六排单层贝雷桁架钢管桩栈桥专项施工方案.docx
- 文档编号:12046866
- 上传时间:2023-04-16
- 格式:DOCX
- 页数:38
- 大小:233.21KB
六排单层贝雷桁架钢管桩栈桥专项施工方案.docx
《六排单层贝雷桁架钢管桩栈桥专项施工方案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《六排单层贝雷桁架钢管桩栈桥专项施工方案.docx(38页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
六排单层贝雷桁架钢管桩栈桥专项施工方案
XXXXXXXX工程
钢栈桥施工方案
编制:
审核:
审批:
XXXXXXXX工程项目部
目录
第一章概述4
1.1桥址概况4
1.1.1栈桥桥址概况4
1.1.2工程地质特征4
1.2设计依据5
1.3结构型式5
第二章栈桥及钢平台施工方法7
2.1钢管桩施工7
2.2纵、横梁及桥面系施工7
第三章结构内力计算8
3.1栈桥受力情况分析8
3.1.1计算参数8
3.1.2荷载统计9
3.1.3桥面系9
3.1.4I28a横向分配梁内力计算10
3.1.5321型贝雷梁内力验算11
3.1.6下横梁内力计算12
3.1.7一般墩(630×8mm)的验算13
3.1.7.1钢管桩入土深度13
3.1.7.2打桩设备的选择15
3.2钢平台受力情况分析15
3.2.1面板及I16分配梁16
3.2.2I28a分配梁内力计算16
3.2.3321型贝雷梁内力验算16
3.2.4下横梁内力计算17
3.2.5一般墩(630×8mm)的验算18
第四章拟投入人员、材料、机械20
4.1①号XXXX钢栈桥20
4.1.1钢便桥主要材料数量(共45m/5跨)20
4.1.2钢栈桥机械配置21
4.1.3钢栈桥人员配置21
4.2②号XXXX钢栈桥21
4.2.1钢便桥主要材料数量(共72m/8跨)21
4.2.2钢栈桥机械配置22
4.2.3钢栈桥人员配置22
4.3③号XXXX钢栈桥及钢平台22
4.3.1钢便桥主要材料数量(共198m/22跨)22
4.3.2钢平台主要材料数量(共6个)22
4.3.3机械设备配置23
4.3.4钢栈桥人员配置23
第五章安全技术措施23
第六章应急措施24
6.1抢险组组成24
6.2危险源识别25
6.3各类突发事件应急措施25
6.4应急预案演练27
6.5突发事件应急预案响应27
第七章文明施工措施28
XXXX工程(西段)第2标段钢栈桥施工方案
第一章概述
1.1桥址概况
本标段共设三座桥梁,其中跨越XXXX及XXXX均为流动水系,考虑河流不能断流,且水深较大,主线便道采用钢便桥形式,XXXX湖面较宽、水深较深,亦考虑采用钢便桥跨越。
1.1.1栈桥桥址概况
(1)XXXX桥跨越XXXX,为四幅桥,桥梁全宽85m,中间设11m宽中央分隔带。
因此在该桥桥区K2+633.149~K2+698.851范围内设置1座
号栈桥,钢栈桥设于中央分隔带中心位置,全长45m,桥南北两侧为河岸。
XXXX河道流水面宽度约为60m,水深2~3m,常年平均水位为16.52米,洪水位18.39m。
(2)XXXX桥跨越XXXX,为四幅桥,桥梁全宽85m,中间设11m宽中央分隔带。
因此在该桥桥区K7+330.16~K7+410.84范围内设置1座
号栈桥,钢便桥设于中央分隔带中心位置,全长72m,桥南北两侧为河岸。
XXXX河道流水面宽度约为70m,水深2~4m,常年平均水位为16.52米,洪水位18.39m。
(3)XXXX桥中间跨越XXXX及部分鱼塘,桥梁结构共分三联,跨径布置为(3×30)m预应力混凝土连续箱梁+(35+3×50+35)m预应力混凝土拱形连续箱梁+(3×30)m预应力混凝土连续箱梁。
高架桥为双向8车道,双幅桥布置,桥梁全宽48m,中间设5m宽中央分隔带。
现XXXX水面宽度较大,常年平均水位为15.5米,洪水位为17.0m,为方便施工,在该桥桥区K10+176.45~K10+583.55范围内架设一座
号栈桥(施工里程K10+162~360段,长198m),其余路段填筑土石便道通过。
钢栈桥设置在桥梁左侧,距离桥梁投影面外2m,钢栈桥范围内各墩台采用钢平台引入,作为灌注桩施工操作平台。
1.1.2工程地质特征
拟建场地地层自上而下主要由5个单元层组成:
(1)人工填土层(Qm1)及沟塘湖底淤泥层(Q1);
(2)第四系全新统冲积形成的一般黏性土层(Q4a1);(3)第四系上更新统冲洪积形成的老黏性土层、砂土层(Q3a1+pl);(4)、(5)白垩—下第三系(K-E)泥质粉砂岩。
根据各单元层内物理力学性质差异又可分为若干亚层。
本工程钻孔桩基础设计主要岩土参数一览表见下表。
qik(kPa)
容许承载力[fao](kPa)
极端岩石饱和单轴抗压强度标准值frk(MPa)
(1-3)淤泥
10
(2-1)粉质黏土
55
(2-2)粉质黏土
50
(2-3)黏土
45
(3-1)粉质黏土
60
(3-2)黏土
63
(3a)黏土
65
(3-3)黏土
15
(3-4)黏土
70
(3b)粉质黏土含粉细砂
75
(3c)粉细砂
57
(3-5)粉质黏土
25
(3-6)中砂夹圆砾
70
(4-1)强风化泥质粉砂岩
85
350
(4-2)中风化泥质粉砂岩
120
900
1.82
(5)中风化泥质粉砂岩
1100
8.89
1.2设计依据
(1)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
(2)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)
(3)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)
(4)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—2000)
(5)《海港水文规范》(JTJ213-98)
(6)《装配式公路钢桥多用途使用手册》
(7)《钢结构计算手册》
(8)设计地质资料
1.3结构型式
根据当地具体地质情况、水文情况和气候情况,拟建栈桥及钢平台下部结构采用钢管桩基础,上部结构采用贝雷和型钢的组合结构。
1、栈桥结构形式
钢栈桥宽6米,采用9m作为标准跨径,栈桥普通墩采用三根φ630钢管桩基础,栈桥首尾桥台设一个制动墩,制动墩采用双排6根钢管桩基础。
桩顶设双肢I40b横向承重梁,栈桥纵梁采用六排单层贝雷桁架,纵梁上铺设I28a@0.75m横向分配梁,桥面采用8mm厚花纹钢板及I16的工字钢分配梁,间距25cm,桥面两侧设钢管栏杆。
栈桥布置结构形式见下图,平、立面图见后附图。
2、钢平台
钻孔平台横向采用3根φ630钢管桩基础,纵向间距根据桩位具体位置而定,钢管桩上横向铺放双肢I40b作为承重梁,纵梁采用单层3组贝雷梁结构,贝雷梁上铺设I28a@75cm横向分配梁,分配梁上铺设I16@25cm的纵向分配梁,平台面满铺8mm花纹钢板。
根据现场墩位布置情况,每个墩位拟采用一个钢平台,共需搭设6个(0#~5#)钻孔作业平台。
平台尺寸均为48m×10m,每个小平台基础采用27根钢管桩,横向间距=4+4m。
钢平台立面及侧面布置图如下,平面布置图见后附图。
第二章栈桥及钢平台施工方法
栈桥由湖塘一侧向另一侧延伸,采用边打桩边架梁的方法施工,栈桥施工完成后,横向施工钢平台,钢平台施工方法同栈桥施工方法。
施工设备主要有振动锤、履带吊及发电机等。
考虑到施工工期因素,栈桥及平台材料均一次性投入。
2.1钢管桩施工
2.1.1钢管桩的下沉
打入钢管桩需结合桥梁的位置,对栈桥钢管桩精确定位,桩心误差不得大于5cm。
钢管桩下沉采用DZ60KS振动锤振动下沉,沉桩过程中,利用全站仪在相互垂直的纵横栈桥方向观测其垂直度,及时纠正钢管桩下沉中的偏移,直至钢管桩沉至设计标高。
水中墩钢管桩用50t履带吊停在架好的便桥上,吊运钢管就位,并吊起震动锤振动下沉钢管桩,由中间向两侧插打。
打入钢管桩时,应严格控制桩身的垂直度,确保钢管桩合理承载。
每个墩钢管桩插打完后,用设计型钢焊成剪刀架将其连接成整体,架设横向分配梁,准备架纵梁贝雷梁。
沉桩完成后,逐一测出各桩头标高,并根据各支架钢管桩顶标高计算出所需钢管桩的精确长度,直接在地面焊接接长足够长度,利用长臂吊车一次吊装焊接。
减少钢管桩接长的高空作业,既保证了施工安全与质量,加快了施工进度。
2.1.2振动沉桩的要点
(1)沉桩前先准确定出每根钢管桩的位置,并在沉桩过程中随时检查。
(2)在钢管桩上做好沉入深度标记,以便控制桩的入土深度。
(3)沉桩前应处理地面上、下障碍物。
(4)在沉桩过程中,保持振动锤的中心线与桩中心线一致。
(5)每根桩的沉桩作业须一次完成,不可中途停锤太久,以免土的摩阻力恢复,继续下沉困难。
(6)沉桩过程中,出现桩的偏移、倾斜等不正常情况,应暂停锤振,并查明原因,采取措施后方可继续沉桩。
2.2纵、横梁及桥面系施工
当钢管桩沉放完毕,就开始吊装,铺设纵、横梁工字钢及贝雷梁,具体操作如下:
(1)在钢管桩顶部,垂直栈桥方向,中心位置开槽口,用δ=12mm钢板加强钢管桩壁,安装双肢I40b横梁工字钢,并嵌固在槽口中,调整位置准确后,与钢管桩开口壁焊接,焊接时先将工字钢与钢管桩壁间满焊,再在工字钢与钢管桩间加焊三角形劲板加强。
(2)按照栈桥结构图依次安装纵向贝雷梁、横向分配梁、桥面板及附属结构施工。
贝雷梁在预拼场地拼好,利用汽车运至施工墩位处进行吊装就位,由汽车吊直接吊装就位。
安放好一组贝雷梁并确定位置无偏差后在垫梁上焊接限位器,再安装另一组贝雷梁,同时与安装好的贝雷用支撑架进行连接。
贝雷梁拼装完毕后,按图纸上设计的间距安装型钢分配梁,并焊接固定好,焊缝厚度要满足设计要求。
随后进行桥面板的安装。
根据施工需要,槽钢满铺,槽钢两端要焊牢,防止翘曲变形。
最后进行护栏安装及表面涂刷油漆工作。
(3)纵横梁吊装要求
备专业吊车操作员和吊车指挥员,保证整个吊装过程符合安全操作规程,吊装时必须有专职安全员在现场值班。
贝雷梁吊装时采用一跨单片整体吊装。
(4)焊接要求
施焊前必须清除焊接区的有害物,施焊时母材的非焊接部位严禁焊接引弧。
多层焊接宜连续施焊,应注意控制层间温度,每一层焊缝焊完后及时清理检查,清除药皮、熔渣、溢流和其他缺陷后,再焊下一层。
第三章结构内力计算
3.1栈桥受力情况分析
3.1.1计算参数
(1)桥位水文参数
桥名
目前水位
洪水位
河床平均高程
平均水深
栈桥高程
(m)
(m)
(m)
(m)
(m)
XXXX桥
16.52
18.39
14.31
2.21
18.9
XXXX桥
16.52
18.39
14.42
2.3
18.9
XXXX桥
15.5
18.01
13.80
1.7
18.0
(2)设计行车速度:
10km/h。
(3)设计荷载:
9m3砼罐车(按60T计);80t履带吊:
考虑偏载影响,验算履带荷载按照104T,履带接地尺寸4.675m×0.8m,履带中心间距4.2m。
具体布置情况见图。
车辆横向及纵向布置图
履带吊横向及纵向布置图
3.1.2荷载统计
上部结构恒载每孔:
(1)8mm花纹钢板自重:
0.628kN/m2×54m2=33.912KN
(2)纵向分配梁I16自重:
0.205kN/m×9m×25根=46.125KN
(3)横梁I28a自重:
0.434kN/m×6m/根×12根=45.72KN
(4)纵向贝雷梁自重:
5.4kN/m×9m=48.6kN
(5)桩顶分配主梁双支I40b工字钢:
73.8kg/m×2根×6m=8.856KN。
3.1.3桥面系
由于本项目桥面系8mm面板与I16焊接成框架结构,其结构稳定可靠,在此不再对面板进行计算,仅对面板主加强肋I16进行验算,其荷载分析如下:
1)自重均布荷载:
33.912KN÷25÷9+0.205=0.356kN/m(面板单根I16承受的均布荷载)。
2)施工及人群荷载:
不考虑与车辆同时作用。
3)I16断面内间距为25cm,横向分配梁间距为0.75m,其受力计算按照跨径为0.75m的连续梁进行验算。
汽车轮压:
单边车轮布置在跨中时弯距最大,车轮接地尺寸为0.5m×0.2m,每组车轮压在3根I16上,则单根I16承受的荷载按照集中力计算为250kN÷2÷3=41.7kN;
单侧履带压:
履带宽0.8m,单侧履带压在4根I16梁上(间距0.25×3=0.75m<0.8m),履带长4.675m,则单根I16受力按线性荷载计算为1040KN/2/4.675m/÷4=27.8kN/m,此线性荷载在0.75m长的范围内换算成集中荷载的大小为27.8kN/m×0.75=20.9kN<41.7kN的汽车轮压,为此对于I16梁的验算选择罐车荷载进行控制验算。
计算模型如下:
弯矩图剪力图(Mmax=5.48kN.m,Qmax=20.98kN)
选用I16,则A=26.1cm2,Wx=141cm3,I/S=13.8cm(I=1130cm4,S=80.8cm3),b=0.006m
σ=M/W=5.48kN.m×1000/141cm3=38.9Mpa<[δ]=188.5Mpa;满足强度要求。
τ=QS/Ib=20.98/0.138/0.006/1000=25.34Mpa<[τ]=85×1.3=110Mpa
(根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第1.2.10条有:
对于临时结构有1.3[σ]=145×1.3=188.5Mpa),[τ]=85×1.3=110Mpa
计算中忽略了8mm厚面板及钢框架整体分配作用,为此上述计算中是偏安全的,该桥梁面系结构设计满足临时钢结构强度刚度规范要求。
3.1.4I28a横向分配梁内力计算
单边车轮作用在跨中时,横向分配梁的弯矩最大,轮压力为简化计算可作为集中力。
荷载分析:
1)均布荷载:
(33.912+46.125)/13/6+0.434=1.46KN/m
2)施工及人群荷载:
不考虑与汽车同时作用
3)汽车轮压:
60T罐车当后车轮布置在跨中时,计算模型如下:
受力模型
弯矩、剪力图(Mmax=27.88kN.m,Qmax=100.87kN)
荷载分析:
80t履带吊轮压:
履带吊接地长度为4.675m,I28a布置间距为0.75m,则履带吊同时作用在7根I28a上,单根I28a的履带轮压为1040÷7=148.6kN小于60T罐车单轴250kN同时作用在单根I28a上,不予计算。
选用I28a则A=55.4cm2,W=508cm3,I/S=24.6cm(I=7110cm4,S=292.7cm3),b=0.0085m
σ=M/W=27.88/0.508=54.88MPa<188.5MPa
τ=QS/Ib=100.87/0.246/0.0085/1000=48.24Mpa<[τ]=85×1.3=110Mpa,满足要求。
3.1.5321型贝雷梁内力验算
分析本栈桥结构形式,计算中选取3×9m进行结构的强度、刚度及杆件稳定性的验算。
将3×9m联栈桥简化成一连续梁模型进行建模分析,分析施工荷载履带吊作用于跨中情形。
具体的荷载布置情况见本计算书开篇的“荷载分析布置图”。
贝雷梁及上均布荷载(33.912+46.125+45.72)/9+5.4=19.373KN/m
罐车荷载仅60吨,与履带吊相比,小的多,故不进行验算。
贝雷纵梁简化计算受力模型
内力电算结果(Qmax=607.13KN,Mmax=1106.14KN.m)
由力学求解器计算得最大弯矩为1106.14KN.m,最大剪力为607.13KN,单排单层贝雷的允许剪力为245.2KN,允许弯矩788.2KN.m,六片贝雷梁内力情况为:
KQ=(245.2×6)=1471.2KN>Qmax=607.13KN
KM=(788.2×6)=4729.2KN.m>Mmax=1106.14KN.m
根据计算结果可以判定贝雷梁能够满足受力要求。
3.1.6下横梁内力计算
对于下横梁受力最不利工况为:
(1)罐车的边侧行驶到桩顶时;
(2)履带吊行驶到桩顶时。
综合对比,工况
(2)比工况
(1)受力严重,为简化计算,将履带吊荷载以均布力的形式对下横梁的内力进行分析。
履带吊沿栈桥的边侧行驶到桩顶时
1)自重均布荷载:
(33.912+46.125+45.72+48.6)/2/6+0.738=15.27KN/m
2)施工及人群荷载:
不考虑与履带吊同时作用。
3)履带轮压:
Q1=1040kN/6=173.33KN/m。
当履带吊行驶到墩顶时,横梁受力最大。
受力模型
根据上面的计算分析,取Mmax=124.79kN·m,Qmax=237.67kN进行下横梁的截面设计。
选用2I40b,W=2×1140cm3=2280cm3,A=2×94.1=188.2cm2,
I/S=33.6(I=22780cm4,S=671.2cm3),b=1.25×2=2.5cm。
σ=M/W=124.79kN·m/2280cm3=54.7MPa<1.3[σ]=188.5MPa
<1.3[τ]=110MPa
满足强度及刚度要求。
3.1.7一般墩(630×8mm)的验算
3.1.7.1钢管桩入土深度
1、钢管桩受力为:
永久荷载+活动荷载:
(33.912+46.125+45.72+48.6+8.856+1.23×20×6)+1040=1370.8KN,则每根钢管桩受力为456.9KN。
(钢管桩自重按长度20米算)
根据《港口工程桩基规范》(JTJ254-98)第4.2.4条:
式中:
Qd—单桩垂直极限承载力设计值(kN);
—单桩垂直承载力分项系数,取1.45;
U—桩身截面周长(m),本处为1.979m;
—单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值(kPa);
—桩身穿过第i层土的长度(m);
—单桩极限桩端阻力标准值(kPa);
A—桩身截面面积,Φ630×8mm钢管桩A=156.326cm2;
2、XXXX桥地质资料及入土深度计算
施工区域土层摩阻力如下表:
XXXX桥土层摩阻力统计
序号
土层名称
承载力(kPa)
桩周摩阻力
(kPa)
顶面
(m)
底面高程(m)
层厚(m)
1-3
淤泥
40
10
13.6
9.4
4.2
3-1
粉质粘土
155
63
9.4
5.3
4.1
3-3
粘土
350
70
5.3
-7.8
13.1
=1/1.45×1.979×(40×4.2+63×Lx+350×0.0156)=456.9kN
Lx=2.74m
经过计算钢管桩入土深度大于6.94m就能满足承载力的要求。
综上所述,XXXX桥钢栈桥施工中,单根桩基最大用材为10.18m,各桩基具体入土深度根据现场地质及施工设备进行双控。
3、XXXX桥地质资料及入土深度计算
施工区域土层摩阻力如下表:
XXXX桥土层摩阻力统计
序号
土层名称
承载力(kPa)
桩周摩阻力
(kPa)
顶面
(m)
底面高程
(m)
层厚(m)
1-3
淤泥
40
10
13.18
12.88
0.3
2-3
粘土
75
45
12.88
11.58
1.3
3-2
粘土
195
65
11.58
7.98
3.6
3-4
粘土
420
75
7.98
-0.32
8.3
3b
粉质粘土
含粉细砂
190
57
-0.32
-12.9
12.58
=1/1.45×1.979×(10×0.3+45×1.3+65×3.6+75×Lx+420×0.0156)=456.9kN
Lx=0.44m
经过计算钢管桩入土深度大于5.64m就能满足承载力的要求。
综上所述,XXXX钢栈桥施工中,单根桩基最大用材为9.30m,各桩基具体入土深度根据现场地质及施工设备进行双控。
4、XXXX桥地质资料及入土深度计算
施工区域土层摩阻力如下表:
XXXX桥土层摩阻力统计
序号
土层名称
承载力(kPa)
桩周摩阻力
(kPa)
顶面
(m)
底面高程
(m)
层厚(m)
1-3
淤泥
40
10
15.29
11.59
3.7
2-1
粉质粘土
120
55
11.59
8.99
2.6
3b
粉质粘土
含细砂
190
75
8.99
1.89
7.1
3-5
粉质粘土
150
25
1.89
-7.51
9.4
≥1/1.45×1.979×(10×3.7+55×2.6+75×Lx+190×0.0156)=456.9kN
Lx=2.03m
经过计算钢管桩入土深度大于8.33m就能满足承载力的要求。
综上所述,XXXX钢栈桥施工中,单根桩基最大用材为8.78m,各桩基具体入土深度根据现场地质及施工设备进行双控。
3.1.7.2打桩设备的选择
本工程钢管桩基础设计中主要为Φ630×8mm,钢管桩直径适中,结合过去工程中打桩经验,对于本类型钢管桩选择DZ60KS振动锤施打。
DZ60KS振动锤性能参数见下表。
DZ60KS振动锤性能表
电机功率
(kW)
偏心力矩
N·m
偏心轴速度r/min
激振力
kN
机重
kg
30×2
310
1000
350
4360
3.2钢平台受力情况分析
钢平台的布置由于墩位上桩基位置的不同,在布置上略有差异,对最不利布置进行受力分析,即选择最大跨径进行计算。
1#墩位钢平台最大横向跨径为10.625m,横向跨径=4+4m。
3.2.1面板及I16分配梁
钢板及工字钢I16的布置与钢栈桥一样,受力也一样。
通过之前计算可知受力能够满足要求,在此不进行计算。
3.2.2I28a分配梁内力计算
I28a上部受力与钢栈桥一样在此不再赘述,下部的支撑点位发生了变化,受力模型见下图:
内力电算结果(Qmax=144.61KN,Mmax=55.42KN.m)
选用I28a则A=55.4cm2,W=508cm3,I/S=24.6cm(I=7110cm4,S=292.7cm3),b=0.85cm
σ=M/W=55.42/0.508=109.1MPa<188.2MPa
τ=QS/Ib=144.61/0.246/0.85/1000=69.16Mpa<[τ]=85×1.3=110Mpa
3.2.3321型贝雷梁内力验算
分析钢平台的布置形式,选择10.625m一跨简支梁进行分析,履带吊行驶到跨中受力最大。
均布力为:
(0.628×10×10.625+0.205×10.625×41+0.434×10×15)/10.625+5.4=26.2KN/m,受力模型见下图:
内力电算结果(Qmax=1228.35KN,Mmax=2999.77KN.m)
由力学求解器计算得最大弯矩为1106.14KN.m,最大剪力为607.13KN,单排单层贝雷的允许剪力为245.2KN,允许弯矩788.2KN.m,六片贝雷梁内力情况为:
KQ=(245.2×6)=1471.2KN>Qmax=1228.35KN
KM=(788.2×6)=4729.2KN>Mmax=2999.77KN.m
根据计算结果可以判定贝雷梁能够满足受力要求。
3.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单层 桁架 钢管 栈桥 专项 施工 方案