h型钢组成简支梁格体系栈桥施工方案方案比选 受力计算.docx
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h型钢组成简支梁格体系栈桥施工方案方案比选受力计算
第一章3号桥工程概况....................................................2
第二章钢栈桥施工方案及方法.............................................7
2.1编制的依据和原则.....................................................7
2.2钢栈桥构造概况.......................................................7
2.3钢栈桥平纵断面设计....................................................8
2.4钢栈桥施工工艺流程....................................................9
2.5钢栈桥施工工艺.......................................................9
2.6钢栈桥施工工期安排...................................................11
第三章钢梁的运输及吊装施工方案.........................................11
3.1施工准备............................................................13
3.2钢梁的运输方案.......................................................14
3.3钢梁运输及吊装的步骤.................................................14
3.4钢梁的吊装顺序.......................................................14
3.5钢梁的吊装就位方案...................................................15
第四章钢栈桥拆卸......................................................17
第五章安全、质量保证措施...............................................17
第六章工程监测........................................................29
第七章人员、材料、机械设备投入一览表...................................32
第八章钢栈桥受力计算..................................................34
8.1钢栈桥的验算........................................................34
8.1.1、钢栈桥设计概况:
..................................................34
8.1.2、基本荷载.........................................................34
8.1.3构件内力计算与设计..................................................35
8.1.4钢管桩验算.........................................................39
第一章3号桥工程概况
1.1工程概述
XX桥位于广州市XX新城XX岛西北角,跨越XXXX岛北叉河,连接XX新城与XX岛,桥梁平面上呈弧形布置。
3号桥全长114米,共8跨,跨径组合为2×15+6×14米,桥梁全宽63.0米,净宽59米。
桥梁北侧桥头跨越北堤岸,与道路顺接;南岸与XX岛新建结构相连,并支撑在新建结构的牛腿上。
桥梁立面由南往北设单向4.6%的纵坡(下坡),横向暂不设横坡。
上部结构设计采用由纵横向H型钢组成的简支梁格体系,其中纵梁采用700×300mm的窄翼缘H型钢,纵梁间距为80cm,每片纵梁下设橡胶支座支撑在钢盖梁上;横梁采用500×200mm的窄翼缘H型钢,横梁间距为100cm,两片纵梁之间用钢板连接,形成桥面板,钢板下设纵横向加劲肋。
下部结构设计:
Z2轴采用钻孔桩基础,桥墩采用80×80cm混凝土方柱墩,上接70cm厚盖梁;Z3轴基础采用双排钻孔桩基础,桥墩采用Φ820×16mm钢管墩,墩顶采用钢盖梁与上部结构相连;Z4~Z8轴采用Φ820×16mm钢管桩,平均桩长17.32m,全桥共计116根钢管桩,钢管桩内浇筑C20素混凝土;Z9轴为桥台,采用双排钻孔桩基础,桥台采用薄壁式桥台。
附图1:
XX桥桥梁平面布置图
附图2:
XX桥主梁设计图
1.2地形、地貌
场地北临临江大道,南临XX岛。
处于剥蚀残丘与XX三角洲平原过渡地带,地势平坦,陆地地面标高8~10m,属XX三角洲冲积平原地貌,地势较低洼、平坦。
1.3水文条件
本工程桥梁跨越XXXX岛北叉河,宽约63米,XX北叉河常水位5.84米。
1.4地质条件
场地地下水主要以上层滞水、孔隙潜水、基岩隙水的型式存在,赋存于第四系土层和基岩中,淤泥、粉质粘土(粘土)渗透性能差,属微弱含水层或相对近似隔水层;砂层是主要的富水层位;基岩裂隙主要为风化裂隙;强风化、中等风化岩风化裂隙发育,渗透性能相对较好,其补给主要为基岩侧向补给,地下水量的大小与岩石破碎程度、裂隙大小和连通程度有关;表层杂填土,雨季时含有上层滞水。
地下水主要由大气降水、XX江水补给。
XX两岸受XX江水涨落潮影响,地下水位有变化。
XX水域段,河床底1.5~2.5米积淤,其下为粉质粘土及泥质粉砂岩。
XX岩土层按其成因分为:
1、淤泥层:
约2米左右;2、粘土层为原岩风化残积土,约1米左右;3、泥质粉砂岩(强风化、中风化)岩面较高,地表下9~10米左右。
1.5主要工程数量
XX桥桥梁工程主要工程数量表
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
钢管桩
t
767
2
Φ1000mm钻孔灌注桩
m3
885
3
钢管桩内C20素混凝土
m3
1170
4
钢盖梁
t
397
5
主桥钢梁
t
3464
1.6周边交通情况
一、北岸连接XX新城临江大道,主要物资设备可以采用汽车运输至北岸工地。
二、南岸在XX岛内,周边看台、堤岸等大型工程施工干扰多,工序交叉作业频繁,施工场地经常变换,供3号桥施工的场地、时间均有限,且岛内大型设备运输困难,无法展开大规模、长时间施工。
三、3号桥东侧水域因隧道土围堰施工而封闭;西边通往广州大桥及二沙岛的桥梁净高为3m左右,无法通行水上大型船舶运输及吊装设备;唯一可以通行大型船舶的地方为XX岛与二沙岛之间的水域,但该水域为XX4、5号桥工程所在地,5号桥最大通行净高不足3m(落潮时),计划2009年11月14日左右封航吊装主梁。
目前,3号桥水上打桩船在还剩余近30根钢管桩未打的情况下被迫计划于11月14日上午驶离施工区域,否则,5号桥吊装钢梁后,水道被封,打桩船将被困于该水域无法离开。
附图3:
XX岛3号桥周边交通情况示意图
1.7施工工期要求
根据业主对XX新城XX绿化改造及地下空间工程总体工期要求及XX岛内各项工程节点工期安排,3号桥主体工程要求在2010年春节前(即2010年2月12号前)完工,剩余工期3个月左右,工期紧迫。
附表1:
XX桥施工进度计划横道图
1.8架梁方案的技术经济比较与选定
1.8.1架梁方案需尽快确定并实施的必要性
一、目前,XX桥Z2轴钻孔桩基础已完工,Z3轴钻孔桩基础正在施工,计划11月底前完成,Z4~Z7轴钢管桩已打设完,但需要在水中接桩及截桩,Z8轴水下有大量抛石尚未施工,Z9轴钻孔桩基础正在施工,计划11月25日前完成。
需要尽快确定架梁方案并尽快实施,以便尽快安排水中钢管桩的接桩及截桩工作,为下步架梁工作的开展创造条件。
二、根据3号桥施工进度计划横道图,钢盖梁的架设需要11月底前开始施工,以确保工期目标的实现。
目前来看,需要选择技术经济可行、架梁速度快的方案方能保证目标工期的实现。
1.8.2钢梁的运输与分块
根据1.6中所述,水上运输已不可能,只能选择陆地运输。
受汽车运输长度、宽度所限,每片主梁长14m(15m),宽度需小于3.0m,相邻主梁的制作加工需满足现场的焊接拼装要求;钢盖梁每轴长63m,需分4节,每节长16m左右,以方便汽车运输与装卸。
根据上述要求,每片纵梁重约16~18t,盖梁16~18t。
1.8.3架梁方案的技术经济比较与选定
根据3号桥周边施工条件和工程特点,以及国内现有的架梁施工技术,选择了以下几种架梁方案进行比选,分述如下:
一、架桥机架设法
使用架桥机进行吊装的方法。
利用架桥机的先决条件是:
架桥机需要有预先安装好的钢盖梁才能进行主纵梁的架设,需对本桥的横梁预先吊装,目前3号桥南岸工序复杂,需要2010年1月中旬才有进大型吊机的可能性,北岸正在进行桩基施工,如进大型吊装设备进行,势必影响Z9轴的施工,且无法从北至南覆盖一座100多米长的曲线桥,钢盖梁吊装前还需进行钢管桩的接桩与截桩,工期长,成本高昂。
另外,架桥机架梁工程中会产生水平力,单排水中钢管桩抵抗水平力的能力严重不足。
综上所述,架桥机架设法工期长,架梁安全风险高,且工程造价较高。
二、浮吊吊装
使用浮船进行吊装的方法。
它是用浮船将梁板运至桥位下,在浮船上用吊车进行配合吊装的方法进行吊装。
该施工方法对于水中架梁施工是最经济和方便的,但根据1.6中所述,浮吊现在可以进入3号桥施工水域,但架梁施工完毕后因5号桥已闭合无法驶出。
三、逐跨吊装法
在桥上使用吊机进行逐跨往前进行吊装的方案。
因南岸与岛内结构相连且高出地面6.5m左右,只能从北岸由北向南逐跨吊装。
根据3号桥施工图设计,3号桥是一座人行通道景观桥,设计人行活荷载为4KN/m2,且全桥设单向4.6%的纵坡,吊装工程中存在很大的水平力,无法保证吊装施工作业安全。
另外,该方案单边作业,需要先接桩、截桩,吊装焊接钢盖梁,然后才能进行主纵梁的吊装,工期长,无法满足工期需要。
四、围堰筑堤法
采用两侧填土围堰进行筑路堤法,进行桥梁吊装施工。
该方案填土方工程量很大,城市内土方运输困难,施工工期长,造价高昂,同时工程完工后,对河道的清理已无法采用大型船舶清理施工,清理费用高,同时,估计很难通过环保、水利部门的批准。
附图4:
土围堰设计图(参考XX地下空间隧道处土围堰设计,设两道)
五、水中搭建钢栈桥吊装法
在河道上架设钢栈桥作为施工通道,用吊机进行吊装的施工方法。
该方案只要平面布置合理,可以近距离、多施工面、多工序平行施工。
吊机在钢栈桥上可以提前完成钢管桩的接桩、截桩工作,可以提前完成钢盖梁的架设与焊接,为主纵梁的吊装创造施工条件。
钢栈桥可以设计为平坡,采用钢管桩基础,现场拼接贝雷梁施工,施工速度快,1个月内可以铺设完毕。
该方案既能保证施工安全,又能保证施工进度可以满足2010年春节前完成3号桥主体工程的工期要求,且该方案预计造价估算625万元左右,经济可行。
附表2:
3号桥架梁方案技术经济比选一览表
附表3:
围堰筑堤法造价估算表
附表4:
钢栈桥吊装法造价估算表
附表2:
3号桥架梁方案技术经济比选一览表
方案序号
方案名称
优点
缺点
投资
估算
(万元)
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