钢栈桥设计方案(3.27)

钢栈桥、桩基平台施工组织设计

一、工程总体概况

丙洲大桥跨海主桥栈桥设计根据施工现场总平面布置情况，起点桩号K3+572.000，终点桩号K4+137，全长400m(已扣除航道60m)。跨海主栈桥布置情况西岸在新建大桥的左侧、东岸在右侧，为避免栈桥的平面位置影响挂篮的施工，所以栈桥外边缘距离箱梁外边缘3.0m。

桩基平台主车道采用与钢栈桥施工方案和构造类型一样，均采用双排贝雷片，垂直钢栈桥的跨度横向采用5～9米、纵向采用4.2～11.9米相结合进行施工作业；桩机摆放的平台外侧采用工字钢，保证桩基钻孔施工过程中稳定、安全可靠。根据水中桩基情况，分别采用三种不同平面尺寸的平台，具体详见布设图。以下只介绍钢栈桥施工方案及栈桥设计验算。

1、跨海主线栈桥结构设计

本栈桥设计根据施工现场总平面布置情况，为方便水上钻孔桩施工，钢便桥桥面与钻孔桩平台齐平。东岸钢便桥14#墩——10#墩位置(水上部分)范围纵梁采用贝雷梁，15#墩——14#墩（岸边及筑岛部分）范围采用工字钢和型钢组合，贝雷梁与岸边采用型钢过渡段；西岸钢便桥全部采用贝雷梁。本钢便桥全长约400m，贝雷纵梁按连续梁拼装，标准跨径按岸边及筑岛部分采用L=5.5m工字钢钢栈桥，水上部分采用L=9.0m和L=12.0m(滩涂)贝雷梁栈桥跨径布置。下部构造均为φ600mm壁厚6mm钢管桩基础，桥墩采用两根钢管桩和四根钢管桩进行布设施工，为加强基础的整体性，每排桥墩的钢管均采用10号槽钢连接成整体。分配横梁采用25b型工字钢，间距为0.40m，分配横粱上的桥面铺设采用20号槽钢纵向反扣铺设。贝雷梁下的钢横梁（盖梁）由两根Ⅰ28a工字钢构成(或个别采用单根45工字钢)。桥面宽度设计为6m，桥面用纵向反扣铺设的20号槽钢组成桥面系。（钢便桥标准跨示意图见后附图）考虑地方通航，在9#墩和10#墩之间设置通航位置。为保障施工期间通航安全，在通航道两侧各设置4根φ600×8mm钢管桩防撞墩，防撞墩长度为6m，高度应高出最高潮位以上2.5m，并设置明显的警示标志，夜间及雾天均应设警示灯。

栈桥钢管桩入土深度原则：对于一般粘性土层φ600mm钢管桩入土深度以进入强风化岩层表面深度进行控制，具体入土深度将根据提供的详细地质资料数据结合实际施工情况进行确定，可以采用钢管桩的贯入度进行控制，贯入度最后90秒不得大于3mm。由于近期河道清淤，主河道两边土层（或砂层）厚度太浅，部分钢管桩的桩底入土深度不足，为此我们将采用水下砼护脚，并在管桩周围抛填砂袋等措施防护。

2、栈桥其它设施

为确保大桥施工中水、电的供应，栈桥上设置有电缆管道和自来水供水管道。

栈桥考虑采用防腐涂装保护措施。护栏的竖杆、扶手横杆要刷上红白相间的警示反光油漆和警示灯，在栈桥两侧水面上布设浮标，防止水上船只过桥时对钢管桩的碰撞，并在通航孔位置设置。

栈桥布置形式和截面形式见后附图《丙洲大桥钢便桥标准跨示意图》、《钢栈桥平面及桩位示意图》。

3、钻孔灌注桩平台施工方法

1、施工钢平台设计与施工

（1）钻孔灌注桩施工钢平台设计

由于基础钻孔灌注桩基本为海上桩，桩长较大，桥位处各土层分布层多等较为特殊的地质条件，因此，为了确保在如此特殊的环境条件下，能顺利实施钻孔灌注桩施工，海上主桥施工期间拟采用搭设水上钢平台作为钻孔灌注桩施工平台的工艺进行施工。水上钢平台沿海上施工栈桥在墩位处垂直于栈桥沿伸布置搭设。（具体详见钢栈桥中设计及验算方案）

①钻孔灌注桩施工钢平台平面尺寸：

其布置形式和截面形式见后附图《丙洲大桥平台标准跨示意图》、《平台平面及桩位示意图》。

钻孔灌注桩施工钢平台平面尺寸（双排桩）：长×宽=33.0×18.1m

钻孔灌注桩施工钢平台平面尺寸（双排桩）：长×宽=30.0×18.1m

钻孔灌注桩施工钢平台平面尺寸（单排桩）：长×宽=30.0×13.1m

②钻孔灌注桩施工钢平台顶面标高

根据本工程桥位区水位变化，为了不影响本工程钻孔灌注桩的正常施工，本工程钻孔灌注桩施工钢平台的顶面标高确定为+5.5m 。

（2）钻孔灌注桩施工钢平台施工

①钻孔灌注桩施工钢平台钢管桩制作

本工程钢管均安排专业公司进行制作，施工工艺流程：钢管桩划线下料压头和卷板拼接成圆和纵缝焊接拼接成桩防腐。

②钻孔灌注桩施工钢平台钢管桩沉放

根据本工程的地质水文情况、施工条件及工期要求，采用振动锤进行水上沉桩。钢管桩施沉前，根据桩位图计算每一根桩中心的平面座标，同时确定好沉桩顺序，防止先施打的桩妨碍后序桩的施工。

③钻孔灌注桩施工钢平台型钢平撑与剪刀撑施工

本工程墩平台型钢平撑与剪刀撑采用[12槽钢连接，目的是提高平台整体稳定，增加钢护筒下沉时导向长度，以形成群桩基础。

在钻孔平台的支撑钢管桩设结束，即进行钢管桩之间的平联及上部结构施工。水平钢管联撑的施工应尽量趁低水位进行。

④钻孔灌注桩施工钢平台上部结构施工

桩顶纵梁及分配梁均为常规施工。施工完后与其下层结构均有可靠连接。

纵梁顶横梁在岸上拼装后利用吊车直接吊装，根据施工顺序从9#、10#墩再8#、11#墩，余下可从岸边往海中逐孔推进。

横梁施工完成后在其上铺设纵横分配梁，纵、横梁及分配梁之间均设计有可靠的间接，以防因施工荷载而引起相对滑移，危及人员和设备的安全。在整个平台面上铺设面板封闭，以保证钻孔桩施工期间安全。

二、设备、材料、人员准备

1、设备、材料组织

由于本项目工程量大，结构种类多，工期短，交叉作业多，因此抓住各分项工程的施工特点，合理组织、提高施工的机械化程度，加大设备、人员、材料的投入是按时完成本合同施工任务的关键。

投入本工程栈桥、平台的主要施工机械设备及材料分别见表一《投入钢栈桥、平台的主要施工机械设备表》及表二《丙洲大桥钢栈桥、平台材料一览表》。表内所列设备及材料是根据栈桥、平台工程内容、数量，以保证施工质量和工期为前提做出的投入，根据业主和工程工期的实际需要，还可以进场该表以外的施工设备。

表一投入钢栈桥、平台的主要施工机械设备表

表二、丙洲大桥钢便桥、平台材料一览表

2、人员培训

管理人员和专业技术人员及作业人员从已完工项目调派（从事现场施工多年，有丰富的工作经验），并按计划规定的时间到达施工现场（进场人员名单见表三）。

在组织施工作业队伍时将会严格做好以下工作：

①注重素质。

施工劳力人员素质直接影响工程质量，施工劳力队伍素质审查要严把“四关”，即政治素质、道德纪律、身体条件和技术水平四个方面。

②注重教育。

教育是先导，只有适时耐心的教育，才能使施工劳力队伍的素质不断提高。教育内容要有针对性，包括：施工当地的政策、民风习俗教育、法制教育、作风纪律教育、文化技术教育等。

③签订施工劳务合同。

要使施工人员安心施工，把精力集中到工程质量上来，必须按经济规律办事，改过去的任务分配制为合同制。

表三进场人员一览表

3、合同段所需材料采用水、陆结合运输，以地方运输为主、自运辅助的方式。各种材料的进货数量和时间，将按施工组织设计要求和现场实际及时组织货源。

三、栈桥施工过程控制（与平台施工方法一致）

由于本合同段栈桥，工程量较大。为加快施工进度，跨海主桥栈桥分东西两个作业面施工。栈桥施工均采用38t履带吊逐孔振沉钢管桩，逐孔架设上部结构的施工方法搭设栈桥，上部结构架设用“钓鱼法”施工。安排一辆平板运输车分别进行钢管桩及型钢、桥面板等的运输。

便桥各分项工序施工顺序：钢管桩制作→钢管桩施打→横梁工字钢制安→贝雷纵梁制安→横向联接剪刀撑、水平撑→小工字钢横梁制安→槽钢铺设、固定→桥面栏杆→结点联接检查。

⑴跨海主桥浅水区利用38t履带吊用“钓鱼法”施工

①栈桥下部结构施工

a.钢管桩的加工与制造

每根栈桥钢管桩分两节加工，每节长度为7.5～10.5m不等，接桩在现场进行，采用设计图纸所示焊接接头，避免接头处于局部冲刷线附近。

b.钢管桩的运输

钢管桩构件运输最大长度12.0m，构件单重为3t。构件在出厂前标上重量、重心和吊点的位置，以便吊运和安装。利用挂车运至施工现场。

c.钢管桩下沉施工方法

钢管桩下沉采用悬打法施工，用38t履带吊车配合振动锤施打钢管桩。履带吊停放在已施工完成的栈桥桥面，打入栈桥基础钢管桩，测量组确定桩位与桩的垂直度满足要求后，开动振动锤振动，在振动过程中要不断的检测桩位与桩的垂直度，发现偏差要及时纠正。每根桩的的下沉应一气呵成，中途不可有较长时间的停顿，以免桩周土扰动恢复造成沉桩困难。桩顶铺设好贝雷梁及桥面板后，38T履带吊前移，进行插打下一跨钢管桩。按此方法，循序渐进的施工。（参见图3.4）

图3. 4 38t履带吊振沉钢管桩示意

d.沉桩施工要点及注意事项

Ⅰ.沉桩开始时，可依靠桩的自重下沉，然后吊装振桩锤和夹具与桩顶连接牢固，开动振动锤使桩下沉。当最后下沉速度与计算值相距不多，且振幅符合规定时，即认为合格，施工过程中采用设计桩长与贯入度法进行双控。

Ⅱ每根桩的下沉一气呵成，不可中途间歇时间过长，以免桩周的土恢复，继续下沉困难。每次振动持续时间过短，则土的结构未被破坏，过长则振动锤部件易遭破坏。振动的持续时间长短应根据不同机械和不同土质通过试验决定，一般不宜超过10min～15min。

Ⅲ.振动锤与桩头必须用液压钳夹紧，无间隙或松动，否则振动力不能充分向下传递，影响钢管桩下沉，接头也易振坏，在振动锤振动过程中，如发现桩顶有局部变形或损坏，要及时修复。

Ⅳ.测量人员现场指挥精确定位，在钢管桩打设过程中要不断的检测桩位和桩的垂直度，并控制好桩顶标高。下沉时如钢管桩倾斜，应及时牵引校正，每振1～2min要暂停一下，并校正钢管桩一次。设备全部准备好后振桩锤方可插打钢管桩。

Ⅴ.钢管桩之间的接头必需满焊，各加长加劲板也需满焊并符合设计的焊缝厚度要求。经现场技术员检查钢管桩接头焊接质量合格后方可打设钢管桩。

e.钢管桩间剪刀撑、平联、桩顶分配梁施工

栈桥一个墩位处钢管桩施工完成后，立即进行该墩钢管桩间剪刀撑、水平撑、桩顶分配梁施工。

Ⅰ.在钢管桩上进行平联、牛腿位置的测量放样。技术员实测桩间平联长度并在后场下料，同步进行牛腿加工、焊接及剪刀撑、桩顶分配梁的加工。

Ⅱ. 用履带吊悬吊平联、水平撑、剪刀撑，到位后电焊工焊接平联、剪刀撑。现场技术员及时检查焊缝质量，合格后进行纵横分配梁架设。

Ⅲ. 履带吊悬吊纵梁或横梁到测量放样位置后安装并简易固定，电焊工按测量放样位置焊接牛腿，技术员检查合格后，将纵、横梁焊接在牛腿上。所有焊缝均要满足设计要求。

Ⅳ. 对于群桩墩，在纵梁上测量放样后，履带吊悬吊横梁并安放至纵梁顶，电焊工将纵梁和横梁焊成一体。技术员检查合格后，一个栈桥墩的下部结构施工即告完成。

②栈桥上部结构安装

栈桥上部结构的安装采用38吨履带吊进行架设。

a.贝雷梁的拼装

将安装的贝雷梁抬起，放在已装好的贝雷梁后面，并与其成一直线，两人用木棍穿过节点板将贝雷梁前端抬起，下弦销孔对准后，插入销栓，然后再抬起贝雷梁后端，插入上弦销栓并设保险插销。贝雷拼装按组进行，每次拼装一组贝雷（横向两排），每组贝雷长12m，贝雷片间用连接片连接好。拼装在后场进行。

b.贝雷梁架设

结合38t吊机起重量，故单跨2排贝雷梁作为一组进行架设。

Ⅰ.在下部结构顶横梁上进行测量放样，定出贝雷架准确位置。

Ⅱ.将拼装好后的一组贝雷主桁片装车并运至履带吊车后面。

Ⅲ.贝雷每两片分为一组，38t履带吊车首先安装一组贝雷，准确就位后先牢固捆绑在横梁上，然后焊接限位器，再安装另一组贝雷，同时与安装好的一组贝雷用贝雷片剪刀撑进行连接。依此类推完成整跨贝雷梁的安装。

c.型钢分配梁的安装

38t履带吊车安装I25b型钢横梁，并用骑马螺栓固定好。I25b横梁的支点必须放在贝雷梁竖弦杆或菱形弦杆的支点位置，以满足受力要求。纵梁[20.0按间距安放，吊装到位后与I25b横梁接触点焊接成整体，焊缝厚度满足设计要求。

桥面纵向铺设[20槽钢,槽钢与I25b横梁采用焊接。最后安装护栏立杆、护栏扶手和护栏钢筋以及涂刷油漆。

④栈桥施工应注意的问题

大堤与海岸线之间可能存在有大量的抛石，这对栈桥起点位置的钢管桩基础的施工造成很大的不便。

现场施工若发现抛石的面积不大、层厚不厚时，可采取抓斗进行抓取，清除表层结构物后，再进行钢管桩的振沉工作；若发现层厚较厚、面积较大时，可采取先抓取部分抛石后振沉钢管桩的方法。钢管桩采用带桩靴结构，桩靴长度为φ600mm钢管桩采用长度60cm的桩靴。桩靴内填充C25的素砼，以增强桩靴的强度和刚度。如果还是很难正常打到设计标高时，可采取浇筑片石混凝土和回填片石的方法进行钢管桩的加固。

在栈桥施工中，必须将钢管、牛腿、承重梁型钢、分配梁、桥面钢板全部焊接牢固，确保此段栈桥的整体稳定性，在栈桥施工期间加强施工观测力度，掌握栈桥在河床位置情况，待栈桥施工结束后以便采取有针对性的加固措施（初步确定栈桥加工方法为：1、在钢管周围回填土以及吹砂来确保钢管底部的稳定；2、栈桥支墩将采用四根钢管桩组成来加强栈桥的稳定）。

一

跨

施

工

栈桥施工工艺流程图

⑶栈桥施工注意事项

①钢管桩施工中的注意事项

栈桥前期施工考虑到各个工种的熟练程度，在完成专业培训的同时，可在施工过程中适当摸索出一套行之有效的方法，随着工人操作的熟练程度，在确保工程质量和安全的前提下可逐步加快施工进度。

所有钢结构的焊接，包括钢管桩的节段焊接、型钢的焊接以及各个连接件的焊接都必须在监理及相关质检人员的检查监督下进行，不可麻痹大意。

钢管桩在平面定位时采用全站仪进行，平面位置偏差控制在双排桩80mm，单排桩50mm以内，垂直度控制在1%以内。

②钢管桩的连接注意事项

为加快施工进度，我单位计划在每步工序投入两个班组不间断进行施工，按8小时工作制进行两班倒。钢管桩施打完成后，应立即进行钢管桩的横向连接，焊接剪刀撑及钢管平联，夜间时应提前进行照明设施的安装，并设置一定数量的安全警示灯标志，防止过往船只碰撞。并确保已经施工完的钢管桩进行连接固定，防止在潮水的作用下发生倾覆等。

③潮水及台风影响作用下的注意事项

在施工水域范围内，以适当的距离立水尺，注意观察潮汐变化。考虑到潮水影响，并确保工程施工的安全。

如果受到台风的袭击，应尽早撤离所有施工机械和作业人员到安全区域，已经施工完成的应采取一定的措施保证安全过度。

④施工过程中的不可预见因素的应对措施

考虑到该地区复杂的地质情况，在施工过程中可能会遇到钢管桩不能顺利振沉、钢管桩已振沉但承载力不够等不可预见的因素。遇到类似的情况，在确保安全的情况下再采取必要的措施进行施工，决不蛮干、乱干。

⑤施工航道的注意事项

随着各个工作面的全面开展，水上设备的大量投入，势必会对当地的航道造成不小压力，为此，我单位计划邀请当地的海事主管部门对我单位的施工人员进行安全知识讲座，并及时与海事部门联系，发生意外情况时果断采取措施进行抢救。

四、栈桥施工质量控制（与平台施工方法一致）

（一）制桩：

1、根据设计要求，钢管桩的管壁厚应为6mm，小于该厚度的，不得用于水上便桥桩桩基。

2、同一根钢管桩的管节应大小一致，管壁的厚度也应一致，严格区分，确保钢管桩质量。

3、进行管节制作及管桩拼接的电焊工应持证上岗，焊缝应饱满、均匀，焊缝质量应符合规范要求，并严格按电焊工的操作规程进行操作。

4、钢管桩拼时要采用对接焊缝，不得用搭接或侧面有覆板的焊接形式，钢管桩任一横截面内，应采用一条纵向焊缝，不得超过两条。拼接时平焊缝应先坡口，焊缝高度不小于8mm。

5、桩纵轴线的弯曲矢高不大于桩长的0.1%，并不得大于30mm,相邻管节对口的板边高差不超过1mm。

6、钢管桩成品外观表面不得有明显缺陷，当缺陷深度超过1cm时应给予修补。

7、钢管桩制作完成后安排专人对焊缝、纵轴线、壁厚、接缝等进行检查，对存在缺陷处及时进行整改，对不符要求的桩严格把关，对有少量缺陷的桩经整改后可考虑用于制动的平台桩处。

（二）沉桩：

1、定位时发现偏差应及时纠正后方可开锤，确保桩偏位在30cm以内。

2、采用MB-45锤施打，压锤后应采用重锤轻打原则，待贯入度较小方可开锤施打，因壁厚较小，施工时注意观察，严禁连续锤击，应间歇式锤击。

3、当桩尖标高低于设计的桩尖标高，且贯入度呈减小趋势时可停锤。若桩尖达不到设计桩尖标高时应在两根之间补桩一根。

4、沉桩时做好沉桩记录。

（三）上部结构架设

所有搁置点及支撑应连接牢固，属焊接的焊缝应符合设计要求，属螺栓锁的螺母应锁紧。贝雷片之间应有可靠的支撑联接锁紧，贝雷架与工字钢用L形钢板焊接紧，面层的工字钢应与贝雷片可靠连接以防倾倒，工字钢应与槽钢焊接牢固。

特别注意检查钢管桩之间的平撑及剪刀撑，不符要求的立即整改后方可上机械，架设桥面。