1、跨海大橋棧橋平臺設計及施工方案一、工程概況1、工程簡介七都大橋是跨越甌江南汊連接溫州和七都島的主要通道。溫州方向跨越江濱路與學院東路相接,七都方向與緯二路相接。中鐵十局集團承建第2合同段,起點K4+016(20號墩),終點樁號為K5+137,與緯二路相接,本合同段主橋長1.121km。其主要工程分布情況為:主橋68+3120+68m五跨預應力變截面連續箱梁橋,445m+545m移動模架造橋,420m+420m+320m現澆等高度連續箱梁;以及A匝道1620米,B匝道920米現澆箱梁。下部構造為樁接承臺,主橋部分基礎為200cm鉆孔樁,引橋為180cm鉆孔樁,匝道橋為150cm鉆孔樁。2、地形、
2、地貌根據鉆探揭露,結合原位測試與室內土試成果,七都大橋橋址區地基土在勘察深度范圍內可劃分為10個工程地層。依次為填土、粘土、淤泥、含淤泥中細砂、中粗砂、粘土、卵石、圓礫混粘性土、卵石。3、氣候、水文場區屬亞熱帶海洋型季風氣候,溫暖濕潤,雨量充沛,四季分明,全年無嚴寒酷暑,多年平均氣溫19.7,多年平均降水量為1700mm,降雨主要集中在56月的梅雨和79月的臺風季節。溫州為我國東南沿海臺風的主要登陸點之一,多年臺風統計頻率2.4次/年,瞬時最大風力達12級以上,瞬時風速可達40m/s,定時最大風速達25m/s。七都大橋跨越甌江南汊,兩岸陸域地貌單元屬河口沖海積平原區,地形相對平坦,地面高程2.
3、04.5m;橋位處江面寬約1300m。甌江口屬強感潮雙向河口,潮流屬不規則半日型潮,平均高潮位2.712m,平均低潮位-1.798m。4、棧橋里程樁號根據主橋跨甌江的里程樁號,本棧橋設計里程樁號為K4+006-K4+597,設計總長為591米。二、總體設計方案1、設計通行能力根據本棧橋的使用特點和設計意圖,結合主橋施工需要,確定設計最大荷載為40噸的砼罐車,軸距2.5米,其主要荷載形式為:單位KN,cm2、設計思路本棧橋設計思路是先根據棧橋荷載計算出棧橋各部位材料型號,再通過對各種材料所受到的設計荷載和恒載進行驗算,如發現不滿足,則重新布設并驗算,直至滿足設計要求。3、基本橋型布置棧橋全長59
4、1米,設計為每跨15米(五節貝雷),共計40跨,橋面寬4米,全橋分為五聯,分布情況為每聯八跨。淺水位置棧橋基礎采用630*8mm鋼管樁,24#-25#為深水位置,基礎采用800*10mm鋼管樁, 樁距為3.7m;鋼管樁橫擔為雙拼I36b工字鋼,長6.0m;貝雷上橋面系采用正交異性板,尺寸為3.78米*4米,橋面鋼板為8mm。貝雷梁截面尺寸為3.0m1.5m,其分布尺寸分別為45cm+112.5cm+112.5cm+45cm,共計五排。貝雷內剪刀撐用10槽鋼,外剪刀撐采用10槽鋼,鋼管樁連接系采用20槽鋼。護欄采用505鋼管。在深水區的鋼管樁作啞鈴式連接套筒。本棧橋所在區域地質結構復雜,風、浪、
5、潮、流等荷載具有較強的隨機性且難以確定,水流對樁周土體的沖刷嚴重,臺風、潮汛等災害性氣候時有發生,棧橋處于惡劣的自然環境之中。三、設計資料1、基本資料表1:甌江水中墩江底標高墩位20#21#22#23#24#25#26#27#標高-2.522-2.002-2.402-6.882-10.782-11.602-1.334+3.4鋼管樁樁頂標高設計為+5米,考慮水流沖刷線為5米。表2:鋼管樁的樁長為:(經過試算確定)墩位20#21#22#23#24#25#26#27#樁長24.52224.50224.40228.88232.78233.60223.33418.6計算長度202022263335231
6、9數量6141812141642設計棧橋頂面高程+7米,高于正常潮水位。2、設計圖紙設計圖紙見后附圖。四、材料數量表(見后附表)五、設計驗算5.1貝雷梁穩定驗算本棧橋為多跨連續超靜定結構,為簡化計算,采取一跨靜定結構為計算依據,這樣對于整個結構是安全的。考慮1.29的動載系數,其最大彎矩為1664KNM,最大剪力為480KN。由公路施工手冊橋涵中可查得,對貝雷梁這種連續結構由外荷載產生的最大彎矩:單排單層為788.2KNM,最大剪力:單排單層為245.2KN。本棧橋設計為五排單層,五排單層結構承受的最大彎矩為788.25=3941KNM,最大剪力245.25=1226KN。Mmax=1664
7、KNM 3941KNMQmax=480KN392KNSZK7鉆孔資料:(630*8)QUK=QSK+QPK=SUqskLi+PqPKAP=1.03.14160.63(4.830+7.212)+0.8483.14160.630.008=456KN392KNSZK9鉆孔資料:(800*10)QUK=QSK+QPK=SUqskLi+PqPKAP=0.873.14160.8(630+612)+0.80.87483.14160.80.012=552KN392KNZK2鉆孔資料:(800*10)QUK=QSK+QPK=SUqskLi+PqPKAP=0.873.14160.8(3.512+8.516)+0.
8、80.87483.14160.80.012=390KN392KNSZK10鉆孔資料:(630*8)QUK=QSK+QPK=SUqskLi+PqPKAP=1.03.14160.63(5.930+6.112)+0.8483.14160.630.008=496KN392KN通過上述計算,單樁承載力滿足設計要求。5.3鋼管樁樁身穩定性計算鋼管樁是受壓構件,先驗算其局部穩定性對于630*8,D/t=630/8=78.75100= D/t,無局部失穩問題對于800*10,D/t=800/10=80100= D/t,無局部失穩問題按樁身強度驗算鋼管樁的承載力鋼管樁按一端嵌固,一端自由方式計算,局部沖刷線以上
9、均為自由端Pcr=2EI/4L2其中E-鋼材的彈性模量;I-樁截面的慣性矩(D4-t4)/64;L-樁長對于A圖,L=22米, Pcr1=2EI/4L2=3.141622101093.1416(0.84-0.784)/464222=2073KN對于B圖,L=17米Pcr2=2EI/4L2=3.141622101093.1416(0.634-0.6144)/464172=1356KN取安全系數為nst=4Pcr1=2073KNnstP0=1044KN;Pcr2=1356KNnstP0=1044KN故結構是安全的,為保證深水區800*10的壓曲穩定,我們采取在兩樁上焊接倒牛腿,并下沉啞鈴式套筒聯系
10、梁見下圖5.4土中鋼管樁水平承載力計算水平承載力應滿足:(1)樁體發生的彎曲應力不應超過樁材的容許彎曲應力;(2)樁頭的水平變位量不應超過上部結構確定的容許變位量。便橋承受的水平荷載包括車輛制動力、風力、流水壓力。1、車輛制動力按照公路橋涵施工技術規范JTJ0412000規定,不得小于一輛重車重量的30%,我們取30%作為車輛制動力4000.3=120KN。2、風力FWh=K0K1K3WdAWh;各參數取值V10=40m/s,Z-形心距水面距離取4米,K0=0.9,K1=1.36,K2=1.08,K3=1,K5=1.38,AWh=1.16m2,Wd=rVd2/2g,Vd=K2K5V10,r=0
11、.012017e-0.0001z,由此計算可得FWh=3KN。3、流水壓力FW=KAV2/2g=0.825.1313.62/(29.8)=13KN樁頂按以上三力合力計算為H0=136KN。計算按照彈性地基梁理論進行,力學簡圖見下圖因無確切的資料,參照實用樁基礎中的有關規定利用張氏法計算樁頂自由,已知P0=315KN,H0=136KN,E=210Gpa,L=15m,取k=22MN/m3對于800圓形樁I=(D4-d4)/64=1.9410-3m4,EI=407400KN m2W=0.0982(D4-d4)/D=4.842410-3m3;A=0.025m2=(4/3)(D2+Dd+d2)/(D2+
12、d2)=2樁的特征值=(Dk/4EI)0.25=(0.822000/4407400)0.25=0.3224m-1樁的換算入土深度L=0.322415=4.836y0=H0/2EI3=136/24074000.32243=5mm0= H0/2EI2=136/24074000.32242=1.60610-3radMmax=-0.3224H0/=-0.3224136/0.3224=136KNMQmax= H0e-/2=0.2079 H0=0.2079136=28.3KNlm=/4=3.1416/40.3224=2.436ml0=/2=3.1416/20.3224=4.872m1= P0/A+ Mma
13、x/W=315000/0.025+136000/4.842410-3=40.7 Mpaw=145 Mpa1=Q/A=228300/0.025=2.3 Mpay0=H0/2EI3=136/21587600.38443=7.54mm0= H0/2EI2=136/21587600.38442=2.89910-3radMmax=-0.3224H0/=-0.3224136/0.3844=114KNMQmax= H0e-/2=0.2079 H0=0.2079136=28.3KNlm=/4=3.1416/40.3844=2.043ml0=/4=3.1416/20.3844=4.086m2= P0/A+ Mm
14、ax/W=315000/0.016+142000/2.40110-3=78.8 MPaw=145 Mpa2=Q/A=228300/0.016=3.5 Mpa=85 Mpa通過以上計算可得知最大彎矩處各鋼管樁入持力層2-2.5米之間,最大彎矩在114-136KNM之間,對于這兩種鋼管樁水平位移均很小,符合規范要求(y10mm)。利用m法中的無量綱計算法,我們列表計算出最大彎矩處各鋼管樁入持力層0.8-1米之間,最大彎矩在141-164KNM之間,亦可以通過計算得出彎曲應力值和剪切應力值亦小于許用應力值。對于這兩種鋼管樁水平位移均很小,分別為800樁3.9mm;600樁6.7mm,符合規范要求(y
15、10mm)。具體計算見附后計算表格。5.5水中鋼管樁樁頭水平位移建立如下的模型:汽車制動力和風力由16根鋼管樁共同承受,故樁頭集中力123/16=7.7KN,流水壓力為均布荷載13/21=0.6KN/M。利用midas軟件分析得出鋼管樁樁頭的最大水平位移為14.7cm,嵌固段的最大彎矩74.2MPa。換算成傾斜率亦滿足規范的要求(1%)。5.6發生不均勻沉降產生的內力5.6.1相鄰兩排樁基發生不均勻沉降建立如下的模型:考慮一跨15米的貝雷梁,兩端固結,一段發生沉降產生的內力:321鋼橋的I=25050010-8m4,E=210GPa,當某排樁基發生=1的沉降時,對固結端產生的剪力為12EI/l
16、3=12210109425050010-8/153=7481.6KN/m,即如果發生了1cm的不均勻沉降,將對兩墩分別產生75KN的壓力或者拔力。對于固結端的彎矩6 EI/l2=6210109425050010-8/152=56112KN,即如果發生了1cm的不均勻沉降,將對貝雷產生561KNm的彎矩。故如發生2cm的沉降應發出預警。5.6.2同排樁基發生不均勻沉降建立如下的模型:考慮一排樁距3.7米,樁頂固結,一樁發生沉降產生的內力:2I36b鋼梁的I=3300010-8m4,E=210GPa,當某排樁基發生=1的沉降時,對固結端產生的剪力為12EI/l3=122101093300010-8
17、/3.73=16417KN/m,即如果發生了1cm的不均勻沉降,將對兩樁分別產生164KN的壓力或者拔力。對于固結端的彎矩6 EI/l2=62101093300010-8/3.72=30373KN,即如果發生了1cm的不均勻沉降,將對2I36b產生304KNm的彎矩。六、水中施工平臺設計計算6.1主墩施工平臺計算a、基本資料因考慮施工需要,平臺除搭設鉆機操作臺外另加設混凝土罐車及32噸汽車吊行走,主墩水中施工平臺面為42.5m18m,基礎使用兩排(橫橋向)80cm鋼管樁,排距為15m,每排設7根鋼管樁,鋼管樁間間距分別為8m、7m、4.85m、4.875m、7m、8m; 在每排鋼管樁上設2H4
18、5型鋼梁(樁頂橫向分配梁);下部為在樁頂橫向分配梁上布設貝雷主梁(縱向梁),單片長18m,共102排,上部結構底層為28b型工字鋼,上層為14工字鋼;面層采用8mm厚A3鋼板。施工平臺面標高按+7.0m設計(假設施工時水位為+3.8m)。采用2.4m鋼護筒,鋼護筒頂面標高+4.63m。鋼材采用Q235鋼,抗拉應力f=145MPa,抗剪應力f=85MPa。b、荷載考慮施工時平臺上4臺20型鉆機,且最不利時,兩機并排擺設。每臺鉆機自重按30T計;混凝土罐車一臺,重量按40噸計。c、計算結果1、貝雷主梁考慮鉆機擺放方向及罐車行走路線,繪制計算模式:罐車荷載按集中荷載,鉆機擺放在兩排貝雷上,考慮活載系
19、數1.29,計算跨中彎矩:M=(1/440015+1504)1.29=2709kN.m單排貝雷容許彎矩788KN.m,4排為M容=7884=3152 kN.m,M=2709 kN.mM容剪力:(計算簡圖)自重每支座53KN,則最大剪應力為=(150+400+53)1.29=778kN雙排貝雷容許剪應力980KN符合要求! 2、橋面橫向分配梁 最不利時為一臺罐車由兩根分配梁承擔,罐車后軸重按35噸計,最大跨徑487.5cm。 計算跨中彎矩:M=1/4350(4.875-2.5)21.29=134.1 kN.m所需型鋼的截面模量Wx= M/=134.1kN.m/(145N/mm2)=134.110
20、6/145=924828mm3作用在兩根28b橫向分配梁上,Wx=2534000mm3=1068000 mm3 符合要求!主梁底縱向分配梁:有如下模型1及模型2 由最不利位置貝雷主梁剪力計算可得P1=400+75=475KN,P2=150KN,P3=400KN 模型1跨中彎矩M1=4754.523.582=526KN 模型2跨中彎矩M2=4004.7522.2572=414.4KN 采用模型1計算,所需型鋼截面模量Wx=5261.29KN(14510-6 )KN/mm3 =467959mm3 采用2H45(450300)型鋼:Wx容 =25500002=5100000 mm3 Wx Wx容 符
21、合要求! 3、平臺鋼管樁計算由于本項目水較深,鋼管樁外露長度較大,且河床地質情況不是很好,樁基轉堰施工后,局部沖刷將比較大,故鋼管樁采用開口鋼管樁,在確保承載力的前提前,易于插打較深,有利于保證結構的穩定性。鉆孔時按4根鋼管樁承受2臺鉆機,一臺罐車,同時加上結構自重,單根鋼管樁的承載能力應大于40T,單樁承載系數按1.5考慮,即每樁承載力應不小于600KN。采用800鋼管樁,局部沖刷暫按5米考慮,振動沉樁影響系數取s=0.87, p=0.8s。水中21#墩:樁端進入持力層深度(淤泥夾細砂)2.0m。則承載力為:0.872.512(357.98+212)+0.870.8500.5024=680.
22、3 kN600kN,符合要求!計算樁長為L=7+8+2+5=22m;水中22#墩:樁端進入持力層深度(淤泥夾細砂)12.0m。則承載力為:0.872.512(354.8+1212)+0.870.8500.5024=699.4 kN600 kN,符合要求!計算樁長為L=7.5+5+12+5=29.5m;水中23#墩:樁端進入持力層深度(淤泥夾細砂)2.5m。則承載力為:0.872.512(356+8.012)+0.870.8500.5024=686.2 kN600 kN,符合要求!計算樁長為L=12+6+8+5=31m;水中24#墩:樁端進入持力層深度(淤泥質粘土層)10m。則承載力為:0.87
23、2.512(350.3+4.212+1016+4.520)+0.870.8800.5024707.4 kN600 kN,符合要求!計算樁長為L=16+0.3+4.2+10+4.5+5=40m;6.2邊墩水中施工平臺計算a、基本資料邊墩水中施工平臺面25#、26#墩為37.8m12m、20#墩為12m32m,基礎使用三排(橫橋向)80cm鋼管樁,鋼管樁間排距為10.35m,鋼管樁間間距分別為6.5m、6.5m、4.5m、6.5m、6.5m、4m(20#墩間距為6.5m、6.5m、4.5m、6.5m、6.5m);在每排鋼管樁上設2H45型鋼梁(樁頂橫向分配梁);下部為在樁頂橫向分配梁上布設貝雷主梁
24、(縱向梁),單片長12m,共92排,上部結構底層為28b型工字鋼,上層為14工字鋼;面層采用8mm厚A3鋼板。施工平臺樁頂標高按+4.63m設計(假設施工時水位為+3.8m)。采用2.0m鋼護筒,鋼護筒頂面標高為+5.5m。鋼材采用Q235鋼,受拉f=145MPa,受剪f=85MPa。b、荷載由于鉆孔樁數較少,僅考慮施工時平臺上上2臺20型鉆機,一臺混凝土罐車,每2根縱向分配梁承擔一臺鉆機,每臺鉆機自重等按30T計,混凝土罐車一臺,重量按40噸計。c、計算結果1、貝雷主梁罐車荷載按集中荷載,鉆機擺放在單排貝雷上,計算圖式簡化如下:最大彎矩:M1=328(2.9+4.5547)-3004.554
25、7=1024kN.m活載系數按1.22,則跨中彎矩應為:M=10241.22=1250 kN.m最不利時有兩排貝雷梁承擔,單排貝雷容許彎矩788KN.m,2排為M容=7882=1576 kN.m,MM容, 剪力:(計算簡圖)自重每支座按40KN,則最大剪應力為=(150+400+40)1.22=720 kN雙排貝雷容許剪應力980KN符合要求!2、橋面橫向分配梁最不利時為一臺罐車由兩根分配梁承擔,罐車后軸重按35噸計,最大跨徑487.5cm。 計算跨中彎矩:M=1/4350(5-2.5)2所需型鋼的截面模量Wx= M/=133.5kN.m/(145N/mm2)=133.5106/145=920
26、690mm3作用在兩根28b橫向分配梁上,Wx=2534000mm3=1068000 mm3 符合要求!3、平臺鋼管樁計算由于本項目水較深,鋼管樁外露長度較大,且河床地質情況不是很好,樁基轉堰施工后,局部沖刷將比較大,故鋼管樁采用開口鋼管樁,在確保承載力的前提前,易于插打較深,有利于保證結構的穩定性。鉆孔時按4根鋼管樁承受1臺鉆機,一臺罐車,同時加上結構自重,單根鋼管樁的承載能力應大于35T,單樁承載系數按1.5考慮,即每樁承載力應不小于525KN。采用800鋼管樁,局部沖刷暫按5米考慮。振動沉樁影響系數取s=0.87, p=0.8s。水中20#墩:樁端進入持力層深度(淤泥夾細砂)4.5m。則
27、承載力為:0.872.512(355.9+4.512)+0.870.8500.5024=587 kN525kN,符合要求!計算樁長為L=7.5+5.9+4.5+5=22.9m;水中25#墩:樁端進入持力層深度(淤泥夾細砂)1.0m。則承載力為:0.87x2.512x(35x0.3+4.2x12+10x16+4.020)+0.870.8800.5024=690kN525 kN,符合要求!計算樁長為L=16+0.3+4.2+10+4+5=39.5m;水中26#墩:樁端進入持力層深度(淤泥層)6m。則承載力為:0.872.512(355.9+612+1016)+0.870.8800.5024=626
28、kN525kN,符合要求!計算樁長為L=8.2+5.9+6+5=25.1m;由于在鉆孔施工中,施工平臺上往往會堆放大量的材料,如鋼筋籠、泥漿循環濾斗,另外在鉆機位置偏位時,局部樁基受力會較大,因此樁基水平連接需緊密。四、據以上計算取水中各施工平臺鋼管樁樁長墩號樁徑(cm)樁長(m)根數20#墩8022.91221#墩80221422#墩8029.51423#墩80311424#墩80401425#墩8039.51426#墩8025.114 附表1、各墩地質情況表墩號河床底距樁頂高(m)中細砂層厚(m)淤泥夾細砂層厚(m)淤泥質粘土層厚(m)含淤泥質粘土層厚(m)20#墩7.510.913.34
29、.46.821#墩7.012.9812.46.07.922#墩7.59.712.78.210.223#墩1210.89.76.3624#墩165.34.210525#墩165.34.2105.726#墩8.210.911.94.27.2附表2、各土層力學指標設計參數表 巖土 名稱力學性能指標中細砂層厚(m)淤泥夾細砂層厚(m)淤泥質粘土層厚(m)含淤泥質粘土層厚(m)土極限摩阻力(Kpa)35121620土容許承載力(Kpa)100506080五、鋼管樁水平力計算 見附圖,水平最大位移15.9cm(24#、25#墩),則最大傾斜度為i=15.910-2(16+5)=0.76%1%,符合規范要求
30、! 七、棧橋、平臺施工及運營管理棧橋、平臺施工及其運營管理是保證棧橋、平臺安全的實施性環節,為此,首先優化施工方案,然后對鋼管樁基礎進行垂直和水平靜載試驗。此外,加強對運營過程中的棧橋、平臺監測,通過觀測收集棧橋、平臺在施工和運營過程中的參數變化,然后與設計值進行分析比較,若達到預警指標,則立即采取預案處理措施。同時,制定切實可行的棧橋交通管制辦法,加強對施工車輛的交通管理,嚴禁超速、超限、超載,特別對棧橋安全危害嚴重的砼罐車運行進行限制,確保棧橋、平臺的施工及運營安全。7.1裝配式懸臂導向架的設計施工棧橋施工主要由基礎鋼管樁振打、貝雷主桁架設、橋面鋪裝三部分組成:棧橋基礎施工采用浮吊配合DZ
31、90液壓打樁錘施打鋼管樁;棧橋主桁采用在后方場地內拼裝分組桁架,將分組桁架運至現場利用吊車整體吊裝組拼;橋面施工采用縱橫梁系統標準化模塊,由汽車運輸到位后利用浮吊吊裝架設,依次逐跨施工。利用架橋機原理和貝雷梁的強抗剪能力,自行設計裝配式懸臂導向架施工棧橋鋼管樁基礎,解決在惡劣的海洋環境條件下棧橋基礎鋼管樁精確定位的難題,將水上施工轉化為陸地作業,實現棧橋施工的全天候作業,不受潮水的影響,前方工作面機械化、標準化程度提高,工效成倍增加。裝配式懸臂導向架結構圖7.2單樁靜載試驗鋼管樁作為全長達591米施工棧橋的基礎形式,其承載力的計算可靠與否不僅決定了棧橋的安全性,同時也是對棧橋基礎進行優化設計的
32、基礎。靜載試驗是檢驗鋼管樁垂直承載力的最為可靠的方法,通過靜載試驗既可以確定鋼管樁的單樁承載力,同時,也可以進一步掌握鋼管樁豎向承載力破壞形式及機理,并以此作為棧橋樁基礎設計和優化依據。試驗裝置包括加載裝置、反力裝置、基準點裝置三部分。 棧橋鋼管樁(800)靜載試驗樁布置圖7.3 棧橋、平臺預警及搶險七都大橋水域是重大災害天氣多發地段,該地區氣象條件尤其是風的情況變的十分復雜。在夏秋季亦是龍卷風、臺風(含熱帶風暴、強熱帶風暴)頻發期和天文大潮期,而常常是風潮合一,這種極具破壞力的自然現象一旦形成,將會危及本項目轄段正橋及棧橋、平臺工程和駐地生產生活房屋、施工人員、機具、設備的安全。本著 “安全
33、第一,預防為主”的思想,按照“以人為本,避免傷亡,以防為主,防抗結合”的原則,提前作好各項工作。為對險情及緊急情況迅速做出反應,并能采取有效的搶險救助措施,經理部結合轄段工程的實際情況,特制訂本應急處置預案以保證大橋施工安全和工程順利進行。棧橋預警是指:在棧橋、平臺施工和運營期間,通過對棧橋、平臺自身和所處海灣環境參數(風、潮、流等)的監控,為保證七都大橋施工安全和棧橋、平臺自身安全而預先發出的安全警報。棧橋、平臺出現險情時立即啟動應急預案,棧橋、平臺險情是指棧橋、平臺因存在重大安全隱患,隱含會對人員、棧橋、平臺結構、機械、設備造成毀滅性破壞情況。(1)出現超出“非工作狀態標準”的風、浪、流,
34、應提前撤出棧橋上的人員、車輛,啟動應急預案;(2)突發汛潮導致局部沖刷深度超限,啟動應急預案;(3)突發性災害出現(如龍卷風、車輛撞擊欄桿、車輛或鄰近施工機械起火等),啟動應急預案。棧橋、平臺結構參數的預警指標為以下兩點:(1)棧橋、平臺的不均勻沉降。棧橋全長591m,采用鋼管樁基礎。由于該地區持力層埋藏深厚,棧橋鋼管樁主要通過樁身與土體摩阻力提供承載力,同時,潮流對鋼管樁造成的局部沖刷深度不同,導致不均勻沉降難以避免。為確保棧橋、平臺安全,在施工中應加強對棧橋、平臺不均勻沉降的監測。當棧橋相鄰鋼管樁樁頂的不均勻沉降達到2cm時,發出預警。樁基不均勻沉降點觀測位置位于每樁樁頭連接工字鋼懸挑位置
35、上。(2)棧橋、平臺鋼管樁的局部沖刷深度。影響棧橋、平臺鋼管樁局部沖刷深度的因素很多,關鍵因素之一是潮流的流速。由于本橋位的潮流流速大、變化多,不確定因素多,有必要對鋼管樁的局部沖刷深度進行監測,防止局部沖刷深度超限對棧橋的安全造成危害。當鋼管樁的局部沖刷深度超過其入土深度的20時,發出預警。棧橋、平臺的搶險遵從以下四個原則:(1)預防為主的原則。棧橋、平臺預警搶險工作重點在預防,特別對臺風、龍卷風和天文大潮要及早作預防準備。選擇適當時機進行搶險遇險,根據氣象預報,在災害天氣有可能到來之前的兩三天內即進入預警狀態,各小組成員要到位,并召開會議,做好人員準備、物質準備、思想準備。(2)以人為本的
36、原則。進入“三防”一級防臺危險時節,在棧橋、主橋和攪拌站、鋼筋棚或其他危險位置的人員必須撤離,留下的巡查人員要經過精心挑選,要求必須兩人以上,且必須要穿戴好救生衣、 救生圈和安全帶等防護用品,并保持不間斷聯絡。(3)快速有效原則。應急反映必須快速有效,采取措施和報告必須是第一時間,以爭取搶險和施救的時間。(4)統一指揮,相互配合的原則。經理部棧橋、平臺預警搶險和“三防”工作要執行指揮部、地方政府的統一指揮,并做到顧全大局、識大體、相互配合、形成合力,提高搶險救助工作的有效性。搶險預案主要包括:棧橋、平臺通行管理;人員保護;棧橋、平臺及設備安全;災后處理等部分。此外,還特別制訂以下3種應急處置預
37、案:防臺風應急處置預案、防汛應急處置預案、防龍卷風應急處置預案。針對本棧橋、平臺,在科學論證和既有棧橋的實踐基礎上,設置了一系列的預警機制和搶險措施,其特點是:預警與搶險的指導思想明確;預警條件與指標具有可操作性;組織保障有力;搶險預案細致,可以迅速啟動實施。八、棧橋施工的質量控制及注意事項8.1材料 a、對進場的鋼管樁按質量體系文件相關程序進行檢驗,檢查的主要內容有:鋼管外周長、管端橢圓度、管端平整度、壁厚、樁長等,對于表面有銹蝕的鋼管樁,應嚴格檢查其有效厚度,符合相關技術規范要求的才能使用。 b、棧橋所用鋼材均為A3鋼(Q235),其規格型號和性能必須符合設計要求和GB-200-79國家標
38、準,進場材料應提交產品合格證; c、焊接材料應選用符合國標(GB)981-76要求的E4303-E4313型焊條。 d、運輸鋼構件時,應根據鋼構件的長度、重量選擇車輛,在運輸過程中應采取適當措施保證鋼構件不變形,不損傷涂層;鋼構件安裝使用前應對構件的質量進行檢查,構件變形、缺陷超出允許偏差時應進行處理。8.2棧橋構件加工及安裝質量要求沉樁停錘標準:擬采用DZ90型震動錘,棧橋鋼管樁尖位于中密沙土層上,沉樁停錘以標高控制為主,貫入度控制為輔。沉樁達不到設計標高時,最后10擊每擊平均貫入度1.0mm可以停錘,并可認為其樁基承載力不小于50噸。螺栓連接:螺栓連接應與連接構件緊貼,牢固可靠,外觀排列整
39、齊,外露絲口不應小于2口,連接質量應符合現行國家相關規范標準,檢驗時可用錘擊法檢查(用0.3 kg小錘,一手扶螺栓頭,另一手用錘敲,要求螺栓頭(螺母)不偏移、不顫動、不松動,錘聲比較干脆;否則說明螺栓緊固質量不好,需要新緊固施工)。焊縫連接:對接焊縫要求予以焊透;角焊縫必須完整、連接,有效厚度不得小于8 mm;焊縫表面不得有裂紋、縱梁與面板之間的焊縫等級應不低于三級,其它所有焊縫質量等級應不低于二級。棧橋構件加工及安裝要求部位名稱項目允許偏差(mm)總體中心線偏位10橋面標高10跨徑50全橋長度500下部結構鋼管樁樁頂標高10平面偏位50傾斜度1%平聯及斜撐構件尺寸15安裝偏位10牛腿構件尺寸
40、3安裝偏位2樁頂分配梁構件尺寸10旁偏3上拱度3安裝偏位5上部結構貝雷主梁主桁中心距10安裝偏位5縱橫梁構件尺寸10旁彎3上拱度3安裝偏位5橋面板構件尺寸5平整度6(每米測量)安裝偏位5棧橋施工時,按鋼結構工程施工質量驗收規范(GB50205)檢驗工程質量,發現不合格工程應及時采取措施處理。8.3施工注意事項a) 鋼管樁施打時要注意樁頂標高的控制,若樁頂有損壞或局部壓曲,則對該部分予以割除并接長至設計標高。b) 施工鋼管樁聯結時必須保證聯接鋼管樁的焊接質量,聯接鋼管與鋼管樁接觸的空間曲線要盡量保證無大過間隙,鋼管與鋼管間必須確保滿焊。另外,為了保證聯接的牢固性,采取在聯接鋼管與鋼管樁的聯接四周
41、加設節點鋼板。c) 上部結構安裝前,應對橋臺、鋼管樁頂高程、中心線及各孔跨徑進行復測,誤差在允許偏差內方可安裝;在放樣下料前,應對原材料進行調直,調平,矯正,矯正偏差在允許誤差內,必要時須進行清潔、除銹處理。d) 鋼構件安裝時應注意安裝順序,嚴格控制安裝程序;對已安裝的鋼構件應注意成品保護,已變形的構件要及時矯正并重新檢驗,采取擴大拼裝單元進行安裝時,應采取必要的加固措施。e) 棧橋施工時應合理安排作業時間,注意施工安全,注意對災害性自然氣候條件的防護;對施工現場產生的廢棄物應及時分類回收,避免環境污染;在居民區附近作業時應避免施工擾民,做到文明施工。f) 棧橋上應按有關規定布設安全警示設施和
42、防船撞設施;在使用期間應注意維護和保養,安排人員對棧橋主要構件及構件間的焊縫和螺栓連接進行定期檢查,發現問題應及時處理。8.4棧橋、平臺施工方法8.4.1 棧橋起始墩施工起始墩臺帽砼為C30,寬度200cm厚度100cm,澆砼時,固定貝雷梁的予埋件一定要埋設準確。8.4.2 鋼管樁制作鋼管樁的鋼板,必須符合設計及規范要求管節拼裝定位應在專門臺架上進行,管節對口應保持在同一軸線上進行。管節管徑差,橢圓度以及樁成品的外形尺寸必須滿足規范要求。鋼管樁焊縫質量應符合要求。棧橋鋼管樁為直徑6308mm,80010mm。8.4.3 錘擊下沉鋼管樁水上棧橋采用浮吊上DZ90液壓打樁錘直接錘擊下沉到位。沉樁以
43、標高控制。沉樁偏差:樁位平面位置:50mm 樁 頂 標 高:10mm樁身垂直度:小于1%8.4.4樁間連接每排鋼管樁下沉到位后,應進行樁之間的連接,增加樁的穩定性,連接材料采用20號槽鋼,槽鋼尺寸需根據現場尺寸下料。焊縫質量滿足設計及規范要求。8.4.5樁頭橫梁I36b安裝I36b安裝:經測量放線后,直接嵌入鋼管樁內,鋼管樁上焊接牛腿,保證其頂標高為+5米。8.4.6 貝雷梁及橫向分配梁拼裝貝雷梁予先在陸上或已搭設好的棧橋上按每組尺寸拼裝好,然后運輸到位,安裝在I36b上。貝雷梁的位置需放線后確定,以保證棧橋軸線不偏移,為減少貝雷梁的磨損,在I36b與貝雷梁之間墊一3cm厚 的硬雜木。貝雷梁安
44、裝到位后,橫向、豎向均焊定位擋塊及壓板,并采用20“U”型螺拴將其固定在I36b上。8.4.7 橋面板鋪裝及附屬結構施工采用正交異性板鋪裝橋面,如遇與“U”型螺栓螺母沖突時,可適當調整其間距。棧橋欄桿高1m,采用50焊接鋼管焊接,立柱間距1.5m,焊在正交異性板上。九、棧橋、平臺施工的安全技術措施9.1安全管理組織機構1、建立健全安全生產管理機構。成立以項目經理為首的安全生產領導小組,全面負責并領導本項目的安全生產工作,主管安全生產的副經理為安全生產的直接責任人,總工程師為安全生產的技術負責人。施工隊成立安全小組。2、機構配置項目經理部均設安全質量部,并各設專職安全檢查工程師各一名,安質部下設
45、安全組,下設專職安全員。施工隊設安全室,配置專職安全員。安全保證體系框圖安全保證體系組織保證目標保證制度保證工作保證項目經理項目副經理項目總工安質人員職能部門保證施工中無重傷以上人身事故,無重大、大火災、中毒、爆炸、交通等責任事故,創無事故工程。基礎工作防范重點配齊安檢機構人員各部門按職能分工做好工作建立群體保安全格局作業班組做好崗位安全工作開展安全預想、預測、預防工作抓好安全宣傳教育工作加強安全培訓考試合格持證上崗加大各類安全防護用品資金投入嚴格執行勞務工安全管理規定防高空墜落事故防物體打擊事故防機具設備傷害事故防人身傷害事故安全責任制安全例會制易發事故控制點制事故處理報告制安全管理臺帳記錄
46、制安全違章隱患處罰制安全生產考核獎罰制安全文明標準工地建設制班前安全講話制安全技術交底制安全交接班制安全掛牌制安全檢查制工程隊安質室安全責任制項目經理安全責任制項目總工程師安全責任制物資設備部長安全責任制工程技術部長安全責任制安質部部長安全責任制項目副經理安全責任制監察部部長安全責任制防觸電事故9.2落實安全生產責任制1、本項目實行安全生產三級管理,即:一級管理由經理負責,二級管理由各級專職安全監察人員負責,三級管理由班組長負責,并在各作業點設共青團安全監督崗。2、完善各項安全生產管理制度,針對各工序及各工種的特點制定相應的安全管理制度,并由各級安全組織檢查落實。3、建立安全生產責任制,落實各
47、級管理人員和操作人員的安全職責,做到縱向到底,橫向到邊,各自作好本崗位的安全工作。4、項目開工前,由項目經理部編制實施性安全技術措施,領導小組同意后實施。5、嚴格執行逐級安全技術交底制度,施工前由項目經理部組織有關人員進行詳細的技術安全交底。項目施工隊對施工班組及具體操作人員進行安全技術交底。各級專職安全人員對安全措施的執行情況進行檢查、督促并作好記錄,堅持做好安全日志。9.3安全管理制度 安全生產管理,堅持“安全第一,預防為主”的方針。1、項目經理部每周一的交班會,分別由主管安全生產的副經理主持,經理部全體人員參加,由安質部部長及專職安全員對本周安全情況進行總結,對出現的安全隱患進行分析,提
48、出往后施工中應注意的事項。2、參加施工的所有人員都必須進行安全教育,未經安全教育的管理人員及施工人員不準上崗。對專職安全員、安全監督崗崗員、班組長應進行重點教育和考核,學習安全生產必備的基本知識和技能,提高安全意識。3、從事特種作業的起重工、電工、焊接工、機械工、機動車輛駕駛員等特殊工種的安全培訓和考核,嚴格按照特種作業人員安全技術考核管理規則執行。4、認真執行安全操作規程,做到:不違章指揮、不違章操作、不傷害自己、不傷害他人,不被他人傷害,確保自身和他人安全,提高職工整體安全防護意識和自我防護能力。5、安全檢查分定期檢查和不定期檢查進行。6、檢查中發現的安全隱患,要按下表格式進行書面登記、匯
49、報,按照“四不放過”的原則制定整改措施,并跟蹤驗證。7、在安全隱患沒有消除前,必須采取可靠的防護措施。如有危及人身安全的險情,必須立即停工,處理合格后方可施工。9.4具體安全措施七都大橋棧橋位于毆江上,需要水上作業。河道上施工要穿救生衣,防止墜落淹水。棧橋、平臺設置防護網,航道上白天設置施工標識,晚上設置防護燈,標明行船路線,防止行船撞擊事故發生。六級以上大風、暴雨期間禁止水上作業。9.4.1防止高空墜落措施凡2m以上懸空、懸崖、陡坡和無平臺處作業,要佩帶安全帶,掛妥安全帶鉤。有平臺的要安裝好防護欄桿和安全網,防止跌落。高空作業人員必須進行身體檢查,凡患有高血壓、心臟病、貧血以及其它不適于高空
50、作業者,不得從事高空作業。登高掃、抹、擦、吊、架設、堆物時,作業面下必須設置防護。所有作業人員進入施工現場,都要戴好安全帽和扣好帽帶。登高作業人員要穿膠鞋或軟底鞋、不準穿拖鞋、硬底鞋以防滑倒和摔下。高空作業使用的工具要放在工具袋內。常用的工具應系在身上。所需材料或其他工具必須用牢固結實的繩索傳遞,禁止用手拋擲,以免掉落傷人。各類防護用圍籃、掛籃的安設必須可靠,具有欄桿等防護設施,附近有行人通行的橋梁施工,應有防護設施,防止落物傷人,關鍵地段設專人防護。河道上施工要穿救生衣,防止墜落淹水。河道施工安裝標識,標明行船航道。六級以上大風,禁止進行高空作業。下雨天氣,沒有防滑措施,禁止高空作業,嚴禁班
51、前、班中喝酒、串崗。9.4.2防止觸電傷害措施在電氣設備上工作時,堅決執行工作許可制度、工作監護制度、工作間斷、轉移和終結等制度。在全部停電或部分停電的電氣設備上工作,采取停電、驗電、裝設接地線、懸掛標示牌和裝設遮護欄等技術措施,并按規定穿戴好勞動保護用品。禁止使用未安裝觸電保護器的移動式、手持式電器設備機具。嚴禁使用其他金屬絲代替保險絲,不準把電線頭直接插入插座內;不準亂拉亂接。電工必須持證操作,電工上班作業必須按規定,帶絕緣防護用品。禁止使用破損、漏電的電氣器具及裸體電線。在10千伏及以下的高壓架空線路上進行帶電作業時,設專人監護,監護人不參加操作,監護的范圍不超過一個作業點。無論是采用等
52、電壓、還是采用中間電壓及地電壓方式帶電作業,均按電業安全規程操作。工地的配電盒(箱)應加門加鎖并不得在盒(箱)內放物品。施工用電電源線原則上要架空,因條件局限不能架空時,采取其他有效保護措施。9.4.3防止起重傷害措施起重作業人員必須持證上崗操作,嚴禁多人或無人指揮,嚴禁在臂桿、吊物下方站立和行走。鋼絲繩表面的磨損或腐蝕,超過斷面的10% 應予報廢,嚴禁使用。作纜索拖拉鋼絲繩的一端必須系在地錨上,嚴禁栓在電桿、樹木或其他腳手架上防止觸及電線。所有安全裝置必須事先測試,未經測試不得使用,對允許載重量要掛牌標識,嚴禁超載或帶病作業。長、大、重器材吊運時必須先確定它的重心并試吊,調整偏差再正式起吊,
53、嚴格執行“十不吊”制度。起重機械設備安裝要驗收合格,并掛牌后才能使用。多機作業時應注意保持各機操作距離,各吊鉤上所懸掛重物的距離不得小于3m。使用吊車起吊重物時,注意與周圍構筑物保持安全距離,特別是靠近高壓線作業,一定注意吊臂與高壓線的距離,確保安全。9.4.4防止機具設備傷害措施進入施工作業區必須按規定戴好安全帽等勞動保護用品。高處和雙層作業時不準向下方拋擲料具,無隔離設備時,嚴禁雙層同時垂直作業。搬(抬)運長、大、重物體時,必須有專人指揮,互相照顧,動作協調,同起同落。使用撬棍撬起重物時,嚴禁騎撬或腳踩撬棍,嚴禁用石塊墊撬,防止撬棍反彈、滑倒傷人。電動機具,電源必須經檢查確認切斷后,再檢修
54、。嚴禁機具設備帶病運轉或超負荷運轉,各種安全防護裝置必須齊全良好。起重吊裝繩、索具,必須經材質檢驗合格,安全系數符合規定。場所固定電動機具,由專人負責保管,并將操作規程和安全注意事項掛牌標識。木工電刨、電鋸必須由熟練的專人操作,并設置動力控制鎖閉箱,嚴禁私自進行操作。十、棧橋、平臺施工設備、人員組織管理棧橋、平臺施工設備表船機名稱規格型號功率單位數量浮吊船樁架20m艘1交通船50t艘4沖擊錘75kw臺1振動錘DZ90120 kw臺1液壓鉗臺1發電機200 kw臺1發電機75 kw臺1交流電焊機30 kw臺20車床臺1鉆床臺1汽車吊25t輛2載重汽車12米長輛2裝載機ZL-50輛2棧橋、平臺施工人員配備表人員數量進場時間管理人員5打樁工15電焊工15船工12測量工2電工4駕駛員2吊車工4本項工程由七都大橋項目部副經理石雅清(高級工程師)主抓,施工隊長張益華,施工隊負責人錢玉官。十一、棧橋、平臺施工進度計劃表見后附表。