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水上栈桥与施工平台施工方案






一、 工程概况 .........................................................................1 二、 施工时间 .........................................................................2

三、 钢栈桥及钢平台施工 ..................................................2 四、 钢栈桥及平台架设 .....................................................10 五、 钢栈桥、钢平台验收 ................................................12 六、 钢栈桥受力计算 .........................................................13 七、 安全保证措施 ..............................................................26 八、 人员、材料、机械设备投入一览表 ....................27

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惠澳高速西枝江大桥 水上钢栈桥与钢平台专项施工方案

一、工程概况 西枝江大桥长湖岸位于马安镇双寮村,澳头岸位于三栋镇沙澳 村外江元组,横跨西枝江,大桥两岸分布有 G324 国道、惠澳大道及 众多乡村简易公路,交通网络发达,交通条件便利。 桥位区为西枝江冲积平原地貌,地形平坦,小河两岸地面高程 12.6~14.8 米。西枝江河床开阔平坦,勘察期间河水水位为 11.38~ 11.4 米。 该桥为整体式桥梁,全长 870 米,上部构造为 13×30m 先简支 后连续小箱梁+42+60+42m 悬浇连续箱梁+11×30m 先简支后连续小箱 梁,下部构造采用柱式台配桩基础、柱式墩配桩基础,该桥桩基础全 部按钻孔灌注桩设计。本桥主桥平面位于直线段内。 (一)水系 西枝江地处莲花山脉,是东江一级支流,发源于紫金县竹坳, 自上有杨梅水、小沥河、安墩水、楼下水、白花河、梁化河及淡水 河等集水面积超过 100Km2 的直流汇入, 于惠州市东新桥下注入东江, 全长 176Km。
(二)气象、水文条件

惠州市地处低纬度地区,属南亚热带季风气候区,高温、多 雨、湿润、具有明显的干、湿季节。据惠阳站雨量统计,多年平均 降雨量 166.0mm,最大年降雨量 2296.3mm(1951 年) ,最小年降雨量 696.6mm(1963 年) 。4~9 月是暴雨较为集中的季节,约占全年暴雨

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日数的 88.7%,又恰是连续暴雨,常引起山洪暴发,河水泛滥,毁坏 房屋和农作物。 (三)地质条件 根据区域地质资料和本次勘察成果,桥位区无断裂构造分布; 地表覆盖层为粉质黏土、粉砂、细砂及粗砂等,基岩主要为砂岩、 砾岩及其互层,岩层稳定。桥位区地表水、地下水对桥梁基础开挖 影响较大;桥位处地下水、地表水对混凝土无腐蚀作用。

二、施工时间 钢栈桥、钢平台计划 2010 年 11 月 30 日开始施工,2011 年 2 月 30 日完工,共计 90 天。

三、钢栈桥及钢平台施工 本工程主桥共有 28 个墩,其中 6#~20#共 15 个墩位于西枝江 河堤内,其中 11#~17#共 7 个墩位于水中,其余 8 个墩在两边的河 岸上,惠州岸 3 个,澳头岸 5 个。 根据现场施工条件, 西枝江河堤内岸上墩拟采用筑岛的方式搭设 便道和施工平台,水中墩搭设钢栈桥作为施工便道,搭设钢平台作为 施工平台。14#~15#墩之间 60m 不搭设钢栈桥留作通航水道。 根据桩基础及承台的布置情况,对筑岛、钢栈桥及钢平台分述如 下: (一) 、筑岛布设 从两岸河堤用砂石铺一条宽 6.5 米的便道至河岸边,然后根据

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各墩位的布置情况用砂石筑施工平台与便道相连。具体见《主桥钢栈 桥、钢平台总体布置图》

(二) 、钢栈桥布设 从西枝江两岸分别布置钢栈桥至 14#、15#墩,14#~15#墩之 间 60 米不设钢栈桥留作通航水道。具体见具体见《主桥钢栈桥、钢 平台总体布置图》 钢栈桥采用 630×8mm 的钢管桩作支承桩。 钢管桩的纵向布置中心 间距 12.0m,桩横向中心间距 3.5 米。钢管桩顶横向连接采用 2I25b 工字钢,长度 5.0 米。在 2I25b 工字钢顶布设两组贝雷片,贝雷片中 心间距 3.5 米。贝雷片顶纵向均布 20b 工字钢,间距 0.75 米。20b 工字钢顶横向满铺 16#槽钢。具体如图 02、03

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图 02

图 03

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(三) 、钢平台置设 根据桩基、 承台及系梁的平面布置, 分别在 14#、 15#墩搭设 12.5 ×7.5m 钢平台,在 13#、16#墩,搭设 11.7×3.8m 的钢平台,在 11#、 12#、17#墩,搭设 11.8×3.5m 的钢平台。用以施工桩基础及下部结 构的作业平台。 钢平台 13#、 16#墩采用 530×8mm 的钢管桩作支承桩, 11#、 12#、 14#、15#、17#墩采用 430×6mm 的钢管桩作支承桩;桩顶采用 I45b 工字钢横梁, 横梁顶均布 30b 工字钢, 间距 0.75 米。 平台面板采用 6~ 8mm 厚防滑钢板。具体见图 04、05、06。

图 04

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图 05

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图 06 (四) 、钢管桩桩基施工 钢管桩采用吊船配振动锤进行打设。 1、振动锤的选择 (1)振动锤应具有必要的起振力 P0 P0≧0.6F F---桩土之间摩阻力,根据栈桥计算书,F 按 400KN 考虑。则 P0 ≧240KN (2)振动体系应具有必要的振幅 振动沉桩时, 只有当振动锤使桩发生振动的必要振幅 A0 使振动力 大于桩周土的瞬间全部弹性压力, 并使桩端处产生大于桩端地基的某

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种破坏力时,桩才能下沉。 A0= 0.8N+1

A0=N/12.5 N---标准贯入击数。 按上两式计算取平均值,即可求出 A0 值。 桩下沉所必须的振幅为 7~15mm。 (3)振动锤应具的必要频率 振动沉桩时, 只有当振动锤的频率 n 大于自重作用下桩能够自由 下沉时振动频率 n0 时,桩才能沉入预定的设计标高。 (4)振动锤应具有必要的偏心力矩 振动锤的偏心力矩 KA0 相当于冲击锤的垂参数。因此,偏心力矩 愈大,就愈能将更重的桩沉入至更应的土层中去。 必要的偏心力矩 KA0=A0×(QB+GP) (KN.cm) A0---振动锤的必要振幅,如前所述; QB---振动锤重量,本工程按 60KN。 GP---桩的重量,本工程最长桩重 70KN。 (5)振动体系应具有降要的重量 QB+GP 振动沉桩时, 振动体系必须具有克服桩尖处土层阻力的必要的重 量。 (6)振动锤应具有必要的振动力 FV FV=0.04n2M(KN) 另外,在选定振动锤时,还应根据桩径与长度,考虑以下一定时 间完成的打入为宜。 2、振动沉桩施工要点

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(1)振动锤:选择 45KW 振动锤初打,60KW 振动锤补打。 (2)接桩:钢管桩的连接采用外拼及接头对接焊连接,对外拼 板均匀布置 6 块,管桩对接时要保证管口平整、密贴。焊条采用国产 J502,焊缝厚度应满足要求。应严格控制焊接质量,焊接强度不小于 主材强度。钢管桩对接必须顺直,顺直度允许偏差 0.5%。 (3)开始沉桩时宜用自重下沉,待桩身有足够稳定性后,再采 用振动下沉。 (4)桩帽或夹桩器必须夹紧桩头,以免滑动降低沉桩效率、损 坏机具。 (5)夹桩器及桩头应有足够夹持面积,以免损坏桩头。 (6)沉桩过程中应控制振动锤连续作业时间,以免因时间过长 而造成振动锤损坏。 (7)每根桩的沉桩作业,须一次完成,不可中途停顿过久,以 免土的摩阻力恢复,继续下沉困难。 3、停锤控制标准 振动沉桩的停锤标准, 应以通过度桩验证的桩尖标高控制为主, 以最终贯入度作为校核。如果桩尖已达标高而最终贯入度相差较大 时,则应查明原因,研究后另行确定。 采用桩尖标高和贯入度双控的方法作为确定停锤标准。 本工程最终贯入度(最后连续三次振锤一分钟)按 3cm/min 控 制或通过试桩确定贯入度控制标准。 4、出现异常情况的处理。 振动沉桩过程中,出现桩的偏移、倾斜或回弹(严重时) ,以及 其他不正常情况时, 均应暂停, 并查明原因, 采取措施方可继续沉桩。

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5、测量控制 根据坐标定出桩基的纵横中心线。 施工中测量控制应注意下述几点: (1) 打一根桩复核一根,做好测量记录。 (2) 测量人员应对桩的就位,垂直度和打设标高进行监测,确保施 工精度。 (3) 沉桩完成后,测量人员应根据轴线测出桩的平面偏位值,认真 做好记录。栈桥施工总的测量工作归纳为:a、桩位测量;b、 贯入度观测。 (4) 贝雷桁架定位测量及复测。 (5) 贝雷架挠度观测。 6、沉桩容许偏差 垂直度:1% 桩位:纵桥向 40mm,横桥向 50mm。

四、钢栈桥及平台架设

(一) 、钢栈桥的架设 1、钢管的打入应在栈桥的同一直线上,钢管桩打入后,由测量 人员测出钢管桩顶标高,割去多余的钢管桩,并在钢管桩上割槽,槽 的大小应比 2I25 宽度宽 2~3cm。工字钢底与管桩接触处应焊接,同 时应采用开槽割除的钢管加工成 10cm 宽(长度根据需要定)加劲环 板把工字钢与钢管焊接定位,每根钢管焊 4 根四块加劲环板。在钢管 桩的槽口上栈桥横向架设 5 米长 2I25 工字钢。 2、横梁 2I25b 工字钢架设好后,在工字钢横梁上纵桥向设两

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组贝雷片,贝雷片横桥向间距 3.5m。贝雷片与 2I25b 工字钢之间采 用槽钢[10 固定。 3、贝雷片顶顺桥向按 0.75 米的间距均布 I20b。 4、I20 工字钢顶横桥向满铺槽钢[16,槽钢[16 倒扣在 I20 工字 钢上。 (二)钢平台的架设 1、在钢管桩打好后,应把握好低潮位时间,采用剪刀撑和水平 撑加固钢管桩,水平撑和剪刀撑采用[10,交叉点焊接,撑与钢管桩 采用钢板连接。与钢管桩焊接之前,应将钢管桩焊接处除锈。而且撑 尽量在两条钢管桩的中心线上,以最大限度的达到受力要求。钢管桩 开槽与栈桥钢管相同, 工字钢需要搭接位置的管桩开槽要能放置一根 I45b。其余与栈桥的要求一致。 2、在 I45b 上铺设 I30b,间距为 0.75m,铺设工字钢时考虑桩基 的施工顺序,可以预留部分钢护筒的位置,其余的在以后施工中再逐 渐拆除护筒位置的工字钢。铺设好工字钢后必须马上进行加固。 3、在 I30b 工字钢上铺设防滑钢板,平台的面板采用 6~8mm 的 钢板,钢板利用船吊安装,钢板边与工字钢要全面焊接,确保焊接强 度达到要求。横向和纵向相邻两块钢板之间应间隔 3cm,保证满足热 胀冷缩的要求,钢板的纵向边 必须与槽钢焊接,在此处需要增加一

根槽钢,其余的槽钢布置不能改变。 栈桥和平台搭设完毕后,设置安全护栏,护栏高度为 1.2m,立 杆的间距为 2m, 立杆焊接在工字钢上, 立杆及扶手均采用φ 48×3.5mm 钢管,扶手与桥面之间设置两道 φ 16 圆钢。

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五、钢栈桥、钢平台验收 钢栈桥、钢平台验收从以下几方面考虑: (一) 、安全性、稳定性 从下到上开始检查: 1、 检查钢管桩打入记录,看打入深度是否满足要求。每根钢管桩 入土深度需大于 3.5 米; 2、 检查钢管桩顶横梁工字钢 2Ⅰ25b 与钢管桩之间的连接钢板焊 接是否牢固,焊脚高度大于 6mm,焊缝长度大于 10cm; 3、 检查钢管桩顶横梁工字钢 2Ⅰ25b 与纵梁贝雷梁之间的固定槽 钢[10 是否在每个钢管桩墩顶位置都进行了固定, 槽钢与槽钢之 间, 槽钢与横梁工字钢 2Ⅰ25b 之间所有接触部位是否都进行了 满焊,焊缝质量是否满足要求。焊缝要求饱满,焊脚高度大于 6mm,不能有焊渣、气空之类的情况。 4、 检查纵梁贝雷梁与纵向均布工字钢Ⅰ20b 之间每根是否都进行 了卡扣连接,卡扣连接是否牢固。 5、 检查纵向均布工字钢Ⅰ20b 与纵向满铺槽钢[16 之间是否进行了 点焊,是否有漏点的情况。 6、 检查钢平台钢管桩打入记录,看打入深度是否满足要求。每根 钢管桩入土深度需大于 3.5 米; 7、 检查钢管桩顶横梁工字钢Ⅰ45b 与钢管桩之间的连接钢板焊接 是否牢固,焊脚高度大于 6mm,焊缝长度大于 10cm; 8、 检查钢管桩顶横梁工字钢Ⅰ45b 与顶部均布工字钢之间Ⅰ30b 的点焊接是否牢固;

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9、

检查各槽钢斜撑与钢管桩之间焊接是否牢固,要求满焊,焊缝 饱满,焊脚高度大于 6mm,不能有焊渣、气空之类的情况。

10、 检查贝雷梁斜撑与贝雷梁之间的螺栓连接是否牢固。 11、 钢栈桥成桥后, 用 50T 重车在栈桥上来回走两趟, 测量观测变形。 水平摇摆幅度不能大于左右各 2cm ;跨中最大饶度必须小于 L/400,即 1200/400=3cm。 (二) 、使用性 1、 检查栈桥桥面宽度是否能满足过车和堆放材料要求;栈桥桥面 宽度为 6 米; 2、 钢平台顶面宽度必须大于 4 米,即钻机宽度 2 米,每边 1 米工 作宽度。 六、钢栈桥受力计算 (一) 、便桥结构简介 便桥结构见附图,便桥采用钢管桩基础,每排采用 2 根直径为 630mm 的钢管组成,钢管桩顶嵌入 2Ⅰ25b 工字钢作为横梁,横梁上 纵桥向布置两组 150cm 高公路装配式贝雷桁架主梁,每组两片贝雷 桁架采用 90cm 宽花架连接。贝雷桁架上横铺Ⅰ20b 工字钢分布梁, 分布梁间距为 75cm,分布梁顶沿顺桥向铺设[16 槽钢桥面板。 (二) 、便桥各主要部件的应力计算 便桥受力计算采用 50T 的重车进行验算,前轴每个取 5T,每 个后轴取 20T,取后轴进行验算,在便桥横桥向分布如下,取最不利 位置:

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q=200Kg/cm

q=200Kg/cm

各主要部位受力,从下到上计算如下:

1、贝雷桁架纵梁受力计算 根据下面对横向分布Ⅰ20b 工字钢梁的受力计算可以得知,两组 贝雷桁架中的外侧贝雷片总有一片承受上拔力, 贝雷片的受力极不均 匀,取受竖直向下的最大荷载计算,单片贝雷架承受的最大荷载为 7040×2=14080Kg(重车有两个后轴),按简支梁计算, 贝雷架的跨中弯矩最大值 Mmax=14.08×12/4=42.24t.m, 单片贝雷 片容许弯矩为 78.8 t.m,所以贝雷桁架纵梁的受力能满足需要。注:贝 雷片容许应力取值,取至《桥涵》下册 页 单片贝雷片的抗剪能力为 24.5t,通过下面对横向分布 I20b 工字 钢的受力计算知其最大支座反力为 8645Kg,两个重轴,此时贝雷片 相当于在跨中作用 8645×2=17290Kg 的集中力,显然贝雷片的剪力 等于 8645Kg,小于该值 24.5t,贝雷片抗剪能够满足要求。 2、钢管桩上横梁受力计算 横梁支撑在钢管桩上,其支点距离为 350cm,按简支梁计算,其 计算简图如下:

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P

P

P

P

先计算 P 的值: P=6m 贝雷桁架重量及桥面系总重的 1/8+后轴总重的 1/4 =约 2000Kg+10000=12000Kg 采用清华大学结构力学求解器求得该梁的弯矩图如下:

最大弯矩 Mmax 数值为 540000Kg.cm σ
max=

M max 540000 = =639.5Kg/cm2=63.95MPa<f=215Mpa 2 x 422 .2 W

其抗剪能力不需计算,能够满足要求。 3、Ⅰ20b 分布梁受力计算 1)、抗弯应力计算 重车采用两个后轴,每个后轴重 20t,每侧分布宽度取为 50cm, 一侧按作用在分布梁跨中时为分布梁跨中的最不利受力。 分布线荷载 q=10000/50=200Kg/cm。 其计算简图如下:

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q=200Kg/cm

q=200Kg/cm

采用清华大学结构力学求解器求得该梁的弯矩图如下:

跨中弯矩最大 Mmax=332346.2Kg·cm 分布梁为Ⅰ20b 工字钢,其截面抵抗矩 W=250.2cm3 所以横梁的最大应力σ
max=

M max 332346 .2 = =1328.3Kg/cm2 250 .2 W

=132.8Mpa<f=215Mpa 横梁抗弯应力能满足规范要求。 以上计算均为静载受力时的应力,考虑汽车荷载为动载,查荷载 规范知动力系数为 1.1,显然,考虑动载作用的最大应力值近似等于 上述计算的弯应力乘以 1.1,仍然小于规范要求的抗弯强度设计值。 215Mpa。 2) 、抗剪能力计算

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采用清华大学结构力学求解器求得该梁的剪力图如下:

最大剪力为 5807.8Kg,采用《钢结构设计规范》4.1.2 式计算工 字钢剪应力:
?=
VS ,式中: It w

V-----计算截面沿腹板截面作用的剪力 S-----计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩 I-----毛截面惯性矩 tw-----腹板厚度 V=5807.8Kg S= 146.1cm3 I=2502cm4
?=

tw=1.1cm

VS 5807 .8 ? 146 .1 = =308.3Kg/cm2=30.8MPa<fv=125Mpa(钢结构 2502 ? 1.1 It w

设计规范表 3.4.1-1 查得),所以Ⅰ20b 工字钢抗剪能力满足要求。 3)、支座反力计算 横向分布 I20b 工字钢的支点约束反力采用清华大学结构力学求 解器计算如下: (其中结点编号参照上述计算简图)
反力计算 约束反力值 ( 乘子 = 1) ---------------------------------------------------------------------------------------------结点约束反力 合力 支 座 --------------------------------------------------------------------------------结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩

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---------------------------------------------------------------------------------------------2 0.00000000 -2616.88520 0.00000000 2616.88520 -90.0000000 0.00000000 3 0.00000000 6809.06361 0.00000000 6809.06361 90.0000000 0.00000000 6 0.00000000 9217.49116 0.00000000 9217.49116 90.0000000 0.00000000 8 0.00000000 6590.33041 0.00000000 6590.33041 90.0000000 0.00000000 ---------------------------------------------------------------------------------------------

由上述计算可知,外侧贝雷片处的上拔力较大,为 2616.88Kg, 需做好横向分布梁与贝雷梁的卡扣连接工作, 每根横向分布梁与贝雷 梁的外接触点必须进行卡扣连接,每根横向分布梁与贝雷梁连接两 处。 4) 、挠度计算 采用清华大学结构力学求解器计算的最大挠度为 0.05cm, 0.05/260=1/5200<[f]=1/400,挠度计算能满足要求。 4、顶面[16 槽钢桥面受力计算 1) 、[16 槽钢抗弯能力计算 重车采用两个后轴, 每个后轴重 20t, 由于每侧分布宽度为 50cm, 可以考虑作用在 3 片[16 槽钢上面, 在槽钢上的分布宽度(即轮压顺桥 向长度)取为 20cm,其分布线荷载 q=10000/3/20=166.7Kg/cm。 其计算简图如下:
q=166.7Kg/cm q=166.7Kg/cm

采用清华大学结构力学求解器求得该梁的弯矩图如下:

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跨中弯矩最大 Mmax=35857Kg·cm [16 槽钢开口朝下,由于其对 Y 轴的界面抵抗矩上下不一样,开口 侧的抵抗矩比腹板端要小很多,图中弯矩也是下口的数值大,所以只 计算开口侧的应力即可。 其开口侧截面抵抗矩 W=17.55cm3 所以横梁的最大应力σ
max=

M max 35857 = =2043Kg/cm2 17 .55 W

=204.3Mpa<f=215Mpa 所以桥面[16 槽钢受力能满足要求。 [16 槽钢考虑动载作用时的最大应力值近似等于上述计算的弯应 力乘以 1.1,σ
max=204.3×1.1=224.7,略大于

215,根据《钢结构设

计规范》4.1.1,在主平面内受弯的实腹构件,考虑截面的塑性发展稀 系数时,其抗弯强度需满足下式要求:
Mx My + ≤f,本题只有绕 y 轴弯矩作用,查表 5.2.1 知,对 ? xWnx ? yWny

开口侧 ? y =1.2,所以考虑截面的塑性发展时上面计算的应力值需除以 1.2, 所以σ 所以考虑截面塑性 max=224.7/1.2=187.25MPa<f=215Mpa,

发展时,桥面[16 槽钢受力是能够满足受力要求的。 2) 、[16 槽钢抗剪能力计算 采用清华大学结构力学求解器求得该梁的剪力图如下:

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最大剪力为 3006Kg,采用《钢结构设计规范》4.1.2 式计算槽钢 剪应力:
?=
VS ,V=3006Kg It w

腹板侧对中和轴的面积矩 S1= 15.45×1.05=16.22cm3 开口侧对中和轴的面积矩 S2= 7.52×2.17=16.3cm3 取 S=16.3 cm3 I=83.4cm4
?=

tw=1cm

VS 3006 ? 16.3 = =588Kg/cm2=58.8MPa fv=125Mpa 83.4 ? 1 It w

所以[16 槽钢抗剪能力满足要求。 3) 、[16 槽钢支座反力计算 [16 槽钢的支点约束反力采用清华大学结构力学求解器计算如 下: (其中结点编号参照上述计算简图)
结点约束反力 支 座 结 点 --------------------------------------水平 竖直 力矩 合力 ------------------------------------大小 角度 力矩

-------------------------------------------------------------------------------------------1 2 3 4 5 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 -251.143156 1951.98090 1723.94940 2907.41573 331.629611 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 251.143156 1951.98090 1723.94940 2907.41573 331.629611 -90.0000000 90.0000000 90.0000000 90.0000000 90.0000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000

--------------------------------------------------------------------------------------------

由上述计算可知,[16 槽钢上拔力只有 251Kg,槽钢与 I20b 工字 钢之间只需点焊即满足要求。

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五、桩基施工平台受力计算

(一) 、次梁 30b 工字钢 桩基荷载:冲锤 120KN,桩机 135KN,按前轴 0.7 进行计算,桩机主 梁间距 2.0m,滚轮间距 6.0m。平台取 14#、15#墩平台进行计算。其 计算简图如下
P=115.5KN P=115.5KN

D=(1.2x135x0.7+1.4x120x0.7)/2=115.5KN 1)、弯矩计算 采用清华大学结构力学求解器求得该梁的弯矩图如下:

跨中弯矩最大 Mmax=14437.5KN·cm 分布梁为Ⅰ30b 工字钢,其截面抵抗矩 W=534.4cm3 所以横梁的最大应力σ
max=

M max 14437 .5 = =27.0KN/cm2 534 .4 W

=2.7Mpa<f=215Mpa 横梁抗弯应力能满足规范要求。

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2) 、抗剪能力计算 采用清华大学结构力学求解器求得该梁的剪力图如下:

最大剪力为 115.5KN,采用《钢结构设计规范》4.1.2 式计算工字 钢剪应力:
?=
VS ,式中: It w

V-----计算截面沿腹板截面作用的剪力 S-----计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩 I-----毛截面惯性矩 tw-----腹板厚度 V=115.5KN S= 312.3cm3 I=7481cm4
?=

tw=1.3cm

VS 115 .5 ? 312 .3 = =4.14KN/cm2=0.4MPa<fv=125Mpa(钢结构设 7481 ? 1.3 It w

计规范表 3.4.1-1 查得),所以Ⅰ30b 工字钢抗剪能力满足要求。

(二) 、平台主梁 45b 工字钢的计算

q=39.5KN/m

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均布荷载: q=11.5.5x2/5.85=39.5KN/m 弯矩: M=ql /8=39.5x5.85 /8=168.9KN.m 剪力: Q=ql/2=39.5x5.85=230KN 弯曲应力: σ max=M/W=168.9x103/2x1500x10-6=56.3Mpa<[σ w]=145Mpa 主梁受弯满足要求。 剪应力: Т max=QS/Ib=(230x103x887x106)/(2x33759x10-8x0.012) =25.1Mpa<[T]=85Mpa 变形; f=5ql4/384EI=(5x39.5x103x5.854)/(2x384x2.1x1011x33759x10-8) =0.01<[f]=l/400=0.0146
2 2

(三) 、钢管受力计算 1、钢管桩竖向受力计算 P=115.5KN 采用 D260 振锤,激振力为 485KN>115.5KN 2、钢管桩在水流冲击下稳定计算 钢管桩水阻力 R1 按文献《公路桥涵设计规范》 P39 公式(2.3.10)知: R1 = K·A· (rv2/2g) (KN)?????????????①

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式中:

r — 水的容重(KN/m3),取 r = 10(KN/m3) v — 设计流速(m/s) v = δ 1·δ 2·v。 其中:δ 1— 钢护筒入水后,因河床断面缩小而引起 的流速增大系数,应由模拟实验确定, 因缺乏此方面资料,取δ 1=1.1; δ 2 — 钢护筒周边涡流和吸力引起的流速增 大系数,应由模拟实验确定,因缺乏相 关资料,取δ 2=1.1; V。— 墩位处水流速度 1.0(m/s) A — 钢管桩阻力面积(m2) A = H·D H — 套箱底到河床一段的高度,取 28m; D — 钢护筒阻水宽度(m) ,取 2m; g — 重力加速度, g = 9.81(m/s2) K — 形状系数,按文献[2] P39 表 2.3.10 选取,因钢管

桩为圆形结构物,取 K=0.8。则:

R1 = K·H·D· [r(δ 1·δ 2·v。)2/2g] = 0.8 × 13 × 0.43 × [10 × (1.1 × 1.1 × 1.0)2/(2 × 9.81)] = 5.5(KN) 钢管桩受力受力模式计算: ①、钢管桩入土后,顶端悬臂,钢管桩入土按 4.5 米考虑,

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土体对钢管桩的合力作用点在距钢管桩底部 1/3 的位置。即钢管 桩入土 3.0 的位置。故钢管桩悬臂长度按 10+3=13 米考虑。 按简化力学模型图 1 计算 (A 端为河床) ;

图 1 均布荷载: q=R1/L=5.5/13=0.423KN/m 截面惯性矩: W=0.0982(D4-d4)/D=0.0982(0.434-0.4184)=3.59e-4m3 截面抵抗矩: I=0.0491(D4-d4)=0.0491(0.434-0.4184)=1.795e-4m4 A 端弯矩: Ma=2ql2/3=2x423x132/3=47658N.M A 端应力: σ =M/W=47658/3.59e-4=1.32e8N/m2 =132Mpa<[σ w]=145Mpa 满足要求 悬臂端位移:

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f=ql4/8EI =423x134/(8x2.1e11x1.795e-4)=2.3mm 即钢管桩顶部位移 2.3mm,满足要求。 七、安全保证措施 1、施工前需报航道等有关部门审批,发布施工通告,设立相应通 航、助航标志。施工时及完成后要在适当位置设立夜间警示灯,以引 导过往船舶通行,确保过往船只的通航和施工安全。根据航道部门要 求,在指定位置打设钢管桩防撞墩,以策安全。 2、在进行水上作业平台施工前,由现场质安员向各班组进行详细 的安全技术交底,明确作业平台的设计意图,施工方法及施工注意事 项,以确保安全施工。 3、按照作业要求正确穿戴个人防护用品,进入施工现场必须戴安 全帽,严 禁赤脚或穿高跟鞋、拖鞋进入施工现场。 4、作业人员严格执行操作规程,严格执行统一指挥,统一各种指 挥手势、旗号、哨音,不得违章指挥和作业,对违章作业的指令有权 拒绝,并有责任制止他人违章作业。 5、在施工起吊过程中严禁在吊臂及起吊件下站人,作业人员戴安 全帽,穿工作鞋,水上作业必须系安全带,吊装范围设置安全警示标 志。 6、吊装前检查各吊装机具、绳索符合安全使用要求后再进行,各 机具、设备应满载试运行,不得超载运行,严格按操作规程操作。 7、 “五不吊” :指挥手势或信号不清不吊,重量、重心不明不吊, 超载不吊,视线不明不吊,捆绑不牢或挂钩方法不对不吊。

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8、水上作业人员必须佩戴救生衣。 9、作业人员必须持证上岗。 10 、 严 格 遵 守 建 设 部 《 施 工 现 场 临 时 用 电 安 全 技 术 规 范 》 (JTJ46--88)的规定, 施工现场设备实行三相五线制用电,做到施工用电三级保护(执行 TN—S 保护 和配电箱重复接地保护) 。 11、已搭设的钢栈桥必须悬挂警示灯,施工船舶夜间必须挂警示 灯。 12、在平台周边应设置不低于 1.2m 的安全护栏,在护栏外张挂安 全网。 13、平台上不准堆放材料和杂物,以减少型钢承受过多的施工荷 载。 14、栈桥在使用过程需加强沉降观测及钢构件连接焊缝观测,每 周一次。如有破损,需进行补焊处理。 15、钢平台作为桩基础及下部结构施工平台,不允许车辆行走。 16、钢栈桥限速行使,在桥端设置限速标志牌,为 5km/h。

八、人员、材料、机械设备投入一览表

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序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12





单位 人 人 人 人 人 人 人 人 人 人 人 人

投入数量 3 1 15 2 1 2 2 8 2 8 8 4

备注

管理人员 电工 普工 后勤、保卫 仓管 司机 修理工 船上操作工 潜水员 焊工 管桩工 机械操作工

水上钢栈桥与钢平台施工工程材料投入一览表 序 号 单 位 T T T

材料名称

规格 Φ 630×8mm

投入数量 79 49.7 92.5

备注

1

钢管

Φ 529×8mm Φ 429×6mm

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2

贝雷片

150×300cm I20

T T T T T T T

71.3 48.7 35 15 116 18 78

2

工字钢

I45 I30

3

槽钢

[16 [10 1200mm× 4500mm×8mm

4

钢板

水上钢栈桥与钢平台施工工程机械设备投入一览表 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 投入数 量 1 1 3 4 1 1 1 1

材料名称 发电机 挖掘机 自卸车 电焊机 装载机 交通船 水上运输船 浮吊





单位 台 台 台 台 台 艘

备注

150KW PC120-5 EQ1092F8AD2 BX1-500 ZL40B

300T 25T

艘 组

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9 10

振动锤 振动锤

45KW 60KW

台 台

1 1

30


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