钢便桥演示文稿

中交三公局第二工程有限公司

八盘峡钢便桥及钻孔平台施工方案评审会

欢迎局领导、专家莅临我公司指导评审八盘峡黄河特大桥施工便桥及钻孔平台施工方案

八盘峡钢便桥施工方案

中交三公局二公司兰新项目部编制依据中铁大桥勘测设计院八盘峡黄河特大桥设计图；国家和铁道部现行验收标准、设计规范、施工规范；兰新铁路甘青公司标准化管理要求；我项目部对现场调查所取得的勘察资料和其他相关依据；《交通部国防交通储备器材管理规定》，交计发[1998]23号。

兰新铁路八盘峡黄河特大桥

工程概况新建兰新铁路第二双线八盘峡黄河特大桥从八盘峡库区通过，距八盘峡水电站5.5km，距既有兰青线新建黄河特大桥约1.49km，上游距焦家川黄河公路大桥1.85km；主桥桥跨布置为:1×70+2×100+1×70；桥址河段地形平坦开阔，河水平静，水面开阔，河宽约284m，主河槽最大水深13m，流速0.5m/s。桥址处涉及地层主要为：填土、粉砂、粉土、细砂、粘质黄土、砂质黄土、砾石土、卵石土、全风化岩泥岩、强风化泥岩、弱风化泥岩等。便桥使用需求分析便桥以方便施工为目的，连接南北两岸，结合现场情况从满足施工组织的需要和经济适用两方面的考虑，需要从便桥上通过主要车辆有：1以罐车为代表的轮式车辆；2以履带吊-50为代表的履带荷载。方案选择方案一：采用钢管桩基础，纵梁为大型钢小跨径方案优点：型钢材料就近可购买，材料运距短，材料运费低。缺点：型钢梁加工费时、费工，小跨径钢管桩用量较大，施工结束后材料不方便周转使用，不经济且不能满足工期要求。方案二：采用钢管桩基础，贝雷梁大跨径方案优点：贝雷梁安拆简便，钢管桩材料用量较小，材料可周转使用，工期较短，能满足施工需要。缺点：贝雷梁一次性投资大。经进行技术经济对比分析后，我项目部决定采用方案二，即贝雷纵梁方案。便桥全长为300m，桥面宽5m；孔跨布置为：25孔×12m；便桥设计荷载罐车及履带-50荷载要求考虑；便桥上部结构采用贝雷连续梁结构，下部结构采用钢管桩，桥面系采用型钢桥面系，钢材总用钢量670t；最高水位按1576.4m考虑，枯水期实测水位1576.0m；考虑到与两岸便道的连接，桥面标高设计为1580.2m。钢便桥

工程概况依据《交通部国防交通储备器材管理规定》及其它公路、铁路设计规范进行设计检算。

便桥桥台采用C30钢筋混凝土重力式桥台；其余桥墩为Ø600mm壁厚10mm的钢管桩，便桥纵梁采用双排单层贝雷，贝雷梁组中心间距为4.05m，每组贝雷梁片与片间设置花窗连接，组与组间设置斜撑连接。便桥桥面系采用小型钢桥面系，横向分配梁采用2I28a工字钢，纵向分配梁采用12.6工字钢，桥面采用10mm钢板。便桥的结构设计简介桥面系设计与检算1纵向分配梁本桥纵向分配梁采用12.6工字钢间距0.3m均铺，横向两根纵梁承担一侧履带荷载，即每根纵梁承担的荷载为18.67KN/m，取其它荷载0.5KN/m。按三跨连续结构计算：Mmax=6.44KN·mQMAX=50KN安全系数采用1.3，[σ]取Q235钢160Mpa，12a工字钢[W]：77.5Wmin=Mmax/[σ]=40.25㎝3<77.5㎝3＜[W]=50÷(13.8×6)×103×104=60.3Mpa＜[τ]=100Mpa符合要求2横向分配梁本桥横向分配梁采用2I28a工字钢间距1.5m均铺。取罐车配重荷载工况进行计算，当车辆荷载一侧车轮行走在横向分配梁跨中时，所产生的弯矩为

M1=108KN·m，Q=120KN,当车辆荷载骑着桥梁中心行驶时，所产生的弯矩也为108KN·m，Q=120KN，由此引起的弯曲应力为：剪应力为：满足要求贝雷桁架纵梁承载检算1承载参数及荷载便桥纵梁采用双排单层贝雷架，承载参数为：[W]：1576.4KN·m[Q]：490.5KN检算荷载桥面自重及堆放材料重荷载按5KN/m考虑；履带-50荷载56KN/m；安全系数按1.3考虑2荷载工况①计算结构形式选取本桥最大跨度12m，第十三跨为简支结构（跨径12m），其余跨为连续结构，又因连续结构最大弯矩要比简支梁小，所以选取受力最不好的第十三跨进行检算。②荷载工况根据影响线原理明显可知当履带车行至跨中时，弯矩最大；履带车行至支座处时剪力最大，特选取上述两种荷载工况进行计算。3计算MMAX=1/8×5×122+4.5×0.5×56×0.5×(12-2.25)=704.25KN·m×1.3=915.525KN·m＜1576.4KN·m＜[W]QMAX=5×12×0.5+4.5×56×(12-2.25)÷12=234.75KN·m×1.3=305.175KN·m＜490.5KN＜[Q]经计算双排单层贝雷架纵梁承载能力符合要求。1概述钢管桩长以计算为依据，根据河床、承载力变化参考确定，钢管桩横向每排两根，间距为4m，根据水文、地质资料，考虑到钢管桩的稳定性及入土深度的保证，连续墩位处设计为单排，伸缩缝处墩位及北岸桥台采用双排钢管桩。每个墩位钢管桩间设置[22a剪刀撑，平联采用φ273x8mm的Q235-A钢管。钢管桩顶面采用2I36a横向承重梁。钢管桩基础设计与检算2设计荷载①支座反力钢管型号主要地质状态的基本承载力，摩擦力来确定，由梁计算知，钢管的最大反力为234.75KN。②制动力制动力选取履带-50总重的30%计算，作用于桥面1.2m处。③安全系数安全系数取1.3。计算轴力[P]=234.75×1.3=305.175KN2桩长估算及桩基承载力检算

①便桥桩基参照《中国公路桥涵基础设计规范》JTJD63-2007按支撑在基岩上沉桩承载力按下列公式计算:桩长计算

PDuC2Hfrkζsl1l2l3q1q2q3单位KNmmm

mkpa

mmmkpa

1331.6086001.8840.031.536000.8

3.3

2020252331.6086001.8840.031.536000.8

3.3

2020253331.6086001.8840.031.536000.8

3.3

2020254331.6086001.8840.031.536000.8

3.3

2020255331.6086001.8840.031.536000.8

3.3

2020256335.9286001.8840.031.536000.8

3.84

2020257342.6486001.8840.031.536000.8

4.68

2020258346.0086001.8840.031.536000.8

5.1

2020259342.6486001.8840.031.536000.8

4.68

20202510349.8486001.8840.031.536000.83.32.28

20202511358.0686001.8840.031.536000.83.362.210.8320202512369.8886001.8840.031.536000.83.242.471.920202513381.7486001.8840.031.536000.83.042.892.9120202514398.1286001.8840.031.536000.82.883.664.0620202515411.3686001.8840.031.536000.82.014.365.5220202516425.9286001.8840.031.536000.81.384.717.220202517426.1686001.8840.031.536000.80.725.76.9620202518437.1686001.8840.031.536000.81.26.527.0220202519367.6086001.8840.031.536000.8

7.8

20202520305.2086001.8840.031.536000.8

②抗倾覆计算当河床岩层有冲刷时，桩基须嵌入基岩，要求桩底嵌固检算。其嵌入基岩中的深度，参照下式计算：

将数据代入公式计算得h=3.46m。

③钢管柱轴心抗压承载力验算按锤击900KN计算，N=900KN；经计算，代入公式得σ=24.32MPa<[σ]=140MPa，验算满足。④钢管柱截面抗剪承载力验算钢管柱抗剪承载力满足要求。⑤钢管柱的稳定性验算稳定系数

＞2=[nst]满足要求

施工工艺要点1钢管桩插打钢管桩基采取“钓鱼法”进行钢管桩施工，即在已经修筑好钢栈桥上，以履带吊吊挂振动锤逐孔向前打设钢管桩，每孔钢管桩打设完毕铺设上部结构，履带吊前移，继续下一孔的钢栈桥施工。由履带吊配合DZ90型振动锤插打钢管桩。采用全站仪控制钢管桩的偏位及垂直度，沉桩以标高进行初控制，贯入度进行终控，最终贯入度以3cm/10min。2钢管桩平联施工钢管桩插打完毕后，即进行钢管平联、剪刀撑的焊接。钢管平联采用直径为Φ27.3cm的钢管进行联接。由于钢管桩的施打存在一定误差，因此用于联接的钢管下料长度要根据钢管桩间实测长度而定。钢管联接施工过程中应及时进行钢管桩牛腿放样及焊接。若由于钢管桩偏位造成牛腿的安装位置无法与设计位置吻合时，采取补强措施进行加固。3、桩顶横梁的安装桩顶横梁为2I36a工字钢，可提前加工，在钢管桩基施工完成后整体吊放，加工时，应注意支点处的加劲立板焊接位置准确。实际安装时，若由于安装误差造成桩顶横梁与牛腿间不能紧密接触，则采用加垫薄钢板或钢楔等方法进行施焊调平处理。桩顶横梁与牛腿之间采用焊接固定。4贝雷梁安装桩顶横梁架设完成后，采用履带吊吊装贝雷梁。每一孔贝雷梁提前在加工场按组拼装好，整组运至施工现场由履带吊架置于桩顶横梁上，调整好位置后，焊接门式限位器，将贝雷梁固定于桩顶横梁上，桩顶横梁与贝雷梁之间加垫1cm橡胶垫用作减震。若由于安装误差造成扁担梁与贝雷间不能紧密接触时，必须在贝雷与连接垫板间加垫薄钢板的方法进行施焊调平处理。两组贝雷梁安装完毕，在组与组之间加设[10＃槽钢斜撑，斜撑空间交错布置，每遇贝雷片连接处设置一道。5安装纵、横向分配梁将横桥向2I28a工字钢承重梁按照设计间距摆放至贝雷上弦杆上，工字钢与贝雷片之间采用U型螺栓栓结固定，每根工字钢分别固定两个端头。螺栓在使用后及时涂抹黄油防止螺纹生锈，在后期钢栈桥使用过程中，每个月定期进行螺栓的检查，防止螺栓松动。在横桥向承重梁顶铺设纵桥向I12.6纵向分配梁，两者之间焊接固定，以抵消车辆荷载的水平制动力。6铺设桥面板桥面分配梁铺设完毕且焊接牢固后，即组织铺设1cm厚的桥面板。桥面板为卷板剪裁分块而成，每块长5m，宽1.2m（由板材的定尺规格可以调整）。钢板铺设时，钢板之间应预留6cm的焊接位置，以确保面板与I12.6的施焊空间。桥面板上每隔50cm焊接一道防滑条，防滑条以Φ8盘条拉直焊接。防滑条在距桥面边缘0.2～1.2m范围内采取双面满焊，其余部位采取双面跳焊。安全生产1、落水救援作业人员必须严格遵守水上作业安全操作规程，使用的各种工具、用具应有防护措施，并且必须穿戴救生服，并且要配有足够数量的救生圈；常期备一艘救生艇用于落水救援。2触电事故（1）发生触电事故要在第一时间迅速采取切断电源，并及时向工区报告事故情况。（2）事故发生后现场应急预案领导小组应立即采取对伤员的急救或据情况送往医院救治。（3）如伤员情况危急及时拨打120求救以便争取时间。钻孔平台方案选择方案1：利用护筒方案优点：钢管桩减少19.2t。缺点：贝雷梁增加20t，稳定性较差。方案2：不利用护筒方案优点：钢管桩增加19.2t。缺点：贝雷梁减少20t，稳定性好。经分析后决定采用不利用护筒方案。钻孔平台工程概况9#墩承台尺寸为19.06×16.4×4m共有20个钻孔桩，桩中心间距横向4.1m，纵向4.6m，桩径1.5m。八盘峡库区水流平稳，风浪较小，但考虑到采用旋挖钻机钻孔，制动力较大决定采用架构式钻孔平台，打设钢管桩（D=0.6m,d=8mm）作为立柱，纵承重梁采用双排单层贝雷架，桩顶横梁采用工字钢2I36a；纵向分配梁采用I12.6工字钢，横向分配梁采用I32a工字钢；钢管桩剪刀撑及平联采用Φ273×8mm，面板采用10mm钢板组成，钻孔平台面标高为1580.2，钻孔平台结构检算1计算条件1.1荷载种类1、恒载平台结构自重167t，后续施工的吊箱围堰及600t。2、活载①钻机为每个平台同时有2台X旋挖钻机，每一台自重按照70t（主机重50t，配重20t）,其余荷载冲击系数按照1.3考虑。②履带吊50使用50t履带吊，。③汽车荷载按混凝土罐车荷载考虑。④人行及堆放材料荷载按2.5kpa考虑1.2荷载工况1.2.1荷载工况一采用恒载+活载①+活载②+活载③+活载④同时作用在平台上计算钢管桩承载能力及稳定性。1.2.2荷载工况二采用活载②检算I32a工字钢分配梁，本桥纵向分配梁采用12.6工字钢间距0.3m均铺，横向两根纵梁承担一侧履带荷载，即每根纵梁承担的荷载为18.67KN/m。1.2.3荷载工况三采用活载③，即罐车荷载检算2I32a工字钢分配梁。1.2.4荷载工况四采用活载②+④检算贝雷桁架梁。1.2.5荷载工况五考虑到对钢管桩基础检算时还需进行局部验算，当履带吊一侧车轮在一榀贝雷梁上时的荷载工况。2检算2.1I12a工字钢分配梁计算按三跨连续结构计算，考虑到32a工字钢分配梁梁最大间距1.5m,也就是说12a工字钢分配梁最大跨径1.5m，计算如下：Mmax=6.44KN·mQMAX=50KN安全系数采用1.3，[σ]取Q235钢160Mpa，12a工字钢[W]：77.5Wmin=Mmax/[σ]=40.25㎝3<77.5㎝3＜[W]=50÷(13.8×6)×103×104=60.3Mpa＜[τ]=100Mpa符合要求2.2I32a工字钢分配梁计算考虑到钻机的摆放等因素，在孔口两侧各设置一根2I32a工字钢作为分配梁，在对钻机荷载、履带荷载和罐车荷载对比后