江心岛景观桥钢平台及钢套箱专项施工方案

江心岛景观桥钢平台及钢套箱专项施工方案
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江心岛景观桥钢平台及钢套箱专项施工方案

跨径±(1/1000)、±30

8、吊车作业时,主受力支腿要支承在钢管桩530cm范围内并且作用在纵横向型钢的支承梁上,吊车支腿至桥边缘的最少距离为50cm;

第六章安全生产保证措施

明确安全生产架构,确保便桥和平台在施工和使用的过程中不出现安全事故青海盐云钾盐有限公司施工组织设计,如下图的项目部安全架构:

1、施工前需将施工方案报水利等有关等有关部门审批,发布施工通告,设立相应通警示标志,施工时及完成后要在适当位置设立夜间警示灯。

2、安全技术交底:每个部位工序施工前,均由质安部门、技术部门组织对各管理人员及操作工人进行安全技术交底,并提出各个时期、各个工序的安全技术要求及安全注意事项。针对本工程特点,施工外部和内部环境以及业主的有关要求,制定各工序具体的安全技术交底,并覆行签字手续,下达作业计划的同时下达安全防护要求,将安全责任分解落实到人。

3、安全检查制度:认真检查各种机具和设备的使用和维修情况,特别是现场装配的临时设施、材料、构件等,还须对易损的施工用具如钢丝绳、钢筋等要经常进行检查,必要时要做强度或承载试验,对电气设备或电线的绝缘性能进行检查,及时消除危险源。严格执行安全生产会议制度,安全检查和安全评议制度,定期或不定期检查安全措施的执行情况和现场存在的安全生产问题,针对发现的问题下达整改通知单,指定专人限期整改,对整改不到位的班组或个人给予罚款或停工整改等处理。

4、作业人员严格执行操作规程,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、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;水上作业人员必须佩戴救生衣。

7、已搭设的钢便桥必须悬挂警示灯及通航标志,施工船舶夜间必须挂警示灯。

8、工现场严格执行统一指挥,统一各种指挥手势、旗号、哨音,非工程人员禁止入内。

9、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。

10、“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。

11、平台的钢板上要用油漆标出具体的钢管位置,并对施工人员严格交底。

12、在出入平台的地方作明显限重、限速标记,在架路上行驶的车辆,限速在5Km/h以下,避免出现会车,避免使用急刹车。

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、平台使用过程中,若发现有异常情况,应立即停止使用尽快处理;平台两侧应设防护栏杆,路面应加焊防滑条。

15、六级以上大风或暴雨、大雾,严禁进行搭设或拆除平台作业。

16、在平台上每跨用黄色油漆标画出行车道线(对称于中线),车辆行驶时尽量在中间行驶,桩基础施工时对各种机械设备的放置应尽量使荷载均布,防止过度集中,并应防止各种机具荷载集中布置在平台中间钢管桩的周围。

17、因桩基础施工时,承台上方平台部分各种机具荷载较集中,为防止该处平台靠内侧钢管桩沉降相对于周围钢管桩过大,在内侧贝雷梁下桥梁总向中心线位置加多一根钢管桩。详见平面结构图。

18、为钢平台的使用安全,桩基础施工时,应对罐车荷载限重,每车混凝土最多装运8方,并严禁两辆满载罐车位于同一根钢管桩相邻的两跨上,最好平台上同时只有一辆罐车。灌桩时要有专人在现场指挥管理,调度车辆,检查罐车内混凝土方量,严禁超放量罐车上平台以保证施工安全。

19、在钢便桥的入口处设限速标志,车辆行驶限速为不得超过5~10km/h,重在车辆取低值,一般车辆取高值,严禁两辆重车在钢便桥或钢平台上的前后或左右距离小于1跨的长度。

20、水上作业安全事项:

本河段为不通航河段,不需要临时封航。但进行水上作业时,应注意做好水上安全措施,确保水上作业安全。

1)水上施工方案确定后,应严格按照批准的方案进行水上作业;

2)所有参加水上作业人员应进行水上作业安全教育才能上岗;

3)水上作业开工前,对所有参建人员进行技术交底和安全操作交底;

4)水上作业时,应设专人统一指挥;

5)设安全员全天候在便桥上值班,监督作业人员遵守水上作业规定,纠正违章行为,指导安全作业,确保人员安全;

6)便桥临边,均应设置牢靠的防护栏;

7)所有作业人员均应穿救生衣;

8)在便桥的固定位置挂放3个救生圈及其它应急救生设备;

9)任何情况下,吊车停止作业时,汽车吊应将扒杆收回正常停车状态;

10)如遇雷雨等恶劣天气、六级以上大风,应停止作业,人员应及时撤离;台风期间,应采取拉缆风绳等稳固措施;

11)洪水期间,应安排人员测量钢管桩处的冲刷情况,如冲刷严重,应采取抛片石、砂包进行防护,防止钢管桩底脚悬空发生倾倒;

12)值班人员应注意观察河面上漂浮物的漂流状态,如发现大体积漂浮物对便桥有可能造成威胁的迹象时,应采取引流等措施,防止对便桥造成撞击;

13)夜间作业时,应提供满足夜间施工条件的照明灯光;

14)严禁向河里乱扔物件,危及河流安全及破坏环保;

15)钢便桥上严禁堆放任何物料,确保便桥安全;

16)定期或不定期对钢便桥进行检查,发现缺陷及时维修、更换;

17)临时用电的电器设备,应由持证电工安装,严禁乱拉乱接,经常检查电路,防止发生漏电事故;用电线路应架空架设;

三、水上施工应急预案及措施

水上施工作业时,主要发生的事故是人员落水,因此,制订应急救援预案,具体如下:

1、当发生水上作业点施工人员落水时:

现场人员抛投救生圈或绳子,大声呼救,利用有效联络方法确定落水人员方位。如果夜间采用照明灯照射落水者,组织水性好、经过水上救援训练的救生员及时搜救落水人员。

2、岸上人员做好接应工作。

4、落水人员被救起,根据伤势情况及时送往医院救治,并提前通知救护车到现场接应。

加强工地巡查、信息的传递和反馈工作,做好汛期雨中、雨后检查,一旦发生险情水害,及时组织抢险,将水害造成的影响降至最低限度内。

2、抢险队伍及物资设备储备

组织一队10人小组作为抢险小分队负责本桥的防汛抢险工作,景观桥施工队负责人周定华为抢险小分队队长。

抢险设备物资:指挥车1台,挖掘机1台,施工运输车1台,铁丝笼30个,铁丝200kg,编织袋200条,木头15立方米。

当洪水位较大时(要没过便桥顶面),在洪峰来临前应组织人员材料机具撤离施工现场,待洪水过去后再施工,确保人员安全。

钢平台上承载的最重荷载为40t混凝土搅拌运输车的重量,混凝土搅拌运输车重轴(后轴)单轴单侧为2轮,单轮宽30cm,双轮横向净距10cm,单个车轮着地面积=0.2*0.3m2。两后轴间距135cm,前轴与前排重轴间距为3.25m,重轴左右侧轮距190cm。车总宽为250cm。

混凝土搅拌运输车前轴重P1=80kN,后轴重P2=320kN。荷载图示如下:

一、平台面8mm花纹钢板验算

平台钢板的受力工况与钢便桥的受力工况相同,钢板验算详见《江心岛景观桥钢便桥及钢平台专项施工方案》。

二、I25a分配梁的验算

(一)混凝土罐车作用工况

此工况下I25a的受力验算与钢便桥的受力验算相同,其验算详见《江心岛景观桥钢便桥及钢平台专项施工方案》。

钻孔桩基平台上承受的吊车为25t汽车吊,自重30t计,吊重最重为冲击钻机,重为10t。起吊过程中(旋转半径8m),吊车单腿承受最大压力约为70%的吊车自重加吊重,为28t。平台贝雷梁跨度为5m,I25a工字钢按间距,25cm间距布置,汽车吊支腿下垫1m长枕木。

单根工字钢承受的结构自重q=0.538kN/m。

钢平台上I25a工字钢最大跨度4.5m,受力图示如下图所示。

当吊车支腿作用在跨中时,结构出现最大弯矩:Mmax=;

当吊车支腿作用在支座旁边时,结构出现最大剪力:Qmax=281.2kN;

支腿下面同时有四根工字钢受力。

σw===196.7MPa<1.3[σw]=247MPa符合要求;

τmax===53.9MPa<1.3[τ]=143MPa符合要求。

吊车支腿支立在贝雷梁上时,对贝雷梁受力最不利。吊车吊重时横向支腿间距6m,前后支腿间距5.6m,支在贝雷梁上的两支腿压力分别为280kN、28kN(按照吊车支腿反力大小与距重心距离成反比进行分配)。

贝雷梁承受的结构自重按均布荷载布置q=0.628kN/m2×5.0m+0.381kN/m×3.333根/m×5.0m/根=9.49kN/m。

贝雷梁受力图如下图所示:吊车距平台边缘保持0.5m的安全距离。

利用结构内力计算软件计算贝雷梁内力。

弯矩图如下图所示,最大弯矩Mmax=574.9kN·m<[M]=1576.4kN·m(双排单层不加强贝雷梁允许承受弯矩);

剪力图如下图所示,最大剪力:Qmax=314.9kN<[Q]=490.5KN(双排单层不加强贝雷梁允许承受剪力);

经验算贝雷梁满足受力要求。

(二)罐车灌注混凝土工况

此工况下罐车+混凝土重40t,冲击钻机重10t,导管及料斗重1.5t,钻锤重5t。钻机重的1/3、锤重及导管料斗重的一半压在验算贝雷梁上,罐车重考虑1.5的偏载系数和1.2倍的冲击系数,则重车三个轴对贝雷梁的压力分别为72.0kN、144.0kN、144.0kN。

1、罐车处于跨中附近时:

利用结构计算软件计算结构内力。

弯矩图如下图所示,最大弯矩Mmax=833.6kN·m<[M]=1576.4kN·m(双排单层不加强贝雷梁允许承受弯矩);

剪力图如下图所示,Qmax=313.8kN<[Q]=490.5KN(双排单层不加强贝雷梁允许承受剪力);

2、罐车处于两跨连续梁的中部附近

利用结构内力计算软件计算内力。

弯矩图如下图所示,最大弯矩Mmax=295.0kN·m<[M]=1576.4kN·m(双排单层不加强贝雷梁允许承受弯矩);

剪力图如下图所示,Qmax=399.4kN<[Q]=490.5KN(双排单层不加强贝雷梁允许承受剪力);

经验算,贝雷梁受力满足要求。

四、双拼I36a工字钢验算

按单跨简支梁计算;I36a工字钢的截面特性:Wx=875cm3,A=76.3cm2。

可计算左侧贝雷梁传给下面横梁的压力为:

F=144.0kN++=328.95kN。

右侧贝雷梁正好压在钢管桩正上方,可认为右侧贝雷梁的压力直接传递到钢管桩上,其值为:

F=56.37kN++=122.29kN。

利用结构内力计算软件计算I36a工字钢最大弯矩Mmax=292.94kN,弯矩图如下所示

σ=<f=200.00N/mm2,满足要求,故采用并列2条I36a工字钢。

τ=<fv=110.00N/mm2,满足要求。

1、钢管桩顶最大承载力计算

由第三步贝雷梁验算结果可知钢管桩顶最大承载力R=353.6+117.7=471.3kN<486Kn(所选DZ60A振动锤的激振力)。

2、钢管桩承载力和入土深度验算

式中:u—为桩周长1.88m;

α—因振动沉桩对桩周摩阻力的影响系数,对砂类土取1.1;

τ—为桩侧摩阻力(KPa),见上图

σR—桩底土的承载力基本容许值,AσR为桩底土的抗力(此处不考虑桩底承载力)。

由以上计算可知单桩顶压力最大为401kN,据此计算钢管桩入土深度。

首先架设钢管桩底在Q4al,则有471.3kN=0.5×1.66m×1.1×25kPa×h。

计算得h=20.65m,大于Q4al层的计算深度12.0m,即桩底进入Q3al,需按下式计算入土深度。471.3kN=0.5×1.66m×1.1×(25kPa×12+35kPa×h)

解得:h=6.18m,即钢管桩入土深度为12+6.18=18.18m,按入土18.5m计,单桩承载力为471.3kN。

本便桥工程使用DZ60A型振动锤,激振力为486kN,满足施工要求。实际施工时以计算长度为参考,以振动锤连续激振3min的贯入度小于1mm(桩不再下沉)为停锤标准。

2、钢管桩抗压稳定性检算:

计算公式:N/Am≤Ψ[σ]

其中[σ]=190MPa

L0:自由长度,取钢管桩出露河床的高度9.2m;

r:回转半径,考虑钢管旧损,钢管按直径50cm计算:

因此长细比:λ=9.2/0.173=53.2

查表内插,得:Ψ=0.844

N/Am=471.3×103/0.0154=30.6MPa<Ψ[σ]=0.844×190=160.4MPa。

因此,稳定性满足要求。

为安全起见,并考虑其它不利因素影响,施工中采用φ529×10㎜的钢管桩,钢管桩间用[14槽钢连接做支撑,顶部用16mm的钢板封顶,以保证钢管桩的稳定性。

钢套箱平面尺寸7.6*4.3m,高10.0m,常水位10.5m,设计水位11.5m,套箱顶高出设计水位1m,套箱下部封底混凝土段高1.5m。套箱面板外侧按间距50cm设置竖肋和横肋,竖肋采用[16槽钢,分节长度2m,横肋采用[5槽钢,分节长度0.5m,套箱内侧竖向每2m设一围楞,围楞采用双拼I18工字钢。套箱内设成对三角支撑,支撑在套箱内侧围楞上,内支撑采用Φ200*8mm钢管。套箱总重量32.0t。

h1=4.0m,P1=75kN/m2

h2=6.0m,P2=55kN/m2

h3=8.0m,P3=35kN/m2

h4=10.0m,P4=15kN/m2

相应标高处的均带荷载计算(水平每延米荷载)

h2=6.0m,q2=60kN/m2×2.0m=120kN/m;

h3=8.0m,q3=35kN/m2×2.0m=70kN/m;

h4=10.0m,q4=15kN/m2×2.0m=30kN/m;

三、纵桥向断面内支撑及围楞验算。

取标高h2=6.0m的均带荷载120kN验算荷载。

(1)斜内撑分析计算(长3.3m)

RA=RC=0.375ql=0.375×120kN/m×21.5m=96.75kN;

RB=1.25ql=1.25×120kN/m×2.15m=322.5kN;

支撑钢管的轴力N=322.5kN/(2sin49)=213.66kN。

(2)Ф200*10mm钢管承受最大压力为213.66kN(钢管长3.3m)

σ=N/A=213.66kN/(3.14*192*10mm2)=35.4MPa<[σ]=190MPa;

压力极限值(按两端铰接验算):

=5132.78kN>Rmax=248.3kN。

(3)套箱外侧板龙骨(围楞)选材

Mmax=MB支=69.3kN·m;

选材,选2I18,w=2×185=370cm3,I=1660cm4。

=1.91mm<[l/400]=5.38mm。

四、横桥向断面内支撑及围楞受力验算

取标高h2=6.0m的均带荷载120kN/m验算荷载。

RA=RD=121.3KN;

RB=RC=334.7kN;

(2)Ф200*10mm钢承受最大压力为194.5kN;

σ=N/A=194.5kN/(3.14*192*10mm2)=32.3MPa<[σ]=190MPa;

压力极限值(按两端铰接验算):

=3023.04kN>Rmax=248.3kN。

(3)套箱外侧板龙骨(围楞)选材

Mmax=MB支=MC支=71.8kN·m;

选材,选2I18,w=2×185=370cm3,I=1660cm4。

(4)挠度验算(三跨连续梁最大挠度在边跨):

=4.55mm<[l/400]=6.25mm。

五、钢套箱模板横肋验算

钢套箱横肋采用[5,间距50cm。验算标高为4.25m的横肋,横肋按简支梁承受均布荷载计算,计算跨径取50cm,h=4.25m处的横肋承受的均带荷载q=72.5kN/m2×0.5m=36.25kN/m。

(1)RA=RB=0.5*36.25kN/m*0.5m=9.063kN;

强度验算:σ=<190MPa;

<[L/400]=1.25mm,满足要求。

六、钢套箱模板竖肋验算(荷载按集中荷载验算)

验算标高4.0m~6.0m段竖肋竖肋采用[16,跨度2m简支于横向围楞上。

P1=70kN/m2×0.5m×0.5m=17.5kN;

P2=65kN/m2×0.5m×0.5m=16.25kN;

P3=60kN/m2×0.5m×0.5m=15.0kN;

P4=55kN/m2×0.5m×0.5m=13.75kN;

强度验算:σ=<190MPa;

七、δ8mm厚面板钢板验算

P=72.5kN/m2,q=36.25kN/m

Mmax=0.0513×36.25kN/m×0.5m×0.5m=0.4649kN·m。

W=1/6×50cm×0.8cm×0.8cm=5.33cm3

强度验算:σ=<190MPa,满足要求。

<[L/400]=1.25mm。

套箱封底砼厚1.5m,套箱平面尺寸7.6*4.3m,直径Φ1.5m的钢护筒2个,C25混凝土与钢护筒之间的粘结力按150KPa计算,设计水位11.5m,设计水面至封底混凝土底深度为9m,套箱底埋入河床2.5m。套箱封底后,抽干水后为最不利受力状态。

(2)粘结力:F粘=2×3.14×1.5m*1.5m×150KPa=2119kN;

抗浮力F抗=1369+2119=3488kN>F浮=2623kN,满足要求。

1、水压力按75kN/m2计算,取水平方向1m,竖向0.5m为计算单元,受的力F=0.5m2×75kN/m2=37.5kN。

2、焊缝按剪力验算[τ]=125MPa。

3、A=F/[τ]=37.5×103N/(125N/mm2)=300mm。

4、焊缝厚度δ=6mm,长度L=A/δ=300/6=50mm。

5、设计要求为:焊缝长50mm,厚δ=6mm,每100mm一道。

钢套箱吊放时利用贝雷梁搭设的9.0m(长)*5m(宽)*4.5m(高)的吊架,利用15t的倒链吊放。倒链共设两组,每组4各分别布置在吊架的纵梁和横梁的两端,距钢套箱边缘距离30cm,详见下图。

验算吊架纵梁,跨度8.4mGB T 24238-2017《预应力钢丝及钢绞线用热轧盘条》,套箱荷载最重32t,由四个倒链均匀分担,每个倒链拉力80kN。

贝雷梁自重q=0.191kN/m,受力图示如下:

计算得结构内力:Mmax=57.68kN·m<[M]=1576.4kN·m,满足要求,弯矩图如下图所示。

Qmax=80.8kN<[Q]=490.5kN,满足要求,剪力图入下所示。

以纵向贝雷梁为验算对象,双层单排贝雷梁的I=500994.4cm4,E=2.0×105MPa,EI=1001988.8kN·m2。

<[L/400]=21mm,满足要求。

吊耳采用钢板焊制而成,由立板和平板组成,立板厚24mm,底板厚16mm,结构尺寸详见下图。吊耳底板采用熔透角焊缝焊接在面板上,四条边进行满焊,焊缝总长88cm,焊缝宽度6mm,吊放沉箱时,焊缝按抗剪验算,[τ]=125MPa。

每个吊耳承受的最大荷载为80kN,吊耳与面板间焊缝强度验算:τ=80kN/(880mm×6mm)=15.1MPa<[τ]=125MPa,满足要求。

立板与底板连接强度验算,立板与底板连接面面积A=240*20+176*10*2=8320mm2,按抗剪进行验算:τ=80kN/8320mm2=9.61MPa<[τ]=125MPaNB/T 31028-2012标准下载,满足要求。

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