水上栈桥与施工平台施工方案要点.pdf
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1、目录 一、 工程概况. 1 二、 施工时间. 2 三、 钢栈桥及钢平台施工 2 四、 钢栈桥及平台架设. 10 五、 钢栈桥、钢平台验收 12 六、 钢栈桥受力计算 . 13 七、 安全保证措施 26 八、 人员、材料、机械设备投入一览表 27 青岛路桥建设集团有限公司水上钢栈桥与钢平台专项施工方案 1 惠澳高速西枝江大桥 水上钢栈桥与钢平台专项施工方案 一、工程概况 西枝江大桥长湖岸位于马安镇双寮村,澳头岸位于三栋镇沙澳 村外江元组,横跨西枝江,大桥两岸分布有G324国道、惠澳大道及 众多乡村简易公路,交通网络发达,交通条件便利。 桥位区为西枝江冲积平原地貌,地形平坦,小河两岸地面高程 12
2、.614.8 米。西枝江河床开阔平坦, 勘察期间河水水位为11.38 11.4 米。 该桥为整体式桥梁,全长870 米,上部构造为1330m先简支 后连续小箱梁 +42+60+42m悬浇连续箱梁 +1130m先简支后连续小箱 梁,下部构造采用柱式台配桩基础、柱式墩配桩基础,该桥桩基础全 部按钻孔灌注桩设计。本桥主桥平面位于直线段内。 (一)水系 西枝江地处莲花山脉,是东江一级支流,发源于紫金县竹坳, 自上有杨梅水、小沥河、安墩水、楼下水、白花河、梁化河及淡水 河等集水面积超过100Km 2 的直流汇入,于惠州市东新桥下注入东江, 全长 176Km 。 (二)气象、水文条件 惠州市地处低纬度地区
3、,属南亚热带季风气候区,高温、多 雨、湿润、具有明显的干、湿季节。据惠阳站雨量统计,多年平均 降雨量 166.0mm ,最大年降雨量 2296.3mm (1951 年) ,最小年降雨量 696.6mm (1963 年) 。49 月是暴雨较为集中的季节,约占全年暴雨 青岛路桥建设集团有限公司水上钢栈桥与钢平台专项施工方案 2 日数的 88.7%,又恰是连续暴雨,常引起山洪暴发,河水泛滥,毁坏 房屋和农作物。 (三)地质条件 根据区域地质资料和本次勘察成果,桥位区无断裂构造分布; 地表覆盖层为粉质黏土、粉砂、细砂及粗砂等,基岩主要为砂岩、 砾岩及其互层,岩层稳定。桥位区地表水、地下水对桥梁基础开挖
4、 影响较大;桥位处地下水、地表水对混凝土无腐蚀作用。 二、施工时间 钢栈桥、钢平台计划 2010年 11 月 30 日开始施工, 2011年 2 月 30 日完工,共计 90 天。 三、钢栈桥及钢平台施工 本工程主桥共有28 个墩,其中 6#20#共 15 个墩位于西枝江 河堤内,其中11#17#共 7 个墩位于水中,其余8 个墩在两边的河 岸上,惠州岸 3 个,澳头岸 5 个。 根据现场施工条件, 西枝江河堤内岸上墩拟采用筑岛的方式搭设 便道和施工平台, 水中墩搭设钢栈桥作为施工便道,搭设钢平台作为 施工平台。 14#15#墩之间 60m不搭设钢栈桥留作通航水道。 根据桩基础及承台的布置情况
5、,对筑岛、钢栈桥及钢平台分述如 下: (一) 、筑岛布设 从两岸河堤用砂石铺一条宽6.5 米的便道至河岸边,然后根据 青岛路桥建设集团有限公司水上钢栈桥与钢平台专项施工方案 3 各墩位的布置情况用砂石筑施工平台与便道相连。具体见主桥钢栈 桥、钢平台总体布置图 (二) 、钢栈桥布设 从西枝江两岸分别布置钢栈桥至14#、15#墩,14#15#墩之 间 60 米不设钢栈桥留作通航水道。具体见具体见主桥钢栈桥、钢 平台总体布置图 钢栈桥采用 6308mm 的钢管桩作支承桩。 钢管桩的纵向布置中心 间距 12.0m,桩横向中心间距3.5 米。钢管桩顶横向连接采用2I25b 工字钢,长度 5.0 米。在
6、2I25b 工字钢顶布设两组贝雷片,贝雷片中 心间距 3.5 米。贝雷片顶纵向均布20b 工字钢,间距0.75 米。20b 工字钢顶横向满铺16#槽钢。具体如图02、03 青岛路桥建设集团有限公司水上钢栈桥与钢平台专项施工方案 4 图 02 图 03 青岛路桥建设集团有限公司水上钢栈桥与钢平台专项施工方案 5 (三) 、钢平台置设 根据桩基、承台及系梁的平面布置, 分别在 14#、 15#墩搭设 12.5 7.5m 钢平台,在 13#、16#墩,搭设 11.73.8m 的钢平台, 在 11#、 12#、17#墩,搭设 11.83.5m 的钢平台。用以施工桩基础及下部结 构的作业平台。 钢平台
7、13#、 16#墩采用 5308mm 的钢管桩作支承桩, 11#、 12#、 14#、15#、17#墩采用 4306mm 的钢管桩作支承桩;桩顶采用I45b 工字钢横梁,横梁顶均布 30b工字钢,间距 0.75米。 平台面板采用 6 8mm 厚防滑钢板。具体见图04、05、06。 图 04 青岛路桥建设集团有限公司水上钢栈桥与钢平台专项施工方案 6 图 05 青岛路桥建设集团有限公司水上钢栈桥与钢平台专项施工方案 7 图 06 (四) 、钢管桩桩基施工 钢管桩采用吊船配振动锤进行打设。 1、振动锤的选择 (1)振动锤应具有必要的起振力P0 P00.6F F- 桩土之间摩阻力,根据栈桥计算书,F
8、按 400KN考虑。则 P0 240KN (2)振动体系应具有必要的振幅 振动沉桩时,只有当振动锤使桩发生振动的必要振幅A0使振动力 大于桩周土的瞬间全部弹性压力,并使桩端处产生大于桩端地基的某 青岛路桥建设集团有限公司水上钢栈桥与钢平台专项施工方案 8 种破坏力时,桩才能下沉。 A0= 0.8N+1 A0=N/12.5 N- 标准贯入击数。 按上两式计算取平均值,即可求出A0 值。 桩下沉所必须的振幅为715mm 。 (3)振动锤应具的必要频率 振动沉桩时,只有当振动锤的频率n 大于自重作用下桩能够自由 下沉时振动频率n0时,桩才能沉入预定的设计标高。 (4)振动锤应具有必要的偏心力矩 振动
9、锤的偏心力矩KA0相当于冲击锤的垂参数。因此,偏心力矩 愈大,就愈能将更重的桩沉入至更应的土层中去。 必要的偏心力矩KA0=A0 (QB+GP) (KN.cm ) A0- 振动锤的必要振幅,如前所述; QB- 振动锤重量,本工程按60KN 。 GP- 桩的重量,本工程最长桩重70KN 。 (5)振动体系应具有降要的重量QB+GP 振动沉桩时,振动体系必须具有克服桩尖处土层阻力的必要的重 量。 (6)振动锤应具有必要的振动力FV FV=0.04n 2M(KN) 另外,在选定振动锤时,还应根据桩径与长度,考虑以下一定时 间完成的打入为宜。 2、振动沉桩施工要点 青岛路桥建设集团有限公司水上钢栈桥与
10、钢平台专项施工方案 9 (1)振动锤:选择 45KW 振动锤初打, 60KW 振动锤补打。 (2)接桩:钢管桩的连接采用外拼及接头对接焊连接,对外拼 板均匀布置 6 块,管桩对接时要保证管口平整、密贴。焊条采用国产 J502,焊缝厚度应满足要求。应严格控制焊接质量,焊接强度不小于 主材强度。钢管桩对接必须顺直,顺直度允许偏差0.5%。 (3)开始沉桩时宜用自重下沉,待桩身有足够稳定性后,再采 用振动下沉。 (4)桩帽或夹桩器必须夹紧桩头,以免滑动降低沉桩效率、损 坏机具。 (5)夹桩器及桩头应有足够夹持面积,以免损坏桩头。 (6)沉桩过程中应控制振动锤连续作业时间,以免因时间过长 而造成振动锤
11、损坏。 (7)每根桩的沉桩作业,须一次完成,不可中途停顿过久,以 免土的摩阻力恢复,继续下沉困难。 3、停锤控制标准 振动沉桩的停锤标准, 应以通过度桩验证的桩尖标高控制为主, 以最终贯入度作为校核。如果桩尖已达标高而最终贯入度相差较大 时,则应查明原因,研究后另行确定。 采用桩尖标高和贯入度双控的方法作为确定停锤标准。 本工程最终贯入度(最后连续三次振锤一分钟)按3cm/min 控 制或通过试桩确定贯入度控制标准。 4、出现异常情况的处理。 振动沉桩过程中,出现桩的偏移、倾斜或回弹(严重时),以及 其他不正常情况时, 均应暂停,并查明原因,采取措施方可继续沉桩。 青岛路桥建设集团有限公司水上
12、钢栈桥与钢平台专项施工方案 10 5、测量控制 根据坐标定出桩基的纵横中心线。 施工中测量控制应注意下述几点: (1)打一根桩复核一根,做好测量记录。 (2)测量人员应对桩的就位, 垂直度和打设标高进行监测,确保施 工精度。 (3)沉桩完成后, 测量人员应根据轴线测出桩的平面偏位值,认真 做好记录。栈桥施工总的测量工作归纳为:a、桩位测量; b、 贯入度观测。 (4)贝雷桁架定位测量及复测。 (5)贝雷架挠度观测。 6、沉桩容许偏差 垂直度: 1% 桩位:纵桥向 40mm ,横桥向 50mm 。 四、钢栈桥及平台架设 (一) 、钢栈桥的架设 1、钢管的打入应在栈桥的同一直线上,钢管桩打入后,由
13、测量 人员测出钢管桩顶标高,割去多余的钢管桩,并在钢管桩上割槽,槽 的大小应比 2I25 宽度宽 23cm 。工字钢底与管桩接触处应焊接,同 时应采用开槽割除的钢管加工成10cm宽(长度根据需要定)加劲环 板把工字钢与钢管焊接定位,每根钢管焊 4 根四块加劲环板。 在钢管 桩的槽口上栈桥横向架设5 米长 2I25 工字钢。 2 、横梁 2I25b 工字钢架设好后,在工字钢横梁上纵桥向设两 青岛路桥建设集团有限公司水上钢栈桥与钢平台专项施工方案 11 组贝雷片,贝雷片横桥向间距3.5m。贝雷片与 2I25b 工字钢之间采 用槽钢 10 固定。 3、贝雷片顶顺桥向按0.75 米的间距均布 I20b
14、 。 4、I20 工字钢顶横桥向满铺槽钢16,槽钢16 倒扣在 I20 工字 钢上。 (二)钢平台的架设 1、在钢管桩打好后,应把握好低潮位时间,采用剪刀撑和水平 撑加固钢管桩,水平撑和剪刀撑采用10 ,交叉点焊接,撑与钢管桩 采用钢板连接。与钢管桩焊接之前,应将钢管桩焊接处除锈。而且撑 尽量在两条钢管桩的中心线上,以最大限度的达到受力要求。钢管桩 开槽与栈桥钢管相同, 工字钢需要搭接位置的管桩开槽要能放置一根 I45b。其余与栈桥的要求一致。 2、在 I45b 上铺设 I30b ,间距为 0.75m,铺设工字钢时考虑桩基 的施工顺序, 可以预留部分钢护筒的位置,其余的在以后施工中再逐 渐拆除
15、护筒位置的工字钢。铺设好工字钢后必须马上进行加固。 3、在 I30b 工字钢上铺设防滑钢板,平台的面板采用68mm 的 钢板,钢板利用船吊安装,钢板边与工字钢要全面焊接,确保焊接强 度达到要求。横向和纵向相邻两块钢板之间应间隔3cm ,保证满足热 胀冷缩的要求, 钢板的纵向边必须与槽钢焊接, 在此处需要增加一 根槽钢,其余的槽钢布置不能改变。 栈桥和平台搭设完毕后,设置安全护栏,护栏高度为1.2m,立 杆的间距为 2m , 立杆焊接在工字钢上,立杆及扶手均采用 483.5mm 钢管,扶手与桥面之间设置两道16 圆钢。 青岛路桥建设集团有限公司水上钢栈桥与钢平台专项施工方案 12 五、钢栈桥、钢
16、平台验收 钢栈桥、钢平台验收从以下几方面考虑: (一) 、安全性、稳定性 从下到上开始检查: 1、检查钢管桩打入记录,看打入深度是否满足要求。每根钢管桩 入土深度需大于3.5 米; 2、检查钢管桩顶横梁工字钢225b 与钢管桩之间的连接钢板焊 接是否牢固,焊脚高度大于6mm ,焊缝长度大于 10cm ; 3、检查钢管桩顶横梁工字钢225b 与纵梁贝雷梁之间的固定槽 钢10 是否在每个钢管桩墩顶位置都进行了固定,槽钢与槽钢之 间, 槽钢与横梁工字钢225b之间所有接触部位是否都进行了 满焊,焊缝质量是否满足要求。焊缝要求饱满,焊脚高度大于 6mm ,不能有焊渣、气空之类的情况。 4、检查纵梁贝雷
17、梁与纵向均布工字钢20b 之间每根是否都进行 了卡扣连接,卡扣连接是否牢固。 5、检查纵向均布工字钢 20b与纵向满铺槽钢 16之间是否进行了 点焊,是否有漏点的情况。 6、检查钢平台钢管桩打入记录,看打入深度是否满足要求。每根 钢管桩入土深度需大于3.5 米; 7、检查钢管桩顶横梁工字钢45b 与钢管桩之间的连接钢板焊接 是否牢固,焊脚高度大于6mm ,焊缝长度大于10cm ; 8、检查钢管桩顶横梁工字钢45b 与顶部均布工字钢之间30b 的点焊接是否牢固; 青岛路桥建设集团有限公司水上钢栈桥与钢平台专项施工方案 13 9、检查各槽钢斜撑与钢管桩之间焊接是否牢固,要求满焊,焊缝 饱满,焊脚高
18、度大于6mm ,不能有焊渣、气空之类的情况。 10、 检查贝雷梁斜撑与贝雷梁之间的螺栓连接是否牢固。 11、 钢栈桥成桥后,用 50T重车在栈桥上来回走两趟, 测量观测变形。 水平摇摆幅度不能大于左右各2cm;跨中最大饶度必须小于 L/400,即 1200/400=3cm 。 (二) 、使用性 1、检查栈桥桥面宽度是否能满足过车和堆放材料要求;栈桥桥面 宽度为 6 米; 2、钢平台顶面宽度必须大于4 米,即钻机宽度2 米,每边 1 米工 作宽度。 六、钢栈桥受力计算 (一) 、便桥结构简介 便桥结构见附图,便桥采用钢管桩基础,每排采用2 根直径为 630mm的钢管组成,钢管桩顶嵌入225b 工
19、字钢作为横梁,横梁上 纵桥向布置两组150cm 高公路装配式贝雷桁架主梁,每组两片贝雷 桁架采用 90cm 宽花架连接。贝雷桁架上横铺20b 工字钢分布梁, 分布梁间距为 75cm,分布梁顶沿顺桥向铺设16 槽钢桥面板。 (二) 、便桥各主要部件的应力计算 便桥受力计算采用50T 的重车进行验算, 前轴每个取 5T,每 个后轴取 20T,取后轴进行验算,在便桥横桥向分布如下,取最不利 位置: 青岛路桥建设集团有限公司水上钢栈桥与钢平台专项施工方案 14 q=200Kg/cmq=200Kg/cm 各主要部位受力,从下到上计算如下: 1、贝雷桁架纵梁受力计算 根据下面对横向分布 20b工字钢梁的受
20、力计算可以得知,两组 贝雷桁架中的外侧贝雷片总有一片承受上拔力,贝雷片的受力极不均 匀,取受竖直向下的最大荷载计算,单片贝雷架承受的最大荷载为 70402=14080Kg(重车有两个后轴 ),按简支梁计算, 贝雷架的跨中弯矩最大值Mmax=14.0812/4=42.24t.m,单片贝雷 片容许弯矩为 78.8 t.m,所以贝雷桁架纵梁的受力能满足需要。注:贝 雷片容许应力取值,取至桥涵下册页 单片贝雷片的抗剪能力为24.5t,通过下面对横向分布I20b 工字 钢的受力计算知其最大支座反力为8645Kg,两个重轴,此时贝雷片 相当于在跨中作用86452=17290Kg 的集中力,显然贝雷片的剪力
21、 等于 8645Kg,小于该值 24.5t,贝雷片抗剪能够满足要求。 2、钢管桩上横梁受力计算 横梁支撑在钢管桩上,其支点距离为350cm,按简支梁计算,其 计算简图如下: 青岛路桥建设集团有限公司水上钢栈桥与钢平台专项施工方案 15 PPPP 先计算 P 的值: P=6m 贝雷桁架重量及桥面系总重的1/8+后轴总重的 1/4 =约 2000Kg+10000=12000Kg 采用清华大学结构力学求解器求得该梁的弯矩图如下: 最大弯矩 Mmax数值为 540000Kg.cm max= W max M = 2.4222 540000 x =639.5Kg/cm 2=63.95MPaf=215Mpa
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