水上钢平台施工方案

目录

1.概述 (1)

1.1.编制依据 (1)

1.2.概述 (1)

2.施工平台的布置 (2)

2.1.编制原则 (2)

2.2.施工平台编制说明 (2)

3.施工平台的施工 (5)

3.1.施工平台搭建施工工艺 (5)

3.2.施工平台施工 (6)

3.3.施工平台施工组织 (9)

4.施工安全措施 (10)

4.1.水上施工安全措施 (10)

4.2.起重吊装安全作业措施 (10)

4.3.电气焊工 (11)

4.4.安全用电措施 (12)

4.5.现场安全管理 (12)

4.6.防范施工人员落水风险的对策措施 (12)

4.7.水上作业基本要求 (13)

5.施工平台的使用及安全维护 (13)

5.1.施工平台观测 (13)

5.2.施工平台的使用、维护和检修 (14)

5.3.施工平台预警及抢险 (15)

6.施工平台验算 (15)

6.1.验算资料 (15)

6.2.施工平台上部结构验算 (15)

6.3.结论 (20)

1.概述

1.1.编制依据

1）《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG_D63-2007

2）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86

3）《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004

4）《铁路钢桥制造规范》TB10212-2009

5）《装配式公路钢桥多用途使作手册》

6）《路桥施工计算手册》

7）《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》

8）其他相关规范手册

1.2.概述

河源市区水源工程是由新丰江水库取水，通过隧洞引水及专用管道，将新丰江水库的水输送到河源市源城区的自来水厂。

项目主要包括水闸工程、引水隧洞工程和管道工程。①取水口位于新丰江水库大坝上游右岸1400M处的岸边，取水口布置一座取水控制闸，闸孔尺寸3.6MX3.6M(宽X高)，闸孔数为一孔；②原水自取水口进入取水隧洞，隧洞长1781.8M，桩号：K0+000.00~K1+781.8,隧洞过水断面为圆形，洞直径3600MM，为有压过水隧洞。③主干管长40M，管径为DN3600MM，管材质为34MM厚的钢管；第一分水口至南水厂分水口545.56M,管径为DN3000MM厚度215MM 厚的PCCP管；至南水厂200M DN2400管道，管道材质为30MM钢管。

进水口设计方案变更情况：进水口取消原设计方案中的砂平台，采取用灌注桩替代连续墙的方式进行施工；灌注桩水中部分施工采用钢平台作为施工平台；钢平台由钢管桩（基桩）、工字钢与贝雷架组合而成，其作为施工通道和施工平台使用。

2.施工平台的布置

2.1.编制原则

根据实际施工需要，施工平台的设置原则为：“保证工作状态稳定，非工作状态可维护，灾难状态不倒”。

2.2.施工平台编制说明

2.2.1.施工平台标高的确定

本工程水文特征如下：

死水位：93.0M 施工时段设计水位：113.0M

校核洪水位：123.6M

根据实际施工需要，且便于桩基的施工与施工平台的日常维护，基桩顶高程设置在▽113.9M，则平台顶高程为▽115.8M。

2.2.2.施工平台尺寸和平面位置的确定

1）施工平台宽度

实际施工中考虑25T吊机在施工平台上进行吊装作业，故平台宽度最小要需满足25T吊机全腿宽度（6.0M），且预留1.2M的人行道宽度；结合施工范围的桩基平面布置，故施工平台宽度取值为7.5M，8.7M。

2）施工平台设置

施工平台布置：平台边距钢板桩距离为40CM。

施工平台共分两种，分别为基桩为四颗桩的7.5M宽的施工平台，长度为14M。和基桩为五颗桩的8.7M宽的施工平台，长度为43M。布置在灌注桩的两侧边。具体详见《施工平台平面布置图》

2.2.

3.施工平台结构形式

1）施工平台结构自上而下分别为

（1）面板采用Q235-10MM钢板满铺；

（2）分配梁采用Q235-工28B ，纵向间距为35CM ；

（3）321型贝雷梁为上承式，结构形式为单层，横向联系采用45CM 标准支撑架； （4）帽梁采用Q235-工56B ；

（

5）管桩采用外径D=630MM 、壁厚10MM 的螺旋钢管

最高水位113.0

工56b顶高程114.01

平台顶高程115.8

图2-1 施工平台7.5m 宽横断面图

最高水位113.0

工56b顶高程114.01

平台顶高程115.8

图2-2施工平台8.7m 宽横断面图

工56b φ

630钢管

钢面板工28b 321贝雷架

图2-3施工平台纵断面示意图

2.2.4.施工平台附属设施

1）栏杆高1.0M（便于履带吊的回转），采用Φ38.5×3.5MM钢管和20螺纹钢焊接在外露的工28B横向分配梁上，并喷涂放光油漆。

2）电缆、输水管、开关箱等设置托架，用L型Φ20螺纹钢焊接在I28B上，每根分配梁上焊一根，主要电缆和输水管等设施放置在上面，减少对交通的干扰。

3）设置安全标志牌等：限速5KM/H、限轴重20T、安全标准牌。

4）施工平台两边根据需要布置临时路灯，供夜间施工照明。

3.施工平台的施工

3.1.施工平台搭建施工工艺

3.1.1.

搭建施工工艺见图3-1

图3-1 施工平台搭建施工工艺

3.2.施工平台施工

3.2.1.钢管桩制作

1）卷制钢桩的钢板,必须符合设计及规范要求。管节拼装定位应在专门台架上进行，管节对口应保持在同一轴线上进行。

2）管节管径差，椭圆度以及桩成品的外形尺寸必须满足规范要求。钢管桩焊缝质量应符合要求。

3）施工平台钢管桩为直径D=Φ630，壁厚Δ=10MM。

3.2.2.振动下沉钢管桩

1）施工平台跨度4.5M，架设采用履带吊”钓鱼法”逐跨打桩架设。施工时注意吊机悬出长度，现场要根据吊机的实际性能进行施工，如与设计有不符的地方及时沟通解决，不能野蛮施工。

图3-2施工平台搭设示意图

2）钢管桩施沉前根据桩位图计算每一根桩中心的平面坐标，直桩直接确定其桩中心坐标，再计算该标高处钢管桩的桩中心坐标，同时确定好沉桩顺序，防止先施打的桩妨碍后续的桩施工。

3）钢管桩平面位置及垂直度调整完成后，开始压锤，依靠钢管桩及打桩锤的重量将其压入土层，技术员复测桩位和倾斜度，偏差满足要求后，开始锤击。

4）钢管桩的最终桩尖标高由入土深度控制，若钢管桩无法施打至设计标高，及时汇报、分析原因，拿出解决办法，直至钢管桩的入土深度满足设计要求或已证明钢管桩达到了设计承载力。另外一种情况是达到了设计入土深度，但钢管桩还是急速下沉，要以锤击度来复核，以DZ-40振动锤施打5分钟下沉值小于1.5CM 为准。 5）沉桩偏差

沉桩偏差：桩位平面位置：±５CM 桩顶标高：±２CM 桩身垂直度：1% 3.2.3.帽梁安装

1）利用贝雷梁或在管桩上施焊工28B ，作为操作平台；

2）螺旋管管桩桩顶沿帽梁放置方向破口，口的大小为20CM*46CM ； 3）帽梁工56B 嵌入管桩破口内；

4）复测帽梁高程和水平，不符合要求及时调整；

5）将破口割下来的材料对半分成20CM*23CM ，利用此材料将帽梁工56B 和螺旋管桩焊接在一起，如下图所示：

工56b 连接板

630管

A A

A-A

工56b 连接板

630管

图3-3 帽梁和管桩连接示意图

3.2.

4.贝雷梁组的安装

1）贝雷梁首先在陆地上按每组尺寸利用0.45M支撑架拼装好，然后运输到位；

2）帽梁上标识贝雷梁的位置；

3）吊装贝雷梁至设计位置；

4）依次安装销子；

5）贝雷梁安装到位后，横向、竖向均焊定位挡块及压板，将其固定在I56B工字钢上，如下图所示

321贝雷架

12#槽钢

工56b

φ630钢管

图3-4 贝雷梁和帽梁连接示意图

3.2.5.分配梁及面板安装

1）在贝雷梁0.45M支撑架上靠近贝雷梁上弦杆的位置纵向焊接12#槽钢，12#槽钢钢平台纵向通长布置，如下图所示：

工28b

［12

0.9m支撑架

贝雷梁

图3-5 分配梁和贝雷梁连接示意图

2）在贝雷梁上铺分配梁工28B，间距35CM（可适当调整位置以满足钢板铺设要求）；3）工28B与两侧12#槽钢焊接；

4）1.5M*6M的10MM钢板作为面板，铺设在工28B上，板和板之间间距2CM，钢面板与工28B满焊连接。

3.2.6.面板铺装及附属结构施工

1）施工平台护栏高1.0M，采用Φ38.5×3.5MM钢管，竖杆间距3M，横向2条通长布置（间距50CM），竖杆焊接在外露的工28B横向分配梁上，并喷涂放光油漆；

2）L型Φ20螺纹钢焊接在I28B上，间距75CM；

3）设置安全标志牌等：限速5KM/H、限轴重20T、安全标准牌；

4）栈桥两边根据需要布置临时路灯，供夜间施工照明。

3.3.施工平台施工组织

3.3.1.机料计划

1）材料进场

根据实际施工进度，逐步组织符合国家标准的型钢材料进场。

2）施工机具

（1）符合国家安检局要求的25吨汽车吊机1台，用于贝雷梁的拼装和材料的倒运；

（2）500型焊机4台；

（3）电缆及电焊线一批；

（4）氧气10瓶，乙炔5瓶；

（5）小五金及劳保一批，包括焊罩、焊钳、焊条、氧气表、乙炔表等；

（6）9.6M倒运用大货车1辆；

（7）QUY50履带吊一台；

（8）DZ-40振动锤及配套设备一套。

3.3.2.人员进场计划

进场人员包括：

4.施工安全措施

4.1.水上施工安全措施

1）细化施工方案，施工现场严格按要求设好防护措施，并设临时救生船。

2）水上施工人员必须戴安全帽，穿救生衣。

3）水上施工时必须有专人指挥，用对讲机、口哨及指挥旗等指挥。

4）施工区域悬挂醒目的安全警示牌，夜间开警示灯。

4.2.起重吊装安全作业措施

1）吊装作业派专人指挥，参加吊装的人员要掌握作业的安全要求。一切人员都不准在起吊和运行的吊机下站立，吊装作业区严禁非工作人员入内。

2）吊装作业前必须严格检查起重设备各部件的可靠性和安全性，并进行试吊。

3）各种起重机具不得超负荷使用。

4）钢丝绳安全系数须大于1.2，断丝超过15%者必须更换，钢丝绳及卡子要勤检查、勤保养。凡发现钢丝绳有扭结、变形、断丝、磨损、腐蚀等现象达到破损限度时，必须及时更换。

4.3.电气焊工

1）电焊工操作施工安全

(1) 电焊工须特种作业证上岗，作业证过期未年审的不准作业。

(2) 施焊作业必须办理审批手续。

(3) 电焊机外壳，必须接地良好，要有触电保护器，电源的拆装应由电工完成。

(4) 电焊机要设置单独的开关，开关应在防雨的开关箱内。

(5) 焊钳与把线必须绝缘良好，连接牢固，更换焊条要戴手套，在潮湿地点工作，应站在绝缘胶板或木板上。

(6) 严禁在压力的容器或管道上施焊，焊接带电的设备必须先切断电源。

(7) 雷雨时，应停止露天施焊作业。

(8) 施焊场地周围应清除易燃易爆物品，或进行覆盖、隔离，并在施焊部位配备灭火器材。

(9) 作业结束，应切断焊机电源，并检查作业地点，确认无起火危险后，方可离开现场。2）氧炔割焊操作施工安全

(1) 气焊工须持特种作业证上岗，作业证过期未年审的不准施焊作业。

(2) 施焊场地周围应清除易燃易爆物品或进行覆盖、隔离，并在施焊部位配备灭器材。

(3) 乙炔气瓶必须装减压阀和防回装置，乙炔气瓶与氧气瓶之间距离不得小于5M，严禁平放、曝晒、距易燃易爆物品和明火的距离不得小于10M。检验是否漏气，要用肥皂水，禁用明火。氧气瓶、氧气表及焊割工具上，严禁沾染油脂。

(4) 气瓶的购运，储存和领用必须严格执行公安部门的有关规定。经常检查氧气瓶与磅表头处的螺绞是否滑牙，橡皮管是否漏气，焊枪嘴和枪身有无阻塞现象。

(5) 点火时，焊枪口不准对人，正在燃烧的焊枪不得放在工件或地面上，带有乙炔和氧

气时，不准放在金属器内，以防气体逸出发生燃烧事故。严禁在带压力的容器或管道上施焊，焊接带电的设备必须先切断电源。

(6) 作业结束，应将气瓶气阀关好，拧上安全罩，检查作业地点，确认无着火危险方可离开。

4.4.安全用电措施

1）电力干线采用非裸体电线架设，统一布置电力线路，不准私接乱拉电线。

2）电器设备的安全措施：对电器设备的外壳要进行防护性的接地，防护性接零或绝缘，严禁带电移动电焊机等用电设备；派专人负责电器的安全工作；进行用电安全教育，定期检修电器设备。

3）通过水中的电线要套在橡胶管内，保证良好的防水性。

4.5.现场安全管理

1）凡进入现场的人员，服从值班员指挥，遵守各项安全生产管理制度，正确使用个人防护用品。操作人员必须配戴安全帽，水上施工人员还需穿救生衣，未戴安全帽者不得进入施工现场进行施工。禁止穿拖鞋、高跟鞋或光脚进入施工现场。

2）夜间施工作业时必须具有足够的照明强度，危险区要悬挂警告标志，作业人员上岗前应经工班长或安全员教育和检查后才能入岗，任何人员未经安全员批准，不得擅自进入现场。3）现场作业人员严禁下水洗澡。

4.6.防范施工人员落水风险的对策措施

1）施工平台必须符合安全要求，备妥救生工具，如救生船、救生绳、救生梯、救生网等。并制订交通安全使用管理规定。

2）水上施工作业及船上流动作业人员应按规定佩戴安全帽、穿着救生衣。符合高处作业条件的，还应按高处作业的规定系好安全带。

3）施工平台设1.0米高的护栏，配备一定数量的救生圈和救生绳，上下游设置浮绳，并配备一定数量的固定式防水灯，保证夜间足够的照明。

4）人员上下通道必须设安全网，跳板要固定。作业平台应满铺脚手板，周边必须有栏杆

和安全网等可靠的临边维护，并设置多条安全通道，以防不测时人员迅速疏散。

4.7.水上作业基本要求

1）涉及到的所有水上作业的安全技术措施必须列入本工程的施工组织设计、并经上级主管部门审批后方可施工。

2）高处作业必须逐级进行安全技术教育及交底，对各种用于水上作业的设施和设备，在投入使用前，必须经检查确定完好后才能使用。

3）搭设水上作业安全设施的人员，必须经市级专门培训机构培训，经考核合格后方可上岗，并应定期进行体格检查。

4）遇恶劣天气不得进行露天处作业。

5）用于水上作业的防护设施，不得擅自拆除，确因作业需要临时拆除必须经项目经理部施工负责人同意，并采取相应可靠措施，作业后应立即恢复。

6）水上作业的防护设施在搭拆过程时应相应设置警戒区派人监护，严禁上、下同时拆除。7）水上作业人员的衣着要灵便，但决不可赤膊裸身，脚下要穿软底防滑鞋，决不能穿拖鞋、硬底鞋和带钉易滑的靴鞋。

8）水上作业中所用的物料应堆放平稳，不可置放在临边、洞口附近或妨碍通行和装卸，对于有坠落可能的物料、工具，都应一律先行撤除或加以固定。

9）施工过程中若发现水上作业的安全设施有缺陷或隐患，必须及时解决，危及人身安全时，必须停止作业。

10）水上作业安全设施的主要受力杆件，力学计算按一般结构力学公式，强度及刚度计算不考虑塑性影响，构造应符合现行的相应规范要求。

5.施工平台的使用及安全维护

5.1.施工平台观测

为了更好地校核施工平台的设计参数。由施工平台观测小组根据平台观测方案要求持续不断地对施工和运营中的施工平台进行观测。对施工平台的观测主要内容有：冲刷观测、风速观

测和沉降观测。详细记录，及时整理原始资料，为施工平台的安全运营提供技术保障。

5.2.施工平台的使用、维护和检修

1）施工平台架设完毕后由技术员进行一次全面检查、发现质量或安全问题及时组织人员进行补强或其他可靠的纠正措施。

2）在使用期，专门成立施工平台维护小组，确保施工平台正常运行。每天派专人对施工平台的上、下部结构进行检查，清理平台面，发现问题及时修补。

3）安排专人负责并做好维护工作，具体的维护项目主要包括以下几点：

（1）检查贝雷片连接处的销子、定位销的松动脱落情况；

（2）检查螺栓松动情况，对螺栓、螺帽脱落的部位及时安装复原；

（3）检查警示灯、路灯线路及灯炮的完好情况，发现损坏的及时修复；

（4）对施工平台面板和防滑钢筋发生翘曲或损坏的部位，及时修复或更换；

（5）对施工平台焊缝脱落处进行加强补焊；

（6）对栏杆在施工过程中损坏部位及时修复，并对栏杆的警示漆不明显区段进行重新刷漆。

4）为保证施工平台安全，施工平台严格按要求使用，具体要求如下：

（1）加强施工平台交通管制，同向车辆间距不得小于12M，车辆轴重不得大于200KN，车速不得大于5KM/H。在平台上设置交通标志标牌，并设置专人进行管理。

（2）施工平台上设置安全附属设施。设置安全防护栏杆、救生圈及警示灯，并定期进行、检查维护。

（3）施工平台上堆载严格按要求进行，每平方米不得超过20KN。

（4）对施工平台进行日常维护，面板、防滑条、栏杆、救生圈等发生破损应及时进行修复，破损严重者进行更换。

（5）每个月对施工平台进行一次大检查，安排人员对钢管桩、贝雷梁等主要受力构件仔细检查，发现问题及时修复。

（6）加强施工平台文明施工管理。设置专人对平台进行清扫，并成立专门维修小组对结

构件进行维护。

5.3.施工平台预警及抢险

施工平台预警抢险工作重点在预防，可选择适当时机进行抢险演练，对施工平台结构进行持续地观察，当施工平台相邻钢管桩桩顶的不均匀沉降达到3.5CM或钢管桩的局部冲刷深度超过其入土深度的20％时或突发性灾害出现(如车辆撞击栏杆、车辆或邻近施工机械起火等)，出现上述情况之一即发出预警，撤出施工平台上的人员、设备、车辆，，各小组成员要到位，并召开会议，做好人员准备、物质准备。

6.施工平台验算

6.1.验算资料

1）计算跨径：4.5M连续梁。

2）平台面计算宽度：6.0M。

3）材料：

贝雷梁16MN，许用应力为：弯应力210×1.3=273MPA，剪应力160×1.3=208MPA；

其他型钢Q235，许用应力为：弯应力215MPA，剪应力125MPA。

6.2.施工平台上部结构验算

6.2.1.荷载

1）恒载

单跨径施工平台恒载为钢平台自重。

2）活载

人群荷载取3.5KN/m2；25t汽车吊为32t；履带吊为50t；9m3混凝土车为40t；荷载取履带-50级作为验算荷载。

履带吊（参考车型QUY50）作业时荷载立面及平面如下：

履带总重500KN。

图6-2 履带-50级荷载模型

6.2.2.荷载情况

1）贝雷架主梁，按4.5m跨度计算其荷载

桁架：12片*270Kg/片=3240Kg

销子：28个*3Kg/个=84Kg

支撑架：4个*21Kg/个=84Kg

斜撑：14根*11Kg=154Kg

交通桥主梁总重：3562Kg

2）横梁

横梁选取I28@350，则横梁根数：4.5m/0.35+1=14根

14根*7.5m/根*43.4Kg/m=4557Kg

3）钢平台面板

1cm厚钢板

7.5m*4.5m*78.6Kg/m2=2652.8Kg

则主梁恒载：3562 Kg +4557 Kg +2652.8 Kg =10771.8Kg=107.7KN 4）履带-50级荷载要求

当用履带车和平板挂车验算时，不计冲击力、人群荷载和其它非经常作用在桥梁上的各种外力。见《装配式公路钢桥使用手册》。

6.2.3.荷载组合及受力计算

1）贝雷架主梁受力计算

均布荷载：107.7KN/4.5m=23.9KN/m

集中力：一台履带车在跨中的情况

弯矩：M=1/8ql2+Fl/4=1/8*23.9*4.52+1/4*500*4.5=623.0KN.m<3265.0 KN.m（见《装配式公路钢桥使用手册》表4-3 桁架容许内力表）

剪力：F/2+ql/2=500/2+23.9*4.5/2=303.8KN<490.0KN（见《装配式公路钢桥使用手册》表4-3 桁架容许内力表）

2）横梁（I28@350）受力计算

横梁自重及桥面板重量：4557Kg+2652.8Kg=7809.8Kg=78.1KN

每条横梁上的均布荷载：78.1KN/（6m*14条）=0.93KN/m

每条履带单位压力55.6KN/m，0.175为连续三等跨受集中力的情况下最大M值的系数。

M=1/8q1l2+ 0.229*Fl=1/8*0.93*22+0.175*55.6*0.35*2=7.28KN.m

I28： Wx=508.15cm3

强度验算：M/ Wx=7.28*106/508150=14.32MPa<145MPa(A3钢强度标准值) 3）主梁挠度验算

已知条件：q=23.9KN/m l=4.5m 弹性模量 E=210GPa 惯性矩I=1154868.8cm4

Ymax=5ql4/384EI=5*23.9*(4.5*103)4/384*2.1*105*1154868.8*104=0.053mm

Yc=Fl3/48EI=500000/8*(4.5*103)3/48*2.1*105*1154868.8*104=0.05mm

挠度：Ymax+ Yc=0.053mm+0.05mm=0.103mm

如7.5m宽横断面图显示，I56工字钢在支点位置，经计算I56工字钢弯矩、抗剪满足规范要求。

6.2.4.小结

根据以上计算结果显示，钢平台结构设计安全，满足规范要求。

6.2.5.钢管桩验算

单根桩承载力最大值为（107.7KN+1.3*500KN+7.95KN）/4=191.4KN (1.3为偏载和施工荷载系数）。

在施工过程中螺旋管桩的承载力主要由两方面保证：施打螺旋管的总长取18m；根据施工经验，DZ-45振动锤施打5分钟下沉值小于1.0cm为准。

1）振动锤施打的验算

施打螺旋管桩采用的是DZ-45振动锤，激振力为380KN，则单根桩的承载力最小为380KN。

实际施工中，随时间的推移，管桩附近的地层会凝结，则桩的承载力逐渐增大计算值，故实际使用过程中的单桩承载力将大于380KN。

F承≥380KN＞191.4KN，满足要求。

另，DZ-45振动锤，偏心力矩为287N·m，施打重量（锤自身重4000kg加施打物重量2797kg）M为6797kg，则估算振幅为：

A=2∑m0r/M=2*28.7kg·m/6797kg=0.8cm

如振动锤施打中较长施打至停止振动的下沉值在0.8cm时，说明此时振动锤已经满足最大激振力的要求，钢管桩的承载力已经达到380KN。

2）钢管桩入土深度计算

管桩在各土层中的情况如下表所示：

表6-3 钢管桩入土深度计算

根据《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG_D63-2007第5.3.3-3条

[R0]=（U∑ailiqik+arApqrk）/2

式中：u—周长 u=1.979m，钢管桩直径63cm

qik—桩侧磨阻力标准值， A—桩的截面积，A=0.0195m2

Li—各土层厚度， ai、ar—分别为震动沉桩对各土层桩周摩阻力荷桩底承压力影响系数，锤击沉桩取1.0

qrk—桩尖处土的极限承载力。