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1、某某高速公路某某大桥栈桥施工方案编制: 某某高速公路某某大桥栈桥施工方案 一 编制依据1.某某大桥两阶段施工设计图2.进场后调查的相关水文资料和地质资料及现场的地形、地貌;3、国家对河务的有关法律、法规,以及当地河务部门对防洪、防凌的有关要求;3、桥梁施工工期及施工时各种施工机械、人员的施工荷载和作业空间。4、公路施工手册桥涵5、装配式钢桥使用手册6、钢结构设计规范7.公路桥涵设计通用规范二、编制原则1、满足防洪的有关要求,以此确定标高、跨度。2、各部位构件严格检算,考虑便桥使用时间较长,且要经过汛期洪峰的考验,设计中安全储备较大。3、以“安全第一”为原则,结合施工最大荷载和最佳作业空间,确保
2、施工人员及施工机械不相互干扰、方便施工,操作安全。4、经济实用,美观大方,除满足施工期间使用外,还结合材料的定型尺寸设计,易施工、易拆除,可周转使用,减少浪费,降低工程成本。三 水文地质情况本桥桥址区位于某某,属于珠江流域北江支流,桥址区水位及流量受降雨影响大。本区年降雨量1800mm以上,暴雨和台风多集中在59月之间。某某河西岸标高63.1m,东岸标高66.917m,原图纸标示江面常年水位为58.651m,实地测量为61.1m。水深在7m11m。桥址下游为溢洲水电站,平时江水流速平缓。河道内现为砂场,河道中央设计时原为沙洲,现场考察,由于当地人在河床采砂作业,现实际已经同河床,且采砂预弃卵石
3、于河床,形同土堰。卵石层下灰岩,本区属岩溶发育区,施工中应注意暗流,落水洞的影响。四 设计方案1、设计标准(1)、便桥荷载按单车400KN设计,最重汽车荷载10 m3砼罐车,满载情况下为40T,单车通行。 (2)、行车速度重车10Km/h,轻车30Km/h。(3)、桥型及结构全桥采用钢结构。基础全部采用钢管桩基础。贝雷桁架纵梁,双排单层,下承式结构,横梁桥面为I28a工字钢,桥面板为25b槽钢,桥面净宽4m。单车道通行,车道宽度3.6m,每四十米左右设置一行人避车台,宽度1.5m。每150m设计一处会车道,栈桥基本跨度15+9m。当栈桥墩位与桥梁墩位干扰时调整为12m。桥墩采用800*10钢管
4、,四根钢管联结形成井架基础以增强稳定性。(4)、平面布置钢栈桥全长540m,南岸由5#墩开始搭至20#墩,北岸由23#墩至21#墩,保留20#-21#墩之间主航道。西岸便桥共20跨,每跨15+9米。其中1#8#跨便桥布置在主桥上游,便桥线路中心与主桥中心线平行,相距15m,直线布置。9#27#跨便桥布置在主桥桥下分隔带中央。第8跨处设会车道。 (5)、桥面设计高程应满足防洪要求,纵梁底标高以62.8m设计,其他相应部位以此标高推算。2、设计方案1、基础及下部结构设计桥墩采用两排2根钢管(桩径800mm,壁厚10 mm),横向间距4.0m,纵向间距9m,管桩与管桩之间用325*6mm钢管牢固焊接
5、。垫梁采用两根I40b工字钢,将同一墩上的两根工字钢的上部和端头用L7575角钢连接。2、上部结构设计桥梁纵梁各跨跨径为15m+9m。根据行车荷载及桥面宽度要求,纵梁采用单层双排贝雷片(规格为150cm300cm),横向布置形式为:90cm+163cm+90cm。贝雷片纵向用贝雷销联结,横向用90定型支撑片联结以保证其整体稳定性,贝雷片与工字钢横梁间用U型铁件联结以防滑动。两组贝雷片间每6m用14b槽钢组成剪刀撑连接。3、桥面结构设计 桥面采用6m长28b工字钢作为分配梁,按间距50cm布置,桥面铺设25b槽钢作为桥面板,间距30cm。4、防护结构设计 桥面采用小钢管(直径4.8cm)做成的栏
6、杆进行防护,栏杆高度1.2米,栏杆纵向1.5米1根立柱(与桥面槽钢焊接)、高度方向设置两道横杆。五 施工计划安排栈桥计划于2011年2月28日开始施工,2011年3月25日完成。 六 施工材料配备计划本栈桥为全钢结构,钢材耗用量较大,全桥耗用钢材1225吨。由于工期较短,本桥材料一次采购到位。某某施工栈桥工程数量表名称型号单位数量单位重重量(Kg)备注钢管桩800*10m2160195联结管325*6m129647.261171 剪刀撑14am145814.521141 垫梁I40bm64873.847822 贝雷片片787270贝雷销个157434722 90花窗个3934216506 联杆
7、14am28014.54060 6m一道上横梁I28bm480048桥面板25am660027.5骑马螺栓16个14003.369284718 栏杆48*3.5m48723.8118562 合计七 施工机械配备本工程主要施工为水上施工,需配备水上施工设备,主要施工设备见下表:栈桥施工主要设备序号名称型号、规格数量用途1长臂挖机24m臂长1辅助基础处理2浮船50t1水上施工3交通艇1水上施工4振动打桩锤DZ-90A打桩5吊车16T1拼装贝雷片6履带吊50T1安装贝雷梁6交(直)流电焊机B*1-50-227氧割4套加工工字钢,切割钢管8运输车1台 八 生产班组人员配置序号名称人数备注1技术组3测量
8、监控2贝雷片拼装组6贝雷片拼装3型钢加工组5型钢加工4打桩组6打桩5桥梁加固组6桥梁加固九栈桥施工方案施工场地某某西岸现有村道到达,交通比较便利,材料、机械设备利用现有道路运输进入。型钢加工场利用西岸桥头60m长,30m宽空地。钢管桩施工1 钢管桩的定位根据现场施工条件,在岸边设置两个加密控制点,采用一台全站仪、两台J2经纬仪前方交会法(交会角控制在60o-120o之间)放样栈桥钢管桩。钢管桩放样角为方位角。钢管桩控制部位为钢管外切线,经纬仪十字丝切于钢管外切线,可以观测钢管的平面偏位情况和垂直度,通过对讲机指挥打桩机调整钢管桩的垂直度和纠正平面偏位。2 钢管桩的打设栈桥钢管桩插打时,在铁驳船
9、上安装导向架,利用50t船吊和DZ90振动锤进行施工。首节钢管桩长度的确定:首节钢管桩长度要保证在桩进入河床后,露出水面的高度不小于2m。根据河床标高第一节钢管桩长定为12m。测量人员在抛锚后的铁驳船边缘距待打入桩最近的地方测出控制点,施工人员根据此控制点量出钢管桩的平面位置。用船吊(或履带吊)起吊DZ-90振动锤及首节钢管桩,徐徐放下钢管桩,此时钢管桩在水流冲击下平面位置会发生变化,施工时根据水流情况可向上游预偏3-4cm 。当钢管桩在自身和振动锤重力下进入河床后,重新测设桩的平面位置,满足要求后启动振动锤将钢管桩振入河床。振动过程中测量人员通过全站仪、施工人员通过锤球对管桩纵横向的垂直度进
10、行观测,并通过对讲机指挥吊船前后、左右摆动以调整钢管桩的垂直度。当钢管桩进入河床2-3m,其平面位置及垂直度基本不会发生变化后,可松开吊钩,让钢管桩在振动锤的振动下振入河床。当首节钢管桩顶露出水面约1.5m左右时,停止振入,移开振动锤进行钢管桩的接高。钢管桩接高时,吊船(或履带吊)起吊待接钢管桩就位,施工人员乘小船进行焊接施工。小船锚固于铁驳船及已打钢管桩。钢管桩打设深度采用计算深度和贯入度两个方面进行控制,平台钢管桩根据设计承载力的要求,采用DZ-90振动锤打设时贯入度在1-3cm/min时即可停锤。然后测量人员测设桩顶位置,割除多余钢管桩并在设计标高隔出槽口,焊接加劲板,然后进行下道工序施
11、工。钢管桩打设中的质量控制标准如下:平面位置:纵向5cm,横向10cm; 垂直度:1%; 贯入度:1-3cm/min。钢管桩施工设备 振动锤 动力站注意事项、严格按设计书要求的位置和标高打桩,注意避开桥墩桩位。、沉桩开始时,可以靠桩的自重下沉,然后吊装振动锤和夹具与桩顶连接牢固,开动振动锤使桩下沉。施工过程中采用贯入度控制为主,但埋深不得少于2m,如钢管桩入土深度小于2m锤击不下,且用桩锤激振2分钟仍无进尺,必须现场分析地质状况,采取其他施工工艺。如采用长臂挖掘机挖出基础,再用振动锤打入而后回填,或射水配合打入施工。以保证钢管的防冲刷及抗横向力的能力。、振动锤与桩头必须用液压钳夹紧,无间隙或松
12、动,否则振动力不能充分向下传递,影响钢管桩下沉,接头也易振坏,在振动锤振动过程中,如发现桩顶有局部变形或损坏,要及时修复。、每根桩的下沉一气呵成,不可中途间歇时间过长。每次振动持续时间过短,则土的结构未被破坏,过长则振动锤部件易遭破坏。振动的持续时间长短应根据不同机械和不同土质通过试验确定,一般不易超过10min15min。、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,应及时牵引校正,每振12min要暂停一下,并校正钢管桩一次。设备全部准备好后振桩锤方可插打钢管桩。、钢管桩之间的接头必须满焊,各加长加劲板也需满焊并符合设计的焊
13、缝厚度要求,经现场技术员检查钢管桩接头焊接质量合格后方可打设钢管桩。 、钢管桩施打完成后,应立即进行钢管桩的横向连接,焊接剪刀撑及钢管平联,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示,防止船只碰撞。垫梁施工 将垫梁处的钢管桩割成槽口,将I40b工字钢按放在槽口内。同时为保证垫梁稳定,将同一墩上的两根工字钢的下部和端头用L7575角钢连接。 由于桩在打设中平面位置会有误差,分配梁位置测设时适当前后移动确保分配梁位置垂直于线路方向。贝雷梁、分配梁及桥面板安装1)、贝雷梁的拼装将安装的贝雷梁抬起,放在已装好的贝雷梁后面,并与其成一直线,两人用木棍穿过节点板将贝类梁前端抬起,下弦销
14、孔对准后,插入销栓,然后再抬起贝雷梁后端,插入上弦销栓并设保险插销。贝类梁拼装按组进行,每次拼装一组贝雷(横向两排),每组贝雷长9m/15m,贝雷片之间用联接片连接好,拼装在后场进行。拼装好的贝雷架节段用平板运输车利用已成形栈桥进入工作面。2)、贝雷梁架设、在下部结构顶横梁上进行测量放样,定出贝雷架准确位置。、将拼装好的一组贝雷主桁片装车运至履带吊车后面。、贝雷每两片分为一组,38t履带吊先安装一组贝雷,准确就位后先牢固捆绑在横梁上,然后用骑马螺栓将贝雷梁固定在垫梁上。再安装另一组贝雷,同时与安装好的一组贝雷用贝雷片剪刀撑进行连接,贝雷梁就位后,立即安装贝雷梁之间的横向支撑,贝雷梁安装就位后,
15、按设计要求(间距30cm)架设I28b和桥面槽钢,分配梁用骑马螺栓与贝雷片固定。桥面槽钢铺设时注意不得悬空,且相邻槽钢纵向应错开3m以上。槽钢上焊接限位钢筋限制在分配横梁上的移动。钻孔平台施工工艺与栈桥施工工艺相同,此处从略。十、安全注意事项本钢栈桥需封闭北岸侧副航道,封闭前应在水道中设置明显的警示标示。栈道上应有照明措施。水道中设置引导航标。施工和使用时要密切关注河流的水文情况。尤其是上游的降雨情况,洪水预警信息,洪水预警发布时人员及施工机械应及时撤离。所用上桥作业人员都应佩穿水上救生设备。施工平台荷载较栈桥小,但振动频繁,故设计时采用较大的结构强度,施工中应经常注意检查构件的连接是否可靠。
16、发现有开裂,松动时要及时补强。 栈桥上行驶车辆严禁急刹。附件:某某大桥施工便道及平台布置图 某某大桥主墩施工平台布置图 某某大桥过渡墩施工平台布置图栈桥结构计算钢栈桥整体(一跨) 钢便桥正面钢栈桥正面 栈桥结构复核以40T砼车为设计荷载。因缺乏该车荷载数据,上部结构验算采用汽550KN为荷载标准值。车辆重力标准值550KN,前轴重力标准值30KN,中轴重力标准值120KN+120KN,后轴重力标准值140KN+140重力标准值,轴距3+1.4+7+1.4m。轮胎接触面积为30*20cm , 单后轮分布荷载为35KN,冲击系数取1.3,汽车制动力取90KN。550KN汽车荷载主要参数见下表(引自
17、桥涵设计通用规范)桥面板计算:每个车轮荷载由两条槽钢承担,每个车轮荷载=1404=35KN。分布于槽钢面板线荷载为35*1.3/2/20=1.13KN/cm,做三跨连续梁分析桥面板受力:25a槽钢参数如下:A=34.9cm2Wy=30.5 cm3最不利荷载为轮胎落于梁中,荷载分布为2.6KN/cm,荷载分布如下图:弯矩为=Mmax/w=306/30.5=10.03KN/cm2=103MPa145 MPa,剪力图如下:max=36.54KN/34.9cm2=12MPa【125MPa】位移变形如下图以集中荷载验算变形最大变形发生在跨中,=2.0810-2PL3/EI=2.0810-2441030.
18、753(2.1101119610-8)=910-4m=0.9mm。横梁计算:汽车轮胎荷载经过槽钢分配至上横梁,每轴轴载由2根横梁承担,轮载简化为集中荷载,每根横梁受力为P=140/2/2=35KN。考虑1.4的安全系数,P=351.4=49KN 荷载分布图 弯矩图25b工字钢性能参数 28b工字钢性能参数A=53.5cm2 A=61cm2I=5280cm4 I=7480 cm4 W=423cm3 W=534cm3质量42Kg/m 48Kg/m使用I25b,则=Mmax/w=6324/423=14.95KN/ cm2=149MPa145 MPa最大变形放生在跨中为3.2mm。满足要求使用I28b
19、,则=Mmax/w=6324/534=11.84KN/ cm2=118MPa145 MPa贝雷片纵梁,以单片验算槽钢重量:p1=27.5*13*10/4=894N/m上横梁重量:P2=48*6*10/4*18=1480N/m贝雷片自重: P3=275*10/3=916N/m汽车荷载以中后轴居跨中计算中后轴荷载32T,分配给单片贝雷片荷载为8t,,前轴分配单片贝雷片荷载为2T。计算荷载 1:1.2*(894+1480+916)=3948 N/m 2. 1.4*8=11.2T 2*1.4=2.8T贝雷片纵梁模型如下:结构力学求解器得弯矩图327KN.m327KN.m。查321钢桥使用手册知贝雷片允
20、许弯矩为788KN.m,满足要求。结构力学求解器得剪力图查321钢桥使用手册知贝雷片允许剪力为245KN.m,满足要求。查桥涵贝雷片桥双排单层单-300KN容许跨径为21m,现实际采用15m。亦与计算结构一致。垫梁荷载验算: 最不利荷载为车辆荷载全部落垫梁上,p=40T 钢便桥自重=(300*4*6+48*36*6+27.5*13*18)=24003Kg由四片贝雷片传递荷载,P=(400*1.4+240*1.2)=212KN垫梁模型结构力学求解器得弯矩图采用双拼40b工字钢A=94.1cm2 I=22780 cm4 W=1140cm3max =Mmax/w=109.5/1140*2 =48MP
21、a85 MPamax=Rmax/A=288.5/83.5*2=17.3Mpa1.4横向倾覆弯矩:流水阻力计算 风荷载计算 F=KArv2/2gK:形状系数A:阻水面积r:为水容重v:为水流速g:为重力加速度水流速度取5m/s ,水深10m。 F=0.8*0.8*10*25/20=1tonf M1=FL=5tonf.m查韶关地区10年一遇基本风压为0.2KN/m2Fwh=0.75*1.3*1.38*0.2*(8*4+1.5*9*0.02)=8.68KNM2=8.68*15=130KN.m=13 tonf.m抗倾覆弯矩M3=0.4*4*2+40*2=256 tonf.mM3/(M1+M2)=256
22、/(13+5)=141.43002 钻孔平台结构复核钻孔平台上主要荷载为钻机,钻机重量最大不超过20t。宽2m,长7.4m。280cm冲锤14t。其下按间距0.3m布置25b槽钢横梁,由于钻机本身有钢架底座,面板主要承担小机具,行人荷载,强度不予验算。钻机落在15根横梁上。最不利荷载为提锤时荷载,最大加速度为2m/s。冲击荷载为:Fc=ma=14*2=28tonf,最不利荷载为钻机前缘横梁,冲击荷载落入前面三根横梁上。前缘每根横梁承受荷载 Q=28*1.4/3+20*1.2/15= 15tonf单根横梁最不利荷载受力模型如下图:弯距图25b槽钢参数如下:A=39.9cm2Wy=32.7 cm3
23、=Mmax/w=472/32.7=14.4KN/ cm2=144MPa145 MPamax=76/39.9=0.15 KN/ cm2=1.5 MPa计算得最大变形为7mm。纵梁为四根50b工字钢,最不利受力模型如下:钻机自重荷载q1=20t*1.2/7.4*4=8.2onf/m=82KN/m=0.82KN/cm平台自重荷载q2=(31.4*6*4/4+101)*1.2*10=3.5KN/m=0.35 KN/cm钻机冲击荷载q1=28t*1.4/4=9.8onf/m=98KN受力模型图:弯矩图50b工字钢参数如下:A=129cm2Wy=1940cm3=Mmax/w=15198/1940=7.83
24、KN/ cm2=78.3MPa145 MPamax=210.5/129=1.63 KN/ cm2=16 MPa最大变形为1mm 。由于钻机位于平台内,且平台本身焊接成钢架,导致平台倾覆的荷载仅为风荷载和流水阻力。该荷载在栈桥中已经计算,不再重复。综上述复核计算,本栈桥及平台设计安全可行。 栈桥结构复核以10m3混凝土罐车为设计荷载,车辆荷载40t,前轴荷载8t,中轴荷载16t,后轴荷载16t,轴距3850+1400mm。轮胎接触面积为30*20cm , 单后轮分布荷载为40KN,(33.50 KN),冲击系数取1.3,汽车制动力取90KN。两个后轮由三条槽钢承受荷载,每条槽钢受力2.6*2/3
25、=1.73KN桥面板计算:分布于槽钢面板线荷载为2.6KN/cm,做三跨连续梁分析桥面板受力:25a槽钢参数如下:A=34.9cm2Wy=30.5 cm3最不利荷载为轮胎落于梁中,荷载分布为2.6KN/cm,荷载分布如下图:弯矩为=Mmax/w=381/30.5=12.5KN/ cm2=125MPa145 MPa,剪力图如下:max=36.54KN/34.9cm2=12MPa【125MPa】位移变形如下图最大变形发生在跨中,为0.2mm。横梁计算:汽车轮胎荷载经过槽钢分配至上横梁,整个中后轴轴载由3根横梁承担,单根横梁受力简化为53KN每边,荷载分布如下,考虑1.4的安全系数,计算荷载采用P=
26、53*1.4=74.2KN: 荷载分布图 弯矩图28b工字钢性能参数A=61cm2 I=7480 cm4 W=534cm3=Mmax/w=4587.94/534=85.9KN/ cm2=86MPa145 MPa最大变形放生在跨中为3.2mm。满足要求贝雷片纵梁,以单片验算槽钢重量:p1=27.5*13*10/4=894N/m上横梁重量:P2=48*6*10/4*18=1480N/m贝雷片自重: P3=275*10/3=916N/m汽车荷载以中后轴居跨中计算中后轴荷载32T,分配给单片贝雷片荷载为8t,,前轴分配单片贝雷片荷载为2T。计算荷载 1:1.2*(894+1480+916)=3948 N/m 2. 1.4*8=11.2T 2*1.4=2.8T钢平台复核汽车荷载标准值 550KN,最大荷载后轴重力标准值140KN,单侧荷载值=70*1.4=98KN面板工字钢 36b,跨度750cm,荷载分布图工字钢受力弯矩图36b工字钢性能参数A=65.6cm2 I=16530 cm4 W=919cm3=Mmax/w=28438.7/919=30.9KN/ cm2=309MPa145 MPa