跨河大桥水中墩施工方案单层钢板围堰 钻孔灌注桩.docx
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跨河大桥水中墩施工方案单层钢板围堰钻孔灌注桩
XX大桥水中墩施工方案
1、工程概况和测量方案
1.1工程概况
XX大桥桥址位于XX入海口处,XX船闸和防潮闸内侧。
桥梁起点位于XX南岸现状XX大桥收费站处,终点止于XX二号路,与城区段高架桥相接,桥梁全长2030米,其中6#、7#、10#~19#墩属水中墩施工,6#、7#墩位于渔船闸引河河道内,16#~19#墩位于XX主河道内,承台顶高程均低于河床清淤底高程,最低处标高为-8.0米,我部拟采用钢结构施工栈桥运输材料、搭设钻孔平台进行钻孔灌注桩施工、采用单层钢板围堰的方法施工水中承台和墩柱。
1.2测量方案
根据设计施工图纸及我部接桩复测成果,结合施工现场的实际情况,加密布设控制桩建立平面控制三角网,应用全站仪及三维坐标法和交会法进行控制、测设该桥结构物。
2、施工准备
在修建的临时施工码头上用25T汽车吊把浮箱逐个吊入水中,用浮箱专用连接件把每两个浮箱连成一体,并最终把所有浮箱按设计连接拼装成型,拉锚固定好浮体后用吊车把工字钢分配钢梁安装到浮体上表面作为动臂吊机底盘部分,吊装动臂吊机各组成部分就位,接电调试,试吊。
2.1运输船拼装:
采用汽车吊和浮吊把6个浮箱吊装入水,并把每两个浮箱连成一体,然后用两组工字钢梁把两个浮体连接起来用作日常施工水上运输钢板桩,钢筋笼,钢管桩,模板,钢筋等工作物资。
2.2管桩承载力检算
2.2.1钢管桩上部恒载:
桥面钢管梁∮720×10×12000mm4根,单根质量2.2吨(含封头)
G恒1=22×4=88kN
桥面铺设[30a×4000mm40片
G恒2=30.5×4×40÷1000×10=48.8kN
垫梁2I30a×5000mm
G恒3=10×48.8÷1000×10=4.88Kn
按城市A级:
当计算弯距时,车道荷载的均布荷载标准值qM采用22.5Kn/M,所加集中荷栽P采用140Kn(图如下)
端部集中荷载205kN
钢管桩上部最大荷载:
G=G恒+G活=88+48.8+4.88+205=346.7kN
单桩最大荷载:
G单=G/2=173.3kN
考虑安全,系数取2:
G单设=2G单=173.3×2=346.7kN
2.2.2单桩承载力计算:
一、设计资料
1.基桩设计参数
成桩工艺:
钢管桩
承载力设计参数取值:
人工填写
孔口标高0.00m
桩顶标高0.00m
桩身设计直径:
d=0.62m
桩身长度:
l=12m
桩尖端部构造形式:
敞口
2.2.3岩土设计参数
层号
土层名称
层厚(m)
层底埋深(m)
极限侧阻力qsik(kPa)
极限端阻力qpk(kPa)
1
填土
1.70
1.70
25
0
2
粘性土
1.80
3.50
30
0
3
粉土
7.00
10.50
35
1200
4
粘性土
8.10
18.60
40
1200
2.2.4计算依据
《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)以下简称桩基规范
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)以下简称基础规范
2.2.5单桩竖向抗压承载力估算
a计算参数表
土层
计算厚度li(m)
极限侧阻力qsik(kPa)
极限端阻力qpk(kPa)
1
1.70
25
0
2
1.80
30
0
3
7
35
1200
4
1.5
40
1200
b桩身周长u、桩端面积Ap计算
u=×0.62=1.95m
Ap=×(0.622-0.62)/4=0.019m2
c单桩竖向抗压承载力估算
钢管桩外直径ds=0.62m
根据建筑桩基规范表5.2.10查表,侧阻挤土效应系数s=0.92
桩端进入持力层深度hb=8.5m,hb/ds≥5,根据建筑桩基规范公式5.2.10-2,计算桩端闭塞效用系数p:
p=0.8s=0.8×0.92=0.73
根据桩基规范5.2.10按下式估算单桩承载力
Quk=Qsk+Qpk
土的总极限侧阻力标准值为:
Qsk=sqsikli=0.92×1.95×(25×1.70+30×1.80+35×7+40×1.5)=720.3kN
总极限端阻力标准值为:
Qpk=pqpkAp=0.73×1200×0.019=16.6kN
单桩竖向抗压极限承载力标准值为:
Quk=Qsk+Qpk=720.3+16.6=736.9kN
单桩竖向承载力特征值Ra计算,根据基础规范附录Q条文Q.0.10第7条规定
Ra=Quk/2=736.9/2=368.5kN≥G单设
因此入土深度不低于12米,没有考虑冲刷,如果有冲刷应增加冲刷值。
说明:
重车行驶间距要大于30米,严禁在桥上急刹车。
2.3栈桥施工
拟从桥位中心线左侧、既有XX大桥右侧(留有墩台、承台施工空间)搭设钢结构栈桥,栈桥桥面宽度为4.0米,桥面标高3.0m,设计主要材料为Ø720管桩、I30a工字钢、∠75角钢和[30槽钢。
便桥分三部分,南段长60米,中段长30米,北段长474米,其跨径组合为(5×12)米和(2×15)米和(36×12+2×15+12)米。
岸上基础较好地段可采用砼做便桥桥墩,河滩和水中便桥基础采用Ф720钢管桩,每墩位设2根(两根管桩间采用[20连接加固),桩顶焊接1cm厚的钢板,横向布设2I30a垫梁形成便桥桥墩;便桥主梁也采用Ø720螺旋钢管,跨度在12(两孔为15米)米,与便桥桥墩顶垫梁用∠75×75角钢焊接;然后在螺旋钢管上部顺桥向铺设[30面形成桥面,桥面上两侧利用∠75角钢焊接1.2米高的防护护栏。
为方便施工人员和施工机械、物资顺利到达作业区,在栈桥上设置会车平台和避人平台(每3孔设置),会车平台为扩大平台,主要为施工车辆会车、停放砼罐车和砼输送泵,其尺寸为6×12m。
便桥设计荷载为通行全重40T砼罐车和最大30T汽车吊,行车限速10KM/h。
2.4栈桥检算
钢管梁栈桥即利用钢管作为梁体的主承结构而设置的栈桥。
钢管为螺旋焊接钢管,外径φ720mm,壁厚10mm,单根长12m,根据检测合格证说明,钢管的屈服强度σs=285MPa,抗拉极限强度σb=420MPa。
取安全系数k=2,则容许抗拉强度[σk]=142.5MPa
桥面设置采用4根钢管平行放置,钢管中心距920mm,钢管端头用10mm厚钢板封闭,端头用双I30工字钢作垫梁,钢管焊接在垫梁上,垫梁直接落到钢管桩上,在钢管上横向平铺[30a槽钢,槽钢间净间距30mm,槽钢长3800mm,每间隔3根放置一根长4500mm的槽钢,两边长出的350mm作为栏杆支托。
受力检算
简化模型:
组合简支梁,L=12m,P=400KN,E=200GPMa
q=(4×21+36×3.8×0.0439×10)÷12=12.0KN/m
A=π(D2-d2)/4=π(0.722-0.7012)/4=0.0212m2
I=π/64×(D4-d4)=π/64×(0.724-0.7014)=1.33829968×10-3m4
ω=π/32D×(D4-d4)=π/(32×0.72)×(0.724-0.7014)
=3.71749911×10-3m3
M1=PL/4=400×12÷4=1200KN·m
M2=q·L2/8=12×122÷8=216KN·m
M=M1+M2=1200+216=1416KN·m
σL=M/(4ω)=95.23MPa<[σk]=142.5MPa强度满足要求
fc1=pL3/(48EI)=0.013m
fc2=qL4/(384EI)=0.003m
fc=fc1+fc2=0.016m
刚度fc/L=0.016/12=1/750符合钢桥的刚度要求1/700~1/900
3、钻孔平台施工
根据钻孔桩尺寸和位置结构并考虑到后续承台的施工,结合钻机的工作特点,平台设计为呈长方形分布的28根长度为12m的Ø640mm钢管桩(其中15#~19#墩处的定位管桩采用长度为18m),平台尺寸为12m×25m,管桩顶部焊接80×80cm钢板支座,支座上面焊接布置纵、横向的I40工字钢垫梁,横向6排,纵向7排;钢护筒采用12mm钢板卷制,外径1.8m,长度10~15m;护栏采用∠50角钢在周侧焊接,高度为1m。
见附图3
3.1施工工艺流程
测量定位放样――施打钢管桩――焊接10mm厚的钢板支座――安装焊接工字钢横梁――安装焊接工字钢纵梁――焊接管桩连接系――布设护筒定位框架――打入钢护筒――铺平台10mm钢板并固定――焊接防护栏杆――吊装钻机就位
3.2工作平台的构件加工与制作
根据设计的钻孔桩工作平台施工图纸制作和加工,由于该结构操作方便,宜在施工现场岸边加工制作,定位钢管购买成品,护筒采用10mm钢板用卷扳机现场加工焊接而成,其它部件制作简单。
为此,根据工作平台的几何尺寸、形状及其构架采用分节制作,分节拼装安装方法。
制作期间,采取相应的措施,使之各部件的误差控制在公差范围内,以便分节拼装、接高能顺利进行。
钢管定位桩的长度要比设计的长度增加0.5m左右,以确保打入桩的质量。
钢管定位桩和钢护筒分一节制作,焊接是钢管定位桩和护筒的关键技术,焊接人员必须持证上岗,严格控制焊接质量。
部件加工制作成型后,必须进行严格检查,对不能满足要求的部件返工处理,直至检查合格,将检查合格的部件吊装在运输船上,运至施工的墩台附近。
3.3钢管定位桩插打
采用浮吊配合振动锤插打钢管定位桩,先将浮吊停泊在钢管定位桩位置附近,利用浮吊慢慢的移动在定位桩点上,利用两台全站仪采用十字交会法进行定位测设,使振动锤的中心线和定位桩点成一直线,利用浮吊的提升装置,将钢管定位桩吊至振动锤锁紧,慢慢下沉至河床底,再次对钢管定位桩的位置进行精确测量,若不能满足要求,将钢管慢慢提升、移动调整,使钢管中心线与定位桩点测定重合后,开始打桩时,测量人员用两台全站仪从两个互相垂直的方向观察桩的倾斜度是否符合施工规范的要求,做到随时检测,以确保桩心位置偏差在2cm以内,倾斜度不得大于1%。
如需接长桩时,一定要精确对位后,先点焊将其连接,再次测量无误后,进行分层焊接,焊缝表面要光滑,不得有气泡、焊渣,焊缝高度8mm。
3.4平台安装
3.4.1采用水平仪对钢管定位桩的桩顶标高进行测量,确定桩顶标高2.11m的位置,用氧气将钢管顶部切割在同一平面内,在钢管顶部焊接720×720×10mm的钢板支座,使钢管位于支座的中心,采用焊接的方式将钢管与支座焊接。
3.4.2先在钢管桩顶支座上纵桥向安装6排I40工字钢垫梁,在再纵桥向垫梁上安放@50cm的I30a工字钢垫梁,底层垫梁与方形支座钢板间电焊连接,并在每一连接处两边各用3根短钢筋加焊三角撑,以增强其间连接。
上、下两层垫梁间电焊连接,以防上垫梁在下垫梁表面发生滑移。
3.4.3在钢管定位桩距顶部1.0m位置的侧面,用[20的槽钢交叉焊接,使钢管定位桩形成整体。
3.4.4在上垫梁上铺设[30的槽钢,在钻孔桩位处预留2.0×2.0的方孔,槽钢和上垫梁间均采用电焊点焊连接,并用角钢电焊连接成整体以承载钻机。
3.4.5工作平台四周用∠50角钢制作防护栏杆,高度1.0m。
在槽钢外侧边缘上每200cm焊接一根高为100cm的角钢,在高50cm处用¢12钢筋横向连接,顶部亦用角钢连接成整体。
3.4.6插打钢护筒,钢护筒就位后,将钢护筒加固框架与工作平台连接,形成稳定的钻孔桩工作平台。
4、桩基施工
在钻机就位前在4根桩的
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