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文檔簡介
1、西咸新區灃東新城紅光路灃河大橋樁基、承臺施工平臺專項方案編制:審核:審批:中國水電建設集團路橋工程有限公司紅光路灃河大橋項目經理部二一三年八月1 紅光路灃河橋樁基、承臺施工平臺專項方案一、編制依據 1 、由中交第一公路勘察設計研究院有限公司設計西咸新區灃東新城紅光路灃河橋 第一冊 橋梁基礎工程 2 、 灃東新城紅光路灃河大橋總體臨建方案 3 、 城市橋梁工程施工與質量驗收規范 (cjj 2-2008 ) 4 、 紅光路灃河大橋工程勘察報告5、 公路橋涵施工技術規范 (jtg/t f50-2011)二、工程概況西咸新區灃東新城紅光路灃河大橋起止樁號k0+896 k1+813 ,全長 917 米,
2、主橋為 5100m的變截面連續箱梁跨越灃河主河道。9#橋墩右幅、 10#橋墩、11#橋墩、 12#橋墩處于水中,水深9 米,共計 105 根樁基、 7 個承臺、 14 個橋墩涉及水中施工。去年進場以來,我項目部就對橋位處灃河的水位變化情況進行了密切關注和調查了解,橋位處灃河的常水位基本維持在381.0m382.0m,河底受常年采砂影響,河底標高在 374.0375.0m, 并且橋位范圍內及下游200 米處有 2 座土島,對施工范圍水位影響較大。今年灃河在進入雨季以來共出現了兩次漲水,據秦都水文站提供的相應資料(項目部與灃河秦都水文站簽訂了汛期的報訊協議),其流量分別為 460 m3/s 和15
3、0m3/s ,現場觀測,橋位處最高水位分別為385.5m和 383.5m。據秦都水文站提供的水文資料,灃河五年一遇洪水流量為436m3/s ,十年一遇洪水流量為 587m3/s ,二十年一遇洪水流量為789m3/s 。2 三、交通條件本項目交通便利, 橋梁終端與既有公路相鄰, 考慮施工需要將沿橋梁右幅修筑一道寬 8m 的臨時便道,施工便道與既有公路連接, 河道搭設一長 400m寬 6m的鋼便橋與施工便道相連接,以滿足施工需要和左右岸的通行需求。四、總體施工方案4.1 方案規劃根據現有的圖紙及調查了解的情況, 為滿足施工需要水中樁基和承臺施工須搭設鋼便橋并設置相應的作業平臺, 初步擬定了筑島和搭
4、設水中作業平臺兩種方案。4.2 筑島方案灃河汛期水位較高, 平常水位相對穩定, 所以提出了水中樁基和承臺施工筑島方案,其總體規劃為:9#墩利用左幅的開挖料進行右幅筑島施工,10#、11#、12#墩借土填方筑島。筑島的平面尺寸以承臺外邊線外放5m 作為筑島頂面的邊線,靠近鋼便橋一側距承臺邊7.6m(為滿足鋼便橋上吊車作業需要,鋼便橋靠近橋位一側距右幅橋位邊線4.5m) 。 頂面平面尺寸為 61.4m22.4m (9 號為 39.3m橋位 中心線鋼便橋中心線3 22.4m) 。外側邊坡比 1:1,迎水面采用碼砌砂袋防護。平臺頂面高程按386.0m控制,靠近鋼便橋一側修筑斜坡道與鋼便橋連接。筑島在下
5、部結構施工完畢后,需進行挖除,挖除至水面以下及380.0m高程。根據設計樁頂標高為378.1m,筑島頂標高為386.0m,在筑島上進行樁基施工時,虛樁長度為7.9m。4.3 水中作業平臺方案首先在搭設作業平臺前先將橋墩承臺處借土填筑至383.0m 高程,頂面平面尺寸為: 63.423.4m, (9 號為 36.6m23.4m) 。承臺施工采用鋼板樁圍堰。水中作業平臺頂面高程與鋼便橋齊平,高程為 388.6m,采用600、壁厚 10 mm 的鋼管樁基礎(橫向布置3 根、間距為 2.3 米) ,樁頂布置兩根i45bcm 工字鋼橫梁;鋼便橋縱梁各跨跨徑均設計為12m 、實際施工過程因為地質或施工條件
6、限制跨徑會有所不同但均不應超過12m 。根據行車荷載及橋面寬度要求,12 米跨縱梁布置單層 3 排 6 片貝雷片(規格為 175cm 350cm ) ;貝雷片縱向間用貝雷銷聯結,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。橋面采用公路用裝配式鋼橋定型橋面板(設計規定最大荷載為掛車80 級,故受力不再做驗算),單塊規格為 4.5m1.26m,橋面板結構組成為: 5.5mm厚印花鋼板、12cm工字鋼底橫肋(間距30cm ) 、12cm槽鋼底豎肋(間距 65cm ) 。制作好的橋面板安放在貝雷片縱梁上并用u型鐵件聯結。橋面采用鋼管(直徑3.0cm)
7、做成的欄桿進行防護,欄桿高度1.2 米,欄桿縱向 5.0 米 1 根立柱、高度方向設置兩道橫桿,安裝完成后涂上紅白油漆。該方案中,筑島頂標高為 383.0m, 在筑島上進行樁基施工時, 虛樁長度 4.9m。下部結構施工完成后拆除鋼便橋作業平臺,拔除鋼板樁圍堰, 挖除筑島土體至 380.0m高程。水中作業平臺的平面尺寸及結構見水中作業平臺平面布置圖。4.4 鋼便橋紅光路大橋便橋設計長度 400米,單跨跨度為 12米,共計 33跨,橋面有效寬度6米。將各個墩位筑島形成的作業平臺進行連接,鋼便橋橋面高程為388.6m,以滿足施工設備的通行需求和洪水過流需要。基礎:zq1 zq32 號墩采用 6004
8、 10mm 鋼管樁基礎;橋臺采用 c30 混凝土橋臺,臺后與施工便道順接。鋼便橋設計共為 33跨,連續墩采用單排 3根樁基,樁間距 2.3m;鋼鋼便橋下橫梁采用雙支 i 45b,以321型貝雷桁架作為主梁,二榀一組,花架寬度為0.45m,相鄰兩組中心距 2m ,全斷面共計 3組。貝雷梁頂的橫向分配梁采用hn 350*175mm ,分配梁之間間距為 400mm ,橋面標高 +388.6m。根據橋位地質土層情況判定,鋼管樁的入土深度要達到 810m。橋面板采用槽鋼 20a(材質 16mn)并排臥放,其下按照 0.75 米間距放置 6 排,采用 321型裝配式公路鋼橋貝雷片拼裝而成, 排與排采用 9
9、00型支撐架交錯布置;便橋基礎采用直徑600mm,壁厚 10 mm的鋼管樁 3 根鋼管樁采用 1 根 i40a 工字鋼橫向連接為一個整體,鋼管樁外露長度超過5 米時,設置剪刀撐,采用 12 槽鋼與鋼管樁焊接連接,主梁的連接采用u 型卡連接固定,以抵御行車沖擊力。考慮季節性漲水影響,橋面距流水面高5 米。4.5 鋼板樁承臺施工時基坑采用拉森型鋼板樁支護,鋼板樁頂面標高為383m。橋位處水深 49m,大部分為 7m 左右,方案二較方案一能減少鋼板樁的長度(不筑島鋼板樁長度需要15m,筑島后減少至 9m) ,并減少鋼板樁的內部支撐(15m鋼板樁內支撐需要5 道,9m 鋼板樁內支撐 2 道即可滿足要求
10、),以免影響承臺施工,立面圖平面圖鋼棧橋標高: 388.6筑島頂標高: 383.0承臺承臺鋼板樁頂標高: 383.0鋼便橋鋼便橋承臺承臺水中作業平臺平面布置圖5 4.6 河道內原土島清除在位于本大橋施工范圍內及下游200m 處有兩座土島,橋位處土島的大小為 168m30m,頂面標高為384.0m;下游處土島大小為140m9.6m,頂面標高 383.5m;具體見下圖。在原河道內,兩座土島阻擋河水的有效過水斷面,導致河水位升高,對筑島及施工平臺造成水位壓力。 為確保在筑島及施工平臺完成后,河道內能夠有足夠的過水斷面,計劃將兩座土島進行挖除,疏通河道,增加過流能力,確保安全度汛。4.7、過流計算4.
11、6.1筑島作業平臺過流計算筑島填筑完成后,對筑島上游進行疏通,確保9#10#、10#11#、11#12#之間能夠順暢過水, 筑島頂高程 386.0m,過水斷面寬度 93.12m3=279m ,河底高程受挖砂影響, 多數為深坑,計算時按 382.0m考慮,筑島的安全高度 0.5m,洪水位按 385.5m 考慮,采用寬頂堰流計算,其過流能力為658m3/s ,能夠滿足10 年一遇洪水的過流需要。4.6.2水中作業平臺過流計算首先筑島填筑完成后,搭設施工平臺,確保9#10#、10#11#、11#12#之間能夠順暢過水,平臺頂高程388.6m,過水斷面寬度83.64=334m ,河底高橋 位 處 阻
12、水 的孤島下游處土島下 游 過 流 寬度為 35 米6 程受挖砂影響,多數為深坑,計算時按382.0m考慮,鋼便橋底高程為386.9m,洪水位按 385.5m 考慮,采用寬頂堰流計算,其過流能力為853m3/s ,能夠滿足20 年一遇洪水的過流需要。五、方案比選5.1 方案對應的主要工程量5.1.1、筑島的主要工程量1)土方填筑量:(61.4+85.4)12222.43=59189m3; (10#12#筑島)(39.3+63.3)12222.4=13789m3; (9#筑島)4座筑島共填筑 59189+13789=72978m3;2)鋼便橋: 400m ;3)15m 鋼板樁: 23.8+14.
13、4+23.8+14.4=76.4m ;(9#筑島) (51.8+14.4+51.8+14.4)3=397.2m; (10#12#筑島)4座筑島鋼板樁長度為 76.4+397.2=473.6m;4)筑島挖除土方量:(61.4+73.4)6222.43=27175m3; (10#12#筑島)(39.3+51.3)6222.4=6088m3; (9#筑島)4座筑島共挖除 27175+6088=33263m3;5.1.2 水中施工平臺主要工程量1)土方量填筑:(62+78)8222.63=37968m3; (10#12#筑島)(36.6+52.6)8222.6=8063m3; (9#筑島)4座筑島共填
14、筑 37968+8063=46031m3;2)鋼便橋: 400m ;3)9m 鋼板樁: 23.8+14.4+23.8+14.4=76.4m ;(9#筑島) (51.8+14.4+51.8+14.4)3=397.2m; (10#12#筑島)4座筑島鋼板樁長度為 76.4+397.2=473.6m;4)鋼平臺:平臺面積共 60.6m23.4m3=4254m2; (10#12#平臺)38.6m20.4m=787m2; (9#筑島)4座鋼平臺共 4254+787=5041m2;5)筑島挖除土方量:(62+68)3222.63=13221m3; (10#12#筑島)(36.6+42.6)3222.6=2
15、684m3; (9#筑島)7 4座筑島共挖除 13221+2684=15905m3;5.2 方案成本計算方案成本計算工程項目單位水中筑島水中施工平臺+水中筑島工程量單價總價工程量單價總價筑島填筑m372978705108460 46031703222170 鋼便橋m400150006000000 400150006000000 鋼板樁m 473.6 4500 2131200 473.6 2500 1184000 鋼平臺m20 504110005041000 虛樁長度m 840 800 672000 415 800 332000 筑島挖除m333263 70 2328410 1590570111
16、3350 合計1624007016892520 5.3 方案綜合比選樁基、承臺作業平臺方案對比平臺方式項目水中筑島水中施工平臺備注費用比較 (萬元)1624 1689 對工程進度的影響填土工程量大,施工期間受雨天影響較大。平臺搭設時間較長,施工期間不受雨天影響。施工難度島體防沖刷要求較高。鋼管樁及施工平臺施工難度較大。安全填筑需確保壓實度,大型機械作業存在安全隱患。在鋼管樁及平臺施工中存在安全隱患,但在主體施工時,較安全。8 設備要求需投入大量土方作業機械需打樁設備及少量土方作業機械對環保的影響大量的土方填筑,對河水污染較大土方填筑較少,對河流的污染較小對河道的度汛影響能滿足十年一遇洪水過流需
17、要對河道過流影響較小,能滿足二十年一遇洪水過流需要經過比較,水中作業平臺的費用略高于筑島,但水中作業平臺在雨季施工不受影響,而且對汛期度汛的影響很小,優勢明顯。如果采用筑島方案,為了確保汛期安全度汛, 必須對橋位下游河道進行疏通、清理,據了解目前下游河道的征地問題尚未解決, 疏通河道很難實現。 本項目是灃東新城的重點項目,工期壓力比較大,采用筑島方案受制約因素較多,無法保證工期, 因此我部建議采用方案二:水中作業平臺。六、施工工藝具體施工步驟如圖:筑島及平臺施工順序圖9#、12#筑島及平臺9#、12#墩樁基施工10#、11#筑島及平臺10#、 11#墩樁基施工9#、12#墩承臺施工拆除平臺,掘
18、出島體土方、墩身施工10#、 11#墩承臺施工鋼便橋施工9 6.1 筑島施工6.1.1 測量放樣放樣出橋梁中線,沿中線左右劃線,確定回填方位。6.1.2 施工準備施工前先將筑島范圍及便道范圍用標注物標識,填筑前需將筑島范圍內河床上樹根、草皮、污泥等雜物清理干凈,以減少滲流,在材料準備上,提前選定堰體土料,以保證各種材料及時到位。6.1.3 島體填筑(1) 、堰體土采用素土,為保證各工序的銜接,堰體采用分段流水作業,采用1.2m3挖掘機,自卸車運輸至筑島施工現場,筑島填筑不要直接向水中傾倒土,應出水面和土倒在已有堰頭, 用機械順坡送入水中, 以免直接倒入水中土體發生離析或被水沖走,造成堰體填好后
19、滲水,造成浪費,水面以上土分層填筑,每層厚度不超過30cm ,并采用壓路碾壓密實,達到堰體整體穩固,承受一定的抗沖刷,合攏后不下沉,不塌陷滿足施工要求。(2) 、對承臺四周插打拉森型鋼板樁,先對鋼板樁經過裝卸、運輸、會出現撞傷、彎扭及鎖口變形,鋼板樁在拼組前必須進行檢查。測量放樣后,按照施工方法,先打定位樁,在定位樁上安置導梁, 組成框架式的圍籠作為插樁時導向設備,因此在施打前必須制作導向架。最后剩下20 片,要先插后打,若合攏有誤,用倒鏈或滑車組對拉使之合攏,合攏后,再逐根打到設計深度。(3) 、清除筑島內淤泥; 先采用抽水機將被圍起部分水抽干,然后組織挖機及運輸車將水中淤泥運離現場。(4)
20、 、施工中嚴格按照設計要求放出坐標控制點,保證施工過程沒有多于設計的土落入河道造成匯水面積減少,水流量增大給堰體造成壓力。6.1.4 、土島清除施工待主體工程完畢以后,開始挖掘出島體,掘出深度在水下34m 。清除土島時,從河道中心向岸邊清理,4 臺挖掘機同時作業,開挖順序先清理島體中心,再向岸邊逐步施工, 開挖的土方全部外運。 施工中為滿足環保要求, 對出場車輛進行清洗,設置刷車設備一套。6.2 鋼便橋及作業平臺施工10 6.2.1 主要設計標準、參考資料和驗收標準(1) 、主要設計標準、計算行車速度: 5km/h 、設計荷載:單跨跨中承載500kn重車(備注:橋梁施工過程最重車輛為10m3水
21、泥砼罐車、其自重和砼重為350kn ,經過施工控制相鄰跨單跨12 米最多通行一部罐車)、橋跨布置: n12m連續貝雷梁橋、橋面布置:凈寬6m 、橋面高程: +388.6m 、行車距離:不小于30 米(2) 、主要參考資料、交通部公路橋涵施工技術規范jtj0412000 、人民交通出版社路橋施工計算手冊、交通部交通戰備辦公室裝配式公路鋼橋使用手冊、 公路施工手冊、 公路橋涵鋼結構木結構設計規范(3) 、主要驗收標準鋼便橋和鋼平臺架設完畢后以施工過程實際經受的最大荷載來進行通行驗收,即以一輛10m3水泥砼罐車(總重量約350kn )來回通行來檢驗便橋和平臺的穩定性和安全性,同時布置觀測點觀測鋼便橋
22、和平臺沉降和位移變形。6.2.2 鋼便橋結構形式如下、基礎結構為:鋼管樁基礎、下部結構為:工字鋼橫梁、上部結構為:貝雷片縱梁、橋面結構為:裝配式公路鋼橋專用橋面板、防護結構為:鋼管護欄6.2.3 鋼便橋施工設計文字說明(1) 、基礎及下部結構設計鋼便橋鋼管樁基礎布置形式:11 根據橋位所處實際地質和水深情況,鋼便橋橋墩基礎采用如下形式布置:、鋼便橋普通墩采用 600mm 、壁厚 10 mm 的鋼管樁基礎(橫向布置3 根、間距為 2.3 米) 、樁頂布置兩根 i45cm 工字鋼橫梁;、制動墩(每隔三跨設置一制動墩) :采用 600mm 、壁厚 10 mm的鋼管、單墩布置 6 根管樁排架基礎。管樁
23、與管樁之間用c10槽鋼水平向和剪刀方向牢固焊接。(2) 、上部結構設計鋼便橋縱梁各跨跨徑均設計為12m 、實際施工過程因為地質或施工條件限制跨徑會有所不同但均不應超過12m 。根據行車荷載及橋面寬度要求,12 米跨縱梁布置單層 3 排 6 片貝雷片(規格為 175cm 350cm ) ;貝雷片縱向間用貝雷銷聯結,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) 、橋面結構設計鋼便橋采用雙向通行設計,全寬6m ,橋面采用 10mm 鋼板,并做防滑處理,外側采用直徑 48mm 鋼管做圍欄硬防護,欄桿的豎桿、扶手涂刷上紅白相間的油漆,并粘貼反光膜
24、用于警示橋梁界限,豎桿高度1.0m。每隔 30m設置安全警示燈,每隔 20m設置夜間照明燈。6.3 鋼便橋及作業平臺施工工藝流程及主要方法鋼管樁加工制作吊車就位振動錘與鋼管樁連接測量定位振動下沉鋼管樁鋼管樁間聯接系焊接樁頂鋼板及橫梁安裝吊車縱向安裝貝雷梁裝配式鋼橋面板安裝欄桿安裝打鋼管樁技術要求: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、且不大于 20mm 。鋼管樁入土深度必須大于 7 m , 實際施工過程由于各個支墩地質情況復雜,管樁終孔高程應以dz90樁錘激振 2 分鐘仍無進尺為準。鋼管樁的清除:河道管理要求,新橋建成后必須拔除鋼管樁。6.3.1 主要施工方法12 (1)
25、、施工流程測量定位導向架固定吊機就位起吊管樁打至設計標高樁頂切槽及牛腿安裝橫梁就位焊接縱梁固定焊接直道板橫梁鋪設鋪設橋面板扶手安裝設備移位其他附屬設施安裝。(2) 、施工方法第一步:導向梁或夾樁架前移就位。靠近岸邊兩跨利用導向梁定位,其他跨利用夾樁架定位。 導向梁前移就位依靠履帶吊, 夾樁架首次就位依靠履帶吊,后續前移就位依靠2 臺 3t 卷揚機對稱同步牽引。導向架固定在已經形成的一跨棧橋的 3 根鋼管樁上。第二步:全站儀測量確定樁位并標識。第三步:確定樁位。 利用導向架或夾樁架上的活動工字鋼形成導向方框,確定樁位。導向框內徑為鋼管樁外徑加20cm。導向方框宜點焊連接,便于拆除。第四步:鋼管樁
26、就位。加工廠制作好的鋼管樁利用運樁臺車運至現場,50t履帶吊垂直運輸并自上而下通過導向方框插入就位。第五步:震動錘就位并夾樁,做好震沖準備。第六步:測量調整鋼管樁樁位和垂直度。就位過程中, 測量人員應與吊裝工密切配合,通過多次試插或利用在鋼管樁上焊接臨時承重耳保證就位精確和管樁的垂直度。第七步:開啟電源, 震動下沉。 震動下沉前及時拆除精確就位過程中加設的臨時固定裝置。 先用低檔位震動10秒鐘,檢查樁位及垂直度, 確保無大變形后,高檔位連續震動下沉。震動下沉過程中嚴密監控樁位和垂直度,做好插打記錄。發現傾斜度超過1%應拔出,重新插打。振動持續時間長短應根據不同土質具體確定,一般不超過1015
27、分鐘。第八步:測量計算鋼管樁嵌入河底深度。停止震動下沉后水準儀、 塔尺測控入土深度。如果嵌入河底深度達不到設計要求(2 倍管徑即 1.4m) ,及時報告項目領導以便確定加固措施、 制定加固方案。深度雖達不到設計要求但超過1 米時,根據現場地質及下沉過程實際情況酌情可不采取加固措施;深度達不到1 米時,必須采取相應的加固措施。第九步:緩慢松開夾具,移開震動錘。13 第十步:確定樁頂標高、放樣 。全站儀施放設計樁頂高程,做出鮮艷表示以便進行后續的割樁和開槽工作。第十一步:樁頭割平、開槽。 履帶吊配合人工小心割除和開槽。樁頂、開槽承重面必須水平、光滑。第十二步:墊梁就位、焊接固定。履帶吊垂直運輸,人
28、工安裝焊接。焊接時嚴格按照設計要求檢查每一道焊縫質量,不合格的堅決返工, 不允許放過一個死角。第十三步:平聯管安裝就位。 平聯管加工廠預制作, 現場精確測量后調整管件長度等幾何尺寸,保證精度要求。履帶吊垂直運輸吊裝就位,人工焊接。焊接時嚴格按照設計要求檢查每一道焊縫質量,不合格的堅決返工, 不允許放過一個死角。第十四步:橋面板位置放樣、 標識。全站儀測量放樣,在安裝好的帽梁上醒目的標識出橋軸線、橋面左右邊線及全部承重梁的詳細位置。第十五步:橋面板整體運輸、安裝就位。承重梁及橋面加工廠預制作,汽車吊配合載重車場內水平運輸, 履帶吊現場垂直運輸吊裝就位。 人工精加工焊接安裝。焊接時嚴格按照設計要求
29、檢查每一道焊縫質量,不合格的堅決返工, 不允許放過一個死角。第十六步:放樣、焊接扶手欄桿。第十七步:安裝平聯管上斜撐,前移導向梁或夾樁架。轉入下一跨施工。6.3.2 主要施工設備及人員配置棧橋施工計劃投入施工作業人員12人。擬投入以下施工設備: 50t履帶吊 1臺、裝載機 1臺、dz90振動錘 1臺、電焊及氣割設備 3套。七、鋼便橋及作業平臺結構計算7.1 鋼便橋計算書7.1.1 主要材料的截面特性力學性能14 查實用建筑五金手冊p59表 1-3-14,p62 表 1-3-18 截面尺寸抵抗矩抗剪強度值彈性 模量e慣性矩()xxii截面積20a43mm(2.4210)a125mp52.1 10
30、64mm(1.287 10)32mm(2.883710)i20a 43mm(2.4210)a125mp52.1 1074mm(2.3710)32mm(3.557810)i40a 43mm(2.4210)a125mp52.1 1074mm(6.5910)32mm(8.607 10)7.1.2 便橋結構計算模型的選擇確定:根據公路工程技術標準 p22頁之規定,車道荷載為:橋梁單跨跨度為12米,內插得集中荷載標準值 pk=220kn, 均布荷載標準值為qk=10.5 kn/m 。車道荷載主要技術指標見下表:車輛荷載主要技術指標項目單位技術指標車輛重力標準值kn 350 前軸重力標準值kn 700 中
31、軸重力標準值kn 2120 后軸重力標準值kn 2140 軸距m 4+1.4 輪距m 1.8 前輪著地寬度及長度m 0.30.2 中、后輪著地寬度及長度m 0.60.2 車輛外形尺寸(長寬)m 82.5 7.1.3 便橋的檢算 。1.1 橋位工程地質條件橋址處 zk11 鉆孔從上到下地質土層情況詳見附表1。附表 1 橋位地質土層情況表( zk11)y()xwwvf15 土層序號土層名稱層厚( m )層底標高( m )黃土狀土5.4 382.72 砂類土9.1 373.62 圓礫10.0 363.62 -1 砂類土4.0 359.62 -1 粉質粘土4.8 354.82 砂類土1.5 353.3
32、2 -1 粉質粘土1.7 351.62 砂類土2.9 348.72 -1 粉質粘土3.8 344.92 砂類土13.6 331.32 -1 粉質粘土1.0 330.02 砂類土13.7 316.62 -1 粉質粘土1.3 315.32 砂類土12.2 303.12 2.1 設計條件(1) 公路橋涵鋼結構及木結構設計規范 (jtj025-86 )(2) 鋼結構設計規范(gb50017-2003)(3) 公路橋涵設計通用規范 (jtg d60-2004)(4) 公路橋涵地基與基礎設計規范(jtg d63-2007) 2.2 施工關鍵設備(1)鉆孔設備:沖擊鉆;(2)吊裝設備: 50t 履帶吊吊重
33、15t;(3)350kn 砼罐車(空載 200kn)錯車。 ;16 2.3 平臺與支鋼便橋設計鉆孔平臺與主鋼便橋相連, 保證鉆孔施工時機械物資的周轉與吊裝,并為后續承臺施工提供吊裝平臺。鋼便橋設計為上承式321 貝雷梁鋼橋由下至上為:600 x10鋼管樁做為基礎;2 根 i45b 型鋼做為樁頂承重梁;3 組貝雷桁架做為主分配梁;貝雷上間隔 40cm 鋪設 h350x175 橫梁;面板采用 10mm鋼板;17 附圖 1 鋼便橋橫斷面結構圖橋臺橋臺附圖 2 鋼便橋整體布置圖基礎: zq1zq32 號墩采用 60010mm 鋼管樁基礎;橋臺采用c30 混凝土橋臺,臺后與施工便道順接。鋼便橋設計共為
34、33 跨,連續墩采用單排3 根樁基,樁間距 2.3m;鋼鋼便橋下橫梁采用雙支 i45b, 以 321 型貝雷桁架作為主梁,二榀一組,花架寬度為 0.45m,相 鄰 兩 組中 心 距2m, 全斷 面 共 計 3 組 。 貝 雷 梁 頂 的 橫 向分 配 梁 采用hn350*175mm,分配梁之間間距為400mm,橋面標高 +388.6m。根據橋位地質土層情況判定,鋼管樁的入土深度要達到810m。2.4 材料參數選取材料應力:根據鋼結構設計規范 ,對于 q235 材料的設計值f190mpa,fv110mpa;對于 q345 材料的設計值 f250mpa,fv145mpa;貝雷架材料為16mn 鋼,
35、其它材料采用q235b鋼。具體性能參數如下:18 表 2-1 單個貝雷桁片設計參數3、設計荷載及荷載工況3.1 設計荷載(1)上部結構自重鋼材容重;(2)砼車荷載350kn 砼罐車(空載 200kn)錯車。每個輪接地面積 0.3 0.2m2;控制荷載布置形式:350kn 砼罐車(在鋼便橋上錯車)計算行車速度: 10km/h 砼運輸車空載時約200kn,載重時 350kn 總重350 kn (空載時 200 kn)前軸壓力70 kn (空載時 40 kn)后軸壓力140 kn (空載時 80 kn)輪 距1.8 m 軸 距4.0 m +1.4m 前輪著地面積0.30m 0.20m 后輪著地面積0
36、.60m 0.20m 19 汽車的平面尺寸如圖:(3)50t 履帶吊履帶著地面積: 760mm 4690mm;履帶中心距: 3.54m 最大起重量: 15t;平均接地比壓: 0.098mpa(按起重量 15t 算) 空載行走比壓: 0.069 mpa 50t 履帶吊構造見下圖:20 履帶吊尺寸圖履帶吊輪壓分布圖(4)沖擊鉆:總重約15t,小于砼車荷載,按照砼車計算;(5)施工荷載及人群荷載:3.0kn/m2;3.2 荷載工況平臺設計荷載包括: 恒載、履帶吊自重、 履帶吊起吊荷載、 砼車荷載、流水壓力;平臺設計時最不利荷載組合如下:工況一:恒載履帶吊自重履帶吊起吊荷載;工況二 : 恒載砼車滿載荷
37、載 +空車荷載(會車);部分計算在上述工況同時增加施工荷載及人群荷載;4、面層鋼板計算對履帶吊和砼車荷載進行分析,在砼車的輪載下,面板下部肋間距為40cm,面板21 荷載最大。采用工況二控制計算:鋼板厚度采用 10mm 厚 q235a鋼板,型鋼間距為 40cm ,凈距 40-17.5=22.5cm,計算取值為 22.5cm;最不利荷載為砼重車荷載,后輪輪胎尺寸為0.3 0.2m, ,每個車輪荷載為 70kn;根據公路橋涵設計規范對于單獨一個荷載,有效分布寬度為:13017.538.50.3853laadcmm對于砼車荷載,簡支板條活載彎矩為:170 / 20.2(1)()1.3(0.225)3
38、.694240.3852opbpmulknma其中 1+為沖擊系數;mknglmog?=0942.082;對于多跨度連續單向板,由于t/h1/4;彎矩修正如下:一米長度跨中彎矩0.51.89ommknm中221.89 6 1000113.41900.016mmmpafmpahw中中面板滿足要求。5、h350x175 分配梁計算5.1 工況一在鋼便橋結構計算荷載分析 (計算寬度取 0.4m):自重均布荷載:模型自動計入施工及人群荷載:不考慮同時作用50t 履帶吊輪壓: q=98 0.4=39.2knm 22 56.8190mpafmpa使用 sap2000 計算模型及結果顯示,分配梁在此工況下滿
39、足要求。5.2 工況二在鋼便橋結構計算最不利荷載為砼重車荷載,后輪輪胎尺寸為0.3 0.2m, ,單邊車輪作用在跨中時, 縱向分配梁的彎矩最大, 輪壓力為簡化計算可做為0.3m長,車輛單邊后輪重力p=70kn。單個輪重35kn, q=35/0.3=116.7knm;23 91.6190mpafmpa使用 sap2000計算模型及結果顯示, 分配梁在此工況下滿足要求。6、貝雷計算計算跨徑取樁頂橫梁在鋼便橋處最大間距12m,按簡支梁計算, 計算以單層雙排貝雷為基本單元;分別采用工況一和工況二, 并增加施工及人群荷載后進行計算;6.1 砼罐車作用(工況二)(1)荷載分析自重均布荷載面板荷載: q1=
40、 =3.27kn/m 工 25a荷載: q2= =3.53kn/m 貝雷自重: q3=2* =1.8kn/m 則:q= q1+q2+q3 =3.27+3.53+1.8=8.6kn/m 24 砼罐車作用;(2)砼罐車作用工況1:砼罐車滿載時后軸位于跨中間時,貝雷彎矩最大,如下圖所示;圖 7.1-1 鋼便橋通道處砼車分布受力分析示意圖彎矩圖(max1362.58mknm)剪力圖(max1167.05qkn)25 (3)砼罐車作用工況2:滿載車后軸在貝雷梁支點處貝雷梁剪力最大;經過貝雷支點最大為兩個后輪載重;max0280qkn6.2 50t履帶吊作用(工況一)(1)荷載分析:自重均布荷載:q= 8
41、.6kn/m 50t 履帶吊:q2=15.176. 098=85.7 kn/m (2)工況 1:履帶吊處在跨中時貝雷梁彎矩最大;26 圖 7.1-2 主墩鋼便橋通道處吊車分布受力分析示意圖彎矩圖(max 2457.57mknm)(3)工況 2:履帶吊靠近貝雷支點是貝雷梁受剪力最大;受力分析示意圖剪力圖(max 2238qkn )27 支點力圖(max 2448.60qkn )6.3 施工及人群荷載22(3.54 / 2312 ) / 895.588qlmknm ;(3.54 / 23 12) / 231.82qlqkn6.4 貝雷計算結論最大彎矩maxmax 2457.5795.58553.1
42、5mmmknm最大剪力maxmax 223831.8269.8qqqkn采用雙排單層貝雷架,則max97521950553.15mknmmknmmax66321326269.8qknqkn均能滿足要求。平臺貝雷梁最大跨徑6m 時,貝雷梁抗彎、抗剪均能滿足履帶吊起吊時的強度要求。7、型鋼梁計算圖中型鋼與貝雷的節點在與鋼管連接位置處,在鋼管連接處按照抗剪計算, 根據鋼結構設計手冊每1cm 長直角焊縫承載力設計值表20-1 中 8mm 焊縫的承載力設計值為8.96kn,我部設計時,型鋼和鋼管連接焊縫均大于1m 以上,大于最大重量 65t。由于下部型鋼梁與貝雷的節點在與鋼管連接位置處,故型鋼彎矩很小,
43、 可以忽略計算,主要計算剪力。(1)當受力處于支點部分時,型鋼梁剪力最大,按照第6 節中計算,最大為253.9kn。28 (2)結論最大剪力max253.9qkn最大支反力253.9rkn2i45b 型鋼: wx=3000cm3,ix=67520cm4,sx=1774.2cm3,tw=27mm 6max3431.96 10143.98190300010mmpampaw334253.9 101774.21012.351106752010272qsmpampaib,滿足要求。8、鋼管樁計算8.1 鋼管承載力履帶吊作用時鋼管樁所承受的壓力顯然大于砼車作用時的荷載,因此計算時只需考慮履帶吊作用與上層結
44、構自重荷載組合時時的工況,且履帶吊的偏心履帶作用在一側鋼管樁時,此時該側樁的承載力最大:考慮人群荷載3.0kn/m2 及自身重量鋼管樁單樁最大支承力按350kn 計算。8.1 鋼管入土計算根據350 kn. 當入土 8m時,鋼管樁入土可滿足要求;9、計算結論29 根據計算結果,設計結構可以滿足施工要求。構件焊接和連接時,應牢固可靠。每次洪水過后和每個月定期檢查鋼管底部的著床情況. 7.2 施工平臺計算書(1)樁基平臺結構鉆孔平臺的結構形式為:鋼管樁基礎、工字鋼橫梁、工字鋼分布梁、槽鋼面板。樁基施工平臺采用 600 的鋼管、工字鋼橫梁為i40b 型、工字鋼分布梁為i40b 型、面板槽鋼。(2)
45、、樁基平臺施工驗算:、平臺 i40b 工字鋼分配梁驗算其力學特性如下:(ix=3583cm4、wx=325.8cm3 、sx=189.8cm3、 t 12.3mm )荷載計算:按一輛載重10m3的砼罐車重量為350kn (考慮安全和沖擊系數15% 后重量修正為402kn )后軸位于工字鋼分配梁跨中進行最不利驗算(此時重車后輪平行于工字鋼長度方向) ,根據輪胎著地寬度此時后軸重量至少由2 根工字鋼同時承擔。受力模式分析:后軸兩排輪重估算為280kn 、后軸前后兩輪各承擔140kn ,按單跨跨徑 12 米、承擔兩個集中力n=140kn 進行不利驗算。承受彎矩: mmax 0.278pl0.2781
46、4012=467.04kn.m 承受剪力: qmax (1.167+0.167 )p1.334140186.76kn 橫梁強度驗算mmax/wo 335.268106/ (325.83103)343mpa 400mpa 剪應力 q sx/(ixt )1341000569.41000/(107521000036.9 )20mpa =110 mpa 撓度驗算 f=2.508pl3/(100ei)=9.6mm f5000/400=12.5mm 故樁基平臺分配梁采用i40b 型鋼間距為 40cm滿足使用要求。、平臺 i40b 工字鋼主梁施工驗算荷載計算:按一輛載重10m3(重量為 350kn )的砼罐
47、車(考慮15% 安全和沖擊系數后重量修正為402kn )后軸位于工字鋼主梁跨中進行最不利驗算,此時由兩根主梁承擔受力、承擔受力為p=2280kn 。30 受力模式分析:計算跨徑12m , 此時按重車后輪垂直于工字鋼長度方向進行最不利驗算。 mmax0.278pl0.278 28012=934.08kn.m qmax (1.167+0.167 )p1.334 201373.52kn i40b 力學特性: ix=16574cm4,wx=920.8cm3,sx=541.2cm3,t 15.8mm 主梁橫梁強度驗算mmax/wo 670.536106/ (920.82103)151mpa 364mpa
48、 剪應力 qsx/(ixt )26810001082.41000/(331481000030)29mpa =110 mpa 撓度驗算 f=2.508pl3/(100ei)=8.7mm f5000/400=12.5mm 故鋼平臺樁頂主梁橫梁采用2 根 i40b 工字鋼滿足使用要求。八、安全措施8.1 、成立以項目經理為組長,項目部領導班子成員及各部門負責人為成員的事故應急救援領導小組;8.2 、筑島施工時邀請當地河道管理部門和其他相關管理機構工作人員到現場檢查指導工作,保證施工期間河道安全。8.3 、為了防止人員墜落措施:施工現場要有完善的安全保障措施,醒目的安全標志和護欄, 進入工區戴好安全帽
49、及其他勞防用品。施工期間派專職安全工程師1 名,負責日常安全生產管理工作,并標示“小心墜落”的警示牌。8.4 、筑島涉及其他安全要求的,到相關部門辦理相關手續,并遵照執行。8.5 、對進入施工現場的施工人員進行安全施工培訓,培訓考核合格后方能進場施工;8.6 、防機械傷害措施:機械設備的操作人員經過安全技術操作規程培訓,考試合格后持有效證件上崗。 定期檢查機械設備的安全保護裝置和安全指示裝置,以確保以上兩種裝置的齊全、 靈敏、可靠。機械操作人員必須聽從施工人員的正確指揮,精心操作。加強工程機械和車輛的檢查維修,對駕駛人員進行安全教育,嚴禁違章開車,杜絕交通事故的發生。8.7 、施工現場必須配備
50、救生船、救生圈、救生衣等必要的救援物品,施工現場必須有足夠的救援物質儲備。 筑島完成后, 島面臨水邊必須做好防護, 保障施工31 人員安全。8.8 、現場電纜必須架空布設合理。照明充足,各種電器控制設立二級漏電保護裝置,用電設備實行“一機一閘一保護” 。 電器、線路修理時必須斷電,并掛上警示牌;電器控制系統必須有防雨設施。8.9 、保證現場道路平整、暢通、不積水,夜間作業區及現場施工道路均應設足夠的照明。8.10 、 定期由安全總監及安全環保部定期組織施工和管理人員進行應急演練和安全生產學習, 提高全員安全施工的意識。 安全員組織班組人員進行安全活動,總結經驗,吸取教訓,對指出的整改意見要限期
51、整改。8.11 、施工現場和項目部設置專門的通訊設備,確保通訊的暢通, 確保救援道路通暢。要安排專人隨時和當地海事部門聯系,以求配合, 堰頂有紅燈等醒目警示標志。筑島施工平臺兩側設置圍欄;8.12 、為確保施工安全,項目部配備2 名安全環保巡視員輪班對現場進行監控,現場施工員積極配合巡視員做好安全監控工作;8.13 、 安排專人每天對河道及其上游地區天氣狀況進行監控,及時收集各種氣象、天氣數據,做好雨季施工安全預警和洪水預警;8.14 、嚴格落實安全責任制,保證責任到人;8.15 、由于該筑島島體位于灃河邊緣, 考慮到有當地村民到該區域垂釣或其他活動,需在島體兩側水庫邊設置長30m的警戒線,
52、并掛安全標語等, 現場安全員需隨時注意島體范圍30m內無閑雜人員靠近。8.16 、機械設備使用安全措施8.16.1 、對所有各種機械設備進場后, 必須由設備部負責人會同安全員和使用機械的人員共同對該機械設備進行進場驗收工作,經驗收發現安全防護裝置不齊全的或有其它故障的應退回設備保障部門進行維修和安裝。8.16.2 、設備安裝調試合格后,應進行檢查,并按標準要求對該設備進行驗收,經項目部組織驗收合格后方能正常使用。8.16.3 、使用前要對設備使用人員進行必要的安全技術交底和教育工作,使用人員必須嚴格執行交底內容及按操作規程操作。8.16.4 、使用中要經常對該設備進行維修保養,停止使用后切斷電
53、源并鎖好電閘32 箱。8.16.5 、各種機械設備必須專人專機,凡屬特種設備, 其操作負責人要按規定每周對施工現場的所有機械設備進行檢查,發現問題及隱患及時解決處理, 確保機械設備的完好,防止機械傷害事故的發生。8.17 、預防觸電事故的安全防護措施根據臨時用電安全技術規范規定,加強施工現場用電管理, 保障施工現場用電安全,防止觸電事故發生。8.17.1 、施工現場專用的中性點直接接地的供電線路必須實行tn sr接零保護系統,同時必須做到三級控制兩級保護,電箱為標準電閘箱,并采取防雨、防潮措施。8.17.2 、電氣設備應根據地區或系統要求,做保護接零,或做保護接地,不得一部分設備做保護接零,另
54、一部分設備做保護接地。8.17.3 、必須由持有合格證件的專職電工,負責現場臨時用電管理及安拆。8.17.4 、對新調入工地的電氣設備,在安裝使用前,必須進行檢驗測試。經檢測合格方能投入使用。8.17.5 、專職電工對現場電氣設備每月進行巡查,項目部每月對施工用電系統、漏電保護器進行一次全面系統的檢查。8.17.6 、 配電箱設在干燥通風的場所, 周圍不得堆放任何妨礙操作、 維修的物品,并與被控制的固定設備距離不得超過3 米。安裝和使用按“一機、一閘、一漏電保護器” 的原則,不能同時控制兩臺或兩臺以上的設備,否則容易發生誤操作事故。8.17.7 、配電箱應標明其名稱、用途,并做出分路標志,門應
55、配鎖,現場停止作業 1 時間以上時,應將開關箱斷電上鎖,責任到人進行管理。8.17.8 、照明專用回路設專用漏電保護器,燈具金屬外殼做接零保護, 室內線路及燈具安裝高度低于2.5 米的應使用安全電壓。在潮濕和易觸及帶電體的照明電源必須使用安全電壓,電氣設備架設或埋設必須符合要求,并保證絕緣良好。任何場合均不能拖地。8.17.9 、線路過道應按規定進行架空或地埋,破皮老化線路不準使用。8.17.10 、使用移動電氣工具和砼振搗作業時,必須按規定穿戴絕緣防護用品。33 8.17.11 、凡從事與用電有關的施工作業時,必須實行電工跟班作業。8.17.12 、手持電動工具的使用,應符合國家標準的有關規
56、定。工具的電源線、插頭和插座應完好。 電源線不得任意接長和調換,工具的外絕緣應完好無損, 維修和保管應由專人負責。8.17.13 、臨時用電必須建立對現場的線路、設施的定期檢查制度,并將檢查、檢驗記錄存檔備查;8.17.14 、臨時配電線路必須按規范架設整齊,架空線必須采用絕緣導線,不得采用塑膠軟線,不得成束架空敷設,也不得沿地面明敷設。施工機具、車輛及人員,應與內、外電線路保持安全距離。達不到規范規定的最小距離時,必須采用可靠的防護措施8.17.15 、電焊機應單獨設開關。電焊機外殼應做接地保護。一次線長度應小于5 米,二次線長度應小于30 米,兩側接線應壓接牢固,并安裝可靠防護罩。焊把線應
57、雙線到位, 不得借用金屬管道、 金屬腳手架、軌道及結構鋼筋作回路地線。焊把線無破損,絕緣良好。電焊機設置地點應防潮、防雨、防砸。8.17.16 、 施工現場必須有專職電工進行電氣接拆線,專職電工必須有上崗證,電氣設備,電動工具要用插頭插接,不能用導線插于插座內。8.17.17 、220v照明燈安全高度為2.5 米,導線插頭必須用絕緣帶綁扎好,不得裸漏導線。8.18 、防溺水措施8.18.1 、在填筑島靠近臨水側四周距填筑邊緣1 米范圍內設置安全欄桿, 并安裝安全網。8.18.2 、在島體四周配備救生設備,救生圈,救生繩。8.18.3 、監測河水標高,發現水位上漲速度很快,并與河道管理處取得聯系
58、,詢問水面上漲的原因。8.18.4 、洪水季節必須加大水位的監控,發現異常并隨時準備人員撤離。8.18.5 、在島體上設置安全逃生通道,規劃逃生路線,以及逃生方式,同時備足救生圈,以免人員在逃生過程中不慎落水。8.18.6 、建立水位上漲報警機制。九、安全應急預案34 9.1 、安全管理組織機構與職責9.1.1 、負責制定、修改本項目特種設備事故應急救援預案,組建本項目應急救援隊伍,組織實際訓練、演習與實施工作。9.1.2 、負責發布和解除應急救援命令, 組織指揮應急救援隊伍和應急救援行動。910.1.3 、負責建立通信與報警系統,儲備搶險、救援、救護方面的裝備和物資;督促做好事故的預防工作和安全措施的定期檢查工作。910.1.4 、向上級部門、當地政府和友鄰單位通報事故的情況。必要時向當地政府和有關單位發出緊急救援請求。 負責事故調查的組織工作并總結事故的教訓和應急救援經驗。9.2 、事故現場各職能小組職責9.2.1 、聯絡協調組: 組長由童歆同志擔任, 負責事故險情匯總及現場安全工作,檢查搶險救援到崗情況,與上級指揮部聯絡,并視情請求援助。9.2.2 、應急搶險組組長由劉文軍同志擔任, 負責事故發生時, 維護好現場, 保證應急救援工作順利進行;對場區內外進行有效的隔離工作和維護現場應急救援通道暢通的工作;9.2.3 、后勤保障組組長由程曙光
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