钢 栈 桥 施 工 组 织 设 计
中铁一局集团有限公司临潼渭河特大桥工程项目经理部
二0一0年一月
目 录
一、工程总体概况…………………………………………………2 二、设备、材料、人员准备………………………………………2 三、施工进度计划…………………………………………………4 四、栈桥施工工艺…………………………………………………4
1、栈桥结构设计……………………………………………4 2、栈桥计算…………………………………………………4 3、栈桥施工…………………………………………………10 五、栈桥施工质量控制……………………………………………15 六、栈桥质量验收标准……………………………………………16 七、安全保证体系…………………………………………………20
1、安全目标……………………………………………………20 2、安全保证体系………………………………………………21 八、环境保护………………………………………………………21
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钢栈桥施工组织设计
一、工程总体概况
临潼渭河特大桥位于临潼区白庙乡和北田镇之间，南北跨越渭河，其中南桥头位于渭河高漫滩，北桥头位于渭河防护堤。桥面宽17.0米，桥梁起点桩号为K1+996，终点桩号为K3+864,主桥采用2×60+4－3×60+2×60米预应力混凝土等截面连续刚构，全长960米，两岸引桥为预制梁。
大桥11#墩至17#墩位于渭河水中，由于目前已完成11#墩至14#墩及15#墩至17#墩的土围堰施工，因此钢栈桥计划由14#墩搭设至15#墩，设计钢栈桥长58米，宽4.5米。 二、设备、材料、人员准备
1、设备、材料组织
投入本工程栈桥的主要施工机械设备及材料分别见表一《投入钢栈桥的主要施工机械设备表》及表二《大桥钢栈桥材料一览表》。表内所列设备及材料是根据栈桥工程内容、数量，以保证施工质量和工期为前提做出的投入。
表一 投入钢栈桥的主要施工机械设备表
序号 1 2 3 4 5 6
机械或设备名称 履带吊 汽车吊 平板运输车 振动沉桩机 发电机组 电焊机 型号规格 QUY38 QY25 中国一汽 DZ-45 JS-400 数量 国别 1 1 2 3 5 2
制造额定功生产能年份 率(kW) 力 38T 25T 中国 2004 中国 2005 2003 中国 2004 中国 2004 300KW 表二、钢便桥材料一览表
序号 1 2 3 4 5 6 7 材料名称 钢管桩 纵梁工字钢 横梁工字钢 桥面槽钢 规格型号 φ500mm钢管 I56a工字钢 I32a工字钢 [14b槽钢
表三 进场人员一览表
序 号 1 2 3 4 11 12 13 14 15 16 17
单位 t t t t 数量 21 3 30 30 备 注 壁厚8mm 姓 名 郭凯 邓美斌 乔鹏虎 陈海军 担 任 职 务 项目经理 钢便桥技术负责人、管理人 质检员 安全员 施工队队长 司机/司机 吊机手 振动锤、发电机操作手 焊工 3
备注 三、施工进度计划
计划由2010年2月1日开始施工，于2010年2月15日完工。 四、栈桥施工工艺
1、栈桥结构设计
栈桥设计根据施工现场总平面布臵情况，起点桩号K3+718.800，终点桩号K3+776.8，栈桥宽4.5米，全长58m(如有需要，后续将继续搭建)。布臵在主桥的右侧，为避免栈桥的平面位臵影响主桥的施工，所以栈桥外边缘距离箱梁外边缘至少3.0m。
为方便两岸施工，钢便桥桥面与围堰平台齐平。钢栈桥采用L=12.0m跨径布臵。下部构造为φ500mm壁厚8mm钢管桩基础，每排桥墩采用3根钢管桩，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。桩顶横梁采用2I32a型工字钢，横梁上均匀布臵5排I56工字钢纵梁，间距1米，纵梁上的桥面采用【14b槽钢纵向反扣铺设。
栈桥钢管桩入土深度原则：φ500mm钢管桩入土深度以进入砂土层深度进行控制，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。如部分钢管桩的桩底入土深度不足，应采用水下砼护脚或在管桩周围抛填砂袋等措施防护。
2、栈桥计算(按L=12m跨计算如下)
临潼渭河大桥钢栈桥总宽4.5m，计算跨径为12m。栈桥结构自下而上分别为：φ500钢管桩、2×I32a型工字钢横梁、56a型工字钢纵梁（间距1.0m）、14b型槽钢桥面。 （1）荷载布臵
1.1、上部结构恒载（按12m跨度计）
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114b型槽钢： ○
q1=12/0.16×4.5×16.76×10/1000/12＝4.71kN/m 256a型工字钢纵梁： ○
q2=98.69×5×12×10/1000/12＝4.93kN/m 332a型工字钢横梁： ○
q4=4.5×53.88×10/1000＝2.43 kN/根 1.2、活载
1按城—B级标准车辆计算 ○
2人群: 不计 ○
考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距大于15m，即一跨内同方向桥内最多只布臵一辆重车。 （2）上部结构纵梁计算 5×I56a工字钢纵梁计算
W＝5×2342＝11710cm3，I＝5×65576＝327880cm4， A＝5×135.38=676.9.76cm2 荷载组合：q= q1+ q2=9.64kn/m(如下图) 12m 纵梁均布荷载受力分布图
8m3混凝土搅拌运输车（满载）：车重20t，8m3混凝土19.2t,P3=39.2t 7.85t 15.7t 15.7t
3.6m 4.8m 1.2m 9.64KN·m 汽车荷载分布图
活载按砼罐车荷载并考虑1.2的安全系数，采用“etool计算软件
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进行”计算,结果如下：
最大变形(+) 0.3mm x=5.4 最大弯矩(-) -1235.8kN.m x=5.4 最大剪力(-) -333.4kN x=0
M max=1235.8kN〃m＜[M]=788.2×5=3152.8 kn〃m σ= Mmax/ Wx
=1235.8/(2342×10-6×5)
=105.5 Mpa＜[σ]=140 Mpa τ＝Q Sx/（Ixt）
＝1235.8/5×1000×1368.8×10-6/（65576×10-8××0.0125） ＝41.3Mpa＜[τ]=85 Mpa f1＝p/（48EI） =0.3mm ＜L/250=4.8mm
故在恒载及活载组合条件下纵梁满足强度要求。 （3)、桥面板[14b型槽钢验算
按简支梁计算，计算跨径取L＝1.0m。轮间距按1.2米考虑，则
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轴重的一半荷载由6根槽钢承担。采用8m3混凝土搅拌运输车满载荷载进行验算。
E=2.0×105Mpa，Iy=61.2cm4,Wymin=14.1 cm3
最大变形(+) 0.3mm x=0.5 最大变形(-) 0mm x=0 最大弯矩(+) 13.7kN.m x=1 最大弯矩(-) -12.8kN.m x=0.5 最大剪力(+) 53kN x=0.5 最大剪力(-) -49.1kN x=1 σ= Mmax/ Wmin
=13.7×1000/（14.1×6×10-6）
=161.9 Mpa＜1.3[σ]=1.3×145＝188.5 Mpa （4）、墩顶横梁计算
采用两根32a型工字钢。根据前面计算结果，传至横梁上的荷载为P＝12×（q1+q2）+1.2×p3
=586.1kN。
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荷载按简支计算(计算简图见下图)。
E=2.0×105Mpa，Ix=11080cm4，Wx=692.5 cm3，Sx=400.5 cm3,t＝9.5mm P=586.1KN
R=586.1/5＝117.2 KN 通过etool软件计算得：
最大变形(+) 0mm x=0 最大变形(-) -0mm x=1.25 最大弯矩(+) 87.9kN.m x=1 最大弯矩(-) -29.9kN.m x=2.25 最大剪力(+) 188kN x=3.25 最大剪力(-) -188kN x=1 故Mmax=87.9KN.m
σ=Mmax/w=43.95÷(692.5×10-6)=86.5 Mpa< [σ]=140 Mpa τ＝Q Sx/（Ixt）
＝87.9/2×1000×400.5×10-6/（11080×10-8×0.0095） ＝16.7Mpa＜[τ]=85 Mpa
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墩顶横梁计算简图 P/5P/5 P/5P/5P/5（五）、钢管桩验算
每墩钢管桩打单排3根钢管桩，横桥向间距1.75m。土层摩擦力按45kN/m2计(根据地质钻探资料BK2处极限摩阻力最小为50 kN/m2)。 1、承载力检算 考虑2.0的安全系数 单根钢管桩承载力: F＝586.1×2.0/3=390.7KN 钢管桩入土深度：
h＝390.7/（0.50×3.14×45）＝5.53m
考虑3米冲刷深度，钢管桩入土深度应不少于8.53米 钢管桩总长(入土深度+水深+出水面高度)： H=8.53+1.5+2.0＝12.03m 2、钢管桩稳定性检算
钢管桩管径按500mm，壁厚按8mm。 则钢管桩截面积：
A＝(500×500-484×484)×3.14/4＝12359mm2 回转半径:i＝(500500484484)/4＝121.6mm 长细比:λ＝μL/i＝3500/121.6＝28.8<„λ‟＝100
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《路桥施工计算手册》附表3-26查取 λ<30 ∮＝0.9 P＝390.7kN 则σ＝P/(φA)
＝390.7/(0.9×12359×10-3)＝35.1MPa<[σ]＝145Mpa 钢管桩的入土深度仅做为参考，在施工中应以最后打桩5分钟无明显下沉（或9秒累计贯入度小于3mm）方可满足管桩的承载力要求。当桩尖进入地表小于3米时应考虑采用四根钢管桩组合成一个支墩的形式，方可满足支墩的稳定要求。（具体见附图） 3、栈桥施工
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。安排一艘运输船分别进行钢管桩及型钢、桥面板等的运输。 3.1、栈桥下部结构施工
（1）钢管、桩的加工与制造与施工
1、根据本工程的特点、土质情况、作业能力及作业环境，采○
用采用38t履带吊逐孔振沉钢管桩.
2、做好测量控制点的交接和核对工作，施工中使用全站仪定○
位沉桩，做好每根桩的定位工作。
3、钢管桩以标高控制为主，钻孔资料很近时的桩尖标高及沉○
桩贯入度为校核，当控制标高相差较大时，及时查明原因，报有关部门研究后另行确定。
4、栈桥钢管桩单节长12米,一次成型。 ○
(2).钢管桩的运输
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钢管桩构件运输最大长度12.0m，构件单重为1.2t。构件在出厂前标上重量、重心和吊点的位臵，以便吊运和安装。利用挂车运至施工现场。
(3).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。桩顶铺设好纵梁及桥面板后，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。（参见图一）
图一 38t履带吊振沉钢管桩示意
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（4）.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.如采用接管，要求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、桩顶横梁施工
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、桩顶分配梁施工。
Ⅰ.在钢管桩上进行平联、牛腿位臵的测量放样。技术员实测桩○
间平联长度并在后场下料，同步进行剪刀撑、桩顶横梁的加工。
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Ⅱ.将配有发电机、电焊机的船舶装上钢管桩施工所需半成品行至施工栈桥墩位处并将其拴牢固定在钢管桩侧。
Ⅲ.用履带吊悬吊平联、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，合格后进行横梁架设。 Ⅳ.履带吊悬吊纵梁或横梁到测量放样位臵后安装并简易固定，电焊工按测量放样位臵焊接，技术员检查合格后，将纵梁焊接在横梁上。所有焊缝均要满足设计要求。 3.2栈桥上部结构施工
栈桥上部结构的安装采用38吨履带吊进行架设。 (1).型钢分配梁的安装
38t履带吊车安装I32a型钢横梁，横梁焊接在钢管柱上，在完成横梁施工后，开始安装纵梁，纵梁要求按间距安放，吊装到位后与2I32a横梁接触点焊接成整体，焊缝厚度满足设计要求。 桥面横向铺设[14a槽钢,槽钢与I56a纵梁采用焊接，采用12螺纹钢对桥面槽钢进行整体加固，在车道附近纵向接通，要求与每根路面槽钢进行满焊，最后安装护栏立杆、护栏扶手和护栏钢筋以及涂刷油漆，护栏立杆及扶手均采用φ48mm钢管。 (2)栈桥施工应注意的问题
在栈桥施工中，必须将钢管、承重梁型钢、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，掌握栈桥在河床位臵情况，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、在钢栈桥上下游方向每两跨设臵一组地锚来加强栈桥的稳定）。
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栈桥施工工艺流程图
（3）、钢管桩施工中的注意事项
1栈桥前期施工时，可适当放慢进度，要考虑到各个工种的熟练○
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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相关质检人员的监督下进行合格检验，不可麻痹大意。
钢管桩在平面定位时采用全站仪进行，平面位臵偏差控制在50mm以内，垂直度控制在1%以内。 ②钢管桩的连接注意事项
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，并设臵一定数量的安全警示灯标志，防止过往船只碰撞。 3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。 五、栈桥施工质量控制 （1）把好质量关
①推行工程质量“零缺陷”管理理念，实施精细化管理，杜绝质量事故发生。
②建立严格的质量责任奖惩制度，推行工程质量责任终身制。 （2）把好测量关
配备齐全先进的测量设备，对每个工程结构进行测量控制。所有
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测量仪器在使用前到权威计量部门标定合格后方准使用，并定期按规定重新标定。
（3）加强施工工序控制
工程质量是在生产过程中形成的，施工过程中的每道工序是形成质量的基础，所以工序控制对保证工程质量符合设计规范至关重要，可以及时发现缺陷并迅速予以排除，只有关健部位、关健工序的质量保证了，才能确保分项、分部工程质量。每道工序均要精心组织施工，具体措施为：由工程部实行图纸会审制度及技术交底制度，由质检部实行工序自检控制，负责每道工序的工艺技术自检。对每道工序提出质量标准及控制方法和检查验收的内容，使每个施工人员和质检人员都明确工序质量目标，每道工序质量始终处于受控状态，用工作质量保证工序质量，从而确保工程质量。 （4）做好质量检查及记录
质量记录是工程施工过程的原始反映，具有可追溯性，所以我单位历来重视各级技术人员对施工原始记录、试验、检测记录、施工日志等各类质量记录的形成、整理工作。 六、栈桥质量验收标准 （一）、下部结构（沉桩） 1、材料
沉桩采用钢管桩，材质为A3钢。 2、桩的制作
⑴.钢管桩制作时，纵向焊缝在任何一横截面内宜采用一条焊缝，最多不得超过两条。若必须使用两条焊缝时纵缝的间距应大于300mm。
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⑵.为了减少环缝的数量，管节制作长度不宜过短，一般不小于1.5m。
⑶.钢管桩的分段长度应根据运输条件、起吊能力、设计要求综合决定。
⑷.焊接钢管必须采用对接焊接焊缝，并达到与母材等强的要求。 ⑸.卷管方向应与钢板压延方向一致。
⑹.卷制钢管前应根据要求将板端开好坡口，卷板过程中应注意管端平面与管轴线垂直。
⑺.管节外形尺寸的允许偏差如下表： 偏差部位 外周长 允许偏差 ±0.5‰周长，且不大于10mm 0.5‰d，且不大于5mm，（d为钢管直径） 2mm 2mm 备 注 测量外周长 指管端两互相垂直直径之差 管端椭圆度 管端平整度 管端平面倾斜 ⑻.管节对口拼接时相邻管节的管径偏差如下表： 管径（mm） 相邻管节的管径偏差（mm） ≤700 ≧700 ≤2 ≧3 测量方法 用两管节外周长之差来表示 同上 ⑼.管节对口拼接时相邻管节对口的板边高差要求不大于2mm。 3、桩的储存、搬运和装卸
⑴.桩在吊运时应严格按照设计吊点起吊，其吊点偏差不大于5cm。
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⑵.桩在搬运时，其支承点应与吊点位臵相一致。 ⑶.钢管在堆放时，Φ50cm的可放臵4层。 4、施工要求 ⑴．沉桩
1)应采取可靠措施以确保管桩的垂直度，如：导向架 2)钢管桩的垂直度应控制在±1%之内。 3)钢管桩的平面位臵偏差小于5cm。 4)钢管桩的入土深度不小于设计深度。 ⑵． 桩的连接
桩的每一接头必须严格按照图纸要求，确保接头质量，使能低抗在沉桩过程中各种荷载产生的应力和变形。接头处的环缝采取等强的坡口焊接 ⑶．质量检验
沉桩检查项目 项次 1 检 查 项 目 桩(mm) 位双排桩 单排桩 规定值或允许偏差 80 50 不高于图纸规定 查沉桩记录 贯入度(mm) 3
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检 查 方 法 用经纬仪检查20% 桩尖高程(mm) 2 小于图纸规定 1% 查沉桩记录 倾斜度(mm) （二）、上部结构 1.范围
本节内容包括主梁、分配梁、桥面板、栏杆、附属设施等。 2.材料
（1）主梁采用I56a工字钢，外表应无变形、无损伤、无磕碰，漆面良好。
（2）分配梁、桥面板等为型钢及钢板组成，均为工厂采购材料，工地加工制作。 3.制作
（1）型钢按设计要求截断,断面应平滑，下料长度按照设计要求，其偏差不大于±1cm。
（2）小型构件的外形轮廓清晰、线条直须，无翘曲现象。 4.储存、搬运和装卸
（1）分类堆放，严格控制支撑点及堆码高度。
（2）搬运和装卸时应注意吊点位臵，同时应避免磕碰，防止变形 5.质量检验
桥面板安装的允许偏差
项 目 1 2 3 表面平整度
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允许偏差(mm) ±15 ±10 2 5 安装高 轴线偏位 相邻两板表面高差 栏杆的允许偏差 项次 1 平面偏位(mm) 2 断面尺寸(mm) 3 竖直度(mm) 护栏接缝两侧4 高差(mm) 检查项目 规定值或允许偏差 4 ±5 4 5 30m或每4节段拉线检查 每100m用尺测量3个断面 每100m用垂线检查3处 用尺量，每100m每侧3处 检 查 方 法 型钢梁安装的允许偏差 项 目 1 2 3 4 4、焊接
焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。且一级焊缝不得有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。
焊成凹形的角焊缝，焊缝金属与母材间应平缓过渡；加工成凹形的角焊缝，不得在其表面留下切痕。
焊缝感观应达到：外形均匀、成型较好，焊道与焊道、焊道与基本金属间过渡较平滑，焊渣和飞溅物基本清除干净。 七、安全保证体系 （一）安全生产目标
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允许偏差(mm) ±10 ±10 2 ±10 安装高 轴线偏位 相邻两梁表面高差 平面偏位 ⑴杜绝重大伤亡。
⑵无重大设备、火灾、管线、交通、桩墩撞损等事故。 ⑶事故负伤频率控制在1‰以下。
⑷安全管理规范，资料齐全，安全考核达业主要求。 （二）安全保证体系 ⑴建立安全生产保证体系
“安全生产”是一切施工的前提条件，因此，在整个施工过程中，我们将始终贯彻“安全第一，预防为主”的方针，建立项目安全生产保证体系。
⑵健全安全组织，强化安全检查机构
设臵以项目经理为第一安全责任人的安全生产保障机构，成立安全生产委员会并配备专职安全员；各作业队配备责任心强的兼职安全员，随时随地在现场检查，充分发挥监督作用，把事故苗头消灭在萌芽状态。
⑶贯彻GB/T28001:2001职业健康安全管理标准的管理体系文件，实施标准化管理，建立安全管理手册。 八、环境保护 1、原则
按照《中华人民共和国环境保护法》以及地方法规和行业企业要求，采取措施控制施工现场的各种粉尘、废水、废气、废渣等对环境的污染和危害。环境保护坚持“预防为主、防治结合”的方针，努力实现可持续发展战略。
环保目标:污染排放物达标，受地方政府部门书面投诉率为零。 2、措施
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⑴减小陆域生态及水土流失的措施 ①减少对陆域生态破坏的措施
a.施工开挖、填方，避免任意取土、弃土和扩大路基开挖范围，未经有关部门批准不得随意砍伐或改变工程沿线附近区域的植被与绿化。
b.临时施工场地的选择与布臵，应考虑尽量少占用绿地面积，保护好周围环境，减少对陆域植被生态的破坏。施工结束后，及时恢复绿化。
c.取弃土时应严格落实水土保持措施，进行有序开挖取土，减少对陆域生态的破坏，结合工程实施，及时进行绿化，美化环境。 d.取土区选在高地、荒地上，不占用耕地，必须占用耕地时，将表面种植土铲除 ，集中存放，在工程结束前做好还地工作。 e.妥善处理废方，山坡弃土应避免破坏或掩埋农田及其他工程设施。并避免堵塞河道，改变水流方向。
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