钢便桥方案要点

专项施工方案报审表

编号：GDXY2012-020

目录

1工程简介.................................................................................- 1 - 2地质情况.................................................................................- 1 - 3设计标准.................................................................................- 2 - 4便桥设计依据.........................................................................- 2 - 5设计方案.................................................................................- 2 - 6施工方法.................................................................................- 2 - 7水上作业安全事项................................................................... - 6 8水上施工应急预案及措施 (7)

9文明施工与环境保护 (7)

10临时用电安全措施...............................................................- 2 - 11水上施工安全保障组织体系...............................................- 2 - 12附件《钢栈桥受力计算书》 ..............................................- 2 - 13附件《钢栈桥实施图纸》 ..................................................- 2 -

栈桥施工方案

1工程简介

本工程为南海区西樵锦湖片区市政工程樵山大道BT项目工程。由于本工程跨坦拱河(河面宽约24m)，且附近无跨越河道两岸的桥梁可通行。为方便河道两岸的工程施工，在坦拱桥北侧施工便道处，平行于坦拱桥搭建36m （3+6*5+3）长临时钢栈桥一座。使用期限直至坦拱桥通车为止。

2地质情况

根据野外钻探结果，场地内揭露地层主要有填筑土层（Q me）、第四系海陆交互相沉积层（Q m c）,下伏基岩为第三系（E）泥质砂岩。场地内地层按自上而下依次描述如下：

1）填筑土层（Q me）（层号1）：灰褐、褐黄色，主要由粘性土混碎石组成，碎石粒径2～5cm，含泥量约15%，局部含少量植物根系，结构松散。层厚

0.7～3.4m。

2）第四系海陆交互相沉积层（Q m c）（层号2）：该大层在场地内广泛分布，层厚较大，共分为5个亚层，各亚层均大致成层状分布。分别有中砂层，层厚1.7～6.5m；淤泥质粘土，层厚1.1～11.1m；粘土，层厚0.8～8.8m；淤泥质中砂，层厚3.8～14.3m；粗砂，层厚1.4～8.3m。

3）第三系（E）泥质砂岩（层号3）：褐灰、灰色，主要矿物成分为长石、石英、粘土矿物，砂状结构，中厚层状构造，泥质胶结，节理裂隙发育。揭露的泥质砂岩，按其风化程度不同，可分为强风化泥质砂岩，层厚3.5～9.7m；

中风化泥质砂岩，层厚5.5m。

参考相邻河滨路地质资料（钻孔编号HBZKS27）可知各地质层层底标高为：填筑土层（Q m e）0.64m、中砂层-0.16m、淤泥质粘土层-7.16m、粘土层-9.46m、粗砂层-29.16m、强风化泥质砂岩层-36.46m、中风化泥质砂岩层-41.86m。

3设计标准

便桥设计标准按照G=50t汽车行驶，设计行车速度10km/h。

4设计依据

5．1坦拱河现场实测数据

5．2《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）

5．3《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）

5．4《装配式公路钢桥多用途使用手册》

5栈桥方案

5.1栈桥构造

根据现场河道两岸高度，本便桥结构采用装配式公路钢桥，下承式结构，河道净跨30m（不含桥头引坡），桥梁全宽6m，桥面净宽4.5m。钢便桥桥台处采用1*4.5*0.5m钢筋砼墩台，跨中支承柱为Φ600cm钢管桩(材料为Q235，壁厚δ=15mm）。间距（中距）：纵向每跨为6.00 m 共 5跨,横向4.50m（双排）。桩顶焊接800*800*12mm钢板作为枕头板。钢管桩横向采用焊接3排I36a工字钢于枕头板上作为横梁，钢便桥纵向采用I40a 工字钢，间距50cm布置（共10道）。钢便桥面板采用18mm厚单面网纹钢板。钢管桩组

间用20#槽钢作为剪力杆（分两组）。

钢便桥自下而上结构依次为：

Φ600cm钢管桩→枕头板→3排焊接I36a工字钢横梁→I40a工字钢纵梁→车行道单面网纹钢板（δ=18mm）。（详见钢便桥施工方案布置图）

5.2钢便桥主要材料数量

钢便桥主要材料数量详见下表。

5.3栈桥布置

钢便桥的起点及终点均应插入河堤3m或以上，以增强稳定性。两端铺设3m钢搭板拉顺，以便车辆上下。要求地基承载力不小于150KPa，如不能满足,应采取换填砖碴或施打松木桩进行处理。

5.4钢管桩入土深度

根据地质钻探提供的资料，钢管桩必须穿过第四系海陆交互相沉积层，进入强风化泥质砂岩或中风化泥质砂岩作为持力层，总入土深度约为20m左右。

6.栈桥施工

6.1施工机械

钢便桥的钢管桩沉桩以及工字钢梁的拼装等采用25t汽车吊和振动锤逐跨进行施工。

钢便桥及平台施工主要机械设备表

振动锤参数表

6.2施工方法

A.施工顺序

1.先工两端岸边钢筋砼墩台，待钢筋砼墩台强度达到90%方进行下一道工序施工。

2.钢便桥管桩施工顺序

岸边墩台→河中→岸边墩台

3.每跨便桥施工顺序

采用汽车吊从岸边→河中间逐跨施打→拼装完成。

施打钢管桩→焊接枕头钢板→焊接工字钢横梁→焊接工字钢纵梁→铺设车行道防滑钢板→临时护栏。

B.施工方法及技术要求

1.钢管桩采用Q235钢板卷制而成，每节长度10m,施打时，现场采用焊接接长，接缝处适当加焊薄钢板，增强刚度。

2. 施工钢便桥钢管桩采用DZ60A振动锤，施打入土时，采用双夹点将管壁夹牢进行振沉。

3.根据测量放样提供的点位，利用水位平稳或平潮时将钢管桩插入河床，着床后调

整两个方向的垂直度，慢振，再次复测定位准确、校正垂直度，然后继续振沉，如果入土深度不满足设计要求时，接长后续振。直至钢管桩在施打时采用DZ60A震锤按最后1分钟进尺为零为收锤标准，另以现场地质资料计算其摩擦力为辅。保证钢管桩的受力能满足设计要求达到计算标高和满足惯入度为收锤标准。收锤后，用平水仪测定标高，再割平桩头。

4.中点控制采用全站仪；垂直度控制采用吊锤。

5.振沉时，汽车吊松绳速度应同步，防止振空锤损坏扒杆。

6.钢管桩平面中心桩位控制（允许）偏差为5cm，倾斜度≯1%。

7.钢护筒接长时，应采取可靠措施确保对接的管节顺直，接口紧密。

8.钢横梁采用在平台上组拼焊接，整跨安装。安装时两端系绳索配合定位。

9.钢乏管桩振沉完毕后,应及时加焊横联工字钢及剪力杆，使之连成整体。

10. 所有钢管桩、工字钢梁、枕头钢板焊接均采用502c焊条满焊。焊接工艺须达到二级标准。

C.其它

1.施工用电采用自备30KW发电机1台供电，确保施工的连续性。

2. 为保证钢便桥畅通，便桥上禁止堆放材料或设备。

7.水上作业安全事项

本河段为不通航河段，不需要临时封航。但进行水上作业时，应注意做好水上安全措施，确保水上作业安全。

7.1水上施工方案确定后，应严格按照批准的方案进行水上作业；

7.2所有参加水上作业人员应进行水上作业安全教育才能上岗；

7.3水上作业开工前，对所有参建人员进行技术交底和安全操作交底；

7.4水上作业时，应设专人统一指挥；

7.5设安全员全天候在便桥上值班，监督作业人员遵守水上作业规定，纠正违章行为，指导安全作业，确保人员安全；

7.6便桥临边，均应设置牢靠的防护栏；

7.7所有作业人员均应穿救生衣；

7.8在便桥的固定位置挂放20个救生圈及其它应急救生设备；

7.9任何情况下，吊车停止作业时，汽车吊应将扒杆收回正常停车状态；

7.10 如遇雷雨等恶劣天气、六级以上大风，应停止作业，人员应及时撤离；台风期间，应采取拉缆风绳等稳固措施；

7.11洪水期间，应安排人员测量钢管桩处的冲刷情况，如冲刷严重，应采取抛片石、

砂包进行防护，防止钢管桩底脚悬空发生倾倒；

7.12值班人员应注意观察河面上漂浮物的漂流状态，如发现大体积漂浮物对便桥有可能造成威胁的迹象时，应采取引流等措施，防止对便桥造成撞击；

7.13夜间作业时，应提供满足夜间施工条件的照明灯光；

7.14严禁向河里乱扔物件，危及河流安全及破坏环保；

7.15钢便桥上严禁堆放任何物料，确保便桥安全；

7.16定期或不定期对钢便桥进行检查，发现缺陷及时维修、更换；

8.水上施工应急预案及措施

水上施工作业时，主要发生的事故是人员落水，因此，制订应急救援预案，具体如下：

当发生水上作业点施工人员落水时:

现场人员抛投救生圈或绳子，大声呼救，利用有效联络方法确定落水人员方位。如果夜间采用照明灯照射落水者，组织水性好、经过水上救援训练的救生员及时搜救落水人员。

岸上人员做好接应工作。

现场负责人立即向本单位应急救助领导小组及救援部门报告。报告内容必需说明出事地点、时间、落水人员数量及详细情况。

落水人员被救起，根据伤势情况及时送往医院救治，并提前通知救护车到现场接应。

9.文明施工与环境保护

（一）文明施工措施

1.材料、设备按规划点堆放整齐；

2.材料、设备堆放要稳固，防止倾倒危及施工人员安全；

3.每一工点完工后，应及时清理场地，做到工完场清；

4.不允许在便桥上堆放物料，确保便桥畅通。

（二）环境保护措施

1.严禁向河里倒弃生活垃圾，污染水源环境；生活垃圾必须装入加盖的储集容器里，并定期运至岸上倾倒；

2.禁止在平台上或岸边焚烧各种垃圾及废弃物，造成有毒气体；

3.施工现场无废弃物，在便桥操作面散落的砼碴应及时清理干净；

4.便桥拆除后，应及时进行河床清理，恢复河床、岸上地形原貌。

10.便桥临时用电安全措施

10.1安全用电管理制度

①凡使用和操作电动机械的人员，必须进行安全用电的技术培训教育，了解机电、设备常识，掌握机械性能、操作方法、规范规程，经培训、考核合格后持证上岗。

②必须安排身体健康、精神正常、责任心强的人员从事电工工作，操作电焊机、卷扬机、搅拌机必须持证上岗。

③电气设备应有电工进行安装，试运转正常后交操作人员使用，并向操作人员进行技术交底。

④操作人员相对稳定，不得任意更换，以保证高效和安全生产。

⑤用电人员应按规定正确使用绝缘防护用品，电工要持证上岗。

2.安全用电措施

①.所有电气设备均应按照铭牌所标示的额定电压和额定功率使用。

②.多路电源进出线的开关柜和配电箱均采用密封式结构，进线及负荷回路均应标明名称，闸刀表明额定电压值。各开关柜和配电箱均加锁，钥匙由值班电工保管。

③.开关及熔断器必须是上端接电源，下端接负荷。

④.不同电压的插销和插座采用不同的结构形式。

⑤.严禁将电线钩挂在闸刀上或直接插入插座内使用。

⑥.熔断器的熔丝熔断后应查明原因，在排除故障后方可更换。

⑦.连接电动机械和电动工具的电气回路均设保护开关或者插座，并不得直接外露。对小型电焊机和振动棒等可移动机具必须使用橡皮软电缆，并且必须保证一机一开关。

⑧.使用发电机时，必须严格遵守发电机操作规程，并采取必要的倒闸操作程序。每台发电机由专职的电工操作，必须在额定功率以下工作，不得超负荷运行。发电机与变压器之间应有完善的闭锁措施。

⑨.工地用电实施三级配电二级保护，所有机械设备实行“三相五线制”，执行“一机、一箱、一闸、一漏电保护”处理，把事故隐患消除在萌芽状态。

⑩.保护零线：每一重复接地装置时，接地电阻不大于4Ω，电工应经常检测接地电阻，以确保接地良好。

⑾.夜间施工时，必须在操作区，主要道路、便桥、平台等区域采用一般照明和局部照明措施。灯具采用高压汞灯、高压钠灯或者卤钨灯。

10.2触电与救护

A、人体触电伤害事故的易发

（1）在保护措施不完善的情况下，易发生人体触电伤害事故。

（2）施工人员违章操作时，易发生人体触电伤害事故。

B、急救方法

（1）最首要的措施是使触电者迅速脱离电源。使触电者迅速脱离电源的方法有两种：一种方法是切断电源开关；另一种是用干燥的绝缘木棒、布带等将电源线从触电者身上拨离，或者将触电者拨离电源。

（2）严禁救护者用手直接推、拉和触摸触电者；严禁救护者使用金属物品或其他绝缘性能差的物体（如潮湿的木棒、布带等）接触触电者。

（3）触电者脱离电源后，必须立即采取急救措施，如人工呼吸法、心脏按摩法。

11.水上施工安全保障组织体系

钢栈桥专项方案- 9 -

12附件：

钢栈桥受力计算书

一、技术参数及简要说明

1、栈桥跨径L=6m，桥面宽为4.5米（见附图）。纵向车道布设10排I40a工字钢，以正常行驶载重汽车后轴左右轮宽位置布置，单条工字钢间距离为0.5米，面铺设1.8厘米厚钢板。钢板起传递荷载的作用，保证所有的工字钢均能同时受力。为保证行车时，行驶的车辆车轮能保证沿着纵向的工字钢行驶，不出现偏差，在钢板上相应的纵向四条工字钢位置设置限位线，保证安全。钢管桩横向布置2根，间距为4.5米，钢管桩上设3排I36a工字钢焊为一整体作为主梁,具体尺寸见平面图；

2、汽车冲击系数计算K=1.3；整体支架只能同时行驶单台车辆，行车速度不得超过20KM/h 。

3、设计荷载为:G=50t汽车行驶。

4、恒载计算：

=0.35t/m

（1）面1.8厘米厚钢板自重：q

1

（2）纵向I40a工字钢自重：q

=0.54t/m

2

恒载总重q=0.35t/m2+0.54t/m2=0.89t/m

（3）人产生的荷载：不考虑

注意：

1、本设计为单车道栈桥，栈桥只可同时行驶1台车辆。故验算时（验算横梁时），为保证支架的安全稳定性，采用简支梁计算进行验算。在验算中间钢管桩的受力情况时，假设最不利的情况为50T车辆后轴行驶至支点时的受力状态，并据此来验算中间钢管桩的支承力。

2、验算纵向行车道上的工字钢时，考虑最不利的情况下有两种情况：工况1，当车辆后轴行驶至跨中时所产生的最大弯矩。工况2，当车辆后轴行驶至支点时所产生的最大剪力；并以此验算I36a横梁及钢管桩的受力状态。

3、计算最不利状态下钢管桩的受力状态，以验算钢管桩的承载力，钢管桩在施打时采用DZ60A震锤按最后1分钟进尺为零为收锤标准控制为主，另以现场地质资料计算其摩擦力为辅，保证钢管桩的受力能满足设计要求。

4、基本结构图： 见附图

二、栈桥中间6米跨纵向I40a 工字钢受力分析及受力计算

（一）力学计算

工况1：当50吨载重车辆行驶在跨中时

当载重汽车在正常情况下行驶时（此时车辆荷载为G=50t ），前后轮的承重分配为1：4，即后轮约占总重的75% (后轮实际为双桥,轴距为1.25～1.40m 左右,现按集中力计算,结果偏安全)：

后轮：kN KG P 9.121%754500

3.1%754=??=?=

前轮：kN KG P 25.81%252

500

3.1%252=??=?= G-车辆荷载 4-后轮双桥左右两侧 K-汽车冲击系数计算K=1.3

①当50吨载重车辆后轴位于跨中时动载计算：

P=121.9KN

P=121.9KN

计算纵向纵梁（I40a 工字钢弯矩，为保证有足够安全系数，按简支梁计算)：

AB 段按简支梁计算支座反力：

KN N N B A 9.121==

计算AB 段（简支计算）最大弯矩： M max =

AC AB

CD DB L L L L P ?+?)

2(

=121.9×2.3 =280.37KN-m

②当50吨载重车辆位于跨中时支架恒载计算：

qL N N B A 2

1

=

==0.5×8.9×6=26.7KN M max =28

1

qL =0.125×8.9×62=40.05KN-m

工况2：当50吨载重车辆行驶临近支点时

当载重汽车在正常情况下行驶时（此时车辆荷载为G=50t ），前后轮的承重分配为1：4，即后轮约占总重的75% (后轮实际为双桥,轴距为1.25～1.40m 左右,现按集中力计算,结果偏安全)：

后轮：kN KG P 9.121%754500

3.1%754=??=?=

前轮：kN KG P 25.81%252

500

3.1%252=??=?= G-车辆荷载 4-后轮双桥左右两侧 K-汽车冲击系数计算K=1.3

①当50吨载重车辆后轴靠近支点时动载计算：

B

A

P1=81.25KN

P2=121.9KN

P2=121.9KN

计算纵向纵梁（I40a 工字钢弯矩，为保证有足够安全系数，按简支梁计算)：

AB 段按简支梁计算支座反力：

按计算图示，最大支座反力应在B 点，故：

9.1216

6

.4

9.12166.025.81+?+?=

B N =223.48KN

计算AB 段（简支计算）最大弯矩 在D 点： M max =（223.48-121.9）×1.4=101.58KN-m

②当50吨载重车辆位于跨中时支架恒载计算：

qL N N B A 2

1

=

==0.5×8.9×6=26.7KN M max =28

1

qL =0.125×8.9×62=40.05KN-m

（二）由以上的力学计算所得，在行驶50吨载重车辆工况1时弯矩最大，工况2时支座反力最大，故以此两个数据验算纵梁（I40a 工字钢）的有关力学数据。在栈桥上行

驶时荷载组合(动载+恒载组合)：

1、有上工况1及工况2计算荷载组合可知；

①当50吨载重车辆位于跨中时，弯矩最大：Mamx=280.37+40.05=320.42KN-m ②当50吨载重车辆临近支点时，剪力最大（简支梁：支座反力=剪力）：

N=Qamx=223.48+26.7=250.18KN

I40a 工字钢计算特征数据：

Ix=21714cm 4 Wx=1085.7cm 3 Sx=631.2cm 3 h=10.5mm

A3钢： [σw ]=145Mpa ×1.3（钢结构临时结构容许增大系数）=188.5Mpa

[τ]=85Mpa ×1.3（钢结构临时结构容许增大系数）=110.5Mpa

验算纵向纵梁I40a 工字钢时，面层1厘米厚的钢板起传递荷载的作用，故：只考虑最不利的状态时，单侧只有2条纵向I40a 工字钢承受车辆荷载：

σw =Wx M =6

6

10

0857.11042.320??根工字钢2÷=147.6Mpa< [σw ]=188.5Mpa 可用 τ==??σIx Sx Q max 5

.10101714.210312.62501808

5

????根工字钢2÷ =34.6Mpa<[τ]=85Mpa 可用 三、验算I36a 横梁的受力状况（按简支梁验算横梁的受力情况）

当50吨载重挂车行驶工况2，行驶车辆临近支点时，支座反力最大（动载+恒载，简支梁计算），并通过纵向I40a 工字钢传递至横梁（3条I36a 工字钢），则：

P=N =250.18KN ，

I36a 工字钢计算特征数据：

Ix=15796cm 4 Wx=877.6cm 3 Sx=508.8cm 3 h=10mm

A3钢： [σw ]=145Mpa ×1.3（钢结构临时结构容许增大系数）=188.5Mpa

[τ]=85Mpa ×1.3（钢结构临时结构容许增大系数）=110.5Mpa

A B

最大弯矩为：35.118.250?=M =337.7KN-m

则σw =Wx M =5

6

10

776.8107.337??根工字钢3÷=128.3Mpa< [σw ]=188.5Mpa 可用！ 最大剪力Qmax=250.18KN

则τ=

=??

σIx

Sx Q max 10

105796.110088.525018085????根工字钢3÷ =80.6Mpa<[τ]=110.5Mpa 可用！

四、当载重汽车行驶至岸边钢筋混凝土墩处时，计算最不利的状态为后轴车轮全部压在混凝土墩，按以上工况2力学计算，此时压力最大，如下图

混凝土墩受力图

0.3*0.3，h=1.0钢板

混凝土墩结构形式

按工况2，当载重车辆后轴行驶至墩上时，后轴的荷载N=500.4KN 通过1×4.5的钢筋混凝土墩传递至地面，则原地面要求的承载力为：500.4÷4.5=11.12t/㎡。因此，该处的处理为：先对原地面进行换填整平并碾压密实，并通过采用触探的方法进行试验，保证地基承载能力符合要求后，再填筑0.5米厚的沙石混合物。

五、验算钢管桩的受力情况，假设最不利的情况为载重车辆后轴行驶至支点时的受力状态（工况2），并据此来验算钢管桩的支承力。

当50吨载重车行驶至支点时，支座反力最大（动载+恒载，简支梁计算），并通过纵向I40a 工字钢传递至横梁（3条I36a 工字钢）、钢管桩，则：

动载：P 1=N =250.18KN ，

恒载（自重）：P 2=8.9t/m ×6m(纵梁及桥面钢板自重)+1.08t(横梁自

重)=54.5KN

则单根钢管桩需要承受的荷载P=250.18+54.5÷2=277.43KN

六、钢管桩承载力验算说明

1、单根钢管桩容许承载力的计算（单桩承载力采用桥跨的较为不利地质资料计算） 1）计算公式

P=2

1

×(Σαi U てi +αA δR ) 其中：

U=2πR=2×3.14×0.3=1.88m 2(桩身每延米面积) A=πR 2=3.14×0.32-3.14×0.292=0.018m 2(桩底面积)

α、αi =1（桩底承压力及桩周摩阻力影响系数，取1）

δR =桩的端阻力 2）、计算取值

（1）、采用较为不利地质资料计算其单桩承载力： 淤泥质淤泥 → 粘土 → 中砂 → 淤泥质中砂 2.1m 8.9m 5.4m 3.6m

合计：20m

（2）、桩周土的极限摩阻力（查工程勘察报告）てi ：

淤泥质淤泥： 10kpa ； 粘土：15kpa ； 中砂：20kpa ； 淤泥质中砂：12kpa ；

（3）、桩的端阻力（查岩土工程勘察报告）δR ： 淤泥质中砂：180kpa 3）单桩承载力计算

P=2

1

×(Σαi U てi +αA δR ) P=

2

1

×[(1.88 m 2×2.1×10)+(1.88 m 2×8.9m ×15)+ (1.88 m 2×5.4m ×20) + (1.88 m 2×3.6m ×12)+ (0.018m 2×180)]=28.9t

容许承载力为28.9t 。

由以上第五点验算数据可得，支座最大反力为N=277.43KN ，单根钢管桩最大承受容许力为N=289KN ， 可用！

七、钢管立柱验算：

计算高度取单根钢管最高L=10m 位置，横向2根连成一整体。 力学特征：

管径D ＝600mm ，壁厚б=1.5cm ，A=π300mm 2-π290mm 2=18535mm 2

r=4

5806002

2-=208.6mm

λ=

r

1

=1.5×10000/208.6=48<[λ]=150 查表ψ=0.896

[N]=A ψ[б]=18535×0.896×145=2408.067kN N=P=277.43kN<[N] 可用！

13．附图：

《钢栈桥实施图纸》