宋家山隧道進口便橋施工方案(18頁).pdf
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2022-07-13
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1、 宋家山隧道進口便橋施工方案一、本標段宋家山隧道處需修建便橋一座,施工機械設備、鋼材和砂石等材料才可進入施工現場。二、便橋設計橋面寬度為 6.0 m,長度共計 114 m,每跨 6 m,共 20跨,橋面縱向、橫向坡度均為 0%。三、鋼管樁為直徑 630、壁厚 10 的鋼管,每排 3 根鋼管樁并用 7.5cm 7.5cm角鋼做剪刀撐焊接連成整體。樁頂割槽,而后橫向鋪設60 工字鋼與鋼管樁滿焊,使整個平臺連成整體,提高穩定性。四、鋼便橋采用直徑 63cm鋼管樁打入卵石層,上部為貝雷架+I20 工字鋼組合上平聯,平面鋪 6mm 鋼板。如果卵石層很難打入,故此樁尖須加焊成錐形,管樁外每 1m焊上加強帶2、一道,同時樁尖內須灌入砼 1m高后再打入。沉樁后內填沙子距平口 50cm處,上部充填 c25 混凝土,以保證其穩定性。自由長度不宜太高。五、鋼管樁施工1、鋼管樁的制作鋼管樁加工要標準,垂直度每米不超過 1cm,橢圓度不大于2cm,焊接采用坡口雙面焊,所有焊縫連續,以保證不漏水。鋼管樁在岸上制作場分節(每節長度 5.0 6.0m)制作好后,運至樁位處,在現場焊接加長。鋼管樁的定位及埋置用全站儀由導線控制網點精確放樣,定出樁中心點位置,安設導向架,導向架的內徑應較鋼管樁外徑大58cm,用吊機吊起已拼接好的鋼管樁,通過導向架緩緩下放,鋼管樁依靠自重停止下沉后,用振動錘對稱振動下沉,避免偏斜,并按需要3、焊接接長鋼管樁,直至鋼管樁埋深達到要求為止。鋼管樁下沉時,各接頭須不漏水、不漏漿。振動下沉后無明顯變形,卷口。焊縫無開裂現象,同時應測量其中心位置是否正確,鋼管樁是否堅直,鋼管樁中心與樁位中心偏差不得大于5cm和垂直度不大于 1。在鉆機就位前應對樁位進行復測。六、貝雷片工字鋼施工順橋向擺設工字鋼,工字鋼面須水平,橫橋向擺設貝雷片,貝雷片底與工字鋼面不平處墊鋼板,要求墊平且穩固,貝雷片與工字鋼間用20 騎馬螺絲固死。七、鋼管樁采用 63010mm 鋼管樁,便橋管基的縱向和橫向均采用7575 角鋼作剪刀撐,以增強其穩定性。鋼管樁采用振動錘將管樁打入河床,打入深度根據地質情況而定,主要以貫入度和入土4、深度控制,以達到設計承載力。橋面安全護欄采用 48mm 的鋼管和 20mm鋼管。八、工字鋼橫梁上架設貝雷縱梁、面層用20 工字鋼和 6mm 鋼板鋪成。貝雷片與橫梁采用U 形螺栓鎖緊;鋼板和工字鋼滿焊形成整體,以保證施工機械的安全行走。九、便橋施工注意事項1、鋼管樁由專業廠家加工,運至現場,對鋼管焊縫進行檢測,對焊縫厚度不夠,有咬邊、開裂、夾碴等有缺陷的焊縫進行外包加強。施工前,先擬定兩根樁試樁通過靜載試驗,以驗證與設計的偏差值,從而確定單樁震動下沉的最終貫入度,藉以控制各樁打入深度。2、鋼管樁下部結構施工鋼管樁便橋的搭設。根據施工圖結合橋梁的平面位置,對便橋鋼管樁精確定位,確保樁位誤差不得大于5、5cm。25T汽車吊配合 60KW 的振動錘(振擊力 80T)振動沉樁,沉樁時應嚴格控制樁身的垂直度,確保鋼管樁承載。鋼管樁插打完后,縱、橫向用型鋼焊成剪刀架將其連接成整體。用吊車直接將橫梁吊裝到位,并利用鋼板將橫向分配梁與鋼管樁焊成一整。3、便橋上部結構施工便橋下部結構施工完后,直接用吊車架設縱梁。架設縱梁時,應注意查看縱梁與橫梁是否密貼。如不密貼應用鋼板塞墊密貼,以保證其正確受力。在縱梁上鋪設 6mm 厚的防滑鋼板作為行車道。在鋪設鋼板時,相鄰兩塊鋼板應間隔一定距離(約2cm),預留一定的伸縮空間,避免因鋼板的熱膨脹而使橋面翹曲變形破壞。在焊接鋼板與縱梁時,鋼板的一邊應與縱梁焊牢,另一邊則6、不焊接,以保證鋼板的自由伸縮。鋪設好橋面鋼板焊成一個整體,完成一跨便橋施工,然后依次逐跨延伸完成便橋架設。十、質量控制1、為滿足便橋在施工中的受力要求,便橋設計為重載便橋,樁基沉降和結構剛度控制設計,通過每天對樁基沉降的觀測來計算和檢測便橋的承載力是否滿足設計要求。2、鋼管樁單樁承載力控制:施工完畢第一排樁即做單樁承載力試驗,驗證與設計的偏差值,從而確定單樁震動下沉的最終貫入度,藉以控制各樁打入深度。3、樁和排架間的間距用定位架控制,且不得大于設計值。4、排架和排架間的剪刀撐要焊接牢固,所有焊縫接頭嚴格按照標準焊縫進行焊接。5、橋面與縱梁、縱梁與橫梁之間通過栓接及焊接方式聯結緊密,空隙要楔緊墊7、實。6、便橋成橋后,用 40 噸鋼筋堆放于便橋橋面上作為靜荷載,分別采用一臺自重 40噸履帶式吊車和采用一臺重35噸滿載鋼筋的拖車作為動荷載做動荷載試驗,檢驗便橋的受力性能,確保便橋使用安全。7、現場詳細記錄每根鋼管樁入土時間和實際打入深度,記錄內容包括樁的加工長度、樁位水深、入土深度、振動錘的振動頻率,確保入土深度。8、加強便橋橋面板與縱梁的連接,保證正確的受力。十一、現場安全技術措施1、經常清除便橋上游的漂浮物(特別是在洪水期),防止堵水,危及便橋安全。2、夜間施工須有充足的燈光照明,并懸掛醒目的安全警示牌。3、在施工期間,設專人檢查便橋,若有異常情況發生,應及時采取措施,確保施工安全。48、防止過往行人落水,為保證施工人員和過往行人在便橋施工區安全,在便橋上應設立防護欄桿,并需安裝牢固。5、堆放在便橋的機械設備和材料機具重量不得超過設計荷載量。6、對通行車輛數量采取限制措施,以避免意外交通事故發生。7、堅持特殊工種的持證上崗制度,杜絕無證上崗操作行為。對施工機械要加強維修與保養,嚴格選用符合技術和安全規定的施工機具,并堅持安全掛牌制。8、對各工種要及時進行安全操作規程教育,作好崗前安全培訓。9、所有進入施工現場的人員必須戴好安全帽,并按規定配戴勞動保護用具,如安全帶、救生衣等安全工具。10、便橋施工完成后,應在整個便橋設警示燈和警示牌,限速 5km/h,限載 20t。十二、施工9、工藝流程圖如下:十三、施工平臺設計計算1.平臺受力分析及受力計算(1)、平臺橫梁工字鋼受力分析及受力計算按沖孔樁機的結構尺寸和圖示平臺的結構尺寸分析,正常工作狀態時,支承沖機的兩滾筒之間最少有5 組平臺橫梁來共同承擔其沖機載荷,在最不利的情況下(如提錘時),可能沖機全部載荷集中在靠近樁基護筒旁的滾筒上,滾筒下最少有 2 對平臺橫梁承擔其最不利鋪設道板鋼管樁定位安裝防護欄桿振動下沉鋼管樁安裝鋼管樁排架帽梁及剪刀撐安裝縱梁及排架間的剪刀撐鋪設安裝貝雷架制作鋼管樁樁頂找平加工縱梁剪刀撐加工防護攔桿組裝貝雷架加工道板下一循環情況下的全部載荷,沖機橫向兩支座間的距離按2m 計算,此時每組工字鋼受力情況如10、下(按簡支計算結果偏安全),計算平臺橫梁工字鋼的彎矩和剪力,受力情況和受力計算如下:KNP60kNPNNBA60mkNLNMACA60maxkNNQA60maxMPaWMfx752maxMPadSIQfxv172maxMPaf215MPaf75(安全)MPafv125MPafv17(安全)(2)、貝雷架受力分析及受力計算(以一跨計算)最大跨度為 6m,每跨為 2 片貝雷長度,平臺材料和設備重量為:P 總=沖樁機重量 W1+鋼筋籠重 W2+其它臨時施工設施W3+平臺面貝雷橫梁重 W4+貝雷重 W5=200+80+100+0.38625+234=426.8kN 平臺單邊貝雷架(雙排單層)如果按集中11、力來代替均布載荷來計算,設計更偏于安全,計算貝雷桁架的彎矩和剪力,受力情況和受力計算如下:kNPP4.21321總kNPNNBA7.106212mm+kN.m-60kN60kN當 P位于跨中時,彎矩最大,此時:kNmLNMACA1.320maxkNNQA7.106當 P位于跨端 A 或 B 時,剪力最大,此時:kNPQ4.213maxkNM4.1576kNmM1.320max(安全)kNQ5.490kNQ4.213max(安全)2.3貝雷扁擔梁受力分析及受力情況見右圖所示,計算如下:kNPNNBA7.106扁擔mkNLNMACA6.9maxkNNQA7.106maxMPaWMfx9.112ma12、xMPadSIQfxv9.302maxMPaf215MPaf9.11(安全)MPafv125MPafv9.30(安全)2.4 鋼管樁的受力計算鋼管樁受到的最大壓力為:P=213.4KN;鋼管樁的截面幾何性質:鋼管樁壁厚按=16mm 鋼管樁計算,kNPP7.10621扁擔6.0m320.1kN.m106.7kN-106.7kN1.2m106.7kN-106.7kNkN.m+0.8m0.45mD=80cm,則:d 內=80-21.6=76.8鋼管樁的穩定性校核:鋼管樁慣性矩:I=(D4-d4)/64=3.14(804-76.84)/64=302753cm4鋼管樁的截面積 A=803.141.6=013、.04由地質鉆探圖得知鋼管樁外伸自由長度(以鋼管樁埋入土標高至護筒頂標高)最長約為 13m(按 13m計算),鋼管樁可簡化為下端固定,上端自由的空心壓桿,故長度系數為=2,則鋼管樁的慣性半徑為:cmAIi5.27;鋼管樁的柔度為:5.94iL;鋼管樁臨界應為:MPacr3.17500668.02352;鋼管樁工作應力為:MPaAP3.5;則安全系數為:1.33crn(安全系數足夠)3、車行棧橋設計計算3.1 技術參數及簡要說明(1)、棧橋跨徑 L=9m,縱向 2 組貝雷之間的計算寬度為3m,橋面寬 4m,間距 3m,具體尺寸見平面圖;(2)、基礎護筒直徑外=100cm;(3)、汽車沖擊系數計算14、K=1.3;(4)、設計荷載為 G=60t(25t 吊車自重27t,起吊重物 13t、其它臨設及系數);(5)、吊車前后支腿的距離為B=5m,計算距離按 B=4m(偏安全);0.7m17.1kN.m48.8kN-48.8kN3.2 縱向行車道槽鋼受力分析和受力計算(1)、當吊車落下支腿起吊重物時,行車道每條槽鋼最可能分配到的荷載為:kNKGP5.9724其中:G吊車汽車自重貨物重;42吊車支腿為 4 個,每個支腿支承在 2 條槽鋼面上;kNPNNBA8.4821當 P位于跨中 C 點時,彎矩最大,此時:kNmLNMACA1.17maxkNNQA8.48當 P位于跨端 A 或 B 時,剪力最大,15、此時:MPaf215MPaf8.558,不安全,貝雷橫梁間距 70支承護桶支承護桶MPaSQfv9.271035105.9743maxMPaWMfx8.558maxkNPQ5.97max說明支承每個吊車支腿所用的兩排25#槽鋼顯然不能滿足安全要求,所以要求每支腿最少不得低于5 排 25#槽鋼,則:改為 2 排 25b 號工字綱進行驗算 MPaWMfx6.202maxMPaf215(安全)(2)、當吊車或其它載重汽車在正常情況下行駛時(此時車輛荷載為 G=30t),前后輪的承重分配為1:4,即后輪約占總重的75%,行車道每條槽鋼最可能分配到的荷載為(后輪實際為雙橋,軸距為1.21.35m左右,現16、按集中力計算,結果偏安全):kNKGP1.73%7524其中:G吊車汽車自重或貨車載重;42汽車后輪為 4 個,每組后輪支承在 2 條 25b 工字鋼面上;kNNNBA6.36當 P位于跨中 C 點時,彎矩最大,此時:kNmLNMACA8.12maxkNNQA6.36當 P位于跨端 A 或 B 時,剪力最大,此時:kNPQ1.73maxMPaWMfx3.303maxMPaSQfv9.15maxMPaf215MPaf3.303(不安全)-36.6kN36.6kN12.8kN.m0.7mMPafv125MPafv9.15(安全)要求支承汽車行駛所用的行車道20b 工字鋼最少要保證叁排以上,如果不能17、保證同時有叁排支承的話,必須在工字鋼面上鋪裝6mm厚鋼板或工字鋼之間相互焊接成一體,才能使車輛通行。3.3 棧橋橫梁工字鋼受力分析及受力計算(1)、當吊車或其它載重汽車在正常情況下行駛通過棧橋便道時,計算橫梁工字鋼的彎矩和剪力按照運輸車輛的結構尺寸和圖示棧橋的結構尺寸分析,正常工作狀態時,支承行駛車輛兩軸之間最少有5 組棧橋橫梁來共同承擔其車輛載荷(由于橫梁面上鋪裝有20b 工字鋼,所以車輛的載荷會均布到每條橫梁上,這種計算是偏安全的),橫梁工字鋼受力情況和受力計算如下:KNGKP7825kNPNNBA78kNNQA78maxMPaWMfx3.53maxMPadSIQfxv1.25maxMPa18、f215MPaf3.53(安全)mkNLNMACA8.466.078max1.8m3.0m+kN.m-78kN78kNMPafv125MPafv1.25(安全)(2)、按吊車起吊貨物時,計算橫梁工字鋼的彎矩和剪力吊車起吊貨物時,支承重物的將是4 個支點(由于橫梁面上鋪裝有25b工字鋼,所以車輛的載荷會均布到每條橫梁上),如果4 個支點平均分配重量到2 組橫梁上(這種計算偏安全),支腿橫向距離為4m(實際距離大于4m,按 4m 計算偏安全)。由于橋寬略小于吊車寬度,吊車支腿落在橋墩支承鋼管樁上,通過在棧橋兩側設置加樁補強,可以不進行彎距驗算。這里僅驗算剪力即可。各支點受力:KNGKP1954;按19、簡支梁計算的支座反力:KNPNNBA195;kNNQA195maxMPadSIQfxv8.62maxMPafv125MPafv8.62(安全)3.4 貝雷架受力分析及受力計算(以一跨計算)最大跨度為 9m,每跨長度為3 片貝雷長度,棧橋材料和設備重量為:移動部分重量:P1=車輛重量 W1K75%/2=292.6kN 固定重量 P2=行車道 25b 工字鋼重 W2+其它臨時施工設施重W3+棧橋面貝雷橫梁重 W4+貝雷重 W5=214.9Kn 則均布載荷為:mkNPq9.11292195kN-195kNm4.0m棧橋單邊貝雷架為雙排單層,其彎矩和剪力計算如下:(1)、當吊車或其它載重汽車在正常情況20、下行駛通過棧橋便道時,計算貝雷桁架的彎矩和剪力12 個 P1 間的中點位于受力圖跨中時,按簡支梁計算的支座反力(受力見右圖):kNqLPNNABBA2.3461221此位置彎矩和剪力計算:kNmLLPqLLNMACABABABA1.8932112122maxkNNQA2.346max2、當 P1 位于跨端 A 或 B 時,按簡支梁計算的支座反力(受力見上右圖):此時計得:kNPNA3.541965.711KNPNB9.43935.11KNmqLLLPLPLNMABADABABABA7781)2(1121212maxkNPNQA7.2486.2923.5411max綜合以上兩種情況,從受力分析和21、受力計算可知,最大彎矩和剪力都發生在第一種情況,對彎矩和剪力進行檢驗:kNM4.1576kNmM1.893max(安全)kNQ5.490kNQ2.346max(安全)(2)、按吊車起吊貨物時,計算貝雷桁架的彎矩和剪力1.35m(KNm)q=11.9kN/m9m(KN)1個位于圖中 點或 點時2個間的中點位于跨中時(KN)1.35m9m893.1kN.mq=11.9kN/m最大跨度為 9m,每跨長度為 3 片貝雷長度,棧橋材料和設備重量為:移動部分(單個支腿)受力:P1=(車輛重 W1+貨物重)K=6001.3/4=195kN 固定重量 P2=行車道 20b 工字鋼重 W2+其它臨時施工設施重W22、3+棧橋面貝雷橫梁重 W4+貝雷重 W5=214.9Kn 則均布載荷為:mkNPq9.11292棧橋單邊貝雷架為雙排單層,其彎矩和剪力計算如下:1、2 個 P1 間的中點位于受力圖跨中時,按簡支梁計算的支座反力(受力見下左圖):kNqLPNNABBA6.2481221此位置時彎矩和剪力計算:kNmLLPqLLNMACABABABA3.8762112122maxkNNQA6.248max2、當 P1 位于跨端 A 或 B 時,按簡支梁計算的支座反力(受力見下右圖):此時計得:kNNA3.303kNNB7.86KNmqLLLPLPLNMABADABABABA4.26981)2(1121212max23、kNPNQA3.1081953.3031max綜合以上兩種情況,從受力分析和受力計算可知,最大彎矩和剪力都發生在第一種情況,對彎矩和剪力進行檢驗:kNM4.1576kNmM3.876max(安全)kNQ5.490kNQ6.248max(安全)3.5、貝雷扁擔梁受力分析及受力計算(實際使用的鋼護桶為外=100cm,每組貝雷間距為90cm,而計算是按鋼管樁外=80cm,貝雷間距為 60cm來驗算,結果偏安全)從 以上 貝雷 架 各 種受 力 情 況分 析,貝 雷 受 到的 最 大 剪力 為kNQ2.346max,扁擔梁的受力情況見右圖所示,計算如下:kNPNNBA1.173扁擔kNP1.1732.24、34621扁擔4.0mq=11.9kN/m876.3kN.m9m4.0m(KN)2個間的中點位于跨中時1個位于圖中點或點時(KN)9mq=11.9kN/m(KNm)1.2m173.1kN-173.1kN0.8m0.6mmkNLNMACA3.17maxkNNQA1.173maxMPaWMfx6.212maxMPadSIQfxv2.502maxMPaf215MPaf6.21(安全)MPafv125MPafv2.50(安全)3.6鋼管樁的受力計算(實際使用的鋼管樁為外=100cm,結果偏安全)1、鋼管樁受到的最大壓力為:P=346.2KN;2、鋼管樁的截面幾何性質:鋼管樁壁厚按=16mm 計算,取 25、D外=80cm,則 d內=80-21.6=76.83、鋼管樁的穩定性校核:鋼管樁慣性矩:I=(D4-d4)/64=3.14(804-76.84)/64=302753 cm4鋼管樁的截面積 A=78.43.141.6=0.039由地質鉆探圖得知鋼管樁外伸自由長度約為10m(按 10m 計算),鋼管樁可簡化為下端固定,上端自由的空心壓桿,故長度系數為=2,則鋼管樁的慣性半徑為:cmAIi9.27;鋼管樁的柔度為:7.71iL鋼管樁臨界應為:MPacr7.20000668.02352;鋼管樁工作應力為:MPaAP9.8;則安全系數為:6.22crn(安全系數足夠)4、鉆機平臺鋼管樁沉樁驗算:無地質勘26、查資科 根據送審圖紙上標注的簡單地質情況,擬選用最不利地質情況:卵石土極限摩阻 160400,取KPai200淤,L淤=10M 泥巖極限摩阻:KPa400泥巖,L砂=10M(由實際選擇)0.1i(沉樁為振動錘擊)P=iiiLu21=3140KN n=1.9PP安全因卵石土太厚,鋼管樁無法完全打入,也沒有必要。現取安全系數 n=1.5,計算鋼管樁進入卵石土的最小深度Lmix。Lmix=m65.1200100.114.35.02.3465.1擬定 L=2.0M 施工控制時以采用80t 力振動錘對鋼樁施加應力,樁入卵石層深度由振動錘沉樁直至不能下沉為止,一般不少于 2m。其施加應力按振錘應力的 8027、%進行計算:P,=80080%=1200KN 346.2 KN。故施工用振動錘滿足要求,同時鋼管樁承載力控制能滿足要求。由于沒有地質資料,樁基鋼管樁無法驗算其打入深度。附:便橋主要工程量統計表序號材料名稱規格單位數量備注1 鋼管樁630*10 T 183.48 便橋 20 跨,每跨 6 米,每排 3根樁,平靜每根長 20 米,橋梁總長 114 米2 工字鋼I20 T169.808 3 工字鋼I60 T14.57 4 鋼板S1.5*10(6mm厚)T60.4 5 貝雷片3*1.5 片240 6 角鋼75*75 t 8.508 7 角鋼30*30 t 1 主要工程量計算式:鋼管樁:20*3*20*152.9kg/m=183.48 t 工字鋼 I20:114/0.15*8*27.929kg/m=169.808 t 工字鋼 I60:20*6*121.407kg/m=14.57 t 鋼板:114*4.5*117.8kg/m=60.4 t 貝雷片:12 片/跨*20=240 片角鋼 75*75:4*8*20*11.08kg/m*1.2=8.508 t 角鋼 30*30:7*4*20*1.786kg/m=1 t 計算者:審核者: