高坪河大桥便桥施工方案(中心是钢管桩)

汕湛高速揭博项目T9合同段

高坪河大桥施工便桥

施工方案

广东大公路工程有限公司

汕湛高速揭博项目T9标项目经理部

目   录

一、编制原则    2

二、编制依据    2

三、工程概况    2

四、工程地质条件    3

（一）、地形地貌    3

（二）、地层岩性    3

（三）、水文地质    3

五、高坪河大桥施工便桥施工方案    4

（一）、施工工艺流程图    5

（二）、施工工艺    5

（三）、注意事项    7

六、高坪河大桥施工便桥计算书    7

（一）、便桥验算    7

七、质量、工期保证保证措施    20

（一）、质量保证措施    20

（二）、工期保证措施    20

八、安全文明保证措施    20

（一）、机械设备安全保证措施    20

（二）、安全文明施工    21

（三）、便桥安装中的安全防护措施    21

（四）、便桥运营中的安全防护措施    21

（五）、便桥的维护保养    22

九、环境保护措施    22

 附图：高坪河大桥施工便桥平面布置图

高坪河大桥施工便桥施工方案

一、编制原则

(1)、全面响应施工招标书的原则；

(2)、合理配置资源，满足工程需要的原则；

(3)、突出重点，统筹安排的原则；

(4)、安全生产，预防为主的原则；

(5)、规范施工，确保工程质量的原则；

(6)、保护环境，文明施工的原则。

二、编制依据

(1)、《广东省汕头至湛江高速公路揭西大溪至博罗石坝段施工招标文件》及施工图纸、工程量清单等。

(2)、中华人民共和国交通部及有关部委颁发的现行有效公路工程施工技术规范、规程、验收标准及相关文件。

(3)、广东大公路工程有限公司《公路工程施工工法》。

(4)、广东大公路工程有限公司《质量、环境、职业健康安全管理手册及程序文件》(以下简称《三合一管理手册及程序文件》)。

(5)、广东省交通运输厅《广东省高速公路建设标准化管理规定(试行)》(粤交基﹝2010﹞435号)、《关于印发广东省高速公路建设标准化管理指南(试行)的通知》(粤交基﹝2010﹞1375号)及业主广东汕湛高速公路工地建设标准化指南。

(6)、本公司技术、预算人员经现场踏勘、走访调查所取得的各种数据和资料。

三、工程概况

汕湛高速揭博项目T9标段K151+735高坪河大桥桥长217m，下部构造采用双柱墩配钻孔灌注础，上部构造为7×30m先简支后连续预应力混凝土T梁。本工程施工便道需从高坪河大桥1#便道跨越高坪河进入施工标段起点K151+000，为保证河流不断流，需在高坪河上修筑一座钢便桥，贯通施工便道。

四、工程地质条件

（一）、地形地貌

桥址区属于剥蚀丘陵地貌区，桥梁上跨高坪河，地形起伏较大，地面标高为158.84～193.25m，相对高差34.4m，地势较陡。

（二）、地层岩性

根据钻孔揭露，桥址区岩土层由第四系冲洪积层粉质粘土、粗砂、侏罗系下统蓝塘群砂岩组成。现分述如下：

1、覆盖层

（1）（含砾）粉质粘土（Qa1+p1）：褐色，可塑，含少量砾石，干强度高，局部含植物根系。厚度约1.1～3.5m，地层编号为2-1-2。

（2）粗砂（Q a1+p1）：黄褐色，稍密，饱和，成分以石英、长石为主，粒径0.25~0.5mm含量约55%。厚度约3.20m，地层编号为2-5-1。

（3）粉质粘土（Q e1+p1）：褐色，硬塑，局部含圆砾，最大粒径5mm。厚度约2.5～3.8m，地层编号为3-2-2。

2、基岩

（1）全风化砂岩（J1lna）：灰色，灰褐色，原岩结构已大部分破坏，节理裂隙发育，沿裂隙面有铁锈侵染，岩体破碎，岩芯呈碎石状，局部呈柱状，风化不均匀。厚度为2.5～3.0m，地层编号为4-1。

（2）强风化砂岩（J1lna）：灰色，砂状结构，块状结构，节理裂隙发育，沿节理裂隙面有铁锈侵染，岩体破碎，岩芯呈碎石状，碎块状。厚度为14.0～25.0m，地层编号为4-2。

（3）中风化砂岩（J1lna）：灰色，砂状结构，块状结构，节理裂隙发育，沿节理裂隙面有铁锈侵染，岩体较完整，岩芯呈短柱状。厚度为4.1～15.2m，地层编号为4-3。

（4）碎石状强风化花岗岩（γy2）：土黄色，花岗结构，块状构造，节理裂隙发育，岩体破碎，岩芯呈碎石状。厚度约3.5m，地层编号为8-2-2。

（三）、水文地质

桥址区属于剥蚀丘陵地貌区，河宽约80m，水量较大。地下水类型主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，第四系孔隙水主要受大气降水补给，富水性较弱，基岩裂隙水主要赋存于基岩全风化和强风化裂隙中，受上部孔隙潜水补给，其富水性、透水性弱。

五、高坪河大桥施工便桥施工方案

高坪河大桥两岸的施工便桥长约18m，宽6m，两岸顶面标高均为167.13m，无平面曲线及纵坡，与主桥行车道中心线一致。便桥结构自下而上分别为：φ80cm钢管桩，2I36工字钢承重梁，贝雷梁，I25a工字钢分布梁，桥面板为[20槽钢。便桥岸边处各设置一个桥台，桥台尺寸为6×3×2m，两侧设八字墙。便桥设计通过吊车、混凝土运输车等重车，其荷载及参数如下：

25T汽车吊行驶状态下轴荷载及参数

载货汽车满载材料下荷载及参数

10m³混凝土运输车荷载作为计算荷载。

便桥详细构造见高坪河大桥施工便桥平面布置图。

便桥设计时主要考虑以下几个方面：

①高坪河水流特征，常年最高水位为167.13m，便桥标高定为167.13m。

②桥面净宽：5米。

③设计时速：10Km/h。

④汽车及混凝土运输车在便桥上慢过行驶，可不验算刹车力、不考虑汽车冲击力。

⑤根据桥位处的地质情况及承载力要求，护筒采用长9m，直径φ80cm，壁厚δ＝12mm。

⑥充分考虑各种施工需求，便桥的具体结构以便桥计算书中的计算结果为依据。

（一）、施工工艺流程图

准备工作

打设钢护筒

浇筑桥台混凝土

吊装贝雷梁

铺设I25a工字钢分布梁

钢护筒抄平、焊钢板

铺设[20槽钢面板

铺设I36b工字钢承重梁

安装栏杆，铺设管线、水管等

（二）、施工工艺

1）准备工作

准备工作包括加工钢护筒，定位导向架，吊车，混凝土罐车等事宜。

①钢护筒加工

便桥钢护筒采用直径φ80cm，壁厚δ12mm的新钢护筒。初拟定便桥钢护筒长度为9m。考虑到护筒入土深度，在钢护筒刃脚处用高度为180cm，δ16mm的钢板补强，保证能顺利打进并不致变形，加工完成后应加焊内撑，防止堆放及转运过程中产生变形，内撑在下放过程中进行割除。

②钢护筒下放准备工作

钢护筒下放前须预先定位好导向架。导向架用2[8槽钢及I25工字钢加工而成，内空应比钢护筒大10cm左右，以便于下放过程中调节垂直度。

③钢护筒下放

护筒用平板车运至施工地点准备下放。下放前先准备好振动锤及焊机。

钢护筒下放时，先将钢护筒竖直吊立起来，钢护筒顺着导向架下放，在导向架上设置限位木条，凭钢护筒自重进入河床淤泥层，调整好垂直度，用牛腿工字钢将钢护筒固定在导向架上。

2）打设钢护筒

钢护筒每条初定长9m，护筒设置在便桥中心处，横向2根。汽车吊在护筒位置附近就位，同时把钢护筒运到汽车吊前面；接着汽车吊把护筒垂直吊起，测量人员指挥吊车精确就位和调整护筒竖直，就位精度控制在10cm以内，垂直度控制在1%以内；然后开始打设钢护筒，以贯入度小于5mm/10击进行控制。

定位好钢护筒后用振动锤振进，振动锤重40T，振动力为88T。下放过程中应注意利用导向架调整护筒垂直度，振动过程中应监控护筒垂直度，如有偏移时应及时停振，用手拉葫芦或其他工具调整，垂直后再行施工。振动锤与钢护筒接触点处护筒须用钢板加固，避免变形。振动过程中振动锤应视护筒进尺快慢调整振速。钢护筒下放各有关技术指标：垂直度偏差＜1/100，平面位置偏差＜5cm。护筒倾斜度检测可使用探孔器配合浮标的方法，将浮标下端于探孔器下中点，将探孔器下放到护筒面下，测量探孔器上端中点与浮标的距离，即可求得垂直度偏差。

钢护筒打设到位后，测量人员马上将护筒抄平，在护筒上做好标志，并将数据提供给焊工。在两根钢护筒之间用2[14槽钢呈X型连接成一个整体。

3）焊钢护筒盖板、吊装36a工字钢承重梁

焊钢护筒盖板前，须根据测量提供数据，将护筒高出设计标高部分割除，由于便桥须承受一定的水平力，护筒盖板与护筒之间焊缝总长不得少于60cm；I36a工字钢与盖板之间焊缝总长不得少于40cm。及铺设I36a工字钢，I36a工字钢应尽量摆在护筒中心，如护筒偏位较大，为了便于贝雷梁安装施工，工字钢可适当移位，但不得偏出10cm以上。

4）浇筑桥台混凝土

便桥桥台采用混凝土基础，考虑到地基承载力较差，因此在每座桥台、墩柱底部设置圆木桩，桩与桩之间80cm，承梅花形布置，增加桥台承载力和抗局部沉降能力。

桥台尺寸为6×3×2m，桥台混凝土强度等级为C30。桥台顶面标高要与钢护筒严格控制一致，桥台混凝土上埋设预埋钢板，位置一定要埋设准确。

5）吊装贝雷梁

贝雷梁在岸边按跨径拼装成型后，运到安装位置，再用吊车吊住与已安装好的贝雷梁对接。

贝雷梁安装前，须先在I36a工字钢上定位出贝雷梁的位置，且在内侧焊上钢筋或型钢作为限位，以提高安装速度。

贝雷梁安装就位后，用[14槽钢焊接U型卡，将其固定在I36a工字钢上。

6）在贝雷梁上铺设I25a工字钢、[20槽钢

I25a工字钢沿纵向每隔50cm设一条，[20槽钢方筒的接缝位于工字钢翼板。I25a工字钢用骑马螺丝固定在贝雷梁上，每条工字钢上使用2根骑马螺丝。

[20槽钢间距在便桥上满铺，中对中间距20cm，[20槽钢两侧点焊在I25a工字钢上限位，[20槽钢两端与工字钢点焊固定。

I25a和[20槽钢用装载机转运至便桥己装好部分前端，用人工搬到安装部位。

7）安装栏杆及铺设管线

栏杆立柱采用120cm长，直径φ5cm，δ3mm的焊管，横梁采用两排直径φ5cm，δ2mm的焊管。立柱每1m设一对，分别位于便桥两侧，净宽5m。每根立柱顶部焊一个钢筋钩，用于挂警戒灯。

管线安装在便桥两侧，包括水管、电线等。

8）台后填土

台后填料选用透水性材料砂砾石分层填筑压实，分层厚度不大于30cm，防止沉降造成跳车，桥台填高超过2.0m段根据需要设置土袋护坡，防止该位置坡脚失稳。

（三）、注意事项

1）便桥施工为水上施工，所有工作人员均须穿救生衣。

2）打设护筒、焊钢板及铺设I36a工字钢时，电焊线及气割线需要从水中通过，如距离较远，必须将电焊线或气割线绑在铁线或麻绳上，以免拉断。

3）施工时须注意文明施工，型钢及护筒盖板要摆放整齐。

4）考虑到便桥长度仅为18m，设计通行为单车道，在岸上设有会车平台。

六、高坪河大桥施工便桥计算书

（一）、便桥验算

高坪河大桥施工便桥两跨总长18m，由单排单层不加强贝雷梁组成，便桥端头与桥台连接，与桥台搭接1.5m。河中采用的钢护筒，两排护筒横向中对中间距为3.0m，便桥主梁为两组贝雷梁，每组贝雷梁由3排3m贝雷片以1.18×0.45m花窗联接而成，便桥横向分布梁为I25a工字钢，沿纵向每50cm设置一根；纵向分布梁为 [20槽钢，中对中间距20cm，共25根,由于该便桥最大跨径为9m，因此验算时按9m跨径进行计算；总重按55吨计算。

（1）验算贝雷梁

①恒载

贝雷梁：     

I25a工字钢：

[20槽钢方筒：

所以              

②活载：便桥的设计通行汽车荷载为公路-Ⅱ级，总重v按P=55吨计算。

考虑正常使用极限状态下的荷载组合：1.2恒荷载+1.4活荷载

跨中弯距    

最不利剪力    

单排贝雷片材料特性， 

挠度演算：     

（2）验算I25a工字钢

设计荷载及参数：

当车轮一侧在跨中位置时，如下图所示(图中尺寸为cm)，有抗弯的最不利工况：

I25a工字钢：  ；； 

由应力图可知，取  

           符合要求。

抗剪的最不利工况如下图所示（图中尺寸为cm）：

通过Midas有限元计算程序计算，可得出：

因此满足要求。

（3）验算[20a槽钢

；；；

抗弯最不利工况如下图所示（图中尺寸为cm）：

由应力图可知，取  

所以       

抗剪的最不利工况如下如所示（图中尺寸为cm）：

通过Midas有限元计算程序计算，可得出：

           ，安全

因此满足要求。

（4）验算I36a工字钢承重梁

当车的后轮作用在工字钢承重梁上，汽车布置图如下所示，上部结构重力以均布荷载形式加入，大小为16.483KN/M，此时的工字钢座头承受的剪力最大。

（图中尺寸为cm）

通过Midas有限元计算程序计算得出36a工字钢截面位置最大剪力为808KN，单个护筒座头I36a工字钢的承受的剪力为808/2=404KN，而上部荷载是通过贝雷架传递给I36a工字钢的，因此其等效图如下所示：

（图中尺寸为cm）

由图可知该工字钢承受的最大弯应力为

满足要求

由下图可知此时工字钢的最大剪应力为

满足要求

（5）验算钢护筒

钢护筒打设完毕之后，由于便桥为平坡，且机动车在其上须慢速行驶，因此汽车对该桥的水平制动力不予考虑，水平力仅考虑水荷载对钢管的侧压力，所以钢护筒验算考虑工字钢传递来的竖向荷载和水压力。

根据工程地质勘探报告提供的数据，该河常水位为167.13m，水中沿线的河床标高在158.60～163.00m之间，河床底主要是强风化砂岩层，厚度为14～25m不等，靠近4号墩的SQZK141钻孔有1.1m的粉质粘土层，之后进入强风化粉砂岩，标高为146.82m，靠近5号墩SQZK075钻孔有3.2m的粗砂，之后进入强风化砂岩，标高为139.60m，对于3号墩附近SQZK074钻孔显示粉质粘土3.5m，之后进入强风化砂岩层。根据现场钢护筒布设位置，其处于地质勘探钻孔SQZK141附近，因此，设计护筒入土深度为5.1m左右(1.1m粉质粘土+4m强风化砂岩)，护筒之间用[14槽钢作为剪刀撑联系起来，增强整体稳定性。

由上面计算可知，单个护筒的最大压力F为：

钢管桩提供给上部最大支撑荷载要求F1=808/2=404KN

所以：单个钢管桩承受的压力为F=F1=404KN，

即桩周平均极限摩阻力按（按照高坪河地质钻孔图SQZK141的那个来计算），故单个护筒的承载力

所以       ，满足要求；

由于该处钢护筒的水位最深达2m，取入土深度为5.1m。根据钢管桩的受力情况建立如下模型进行演算：

钢管桩入土深度5.1m，由于上面的粉质粘土层较软所以上面1.1m对钢管桩的横向制约比较差，所以建立模型时只对下面4m进行了X向约束，水流荷载从河床底部加载到常水位，共2m（水流荷载以有效面积表示），I36a工字钢传来的荷载以集中荷载表示，大小为404KN，考虑钢管桩的自重力。计算得出如下图所示：

钢管桩顶部产生的最大偏移量为：

由上图可知桩顶的偏移量最大，为0.44mm。

轴向应力最大的为钢管桩，最大轴向压应力

钢管桩的最大弯应力发生在与河床接触处能抵抗横向位移处，最大弯应力为符合要求。

由上图可知最大水平剪应力为：

符合要求。

（4）验算桥台基础

1）强度验算

贝雷梁整体安装在桥台上，6排贝雷梁均与桥台搭接1.5m，由前面贝雷梁验算中得知贝雷梁的最大剪力为90.4t，桥台混凝土单个受到的最大正压力为满足要求。

2）基底承载力验算

基础处于河床全风化砂岩上，基底承载力容许值为,近似认为混凝土基础表面承受的压力是贝雷片传下来的均布力，以墩柱的截面计算，承压面为6×3=18㎡，均布力为：

基底压力通过混凝土基础以角度45°向下扩散，扩散至混凝土基础底面压应力与混凝土基础自重应力之和应小于或等于该处地基层顶面地基的容许承载力，即： 

—地基层的容许承载力；取250KPa；

—和砼自重应力之和；

混凝土基础厚度为2m，按扩散角θ=45°通过混凝土基础向下扩散到地基顶面，并假定该处由此产生的压力呈梯形分布，根据力的平衡条件可得：

通过整理，该处地基的附加应力为：

L—混凝土墩的长度，m；L=6m；

b—混凝土墩的宽度，m；b=3m；

h1—混凝土的厚度，m；h1=2m；

σ1—混凝土底面的平均压应力，kPa；

θ—混凝土基础的压力扩散角，度；θ取45°。

代入数据得：

，满足要求。

七、质量、工期保证保证措施

（一）、质量保证措施

建立健全质量安全管理网络，分工明确，责任到人，及时发现和清除各种质量安全隐患，防患于未然。便桥应严格按设计要求组织施工，便桥施工每跨的各种构件安装可靠后，才能上重载。作业人员应无条件服从施工管理人员、监理、业主等领导的监督、检查、监管、指导。

1、以项目经理为质量第一负责人，任命1至2名合适的有资格人员负责质量管理方面的工作。

2、各种原材料，半成品严格按质量要求进行采购。相关材料送到现场后，应及时检查、分类、编号，实地进行检查。

（二）、工期保证措施

1、项目经理部立即开展工作，调遣具有丰富同类工程施工经验和责任心强的工程技术、经济、行政等各类专业管理人员和施工队伍上场。

2、实行项目法施工管理方式，做到统一组织、统一管理、统一计划协调、统一物资供应、统一资金收付。施工队伍在项目经理部的统一领导下，互相协作配合共同完成所承担的施工任务。

3、发挥整体优势，对施工队伍实行动态管理，合理组合。

4、正确处理好与当地的关系，取得各方面的支持与配合，为施工生产创造一个良好的外部环境。

八、安全文明保证措施

（一）、机械设备安全保证措施

1、机械设备操作人员（或驾驶员）必须经过专门训练，熟悉机械操作性能，经专业管理部门考核取得操作证或驾驶证后上机（车）操作。

2、机械设备操作人员和指挥人员严格遵守安全操作技术规程，工作时集中精力，谨慎工作，不擅离职守，严禁酒后驾驶。

3、机械设备发生故障后及时检修，决不带故障运行，不违规操作，杜绝机械和车辆事故。

4、机械操作人员做好各项记录，达到准确、及时，严格贯彻操作制度，认真执行清洁、润滑、坚固、防腐、安全的十字作业法。

5、设备及工具摆放整齐，不得随意摆放。

（二）、安全文明施工

1、进入现场施工人员必须佩戴安全帽，讲究文明用语，杜绝打架斗殴，酗酒等不文明行为。

2、运输车辆进出场，轮胎要清洗干净。

3、注意工地防火，现场要摆放防火器材。

（三）、便桥安装中的安全防护措施

1、便桥安装中应经常检查各种机具设备，保证机具设备始终正常运行；

2、各工种应严格遵循相应安全技术操作规程；

3、合理安排作业区域和时间，保证施工人员正常工作，所有施工人员必须经培训合格后持证上岗；

4、作业区域在河道和两侧河岸进行围挡，设置安全警示标语，施工人员须持证件上岗，作业中须穿戴好安全防护用品；

5、施工中应设专人统一指挥，所有操作人员应服从指挥；

6、便桥施工必须有标识和防护栏，施工过程中，根据现场需要设置专人监护，做好安全指导；

7、所有水上作业人员均应穿戴好救生衣，系好安全带，做到一人一套，安全施工；

8、与当地医疗保健和消防等部门保持密切联系，做到有备无患；

9、施工临时用电应符合《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）及施工临时用电安全技术专项交底；

10、现场必须配足足够的消防设备。

（四）、便桥运营中的安全防护措施

1、在钢桥两端设置限载30t、限速10km、注意危险等交通标志在标段两端显眼的位置设置告示牌。

2、沿全桥位置及桥台处，间隔设置夜间照明灯，便于车辆通行；

3、应经常检查各种警示装置的完整性，及时维修更换，保证其始终正常工作；

4、禁止非施工人员到施工便桥上玩耍、逗留；

5、经常检查桥面贝雷架变形情况，发现问题及时进行处理。

（五）、便桥的维护保养

1、定期观测便桥沉降情况，检查便桥各处连接件的松动脱落情况并及时

2、加固以保持顶部平顺及行车安全；

3、对便桥桥面板发生翘曲或损坏等部位，及时修复或更换；

4、对锈蚀的钢构件进行更换或除锈处理并涂刷防锈油漆。

九、环境保护措施

1、材料分类堆放整齐，标识齐全；

2、施工现场废弃油料排放到指定容器内；

3、废料堆放到指定地点，禁止随意丢弃；

4、禁止向河中丢弃生活垃圾；

5、施工时禁止破坏红线以外植被及树木；

6、及时清除受桥台、钢护筒阻挡的杂物，保持河面清洁。