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開封特大橋一號河鋼便橋施工方案(14頁)
開封特大橋一號河鋼便橋施工方案(14頁).doc
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施工組織
上傳人:Le****97 編號:608341 2022-10-18 14頁 34.50KB

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1、開封特大橋一號河鋼便橋施工方案編制: 審核: 批準: 鄭開城際鐵路工程指揮部第一項目經理部2010年11月28日鋼便橋施工方案一、便橋及鉆孔平臺主要技術標準、計算行車速度:5km/h、設計荷載:載重700KN施工車輛、橋跨布置: 12m簡支貝雷梁橋、橋面布置:凈寬4m二、主要施工機具1、挖掘機一臺。 2、350KN的吊車一臺。3、振動沉樁機(錘)1臺。 4、電弧焊機2臺。5、氧氣切割機2臺。 6、50裝載機1臺。 7、運輸車2輛。三、工程概況為保證施工便道的暢通,并保證大孟河河道通暢的需要,經研究決定在大孟河上修建一座一座4.0米寬,長約12m的便橋。便橋結構特點如下:1、基礎結構為:鋼管樁基2、礎2、下部結構為:工字鋼橫梁3、上部結構為:貝雷片縱梁4、橋面結構為:裝配式公路鋼橋用橋面板5、防護結構為:小鋼管護欄四、鋼橋設計文字說明1、基礎及下部結構設計本工程位于大孟河上,河面寬約12米,根據當地最高水位,便橋建成后的鋼橋凈空按2.0米控制。水下地質情況自上而下普遍為:粘土、粉土、粉砂、細砂。2、便橋鋼管樁基礎布置形式:單墩布置2根鋼管(樁徑53cm,壁厚8 mm),橫向間距3.0m,樁頂布置2根40cm工字鋼橫梁,管樁與管樁之間用10cm槽鋼水平向和剪刀向牢固焊接。打鋼管樁技術要求:嚴格按設計書要求的位置和標高打樁。鋼管樁中軸線斜率1L。鋼管樁入土(進入土層)深度必須大于5m,實際施3、工過程由于各個支墩地質情況復雜,管樁終孔高程應以DZ60樁錘激振分鐘仍無進尺為準。當個別鋼管樁入土小于5m錘擊不下,且用DZ60樁錘激振分鐘仍無進尺,必須現場分析地質狀況,采取措施加強受力。混凝土標號為C15。鋼管樁的清除:按照當地河道管理要求,新橋建成后必須拔除鋼管樁。2、上部結構設計橋梁縱梁跨徑為12m。根據行車荷載及橋面寬度要求,12米跨縱梁布置單層雙排4片2組國產貝雷片(規格為150cm300cm),橫向布置形式為:90cm+120cm+90cm,貝雷片縱向用貝雷銷聯結,橫向用90型定型支撐片聯結以保證其整體穩定性,貝雷片與工字鋼橫梁間用U型鐵件聯結以防滑動。3、橋面結構設計橋面采用14、0mm鋼板,鋼板底部橫向焊接20螺紋鋼筋做肋。制作好的橋面板安放在貝雷片縱梁上并用螺栓聯結,為安裝橋面欄桿需要每隔1.5m安裝1根12cm槽鋼。4、防護結構設計橋面采用小鋼管(直徑4.8cm)做成的欄桿進行防護,欄桿高度1.2米,欄桿縱向1.5米1根立柱(與橋面槽鋼焊接)、高度方向設置兩道橫桿。詳見“便橋設計圖”。五、便橋鋼管樁承載力及穩定性計算1、鋼管樁豎向荷載計算每個鋼管樁承受的豎向荷載有便橋上部結構自重、人群荷載及車輛荷載,分別計算如下:單跨結構自重:P1=mg=(11444.7kg10N/kg)=114.4kN人群荷載:3.5kN/m2車輛荷載:按照一臺70噸混凝土罐車行走計算。P2=5、700KN2+3.5 kN/m21246=378.0KN每根樁承受的豎向荷載為:P=1.25(P1/4+P2) =1.25(114.4/4+378)=508.25kN上式中考慮安全系數1.25;浮力對結構受力有利,故不予考慮。2、鋼管樁沉入深度計算樁入土深度L=2Pau式中P為樁容許承載力,鋼管樁采用振動沉樁,a為振動樁對周圍土層摩阻力影響系數,取a=1;u為樁周長;為樁周土的極限摩阻力,根據地質情況取=30kPa。故L=(2508.25)/(1.03.140.5330) =20.36m實際沉入深度為不小于15.9m或者座于基巖上。單樁豎向承載力驗算Ra=(UqsL+Ar)/2 =(DqsL+6、Ar)/2 =(3.140.533020.8+Ar)/2=(3.140.533020.8+135000.323.14)/2 (KN)=1013.78KN406.4KN 滿足承載力要求。Ra-單樁豎向承載力特征值U-周長qs-樁側土的側阻力特征值L-土層厚度-樁底抵抗力影響系數A-樁端面積r-極限承載力3、鋼管樁在水平力作用下彎曲應力檢算管樁外徑D=53cm,管壁厚8mm;由于最大水深1m,采用1米對鋼管樁的彎曲應力進行檢算。考慮到風對鋼管樁的沖擊力遠遠小于水流的沖擊力,所以只按水流沖擊力對鋼管樁進行驗算。沖擊力q為:q=0.8A2/2g式中A為鋼管樁阻水面積,A=2rh=0.531=0.53m7、2。其中r為樁的半徑;h為計算水深,取1.0m。為水的容重,=10kN/m3。q為流水對樁身的荷載,按均布荷載計算。為水流速度,有設計資料得:=3.2m/s 則有q=0.8A2/2gq=0.80.53m210kN/m23.22m/s(29.81m/s2)=0.69kN60cm鋼管樁的慣性矩I、截面抵抗矩W分別為:I=(D4-d4)/64=3.14(534-51.44)/64=44673cm4W=(D4-d4)/32D=3.14(534-51.44)/(3253)=1686cm3鋼管樁入土后相當于一端固定,一端自由的簡支梁,其承受的最大彎矩和撓度變形為:Mmax=9qL2/128=(90.69k8、N/m12m)/128 =0.049KN.m=Mmax/W=0.049KN.m103168610-6m3=0.029MPa=145 MPa 滿足要求 fmax=0.00542qL4/EI =(0.005420.69kN/m1004cm)/(2.110544673cm4) =0cmf=(1/400)L=3cm 滿足要求。上式中E為鋼材的彈性模量取E=2.1105 MPa。4、鋼管樁穩定性驗算(1)長細比計算:=L/i 其中L為鋼管樁的計算長度;根據一端固定,一端簡支形式取=1;i為鋼管樁的回轉半徑。i= 式中I為鋼管樁截面慣性矩,A為鋼管截面面積。A=(D2-d2)/4=3.14(532-51.9、42)/4=131.1cm2i=(I/A)=18.5cm=L/i=1.01/18.5 =0.054查實用土木手冊2022鋼結構計算各有關數值表知:鋼管穩定系數=0.879(2)計算穩定性=P/A =520200N/(0.87913110mm2)=45.14MPa=145MPa 滿足要求。注:上式中P為豎向荷載,A 為鋼管截面面積。5、便橋頂最大位移計算便橋橫向鋼管樁完成2根聯結后,形成一個一端固定,一端自由的結構體系;則鋼管樁截面對于縱軸(便橋中心線)的總慣性矩為:I總=I1+I2 Ii= Ii+a2A 式中a為每根樁到截面中心的距離;A為每根樁的面積。I總= I1+I2 =2(I + a2A10、)=2(44673cm4+3002cm131.1cm2)=2.3107cm4水流對樁的水平力P=2qh 式中h為水深;q為流水對鋼管樁的沖擊力,則有:P=2qh=20.69kN/m1m=1.38KN便橋頂最大位移max=PL3/3EI=1.3810313/(32.11052.3107) =0 cmL/400=3cm 符合要求。6、縱、橫梁承載力驗算 (1)縱梁承載力驗算 恒載 每米縱梁上承載P1=114.4/48=2.3kN/m (查路橋施工手冊靜力計算公式):M1max0.250PL0.250625121875.0KN.mM2max0.125ql20.1252.312241.4KN.mQ1m11、ax(0.5+0.5)P1.0625625KNQ2max0.5ql0.52.31213.8KNMmax=1875+41.4=1916KN.mQmax=635+13.8=648.8KN允許彎矩Mo4片0.8(不均衡系數)788.2KN.m2522.2KN.m(貝雷片單片允許彎矩見公路施工手冊之橋涵下冊P1088)貝雷片截面模量Wo35794片14316cm3(見公路施工手冊之橋涵下冊P923)強度驗算:Mmax/Wo(1916106)/(14316103)133.8Mpa1.3=1.3210=273Mpa 1.3為計算臨時結構時鋼材的提高系數允許剪力Q4片0.8(不均衡系數)245KN784KN12、通過12米跨4片布置可知:Mmax Mo、QQ,因此12米跨鋼橋縱梁可以用單層4片貝雷片架設、撓度驗算貝雷片幾何系數E2.05105Mpa,Io=250497cm4Wo3579cm3(取值見貝雷片幾何特征表)fmax(Pl3)/(48EI)=(625KN123米)/(482.1105 Mpa250497cm44)0.1mmL/400=12000/400=30mm 滿足使用要求(公式見路橋施工計算手冊)綜上所述:鋼橋抗彎能力、強度、抗剪能力、撓度均滿足使用要求。Mmax Mo、QQ,因此12米跨鋼橋縱梁可以用單層6片貝雷片架設。 (2)工字鋼橫梁計算受力模式分析:鋼管立柱單排2根橫向間距為3.013、米,因此按簡直梁驗算,計算跨徑L=3米,橫梁承擔4片傳遞來的荷載。4個集中力按路橋施工計算手冊P763-5圖進行驗算。按700KN車輛位于墩位時驗算(考慮25%安全系數)+貝雷片自重43.2KN。 M= qL2/8+P2L/4 =1.25(43.2+3.5)32/8+1.253783/4=420.05KNmI40a工字鋼: W=1090cm3 max=M/W=420.05KNm103/(1090cm32)=192.68 MPa=210 MPa六、便橋施工順序為加快施工進度,便橋施工采用從兩岸堤壩向河中的順序進行,并在堤壩位置設置簡易碼頭。鋼管樁采用長度為12m的平板車運輸,在沉樁位置配1臺3514、t吊車,施工鋼管樁沉樁在堤壩上進行。吊車將平板車上的鋼管先水平吊起,移動到適宜位置,調整鋼管樁使其豎直,再利用振動錘上的液壓鉗將鋼管固定,并通過液壓鉗調整鋼管樁的豎直度,鋼管樁的平面位置通過全站儀放樣確定,鋼管樁入土深度通過鋼管樁的樁頂標高和鋼管樁的長度進行控制。完成一排兩根鋼管樁沉樁后立即進行連接系施工,并進行橫梁和縱梁及橋面的施工。為防止橋面上作業人員和材料吊入河中,在便橋兩側設置鋼管護欄。配備必要的安全防護設備及措施。七、便橋施工施工方法及步驟1、鋼管樁的制作及吊裝堆放。鋼管樁采用購置設計規格的鋼管,利用汽車運至工地,再根據每一根鋼管樁水中位置及水深來確定第一節的長度,不宜大于15m,并15、應考慮施工條件及地質情況。焊接和制作按公路橋涵施工技術規范的有關規定執行。管與管之間的連接采用拼接鋼板連接,并用15101cm規格的4塊連接片。鋼管樁的吊運和堆放:吊裝采用兩吊點,兩個吊點距離樁端的距離分別為樁長的五分之一。2、插打鋼管樁吊車就位后,在全站儀引導下進行定位,利用60Kw振動錘夾具夾緊鋼管樁,起吊后放入導向架內,開啟振動錘進行插打鋼管樁,浮吊保持鋼管樁垂直狀態下,在振錘的激振力作用下振動下沉。當樁貫入量小于5cm/min時,持荷5分鐘,鋼管樁無明顯下沉時方可停止振動。當第一節在場地上預制好鋼管樁長度不夠時,采用邊打邊接樁的方法使鋼管樁的長度滿足要求。鋼管樁焊接時先在底節鋼管上焊116、5101cm規格的4連接片,使鋼管樁對接時比較容易。由于采用豎焊,所以一定要嚴格控制焊接質量,焊完后要檢查焊接的是否滿足要求,對焊接不好,不牢的情況要求重新焊接。3、澆注混凝土混凝土標號為C15,采用罐車直接向鋼管內灌注,灌注開始后,應緊湊連續地進行,嚴禁中途停工,直到灌注至鋼管樁頂部。3、樁頂處理 每完成一根鋼管沉樁后,按設計要求確定樁頂標高,將鋼管樁找平,對高出標高部分用氧焊割除,低于標高的樁按實際長度進行接長至樁頂標高。鋼管樁頂找平后,在樁頂加焊6565cm2、=10mm鋼蓋板(若使用其它樁徑的鋼管樁則鋼蓋板平面尺寸亦相應加大),鋼蓋板必須與周邊滿焊,并保證鋼蓋板水平。 4、焊接平撐及斜17、撐按便橋及鉆孔平臺布置圖所示在鋼管樁身焊接斜撐及平撐,鋼管斜撐每隔一跨變換一下方向,使得每孔之間形成剪刀撐形式。5、安裝橫梁樁頂鋼蓋板焊接完后,將工字鋼橫梁用吊車吊放至鋼管樁樁頂,橫梁根據設計平臺采用工字鋼或貝雷梁放在樁頂的中心位置調整水平,檢查后與樁頂鋼蓋板焊接。6、安裝縱梁(貝雷梁)橫梁安裝完畢后按間距(90cm+150cm+90cm)安裝貝雷梁縱梁,縱橫梁相交部位采用鋼筋制作成U型將貝雷梁固定在橫梁上,為保證貝雷梁整體穩定性差,每隔3m用槽鋼焊成齒形將一跨上貝雷梁固定,在鉆孔平臺位置,靠近鋼護筒側縱梁嚴格按設計位置安放,防止侵入鋼護筒凈空。7、鋪裝面板縱橫梁安裝后,在縱梁上直接鋪設事先設18、置好的橋面板,橋面板安裝平整,中間不得有錯臺。便橋兩側及鉆孔平臺四周立焊1.2m高的48mm鋼管,每隔0.5m高用18鋼筋圍起來,與鋼管點焊。并在便橋上設置夜間反光紙,引導車輛行進,保證施工安全。八、鋼便橋及鉆孔平臺施工質量保證措施鋼橋建成后承擔施工車輛的運輸任務,為保證鋼橋保質、保量和安全及時的完成,制定如下保證措施:1、認真編制專項施工組織設計方案,對班組進行全面的施工技術交底,保證嚴格按設計及施工技術規范要求施工。2、鋼橋由總工組織工程部門相關人員認真計算、校核,并報上級部門審批保證各項驗算滿足通行使用要求。3、鋼橋的施工嚴格按設計計算書指導支架施工,如現場地質狀況無法按設計位置施工,項19、目部技術人員先現場分析、討論,再將討論結果上報駐地監理辦及相關部門,以決定可行的施工方案。九、鋼橋施工安全保證措施1、根據水文地質情況編制切實可行的施工措施。2、每道施工工序要求必須征得監理和業主的同意方能進行下道工序。3、所有工程用電要有良好的接地裝置,并加裝漏電保護器。4、對所有參與施工的人員,根據具體情況進行技術交底,技術交底時要強調各項安全措施,使參與施工的人員做到“心中有數”。5、工地所有施工人員,均要接受交底,電焊焊接部位均要滿足設計要求。6、安裝過程必須配備經驗豐富的吊車司機,吊車噸位必須滿足安裝過程使用要求;安裝鋼管樁及沖孔時,必須定期認真檢查鋼絲繩、吊鉤,如有損壞應立即更換;現場施工人員必須戴安全帽,船上施工人員必須穿救身衣,嚴禁赤膊穿拖鞋上班。十、施工便橋成形后的保護措施1、定期對鋼便橋及鉆孔平臺各個焊接點進行檢查,對出現脫焊、焊縫異常情況及時進行處理。2、在便橋上設置一道軟管燈,保證晚間能持續發光,提示往來車輛通行。3、派人24小時值班,對超載車輛進行控制。4、一但遇到洪水時,嚴禁人員和機械停滯在便橋上,同時減徑便橋上的荷載。5、派人及時清除便橋、鉆孔平臺位置上游帶來的各種阻水雜物,減少便橋及鉆孔平臺的水流沖力。6、在進入鋼便橋明顯位置設置限速、限重標志,嚴禁超載、超速車輛通過。注:具體工程量在便橋建成后由現場監理工程師簽認。
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