2,机械设备打算:机械设备打算:支配一台 50 吨 180 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
13、插打作业,利用吊车进行桥面纵梁及桥面板的安装工作。3,3,材料打算:材料打算:630 钢管桩,600200 钢横梁,贝雷片,上横向安排梁 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。4,4,人员状况:人员状况:有施工栈桥阅历的娴熟工人45 人,分三组施工,进行钢管桩焊接,插打,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
14、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,遇到地质状况较差则调整跨径,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,地质状况较差或入土深度较浅则设为凳子桩以增加稳定性。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绽开,向江心岛推动,第一工作面先施工荆溪河河叉栈桥,再施工西岸栈桥(到 84#主墩),最终施工 85#主墩到江心岛西侧栈桥;第二工作面由东岸起先渐渐向江心岛推动。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
15、的采纳 180 型履带吊机站在岸上自岸边第一排及第二排钢管桩起先插打,钢管桩依据设计位置插打完后,采纳吊机协作焊接工人依次施工桩间联结系,安排梁,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,依据钓鱼法照此依次依次向江心岛方向施工。对于跨径为 15 米的栈桥采纳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 600200 钢横梁;贝雷纵梁及桥面系32a 槽钢采纳吊车逐孔吊装,安装推动,逐孔成型,焊接防护栏杆和划分行车道及标记。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 10 厚钢板。西岸栈
16、桥依据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,使之受力匀称。每排钢管桩插打完成,经过沉桩记录鉴定检查合格后,刚好焊好水平联和桩顶联结系。桩顶连接系及钢管桩之间采纳焊缝连接,焊 缝 高 度 为 10。钢 管 桩 桩 顶 两 侧 及 下 横 梁 纵 向 用 4 块10250400 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,贝雷纵梁及上安排梁用 U 型螺栓固定,栈桥桥面板采纳32a 槽钢满铺,按间距 50 焊接 10 圆钢,起固定槽钢和防滑作用。桥面板及上安排梁之间焊接固定,采纳跳焊。具体见
17、细部设计图。三三,主要施工方法主要施工方法1,1,测量限制测量限制1.1,1.1,主要施工测量限制技术主要施工测量限制技术,限制方法限制方法本工程施工栈桥搭设主要采纳 1800 全站仪进行测量限制,主要用于施工过程中的变形观测。1.2,1.2,施工测量放样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限制点采纳全站仪三维坐标法进行。钢管桩施工方法采纳履带吊钓鱼法和浮吊倒退法进行施工,现场必需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纳全站仪自由设站法进行;加密点的高程测设可采纳三角高
18、程进行跨河水准测量或高程拟合方法。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,在两个相互垂直的测站上布设二台经纬仪,限制钢管桩的垂直度,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。2,2,栈桥施工设备选型栈桥施工设备选型2.1,2.1,起重设备
19、选型起重设备选型S120175 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。2.2,2.2,振动锤选型振动锤选型振动锤的选型依据:振动锤按激振力 P土的动摩阻力Uf 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2积的摩阻力)依据地质资料,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,7.5m,桩侧极限摩阻力 f1=17801 层:漂石土,5.5m,桩侧极限摩阻力 f3=1630计算结果 1780,结合砂性土的液化特性,取动摩阻系数=0.15计算:则所需振动锤的
20、激振力为 1780 0.15=267选用 90 型振动锤,最大激振力为 546,满意要求。2.3,2.3,可移动导向架设计及制作可移动导向架设计及制作导向架结构如下图所示,通过定位丝扣能较好的限制钢管桩的斜率。导向架结构示意图导向架结构示意图3,3,钢管桩基础施工钢管桩基础施工3.3.1,1,外外630mm630mm 螺旋钢管桩制造:螺旋钢管桩制造:螺旋钢管桩外径 630,壁厚 9,Q235 钢,由有资质厂家定做。钢板的焊接采纳坡口焊,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需平直,不得运用表面
21、锈蚀或受过冲击的钢板,并应有出厂证明书。螺旋钢管桩焊接成型后,检查其外型尺寸,应符合:椭圆度:允许偏差 0.5,且不大于 5(D 为钢管桩外径)外周长:允许偏差0.5,且不大于 10(C 为钢管桩周长)纵轴线弯曲矢高:允许偏差 0.5,且不大于 30(L 为钢管桩长度)3.3.2,62,630mm30mm 钢管桩的插打:钢管桩的插打:钢管桩在起吊,运输和堆存过程中,应尽量避开由于碰撞等缘由造成管身变形和损伤。采纳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
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