高速公路总体施工组织设计#多图.doc

道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 1 目 录 一、概况一、概况2 2 1.1 主要技术标准2 1.2 自然地理特征2 1.2.1 地形地貌 .2 1.2.2 地层岩性、构造 .2 1.2.3 水文特征 .2 1.2.4 气象特征 .2 1.3 施工工期3 1.4 施工人员及机械设备3 二、钢栈桥验算二、钢栈桥验算3 3 2.1 计算依据3 2.2 计算荷载3 2.2.1 基本可变荷载 .3 2.2.2 其他可变荷载 .5 三、支架结构计算三、支架结构计算6 6 3.1 栈桥整体稳定性计算6 3.2 工况一：80t履带吊.7 3.2.1 工况一荷载加载 .7 3.2.2 工况一计算结果 .8 3.3 工况二：挂-100.12 3.3.1 工况二加载图 12 3.3.2 工况二计算结果 13 3.4 工况三：20 年一遇洪水期水流力 17 4.5.1 工况三加载图 17 4.5.2 工况三计算结果 18 3.5 钻孔桩嵌岩深度计算.22 1、63012 钢管桩计算 22 3.6 桥面板计算.23 1、10mm 钢板 .23 3.7 结论及建议.23 四、钢栈桥施工工艺四、钢栈桥施工工艺2424 五、主要施工方法五、主要施工方法2424 5.1 钢管下沉.24 5.2 桩顶横梁安装.25 5.3 纵向分配筋安装.25 六、安全保证措施六、安全保证措施2525 七、环境保护、水土保持保证体系及保证措施七、环境保护、水土保持保证体系及保证措施2626 7.1 钢栈桥施工.26 7.2 保障措施.26 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 2 一、概况一、概况 1.11.1 主要技术标准主要技术标准 根据现场的地质条件及水位情况，在湄江河大桥 1#墩到 2#墩之间设置一施工钢栈桥， 长度 87m，钢栈桥主桁采用万能杆件，栈桥跨度为 18m 和 15m，桥宽 4.5m，栈桥万能杆件 上弦系统标高为+766.110m。栈桥桩基础水中墩为每排插打 2 根 63012 钢管桩，桩顶 设 i36c 和 3m 标准贝雷片分配梁。 1.21.2 自然地理特征自然地理特征 1.2.11.2.1 地形地貌地形地貌 桥位区属河流侵蚀堆积地貌，河漫滩及阶地发育，地形起伏不大，桥位区范围内中线 高程 766.2m770.9m，最大相对高差 4.7m。河水流向总体自东向西，桥位区有乡道通过， 交通便利。 1.2.21.2.2 地层岩性、构造地层岩性、构造 桥位区上覆第四系全新统冲积成因黏土、圆砾、卵石，下伏基岩为寒武系中上统娄山 关群白云岩。岩层产状为 30031829，呈单斜构造，地质构造简单，未见影响桥梁 稳定的不良地质构造通过，桥位区区域地质稳定。 1.2.31.2.3 水文特征水文特征 桥位区地表水发育，主要为湄江河，河流流向自东向西。桥位区地下水主要为基岩中 裂隙水，赋存于白云岩的风化裂隙中，主要考大气降水及地表水下渗补给，与地表水呈互 补关系，以沿裂隙渗流形式或受地形切割排出地表，地下水埋深为 1.0-3.5m，埋深小，水 量丰富。 1.2.41.2.4 气象特征气象特征 湄潭县属中亚热带季风湿润气候，四季分明，气候平和，多年平均气温 14.9，高于 或等于持续期长达 221 天，最低的一月为 3.8，最热的七月为 25.1，极端最低气温为- 7.8，极端最高气温为 37.4。多年平均降水量为 1137 毫米，降水量分布不均，夏季 （6-8 月）最多，占全年 41.2%；春季（3-5 月）占 29.3%；秋季（9-11 月）占 23.4%；冬 季（12-2 月）最少，占 6.1%。县内雨季开始期平均为 4 月 13 日，终止期为 10 月 10 日， 持续时间 181 天，自然灾害主要有干旱、洪涝、冰雹等。根据当地天气情况，桩基工程及 土石方工程施工黄金季节在 10 月-次年 5 月；砼工程在施工便道不受雨季影响的前提下， 全年可正常施工。 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 3 1.31.3 施工工期施工工期 总工期：30 天。 施工准备：2013 年 11 月 1 日-2013 年 11 月 30 日。 1.41.4 施工人员及机械设备施工人员及机械设备 表表 1 1 钢栈桥施工人员及机械设备钢栈桥施工人员及机械设备 序号施工人员及机械设备单位数量 1 施工人员人 20 2 挖掘机辆 1 3 装载机辆 1 4 履带车辆（80t） 1 5 电焊机台 2 6 发电机(120kw,100kw)台 2 7 打桩机台 1 8 切割机台 1 9 吊车台（16t） 1 二、钢栈桥验算二、钢栈桥验算 2.12.1 计算依据计算依据 1、业主提供的水文与地质资料及设计院提供的主体结构设计资料 2、业主提供的栈桥施工图纸 3、 桥涵地基与基础设计规范(tb 10002.5-2005) 4、 桥涵设计基本规范(tb 10002.1-2005) 5、 钢结构设计规范(gb50017-2003) 6、 混凝土结构设计规范 7、 桥梁地基与基础 2.22.2 计算荷载计算荷载 2.2.12.2.1 基本可变荷载基本可变荷载 1 1、80t80t 履带吊机荷载履带吊机荷载 80t 履带吊机自重 70t，接触面积为 25400850mm2。其负荷特性表见下表所示，其 外部尺寸见下图所示。 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 4 80t80t 履带吊机外形尺寸图履带吊机外形尺寸图 80t80t 履带吊机负荷特性表履带吊机负荷特性表 （单位：（单位：t t） 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 5 2 2、挂车、挂车-100-100 荷载荷载 挂挂-100-100 级车辆荷载的主要技术指标级车辆荷载的主要技术指标 名称 车辆 重量 车轴数 每个车轴 重力 每个车轴 车轮组数目 车轮横向中距 每对车轮着地长 和宽 挂-1001000kn4250kn430.9m0.5m0.2m 注：挂注：挂-100-100 在栈桥相邻两联内仅允许布置一辆在栈桥相邻两联内仅允许布置一辆 2.2.22.2.2 其他可变荷载其他可变荷载 1 1、风荷载、风荷载 栈桥施工状态、栈桥工作状态和栈桥非工作状态的允许风力分别为：6 级、8 级和 10 级，相应风速分别为：13.8m/s、20.7m/s、28.4m/s。当风力超过 6 级时，禁止栈桥自身施 工；当风力超过 8 级时，禁止在栈桥上作业，当风力超过 10 级时，栈桥禁止通行。 风载按公路桥涵设计通用规范进行计算， 013whdwh fk k k w a 其中：（按施工架设期间取值） ； 0 0.75k （桁架风载系数，含桥面板实面积比按 0.4 考虑） ； 11 kk0. 6 1. 7=1. 02 （按最不利地形地理条件选取） ； 3 1.4k （按 a 类地表，离地面或水面 5m 高度计） ； 2 1.08k （按 a 类取阵风风速系数） ； 5 1.38k 2 2 d d rv w g 0.00010.0005 0.0120170.0120170.01201 z ree 6 级风载： 250 1.08 1.38 13.8/20.6/ d vk k vm sm s 求得: 22 0.01201 (20.6) 0.26() 22 9.8 d d rv wkpa g 单片万能杆件及桥面板迎风面积：； 2 0.40.4 2.0 2.01.6 wh aam 风载为： 013 0.75 1.02 1.4 0.26 1.60.45() whdwh fk k k w akn 8 级风载时： 250 1.08 1.38 20.7/30.9/ d vk k vm sm s 求得: 22 0.01201 (30.9) 0.585() 22 9.81 d d rv wkpa g 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 6 单片主梁迎风面积：； 2 0.40.4 2.0 2.01.6() wh aam 风载为： 013 0.75 1.02 1.4 0.585 1.61.0() whdwh fk k k w akn 2 2、水流力、水流力 20 年一遇的最大水位为+769.163m，此时水流流速按 3.2m/s 考虑。 3 3、栏杆荷载、栏杆荷载 按人行道栏杆设计，作用于栏杆立柱顶上的水平推力标准值为：0.75kn/m；作用于栏 杆扶手上的竖向力标准值为：1.0kn/m。 4 4、行人荷载、行人荷载 根据公路桥涵设计通用规范 ，这里取值为 2.5kn/m。 三、支架结构计算三、支架结构计算 3.13.1 栈桥整体稳定性计算栈桥整体稳定性计算 采用 midas/civil2006 软件，结构自重按实际构件重量取值，并考虑连接板及焊接件 重量，取 1.2 倍自重。 风荷载按 8 级风载进行加载，并等效于集中荷载施加在每片主梁节点上，由于水流力 作用于钢管桩上，相当于使上部主梁横向整体移动而对其应力影响不大，故在上部结构分 析中，可不考虑水流力的作用。计算模型如下图所示。 轴测图轴测图 立面图立面图 侧面图侧面图 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 7 一阶屈曲一阶屈曲 其一阶屈曲系数为 30.5，其整体稳定良好。 3.23.2 工况一：工况一：80t80t 履带吊履带吊 3.2.13.2.1 工况一荷载加载工况一荷载加载 荷载组合：结构自重+人行荷载+80t 履带吊机自重及吊重+风载 14m 跨万能杆件主梁重量 36.2t，12m 跨万能杆件主梁重量 31.0t。 半径 11m 时，80t 履带吊的最大吊重 23.64t，主梁采用分片吊重。 半径 10m 时，80t 履带吊的最大吊重 26.65t，主梁采用分片吊重。 吊 14m 跨万能杆件， 履带吊均布轮压， 2 0 7023.64 102.0(/) 2 5.4 0.85 pkn m 吊 12m 跨万能杆件，履带吊均布轮压， 2 0 7026.65 105.3(/) 2 5.4 0.85 pkn m 走行时，履带轮压为： 2 500 70.6(/) 2 4.66 0.76 pkn m 根据履带吊所在位置的不同，2 种不同工况。 80t80t 履带吊工况表履带吊工况表 项目 63012 墩顶起吊工况一 跨中走行工况二 a a、工况一：、工况一：663 3012012 钢管桩墩顶起吊钢管桩墩顶起吊 加载图如下所示： 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 8 工况一加载图（单位为工况一加载图（单位为 kpakpa） b b、工况二：、工况二：663 3012012 钢管桩跨中走行钢管桩跨中走行 加载图如下所示： 工况二加载图（单位为工况二加载图（单位为 kpakpa） 3.2.23.2.2 工况一计算结果工况一计算结果 计算结果为各工况的包络值 1 1、变形计算、变形计算 变形图变形图(mm)(mm) 最大变形为，满足规范要求。 max 5.435 400 l mmmm 2 2、桥面板计算、桥面板计算 桥面板采用 10mm 钢板+i25+i36c，桥面板纵梁采用16 槽钢。 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 9 桥面板纵梁组合应力图桥面板纵梁组合应力图(mpa)(mpa) 桥面板纵梁剪应力图桥面板纵梁剪应力图(mpa)(mpa) 最大组合应力为，满足要求； max 28.6170mpampa 最大剪应力为，满足要求。 max 4.3100mpampa 3 3、主梁计算、主梁计算 主梁采用 n 型万能杆件进行拼装 2n12n1 内力图内力图(t)(t) 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 10 2n22n2 内力图内力图(t)(t) 2n32n3 内力图内力图(t)(t) 2n42n4 内力图内力图(t)(t) 各种型号杆件内力值统计如下： 杆件内力值杆件内力值 项目 2n12n22n32n4 容许内力(t) 63.334.342.229.5 实际内力(t) 13.423.711.14.7 由上计算可得：万能杆件满足要求。 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 11 4 4、分配梁计算、分配梁计算 63012 桩桩顶分配梁采用 i36c。 i36ci36c 组合应力图组合应力图(mpa)(mpa) i36ci36c 剪应力图剪应力图(mpa)(mpa) 最大组合应力为，满足要求； max 29.3170mpampa 最大剪应力为，满足要求。 max 8.5100mpampa 5 5、钢管桩内力、钢管桩内力 采用 63012 钢管桩。 663 3001212 内力图内力图(t)(t) 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 12 3.33.3 工况二：挂工况二：挂-100-100 3.3.13.3.1 工况二加载图工况二加载图 荷载组合：结构自重+人行荷载+挂-100+风载 挂-100 在栈桥相邻两联内仅允许布置一辆，根据挂车的位置不同，可以分为如下所示 的 2 种不同工况。 挂挂-100-100 工况表工况表 走行位置 63012 工况跨中墩顶 挂-100 单轴轴重为 250kn(每个车轴包含 4 组车轮)，每车轮面积按 0.2m0.5m 计，则 轮压为： 2 250 625(/) 4 0.2 0.5 pkn m a a、挂车在、挂车在 663 3001212 钢管桩墩顶钢管桩墩顶 挂车在 63012 钢管桩墩顶，加载图如下所示 b b、挂车在、挂车在 663 3001212 钢管桩跨中钢管桩跨中 挂车在 63012 钢管桩跨中，加载图如下所示 3.3.23.3.2 工况二计算结果工况二计算结果 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 13 计算结果为各工况的包络值 1 1、变形计算、变形计算 变形图变形图(mm)(mm) 最大变形为，满足规范要求。 max 6.935 400 l mmmm 2 2、桥面板计算、桥面板计算 桥面板采用 10mm 钢板+i25+i36c，桥面板纵梁采用16 槽钢。 桥面板纵梁组合应力图桥面板纵梁组合应力图(mpa)(mpa) 桥面板纵梁剪应力图桥面板纵梁剪应力图(mpa)(mpa) 最大组合应力为，满足要求； max 31.4170mpampa 最大剪应力为，满足要求。 max 4.2100mpampa 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 14 3 3、主梁计算、主梁计算 主梁采用 n 型万能杆件进行拼装 2n12n1 内力图内力图(t)(t) 2n22n2 内力图内力图(t)(t) 2n32n3 内力图内力图(t)(t) 2n42n4 内力图内力图(t)(t) 各种型号杆件内力值统计如下： 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 15 杆件内力值杆件内力值 杆件型号 2n12n22n32n4 容许内力(t) 63.334.342.229.5 实际内力(t) 14.220.316.65.9 由上可得：万能杆件满足要求。 4 4、分配梁计算、分配梁计算 63012 桩桩顶分配梁采用 i36c。 i36ci36c 组合应力图组合应力图(mpa)(mpa) i36ci36c 剪应力图剪应力图(mpa)(mpa) 最大组合应力为，满足要求； max 26.7170mpampa 最大剪应力为，满足要求。 max 7.5100mpampa 5 5、钢管桩内力、钢管桩内力 采用 63012 钢管桩。 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 16 663 3001212 内力图内力图(t)(t) 3.43.4 工况三：工况三：2020 年一遇洪水期水流力年一遇洪水期水流力 4.5.14.5.1 工况三加载图工况三加载图 20 年一遇水位标高为+769.163m，栈桥顶面标高为+771.50m 第一片主梁万能杆件所受的水流力为 22 11 1.0 1.0 1.993.20.747.5 22 w fmcv akn 第二片主梁万能杆件所受的水流力为 22 21 1.0 0.55 1.993.20.744.1 22 w fmcv akn 第三片主梁万能杆件所受的水流力为 22 31 1.0 0.7 1.993.20.745.3 22 w fmcv akn 第四片主梁万能杆件所受的水流力为 22 41 1.0 0.6 1.993.20.744.5 22 w fmcv akn 桩的水流力为： 2 2 rv rka g 桩水流力参数表桩水流力参数表 项目 n1n2n3n4n5 桩型号 6301263012630126301263012 水流力(kn) 22.642.6110.3115.3115.3 桩号 n6n7 桩型号 6301263012 水流力(kn) 42.622.6 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 17 加载图如下所示 加载图（加载图（kpakpa） 4.5.24.5.2 工况三计算结果工况三计算结果 1 1、变形计算、变形计算 变形图变形图(mm)(mm) 最大变形为。 max 143.7mm 2 2、桥面板计算、桥面板计算 桥面板采用 10mm 钢板+i25+i36c，桥面板纵梁采用16 槽钢。 桥面板纵梁组合应力图桥面板纵梁组合应力图(mpa)(mpa) 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 18 桥面板纵梁剪应力图桥面板纵梁剪应力图(mpa)(mpa) 最大组合应力为，满足要求； max 59.5170mpampa 最大剪应力为，满足要求。 max 1.3100mpampa 3 3、主梁计算、主梁计算 主梁采用 n 型万能杆件进行拼装 2n12n1 内力图内力图(t)(t) 2n22n2 内力图内力图(t)(t) 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 19 2n32n3 内力图内力图(t)(t) 2n42n4 内力图内力图(t)(t) 2n52n5 内力图内力图(t)(t) 各种型号杆件内力值统计如下： 杆件内力值杆件内力值 杆件型号 2n12n22n32n42n5 容许内力(t) 63.334.342.229.517.2 实际内力(t) 5.18.29.16.88.5 由上可得：万能杆件内力满足要求。 4 4、分配梁计算、分配梁计算 63012 桩桩顶分配梁采用 i36c。 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 20 i36ci36c 组合应力图组合应力图(mpa)(mpa) i36ci36c 剪应力图剪应力图(mpa)(mpa) 最大组合应力为，满足要求； max 25.8170mpampa 最大剪应力为，满足要求。 max 7.6100mpampa 5 5、钢管桩内力、钢管桩内力 采用 63012 钢管桩。 6363012012 内力图内力图(t)(t) 流速 3.2 m/s 时，钢管内力如下所示： 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 21 项目 6308 内力（t） 43.0 桩 弯矩（t） 32.6 流速 3.2m/s 桩间联结系（t） 21.7 663 3001212 钢管桩计算钢管桩计算 钢管桩面内计算长度为 11m，面外计算长度为 14m。其回转半径为，长细209imm 比为，长细比为； 11000 54.1 209 x 14000 67.0 209 y 查 b 类截面稳定系数为，0.838 x 0.769 y ， 2252 22 2.06 1014878 9386.1 1.11.1 54.1 ex x eampamm nkn =1.15，=1.15 x y 截面影响系数0.7 等效弯矩系数=1.0，=1.0 mx my tx ty 由于横截面为闭合截面，故整体稳定性系数1.0 bxbx 按照钢结构设计规范其稳定计算应力需同时满足以下两个公式： 流速 3.2m/s 时： (1 0.8) 43.01.0 32.6 0 43.0 0.838 14878 1.15 2173066 (1 0.8) 9386.1kn 34.5 135.4169.9170 tyy mxx xbyy xx ex m mn n aw w n tt m t mpafmpa (1 0.8) 43.01.0 32.6 0.70 0.769 148781.0 2173066 37.6 105.0142.6170 myy txx ybxx yy ey m mn n aw w n tt m mpampa 3.53.5 钻孔桩嵌岩深度计算钻孔桩嵌岩深度计算 1 1、6301263012钢管桩计算钢管桩计算 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 22 a 按桩底轴向力确定钻孔深度： 岩石单轴向极限抗压强度计算取值 5mpa 则桩底部容许承载力： 12 () (0.5 148780.04 3140 ) 5 745000 pc ac uh r h 由上式求解得到：1127mm 即不考虑覆盖层的作用，钢管钻孔最小深度为 1127mm。 b 按桩底弯矩确定钻孔深度： 1 7 0.066 32.6 10 0.066 0.5 5 600 1814 d m h krd mm 由上述计算钻孔深度取较大值，则取钻孔深度，满足要求。1814hmm 3.63.6 桥面板计算桥面板计算 1 1、10mm10mm钢板钢板 间距 600mm160mm，面板考虑为两边简支的双向板。 挂-100 时荷载为： mknmmknq/3756 . 0/625 2 mkn ql m 96 . 0 10 16 . 0 375 10 22 mpampa w m 170 0 . 96 10000 1096 . 0 6 满足要求。 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 23 3.73.7 结论及建议结论及建议 由以上计算可得：此栈桥结构能满足施工的需求。 四、钢栈桥施工工艺四、钢栈桥施工工艺 五、主要施工方法五、主要施工方法 5.15.1 钢管下沉钢管下沉 栈桥架设采用 80t 履带吊，dz60 型振动锤逐跨打桩架设栈桥，施工时要根据吊机的 实际性能进行施工。 栈桥由引提前端向前逐跨推进搭设。 沉桩过程中严密注视钢管桩的锤击下沉速度，若在沉桩过程中出现急速下沉或无法下沉 到设计标高时，综合考虑各种因素，并报告项目部分析情况予以处理。 沉桩应符合以下要求： 桩平面位置：10cm 桩顶标高： 10cm 桩身垂直度：1% 道安高速公路 tj17 标总体施工组织设计 24 栈桥搭设示意图栈桥搭设示意图 5.25.2 桩顶横梁安装桩顶横梁安装 桩顶横梁采用 i36，现在岸上按照设计尺寸下好料，再由起重设备吊装至桩顶位置进 行安装，安装时横梁直接放置在已焊好的钢管封顶钢板上进行焊接，焊接必须满足强度要 求。 5.35.3 纵向分配筋安装纵向分配筋安装 待横梁安装结束，即可进行 i25 纵向分配梁