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杭州大桥施工平台设计及施工方案

1、主要设计依据及技术标准 2

2、施工平台总体设计 3

三、施工平台施工方案 4

1、施工平台施工工艺流程 4

DL／T 1100.3-2018 电力系统的时间同步系统 第3部分：基于数字同步网的时间同步技术规范2、施工平台施工计划 5

3、施工平台施工需投入的主要机械 6

4、施工平台施工所需人员 6

5、施工平台施工注意事项 6

6、钢管桩施工工艺 7

7、施工平台的拆除 8

四、施工平台的使用和维护 9

3、抗潮水、台风措施 9

五、施工期环境保护措施 9

1、施工人员生活污水 9

2、施工生产废水 10

六、施工平台安全措施和保障 10

七、施工平台质量控制及措施 14

八、施工平台计算书 17

2、钻孔平台计算 18

（一）使用状态下的受力计算 18

（二）台风大潮期的受力计算 36

（三）施工期间钢管桩受力计算 37

3、操作平台上部结构受力计算 41

（一）使用状态受力计算 41

（二）台风状态受力 54

（三）施工状态受力计算 54

4、辅助栈桥受力计算 54

施工平台设计及施工方案

杭新景高速延伸线（之江大桥）西端分别与建成的杭新景高速公路、国道G320、之浦路及绕城高速公路相接，东端连接彩虹大道，并与城市南北向快速通道沟通，即作为杭州市城市主骨架道路网“一环三纵五横”中一横的组成部分，又构成了杭州市城市对外交通联系的重要出入口通道。

第2合同起迄桩号K2+777～K4+700.0,起点为之江大桥桩号侧交叉墩处（6号墩），终点接彩虹大桥隧道入口（明挖段起始点处），全长1.923km。包括之江大桥东侧非通航孔桥和新浦路互通主线、左右匝道桥及路基。

第2合同共有水上桩基152根，需要打设水上平台施工，目前水上栈桥已经施工完毕。

1、主要设计依据及技术标准

1）设计依据和设计规范

（1）《之江大桥施工图设计》；

（2）《公路桥涵设计通用规范》JTGD60－2004；

（3）《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63－2007；

（4）《钢结构设计手册》（第三版）

（5）《钢结构设计规范》GB50017－2003；

（6）《海港水文规范》JTJ213－98；

（7）《港口工程荷载规范》JTJ215－98；

（8）《港口工程桩基规范》JTJ254－98；

（9）《海港工程设计手册》

（10）《公路桥涵施工技术规范》JTJ041－2000；

（11）《公路工程质量检验评定标准》JTGF80－2004。

2）组成：施工平台包括钻孔平台、操作平台和辅助栈桥三个独立的部分，其中P6、P7号墩施工平台不设置辅助栈桥。

（1）荷载：施工平台主要考虑平板车、8m3混凝土罐车、65t履带吊车的施工和通行、旋挖钻机的施工和通行，其中以旋挖钻机施工荷载和65t履带吊车施工荷载（吊重30t）最重，为施工平台设计荷载。

钻孔平台尺寸除考虑旋挖钻机施工需要外还考虑回旋钻机施工需要，其中6、7号墩钻孔平台施工还考虑到后期的承台套箱拼装和承台套箱下放的操作空间；

操作平台除考虑桩基施工时车辆通行需求外还考虑承台、墩身和箱梁施工，宽度为6m，长度和钻孔平台同长；

辅助栈桥主要考虑会车和承台、墩身、箱梁施工时放置砼输送泵等。具体尺寸见附图。

（3）标高：a、根据水文资料：按20年一遇最高水位＋7.90m设计；b、根据已搭设好的栈桥顶标高＋10.5m；c、平台标高初步定为＋10.50m。

钻孔平台尺寸上主要受各个墩位的桩位和承台尺寸影响，结构上最大受力状态为旋挖钻机施工状态，约为100t。

操作平台宽度上主要能满足旋挖钻机、履带吊、砼罐车、平板车等单项行驶和施工需要，长度和钻孔平台等长，结构上最大受力状态为65t履带吊行驶和施工或旋挖钻机行驶和施工，约为100t。

辅助栈桥宽度上主要能满足桥梁基础、下部结构和上部结构施工时，栈桥上车辆会车及浇注砼时砼输送车的停放需要，结构上最大受力和施工平台相同。

施工平台上部结构跨径在考虑主体结构需要外还考虑型钢出厂的长度，一般设置标准跨11.5m、8.5m或5.5m，以满足型钢出厂长度12m、9m、6m的需要。

施工平台下部结构管桩的型号考虑公司现有材料，考虑采用Φ600×8mm钢管桩和Φ800×10mm，对于同一平台，采用同一规格钢管桩。

2）施工平台上部结构设计

操作平台辅助栈桥上部结构从上到下依次是8mm钢板、I16工字钢、H45纵梁。辅助栈桥和施工平台不连为整体。

钻孔平台上部结构从上到下依次是8mm钢板、I25a工字钢、H50纵梁，钻孔平台与施工平台和辅助栈桥不连为整体。

施工平台护栏采用Φ48mm×2.5mm钢管、L4等边角钢和8＃槽钢组成，考虑履带吊在平台上作业时回转高度需要，护栏高度为0.9m。竖杆8＃槽钢焊接在I16工字钢上。

3）施工平台下部结构设计

施工平台采用钢管桩基础，桩基Φ600mm，壁厚8mm（桩基Φ800mm、10mm）。平台管桩外围采用圆管连接，不设置斜撑。桩顶采用双拼H45作横梁。

钢管桩地质条件主要参见ZKS14～ZKS19地质柱状图，其中ZKS14～ZKS15在P6号墩附近，ZKS16～ZKS17在7号墩附近，ZKS18～ZKS19在8号墩附近。

1、施工平台施工工艺流程

根据工程现场施工条件，结合下部结构施工方案，施工平台流程如下：

考虑整体施工计划紧，开钻时间为2010年4月底，计划2010年4月10前开始打设平台，平台考虑周转使用，前期先投入1套设备，1个班组，4月份计划先搭设2个施工平台，待旋挖钻机施工顺利后，再相应地加快施工平台投入，具体施工工期视桩基施工工期而定。

3、施工平台施工需投入的主要机械

4、施工平台施工所需人员

施工平台施工人员数量表

5、施工平台施工注意事项

1）钢管桩施工中的注意事项

施工平台施工前先进行技术和安全交底、使每个操作人员明白施工平台设计意图和注意事项，也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，在确保工程质量的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严格按图纸施工，在监理及相关质检人员的监督下进行检验。

2）钢管桩的连接注意事项

为加快施工进度，计划在每步工序投入两个按组不间断进行施工，按8小时工作制进行两班倒。钢管桩施打完成后，应立即进行钢管桩的横向连接，焊接型钢平联，夜间时应提前进行照明设施的安装，并设置一定数量的安全警示灯标志，防止过往船只碰撞。在涨潮及落潮的时间间隔内所有的施工应停止进行，并确保已经施工完的钢管桩进行连接固定，防止在潮水的破坏作用下，钢管桩在河床位置折断。

3）潮水及台风影响作用下的注意事项

在施工水域范围内，以适当的距离立水尺，注意观察潮汐变化。考虑到潮水影响，为确保工程施工的安全，在大的潮水来临前1小时，停止一切作业并尽快撤离到安全区域躲避潮水。

如果受到台风的袭击，尽早撤离所有施工机械和作业人员到安全区域，已经施工完成的采取一定的措施保证安全过度。

4）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。

1）钢管桩的加工与制作

卷制钢管桩的钢板，符合设计及规范要求，在厂家加工，每节长度为12m。

钢管桩构件运输最大长度为12.0m，利用挂车运至施工现场。

3）振动钢管桩施工方法

振动钢管桩采用履带吊车配合振动锤施打，履带吊停放在已施工完成的平台面，吊装悬臂导向架，利用悬臂导向支架精确打入栈桥基础钢管桩，在沉桩时测量人员用2台全站仪同时对桩的平面位置和横纵桥向垂直度进行测量控制。

沉桩应符合以下要求，单排桩50mm以内；桩顶标高：±10cm；桩身垂直度：1％。

确定桩位与桩的垂直度满足要求后，开动振动锤振动，在振动过程中不断的检测桩位与桩的垂直度，发现偏差及时纠正。每根桩的下沉确保一气呵成，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。桩顶铺设好主梁、分配梁和面板后，履带吊前移，进行插打下一孔钢管桩。按此方法，循序渐进的施工。

4）振动锤施工要点及注意事项

a．振动开始时，可吊装振动锤和夹具与桩顶连接牢固，先利用桩的自重下沉，然后，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，即认可合格，施工过程中采用贯入度法进行控制。注意沉桩过程中严密注视钢管桩的锤击下沉速度，若在沉桩过程中出现急速下沉，或无法下沉到设计标高时，综合考虑各种因素并报告项目部分析情况予以处理。

b．每根桩的下沉一气呵成，不可中途间歇时间过长，过长则振动锤部件易遭破坏。振动的持续时间长短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。

c．振动锤与桩头法兰盘连接螺栓必须拧紧，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；在振动锤振动过程中，如发现桩顶有局部变形或损坏，及时恢复。

d．悬臂导向架固定好，以便打桩时稳定桩身；桩在导向架上不能钳制过死，更不允许施打时，导向架发生位移或转动，使桩身产生超过许可的拉力或扭矩。

e．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，及时牵引校正，每振1～2min暂停以下，并校正钢管桩一次。设备全部准备好后振动锤方可插打钢管桩。

f．钢管桩之间的连接采用满焊，各加劲板也采用满焊并符合设计的焊缝厚度要求，经现场技术人员检查钢管桩连接焊缝质量合格后方可打设钢管桩。

钻孔平台在桩基施工完后拆除，操作平台和辅助栈桥在上部结构施工完后拆除。平台的拆除工作同平台的搭设工作顺序基本相反，依次拆除桥面附属设施、桥面板、分配梁、主梁、桩顶分配梁及钢管桩，拆除方法基本与搭设方法相同，但同时要注意的是在钢管桩基础拆除时，采用履带吊机配合振动锤分段拆除，如果一次性拔出，则履带吊要停放在合适的位置，算好履带吊的操作半径，是钢管桩的第一落地点和最后下放点之间的距离在履带吊的操作半径之内。

平台拆除利用栈桥外用材料，在拆除过程中要注意对周围水域的保护，防止造成过度污染。

四、施工平台的使用和维护

施工平台钢管桩局部冲刷按照3.0m考虑。平台四周设有工字钢平联，以提高整体稳定性。在施工和使用阶段，派专人负责测量各墩位处冲刷深度，需要时采取抛石、抛砂袋等措施进行冲刷防护，以确保品平台整体稳定及钢管桩的入土深度。

1）在平台沿线设置警示标志，警示灯于每个平台上游设置2个，每个栏杆上挂设2个救生圈，平台护栏的竖杆、扶手横杆刷上红白相间的警示反光油漆，保证船舶夜间航行安全。平台钢管桩露在水面以上部分涂刷醒目的警示反光面漆，防止江上作业其他船只航行时对钢管桩的碰撞。

2）与海事局、航运部门保持密切联系，提前通报水上施工安排，争取航运部分的配合支持，设置临时辅助航道、灯标，配交通巡逻艇，加强警戒，维护船舶航行安全和施工船舶作业安全。

平台一周采用钢管桩平联连接，桩顶型钢横梁与钢管桩施焊固结成整体钢架。

五、施工期环境保护措施

因为平台打设过程中驻地建设还没开始，施工人员主要以租房为主。生活污水可以不考虑，但必须对施工人员加强管理和环保意识教育。

1）对施工机械、车辆维修、冲洗含油废水设置隔油池处理；各类施工生活废水处理达标后排入市政管网。

2）施工中产生的废油和其他固体废物不得堆放在水体旁，要及时清运。

3）在水体附近不堆放有害物质的建材。

六、施工平台安全措施和保障

平台施工受水上作业、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，确保平台施工安全。

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，严格按规范操作，并安排平台施工中专职技术员现场跟踪监督施工方案的落实。

2）项目部安全科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）起重作业安全操作规程。

（1）操作人员必须具备相关资质执证上岗，熟悉本机性能、安全操作使用方法和日常维护保养规定；

（2）作业时，起重臂的最大仰角不得超过出厂规定；

（3）起重机变富应缓慢平稳，严禁在起重臂未稳定前变换档位；起重机荷载达到额定起重量的90％及以上时，严禁下降起重臂；

（4）在起吊荷载达到额定起重量的90％及以上时，升降动作应慢速进行，并严禁同时进行两种及以上动作；

（5）起吊重物时应先稍微离地面试吊，当确认重物已挂牢，起重机的稳定性和制动器的可靠性均良好，再继续起吊；

（6）当起重机需带载行走时，荷载不得超过允许起重量的70％，行走道路应坚实平整，重物应在起重机正前方向，重物离地面不得大于500mm，并应栓好拉绳，缓慢行驶。严禁长距离戴载行驶。

（7）起重机行走时，转弯不应过急，当转弯半径过小时，应分次转弯，当路面凹凸不平时，不得转弯；

（8）起重机上下坡时应无载行走，上坡时应将起重臂仰角适当放小，下坡时应将起重臂仰角适当放大。严禁下坡空档滑行。

（9）作业后，起重臂应转至顺风方向，并降至40～60度之间，吊钩应提升到接近顶端的位置。

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）定期组织平台施工安全检查，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。

6）配备足够的安全设施，在平台护栏上设置警示标识标牌及夜晚警示灯光，在栈桥桥头设置保安室，配备一名安全员和一名民工24小时职守和巡视。

7）建立健全安全保证体系，通过体系保证安全，本项目安保体系详见《施工平台施工安全保证体系》。

8）气割时要注意风向，不要引风作业。

9）电焊时要戴防护眼罩。

（1）施工用电系统的安装必须遵循《施工现场淋湿用电安全技术规范》的要求；

（2）施工现场布线、接电等必须由执证上岗专业电工负责；

（3）操作人员应思想集中，电器线路在未经测电笔确定无电前，应一律视为“有电”，不可用手触摸，不许带电进行作业；

（4）工作前应详细检查自己所用工具是否安全可靠，穿戴好必须的防护、救身用品，以防工作时发生意外；

（5）维修线路要采取必要的措施，在配电箱开关手把上或线路上悬挂“有人工作、禁止合闸”的警告牌，防止他人中途送电。完工后，送电前必须认真检查，收拾好工具，撤离人员，拆除警告牌，方能送电；

（6）应对施工现场所有电线、用电设备进行巡回检查，对外路线头、绝缘护套破损、接线端头松动等及时进行包扎、并进行多余电线、废物等清场、以防发生触电；

（7）电源装置跳闸时，一定要查明原因，维修故障后才能合闸；

（8）发生火警、设备用电故障时，应立即切断电源，用干粉灭火器或黄砂补救，严禁用水补救。

11）水上作业安全操作

（1）水上施工的人员防护。进入施工现场必须戴好安全帽和其它个人劳动保护用品，另还应配备好救生圈及救生衣。

（2）水上施工设备。在水面上进行打桩，安装等工作时，配备救生圈，个人要穿救生衣。

（3）工作平台。平台的四周要设栏杆和安全网。

施工平台施工安全保证体系

七、施工平台质量控制及措施

平台为大型临时施工设施，其中钻孔平台承担大桥的桩基施工，施工平台和辅助栈桥承担桩基、下部结构和上部结构施工，使用时间长，受钱塘江水、潮汐影响严重；因此，在平台搭设过程中，质量控制就显得格外重要。平台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。

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。

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，平台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。因此，针对平台施工，项目部制订了严密的质量保证体系，以确保栈桥质量安全。详见后附《平台施工质量保证体系》。

5）加强平台钢管桩之间的平联，对于深水区和平台钢管桩除了以上平联外，钻孔平台和桩基钢护筒相连，使它们连成一个整体，增加安全储备。

6）主梁与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）平台禁止船撞及停靠，设置相应的禁止标记，并派专人监督。

8）测量人员定期观测平台桩位处海床面冲刷，特别是汛期和台风过后，冲刷至限界前及时抛填防护。

9）平台拆除应从上至下逐段、逐根解除约束，逐个吊离，不得同时解除多个约束，以保证平台稳定。

10）配备专人检查平台上搁置的漂流物，并及时清除。

两孔相邻横梁中心线相对偏位

水准仪：每管桩1处，每横梁2处

测力扳手：检查5％，且不小于5个

施工平台质量保证体系框图

（1）旋挖钻机移动荷载77t（型号和参数表见附表），施工荷载100t。

ZR280旋挖钻机主要性能参数

（2）风荷载：按10年一遇风速为22.2m/s。

（3）水流力：按涨潮最大流速2.3m/s。

（4）涌潮压力：23KN/m2。

（5）施工平台设计车速：15km/h。

动载系数：车行荷载的冲击系数取1.1。

（6）25t汽车吊和砼罐车的荷载（见后面）

（7）主要计算内容包括：

计算分施工平台施工状态、使用状态、台风大潮状态三种状态，具体荷载工况如下表。

（一）使用状态下的受力计算

钻孔平台使用状态下分成旋挖钻机移动时的组合荷载和旋挖钻机钻孔时的组合荷载。

一）钻孔平台移动荷载状态的工况为：旋挖钻机的移动荷载＋自重。

1）钻孔平台上部结构受力计算

（2）I25a工字钢组合应力图

（3）HN500纵梁组合应力图

（4）双拼HN45组合应力图

（7）HN50剪应力图

（8）双拼HN45剪应力图

（9）I25a工字钢位移图

（10）HN50位移图

（11）双拼HN45位移图

平台上部结构计算利用结构计算软件MIDAS/CIVIL进行，主梁采用连续梁计算，横梁采用连续梁计算。计算结果如下：

77t旋挖钻机移动荷载和平台自重组合

根据midas计算结果，钢管桩最大竖向反力为449.2KN。

二）钻孔平台旋挖钻机施工状态的工况为：旋挖钻机的工作荷载＋自重。

具体计算结构见midas图例：

1）钻孔平台上部结构受力计算

（2）I25a工字钢组合应力图

（3）HN500纵梁组合应力图

（4）双拼HN45组合应力图

（7）HN50剪应力图

（8）双拼HN45剪应力图

（9）I25a工字钢位移图

（10）HN50位移图

（11）双拼HN45位移图

平台上部结构计算利用结构计算软件MIDAS/CIVIL进行，主梁采用简支梁计算，横梁采用连续梁计算。计算结果如下：

77t旋挖钻机施工总荷载＋平台自重组合

2）钻孔平台钢管桩竖向承载力和入土深度计算

（1）钢管桩承载力计算

根据midas计算结果，钢管桩最大竖向反力为624KN。

（2）钢管桩入土深度计算

以P8号墩管桩入土深度计算为例。取地质柱状图ZKS18（P8号墩附近）算：

ZKS18柱状图显示地层依次是：粉土①层厚4.60m，粉土②层厚12.60m，淤泥质粉质厚10.50m；粉质粘土厚7m。地层的桩周土摩阻力依次为25KPa、30KPa、16KPa，20KPa

已知桩径φ60cm=0.6m和φ80cm=0.8m，冲刷考虑3m。

根据公式：
，临时结构安全系数取1.5。

624KN=1/1.5｛75.4+712+1.884×L×16｝

要求桩入淤泥质粉质地层深度L=4.9m。

GB／T30428.8-2020标准下载则桩入土总长为：4.6＋12.6＋4.9=22.1m。

钻孔平台钢管桩顶标高为9.3m，海床面标高为+1.46m,则总长为（9.3－1.46）+22.1＝30m。

624＝1/1.5(100.5+2.512×L×30)

要求桩入粉土②地层深度L=11m

则桩入土总长为：4.6＋11=15.6m。

钻孔平台钢管桩顶标高为9.3mGB T 50600-2010标准下载，海床面标高为+1.46m,则总长为（9.3－1.46）+15.6＝24m。

同理算得其他墩号的管桩入土深度，具体见下表：