湖南某铁路客运专线特大桥钢便桥施工方案(PPT、钻孔钢管桩、附示意图).ppt

田家坪舞水特大桥 便桥施工方案,中铁十四局集团沪昆铁路长昆湖南段项目经理部,一、工程概况,1.1工程概况 田家坪舞水河特大桥全桥长533.93米，中心里程为dk390+094，在6#9#墩处采用（80+128+80）m双线连续箱梁跨越舞水河，与河道法线交角为29度。该桥7#位于舞水河深水区，拟采用双壁钢围堰进行桩基承台施工，从河岸向7#墩方向施工临时钢便桥，与岸上施工便道相连。,1.2水文和地质概况 舞水河桥址区内地表水系较为发育，主要地表水水体为舞水河河水和山间沟谷里的流水，桥址区下游约10km处为蟒塘溪水库，水位变化主要由水库控制。舞水河为vii级航道，桥址区设计流量为8751.02m3/s，设计流速为5.29 m/s，冲刷系数为1.13，设计水位为281.85m。 舞水河桥桥址区地层上覆沼泽沉积相淤泥，第四系全新统冲洪积层粗圆砾土、卵石土，下伏白垩系下统泥岩、泥质砂岩、砾岩，板溪群马底驿组三段凝灰质板岩。,二、便桥设计方案,为满足施工需要，此段需架设上承式贝雷钢便桥，钢便桥贝雷梁底标高位于舞水河的最高水位以上。该便桥为3组双排单层贝雷桁架，分7跨，跨径12米，长度为84米，桥宽6.0m，限载60t，限速15km/小时。,该钢便桥中间墩采用80010mm钢管桩，桩间采用剪刀撑连接，横桥向桩距为4.4m，顺桥向跨度12m。桩顶横梁采用40a工字钢，其上纵向铺设120型标准贝雷梁进行横向联结，横向分配梁为22a工字钢，间距1.0m。顶面铺设8mm厚专用桥面板。 便桥布置结构形式如下图。,三、便桥施工方法,3.1施工工艺流程 钢便桥架设施工流程 便桥设计方案制定设备材料进场施工放样吊装钢管桩施工焊接剪力撑墩顶横梁安装贝雷梁安装梁间斜撑安装横向分配梁安装桥面板铺装栏杆、防滑条、照明等附属结构安装,冲击钻孔钢管桩施工流程 打入临时钢管桩施工焊接剪力撑墩顶横梁安装贝雷梁安装梁间斜撑安装锚固临时钢管桩横向分配梁安装部分桥面板铺装冲击钻就位冲击钢管桩基坑沉入钢管桩灌注水下砼强度达到拆除临时钢管桩插打下跨钢管桩,3.2钢管桩的加工及运输 成品进场时，生产厂家必须提供卷制钢管桩所用钢材的产品合格证、质量保证书以及钢管桩的出厂合格证。使用就有钢管桩材料时，应对钢管桩进行逐根检查，对腐蚀严重的进行剔除。 钢管桩在加工场按图纸加工成型，在施沉过程中尽量不进行管节接长，钢管桩加工时应保证直缝错位，采用对接补强连接，每根钢管桩在对接满焊后，沿圆周均匀焊接8块连接钢板，提高连接处的钢管强度。,钢管桩的堆放或存放形式和层数应安全可靠，避免产生纵向变形和局部压曲变形（堆放或存放层数不得超过两层，超过两层时应采用定位架）。 钢管桩在起吊、运输和堆放过程中应避免由于碰撞、摩擦等原因造成管端变形和损伤。应采取多点起吊，杜绝钢管桩弯曲现象的发生。钢管桩加工好后由平板车运输至施工现场,3.3钢管桩的插打施工 根据现场情况摸底，河床范围内底部覆盖层只有1米左右，下层为600kpa的板岩层，振动锤无法将钢管桩打入岩石层，为了增加便桥的稳定性，采用冲击钻孔方法对河床内的每个钢管桩基础进行钻孔，孔深为2米，直径为1米，沉入钢管桩后采用c35水下混凝土浇筑。,便桥由河岸一侧处向7#墩位延伸，采用“钓鱼法”法进行施工 冲击钻孔法施工，采用临时支撑钢管平台桩进行加固。先将临时支墩以履带吊吊入，在距固定支墩位置前后各3米的范围内打入，控制好管间间距。架设贝雷梁，将临钢管桩锚固在贝雷梁内，焊接剪力撑和横梁组成临时牢固平台。,采用全站仪对便桥固定钢管桩桩位精确放样。在已经修筑好的钢便桥施工平台上采用冲击钻对钢管桩基础进行钻孔，孔深为2米，直径为1米。,以履带吊吊运钢管桩就位，并沉入钻孔桩内，采用c35水下混凝土浇筑。强度达到后安装铺设上部结构，拆除临时支墩。履带吊前移，继续下一孔的钢便桥施工。 沉入钢管桩时，应严格控制桩身的垂直度，确保钢管桩合理承载，沉桩以标高控制。沉桩偏差：桩位平面位置：10cm；桩顶标高：10cm；桩身垂直度：小于1%。 每排钢管桩下沉到位后，桩之间用20a槽钢进行连接，以增加桩的稳定性。,3.4贝雷梁及横向分配梁拼装 桩顶横梁采用40a型工字钢；在钢管桩基施工完成后吊放。 贝雷梁预先在岸上或已搭设好的便桥上按每组尺寸拼装好，然后运输到位，用履带吊直接吊装贝雷梁安装在墩顶横梁上并在横梁上焊槽钢限制纵梁左右位移。 贝雷梁的位置需放线后确定，以保证便桥桥轴线不偏移，为减少贝雷梁的磨损，在40a与贝雷梁之间放置橡胶垫；,在贝雷纵梁顶面按1.0m间距布设锚固22a型工字钢做横向分配梁，并且采用16“u”型卡口与贝雷梁连接，每个节点1套螺栓；,3.5便桥桥面结构 桥面板采用8mm厚的桥面专用板，面板与横向分配梁之间间断焊，沿纵向每块之间预留1.0 cm的缝隙。 便桥栏杆立柱采用48mm钢管焊接，栏杆高1.0m，立柱间距1.5m。立柱焊在便桥横向分配梁上。 栏杆上间隔一定距离设置夜间通航警示灯。沿钢便桥铺设一根120mm塑料电缆套管一直至钻孔平台上，用于主墩施工供电。,四、钢便桥结构验算,4.1贝雷梁(12m)内力荷载分析计算 自重均布荷载：q1=15*3/6kn/m+0.95 kn/m(护栏自重)+6.66 kn/m=17.26 kn/m 施工及人群荷载：不考虑与车辆同时作用；,65吨搅拌车后轴布置在跨中，贝雷梁受力分析 弯矩mmax=1660kn.m,剪力qmax=528kn 65吨搅拌车后轴布置在0号桥台跨端，贝雷梁受力分析 弯矩mmax=958.5kn.m,剪力qmax=403kn,经过上述分析知，贝雷梁最大弯矩mmax=1660kn.m，最大剪力qmax=528kn。纵向主梁选用4排单层贝雷梁，下弦杆。 则贝雷梁跨中容许弯矩【m】=788.2*6+450*6=7429 kn.m 跨中容许剪力【m】=245.2*6=1471kn mmax=1660kn.m【m】=7429 kn.m qmax=528kn【m】=1471kn 满足强度要求,4.2 承重梁内力分析计算 承重梁作为便桥结构的主要承重结构，是便桥结构稳定安全的生命线，拟采用型材2l40a。当车行驶到墩顶时，墩顶荷载最大，承重梁河钢管桩承受最不利荷载。 上承式荷载分析： 自重均布荷载：q1=15*3/6kn/m+0.95 kn/m(护栏自重)+6.66 kn/m=17.26 kn/m 施工及人群荷载：不考虑与车辆同时作用；,50吨履带吊行走到墩顶时，选取2跨按连续梁进行计算：履带吊集中荷载转换为均布荷载：850 kn/4.69m=181.24 kn/m 弯矩mmax=714kn.m,剪力qmax=54kn 节点反应力nmax=1093kn,上乘式承重梁取最大节点反应力nmax=1093kn对承重梁进行验算：设其6组贝雷梁均衡受力，单片贝雷梁受力：1093/6=182.2kn 弯矩mmax=295kn.m,剪力qmax=367.4kn 根据上述进行分析可知，取最大荷载295kn.m，qmax=367.4kn进行桩顶承重梁的截面设计。,选用i40a，查钢结构计算手册得各相关力学参数如下：w=2*1090cm3;a=2*86.1cm2 i/s=34.1（i=21720cm4,s=631.2cm3） b=2*1.05cm，下面对其强度进行验算： =m/w=295 kn.m/（2*1090cm3）*103=136mpa1.3=188.2 mpa r=qs/ib=367/34.1/(1.05*2)=51.2mpa r=85*1.3=110mpa 挠度wmax=0.00984m/400=0.01满足要求。,4.3钢管桩承载力的验算 根据上述计算分析知，钢管桩基础单桩承载力最大的情况出现在车在基础顶施工作业时，单桩最大承受荷载约=550kn。钢板桩820*8mm，a=204.078cm2。 单根钢管桩流水压力计算： fw=kayv2/(2g)=0.8*(24*0.82*10)*12/2/9.8=10kn。,式中：fw流水压力标准值（kn）; k形状系数（钢管取0.8）; a阻水面积（m2）,计算至一般冲刷线处; y水的重力密度（kn/m3）;v设计流速（2m/s） g重力加速度（9.8m/s3） 水流力作用在水深的1/3处，即为水深16m处。水流力对钢管产生的弯矩：mx=10*16=160kn.m,汽车水平制动力 根据公路桥涵设计通用规范（jtg d60-2004）查得，汽车制动力为汽车荷载重力的10%，汽车行走在墩顶，钢管桩承受最大内力，考虑2个墩承担，以最大荷载45墩罐车计算，此处每根桩取水平制动力为450/2/2*10%=11.25kn。水平制动力对钢管产生的弯矩：mx2=11.25*20=225 kn.m,钢管强度及稳定性验算 由以上分析可知： 1=m/lxx=160kn.m/168213cm4*0.41m=39mpa188.2mpa 2=m/lxy=302kn.m/168213cm4*0.41m=73.6mpa188.2mpa 回旋半径rx=28.7cm 长细比=lo/rx=20/28.7=69.7,查钢结构设计规范附表17得稳定系数=0.757 =n/a+1+2=550/（0.757*204.1）+39+73.6 =116.2188.2mpa 由以上计算可知便桥的钢管桩的桩身强度满足使用要求。 经贝雷梁、承重梁和钢管桩的的检算结果可知，该便桥架设能满足工程使用要求。,五、便桥桥拆除施工方案,5.1 施工工艺 拆除栏杆、照明等附属结构拆除桥面板拆除横向分配梁拆除贝雷梁间斜撑拆除贝雷梁拆除墩顶横梁拆除钢板桩剪力撑割除钢板桩拆除桥台基础,5.2施工方法 便桥拆除时采用50t履带吊逐跨拆除的方法，采用一个工作面，从钢便桥一端倒退拆除施工，一边拆除，一遍利用原钢便桥运送材料到岸上指定的位置存放。 钢便桥的拆除工作同钢便桥的搭设工作顺序基本相反，依次拆除桥面附属设施、桥面槽钢、型钢分配梁、贝雷、桩顶分配梁及钢管桩。,便桥上部结构的钢板、型钢首先利用割刀割除焊缝，然后利用50t履带吊将钢板、型钢吊至载重汽车上运输到河岸上。贝雷梁拆除时先依次拆除贝雷梁的定位卡、支撑架、连接槽钢，然后卸掉贝雷梁支座处的连接销子，利用50t履带吊将每组贝雷梁吊至载重汽车上运输至后方堆场。 贝雷梁拆除后，即可拆除横梁40a，以及钢管桩之间的联撑20a，最后采用水下切割的方法将钢管桩齐平切割。,六、安全保证措施,便桥施工的人员必需进行安全施工教育，使施工人员提高安全意识，杜绝安全事故的发生。 便桥施工必须做好必要安全防护设施。进入施工现场必须带安全帽；高空作业，必须系好安全带；便桥施工须穿防滑鞋；严禁酒后作业。,所有机械设备的司机、操作手必须严格执行安全操作规程，持证上岗。各种设备每天工作前要进行检查，是否存在质量问题，对有问题和存在安全隐患的机械设备坚决不能使用。 施工前做好施工环境调查，保护好通讯、电力等地下、空中设施， 便桥施工时，基坑开挖后要注意支护，防止塌方；周围做好围挡；要注意用电安全。,便桥吊装施工时，禁止人员在附近行走，钢丝绳在使用前要检查计算，架设过程中，不得在待架的孔跨处放行行人和车辆。 平交道口的便道施工时，要有专门负责的安全人员，注意观察过往行人车辆，避免交通安全事故的发生。 在便桥桥头上，树立标识牌注明：设计、可承受荷载及注意事项等说明,七、安全生产重点部位危险源控制,7.1、危险源辨识 本工程安全生产重点部位：插打钢管桩；吊装贝雷梁；摆放分配梁；焊接剪刀撑，大型设备倾覆。 项目部在确定危险重点部位的前提下，对各工序排出不利于安全因素的环节，识别出危险源，作为重点控制的施工工序安全管理点，落实监控人员，确定监控的措施和方案，实施重点监控。,7.2、应急预案 针对潜在的重大危险源制定管理方案和应急预案，在全体职工中进行传达和学习。配备满足法规要求的应急设备，培训相关人员，同时由主管部门在可行时组织应急演练，并对应急预案、程序及配备资源的适用性和有效性进行评审。通过演练暴露的问题按程序进行纠正和预防。在紧急情况发生时，启动应急预案。,八、环保保障措施,环保、水保目标：全