钢便桥和水上平台综合项目施工专项方案.doc

三江至柳州高速公路融安融江大桥钢便桥及钻孔平台施工方案一、编制依据1、交通部《公路桥涵施工技术规范》2、《建筑地基基础设计手册》 3、人民出版社《路桥施工计算手册》 4、公路施工手册 5、公路桥涵钢结构木结构设计规范 6、两阶段施工设计图二、钢便桥关键技术标准 1、设计荷载：载重750kN施工车辆 2、计算行车速度5Km/h 3、n6m连续贝雷梁桥 4、桥面部署：净宽6m三、关键施工机具 1、25吨吊车2台 2、DZ60振动沉桩机（锤）2台 3、 铁锚4 个 4、40电焊机8台 5、等离子切割机2台 6、手拉葫芦12个（5T）7、5T卷扬机2台 8、大货车2辆 9、50装载机1台 10、打桩船1艘四、工程概况融安融江大桥主桥跨越融江河床，水面宽约520m工程起点桩号为LK1+276，终点桩号为LK1+950，桥梁全长674m，在缓解曲线及直线上。

主墩采取双柱多边形墩，过渡墩及引桥桥墩均采取圆柱式墩，桥台采取肋板式桥台，墩台均采取钻孔灌注桩基础依据施工图纸及现场地形地貌并结合荷载使用要求，现场勘查、结合桩基平台施工需要，我部确定在大桥两岸各架设钢便桥一座，钢便桥桥面标高为119.00m钢便桥规模为：三柳高速岸架设钢便桥252m，融江岸架设钢便桥168m，钢便桥全长约420m，跨中125m为融江通航通道钢便桥标准跨径为6m，桥面净宽为6米，桥位部署形式为：钢便桥部署在新建桥梁下游，便桥中心和主墩平台中心墩净距离15米钢桥结构特点以下：1、 基础结构：钢管桩基础2、下部结构：工字钢横梁3、上部结构：贝雷架纵梁4、桥面结构：装配式公路钢桥用桥面板5、防护结构：小钢管护栏及铁丝网防护五、钢便桥设计文字说明1、基础及下部结构设计本桥在融江中，水面宽约520米，主跨3#墩和4#墩水深约12米，边跨水深约8米建成后钢桥桥面标高按水面以上6米控制水下地质情况普遍为卵石、粘土钢便桥钢管桩基础部署形式：单墩部署3根钢管（桩径Φ53cm，壁厚8mm），横向间距2.5米，桩顶部署2根28cm工字钢横梁，钢管桩和钢管桩横向之间用[20槽钢水平向和剪刀向焊接连接。

为了增强便桥纵向稳定性，每间隔2个墩位设置1处加强排架墩基础（即单墩部署6根钢管桩，纵横向间距2.5米）两岸桥台采取U型桥台钢便桥施工钢管桩技术要求：（1） 严格按设计位置和标高打桩；（2） 钢管桩中轴线斜率<1%L；（3） 钢管桩入土深度必需大于5米，实际施工过程因为各墩地质情况不一样，钢管桩终孔高程应以DZ60桩锤击振5分钟仍无进尺为准；（4） 部分钢管桩入土深度小于5米锤击不下，且用DZ60桩锤击振5分钟仍无进尺，应该现场分析地质情况，采取方法加强受力；（5） 钢管桩清除根据当地河道管理要求，便桥折除时必需拔除钢管桩2、上部结构设计桥梁纵向跨径均为6.0米，横向宽6米依据行车荷载和桥面宽度要求，6.0米跨纵梁部署单层6片3组150cm×300cm国产贝雷片，横向部署为（90+120+90+120+90）cm=510cm，贝雷片纵向用贝雷销连接，横向用剪刀撑连接以确保其整体稳定性，贝雷片和工字钢横梁间用U型卡连接以防滑动3、 桥面结构设计桥面采取装配式钢桥定型桥面板，单块规格为6m×1.5m，桥面板结构组成8㎜厚印花钢板、底横肋用I25a工字钢，肋间距30㎝,制作好桥面板安放在贝雷片横梁上并用螺栓连接。

4、 防护结构设计桥面采取小钢管（直径Φ4.8cm）做成栏杆进行防护，栏杆高度1.2m，栏杆纵向3.0m一根立柱（和桥面槽钢焊接），高度方向设置2道横杆六、桩基钻孔平台部署1、桩基钻孔平台受力要求考虑到施工安全，施工前必需要全方面考虑施工荷载施工平台所受荷载关键为材料、施工机械荷载即：钻机200KN、吊车350KN、混凝土及导管400KN、钢筋笼400KN考虑实际施工作业可能出现情况，必需根据最大荷载组合布载，最大跨进行计算2、 桩基钻孔平台结构形式依据以上受力要求，考虑施工中多种不利原因，钻孔平台采取钢桩基础，工字钢横梁、工字钢分布梁、槽形面板为确保下部桥梁施工合理利用平台，每个钻孔平台部署入下：主墩（3#、4#）施工时最少要上2台钻机，冲击荷载大，施工平台采取直径30厘米钢管部署：横向跨径3米（3×6=18米），纵向跨径（3.8+2.4+3.8=10米），以避开桩基护筒为标准，横梁采取4根I25a工字钢、工字钢分布梁采取6根I25a型工字钢，面板采取20cm槽钢5#过渡墩考虑到施工时最少要上2台钻机，冲击荷载大，施工平台采取直径30厘米钢管部署：横向跨径3米（3×6=18米），纵向跨径（4+4=8米），以避开桩基护筒为标准，横梁采取3根双拼I25a工字钢、工字钢分布梁采取6根I25型工字钢，面板采取20cm槽钢。

边墩（6、7、8、9、10）施工平台采取直径30厘米钢管部署：横向跨径3米（3×6=18米），以避开桩基护筒为标准，纵向跨径（4米），工字钢横梁采取2根I25a型、工字钢分布梁采取6根I25型工字钢钢,面板20cm槽钢实际施工中，钻孔平台工字钢分布位置可作合适调整具体结构见“钢便桥及钻孔平台设计图”七、钢便桥钢管桩承载力及稳定性计算1、 钢管桩竖向荷载计算钢管桩承受竖向荷载有便桥上部结构自重、人群荷载及车辆荷载，分别计算以下：单跨结构自重P1=mg=12380kg×9.8N/kg=121.3KN人群荷载：3.5KN/㎡车辆荷载：拟按一台75吨吊行走计算P2=(750KN÷3)+(3.5KN/㎡×6×6÷3)=292.0KN每根桩承受竖向荷载为P=1.25×(P1÷3+P2)=1.25×(121.3÷3+292.0)=415.5KN钢管桩最重按15KN考虑则每根桩承受竖向荷载为P=415.5+15=430.5KN式中安全系数取1.25，不考虑浮力对结构受力影响2、 钢管桩沉入深度计算钢管桩入土深度L=2[P]/auγ，式中P为桩基许可承载力，钢管桩采取振动沉桩，a为振动桩对周围土层摩阻力影响系数，取a=1，u为桩周长u=πD，γ为桩周围土极限摩阻力。

依据地质情况，河床为密实砂砾层，取γ=50KN/m2（γ取值见建设筑地基基础设计手册）故L=2×430.5÷(1.0×3.14×0.529×50)=10.3m实际沉入深度为大于10.3米或座入基岩上单桩竖向承载力验算: Ra=(uqsL+aAσr)/2=(πDqsL+aAσr)/2=(3.14×0.530×50×10.3+1×3500×(0.532－0.5142)×3.14)/2=520.3KN>430.5KN依据地质情况，a取值按3500KN/m2考虑，(a取值见建设筑地基基础设计手册）满足承载力要求式中：Ra----单桩竖向承载力特征值 U-----桩周长qs-----桩侧土侧阻力特征值 L-----土层厚度a-----桩底抵御力影响系数 A-----桩顶面积σr-----极限承载力3、 钢管桩在水平力作用下弯曲应力验算钢管外径D=53.0㎝，管壁厚8㎜；最大水深12m，施工时钢管上水平撑和斜撑焊接到水面以下4.0m，则计算时只对8.0m水深范围内钢管桩弯曲应力进行验算考虑到风对钢管桩冲击力远远小于水流冲击力，所以只按水流冲击力对钢管桩进行验算。

冲击力q=0.8A×ρυ2/2g式中A为钢管桩阻水面积，A=2rh=0.53×8.0=4.2㎡其中r为桩半径，h为计算水深，取8.0米ρ为水容重，ρ=10KN/m3，q为流水对桩身荷载，按均布荷载计算υ为水流速度，水流平缓，试验推测υ=2.0m/s，有q=0.8A×ρυ2/2g=0.8×4.2㎡×10KN/m3×2.02m/s÷（2×9.81m/s2)=6.85KNΦ53㎝钢管桩惯性矩I、截面抵御矩W分别为：I= π×（D4-d4）/64=3.14×(534-51.44)/64=44672.8cm4W=π×（D4-d4）/32D=3.14×(534-51.44)/(32×53)=1685.8cm3钢管桩入土后相当于一端固定,一端自由简支梁,其承受最大弯矩和挠度变形为:Mmax=9qL2/128=（9×6.85KN/m×8.02m)/128=30.83KN.mσ=Mmax/W= 30.83KN.m×103÷1685.8×10-6m3=18.3MPa[σ]=145MPa∵ σ<[σ] ∴ 满足要求fmax=0.00542×qL4/EI=(0.00542×6.85KN/m×8004cm)/(2.1×105×44672.8cm4)=1.6cm <[f]=(L/400)=L=2cm 满足要求。

式中E为钢材弹性模量取E=2.1×105MPa4、 钢管桩稳定性验算(1)长细比计算：λ=μL/i 其中L为钢管桩计算长度；μ依据一端固定，一端简支取μ=1；i为钢管桩回转半径I为钢管桩截面惯性矩，A为钢管桩截面面积A=π（D2－d2）/4=3.14×(0.532-0.5142)/4= 131.1cm2i=√(I/A)=18.5cmλ=μL/i=1.0×800/18.5=43.0查《建筑力学》 钢管稳定系数ф=0.914(2)计算稳定性σ=P/￠A=430500N/(0.914×13110mm2)=35.93MPa<[σ]=145MPa 满足要求注：上式中P为竖向荷载，A为钢管截面面积便桥从桥台起中间每隔两墩设一个加强墩（即2排3根，纵向间距2.5m)，因为单排钢管桩部署已满足受力要求，双排加强墩钢管桩部署一定满足受力要求，这里不再验算5、纵、横梁承载力验算(1)纵梁承载力验算恒载：每米纵梁上承载q1=124.6/36=3.46KN/m荷载:960KN查施工手册静力计算公式M1max=1/4PL=0.250×960×6=1440KN.mM2max=1/8qL2=0.125×3.46×62=15.57KN.mQ1max=(0.5＋0.5)P=1×960=960KN.mQ2max=0.5qL=0.5×3.46×6=10.38KNMmax=1440＋15.57=1455.57KN.mQmax=960+10.38=970.38KN.m许可弯矩MO=6片×0.8(不均衡系数)×788.2KN.m=3783KN.m贝雷片单片许可弯矩:788.2KN.m贝雷片截面模量WO=3578.5×6片=21471cm3强度验算σ=Mmax/WO=(1455.57×106)/(21471×103)=67.79MPa<[σ]=210MPa贝雷片单片许可最大剪力 [R]=245.2KN许可剪力Q=6片×0.8(不均衡系数)×245KN =1176KN即有Qmax=970.83KN<[Q]=1176KN由此可知：Mmax

挠度验算贝雷片几何系数E=2.05×105MPa , IO=250497cm4 WO=3578.5cm3(按贝雷片几何特征表)fmax=PL3/（48EI）=。