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栈桥方案

来源:智榕旅游
上虞市卧龙电气专用码头工程 栈桥施工方案

一、工程概况

1、设计要求

荷载等级根据施工的实际需要,以70t履带吊吊装作业时的荷载为栈桥的设计荷载。栈桥净宽6m,全长约300m,跨度6m至12m,一共26跨。栈桥两侧设置防护栏杆。

栈桥起始端顶标高为+8.80m,贝雷梁底标高为+6.50m,码头前沿线栈桥标高为8.0m。因栈桥高已与码头标高相同故不考虑浪溅高度及栈桥阻水现象。栈桥设置在码头重件栈桥下游且距重件栈桥外边线2m处,其他均根据有利条件设置。

2、设计依据

1)卧龙电气专用码头初步设计阶段工程地质勘察报告 2)卧龙电气专用码头招标图纸

3)公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004) 4)公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007) 5)新编钢结构设计手册 6)海港工程设计手册

二、气象、水文、地质

1、气象

1)概述

上虞市地处北亚热带南缘,属东亚季风气候,季风显著,气候温和,四季分明,湿润多雨。

2)气温

年平均气温 16.6℃ (1971~1980年) 历年极端最高气温 39.0℃ (1964年7月14号) 3)降水

年平均降水量 1395mm(1971~1980年) 年最大降水量1728mm 日最大降水量89mm

历年日降水量≥25mm日数 15.5d

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4)风

钱塘江口受东南季风影响,风向季节变化明显。冬季处于强大而稳定的蒙古高压东南部,偏北风为主;夏季在副热带高压控制下,盛行东南风;春、秋季为过渡期,风向多变,春季一般以E─S方向占优势,秋季则以N─W方向的风占优势。根据上虞市气象站2003~2005年资料统计,各方向的风出现的频率见下表。 风向 频率 风向 频率 N 6.8 S 14.2 NNE 3.4 SSW 5 上虞市风向频率统计表 NE ENE E 8.7 5.3 10.9 SW WSW W 7.2 2.1 3.6 ESE 2.7 WNW 1.9 SE 5.5 NW 8.3 SSE 4.5 NNW 4.5 本区常风向为南向,频率为14.2%,次常风向为东,频率为11%。最大风速为20.9m/s,多年平均风速2.3 m/s。

由冷空气、低气压、台风、强对流等天气系统造成风力8级以上或风速不小于17 m/s风,历年各月大风日数最多一般出现在4月份和7~8月份;最少出现在10月份。最大风速(10分钟平均最大风速值)和极大风速(瞬时最大风速)分别达到19~36 m/s和32.2~42m/s,一般出现在6~9月。此时正是台风侵袭和影响时期,而且强对流天气也较多,10级以上强风主要集中在8~9月。

2、水文

1)工程水位(85高程)

极端高水位 7.23m (重现期五十年一遇) 极端低水位 -4.23m (重现期五十年一遇) 设计高水位 4.67m (高潮累积频率10%) 设计低水位 -3.06m (低潮累积频率90%) 2)潮流

本海域属半日潮,每天两涨、两落,但浅水分潮影响较大,因此大部分水域属于“浅海半日潮”的M2分潮为主,其潮汐类型属浅海半日潮,每天两涨两落。杭州湾口潮差(洛华站)2.47,传入杭州湾内的潮波以东海潮波型河口岸线收缩,能量聚集而导致高潮位抬高,低潮位降低,潮差增大,系我国著名的强潮河口。澉浦站实测最大潮差9.0m,平均潮差5.62m,比湾口增大1.0倍多。

澉浦断面以上江道纵向上存在庞大的沙坎,受沙坎影响,澉浦以上江道内低潮位逐渐抬高,而相应低潮位下水深变浅,潮差减小,向澉浦断面以上传播的潮

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波,涨潮历时缩短,落潮历时延长,潮波出现剧烈变形。钱塘江河口潮汐特征见下表。

钱塘江河口实测最大涨、落流速

涨潮流速 最大垂线平均 (m/s) 最大半潮平均 落潮流速 最大垂线平均 (m/s) 最大半潮平均 闸口 2.77 1.50 1.20 1.00 仓前 2.78 1.81 2.73 1.96 盐官 4.40 2.18 3.28 2.30 尖山 4.48 2.64 3.87 2.08 澉浦 4.43 2.55 3.71 2.17 工程区处于强潮河口,根据临近实测资料,涨落急流速较大。涨潮时间小于落潮时间,涨急流速大于落急流速,本大潮实测最大流速约2.5 m/s,对应的高潮累积频率约15%,中小潮涨落急流速略低,均小于2 m/s。根据《上虞新港潮汐水流数学模型计算》成果,港区附近水域涨潮流速大于落潮流速,且与潮差有较密切的关系,通过模数计算得到港址附近大、中、小潮涨潮最大流速与临海浦站潮差建立关系,再由临海浦站50年一遇潮差推算得港址附近涨潮垂线平均最大流速4.25 m/s。根据专家建议,50年一遇设计流速采用5.5 m/s,流向受岸线边界控制,与岸线平行。

3)波浪

本高程位于钱塘江河口澉浦断面以上,受益于杭州湾口舟山群岛的阻挡,本工程水域基本不受外海涌浪影响,堤前波浪主要由当地局部风场生成。

4)局部冲刷

冲刷情况不明,暂按2.0米考虑。

3、地质

根据场地土的形成年代、结构特征,结合钻孔取芯及室内土工试验成果,场区地层自上而下可划分为5个主层、10个亚层,土层描述如下:

1-1粘质粉土:灰色,稍密,很湿,含云母碎屑,摇振反应迅速,无光泽反应,干强度及韧性低,为河床新近沉积层。层厚1.6~4.Om,层顶标高-9.57~3.91m。

1-2砂质粉土:灰色,稍密~中密,很湿,粉砂含量较高,含云母碎屑,韧性低。层厚1.9~4.3m,层顶标高-11.26~7.llm。

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1-3粘质粉土:灰色,稍密~中密,很湿,微具层理,含云母碎屑及贝壳片,无光泽反应,干强度及韧性低。层厚3.5~5.5m,层顶标高-13.56~11.41mo

1-4砂质粉土:灰色,中密,湿,微具层理,夹粉砂薄层,含腐殖质,韧性低。层厚1.9~3.5m.层顶标高-18.89~15.71m。

2淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,饱和,夹粉土薄层,局部相变为粉质粘土,含少量贝壳,干强度及韧性中等。层厚9.8-12.5m,层顶标高-21.19-17.91mo

3粉砂夹粉土:灰褐色,稍密,粉砂含量30-65%,粉粒含量20~50%,粘粒含量15~20%,含少量腐殖质。层厚2.2~5.2m,层顶标高-31.89~-29.03m。

4-1粉质粘土:灰色,流塑,局部软塑,夹粉土薄层,含云母碎屑及少量贝壳,切面较光滑,干强度及韧性中等。层厚11.5~17.6m,层顶标高-35.61~32.13m。

4-2粘土:灰黄色,软可塑,含贝壳碎屑,土质较均匀,切面较光滑,干强度及韧性中等。层厚1.9~5.6m,层顶标高-50.68~47.llm。

4-3粉质粘土:灰黄色,硬可塑,厚层状,见氧化铁斑点,土质较均匀,切面较光滑,干强度及韧性较高。层厚2.0~3.8m,层顶标高-53.19~51.56m。

5圆砾:灰黄色,中密~密实,砾石含量约50%,粒径1~3cm,磨圆度较高,砾间充填有中粗砂及少量粘性土。层厚0.4~3.6m(未揭穿),层顶标高-55.56~53.86m。

三、栈桥总体布置和结构形式

桥面系:22cm预制混凝土板; 主梁:选用2列三组合贝雷梁,单层; 横梁: 型钢HN600×200; 钢管桩:Φ820×8mm; 其余构造:略。

四、栈桥搭设工艺

根据工程现场施工条件,结合下部结构施工方案,拟定施工栈桥方案如下:施工栈桥沿重件栈桥及码头平台前沿线搭设,具体布置见施工钢栈桥布置图。

1、施工流程

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制作钢管桩 施工准备 钢管桩定位 导向架安装 桩顶切槽及牛腿安装 振动下沉钢管桩 横梁就位焊接 贝雷纵梁拼装运输 安装贝雷桁架纵梁 橡胶板、桥面板准备 铺设桥面系 防护栏杆制作 下一跨施工 安装防护栏杆 施工钢栈桥搭设流程图

2、钢管桩打设

考虑70t履带吊的施工半径,贝雷梁受力及贝雷梁做导向架悬挑的受力,栈桥施工跨径为10.5米,打设第一跨栈桥的时候,定制好的导向架根据放样出来的点架设在型钢栈桥加强墩的横梁上。第一跨栈桥钢管桩打设完成后,用3片贝雷梁做的导向架再组装到12m的作业半径,打设第二跨栈桥钢管桩时,先在已打设好的栈桥上放样,根据放样出来的点在已打设好的栈桥上安装二排贝雷梁,贝雷梁安装出的长度加上导向架后刚好满足主栈桥下一排钢管桩的位置。此后钢管桩打设都根据以上程序进行,为保证施工质量和进度,钢管桩打设时不分节,预先在陆上按设计长度拼装好,拼接位置采用破口焊接,并用6块200×100×10mm钢板贴面周边焊给予局部加强。

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根据理论计算,每根桩强度和稳定性可满足施工荷载要求,为增强栈桥的整体刚性,在每排两根管桩上横向加焊Ø429×8mm的型钢联系梁,斜向加焊双支[20a型钢,并与钢管联系梁形成Z字撑。

3、帽梁安装

桩顶横梁置于牛腿上,牛腿采用10mm厚钢板焊接制作而成,每个牛腿由一块宽12cm环形钢板和两块30×25的三角行竖向肋板组成,肋板间距80mm,每根管桩上布置两只牛腿,采用电焊连接。

4、栈桥上部结构

上部结构按照从下到上的层次依次安装,各种型钢预先按设计长度定制,贝雷梁预先按每跨架设的长度拼装好。横梁采用HN600×200,主梁采用单层三排贝雷梁,横桥向设置2组,间距为180cm;采用70t履带吊车吊装。 贝雷梁和横梁的连接方法是:在HN600×200双拼型钢上用型钢加焊扁担梁,形成一个卡口朝下的U型卡,U型卡的大小刚好可以掐牢贝雷梁的下弦杆。U型卡型钢采用10#槽钢双拼。每个横梁上加焊6个U型卡。

面板采用22cm预制钢筋混凝土面板,首先在贝雷梁上弦杆上铺250×5mm橡胶板,然后安装混凝土面板,混凝土面板横桥向放置,板与板之间间距不得大于2cm,最后在安装栏杆、水管、警示灯、主横梁防腐处理等附属设施。

为防止施工船只冲撞,在栈桥栏杆上设置安全标志及警告装置。 5、栈桥防护和保养

防腐处理:横梁上U型卡焊缝位置涂防锈漆;栏杆防锈漆刷二次,面漆用桔红色,扶手用红白相间颜色处理,要求表面光滑并有亮泽。

由于码头所在位置冲刷对桩影响情况复杂,因此在使用期间要对桩周冲刷加强观察,特别是深水区要有专人监控,如发现冲刷较严重应及时抛石回填,并在使用期间对桩进行沉降观测。

五、栈桥拆除

1、拆除时间

码头主体结构(含靠船墩及基础墩墩柱)施工完成后即可拆除栈桥。 2、施工流程

拆除工艺流程图见下图。

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桥面系割除 桥面板拆除贝雷桁架梁拆卸 平板车转运 横联拆割 履带吊就位 拔钢管桩 端跨拆除完毕 下一跨拆除 施工钢栈桥拆除流程图

3、拆除施工工艺

拆除方向近码头侧向岸侧一跨拆除。栈桥拆除顺序由上至下进行,起重设备用70t履带吊机和90KW振动锤。

1)桥面系割除:栏杆、行车道板人工割除后,吊装上平板车转运到岸上回收场。紧跟着人工配合履带吊拆除22cm混凝土预制面板,利用履带吊机起吊直接装车运走。

2)贝雷梁拆卸:工字钢分布梁拆除后,进行贝雷桁架拆卸。与安装时的方向相反。纵向按跨径分节断开拆除,贝雷梁在后端栈桥分解成单片贝雷用平板车运回岸上。

3)钢管桩拔除:单跨贝雷桁架拆除后,割除钢管桩顶面HN600×200型钢联系梁及下平联。拔桩机用平板车转运到栈桥端头,70T履带吊在栈桥前端跨中适当位置,安装90KW振动锤拔桩机到钢管桩顶,待拔桩机液压钳夹紧钢管桩后,启动拔桩机,钢管桩周边土质在振动力作用下开始液化,土质对钢管桩的摩阻力

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将大大减少,此时70T履带吊可缓慢将拔桩机及钢管桩往上提动,逐渐将整条钢管桩拔除,并利用平板车通过栈桥转运到岸上。 4、拆除注意事项

1)栈桥拆除施工期间,确保做好水上通航水域施工安全标志,特别在夜间施工时,要按规定设置水上交通指示灯。

2)入土钢管桩必须整根拔除,防止剩余桩头阻碍船只通航。 3)施工人员须严格遵照水上施工安全规定进行施工。

六、主要机械设备

名 称 履带吊 振动锤 汽车吊 平板车 氧割设备 电焊机 主要机械设备表 型 号 70T 90KW 25T 10t 套 焊机 数 量 1台 1台 1台 1台 4套 4台 七、栈桥主要施工人员

栈桥主要施工人员数量表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 工种 焊工 起重工(兼指挥) 普工 电工 吊车司机 测量人员 技术员 安全员 人数 6 2 8 1 3 3 2 1 进场时间 2011.8.25 2011.8.25 2011.8.25 2011.8.25 2011.8.25 2011.8.12 2011.8.12 2011.8.12 八、栈桥施工进度安排

栈桥施工是确保码头主体施工的关键,码头靠船构件的安装及混凝土的输送均考虑陆上施工,故重件栈桥沿线的施工钢栈桥搭设必须在钢管桩沉桩完成之前完工。

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栈桥计划从近岸端开始施工,具体计划详见下表: 计划开工日期2011年9月4日; 重件栈桥沿线完工日期:9月18日;

码头平台前沿线计划完工日期:2011年10月10日,平均每跨用时约1.5天。

栈桥拆除时间根据工程进度确定,每跨拆除平均用时约3天。

九、施工质量控制要点及措施

钢栈桥为重要的临时施工设施,承担码头施工期间海上施工人员及设备材料的运输交通任务,交通承载量大,使用时间长,受海水、潮汐腐蚀严重;因此,在栈桥搭设过程中,质量控制就显得格外重要。栈桥施工质量控制要点如下:

1、原材料质量控制。严格按照设计图纸和规范要求采购或调用合格的钢材,是确保工程质量和栈桥运营安全的关键。

2、钢管桩打设质量控制。钢管桩是承受栈桥施工及运营期间各类荷载的主要构件,因此应确保钢管桩搭设质量满足设计规范要求;其控制要点主要有:管桩焊接质量、管桩入土深度、垂直度以及桩位等。详见下表《钢管桩检查项目》。

3、纵横梁施工质量控制。纵横梁承担将栈桥上部运营荷载均匀传递至钢管桩及联系整个结构形成整体,满足结构稳定性要求的功能;其质量控制的关键在于严格按照设计图纸控制梁体布置间距、尺寸、搭接长度等,并对需要焊接的部位严格控制焊接质量。详见下表《钢梁安装实测项目》。

4、针对大型临时设施,应加强质量控制力度和监督力度,避免将其视为简单临时设施而得不到足够重视。在一定意义上讲,栈桥等大型临时设施质量安全是工程施工安全、质量管理的重中之重。

5、加强栈桥钢管桩之间的平联,使它们连成一个整体,增加安全储备。 6、主梁与桥面系连接等连接细部结构应慎重处理,确保传力可靠和局部稳定,各个连接焊接质量要保证。

7、栈桥禁止船撞及停靠,设置相应的禁止标记,并派专人监督。 8、测量人员定期观测栈桥桩位处海床面冲刷,特别是汛期和台风过后,冲刷至限界前及时抛填防护。

9、配备专人检查栈桥上搁置的漂流物,并及时清除。

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钢管桩检查项目 序号 1 2 3 4 项次 检查项目 钢管桩的中心位置 群 桩 滩涂区 海上区 排桩 对定值或允许偏差 200 200(不同向) 100 不小于设计桩径 0.5% 符合设计要求 检查方法和频率 用GPS、经纬仪检查纵、横方向 查记录 查记录 查记录 检查方法和频率 孔径 倾斜度 孔深 检查项目 钢梁中线 1 轴线偏位(mm) 两孔相邻横梁中心线相对偏位 管桩处梁底 两孔相邻横梁相对高差 焊缝尺寸 钢梁安装实测项目 规定值或允许偏差 50 30 ±20 10 符合设计要求 GPS:测量2处 2 3 梁底高程(mm) 连接 水准仪:每管桩1处,每横梁2处 量规:检查全部 十、施工安全控制要点及措施

本章主要针对施工钢栈桥施工安全控制做相关描述,安全生产管理组织结构、管理体系及文明施工均按施工组织设计有关内容执行,在此不再赘述。

栈桥施工受水上作业、高空作业影响,安全生产管理任务艰巨,难度较大。结合项目实际情况,项目部拟从以下方面着手,加强安全管理,确保栈桥施工安全。

1、加强对施工人员的安全及技术交底,确保操作人员了解施工工艺及流程,严格按其规范操作,并安排栈桥施工中专职技术员现场跟踪监督施工方案的落实。

2、项目部安全部做好对工人的三级安全教育以及水上作业安全注意事项的交底,提高工人安全意识和安全操作水平。

3、编制水上作业、起重作业等专项安全操作规程,并安排专职安全员现场巡查监督。

4、建立安全管理责任制度,并与施工班组负责人签订安全管理责任书,明确安全管理职责划分,确保安全管理严密无漏洞、无死角。

5、定期组织栈桥施工安全检查,并及时召开安全生产情况反馈会,确保安全管理日常化、规范化、具体化。

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6、配备足够的安全设施,在栈桥护栏上设置警示标识标牌及夜晚警示灯光,栈桥边线各3m处设置滩涂区警示标识,并配备一名专职安全员和一名民工24小时职守和巡视。

7、结合天气及潮汛情况,合理安排施工,遇特殊天气无法施工时,及时停止海上栈桥施工作业。

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