xx公路跨河大桥工程钢栈桥及钻孔平台施工专项方案.doc

xxx大桥工程钢栈桥及钻孔平台施工专项方案编制： 复核： 审批： xx有限公司xxx大桥工程项目经理部目 录第一章 编制依据、范围及原则11.1 编制依据11.2 适用范围11.3 编制原则1第二章 工程概况22.1 工程简述22.2 主栈桥技术指标22.3 地质、水文22.4 主要构件设计32.5 钢栈桥及钻孔平台布置42.6 钢栈桥及钻孔平台的结构形式7第三章 钢栈桥及钻孔平台施工方案123.1 主要机械设备选用123.2 劳动力投入123.3 栈桥及钻孔平台工程量133.4 施工工期安排173.5 施工工艺流程173.6 测量放样173.7 钢管桩施工223.8 钢管桩连接系安装253.9 承重梁（横梁）吊装253.10 贝雷梁安装253.11 桥面及栏杆安装273.12 质量验收28第四章 （主栈桥、支栈桥及钻孔平台）力学计算294.1 （主栈桥）力学计算294.2 （支栈桥）力学计算484.3 （钻孔平台）力学计算63第五章 环境保护注意事项80第六章 安全施工注意事项80第七章 安全应急救援措施827.1 应急救援的重要性827.2 成立应急救援领导小组827.3 应急救援的联络方式和电话837.4 应急救援的实施和善后处理83第一章 编制依据、范围及原则1.1 编制依据1、xxx大桥工程施工设计图纸及施工组织设计。2、相关施工规范及质量验收规范：（1） 钢栈桥及钻孔平台设计图纸；（2）钢结构工程施工质量验收规范GB 50205-2001； （3）装配式公路桥多用途使用手册；（4）简明施工计算手册；（5）路桥施工计算手册；3、公司现有的技术装备、管理水平和类似工程的施工经验。1.2 适用范围xxx大桥工程，（跨x）钢栈桥及钻孔平台施工。1.3 编制原则为保证钢栈桥和钻孔平台施工的顺利完成，确保质量、杜绝安全事故的发生，特制定本方案。1、根据设计图纸，结合本钢栈桥钢管桩基础施工特点、地质、水文及气候等条件 。2、结合设计图纸和现场实地考察情况，确定钢栈桥和钻孔平台施工方案。3、力求施工技术创新，采用新钓鱼法插打钢管桩技术及新工艺、新设备、新材料。4、在确保安全、质量、满足工期要求的前提下进行编制。5、根据施工组织设计总体规划、满足工期要求。第二章 工程概况2.1 工程简述xxx大桥工程位于x县城东，直接连通x两岸的南滨河路、东二环与糜三公路，起点位于x县城东，滨河南路与东二环支路交叉口，向北跨越x，终点位于x北岸糜三公路。工程全长1.089公里，其中x大桥816m。桥梁起点桩号为K0+158.623，终点桩号为K0+974.963，中心桩号为K0+566.793。主桥长度368m，采用100+168+100m的预应力混凝土矮塔斜拉桥。墩身采用柱式墩，基础为承台接群桩基础。主墩7、8号#墩位于主河槽内，主塔采用一个大承台布置，承台结构尺寸为15.7m33.7m5m，位于河床之下，封底混凝0.51.5m。每个承台底布置18根桩基，直径2.2m的钻孔桩，桩长60m。由于季风气候的影响，x水量有明显的季节变化。从前一年的 12月到当年的 4 月为枯水期，月平均流量大都在 500m/s 以下，小于年平均流量的5%。6月开始进入汛期，79 月是x的洪水季，月平均流量在 18002000 m3/s，三个月的径流量占年径流量的 47.3%。2.2 主栈桥技术指标1、栈桥桥跨布置：标准跨经12m；2、栈桥桥面宽：8m；3、栈桥桥面标高：1396.70m；4、主要设计荷载：100T履带吊作业、360型旋挖钻机、混凝土罐车、运梁车等车辆荷载通行；5、设计行车速度：15km/h；6、使用年限：3年。2.3 地质、水文1、 设计桥位处地质分布主要为：卵石；2、设计高水位：1394.35m；3、设计最大流速：2m/s。2.4 主要构件设计 1、主桁梁主桁梁采用 321 型标准贝雷梁拼装，贝雷梁每节长 3m，高 1.5m。构件材料为 16Mn，每片贝雷梁重 270kg。2、支撑架竖向支撑架为 90 型，竖向支撑架用于两片相邻桁梁端部，在桁梁每端均设置。支撑架采用撑架螺栓及螺母与桁梁进行连接，连接时将其空心圆锥套筒插入桁梁弦杆或端竖杆支撑架螺栓孔内，用支撑架螺栓固定。其作用主要整体性。3、分配梁 分配梁采用22a 热轧普通工字钢，每根长度为 9m，分配梁下部与桁梁上弦杆采用专用夹具固定，主栈桥分配梁在纵桥向每隔 30cm（平均间距）布设一根。4、桁梁销、保险销相邻桁梁的连接采用桁梁销，桁梁销上销锥端有一小孔，供插保险销用，另一端面上有一凹槽，其方向与保险销孔相同，在安装时如看不见销孔，可借导向槽方向以定销孔方向，有助顺利插入保险销。桁梁销材料为 30CrMnSi，直径为 49.5mm，重 3kg。保险销为 一小钢片卷成，插入桁梁销小孔内，防止桁梁销松落。 5、支撑架螺栓支撑架螺栓用于固定支撑架与桁梁之间的连接，与支撑架配套使用，每根支撑架匹配四根撑架螺栓。6、桥面板桥面板采用 10mm 厚钢板。7、桩顶承重梁桩顶承重梁用于栈桥纵向贝雷梁安放，材料采用双肢工 40a 型号 Q235B 热轧普通工字钢，双排桩位置 4 米承重梁采用双肢工 56a 型号 Q235B 热轧普通工字钢。8、钢管桩基础栈桥基础采用630、720 螺旋钢管桩，钢管桩的规格根据不同的水深、单双排墩而灵活使用。设计桩长由桩顶标高、实测河床标高、设计入土深度进行确定。9、桩间平联、剪刀撑桩间平联采用3256 钢管，桩间剪刀撑采用20a,当施工时水位较高可取消剪刀撑的安装。2.5 钢栈桥及钻孔平台布置钢栈桥起点位于xx大桥6#墩处，与陆上施工便道相接。终点位于xx大桥9#墩处，与陆上施工便道相接。在桥梁7#、8#主墩处设置钻孔平台。钻孔平台尺寸51m*21m，在平台两侧设置51 m*8m支栈桥与平台连接。同时在两钻孔平台之间设置一处侧栈桥，用于会车、停放设备用，设计尺寸12m*8m；主栈桥桥面高程为1394.35+0.5m雍水+1.5m梁高+0.35桥面结构=1396.70m，全长约384.4m，标准跨径12m，钢栈桥共分3联，设计为168m+2*108m，按连续梁设计，每联之间设计0.2m宽的伸缩缝。钢栈桥上部结构采用连续贝雷梁与型钢组合，下部采用钢管桩基础。主栈桥钢管桩使用720mm*8mm螺旋管，其他部位采用630mm*8mm螺旋管桩基础。主栈桥按双车道设置，宽度8m，位于线路左侧，考虑主墩塔吊设置，栈桥边线距桥面投影边线7.5m。主栈桥、支栈桥及钻孔平台总体布置图2.6 钢栈桥及钻孔平台的结构形式1、栈桥（钻孔平台）的钢管桩基础主栈桥桩基：采用直径720*8mm规格钢管桩。 主栈桥横断面、单排桩布置 主栈桥纵断面（单排桩）布置图 主栈桥横断面（双排桩）布置图 栈桥纵断面（双排桩）布置图 主栈桥（伸缩缝处双排桩）横断面布置图 主栈桥（伸缩缝处双排桩）纵断面布置图2、支栈桥和钻孔平台钢管桩基础：采用直径630*8mm规格钢管桩（立柱），其桩长均按16m计。 支栈桥横断面布置图支栈桥纵断面布置图 支栈桥、钻孔平台断面布置图 支栈桥、钻孔平台断面布置1、 侧平台钢管桩基础：采用直径630*8mm规格钢管桩（立柱），其桩长均按14m计。第三章 钢栈桥及钻孔平台施工方案3.1 主要机械设备选用主要机械设备投入表序号机械或设备名称型号规格数量用途1履带吊80t2台栈桥施工2振动锤YZ1502个钢管桩插打3汽车吊QY252台钢结构加工场4整流弧焊机ZSG-30012个钢结构加工5汽车6辆运输6全站仪Leica8021台栈桥施工7测量水准仪NA22台栈桥施工3.2 劳动力投入 施工人员投入表工种人数管理人员2技术人员2测量人员3试验人员1电 工1电焊工12司 机6普 工15后勤人员6合 计483.3 栈桥及钻孔平台工程量1、 主栈桥工程量（长384.4m，宽8m）2、 支栈桥工程量（长51m，宽8m）3、 钻孔平台工程量（长51m，宽21m）4、 侧平台工程量（长12m，宽8m）3.4 施工工期安排栈桥计划45天内完成，计划开工日期2017年12月20日，完工日期2018年2月2日。设置两个作业面，分别从南、北岸同步向中跨施工。之后进行钻孔平台及支栈桥施工，计划分两个作业面，7、8号墩同时施工，30天完成。即2018年3月10日全部完工（春节考虑8天假期）。3.5 施工工艺流程测量放样首节钢管桩插打钢管桩接长连接系施工桩帽施工承重梁安装贝雷片安装桥面系安装栏杆安装。3.6 测量放样1、测量准备工作主栈桥钢管桩（桩位）坐标2、钢管桩导向架定位（1）首桩施工定位桥台01#桩位处陆地钢管桩采用全站仪定位。桩顶横向承重梁安装完成后，采用全站仪在承重梁上定出栈桥中心线，使贝雷梁横向位置排列安装准确。 钢管桩导向架示意图（2）水中钢管桩孔桩定位：可不采用全站仪，采用导向架，再按照导向架的位置插打钢管桩，这样效率较高，且可以保证贝雷梁竖杆位于支撑点处。3.7 钢管桩施工钢管桩沉桩采用80t履带吊结合YZ150振动锤施工。钢管桩设计最大入土深度为9m，设计单桩承载力特征值分别为：主栈桥80t、支栈桥66t、钻孔平台80t。1、对加工的成品钢管桩严格按规范要求检查验收。外周长允许偏差：0.5%周长且不大于10mm。管端椭圆度允许偏差：0.5%d，（d为管桩外径）且不大于5mm管端平整度允许偏差：2mm管端平面倾斜允许偏差：2mm管纵轴线允许偏差：0.1%管桩打入端需使用同类型等强度钢管沿管周焊接30cm高进行加强，以保证打入端的强度和插打质量。焊缝质量：符合设计及规范要求钢管桩连接采用坡口焊接后再焊4块拼接补强板。其焊缝要求与制造要求相同。钢管桩对接时要检查上下管节端口的管径差及椭圆度，不合格的管节不能使用。2、插打钢管桩前，必须检查桩位及桩的垂直度符合下列规定：桩平面位置偏差2cm，桩的垂直度偏斜率1%。同时要求锤的中心线与桩的中心线应保持在同一轴线上。3、钢管桩对接焊缝应经检查合格后方能插打，其桩的纵向弯曲矢高不能大于每节桩长的0.2%。另外现场应记录每根桩的长度，并在桩上用油漆划出长度标记，以便显示桩的入土深度。4、钢管桩开始插打时，宜用自重下沉到有足够的稳定性。桩稳定后，再采用打桩锤振动下沉。5、插打过程中出现贯入度发生急剧变化，桩身突然倾斜与移位，桩头及桩身发生损伤或者焊缝开裂，桩发生上浮及桩周围地面发生变化等均应立即停止插打，进行分析，查明原因，采取必要的措施后方可继续插打。6、插打施工过程中，应认真填写插打记录表。当桩尖已沉入设计标高，贯入度达到控制贯入度时，即可停锤；当贯入度已达到控制贯入度时，而桩尖标高未到设计标高时，应继续锤入10cm左右，如无异常变化，即可停锤。7、插打完成应检查桩的竣工尺寸：桩中轴线偏斜率1%；桩顶的平面，纵向4cm，横向5cm。8、操作步骤（1）根据每跨钢管不同跨度、履带吊起重曲线，确定沉桩单根桩长，留有30cm富余，并在桩顶位置一侧用红油漆画出桩顶标高位置。（2）将钢管桩吊至施工栈桥前端，制作简易龙口固定，要求钢管桩竖直放立。（3）履带吊起吊振动锤、液压钳系统。（4）液压钳夹紧钢管桩，吊至钢管桩桩位，测量再次确定钢管桩桩位。（5）履带吊缓慢放松钢丝绳，利用钢管桩自重下沉钢管桩，待稳定后，测量观测钢管桩垂直度，若桩垂直度不能达到要求，应及时纠偏。（6）开启振动锤进行钢管桩下沉。（7）钢管桩下沉至顶标高位置，检查垂直度，停止下沉。（8）标高、垂直度均达到要求后，转入下一根钢管桩基础施工。9、钢管桩插打长度超过12m的钢管桩，每根钢管桩分2节施工，施工方法以靠近桥台的第四排桩为例。施工过程如下图所示： 图1 定位后吊装第一节钢管桩 图2 施打第一节钢管桩 图3 焊接第一节和第二节钢管桩接头 图4 施打第二节钢管桩 10、钢管桩接头两钢管桩采用坡口焊连接，且采用4块钢板板进行加强，连接板采用等强度钢管切割而成，尺寸为200mm360mm。图3.6-5 钢管桩接头3.8 钢管桩连接系安装1、钢管桩就位后，在桩帽施工前，进行横联施工。2、现场加工两个简易吊笼，将施工人员通过吊笼用履带吊吊上钢管桩顶端，挂在钢管桩上并固定好吊笼，同时施工人员系好安全带。将连接系钢管吊至焊接位置，施工人员通过可调节高度式的安全带施工。3.9 承重梁（横梁）吊装连接系施工完毕后，在柱顶切槽凹槽进行承重梁安装，切割后进行贴板补强。非制动墩桩顶为1根9m长横向双拼I40a横向承重梁；制动墩桩顶为3根4m长双拼I40a纵向承重梁，其上为1根9m长横向双拼I56a横向承重梁。承重梁先在加工场地加工好后，通过履带吊转运至施工现场，吊装就位。承重梁与桩帽钢板焊接。3.10 贝雷梁安装横桥向贝雷片两片一组，共6组，横向共12个贝雷片。完成好一孔下部结构后，采用一组贝雷梁整体吊装法进行。每组贝雷梁在拼装场地拼装完成，运输至现场，将贝雷梁一次吊装至孔位，再按图纸完成剩余支撑架安装，每片贝雷梁均设置限位，可将切割成U型的槽20作为限位装置。 贝雷梁限位装置示意图分配梁安装布置示意图3.11 桥面及栏杆安装横向工22a分配梁在贝雷梁上按间距30cm布置，长度9m，通过抱箍固定夹具与贝雷纵梁连接。为方便施工，桥面板和栏杆均采用拼装式。钢栈桥栏杆示意图钢栈桥整体示意图3.12 质量验收1、钢管桩验收（1）钢管桩桩顶标高误差应严格控制在3mm内，以免上部承重梁实际受力情况与计算模式不同。（2）钢管桩平面位置误差控制在3mm内。（3）钢管桩垂直度误差与平面位置误差相结合，保证桩顶平面位置误差控制在3mm内。（4）钢管桩接长处焊缝（焊高）7mm，焊缝金属紧密，焊道应均匀，焊缝金属与母材的过渡应平顺，不得有任何裂缝，未熔合未焊透等缺陷。（5）桩顶十字板应与钢管桩内壁焊接好后方可安装钢管桩顶盖板。（6）钢管桩的位置误差造成桩间连接系节点板处焊缝长度发生变化，焊缝长度不得小于8cm。2、承重梁验收承重梁安装在钢管桩顶板中部，不能使钢管桩偏心受压，加劲板焊接牢固，承重梁的两种不同尺寸加劲板对应不同位置，不允许安装错误。加劲板的安装位置对照图纸进行检查验收。第四章 （主栈桥、支栈桥及钻孔平台）力学计算4.1 （主栈桥）力学计算 4.1.1概述本栈桥为xxx大桥施工时的辅助通道。上部采用连续贝雷梁与型钢组合，下部结构采用钢管桩基础。栈桥设计考虑10m混凝土罐车、100t履带吊机吊装作业、360旋挖钻、运梁车通行，栈桥断面布置如下图所示。单排墩断面布置图双排墩断面布置图1、上部结构（1）跨径：栈桥标准跨径为12m，均按连续梁设计。（2）桥宽：栈桥桥面净宽为8m。 （3）主梁：栈桥主梁贝雷梁组拼，栈桥横桥向布置12片。贝雷梁钢材为16Mn，贝雷梁销轴钢材为30CrMnSi。（4）支撑架：主梁之间横向设置支撑架。（5）桥面板：采用10mm厚钢板。（6）栈桥高程：栈桥桥面标高为+1396.70m。2、下部构造墩顶承重梁：9m承重梁采用2I40a规格，4m承重梁采用2I56a规格。2、桩基础：主栈桥钢管桩均采用720*8mm规格钢管桩。4.1.2计算依据1、设计规范（1）钢结构设计规范（GB50017-2003）；（2）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）；（3）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）；（4）公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64 2015）；（5）港口工程荷载规范（JTS 144-1-2010）；（6）装配式公路钢桥多用途使用手册（黄绍金等编著） 人民交通出版社；2、设计参数本栈桥除贝雷梁材质为Q345（16Mn）外其余构件均为Q235。（1）Q235钢材的强度设计值：弯曲应力 剪应力（2） Q345钢材的强度设计值：弯曲应力 剪应力4.1.3 荷载参数1、基本可变荷载 （1）混凝土罐车10m混凝土罐车在栈桥上通行，计算参数如下： 重量：车身自重20t，载重25t，总重45t。轮距：1.8 m；前轮着地面积：0.30m0.20m，后轮着地面积：0.60m0.20m。轴距：1.4m +4m。前轴轴重：80kN，后轴轴重：2185kN。车身尺寸：9.8m2.49mm3.98m。转弯半径：25m轮压：前轮压：后轮压： 10m混凝土罐车轴重及尺寸图（单位：m）（2）履带吊机履带吊自重100t，最大吊重按20t考虑。履带接触面积为2-6850850mm2，考虑施工中履带吊侧向吊装，70%重量作用于一条履带，30%重量作用于另一条履带。履带板距栈桥边缘线0.5m布置。轮压（考虑侧吊）： 100t履带吊尺寸图（单位：mm）（3）360型旋挖钻旋挖钻机SR360II总质量120t（包含标准钻杆配置）。履带接触面积为2-5000800mm2。轮压： 360型旋挖钻尺寸图（单位：mm）（4）运梁车40米运梁车在栈桥上通行，计算参数如下：重量：箱梁自重150T；参数：均为3轴，共6轴22个胎。轮距：2.3m，轮胎着地面积：0.30m0.20m（横向纵向）轴距：1.35m， 单轴（前轴）重力标准值：50KN；单轴（中轴）重力标准值：410KN；单轴（后轴）重力标准值：277KN；前轮压：中轮压：后轮压：运梁车尺寸图（单位：mm）2、其他可变荷载（1）风载：贝雷风荷载单片贝雷片迎风面积：贝雷桁架风载根据公路桥梁抗风设计规范（JTG.T-D60-01-2004） 3.3 施工阶段设计风速计算方法计算，本小节除特殊说明外，提到的“规范”均是指公路桥梁抗风设计规范。设计风速取“规范”附表A.1.1，x地区10年重现期基本风速19.4m/s。桥梁构件基准高度处的设计基准风速（“规范”式3.2.4-1）：设计基准风速（m/s）；V10：基本风速（m/s）；K1：风速高速变化修正系数，按“规范”式3.2.5，取0.86（C类地区离水面高速5m）；静阵风风速为：式中：静阵风风速（m/s）；静阵风系数，按公路桥梁抗风设计规范（JTG/T D60-01-2004)表4.2.1，地表类别B类，水平加载长度384m；=1.37。将数据代入公式，可得=22.85m/s单片贝雷片的实面积比=0.27，按公路桥梁抗风设计规范（JTG/T D60-01-2004) 表4.3.4-1，风阻力系数值CH=1.7，桁架遮挡系数=0.8，作用在单片贝雷片上的横向静阵风荷载为：式中：空气密度（kg/m3），取为1.25。将数据代入公式，可得：（2）水流力根据港口工程荷载规范（JTS144-1-2010）计算：水流力计算公式为；式中：Fw-水流力标准值（KN）；Cw-水流阻力系数；-水密度（t/m），淡水取1.0，海水取1.025；V-水流设计流速（m/s）；A-计算构件在与流向垂直平面上的投影面积（m）。水流力计算时，根据钢管自由长度、钢管面积以及水流速度按公式进行计算，在此以钢管桩自由长度为8.29m(桩顶标高+1394.57m，河床面最低处+1386.28m)，水面流速考虑为2.0m/s,河床处流速为0m/s。7208前排桩所受水流力为：。7208中排桩所受水流力为：。7208后排桩所受水流力为：。流水压力合力的作用点，假定在水位线以下0.3倍水深处，即标高+1392.68m处。4.1.4荷载组合与验算准则1、栈桥荷载组合栈桥结构设计分为施工状态、工作状态。栈桥施工状态：栈桥在自身施工期间，以单跨栈桥通行履带吊机以及履带吊机在吊装时的施工荷载组合；栈桥工作状态：栈桥在正常使用时，车辆作用与对应状态的其他可变作用的组合。主要施工机械组合工况分析1、一辆10m罐车载重通行2、两辆10m罐车载重并行3、一辆100t履带吊通行4、一辆100t履带吊吊重20t作业5、一辆120t旋挖钻通行根据以上主要机械组合分析，取最不利计算工况如下：工况一：考虑两辆10m罐车载重并行时的最不利工况；工况二：100t履带吊在栈桥上吊装作业，履带吊吊重按20t考虑；工况三：120t旋挖钻通行时的最不利情况；荷载组合如下表：工况荷载组合工况一0.91.2自重+1.4水流力+1.1风荷载+1.4罐车（2辆车并行）工况二0.91.2自重+1.4水流力+1.1风荷载+1.4100t履带吊（吊重20t）工况三0.91.2自重+1.4水流力+1.1风荷载+1.4120t旋挖钻2、栈桥验算准则钢栈桥为主桥施工的辅助通道，设计年限仅为3年，设计安全等级为三级（破坏后果不严重），兼顾经济适用的原则，本栈桥结构重要性系数取0.9。4.1.5 结构计算1、计算模型采用MIDAS分析软件建立整体模型进行计算，各构件均采用梁单元。栈桥分析模型（1）工况一荷载布置两辆10m罐车并行时的最不利情况。其加载模型如下图所示：工况一-1荷载墩顶布置工况一-2荷载跨中布置（2）工况二荷载布置当100T履带吊侧吊施工时为最不利情况。其加载模型如下图所示：工况二-1履带吊墩顶布置工况二-2履带吊跨中布置（3）工况三荷载布置当120T旋挖钻通行时为最不利情况。其加载模型如下图所示：工况三-1旋挖钻墩顶布置工况三-2旋挖钻墩顶布置（4）工况四荷载布置当运梁车通行时为最不利情况。其加载模型如下图所示：工况四-1 运梁车中轴跨中荷载布置 工况四-2 运梁车中轴墩顶荷载布置1、分配梁计算分配梁计算结果如下图所示：工况四-2 分配梁应力最大值（MPa）综上分配梁在工况四-2时应力最大，分配梁满足受力要求。 工况四-2分配梁剪应力最大值（MPa）综上分配梁在工况四-2时剪应力最大，分配梁满足受力要求。3、贝雷梁计算（1）贝雷梁强度计算贝雷梁强度计算结果如下图所示：工况二-1时贝雷梁应力最大值（MPa）综上贝雷梁在工况二-1时应力最大，贝雷梁满足受力要求。工况四-1时贝雷梁剪应力最大值（MPa）综上贝雷梁在工况四-1时剪应力最大，贝雷梁满足受力要求。2、贝雷梁整体位移计算贝雷梁位移计算结果如下图所示：工况二-2时贝雷斜杆位移最大值（mm）综上贝雷梁在工况二-2时位移最大， ，贝雷梁变形满足规范要求。4、承重梁计算承重梁计算结果如下图所示：工况二-1时承重梁应力最大值（MPa）综上承重梁在工况二-1时应力最大，承重梁满足受力要求。工况二-1时承重梁剪应力最大值（MPa）综上承重梁在工况二-1时剪应力最大，承重梁满足受力要求。5、桩基础计算（1）钢管桩反力计算工况二-1时桩端反力最大值（KN）根据桩端反力计算结果：工况二-1时桩反力最大值为813.7KN，考虑钢管桩受力偏心距为100mm,则弯矩。（2）钢管桩嵌固点计算钢管桩嵌固点计算引用JTJ_248-2001港口工程灌注桩设计与施工规程计算公式4.3.1-1，4.3.1-2，。：桩的入土深度（m），：桩的相对刚度系数（m），：桩的弹性模量（），Q235钢，：桩的截面惯性矩（），钢管桩：桩侧地基土水平抗力系数随深度增加的比例系数（），按港口工程灌注桩设计与施工规程表4.3.1取值。桥区内泥面以下表层主要为卵石层， m取50000。：桩的受弯嵌固点距泥面的深度（m）：系数，取1.82.2，当桩顶铰接或自由长度较大时取小值，这里取中位数2.0。7108mm钢管桩嵌固点计算：，。即嵌固点位于河床以下2.90m。（3）钢管桩强度及稳定性计算钢管桩强度、稳定性验算满足要求。单排墩7208mm钢管桩嵌固点位于河床以下2.90m，桩顶标高1394.57m，最低处河床标高1386.28m，钢管桩自由长度为。钢管桩参数：；，。计算长细比，属于b类截面，查表得。强度 稳定性 钢管桩强度、稳定性验算满足要求。（4）钢管桩桩长计算经上述计算钢管桩反力最大值根据公路桥涵地基及基础设计规范：式中：单桩轴向受压承载力容许值（kN）；桩身周长（m），7208mm；与对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值（kPa）；承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度（m）；桩端截面面积（）；桩端处土的承载力基本容许值（kPa）。序号编号土层名称层顶高程层底高程层厚（m）侧摩阻力（Kpa）1第层卵石（Q4al）+1386.28+1378.2881402设计入土深度8钢管桩7208mm桩端最大轴力为813.7KN。此处设计钢管桩入土深度为8m，计算如下所示：813.7KN满足要求。故钢管桩设计长度为16.29m（桩顶标高+1394.57m，最低处河床标高+1386.28m，钢管入土深度8m），持力层位于第层 卵石（Q4al）层。4.1.6结论对计算结果汇总如下表：构件名称工况一-1工况一-2工况二-1工况二-2工况三-1工况三-2工况四-1工况四-2分配梁组合应力（MPa）4753.840.258.245.561.3100.8103.9分配梁剪应力（MPa）43.742.810.611.617.71654.254.3贝雷梁组合应力（MPa）136.4108.2220.7171.2200.9146.3171.2161.3贝雷梁剪应力（MPa）54.359.371.4106.369.479.5108.862.8承重梁组合应力（MPa）69.555.489.860.788.162.459.677.3承重梁剪应力（MPa）37.830.758.638.052.835.031.142.8桩底反力（KN）514.7419.6813.7549.4754.8512.1427.2540.7根据极限状态法计算结果可以看出，各构件受力计算满足相关规范要求，对于临时结构，本方案安全可靠，结构合理。4.2 （支栈桥）力学计算 4.2.1概述本支栈桥为xxx大桥施工时的辅助通道。上部采用连续贝雷梁与型钢组合，下部结构采用钢管桩基础。支栈桥设计考虑10m混凝土罐车、100t履带吊机吊装作业，360型旋挖钻通行。栈桥断面布置如下图所示。支栈桥断面1、上部结构（1）跨径：支栈桥跨径为9m、10.5m、7.5m、6m，均按连续梁设计。（2）桥宽：栈桥桥面净宽为8m。 （3）主梁：栈桥主梁贝雷梁组拼，栈桥横桥向布置9片。贝雷梁钢材为16Mn，贝雷梁销轴钢材为30CrMnSi。承重梁未设置在贝雷片节点处的位置，需做加强处理。（4）支撑架：主梁之间横向设置支撑架。（5）桥面板：采用10mm钢板。（6）栈桥高程：栈桥桥面标高为+1396.70m。2、下部构造（1）墩顶承重梁：均采用2I40a规格。（2）桩基础：桩基均采用直径630*8mm规格钢管桩。4.2.2计算依据1、设计规范（1）钢结构设计规范（GB50017-2003）；（2）公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2015）；（3）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）；（4）公路钢结构桥梁设计规范 （JTG D64 2015）；（5）港口工程荷载规范 （JTS 144-1-2010）；（6）装配式公路钢桥多用途使用手册（黄绍金等编著） 人民交通出版社；2、设计参数本栈桥除贝雷梁材质为Q345（16Mn）外其余构件均为Q235。（1）Q235钢材的强度设计值：弯曲应力 剪应力（2）Q345钢材的强度设计值：弯曲应力 剪应力4.2.3 荷载参数1、基本可变荷载 （1）混凝土罐车10m混凝土罐车在栈桥上通行，计算参数如下： 重量：车身自重20t，载重25t，总重45t。轮距：1.8 m；前轮着地面积：0.30m0.20m，后轮着地面积：0.60m0.20m。轴距：1.4m +4m。前轴轴重：80kN，后轴轴重：2185kN。车身尺寸：9.8m2.49mm3.98m。转弯半径：25m轮压：前轮压：后轮压： 10m混凝土罐车轴重及尺寸图（单位：m）（2）履带吊机履带吊自重100t，最大吊重按30t考虑。履带接触面积为2-6850850mm2，考虑施工中履带吊侧向吊装，70%重量作用于一条履带，30%重量作用于另一条履带。履带板距栈桥边缘线0.5m布置。轮压（考虑侧吊）： 100t履带吊尺寸图（单位：mm）（3）360型旋挖钻旋挖钻机SR360II总质量120t（包含标准钻杆配置）。履带接触面积为2-5000800mm2。轮压： 360型旋挖钻尺寸图（单位：mm）2、其他可变荷载（1）风载：贝雷风荷载单片贝雷片迎风面积：贝雷桁架风载根据公路桥梁抗风设计规范（JTG.T-D60-01-2004） 3.3 施工阶段设计风速计算方法计算，本小节除特殊说明外，提到的“规范”均是指公路桥梁抗风设计规范。设计风速取“规范”附表A.1.1，x地区10年重现期基本风速19.4m/s。桥梁构件基准高度处的设计基准风速（“规范”式3.2.4-1）：设计基准风速（m/s）；V10：基本风速（m/s）；K1：风速高速变化修正系数，按“规范”式3.2.5，取0.86（C类地区离水面高速5m）；静阵风风速为：式中：静阵风风速（m/s）；静阵风系数，按公路桥梁抗风设计规范（JTG/T D60-01-2004)表4.2.1，地表类别B类，水平加载长度45m；=1.28。将数据代入公式，可得=21.35m/s单片贝雷片的实面积比=0.27，按公路桥梁抗风设计规范（JTG/T D60-01-2004) 表4.3.4-1，风阻力系数值CH=1.7，桁架遮挡系数=0.8，作用在单片贝雷片上的横向静阵风荷载为：式中：空气密度（kg/m3），取为1.25。将数据代入公式，可得：（2）水流力根据港口工程荷载规范（JTS144-1-2010）计算：水流力计算公式为；式中：Fw-水流力标准值（KN）；Cw-水流阻力系数；-水密度（t/m），淡水取1.0，海水取1.025；V-水流设计流速（m/s）；A-计算构件在与流向垂直平面上的投影面积（m）。水流力计算时，根据钢管自由长度、钢管面积以及水流速度按公式进行计算，在此以钢管桩自由长度为8.29m(桩顶标高+1394.57m，河床面标高+1386.28m)，水面流速考虑为2.0m/s,河床处流速为0m/s。6308前排桩所受水流力为：。流水压力合力的作用点，假定在水位线以下0.3倍水深处，即标高+1392.68m处。4.2.4荷载组合与验算准则1、栈桥荷载组合栈桥结构设计分为施工状态、工作状态。栈桥施工状态：栈桥在自身施工期间，以单跨栈桥通行履带吊机以及履带吊机在吊装时的施工荷载组合；栈桥工作状态：栈桥在正常使用时，车辆作用与对应状态的其他可变作用的组合。主要施工机械组合工况分析1、一辆10m罐车载重通行2、一辆100t履带吊通行3、一辆100t履带吊吊重作业30t4、一辆100t履带吊吊重30t，临跨停放一辆10m罐车5、一辆120t旋挖钻通行根据以上主要机械组合分析，取最不利计算工况如下：工况一：一辆100t履带吊吊重30t，临跨停放一辆10m罐车时的最不利工况；工况二：120t旋挖钻通行时的最不利情况。荷载组合如下表：工况荷载组合工况一0.91.2自重+1.4水流力+1.1风荷载+1.4100t履带吊（吊重30t）+1.4罐车工况二0.91.2自重+1.4水流力+1.1风荷载+1.4120t旋挖钻2、栈桥验算准则支栈桥为主桥施工的辅助通道，设计使用年限仅为3年，设计安全等级为三级（破坏后果不严重），兼顾经济适用的原则，本栈桥结构重要性系数取0.9。4.2.5结构计算1、计算模型采用MIDAS分析软件建立整体模型进行计算，各构件均采用梁单元。栈桥分析模型（1）工况一荷载布置一辆100t履带吊吊重30t，临跨停放一辆10m罐车时的最不利工况。其加载模型如下图所示：工况一 荷载布置（2）工况二荷载布置120t旋挖钻通行时的最不利情况。其加载模型如下图所示：工况二-1 旋挖钻墩顶布置工况二-2 旋挖钻跨中布置2、分配梁计算分配梁计算结果如下图所示：工况二-2 分配梁应力最大值（MPa）综上分配梁在工况二-2时应力最大，分配梁满足受力要求。 工况二-1分配梁剪应力最大值（MPa）综上分配梁在工况二-1时剪应力最大，分配梁满足受力要求。3、贝雷梁计算（1）贝雷梁强度计算贝雷梁强度计算结果如下图所示：工况二-1 时贝雷梁应力最大值（MPa）综上贝雷梁在工况二-1时应力最大，贝雷梁满足受力要求。工况一时贝雷梁剪应力最大值（MPa）综上贝雷梁在工况一时剪应力最大，贝雷梁满足受力要求。（2）贝雷梁整体位移计算贝雷梁位移计算结果如下图所示：工况一时贝雷斜杆位移最大值（mm）综上贝雷梁在工况一时位移最大， ，贝雷梁变形满足规范要求。4、承重梁计算承重梁计算结果如下图所示：工况二-1时承重梁应力最大值（MPa）综上承重梁在工况二-1时应力最大，承重梁满足受力要求。工况二-1时承重梁剪应力最大值（MPa）综上承重梁在工况二-1时剪应力最大，承重梁满足受力要求。5、桩基础计算（1）钢管桩反力计算工况一时桩端反力最大值（KN）根据桩端反力计算结果：工况一时桩反力最大值为733.0KN，考虑钢管桩受力偏心距为100mm,则弯矩。（2）钢管桩嵌固点计算钢管桩嵌固点计算引用JTJ_248-2001港口工程灌注桩设计与施工规程计算公式4.3.1-1，4.3.1-2，。：桩的入土深度（m），：桩的相对刚度系数（m），：桩的弹性模量（），Q235钢，：桩的截面惯性矩（），钢管桩：桩侧地基土水平抗力系数随深度增加的比例系数（），按港口工程灌注桩设计与施工规程表4.3.1取值。桥区内泥面以下表层主要为卵石层， m取50000。：桩的受弯嵌固点距泥面的深度（m）：系数，取1.82.2，当桩顶铰接或自由长度较大时取小值，这里取中位数2.0。6308mm钢管桩嵌固点计算：，。即嵌固点位于河床以下2.74m。（3）钢管桩强度及稳定性计算钢管桩强度、稳定性验算满足要求。单排墩6308mm钢管桩嵌固点位于河床以下2.74m，桩顶标高1392.57m，河床面标高1386.28m，钢管桩自由长度为。钢管桩参数：；，。计算长细比，属于b类截面，查表得。强度 稳定性 钢管桩强度、稳定性验算满足要求。（4）钢管桩桩长计算经上述计算钢管桩反力最大值根据公路桥涵地基及基础设计规范：式中：单桩轴向受压承载力容许值（kN）；桩身周长（m），6308mm；与对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值（kPa）；承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度（m）；桩端截面面积（）；桩端处土的承载力基本容许值（kPa）。序号编号土层名称层顶高程层底高程层厚（m）侧摩阻力（Kpa）1第层卵石（Q4al）+1386.28+1378.2881402设计入土深度8钢管桩6308mm桩端最大轴力为733.0KN。此处设计钢管桩入土深度为8m，计算如下所示：733.0KN 满足要求。故钢管桩设计长度为14.29m（桩顶标高+1392.57m，最低处河床标高+1386.28m，钢管入土深度8m），持力层位于第层 卵石（Q4al）层。4.2.6 结论对计算结果汇总如下表：构件名称工况一工况二-1工况二-2分配梁组合应力（MPa）65.745.065.8分配梁剪应力（MPa）30.741.118.5贝雷梁组合应力（MPa）254.4244.1190.0贝雷梁剪应力（MPa）81.166.269.6承重梁组合应力（MPa）67.580.769.4承重梁剪应力（MPa）36.046.934.7桩底反力（KN）778.0659.4580.1根据极限状态法计算结果可以看出，各构件受力计算满足相关规范要求，对于临时结构，本方案安全可靠，结构合理。4.3 （钻孔平台）力学计算 4.3.1概述本平台为xxx大桥施工时的辅助平台。上部采用连续贝雷梁与型钢组合，下部结构采用钢管桩基础。栈桥设计考虑10m混凝土罐车、100t履带吊机吊装作业、360型旋挖钻荷载，栈桥断面布置如下图所示。钻孔平台断面布置图1、 上部结构（1）跨径：平台跨径为9m、10.5m、7.5m、6m，均按连续梁设计。（2）桥宽：平台桥面净宽为21m。 （3）主梁：平台主梁贝雷梁组拼，栈桥横桥向布置24片。贝雷梁钢为16Mn，贝雷梁销轴钢材为30CrMnSi。承重梁未设置在贝雷片节点处的位置，需做加强处理。（4）支撑架：主梁之间横向设置支撑架。（5）桥面板：采用10mm钢板。（6）栈桥高程：栈桥桥面标高为+1394.70m。2、下部构造（1）墩顶承重梁：均采用2I40a规格。（2）桩基础：平台桩基均采用直径630*8mm规格钢管桩。4.3.2计算依据1、设计规范（1）钢结构设计规范（GB50017-2003）；（2）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）；（3）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）；（4）公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64 2015）；（5）港口工程荷载规范（JTS 144-1-2010）；（6）装配式公路钢桥多用途使用手册（黄绍金等编著） 人民交通出版社；2、设计参数本栈桥除贝雷梁材质为Q345（16Mn）外其余构件均为Q235。（1） Q235钢材的强度设计值：弯曲应力 剪应力（2） Q345钢材的强度设计值：弯曲应力 剪应力4.3.3荷载参数1、基本可变荷载 A、混凝土罐车10m混凝土罐车在栈桥上通行，计算参数如下： 重量：车身自重20t，载重25t，总重45t。轮距：1.8 m；前轮着地面积：0.30m0.20m，后轮着地面积：0.60m0.20m。轴距：1.4m +4m。前轴轴重：80kN，后轴轴重：2185kN。车身尺寸：9.8m2.49mm3.98m。转弯半径：25m轮压：前轮压：后轮压： 10m混凝土罐车轴重及尺寸图（单位：m）B、履带吊机履带吊自重100t，最大吊重按30t考虑。履带接触面积