施工中结合水中桥墩处的地质、水文条件等选择适宜的钻孔平台,对桥梁施工的安全、工期、经济和社会效益具有主要的意义。
对付超过海湾、江河、湖泊、水库的水上桥梁工程,当根本采取钻孔贯注桩等非打入式构造且无法采取筑岛办法施工时,搭设固定式作业平台是办理根本施工设备作业平台的常用方法。

桥梁施工固定式作业平台
影响作业平台安全的成分:
(1)深水墩处于深水处,施工时受大水、通航、水流和冲刷的影响;
(2)建筑于近海的作业平台还要考虑海潮、波浪、台风、海水堕落等成分;
(3)由于施工平台为施工临时构造,以是其状态处在不断变革中:平台上有大量的施工设备和职员,荷载处于不断变革的状态,特殊是由于钻机钻头施加于地基的钻力而产生的反力处于不断变革的状态;
(4)有的施工平台由于施工工艺的哀求,在施工过程中施工平台的形式会不断变革;
(5)在全体施工过程中,已浇筑的桩的刚度和强度还在不断变革。
桥梁钻孔施工平台的种类紧张有钢管桩支撑平台、钢护筒支撑平台、钢围堰支撑平台等固定式作业平台和浮式平台四大种类。
钢管桩支撑贝雷梁平台示意图
钢围堰顶贝雷梁平台示意图
船组式钻孔平台构造示意图
浮箱式钻孔平台构造示意图
固定式作业平台是水上桥梁根本施工的作业平台,平台构造常日采取钢管桩根本、型钢分配梁、贝雷桁架或型钢梁及花纹钢板桥面板的构造形式;钢管桩之间、钢管桩与钢护筒之间焊接剪力撑,以使其成为一个整体,增加平台的稳定性。
固定式作业平台受水文条件影响小,且通过栈桥等赞助举动步伐,施工机器方便就位或退出。平台整体稳定性好、承载能力大,平台整体稳定性好、承载能力大。
固定式作业平台受水文条件影响小,且通过栈桥等赞助举动步伐,施工机器方便就位或退出。平台整体稳定性好、承载能力大,平台整体稳定性好、承载能力大。
固定式作业平台适用范围:
对付超过海湾、江河、湖泊、水库的水上桥梁工程,当根本采取钻孔贯注桩等非打人式构造且无法采取筑岛办法施工时,均可采取固定式作业平台。
二、固定式作业平台构造设计与检算
(一)固定式作业平台构造设计
1、固定式作业平台构造设计总体方案
某平台根本采取Ф1000mm×lOmm钢管桩,钢管桩之间用剪刀撑连接。钢管桩顶部开口支配2156a工字钢做下横梁,横梁上支配贝雷梁(或直接在横梁上铺设I32a工字钢),贝雷梁上再铺设I32a工字钢,末了是平台面板(δ=lOmm的防滑钢板)和栏杆的附属举动步伐的施工。待全体事情平台形成后,在事情平台四周支配拉锚,增强事情平台的整体稳定性,并根据实际须要在平台边搭设转运码头。若无栈桥连接陆地,可铺设一根水下电缆为钻孔桩施工供电。
2、作业平台分部构造设计
(1)根本
(2)承载分配梁
(3)平台平面板
(4)平台附属举动步伐
a、转运码头 b、栏杆 c、照明举动步伐
(二)固定式作业平台构造检算
1.作业平台构造检算的依据
桥梁工程总体施工方案;现行桥梁设计、施工技能规范;现行钢构造设计、施工技能规范;工程所在的地域的工程地质、水文等环境资料。
2.荷载组合
(1)上部构造恒载
施工平台上的恒载紧张包括防滑钢板、型钢分配梁和贝雷桁架三个部分。
(2)活载
施工平台上的活载紧张包括150t履带吊及吊重、人群及小型机具荷载两个部分。
3.作业平台分部构造检算
(1)平台台面板
(2)承载分配梁
1)贝雷梁的打算
a、贝雷梁打算工况B-1:履带吊吊重事情状况。
工况B-1-1:履带吊于图式位置是贝雷梁最不利工况,按两跨连续梁打算B点处贝雷梁受力。
工况B-1-2:当荷载位于最大跨径7.5m的跨中时,贝雷梁受力打算模式。
工况B-1-3:当荷载位于最大跨径7.5m的一端时,贝雷梁受力打算模式。
b、贝雷梁打算工况B-2:履带吊行走工况
当履带吊行走时一半的力直接浸染在贝雷梁上,贝雷梁受力打算模式。
2)2I56a工字钢横梁打算。
a、工况I56a-1:履带吊吊重事情工况。
由于工字钢布设在桩顶,桩尺寸为:Ф1000mm×1Omm。
b、工况I56a-2:钢护筒导向架荷载浸染在工字钢横梁上。
导向架放在横向2I56a工字钢横梁上,按四跨连续梁7.5m +6m+6m+7.5m,最大跨径为7.5m,承受荷载为钢护筒重量800kN,单面承重P=400kN打算。
3)I32a工字钢横梁打算。
工字钢按200mm间距支配,荷载打算分两种工况:
a、工况I32a-1:履带吊吊重在贝雷梁7.6m跨中间,荷载按三跨连续梁打算。
b、工况I32a-2:履带吊空载运行在施工平台。
履带吊履带宽度1.1m,按每边履带下密布5根I32a工字钢打算,I32a顺桥向最大跨径为7.6m。I32a工字钢梁与δ10mm厚防滑钢板组合形心i=175.82mm,惯性矩I=100127310.2mm4.抗弯截面模量W=692500mm3。
(3)根本
桩顶荷载 =1634.72kN,钢管桩选型:φ1000mm×10mm
①方法一:摩擦支承桩轴向承载力。
②方法二:用砂填实的钢管桩。
用砂填实的钢管桩ΦlOOOmm×lOmm的容许承载力:
③方法三:按压弯构件打算。
a.工况一:单根沉桩完成时,桩处于悬臂状态。
此工况时,钢管桩承受水平荷载紧张为流水力。
轴心受压构件稳定系数
则:
b.工况二:事情桩桩顶被横向连接后。
此工况时,事情桩按两端铰接打算
(4)平台附属举动步伐码头
由于有防滑钢板以是不考虑摩擦力不敷问题。取水平平面打算,没有考虑坡度问题,本次只打算横梁,横梁材料为2I56a。
三、固定式作业平台施工
(一)固定式作业平台施工总体方案
(1)钢管桩打设利用150t浮悬挂击振力为90t的振动锤进行。
(2)按先上游后下贱、先岸侧后江侧原则,依次插打事情桩。
(3)钢管桩打设后焊接剪刀撑,增强已插打完成事情桩的整体稳定性。
(4)架设2I56a工字钢做下横梁,贝雷梁做纵梁,铺设I32a工字钢做上横梁,δ=lOmm的防滑钢板做面板。
(5)丈量放线,固定导向架,插打钢护筒;4根钢护筒插打完成后将其与事情桩刚性连接。
(6)待全体事情平台形成后,在事情平台四周支配拉锚,增强事情平台的整体稳定性。并在事情平台四周用φ60mm、φ40mm铜管布设栏杆。
(7)末了铺设一根水下电缆供钻孔桩施工用电。
(二)固定式作业平台施工工艺流程
(三)固定式作业平台施工操作要点
1、钢管桩根本施工
钢管桩制作
钢管桩运输
钢管桩打设(含振动锤选型)
横向联结系制作安装:振动锤选型、确定打桩顺序、施工放样、打桩船就位、沉桩
2、承载分配梁
分配梁制作→分配梁运输→分配梁安装
3、平台台面板制作、运输、安装
4、平台附属举动步伐制作、运输、安装
5、平台拆除
(四)紧张施工机器设备配备
(五)质量掌握标准、担保质量的技能方法
1 、工程质量掌握标准
固定式施工作业平台为临时构造,其施工可参照现行的桥梁钢构造和根本工程设计、施工及验收标准。
2、 担保工程质量的技能方法
(1)作业辅导书、技能交底(设计哀求、技能标准、施工方法、施工把稳事变)。
(2)自检、互检、工序交卸检讨。
施工过程的质量掌握:“跟踪检测、复测、抽样检测”。
(3)钢管桩打设的平面位置、倾斜度、终极贯入度掌握及整体性连接质量是固定式作业平台的关键。
(4)贝雷梁的组装方法和现场的整体性连接哀求严格按设计哀求进行。
(六)施工重大危险源及担保施工安全技能方法
1、工程施工的重大危险源
水上作业时,风浪较大,应防止失落足掉人河中。过往船只对施工平台的威胁,应该把稳船只冲撞平台而引发事件。
2、担保施工安全的技能方法
(七)重大污染源及保护环境的技能方法
1、施工的重大污染源
施工垃圾和油污对河道的污染是平台施工中的重大污染源。
2、保护环境的技能方法
(1)订定详细的环境保护方法。
(2)油和废油的管理。
四、某桥施工平台构造打算
(一)基本情形
71~73号墩桩基施工平台由钢管桩、贝雷梁和型钢分配梁组成。每个平台共设置18根φ800mm×8mm钢管桩,钢管桩上布设了8组单层双排321贝雷梁,贝雷梁上根据钻机施工须要布设了I36b型钢。每个墩根据设计桩基情形安装11个钢护筒,钢护切实其实径3050mm、壁厚16mm,部分钢护筒上设置支撑牛腿,作为贝雷梁的支点,以减少钢管桩数量。
施工水位:
百年一遇的最大流量:
最高水位:
最大流速:
(二)打算参数取值
(三)打算内容
钢护简:钢护筒埋设深度和打入深度的打算,钢护筒振打过程中强度和稳定性的打算。
321贝雷梁:最不力工况下贝雷梁强度和刚度的打算。
钢管桩:单根钢管桩在水流浸染下的稳定打算,钢管桩受轴向力的强度和稳定性打算,承载能力验算。
2I36b工字钢分配梁:最不力工况下的强度打算。
(四)荷载打算
1、恒载
恒载紧张为施工平台自重。
钢管桩桩顶以上部分的恒载:
钢管桩自重:
本恒载未计人钢护筒重量。
2、施工活载
每个施工平台按两台旋转钻机同时作业考虑,
每台钻机自重(含钻头、配重、钻杆)
配套空压机、泥浆循环系统等约
人群荷载略。
3、总荷载
考虑1.2的附加系数作为水流冲击力和风力的影响,则平台设计总荷载为:
(五)构造打算
1、钢护筒打算
(1)钢护筒埋置深度打算
钢护筒埋设深度L:
当护筒穿过几种不同土质时,
将各参数带入公式进行打算,得:
71号墩
72号墩
73号墩
(2)钢护筒打入深度打算
三个墩钢护筒底端最小埋置深度分别为:9.36m,10.37m,8.38m;
三个墩护筒设计打入深度分别为:15.71m,17.91m,15.11m,知足哀求;
有效嵌固深度值为:2(d+1)=2(3.05+1)=8.1m
钢护筒周边土的摩擦力:
71号墩
72号墩
73号墩
(3)钢护筒强度打算
钢护筒最不利工况是在振打过程中承受1176kN激振力。
钢护筒截面面积:
压应力:
整体受压强度知足哀求。
(4)钢护筒受压整体稳定打算
钢护筒长细比:
L取钢护筒顶至护筒在土中有效嵌固深度位置的长度。
L为52725px。
(4)钢护筒受压整体稳定打算
整体稳定性:
2、贝雷梁打算
根据施工安排,两台钻机不会同时在同一组贝雷梁上进行作业,贝雷梁按一跨承受钻机荷载,另一跨无钻机情形进行打算,此时贝雷梁承受两部分荷载,第1部分为钢管桩桩顶以上的平台、空压机和循环系统重量,总重195t,按在8组贝雷梁上均布浸染考虑,则每组贝雷梁上浸染均布线荷载
;第2部分为钻机自重,每台钻机钻孔施工时重1lOOkN,则在每组贝雷梁上浸染两个F=275kN集中力,打算跨径为2x12m连续。
3、钢管桩打算
(1)单根钢管桩在水流浸染下的稳定
单根钢管桩的水阻力:
单根钢管桩最大水阻:
单根钢管桩的位移和内力:
由于地基为弹性地基,需按m法打算弹性地基的变形情形。
土中根本变形系数:
查规范,m偏安全取3000kN/m4。
利用“桥梁博士”进行打算,
河床面位置最大位移4.5mm,转角0.0022rad;
最大弯矩:178.1kN.m;
最大应力:
知足哀求。
(2)钢管桩承载能力验算
钢管桩桩端承载力作为安全储备不计人承载力的打算,则钢管桩承载能力容许值按以下公式打算:
则单桩承载力容许值:
71号墩
72号墩
73号墩
打算钢管桩承受的最大荷载为500kN,单根钢管桩自重为47kN,则单根钢管桩最大轴向荷载为547kN<639kN,知足哀求。
(3)钢管桩强度打算
钢管桩最大轴向力 547kN
钢管桩截面面积:
则压应力
整体受压强度知足哀求。
(4)钢管桩受压整体稳定打算
钢管桩长细比:
L取钢管桩顶至钢管桩在土中有效嵌固深度位置的长度。
L为40325px。
钢护筒长细比:
L取钢护筒顶至护筒在土中有效嵌固深度位置的长度。
L=为52725px。
整体稳定性
4、分配梁打算
在钻孔施工时,贝雷梁上的工字钢分配梁不承受弯矩,钻机荷载直接通过分配梁通报到贝雷梁上,在钻机移动到下一孔的过程中,钻机1/4荷载浸染在一组分配梁跨中时,分配梁受力最不利,此时钻机自重约800kN,取分配梁最大跨径L=4.8m,简化为简支构造进行打算,跨中浸染一个集中力F=800/4=200kN。
以上打算结果表明,主墩钻孔平台在搭设过程和钻孔施工过程中各构造的强度、刚度和稳定性均知足设计和规范哀求,施工过程中应严格按照施工方案作业,各构件材料和加工应符合干系规范和验收标准的哀求。
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