棧橋施工及水中墩施工方案

2021-10-18 04:34:29 字數 5076 閱讀 8139

棧橋搭設及水中墩專項施工方案

一、工程概況

新建溪1#特大橋跨越新建溪,在新建溪設一連續梁48+80+48m,。

根據合同工期安排,醴陵特大橋計畫從2023年6月15日開工,2023年10月結束,總工期16個月。為了在合同工期內完成醴陵特大橋的施工任務,計畫沿橋設縱向貫通施工便道。主線貫通便道在跨萍水、澄潭江及其支流處設定臨時鋼棧橋,以確保施工機械、車輛通行。

二、棧橋設計

1、荷載設計

棧橋最大車輛荷載考慮10m3砼灌車,自重15t,砼重25t,共重40t,人行及其它荷載共重10t;動荷載係數取1.2,故棧橋檢算荷載採用60t。

2、棧橋結構設計

棧橋自下而上依次:

(1)棧橋方向每12m選用二排共6根φ630mm鋼管樁作乙個剛性支承墩,剛性支墩的鋼管橫向間距為2*2.5m,縱向間距3m。鋼管樁用打樁錘打入河床底覆蓋層以下強風化岩層內50cm。

鋼管樁之間利用[20槽鋼栓接作剪刀撐, 樁內填充滿砂礫。施工過程中,安排專人對河床沖刷深度進行定期測量,及時掌握沖刷深度。

(2)鋼管樁頂縱向開槽用2根i45工字鋼作為墊梁,橫向採用i36b工字鋼作為連繫梁。

(3)在鋼管樁聯絡後,在上擺放2根i45工字鋼作為分配梁。棧橋跨度採用12m,上部採用4片貝雷片縱樑,貝雷梁與鋼管樁頂橫向2根i45工字鋼與分配梁固結。

(4)貝雷梁架麵用i32b工字鋼作橫向分配梁,間距1.0m,橫橋向在i32b工字鋼上布置 [14槽鋼,間距30cm,再鋪10mm花紋鋼板。[14槽鋼與i32b工字鋼焊接連線,在棧橋和施工平台附近打設防撞樁,並懸掛警示標誌和紅色警示燈。

所有便橋橋台為u形橋台,台身採用m10漿砌片石砌築,台身基礎開挖至基岩,臺帽採用c20鋼筋混凝土澆築,臺背用砂礫石填築並用壓路機碾壓密實,橋台填土根據現場需要設定縱坡,以順接施工便道,保證車輛通過。

施工棧橋具體施工圖附後。

三、棧橋施工

①鋼管樁施工

鋼管樁施工從岸的一端開始施工,棧橋使用履帶吊吊振動錘下沉鋼管樁,鋼管樁沉放使用履帶吊振動打設。利用全站儀定位及校核。

水中棧橋鋼管樁使用50t履帶吊進行打設。鋼管樁逐排打設後隨即進行橫縱聯絡,安裝貝雷架與底橫樑固定,在貝雷架上鋪設分配橫樑及花紋鋼板,並加強聯接,履帶吊過跨再逐跨起吊鋼管並進行定位逐排打設,依靠振動錘衝擊力和鋼管樁重力插入覆蓋層中。

鋼管樁每天施打完畢後,馬上用[20槽鋼焊接鋼管樁橫向剪刀撐聯絡,以防管樁受水流衝擊傾斜或疲勞破壞,降低管樁的承載能力。

管樁下沉控制專案:鋼管樁插打位置精確度及垂直度、鋼管樁振動下沉時貫入度控制、鋼管樁的樁長控制。

棧橋開始施工時即設定航標,懸掛夜間紅燈示警等通航導向標誌,以保證安全。

鋼管樁沉放應注意:振動錘重心和樁中心軸應盡量保持在同一直線上;每一根樁的下沉應連續,不可中途停頓過久,以免土的摩阻力恢復,繼續下沉困難;每排鋼管樁下沉到位後,應立即進行樁之間的連線,增加樁的穩定性,避免水的反覆衝擊產生鋼管的疲勞斷裂,以至發生意外事件,連線材料採用[20槽鋼。型鋼尺寸需根據現場尺寸下料。

焊縫質量滿足設計及規範要求。沉樁到位後,用水準儀測出樁頂高程,為切割樁頭安裝墩頂縱樑橫樑提供資料。

鋼管樁之間利用[20槽鋼栓接作剪刀撐。施工過程中,安排專人對河床沖刷深度進行定期測量,及時掌握沖刷深度。

②縱橫分配梁及梁部安裝

i45工字鋼安裝經測量放線後,直接嵌入樁頂內。鋼管樁與工字鋼間焊接鋼板與鋼管樁良好結合在一起。

③貝雷片拼裝

貝雷片預先在陸上或已搭設好的棧橋上按每組尺寸拼裝好,然後運輸到位,吊車起吊安裝在樁頂工字鋼橫樑上。

貝雷片的位置需放線後確定,以保證棧橋軸線不偏移。

貝雷片安裝到位後,橫向、豎向均焊定位擋塊及壓板,將其固定在橫樑上。貝雷片任何位置嚴禁施焊。

主梁等構件採用人工配合履帶吊進行安裝就位。

④在橫橋向的分配梁i45工字鋼上按設計間距用槽鋼焊接好限位擋塊,防止貝雷片產生較大的橫向位移,貝雷片拼裝完畢吊裝到位後,其上鋪設i32b橫橋向分配梁,間距100cm,i32b工字鋼與貝雷片間採用ф20「u」型螺栓固定,每組貝雷片與工字鋼橫樑相交處設一套螺栓。

⑤花紋鋼板面板與工字鋼和槽鋼焊接連線,面板之間設定1—2cm寬伸縮縫隙。

⑥棧橋欄杆高1.2m,立柱採用φ50mm鋼管焊接,立柱間距2m,焊在棧橋i32b橫樑上,鋼管立柱上縱向最上一道用φ50mm鋼管,下面設3道φ16鋼筋做護欄。

⑦縱橫分配梁和主梁等構件採用人工配合履帶吊進行安裝就位。

三、檢算資料

㈠、棧橋、平台荷載

棧橋、平台設計荷載採用履50荷載和10m3混凝土攪拌運輸車(滿載)。汽車及混凝土攪拌運輸車活載計算時採用荷載衝擊係數1.15及偏載係數鋼管樁按摩擦樁設計。

㈡、貝雷縱樑驗算

棧橋總寬6m,計算跨徑為12m。棧橋結構自下而上分別為:φ630×10mm鋼管樁、36a型工字鋼下橫樑、「321」型貝雷梁(橫向4片)、32b型工字鋼分配橫樑(間距1.

0m)、14a型槽鋼橋面。

單片貝雷:i=250497.2cm4,e=2.1×105mpa,w=3578.5cm3

[m]=788.2 knm, [q]=245.2 kn

則4ei=2104×106 nm2

1、荷載布置

⑴、上部結構恆載(按6m寬計)

2 2[14a型槽鋼:2×21根×14.53×10/1000=6.10kn/m

②、32b型工字鋼分配橫樑:52.69×6.0m×10/1000/1.0m=3.16kn/m

3 「321」軍用貝雷梁:每片貝雷重287kg(含支撐架、銷子等):

287×3×10/3/1000=2.87kn/m

4 2i36a型工字鋼下橫樑:2×6×60×10/1000=7.2kn/m

⑵、活載

①、10m3混凝土攪拌運輸車(滿載):車重20t,10m3混凝土23t。

②、履50荷載考慮。

⑶、人群:不計

考慮棧橋實際情況,同方向車輛間距大於15m,即一跨內同方向半幅橋內最多隻布置一輛重車。

2、上部結構內力計算

⑴、貝雷梁內力計算

①10m3混凝土攪拌運輸車(滿載)(布置在跨中,按簡支計算)同向每跨只布置一輛,車重20t,10m3混凝土23t。混凝土罐車

對b點取矩,由∑mb=0,得

ra=(185×5.3+185×6.7+60×10.7)/12=238.5 kn

m中=238.5×6-185×0.7-60×4.7=1019.5 knm

rmax=2ra=477 kn

查建築結構計算手冊

f1==185×1000×5.3×122×(3-4×5.32÷122)÷24ei=1.1cm

r1=r2=pb/l=156.32 kn

r3=36.5 kn

ra=∑rai=349.14 kn

②、履50荷載,布置在跨中,按簡支計算,每跨只布置一輛,500kn,q=56kn/m

荷載布置:履50荷載q=500/2/4.5=56kn/m

查建築結構計算手冊

ra=rb===250 kn

rmax=500 kn

跨中:mmax= (2-y)= (2-)=614.25kn.m

fmax= (8-4y2+y3)= (8-4×+)=1.494㎝

㈡、橋面板[14型槽鋼驗算

按簡支梁計算,計算跨徑取l=1.0m。車輪寬度按30cm計算,每對車輪的著地面積為0.

6×0.2(寬×長),則軸重的一半荷載由3根槽鋼承擔。採用10m3混凝土攪拌運輸車滿載荷載進行驗算。

e=2.0×105mpa,i=712cm4,wmin=101cm3,q=415 kn/m

p=p0/2=135kn

q=135/0.2=675kn/m

mmax==0.125×75×0.2×1.0×(2-0.2÷1.0)=30.4knm

σ= ==100.2mpa< [σ]=170 mpa

f=(8-+)=0.64mm<l/250=4mm安全。

㈢、橫向工字鋼分配梁驗算

計算最大跨徑取l=4.3m,採用32a型工字鋼。荷載如圖。

e=2.0×105mpa,ix=11080cm4,wx=692.5cm3,sx=400.5 cm3,t=15mm

r=135kn

m=135×0.9=121.5knm

σ= ==175.5 mpa< [σ]=215 mpa

τ===32.53 mpa<[τ]=85 mpa 安全。

f===7.8mm<l/250=17.2mm

㈣、墩頂橫樑

因墩頂橫樑採用2i36a型工字鋼。根據前面計算結果,每榀貝雷梁傳至橫樑上的荷載為p=477kn,由橫樑直接傳遞到鋼管樁頂,所以在此不作驗算。

㈤、棧橋結構驗算

①貝雷縱樑驗算:(按簡支梁驗算,計算跨徑為12公尺。)

選用4組加強型貝雷梁,其截面引數:截面容許抵抗矩,截面容許抗剪強度。計算圖式如下:

貝雷片自重:

恆載:橋面板和橫樑自重:

所以總恆載為

以上恆載由三組貝雷片共同承擔,但是中間一組承受的恆載最大,為一半。故中間組所分擔的荷載為:

貝雷梁接收由分配梁傳來的活載為:

活載產生的跨中彎矩:

活載產生的支座剪力:

恆載產生的跨中彎矩:

恆載產生的支座剪力:

跨中的總彎矩取值:

支座的總剪力取值:

②2i36a工字鋼橫樑驗算:(按簡支梁驗算,計算跨徑為2.5m。)

i36a工字鋼作為上橫樑,其截面引數如下:

,,,,,。作用在橫樑上(橫樑除外)的總恆載為:

由於橫樑以上的恆載是通過貝雷梁而作用在橫樑之上的,故將其看作以集中荷載的形式作用於橫樑。(雙排貝雷梁簡化為與橫樑只有乙個接觸點的集中荷載)

; 由活載作用而分配到橫樑上的集中力為:

集中荷載產生的彎矩:

集中荷載產生的剪力:

橫樑自重產生的彎矩:

橫樑自重產生的剪力:

最大彎矩取值:

最大剪力取值:故

③φ630×10mm鋼管樁強度驗算:

樁受力:

樁採用φ630×10mm鋼管樁

橫樑採用2i36a工字鋼,其截面寬度b=2×136mm=272mm,兩工字鋼中間留1cm的間距,工字鋼與鋼管壁留1cm的間距,則鋼管需要切割的寬度是302mm。

樁的受力面積為:

鋼管樁的強度為:

假設φ630×10mm鋼管樁長度為20公尺,按20公尺的壓桿穩定計算:

φ630×10mm鋼管樁截面面積為;

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