钢便桥施工技术方案Word下载.docx
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计算式
数量(kg)
备注
1
跨沪昆高速特大桥主栈桥(21m)
工字钢
36
kg
(6)*2*6*60.037
4322.66
2
14
21/0.3*6*16.9
7098.00
横向分配梁
3
槽钢
20
2.5*2*2*27.93*(6)
1675.80
4
3.2*2*2*16.89*(6)
1297.15
5
贝雷片
90*150*300
组
(21/3*6)*270+21/3*2*33
11802.00
6
钢板
150*600*8
(21*6)*62.8
7912.80
桥面板
7
钢管
Φ40
(21/2*1.2*2+21*3*2)*4.34
656.21
栏杆
8
Φ529*8
(4)*3*12*102.78
14800.32
钢管桩长12米
9
合计
49564.94
10
混凝土
C30
m3
6*2*0.8
9.60
4钢便桥结构计算
(1)上部结构恒重(6米宽计算)
1)δ8桥面钢板:
6×
1×
0.008×
7.85×
10=3.768KN/m
2)Ⅰ14横向分配梁:
1.37KN/m
3)321贝雷梁:
6.66KN/m
4)Ⅰ36a下横梁:
7.188KN/m
(2)活荷载
1)100t旋挖钻机
2)60t砼车
(3)上部结构内力计算
1)贝雷梁内力计算:
根根据设计图纸,计算跨径取最大跨度L计=9m(按简支计算)。
①弯矩:
A、100t旋挖钻机
当100t旋挖钻机布置在跨中时,有最大弯矩,受力如下图所示:
旋挖钻机履带接触地面长度为6.5m,则
Mmax1=500×
(1.25+6.5/2)-158.7×
6.5/2×
6.5/4=1411.865KN.m
B、恒载
Mmax2=1/8×
18.986×
92=192.7KN.m
②对支点剪力Q:
A、100t旋挖钻机行驶临近支点时:
当旋挖钻机位于临近支点时,此时剪力最大,受力如下图所示:
Qmax1=1000*(2.5+6.5/2)/9=638.9KN
B、恒载内力:
Qmax2=0.5×
18.896×
9=85.4KN
荷载组合:
贝雷梁上最大内力为100t旋挖钻与恒载组合。
Mmax=1.3×
(1411.87+192.7)=2085.93KN<
[M]=1576.4×
3KN.m
=4729.2KN.m
Qmax=1.3×
(638.9+85.4)=941.59<
[Q]=490.5×
3=1471.5KN
满足要求。
具体结构尺寸见设计图纸。
(4)Ⅰ14横向分配梁内力计算
1)60t混凝土罐车时:
(横向跨径为3米,计算跨径取2米)
在计算时可假设荷载在相邻横向分配梁之间按杠杆原理法传布,如下图所示。
因此,车辆荷载轮重分布给该横向分配梁的计算荷载为mq=1/2∑Piηq
当60t砼车位于下图所示位置时,Ⅰ14横向分配梁横向分布影响线如下图所示:
汽车:
mq=∑Piηq/2=1/2×
(240×
1+120×
1/9+240×
3.1/4.5)=209.33KN
其中60t砼车横向轮距为1.5米,受力图如下:
砼罐车半边车轮布置在Ⅰ14横向分配梁的跨中情况为最不利。
Mmax1=1/4×
104.7=26.18KN.m
砼罐车半边车轮布置在靠近支点时剪力最大:
Qmax=104.67KN
2)100t旋挖钻
100t旋挖钻履带接地宽度为800mm,如上图布置,旋挖钻布置在Ⅰ14跨中时有22根Ⅰ14横向分配梁承受;
布置在临近支点时考虑22根Ⅰ14横向分配梁承受。
100t旋挖钻自重作用时考虑每个履带支点承受1/2荷载,即500KN。
每根Ⅰ14受力如下:
Mmax2=1/4×
500×
2/22=11.36KN.m
Qmax2=500/22=22.73KN
3)恒载
q=3.768/6×
0.3=0.188KN/m
M=1/8×
0.188×
22=0.094KN.m
Q=0.188×
2/2=0.188KN
贝雷梁上最大内力为60t砼车与恒载组合:
60t砼车在其上方时情况为最不利。
则
σ=M/W=(26.18+0.094)×
103/140
=187.67MPa<
[σ]=200MPa
Qmax/A=(104.67+0.226)/21.516×
10=48.75MPa<
[τ]=115MPa
(5)Ⅰ36a下横梁内力:
100t旋挖钻作用在下横梁正上方时,下横梁受力最大,此时恒载考虑作用在最边上的两组桁架上,在传递给下横梁及钢管桩上。
Pmax=500KN
Mmax=0.25×
(3-0.529)=301.25KN.m
Wx=875×
2=1750cm3
σ=Mmax/Wx=301.25×
103/1750=172.1MPa<
(6)下部结构钢管桩承载力计算
单桩竖向所受荷载为:
1000/3×
1.5=500KN
所以按单桩承载力500KN计算
钢管桩(包括冲刷)以支承桩进行设计,以《简明工程地质手册》和《桥梁桩基计算与检测》(赵明华编)中介绍的考虑敞口钢管桩的专门计算公式为依据来计算栈桥桩基的单桩竖向承载力。
Pk=1/2(λsU∑τiLi+λpAσr)
式中:
U—钢管周长,为1.662m;
A—验算截面处桩的截面面积,为0.22m2;
λs—侧阻挤土效应系数,取λs=1.10;
τi—各土层对桩侧的极限摩阻力(Kpa);
Li—桩在最大冲刷线以下第i层土中的长度;
λp—桩底端闭塞效应系数,对于敞口钢管桩应按下式对
,
取值
当hb/ds<5,λp=0.18hb*λs/ds
当hb/ds≥5,λp=0.8λs
所以λp=0.8λs=0.880;
σr—桩底端支承土的承载力(Kpa)
按最差地质为跨沪昆高速高速特大桥14#墩周围条件考虑:
钢管桩顶标高按37.5m施工,钢管桩长12m,入土标高从35.5m开始计算,粉质黏土底为35m,全风化花岗岩底标高为17.27m,则单桩允许承载力为
Pk=1/2*(1.662*(0.5*80+9.5*100)+0.1936*200)=514.36KN>
500KN
从以上的计算结果看,栈桥结构在强度、刚度、承载力等方面均满足规范的要求,并留有一定的富余。
栈桥结构能保证施工期间的同行需求,能保证人员、车辆的安全。
5施工工艺
5.1施工工艺流程
图5-1便桥施工工艺流程图
5.2施工放样
根据施工图位置,采用直接量距方法放出桥台和边墩位置,便桥主桥两侧桥台设在河堤之上,然后用全站仪确定方向,测量各桩墩距离定出各桩位,即可开始插打钢桩。
5.3钢管桩施工
(1)钢管桩加工及运输
钢便桥钢管桩在钢结构加工厂内加工,分节制作;
钢管桩加工制作及验收均严格按技术规范相关标准进行,其主要检查内容有焊缝、吊耳、直径、桩长等,相应的技术指标均应满足规范及设计要求。
钢便桥钢管桩采用平板车运至施工现场,钢管桩的堆放或存放形式和层数应安全可靠,避免产生纵向变形和局部压曲变形(堆放或存放层数不得超过两层,超过两层时采用定位架)。
钢管桩在起吊、运输和堆存过程中应避免由于碰撞、摩擦等原因造成管端变形和损伤。
运输起吊及施打起吊过程中采取多点起吊,杜绝钢管桩弯曲现象的发生。
(2)钢管桩插打
1)将要打入的钢管桩运至河岸处,20吨汽车吊和DZ60振动锤进场,于岸边就位打设钢管桩。
在钢管桩打入之前,首先将振动锤吊起进行试机,确认无误后方可进行桩的施工。
2)在桩头上用2cm钢板通过直径线焊成夹板以便震动锤夹头夹吊。
用履带吊起震动锤,液压夹头夹住夹板,缓缓提升卷扬机和震动锤将钢桩提起,完全离地后用绳索拉住桩脚,就位到桩位处,调整桩身保证纵横方向垂直,用全站仪架设在不同的角度,校正控制桩的垂直度,并保持锤、桩帽与桩在同一纵轴上。
对准桩位落下钢桩,并再次检查垂直度和平面位置合格后开动震动锤将桩打入土中。
3)钢管桩施打时要注意桩顶标高的控制,桩顶标高应控制在正误差10cm以内。
当钢管桩进尺极为缓慢或施沉困难时,则不能强行施沉,以免钢管偏位或变形,要分析其原因,若桩尖遇到异物时,则须采取调整桩位、跨径等措施,以满足施工要求。
4)钢管桩施打时,若桩顶有损坏或局部压屈,则对该部分予以割除并接长至设计标高。
5)钢管桩施工的平面位置、倾斜度必须满足下列要求:
平面偏位≤20cm,倾斜度≤1%。
6)采用振动锤施打钢管桩时,沉桩停锤标准以贯入度和桩底设计标高两个指标控制,以贯入度控制为主,标高控制为辅。
7)便桥施工时技术、生产部门做好天气预报资料的收集,并及时将相关情况传达到参与现场施工的相关部门或个人。
同时要求现场设立潮位观测标尺,适时进行水位观测并做好记录。
8)钢管桩振沉完成后,采用汽车吊配合及时将钢管桩的横向钢管平联焊接,同时焊接桩顶型钢横梁及剪刀撑,将钢管桩连成整体。
9)钢管桩必须采用桩身无明显缺陷变形、焊缝饱满、接头良好、桩体顺直的钢桩。
10)施工前先测出水面高程,计算钢桩出水高度,在桩身相应位置作出标记,打到水面标记处即可停止插打,此时桩顶标高即与设计一致。
管桩接长时必须先将接头切割整齐,保证接口对接完好,然后周边满焊,焊缝宽度不小于10mm,并在焊缝处四周加贴6片钢钣骑缝焊接在接头处,保证接头整体性和受力。
同排钢桩插打完成后随即焊接20剪刀撑将各桩连接成整体,保证横向及纵向稳定并防止出现不均匀下沉。
各支撑型钢与钢桩连接处采用满焊,必须确保焊缝质量。
11)桩帽与桩接触的表面须平整,与桩身在同一直线上,以免打桩时产生偏斜。
下沉过程中随时控制管桩的垂直度,如出现倾斜及时进行纠偏。
沉桩过程做好沉桩施工记录,至接近要求时,观测入土深度,并做好记录至达到要求为止,然后移动桩机至下一桩位置。
12)钢管桩打设完成后,需做静载试验,设计钢管桩的单桩承载力为500KN,为保证施工安全,静载试验承载力乘以系数1.2。
即采用60t的预制块进行预压。
5.4桩顶横梁安装
打桩完成后,调整钢管桩顶面标高,低于设计标高的接桩,高于设计标高的割除至设计高度,将钢管桩沿横向进行切割,切割宽度30cm深度30cm,底部焊接4cm厚钢板;
钢板上布置I36a双拼工字钢,两根工字钢对拼后嵌入桩顶内部,嵌入深度30cm,加强整体性和抗弯能力,将切割的钢板焊接至I36a工字钢下侧。
桩顶至水面范围内,用I14工字钢将钢管桩横向焊接,连成整体。
5.5支座安装
支座采用上下两块橡胶板,中间夹14mm厚钢板,支座顶面平整,顶面标高严格控制在±
2mm以内。
支座支撑在贝雷梁梁端节点上。
5.6贝雷梁安装
贝雷主梁在桥头空旷场地内拼装,下面垫枕木,用吊车将贝雷逐片吊起,用桁架销子相互连接接长。
用支撑架螺栓将竖向支撑架、水平上下支撑架和贝雷连成整体,每节贝雷接头位置安装各类支撑架各一片。
为保证梁的刚度,贝雷、水平支撑架之间采用接头错位连接,这样可减少由于桁架接头变形产生的主梁位移。
连接桁架的所有螺栓螺帽必须拧紧,桁架销子穿到位后必须插好保险销。
主梁连成整体、长度达到施工长度后便可进行吊装,
贝雷梁逐孔吊装,横向采用支撑架固定,贝雷梁节点应布置在桩顶位置,确保节点受力合理。
每组贝雷梁横向间距为90cm,确保结构整体稳定。
5.7顶层分配梁及桥面施工
贝雷梁上设置间距30cm的I14工字钢;
钢便桥两侧设置栏杆,护栏采用Ф40*3.5mm钢管,焊接固定在外缘的工字钢上,钢管横向采用三道角钢纵向焊连。
5.8栏杆安设
便桥栏杆采用Ф40*3.5普通钢管制作。
栏杆每2m设置一道立柱,立柱为直径40mm的钢管,焊接在桥面系横梁上。
5.9钢便桥使用及维护、钢便桥的使用管理
(1)为保证便桥承载安全,严防于施工无关汽车上桥,便桥两头设置限载牌,限载100t,限速15km/h。
(2)全桥需专人看护,保证限载、限速的严格执行及桥身、关卡安全;
每天有专人检查,检查桥面情况和结构情况。
(3)便桥禁止当地的村民及车辆通过。
(4)阴雨天气做好防滑措施。
(5)根据桥面情况和施工时车辆通过情况,制定相应的桥面维护。
(6)在进行便桥搭设过程中,设专人负责指挥,严格按照操作规程进行操作,以免多人指挥,发生混乱。
(7)便桥的搭设,要严格按照设计要求,在达到设计要求的同时,必须考虑到安全,在保证安全的前提下,才能求得经济效益。
(8)各受力部位的焊接必须牢固可靠,经现场技术人员检查签认后,方可进行下一道工序。
(9)在作业时间内,专职安全员随时观测潮讯情况,所有人员、船只互相提醒,遇有险情,要及时报告,处理险情要冷静。
(10)搞好现场的安全防护设施,对搞好的安全防护设施要爱护,不要任意损坏,它是保障现场施工人员人身安全的要素,现场安全防护设施由作业队搭设,专职安全员检查,指导。
5.10钢便桥拆除
钢便桥拆除步骤:
先拆除桥面附属结构及桥面板;
解除主梁结构约束;
按架设方法拖移主梁结构,边拖移边拆除,同时恢复河岸原貌。
6资源配制
6.1劳动力安排
便桥施工人员配备,见表6.1-1。
表6.1-1施工人员配备表
工种
数量
技术管理人员
人
起重工
装吊工
电工
电焊工
各种司机
普工
16
6.2机械设备计划安排
便桥施工机械配备,见表6.2-1。
表6.2-1机械配备表
名称
电焊机
台
汽车吊
25t
平板拖车
15t
6.3测量仪器设备安排
便桥施工测量仪器配备,见表6.3-1。
表6.3-1测量仪器配备表
全站仪
莱卡
水准仪
DSZ2
钢尺
30m
把
7安全保证措施
7.1电焊机操作保证措施
⑴电焊机放置于干燥、通风良好处,其周围严禁存放易燃、易爆物品。
⑵电焊机必须按照单机单闸设置,作业人员配齐防护用品,施焊完毕,拉闸上锁。
遇雨雪、大风天气,停止露天作业。
潮湿地点工作,电焊机必须置于绝缘物体上,操作人员站于绝缘胶板上作业。
⑶电焊机移动时,必须先切断电源,不得带电移动。
⑷焊把线、焊机地线不得与钢丝绳、各种管道、金属构件等接触,不得用金属物体代替接地线使用。
7.2气割操作保证措施
⑴乙炔发生器应采用定型产品,必须备有灵敏可靠的防止回火的安全装置。
⑵乙炔发生器与氧气瓶不得同放一处,距易燃易爆品不得少于10m。
严禁用明火检验是否漏气。
氧气、电石应随用随领、下班后送回专用库房。
⑶氧气瓶、乙炔发生器受热不得超过35℃,防止火花和锋利物件碰撞胶管。
气割枪点火时应按“先开乙炔、先关乙炔”的顺序作业。
⑷氧气瓶应设有防震胶圈,并旋紧安全帽,避免碰撞、剧烈震动和强烈阳光暴晒。
⑸点火时焊枪不得对人,正在燃烧的焊枪不得随意乱放。
⑹施割时,场地应通风良好。
完毕后,将氧气阀门关好,拧紧安全罩。
⑺在贝雷梁、定位架、钢管桩、桥面上焊接操作时,必须系好安全带,不得在无任何防护措施的情况下施做。
7.3起重作业保证措施
⑴吊装作业前必须严格检查起重设备各部件及钢丝绳的可靠性和安全性,并进行试吊,各种起重机具不得超负荷使用;
⑵作业中遇有特殊情况,应将重物落至地面,不得悬在空中。
⑶作业地面应坚实平整,支脚必须支垫牢靠,回转半径内不得有障碍物,不得站人。
两台或多台起重机吊运同一重物时钢丝绳应保持垂直,各台起重机升降应同步,各台起重机不得超过各自的额定起重能力。
⑷吊起重物时,应先将重物吊离地面10cm左右,停机检查制动器灵敏性和可靠性以及重物绑扎的牢固程度,确认情况正常后,方可继续工作。
作业中不得悬吊重物行走,吊装的物体下严禁站人。
在钢管桩振动下压过程中,施工人员严禁站在振动锤下,以防止重物落下砸伤人员。
⑸起升或降下重物时,速度要均匀、平稳,保持机身的稳定,防止重心倾斜。
严禁起吊的重物自由下落。
⑹配备必要的灭火器,驾驶室内不得存放易燃品。
雨天作业,制动带淋雨打滑时,应停止工作。
⑺在吊钢贝雷梁等物品时,应防止贝雷梁倾倒。
⑻履带吊在施工过程中,严禁超负荷使用,且必须支撑牢固,不得悬空振打钢管桩及其他作业。
7.4水上作业安全保证措施
⑴水上作业的安全技术措施及其所需料具,必须列入工程的施工组织设计。
⑵施工负责人应对水上作业安全技术负责并建立相应的责任制。
施工前,应逐级进行安全技术教育及交底,落实所有安全技术措施和个体防护用品,未经落实时不得进行施工。
⑶水上作业中的安全标志、工具、仪表、电气设施和各种设备,必须在施工前加以检查,确认其完好,方能投入使用。
⑷施工中对水上作业的安全技术设施,发现有缺陷和隐患时,必须及时解决;
危及人身安全时,必须停止作业。
⑸水上作业平台周边必须设置防护栏杆,如设置防护栏杆有困难的,工人作业必须系安全带。
⑹防护栏杆应由上、下两道横杆及栏杆柱组成,上杆离地高度为1.2m,下杆离地高度为0.5~0.6m,栏杆柱的间距为2m。
下方有交叉作业或有人、机通过或机材堆放的,防护栏杆必须自上而下用安全网封闭。
8质量保证措施
8.1工程质量管理措施
⑴指挥部根据相关规定制定《质量管理办法》和《质量工作奖惩办法》,明确岗位质量责任,实行奖优罚劣,做到奖惩分明。
⑵加强质量自检工作,充分发挥内部各级质量检查人员的作用,消除隐患,保证隐蔽工程受检一次合格。
⑶落实技术责任制,认真做好便桥结构检算、技术交底、现场检测等技术工作。
⑷把住材料进场质量关,无产品质量证明书、合格证及质量标志的材料拒绝进入施工现场。
8.2保证工程质量主要技术措施
⑴严把材料质量关,所有原材料质量包括:
工字钢、贝雷片、槽钢、桥面板必须符合施工及验收规范要求。
(2)工字钢:
工字钢与钢管桩的连接,要注意补强块的焊接,工字钢顶面要保证在同一标高上。
⑶贝雷片:
每片贝雷片的连接需满足设计规范要求,片与片的紧密相连,不发生有松动的现象,按规定合格进行下一片的连接。
⑷贝雷片与桥面板:
贝雷片与桥面板之间用U形螺栓进行连接,要保证连接的紧密性,检查合格后进行下一部的施工。
9现场文明施工措施
⑴所有的大型机械均按要求采取隔音或消声处理,将施工中产生的振动与噪音减小到最小的程度,以利于地方居民的工作和休息。
。
⑵加强控制施工范围、临设搭设、机具停放、材料堆码不乱占施工范围外的临时便道及场地。
⑶建筑材料的堆放按照指定的区域范围分类堆放,材料转运堆放有专人管理,专人清扫,保持场地清洁。
⑷加强各工序的施工管理,施工材料分期分批组织进场、分类堆放整齐;
现场的每道工序做到“工完料清”。
⑸增强把“困难留给自己,把方便留给别人”的为民意识,落实“集中施工,快速施工,文明施工”的十二字方针,在施工中处处体现爱民、便民、利民的原则。
⑹工地实行+综合治理责任制,落实分工责任,搞好综合治理工作。
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