五沙大桥便桥平台方案
五沙大桥扩建工程
便桥、平台施工方案
五沙大桥扩建工程项目部
2010年4月3日
佛山市顺德区五沙大桥扩建工程项目部
便桥、平台施工方案
编制：陈柏全日期：2010.4.3
复核：贡福田日期：2010.4.5
审核：李文涛日期：2010.4.8公司技术部审核：日期：
审批：日期：
便桥、平台施工方案
一、工程概况
1、工程简介
五沙大桥扩建工程有18墩、19#墩2个主墩，均位于李家沙水道上，主跨128m。每个主墩有12条桩，其中主墩桩基6条，直径φ220cm，防撞桩6条，直径φ100cm。18#墩所有桩基均位于旧桥同侧上游，19#墩主墩桩基位于旧桥上游，防撞桩位于旧桥下游。
李家沙水道系珠江水系，水道宽约230m。水上主墩采用搭设便桥、平台进行施工。施工期间采用单孔通航，即在18#墩与19#墩之间设一个通航孔，通航孔净宽115.1m。
东岸段便桥立面图
东岸段便桥平台平面图
东岸段便桥立面图
东岸段便桥平台平面图
2、水文情况
五沙大桥扩建工程常水位为+0.8m，根据水文资料，十年一遇洪水位为+3.506m（1956年黄海高程系统），便桥面与两岸河堤路持平，便桥、平台贝雷底高出十年一遇洪水位，分别为+3.568m（西岸）、+3.824m（东岸）。
2001-2008年月最高水位
年份5月6月7月8月9月
1 0月
2001
1.5
4
1.88
2.45
2.0
1.8
3
1.
52
2002
1.7
7
1.86 1.92
2.2
6
1.5
5
1.
48
2003
1.6
6
1.90 1.92
1.6
5
1.6
8
1.
24
2004
1.3
5
1.80 1.80
1.8
4
1.3
2
1.
32
2005 1.8 3.14 1.45 1.3 1.3 1.
2001-2008年月最低水位
说明：以上成果均为珠基高程，1956年黄海高程系统=珠基高程+0.586m
3、地质情况
根据地质图得出各钢管桩地质情况如下（钢管桩位置及编号见附图）：
西岸地质情况（从上往下）
东岸地质情况（从上往下）
4、便桥工程概况
便桥分为东、西岸两段，西岸段由河堤路填筑下河便道拉通至18#墩，东岸段接河堤路拉通至19#墩。便桥桥面宽6m，西岸段便桥长51m，打入钢管桩5排，每排2根，桥面标高+5.4m；东岸段便桥长73.375m，打入钢管桩6排，每排2根，桥面标高+5.656m。便桥每排采用两条Φ630mm钢管桩，间距3.5m，最大跨径18m。每条支承桩上搭设一组双拼贝雷。
由测量组事先按施工图纸计算出各钢管桩的坐标，根据计算结果于河岸边的控制点上设监测站，在钢管桩振入施工时通过全站仪实时监控测量。
便桥在插打钢管桩到位后，先在钢管桩顶焊接一块75*75*1cm钢板，然后放置双拼I25a工字钢，再架设两组双拼贝雷梁，两组贝雷中心间距3.5m，贝雷梁上按@750mm间距横向铺6m长I25a工字钢，工字钢与贝雷间采用骑马螺栓连接固定，再纵向铺设[28a槽钢作为桥面板。在车辆转弯处铺设16根［28a槽钢，非转弯处铺设12根，空档处采用五分板满铺。
便桥两侧设1.2m高栏杆，栏杆立杆采用φ16钢筋，每3m一道，横杆采用φ12钢筋，40cm高一道，共3道。便桥下游方向、栏杆外侧水平焊接50cm长@1.5m 槽钢，用来挂设电缆。每10m 设置一个照明灯。（另外根据报海事航道方案中的规定设置警戒灯及讯号灯）
便桥非车辆转弯处横断面图
便桥车辆转弯处横断面图
5、平台工程概况
西岸平台长33m，宽16.7m，支撑桩采用φ630mm，δ=8mm钢管桩。每条支承桩上搭设一组双拼贝雷。防撞桩处平台采用3排共14条钢管桩，最大间距4.5m，主桩基平台采用4排共12条钢管桩，最大间距7.5m。
东岸由于防撞桩与主墩桩基分别处于旧桥两侧，所以设2个平台，两平台
之间用6米便桥连接。主桩基平台长21.1m，宽19.95m，防撞桩平台长12m，宽16.7m。防撞桩处平台采用3排共12条钢管桩，最大间距5.7m，主桩基平台采用4排共20条钢管桩，最大间距7.5m。支撑桩采用φ630mm，δ=8mm 钢管桩。每条支承桩上搭设一组双拼贝雷。
由测量组事先按施工图纸计算出各钢管桩的坐标，根据计算结果于河岸边的控制点上设监测站，在钢管桩振入施工时通过全站仪实时监控测量。
平台在插打钢管桩后，先在钢管桩顶焊接一块75*75*1cm钢板，然后放置双拼I25a工字钢，再架设双拼贝雷梁，贝雷梁上横向铺I25a工字钢。在冲机前滚筒位置布置双拼工字钢，具体间距见施工图纸。冲机轨道采用I36双拼工字钢。平台两侧设1.2m高栏杆，栏杆立杆采用φ16钢筋，每3m一道，横杆采用φ12钢筋，40cm高一道，共3道。
主墩平台采用冲击钻成孔，且不设龙门吊，钢筋笼下放等采用25t汽车吊。除了桩基护筒口外，其余均用波纹板或钢板网铺满。平台上需行车的位置使用［28槽钢铺设。
便桥、平台之间的钢管桩通过φ426mm，δ=8mm钢管连接，增强其整体稳定性。平台各钢管桩通过φ426mm，δ=8mm钢管平连。每个主墩采用2台8～10t冲机施工。
二、栈桥平台设计标准
1、《公路桥涵施工技术规范》
2、《装配式公路钢栈桥使用手册》
3、《钢结构设计规范》
4、《公路桥涵地基与基础设计规范》
5、五沙大桥扩建工程施工图纸
6、栈桥、转车平台上行驶车辆最重为8方混凝土运输车。经查询，8方混凝土运输车空车重量为14.5t，8方混凝土重20t。计算按35t考虑，并考虑1.3的冲击安全系数，平台上另考虑25t汽车吊+钢筋笼16t进行计算。考虑便桥的稳定性，车速限制在15km/h 以内。
三、便桥平台施工工艺
便桥平台位置水下地质由上至下为：素粘土、粉质粘土、粉砂、细砂、圆砾、
粉质粘土、强风化泥岩，地质情况较复杂，所以钢管桩打入深度根据具体位置和具体地质情况计算。
具体步骤为：
1、测量放样
由测量组事先按施工图纸计算出各钢管桩的坐标，根据计算结果于河岸边的控制点D3、I4、I6、D4上设监测站，在钢管桩振入施工时通过全站仪实时监控测量，确保每根钢管桩定位准确。考虑到施工时的情况比较复杂，有的控制点可能会被打桩船挡住，临时加密网点2~3 个。
2、钢管桩的转运
钢管桩进场后在岸边堆放，再使用浮吊装上船，单条钢管桩长12m，在钢管桩底部，加50cm长刃脚，刃脚部分采用同支撑钢管桩相同厚度、直径的废旧钢管桩加工，钢管桩底部及竖向焊缝采用满焊。
采用50t浮吊运载钢管桩到施工位置，利用浮吊将钢管桩竖向吊立沉放到打入位置，并用船头的导向架固定钢管桩位置，使之不能轻易移动。
3、钢管桩的打入和驳接
浅滩部分的钢管桩采用25t汽车吊和60kW震动锤施工。测量人员将钢管桩位置放样，在钢管桩位置挖不浅于50cm的坑，便于施打时钢管桩的竖立和定位。
水中钢管桩采用50t浮吊和60kW震动锤施工，钢管桩入土深度是根据地质情况分段计算，打入过程中要根据钢管桩长度的计算结果确定钢管桩的入土深度，防止出现断桩及桩底翻边等情况。钢管桩以实际打入速度进行控制，针对60kW震动锤，当打入速度小于5cm/分钟时，即可停止打入。
施工过程中，施工员应有施工记录，包括钢管桩自由长度、入土深度、管桩长度等。
12m钢管桩打入到位后，如未达到设计桩长，则需要驳接，驳接时预留多2m 长度（开始施工的几条钢管桩需要预留2m长，以后可根据前几条施工情况具体调整）。驳接时钢管桩采用浮吊竖向起吊，保证接长时管节对口在同一轴线上，减少累积误差。
驳接焊缝采用满焊，并在钢管桩四周加焊四块加劲板，加劲板长30cm，宽15cm，厚度统一为8mm（加劲板可采用旧钢管桩或旧钢板加工），加劲板采用满
焊。钢管桩的驳接一定要顺直。
4、割平钢管桩、焊接横联
钢管桩施打到位后，测量组在桩身上放样出钢管桩顶的设计标高，施工人员按标高割平钢管桩。
横联部分可预先按设计长度开好料，钢管桩施打完毕，测量人员测完标高，将预先开好料的横连点焊固定，松开吊钩后在施焊。焊缝采用满焊。
5、钢管桩的固接
为了增强便桥的稳定性，在同一排钢管桩顶焊盖75*75*1cm的钢板，钢板与钢管桩焊接要求满焊，并焊接4块三角形加肋板，如下图。在钢板上焊接两条I25工字钢。
钢板及肋板加工图
6、架设贝雷梁
贝雷梁在岸上按节段拼装，拼装长度根据便桥平台的管桩跨径。贝雷均采用90#花窗。
贝雷拼好以后，转运到货船（浮吊也可以临时放置一部分）。安装好第一段梁后须要马上用[10槽钢卡住贝雷，槽钢卡贝雷采用常规的“凳子”形式。第二段梁用浮吊吊住就位，贝雷销连接，接好后马上固定贝雷梁。依次重复此过程直到整条贝雷梁架设完毕。为保证贝雷稳定性，在每跨跨中部分，每隔6m，两组贝雷之间加3道大的横联，横联采用[10槽钢制作。
7、铺设I25工字钢
架设好贝雷后以75cm的间距横铺I25工字钢，工字钢与贝雷之间采用骑马螺丝连接，每条I25a 工字钢至少使用2套骑马螺栓固定。
8、铺设［28槽钢
在I25a 工字钢顶铺设［28槽钢，净距5cm，I25工字钢与［28槽钢之间使用点焊固定，焊缝长度不小于5cm。在便桥平台衔接处转角处铺设16根［28槽钢，便于车辆转弯，其他位置铺设12根，中间空余1.6m，采用5分板横向满铺。
9、焊接栏杆
便桥两侧设1.2m高栏杆，栏杆立杆采用φ16钢筋，每3m一道，横杆采用φ12钢筋，40cm高一道，共3道。
便桥下游方向、栏杆外侧水平焊接50cm 长槽钢，用来挂电缆。
10、主墩平台搭设
钢管桩施工步骤相同，平台面按照图纸设计搭设工字钢、铺设冲机轨道和波纹板，在平台周围焊接护栏，安装照明灯、航道警示灯等。
四、施工工艺流程图
五、施工质量控制
在施工过程中主要从以下几个方面来控制施工的质量：
材料使用的准确性，包括所使用材料的种类、型号以及加工的尺寸；在材料的使用上不得使用型号比设计要求小的材料，各种连接构件不得随意变换构件尺寸；
测量的准确性，包括结构构件放样的准确性和结构高程控制的准确性；
结构的焊缝质量，所有的焊缝必须饱满，不得含有气泡、夹渣和咬边等缺陷。
在施工过程中：
1、施打钢管桩
在施打钢管桩时，测量人员必须对其就位进行控制，其水平误差控制在10cm 以内；倾斜度误差控制在1%以内；在施工放样之前，测量人员应熟悉所放样的钢管桩平面布置，算好坐标并复核，以便打桩时测量工作能有条不紊的进行。在钢管桩下沉过程中，测量人员应时刻注意钢管桩的下沉情况，若发现有倾斜或偏移情况应及时通知打桩人员。
2、钢管桩顶标高控制
在钢管桩施工完成后，测量人员应及时按照图纸要求控制钢管桩顶的标高。
3、钢管柱的垂直度控制：在钢管桩的驳接过程中，施工员应对钢管桩的顺直度进行复核，以确保钢管柱的顺直度满足施工要求。
4、工作指令要求
在平台搭设过程中，作业人员必须严格按照设计图纸及施工管理人员的要求施工，不得擅自改变或削弱结构的任何构件，不得采用未经管理人员同意的施工方法。
5、结构局部稳定要求
在施工过程中，必须特别注意局部加强部分的加工和安装，不得马虎了事，应保证其安装质量，确保构件能起到应有的作用。
6、材料安全措施
在平台搭设过程中，施工员和作业人员应检查构件是否满足要求。若发现材料有明显破坏或损坏，应停止使用，在施工过程中禁止使用不满足使用要求的材料和构件。
六、施工安全保障
1、必须按图纸施工，遵章指挥，遵章操作，禁止盲目指挥作业。
2、水上作业人员必须穿救生衣、穿工作鞋、配戴安全帽，2米以上高空作业必须挂扣好安全带。
3、吊运构件时必须要有专人指挥，吊车司机必须了解构件重量，遵章操作，吊物不准从人的上方经过，吊运速度要缓慢，吊运过程中必须看清周边环境，吊物不能碰撞障碍物。
4、作业人员在吊物过程中，必须选用相适应的吊具，将被吊物绑扎牢固，同时应经常检查吊具的完好状况，确认安全后方可指挥起吊。
5、周边所设的安全标志、防护设施，未经安全部门及施工员同意不准随意拆除和破坏。
6、安全防护设施由工务部门负责布置落实，安全管理部门负责监督、检查，发现安全隐患时及时责令相关部门限期整改。
7、雨天施工，各相关电机应有防雨设施。
8、在钢管桩顶作业的人员必须用挂篮站人施工作业，同时挂扣好安全带，并穿着救生衣。
9、禁止在作业场所打闹嬉戏等。
10、尽量避免上、下交叉作业，如因工作需要进行交叉作业，必须做好安全屏护措施后方可进行，夜间施工作业必须保证足够的照明设施。
11、六级以上大风应停止施工作业。台风来临时应认真做好防风加固工作。
七、环境保护措施
1、施工作业工作餐饭盒应及时回收，禁止随意乱扔。
2、水上机械应及时清理机油等污染物，防止流入河中造成污染。
3、施工照明灯的悬挂高度和方向要考虑不影响居民夜间休息。
4、严格履行各类用地手续，按划定的施工场地组织施工，不乱占地、不多占地。
5、施工现场设置专用油漆料库，库房地面做防渗漏处理，储存、使用、保管专人负责，防止油料泄漏污染土壤、水体。
6、严禁在施工现场焚烧任何废弃物和会产生有毒有害气体、烟尘，臭气的
物质，熔融沥青等有毒有害物质要使用封闭和带有烟气处理装置的设备。
八、文明施工措施
1、桩基平台搭设按施工组织设计图纸进行，做到施工支架简洁和安全。
2、材料使用剩余部分及时回收并分类存放，不可随意乱扔乱放，避免造成施工场地杂乱。
3、切割下的材料应及时回收利用，不可随意堆放，造成材料浪费。
4、施工区域及职责严格划分，设立责任区，立标志牌分片包干到人。
5、施工现场应有施工日志和施工管理各方面专业资料。
五沙大桥扩建工程
便桥计算书
五沙大桥扩建工程项目部
2010年4月3日
五沙大桥扩建工程便桥计算书
一、概况
五沙大桥扩建工程便桥分为东西两段，西岸段便桥长51m，东岸段便桥长73.375m。栈桥桥面宽6m，最大跨径18m，每排墩采用两条支承桩，中对中间距3.5m。
支撑桩均采用φ63cm，δ8mm 钢管桩；横联采用φ42.6cm，δ6mm 钢管，在φ63管桩之间焊接，位于桩顶下1.8米处。
便桥搭设采用先在钢管桩上放置I25a 工字钢后架设双拼贝雷梁，上按@75cm 等间距横向铺I25a工字钢，再纵向铺设［28槽钢。横断面图如下：
便桥横断面图
二、计算思路
1、取一跨18m 跨径便桥进行计算，分别计算［28槽钢、I25a 工字钢、贝雷及钢管桩入土深度和稳定性，计算时主要考虑车辆荷载及构件自重，取相应受力最不利情况验算，并取1.3倍的冲击安全系数。
2、便桥贝雷梁底标高以高出十年一遇洪水位（+3.506m ）作为设计依据，以防止洪水期间水中杂物冲击便桥。大桥所处水域十年一遇洪水位仅比常水位（+0.8m ）高2.7m ，且水流速度较缓，故计算时不验算洪水漫过贝雷时便桥的抵抗能力。
三、计算依据及公式
1、《公路桥涵施工技术规范》
2、《装配式公路钢栈桥使用手册》
3、《钢结构设计规范》
4、《公路桥涵地基与基础设计规范》
5、五沙大桥扩建工程施工图纸
6、栈桥、转车平台上行驶车辆最重为8方混凝土运输车。经查询，8方混凝土运输车空车重量为14.5t ，8方混凝土重20t 。计算按35t 考虑，并考虑1.3的冲击安全系数，平台上另考虑25t 汽车吊+钢筋笼16t 进行计算。考虑便桥的稳定性，车速限制在15km/h 以内。
7、型钢按极限承载力计算，贝雷、钢管桩按容允承载力计算。 根据GB 50017-2003《钢结构设计规范》， 抗弯强度公式：
f W M W M ny
y y nx x x
≤+γγ 抗剪强度公式:v w
f It VS
≤=
τ 变形容许值：l/400
四、车辆荷载分布
便桥18m 一跨,贝雷为单层双排，贝雷上横铺25号工字钢，间隔75cm ，工
字钢上纵铺［28槽钢，净间距5cm。
便桥上行驶车辆主要有混凝土运输车、铲车、25t吊车、平板车等，按最重车辆8方混凝土运输车计算，8方混凝土运输车重量为35t。
汽车轴向载荷分布如图：
35T汽车轴向力分布图
五、材料承载力
［28工字钢极限承载力：
最大抗弯矩：[M]＝σmax×W y=215×35.7/1000=7.7kN.m
I25工字钢极限承载力：
最大抗剪力：[Q]＝τmax×d×(I x÷S x) =125×8×21.6/100=216kN
最大抗弯矩：[M]＝σmax×Wx=215×402/1000=86kN.m
单层双排贝雷允许承载力：
最大抗剪力：Q＝490kN
最大抗弯矩：M＝1576kN.m
六、受力验算
1、［28槽钢受力验算
［28槽钢以净间距5cm，槽钢口朝下平铺在I25a工字钢上，I25工字钢间距75cm。
汽车对便桥的作用范围为10m，取便桥10m分析受力。车轮下面由2条［28槽钢支撑，取1.3倍的冲击安全系数：
汽车荷载为：单只后轮P1=140/2×1.3=91kN
单只前轮P2=70/2×1.3=45.5kN
1)当最大荷载作用在槽钢中点时，此时槽钢弯矩最大，受力图如下：
槽钢最大弯矩值为12.1kN.m<2[M]=15.4kN.m [符合要求]
2)当最大荷载即单只后轮作用在槽钢上时,此时剪力最大，为91kN
τ＝Q/A＝91×103/(40×102)＝22.75MPa<[τ]＝125MPa [符合要求]所以［28槽钢满足要求。
2、I25a工字钢
I25a工字钢间距75cm，下面贝雷间距3.5m，工字钢按跨度3.5m的连续梁计算，汽车2排车轮横向间距1.8m。
1）、弯矩
当汽车两只后轮行驶在跨之间时，弯矩有最大值。考虑1.3 的冲击安全系数。
单只后轮荷载P=91kN，
［28槽钢重31.4kg/m，共16根槽钢，
q=31.4*16*0.75/6*10=628N/m=0.63kN/m
建立Beam如下：
Mmax=88.3kN.m>86kN.m(考虑1.3倍冲击安全系数，当取1.2倍系数时为81.1 kN.m，满足要求）
2）、剪力
当一侧后轮行驶到贝雷上时，剪力最大
Qmax=136kN<[Q]=216kN
结论：工字钢受力满足要求。