30号路铁金港桥水中墩施工方案.doc

目录目录 一 临时钢便桥方案 1 1 施工便桥设计 1 1 1 设计依据 1 1 2 桩基础 2 1 2 1 荷载计算 2 1 2 2 承载力验算 2 1 2 3 稳定性验算 3 1 3 上部结构承重骨架 4 1 3 1 纵梁检算 4 1 3 2 横梁检算 6 1 3 3 桥面结构 6 2 资源投入 6 2 1 人员 6 2 2 机械设备 6 2 3 材料 6 3 施工方法 7 3 1 工艺流程 7 3 2 施工方法 9 3 2 1 桩基础施工 9 3 2 2 纵横梁施工 10 3 2 3 桥面结构施工 10 二 整体填土围堰施工方案 10 1 施工便道设计 10 2 资源投入 11 2 1 人员 11 2 2 机械设备 11 2 3 材料 11 三 方案比选 11 3030 号路铁金港桥水中墩施工方案号路铁金港桥水中墩施工方案 30 号路铁金港桥 1 2 墩位于河道中 该河面正常水位 16 8m 当前最大水深 2 5m 河底淤泥厚度 1 0 1 5m 河面宽度为 57m 最高洪水水位在 20 625m 枯水期 在每年 1 4 月份 洪水期在每年 7 9 月份 根据现场情况 项目部制定了两个水中 墩施工方案 一 临时钢便桥方案 为了满足 30 号路铁金港桥水中墩施工需要 在大桥右侧修建一座跨河道的施工 钢便桥 作为贯通标段施工的运输通道和水中墩 1 2 墩 施工栈桥 便桥采用 630 钢管桩打入基础 I36a 工字钢作横梁 I40b 工字钢作纵梁 铺设 D190 圆木 便桥两侧设钢管防护栏杆 便桥长 78m 4 5m 8 9m 1 5m 宽 7 0m 按目前水位 16 8m 计算净空为 2m 1 施工便桥设计 1 1 设计依据 目前 30 号路铁金港桥一个人工填筑河道 同时 由于桩基采用钢管 水流 对其冲击力更小 另该河段冬季不封冻 故设计时亦不考虑封冻影响 2 据了解和现场测量 本段正常水位 16 8m 洪水期在每年 7 8 9 月份 下 部结构已施工完毕 根据以上情况 钢便桥设计不考虑洪水位影响 初步设计的原 则 钢便桥的路面底高程比目前水位高程高 2m 净空为 2m 考虑 3 荷载统计 恒载 1 圆木 0 625t m3 2 碎石土 2 0t m3 3 40b 工字钢 73 84kg m 4 36a 工字钢 60kg m 5 630 10 钢管 151 927kg m 活载 考虑汽车 20 级活载中 34 吨汽车通行 本桥限制一辆汽车通行 6t 14t 14t 1 4m 4m 4 其它参数主要通过试桩获得 按照临时工程的要求进行设计 1 2 桩基础 便桥桩基础采用 630 10mm 的钢管 每排 3 根 钢管之间用 14 槽钢作剪刀 撑连接 以加强便桥横向的稳定性 钢管桩基础结构验算 1 2 1 荷载计算 钢管桩承受由上部结构传递的集中力 1 上部活载 F1 340KN 2 上部恒载 I40b 工字钢自重 q1 1 2 0 0738t m 7 1 0 62t m 10cm 碎石土自重 q2 1 2 0 1 7 2 0 t m3 1 1 68 t m D190 圆木自重 q3 1 2 0 19 2 2 7 1 0 0 19 0 625t m3 0 78t m q q1 q2 q3 0 62 1 68 0 78 3 08t m 30 8KN m 上部荷载 F F1 qL 340 30 8 9 617 2KN 1 2 2 承载力验算 1 以中桩为依据计算承载力 以中桩为依据 进行如下验算 P 1 2 U iLi i A R 3 1 2 0 63 0 6 1 5 30 0 7 5 64 50 0 7 0 63 0 01 2200 3 237 3KN 3 711 9KN F 617 2KN 所以钢管桩承载力满足要求 2 以取得的地质资料为依据反算埋置深度 上部荷载 F 617 2KN 每根桩承受 F 3 205 7KN F 1 2 U iLi i A R U iLi i 2 F A R U iLi i 2 205 7 0 7 0 63 0 01 2200 iLi i 380 92 0 63 192 46KN 河床上部为泥层暂以 1 5m 考虑 计算进入土层的深度 iLi i 192 46 0 6 1 5 30 Li 165 46 50 0 7 Li 4 73m 所以桩基埋置深度应不小于 6 23m 土层埋置不小于 4 73m P 单桩轴向容许承载力 KN U 桩的周长 m i 分别为振动桩对 i R 的影响系数 查 路桥施工计算手册 li 桩穿过各层土的厚度 i 与 L 对应的各土层与桩壁间的极限摩阻力 KPa A 桩底横截面面积 m2 R 桩间处土的极限承载力 KPa 1 2 3 稳定性验算 轴向力 N 617 2KN 考虑 15 的影响系数 N 取 709 78KN 按轴心压杆计算总体 稳定 构件计算长度 L a 自由段长度 1m 5 9m 自由段按最大水深 3 0m 加水面 上 1 9m 计算 N XA 709 78 103 0 989 630 10 30 46 N mm2 140N mm2 安全 N A 压杆的轴心压力和毛截面面积 X 弯矩作用平面内 不计弯矩作用时轴心压杆稳定系数 a 1 d 4 9 1 0 315 18 73 查 钢结构 附表 3 1 X 0 989 1 3 上部结构承重骨架 630 钢管桩顶横向开槽 保证横向三个槽的中心线在同一直线上 开槽大小为 能嵌入 1 或 2 根 I36a 工字钢 I36a 工字钢与钢管口满焊后作为横梁 横梁上纵向 铺设 7 根 I40b 工字钢作为纵梁 形成钢便桥承重骨架 1 3 1 纵梁检算 I40b 工字钢 b 144mm s 94 07cm2 重量 73 84kg m w 1139 0cm3 1 荷载计算 碎石土 2 0 0 1 7 1 7 0 2t m 圆木 7 0 106t m 0 25p 2 d 100 19lg 取整 工字钢 0 07384 t m 恒载 g 0 2 0 106 0 07384 0 38 t m 2 强度计算 设计钢便桥为 4 5m 119 9m 4 5m 的连续梁 在同样荷载情况下 连续梁的跨 中弯矩比按照同样跨度的简支梁要小的多 为了安全起见 按 9m 跨度简支梁进行计 算 1 按荷载最不利位置进行计算 荷载如下简图所示 202010 3 83 83 83 8 12345 1 2 3 4 3 101 404 000 50 2 弯矩计算 经结构力学软件计算 弯矩图如下图所示 y x 12345 1 2 3 4 108 12108 12 116 98116 98 21 2421 24 由上图可知 最大弯矩为 mKNM 98 116 所以 M w 102 6Mpa 145Mpas 弯 安全系数 Nk 1 41 满足设计要求 3 剪力计算 1 荷载最不利位置应该在砼运输车刚离开 1 号节点时 其计算简图如下图所 示 202010 3 83 83 8 1234 1 2 3 2 剪力计算 在恒荷作用下 0 50 50 38 91 71 A Qglt 在活荷作用下 4 刚度计算 当取 fmax 时 为弯矩最大时的荷载位置 最大挠度出现在跨中 此时杆件变形 位移如下 通过结构力学软件计算得出以下工字钢为变形位移值单独计算各荷载产生的跨 中挠度 具体位移值如下表 杆端 1 杆端 2 单元码 u 水平位移 v 竖直位移 转角 u 水平位移 v 竖直位移 转角 1 0 00000000 0 00000000 0 00679527 0 00000000 0 01713993 0 00309510 2 0 00000000 0 01713993 0 00309510 0 00000000 0 01918509 0 00021665 3 0 00000000 0 01918509 0 00021665 0 00000000 0 00324649 0 00641857 max maxmax 2927 613 6 94 09 1 714 095 8 6 1785 A Qt Qt QSMpaMpatt y x 12345 1 2 3 4 4 0 00000000 0 00324649 0 00641857 0 00000000 0 00000000 0 00653040 从表中查得竖向最大位移值为 19mm L 400 22 5mm 刚度满足要求 为防止工字钢横向失稳 采用 25 钢筋将纵向 I40b 工字钢焊接在一起 形成 整体骨架 增强稳定性 1 3 2 横梁检算 I36a 工字钢 s 76 44cm2 每米质量为 60kg m wx 877 6cm3 当砼运输车最 后一排轮胎处在钢管排架处时 此时横向工字钢所受简支反力最大 通过以上最大 剪力的计算可知 单根工字钢的 RX 58KN 所以横向工字钢的均布荷载为 q 58 7 根 5 8m 70KN m 此时工字钢两端为固结 挠度变形非常小 无需检算均合格 1 3 3 桥面结构 1 在骨架上横桥向密铺 D190 圆木 在圆木上铺 10cm 厚碎石土作为桥面结构 2 便桥两侧设 40mm 钢管作为立柱及水平杆 水平栏杆设两层 每层 60cm 高 每隔 5m 挂设一个救生圈 便桥设计图见图 1 30 号路铁金港桥 1 2 水中栈桥设计图 2 资源投入 2 1 人员 指挥人员 2 名 安全质量监督人员 1 名 现场施工人员 60 名 2 2 机械设备 25t 吊车 2 台 12t 吊车 2 台 45KW 振动锤各 1 台 电焊机 8 台 自卸车 4 辆 装载机 1 辆 浮箱 4 个 振动锤主要技术参数振动锤主要技术参数 指标DZ30A 振动锤DZ45A 振动锤 自重 3250 Kg3750 Kg 激振力 210 KN280 KN 电动机功率 30 KW45 KW 2 3 材料 主要材料见附图 材料用量暂定 以实际发生量为准 3 施工方法 3 1 工艺流程 详见附图 2 施工工艺流程图 插打底节钢管 分节插打钢管 吊车就位 钢管封顶 搭设横向工字钢 铺设圆木 铺设碎石土 吊车跨孔前移 搭设纵向工字钢 运输钢管 浮箱就位 分节焊接 调平加固 纵梁横向连接 纵梁纵向连接 施工准备准备 设备进场 材料加工 图 2 施工工艺流程图 3 2 施工方法 3 2 1 桩基础施工 试 桩 为了获得桩基施工依据 现场对钢管桩进行了试打 复核设计院提供的河床相关 地质资料 根据设计院提供的地质资料 河床底部为约 7 8m 的粘土层 其下为中风 化粉砂岩 2 经过测量观察试桩的地基基础 下沉深度 垂直度均满足要求 钢管桩插打采用吊车吊振动锤振动打入法 吊车就位后 考虑到水的深度 实 测目前河中心水深 2 4 3 0m 钢管桩采用 12m 长 详见图 3 插打钢管桩示意图 图 3 插打钢管桩示意图 3 钢管桩的定位 钢管桩采用全站仪全程定位 在便桥附近架设全站仪 从钢 管桩吊装时开始进行观测 在确定符合设计位置后方可振动打入 插打中若发现钢 管偏移或偏位时 应及时调正后方可继续插打 保证钢管桩中心位置偏移控制在 5cm 以内 4 焊接作业前浮箱就位并固定 利用浮箱作为作业平台焊接钢管桩 浮箱在水 中作业时 利用绳索对浮箱进行固定 5 钢管桩插打深度根据现场实际情况和水下地质而定 一般打到振动锤持荷 10 分钟后不再继续进尺即可 管桩埋深 亚粘土层不得小于 4 73m 泥质粘土层加亚 粘土层不得小于 6 23m 调整钢管桩顶部高度 保持净空 1 6m 6 钢管桩施工完成后 近水平面用 14 槽钢横向连接 剪刀撑的两端分别与上 下槽钢焊接成一体 加强钢管桩的整体稳定性 连接方法详见图 30 号路铁金港桥 1 2 墩水中栈桥设计图 跑车 3 2 2 纵横梁施工 每跨钢管桩基础顶横向开槽 开槽大小为能嵌入 I36a 工字钢 将 I36a 工 字钢放入预留槽内并满焊 形成横梁 2 横梁施工完成后 根据汽车轴间距情况在横梁上纵向平行铺设 7 根 I40b 工 字钢 纵向工字钢与横梁满焊 为防止纵向工字钢横向失稳 每 3 米用 25 钢筋横 向将 7 根工字钢焊接在一起 纵向工字钢接长时将一根接口割成 形状 一根割成 口 形状再进行焊接 接头处用 10mm 钢板双面帮接焊 帮接焊长度不小于 15cm 焊接焊缝必须符合要求 3 2 3 桥面结构施工 原木铺设 采用长 7m D190mm 的原木横桥向铺设 并保证原木的最小头不 小于 150mm 每隔 5 根原木在工字钢纵梁上焊接一个钢筋头 原木调平后用 25mm 钢筋与钢筋头进行焊接 再用大锤将钢筋砸紧 对原木进行固定 原木之间再用钯 钉连接 原木之间缝隙较大处用木板封堵 较小的缝隙用麦秸封堵 2 碎石土铺设 用装载机将碎石土运送至工作面 人工尽心铺设 铺设厚度保 证原木顶面以上不小于 10cm 为防止碎石土掉入黄河 破坏环境 在便桥两边纵向 铺设 D150mm 原木作挡土用 3 护栏施工 护栏纵向 竖向均采用 40mm 钢管 护栏高度 1 2m 竖向立杆 间距 1 5m 纵向间距 0 5m 在不影响便桥其它工序施工的情况下即可进行护栏施工 要求逐跨施工 搭设好一跨经检查合格后方可进行下一跨施工 二 整体填土围堰施工方案 1 施工便道设计 为了满足 30 号路铁金港桥施工需要 在大桥上 下游采用粘土填筑一条横穿河 道的施工围堰 上游围堰兼做施工便道 作为贯通标段施工的运输通道和水中墩 1 2 墩 施工便道 因水中墩草袋围堰已连接在一起 故施工便道和围堰采用粘 土整体填筑 考虑水中填筑质量和边坡稳定 两侧均超填 2 5m 边坡采用 1m 厚草 袋护坡 路面顶宽 1