鐵路工程臨時棧橋施工方案含計算書

齊濟（黃河后）特大橋跨小清河棧橋專項施工方案齊濟（黃河后）特大橋跨小清河棧橋專項施工方案1工程概況石濟客運專線正線在濟南市歷城區(qū)孟家莊附近跨越小清河，橋梁名稱為齊濟（黃河后）特大橋。相應小清河干流設計樁號為30+886，橋梁軸線的法線與水流方向交角為30°。小清河主河槽寬度約40m，鐵路采用（32+48+32）m連續(xù)梁跨越小清河，需搭設一座棧橋使施工便道貫通。圖1跨小清河棧橋平面位置圖2主要設計依據(jù)及技術標準2.1設計依據(jù)和設計規(guī)范《公路橋涵設計通用規(guī)范》JTGD60-2004；《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》JTGD63-2007；《鋼結構設計手冊》（第二版）；《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊》，2004年1月，人民交通出版社；《公路橋涵施工技術規(guī)范》JTJ041－2000；《鐵路橋涵工程施工質量驗收標準》(TB10415-2003)；《鐵路橋涵工程施工安全技術規(guī)程》(TB10303-2009)；《公路橋涵施工技術規(guī)范》(JTJ041-2000）；《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017-2003)；《鐵路工程測量規(guī)范》（TB10101-2009)；《路橋施工計算手冊》(人民交通出版社)。2.2技術標準荷載：主要考慮平板車、8m3混凝土罐車、50t履帶吊的施工和通行，以及人群荷載等，其中以8m3混凝土罐車施工荷載（自重40噸）最重，為棧橋施工的主要荷載。寬度：棧橋設于小清河上游側，橋寬6m。孔跨布置：長度60m，5跨×12m。坡度：0.0%。行車設計車速：15km/h；使用壽命＞2年。動載系數(shù)：車行荷載的沖擊系數(shù)取1.25。2.3棧橋方案比選跨小清河棧橋方案共擬定2個，方案一：下承式，橋面寬度4.5m；方案二：上承式，橋面寬度6m。從技術可行性、安全可靠性、河道影響、經(jīng)濟性及適用性等方面分別進行了對比研究分析，具體如下：2.3.1技術可行性分析方案一：下承式，橋面寬度4.5m該方案技術上可行。方案二：上承式，橋面寬度6m該方案技術上可行。2.3.2安全可靠性分析方案一：下承式，橋面寬度4.5m該方案安全可靠方案二：上承式，橋面寬度6m該方案安全可靠2.3.3河道汛期影響分析方案一：下承式，橋面寬度4.5m該方案和方案二比較，棧橋底面標高高1.5m，對河道影響較小。方案二：上承式，橋面寬度6m該方案棧橋底面距離小清河正常水位1.86m，并且小清河管理處同意此方案棧橋標高。2.3.4經(jīng)濟合理性分析方案一：下承式，橋面寬度4.5m使用材料：貝雷梁120片，鋼材88t。方案二：上承式，橋面寬度6m使用材料：貝雷梁120片，鋼材82t。2.3.5適用性分析方案一：下承式，橋面寬度4.5m連續(xù)梁施工時，棧橋上需支設25t汽車吊，4.5m橋面寬度不滿足要求。方案二：上承式，橋面寬度6m連續(xù)梁施工時，棧橋上需支設25t汽車吊，6m橋面寬度滿足要求。2.3.6方案比選對下承式，橋面寬度4.5m、上承式，橋面寬度6m鋼棧橋方案綜合比選分析見表2.3-1。表2.3-1方案比選分析表方案編號因因素方案技術可行性安全可靠性河道汛期影響經(jīng)濟合理性適應性1下承式，橋面寬度度4.5m可行良良成本低不適用2上承式，橋面寬度度6m可行良一般成本較低適用綜合比較，上承式，橋面寬度6m，技術可行，安全可靠，汛期對河道影響較小，成本較低，適用性強，擬采用此方案。2.4棧橋設計2.4.1總體設計棧橋設置在鐵路上游側，與鐵路軸線并行。棧橋中軸線距主橋中軸線橫向距離16.3m。棧橋施工從南岸向北岸推進，棧橋總長為60m。棧橋在跨度為12m,共設置5跨。棧橋寬均為6m，施工考慮采用吊車“釣魚法”逐跨分段推進施工。棧橋基礎選用Φ530×8mm鋼管樁。2.4.2棧橋上部結構設計貝雷梁棧橋施工棧橋上部結構主桁采用“321”型貝雷梁。棧橋上部構造從上至下依次是8mm花紋鋼板、I25橫向分配梁、貝雷主梁，貝雷梁橫向間距：0.9+1.55+0.9+1.55+0.9cm，間距0.9cm的貝雷梁采用標準型90型花架連接，間距1.55m的貝雷梁采用[8槽鋼剪刀型連接。貝雷梁利用[8槽鋼制作成U型限位器，倒置焊接在鋼管頂橫向分配梁上。如圖2.4.2-1棧橋橫斷面結構圖所示。圖2.4.2-1棧橋橫斷面結構圖橋面系及附屬結構設計 橋面板采用δ=8mm厚花紋鋼板，橫梁采用I25a工字鋼，間距為0.3m。為保證施工中水、電正常的供應，在棧橋兩側設置鋼管欄桿和電纜等溝槽管道，作為電纜管道架設支撐結構。橋面護欄立柱和頂部欄桿采用φ83mm×4mm鋼管制作，中間欄桿采用φ48mm×3.5mm鋼管制作，護欄高度1.2m。2.4.3棧橋下部結構設計6m寬棧橋采用φ530mm×8mm的螺旋鋼管樁，每排設置三根樁，樁長為16m，鋼管入土深度11.3m。樁間距2.45m,鋼管樁橫向設置平聯(lián)和斜撐，平聯(lián)采用[14b槽鋼，斜撐剪刀撐采用[14b槽鋼，剪刀撐與鋼管樁之間連接采用10mm厚鋼板焊接,槽鋼與鋼管樁、槽鋼與鋼板之間滿焊，焊腳高度不小于8mm。鋼管樁頂安裝分配梁，分配梁采用長6m的雙拼I28a工字鋼，頂面鋪設“321”型桁架片組，片與片間距為0.9m，貝雷梁組間距為1.55m。桁架片組采用90型標準支撐架相連，桁架片組上鋪設橋面系。分配梁均采用雙I28a工字鋼焊接而成。鋼管樁施沉完畢后，用氧炔焰切割出深15cm，底寬32cm的槽口，分配梁架設在鋼管樁槽口之上，在鋼管外壁與分配梁接觸處設置加強綴板。綴板與鋼管樁之間滿焊，焊腳高度不小于6mm。3棧橋施工方案3.1總體方案綜述鋼棧橋采用“釣魚法”施工，鋼管樁的加工與制造在工廠內進行，用汽車運輸?shù)浆F(xiàn)場，現(xiàn)場接樁。鋼管樁采用裝配式懸臂定位導向架定位，吊車配合DZJ60A液壓振動樁錘施打，貝雷桁架、橋面板在后場先加工成半成品，平板車運送至前場拼裝施工，逐孔向前推進。棧橋總體施工工藝見“圖3.1.1-1棧橋總體施工工藝框圖”。主要施工步驟見“圖3.1.1-2棧橋釣魚法施工步驟圖”。⑴棧橋總體施工工藝流程圖圖3.1.1-1棧橋總體施工工藝框圖⑵棧橋施工步驟步驟一：利用吊車振動下沉鋼管樁步驟二：吊車起吊貝雷梁主梁安裝步驟三：吊車起吊安裝橋面系圖3.1.1-2棧橋“釣魚法”施工步驟圖3.2棧橋施工方法3.2.1施工測量棧橋兩端與兩側施工便道相連。施工中擬采用以下幾種施工測量控制技術、控制方法進行施工放樣、定位及施工測量控制，各種測量方法相互補充、校核，確保測量精度滿足施工質量要求。=1\*GB3①采用全站儀三維坐標定位技術，用于棧橋軸線控制、上部結構等施工控制；=2\*GB3②采用全站儀將裝配式懸臂導向定位架進行三維定位準確，再施打鋼管樁；=3\*GB3③自動精平水準儀進行水準高程測量技術，用于棧橋施工全過程。3.2.2棧橋下部結構施工⑴鋼管樁的加工與制造鋼管樁的加工與制造在工廠內進行，所有材料應符合標準和要求。對焊條、焊絲、焊劑等輔助材料應和鋼板材料匹配，其技術指標不得低于母材的機械性能。鋼管樁直徑φ530mm，壁厚8mm，材質采用Q235C鋼。每根棧橋鋼管樁分多節(jié)加工，考慮到鋼管樁的最大運輸長度及接樁要求，鋼管樁標準配置擬定為12m/節(jié)+4m/節(jié)。⑵打樁設備選型打樁設備主要包括吊車和振動打樁錘，經(jīng)比選，采用下述設備施工。㈠履帶式起重機履帶式起重機計劃采用50t履帶式起重機。起重機性能先進，液壓驅動、電液比例控制，無級調速，微動性能好；起升、變幅及回轉機構均采用多級行星減速，工作平穩(wěn)可靠；并裝備全自動力鉅限制器，可自動限制超載起吊。50t履帶式起重機在12m作業(yè)半徑、25m的臂長情況下，可起吊9.5t重的荷載。而單次吊裝構件最大約6.5t?？勺鳛闂蜾摴軜恫宕?、分配梁安裝、貝雷梁以及橋面系安裝等起重作業(yè)。㈡DZJ60振動樁錘采用DZJ系列振動錘振動打樁、拔樁設備。它利用液壓控制偏心力矩變換裝置，使振動錘在起動、停機及運行過程中從0至設計最大值的無級調節(jié)偏心力矩。在沉拔樁過程中，可以通過改變振幅來適應土層和土質的變化，以達到良好的沉拔速度及效果。采用高性能合成橡膠避振塊組合，打樁時吊機免受振動影響，免除撞擊打樁的高噪音，使施工更環(huán)保安全，且具有激振力大，操作簡單的優(yōu)點。DZJ60A振動樁錘具體參數(shù)如下：激振力0～492KN，空載振幅0～7mm，錘體質量5000kg，電機功率60KW。⑶鋼管樁下沉鋼管樁下沉采用“釣魚法”施工，用50t履帶式起重機配合DZJ60A液壓振動樁錘施沉鋼管樁。履帶式起重機停放在已施工完成的棧橋橋面上，吊裝裝配式懸臂定位導向架，利用懸臂定位導向架精確打入棧橋基礎鋼管樁。懸臂定位導向架安裝完成后，利用全站儀測量出預施沉鋼管樁的準確位置，調整導向架的微調系統(tǒng)，完成精確定位。利用水準儀監(jiān)控管樁下沉量。履帶式起重機用吊鉤將底節(jié)鋼管樁吊至設計樁位，讓鋼管樁在自重作用沿定位導向架的導向輪下沉入土，用履帶式起重機將振動錘與液壓夾鉗吊至鋼管樁頂口，用液壓夾鉗將鋼管樁頂口夾住檢查樁的垂直度滿足要求后，開動振動錘振動，每次振動持續(xù)時間不宜超過10～15min，過長則振動錘易遭到破壞，太短則難以下沉。每根樁的的下沉應一氣呵成，不可中途停頓或較長時間的間隙，以免樁周土恢復造成繼續(xù)下沉困難。沉樁應符合以下要求：平面50mm以內；樁頂標高：±10cm；樁身垂直度：1%。沉樁時，應先施工中間樁，后施工兩側樁。在沉樁過程中，測量人員應現(xiàn)場指揮精確定位，在鋼管樁打設過程中要不斷的檢測樁位和樁的垂直度，并控制好樁頂標高。設備全部準備好后振樁錘方可插打鋼管樁。⑷樁頂分配梁及連接撐的安裝打樁至設計標高并檢查樁的偏斜度及入土深度，其誤差均符合規(guī)范要求后，立即進行鋼管樁間斜撐、平聯(lián)、牛腿、樁頂分配梁施工。平聯(lián)采用[14槽鋼，斜撐采用[14槽鋼，同時在樁頂按設計尺寸氣割槽口，并保證底面平整，吊放兩根平行的I28工字鋼分配梁并與鋼管樁焊接固定。3.2.3棧橋上部結構施工⑴施工工藝流程圖3.2.3-1上部結構施工工藝流程圖⑵施工控制棧橋上部結構的安裝采用50t履帶式起重機進行架設。承重梁上鋪貝雷桁架縱梁，貝雷桁架提前分塊拼裝，運至鋪設位置起吊安裝。貝雷梁架設時，先在下部結構頂橫梁上進行測量放樣，定出貝雷架準確位置，然后用履帶式起重機吊裝單元貝雷梁與已建成的棧橋貝雷梁相連，并焊接限位器。橋面系的加工采用后方標準化、工廠化分塊制作。橋面板的分塊長度按棧橋橋面寬度6m設計，分塊寬度考慮橫梁間距及運輸要求按6m設計，每聯(lián)接頭部分橋面板設置異形板。每塊橋面板的縱橫分配梁和橋面鋼板焊接成整體，運至現(xiàn)場吊裝。棧橋欄桿采用φ83x4mm普通鋼管制作，棧橋兩側均設置欄桿。欄桿每3m設置一道立柱，焊接在橋面系橫梁上。棧橋欄桿通過粉刷不同顏色油漆以區(qū)分禁吊區(qū)和非禁吊區(qū)，并在棧橋上設置夜間照明設施。3.3棧橋的維護保養(yǎng)棧橋施工使用時間為2年，應定期對棧橋進行全方位的檢查和保養(yǎng)，以確保棧橋的使用安全。棧橋的維護保養(yǎng)主要包括三個方面的內容：交通管制、棧橋結構的日常維護保養(yǎng)、棧橋觀測、棧橋預警及搶險預案。⑴交通管制棧橋是工程材料運輸、施工車輛通行、施工人員上下班的通道。為滿足主橋建設的需要，確保棧橋運營過程中的安全和暢通，對棧橋進行有效的交通管制，將因施工機械違章對棧橋造成的損壞減小到最低程度，從而起到對棧橋的日常維護保養(yǎng)的作用。棧橋的交通管制主要包括交通管理、人員管理、車輛管理、占用橋面施工管理。⑵棧橋結構的日常維護保養(yǎng)成立棧橋結構的日常維護保養(yǎng)小組，負責棧橋結構的日常維護保養(yǎng)工作。每月對棧橋的鋼管樁及其連接件、棧橋貝雷主桁及連接件、橋面系、欄桿等各部位進行詳細的檢查。對于各結構部位連接件的松動、脫落、脫焊情況及時緊固和重新焊接，對于翹曲、變形的橋面系重新更換標準化模塊，對于可能由于長期受侵蝕而降低防腐能力的鋼管樁、連接撐、分配梁等結構重新涂刷防腐漆等，保證棧橋結構處于正常狀態(tài)，實現(xiàn)棧橋自身的安全。棧橋日常維護保養(yǎng)小組和安質部門每月對棧橋做出安全評估意見，對棧橋的安全性、棧橋的運營要求做出指導性意見。⑶棧橋監(jiān)測為了確保棧橋在施工及運營過程中的安全，在使用后即成立棧橋監(jiān)測小組，對施工和運營中的棧橋進行監(jiān)測。⑷棧橋預警及搶險預案本著“安全第一，預防為主”的思想，按照“以人為本，避免傷亡，以防為主，防抗結合”的原則，提前作好各項工作。為對險情及緊急情況迅速做出反應，并能采取有效的搶險救助措施，以保證棧橋施工安全和工程順利進行。㈠棧橋預警棧橋預警是指在棧橋施工和運營期間，通過對棧橋自身和所處環(huán)境的監(jiān)控，為保證棧橋施工安全和棧橋自身安全而預先發(fā)出的安全警報。棧橋出現(xiàn)險情時立即啟動應急預案，棧橋險情是指棧橋因存在重大安全隱患，隱含會對人員、棧橋結構、機械、設備造成毀滅性破壞情況。㈡棧橋搶險棧橋預警搶險工作重點在預防，特別對水流沖刷要及早作預防準備，可選擇適當時機進行搶險演練。根據(jù)氣象預報，在災害天氣有可能到來之前的兩三天內即進入預警狀態(tài)，各小組成員要到位，并召開會議，做好人員準備、物質準備、思想準備。應急反映必須快速有效，采取措施和報告必須是第一時間，以爭取搶險和施救的時間。棧橋預警搶險和“三防”工作要執(zhí)行業(yè)主、地方政府的統(tǒng)一指揮，做到顧全大局、識大體、相互配合、形成合力，提高搶險救助工作的有效性。搶險預案主要包括：棧橋通行管理、人員保護、棧橋及設備安全、災后處理等。3.4棧橋的拆除棧橋拆除是在棧橋長時間運營，主體工程完成，棧橋使命結束后進行。在拆除棧橋之前，先檢查棧橋未拆除段的結構安全性，在確保結構安全后方可進行拆除施工。上部結構（橋面板、貝雷梁）的拆除采用人工配合50t履帶式起重機拆除，掛車運送到后方堆放場地的方案。下部結構鋼管樁的拔除采取在棧橋上停放50t履帶式起重機，振動錘配合，逐孔拔出鋼管樁的方法進行施工。棧橋拆除施工工藝流程見“圖3.4-1棧橋拆除施工工藝框圖”棧橋拆除主要施工步驟見“圖3.4-2棧橋拆除施工圖”。⑴拆除工藝流程平聯(lián)、斜撐拆除平聯(lián)、斜撐拆除鋼管樁拔除騎馬螺栓割除橋面系及附屬拆除車輛運輸貝雷桁架拆除中間支撐架拆除施工準備車輛運輸車輛運輸圖3.4-1棧棧橋拆除施工工工藝框圖⑵拆除步驟步驟一：拆除最前前端3m貝雷梁步驟二：拔除鋼管管樁步驟三：拆除122m貝雷梁圖3.4-2棧橋拆拆除施工圖4棧橋施工進度安排排棧橋施