钢索施工便桥施工方案Word下载.docx
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40×
40钢丝编网,桥面横梁采用Φ48×
3.5普通钢管。
2.1人行便桥设计依据
1、《公路桥涵施工技术规范》(JTGT/F50-2011);
2、《钢结构设计规范》(GB50017-2003);
3、《路桥计算手册》。
2.2材料参数
人行便桥采用承重索、扶手绳等材料参数如下表所示。
人行便桥主要材料参数表
序号
名称
型号
规格
单位重量
(kg/m)
力学性能
备注
1
承重索
Φ32
6×
37s+IWR
1670MPa
4.28
最小破断拉力:
f=608KN
Ek=75600MPa
2
扶手绳
Φ24
37s+FC
2.19
f=317KN
3
牵引索
Φ19.5
1.52
f=220KN
4
门架
I18
Q235
24.1
容许弯拉应力:
[σ]=215MPa
容许剪应力:
[τ]=125MPa
截面积A=30.6cm2
抗弯惯性矩
W=185cm3
5
钢丝面网
Φ6×
40
22.2
满足使用要求
6
钢丝侧网
Φ3×
30×
30
4.5
满足防护要求
7
横梁
Φ48×
3.5
1.47
不参与受力
按顺桥方向均布荷载考虑
8
过桥混凝土输送管管
Φ125×
13.37(38.73)
括弧内为有砼态下单位质量
9
地锚
4×
C25
32m3
锚固作用
每岸各一个
计算中质量重力换算偏安全考虑,取重力加速度
。
2.3承重索验算
承重索为主要承重构件,顶面安装面网供人行走,其承载能力与其垂度相关。
承重索的垂度愈小,张力愈大,承载能力就愈低;
反之,增大承重主索垂度,就能提高其承载能力。
本桥主要供人行走,取工作垂度
,采用抛物线理论近似计算方法。
1、承重索荷载计算
承重索承担荷载主要为均布荷载,具体如下所示:
承重索自重:
;
钢丝面网荷载:
;
横梁荷载:
人群荷载:
假设有10人均匀过桥,且考虑在跨中设2人集中荷载,则人群荷载为均布荷载(
)+集中荷载(
);
混凝土输送管荷载:
考虑混凝土泵送冲击力,则
由以上得到,承重索计算荷载如下:
均布荷载考虑两岸高差c=8m为:
,
跨中集中荷载考虑冲击系数1.2后为:
2、承重索索力计算
承重索主跨
,跨中垂度
,两岸高差
,根据抛物线理论其水平张力H为:
由此其最大拉力Tmax为:
3、承重索破断拉力验算
承重索安全系数K1为:
(一般要求)。
4、承重索应力验算
承重索在滑轮处的弯曲直径Dmin约为0.3m,考虑支座索鞍局部作用承受弯曲应力,承重索最大应力为:
因此其安全系数K2为:
通过以上计算,承重索满足强度要求,可以使用。
2.4扶手绳索验算
扶手绳主要起到侧面防护作用,距离承重索高度为1.2m,工作垂度与承重索相同为
,采用抛物线理论近似计算。
扶手绳与承重绳之间安装钢丝网,其重量由扶手绳承担。
1、扶手绳荷载计算
扶手绳承担荷载主要为均布荷载,具体如下所示:
扶手绳自重:
由以上得到,扶手绳计算荷载如下:
2、扶手绳索力计算
扶手绳主跨
3、扶手绳破断拉力验算
扶手绳安全系数K1为:
4、扶手绳应力验算
扶手绳在门架顶转索点的弯曲直径Dmin径约为0.6m,考虑支座索鞍局部作用承受弯曲应力,扶手绳最大应力为:
通过以上计算,扶手绳满足强度要求,可以使用。
2.5门架验算
门架采用I18型钢制作,立杆伸出地面高度为1.2m,埋入地底深度为2m,其基坑位置设在岩石处,并浇筑C25混凝土密实。
门架地面位置设置一道横梁,并用钢板制作4个槽口,作为承重索转索鞍。
门架立杆顶部用钢板制作扶手绳索鞍,扶手绳经过门架锚固在地锚位置。
根据结构特点,承重索支撑点位置由于和地面接触,因此型钢不会产生较大变形,在此不作计算。
立杆顶面支撑扶手绳,扶手绳会对门架产生弯曲作用力,在此主要计算扶手绳对门架的弯曲作用。
1、门架作用力计算
门架的弯曲作用力,主要为扶手绳对门架产生的竖向力V和弯矩M。
(1)、竖向力V计算
根据便桥布置,扶手绳对门架产生的最大竖向力V为:
跨中方向钢丝绳产生竖向力V1+边跨方向钢丝绳产生竖向力V2。
其中中跨处竖向力V1为:
边跨考虑绳子拉力传递性,且近似无垂度,因此边跨处V2为:
则竖向力
(2)、弯矩M计算
扶手绳对门架的弯矩M由中跨和边跨水平分力H产生,计算如下:
2、门架应力计算
门架应力由正应力和弯曲应力组成,考虑到压杆稳定性,查表的I18长细比为:
因此轴心受压构件稳定系数φ查表为:
则门架应力为:
弯压应力和剪切应力值均小于容许应力值,满足受力要求。
门架变形不作要求,在此不再计算。
2.6地锚验算
便桥地锚采用重力式锚固,每个地锚尺寸为4m×
4m×
2m,采用C25混凝土浇筑32方,浇筑混凝土后总质量为76.8t。
在岩石处采用人工爆破开挖基坑,其基坑开挖约32m3。
地锚基坑成型后,底部铺设1层Φ16×
200×
200钢筋网,并将20根Φ28钢筋锚杆打入基岩1m深,再浇筑混凝土。
浇筑时注意将锚固用的吊环埋入地锚内,埋深度需达到1.5m以上,尽量接近底层钢筋网。
计算图示如下。
地锚主要承受承重绳和扶手绳索拉力,通过埋入地锚的千斤头实现拉力传递。
根据上述计算结果,承重索最大拉力T1=300.10KN,扶手绳最大拉力为T2=2×
20.80=41.60KN。
根据计算图示,地锚承受的水平力和竖向力分别为:
每根锚杆的抗剪力为100KN,则地锚的抗滑系数Ks为:
地锚最不利是以A点为转点倾覆,假设基坑岩壁不参与作用,则地锚抗倾覆系数Kt由下式计算:
(一般规定)
由以上结果得知,锚碇稳定性满足受力要求,可以使用。
2.7牵引索验算
牵引索主要起到牵引承重索和扶手绳过河作用,不通过门架,绳索直接装入到卷扬机滚筒内,工作垂度定为
=6m,采用抛物线理论近似计算。
1、牵引索荷载计算
牵引索承担荷载主要为自身重力和一半过河绳索质量(按集中荷载计),单根绳索中承重索最重,则牵引索计算荷载具体如下所示:
牵引索绳自重:
一半过河承重索荷载:
2、牵引索力计算
牵引索使用主跨
3、牵引索破断拉力验算
牵引索安全系数K1为:
结果表明,牵引索受力满足要求,可以进行牵引作业。
2.8其他构件
钢丝面网、滑轮、手拉葫芦等均为标准产品,满足使用功能,不再计算。
桥面横梁只起稳定作用,不参与受力,不作计算。
根据以上计算,5t卷扬机足够使用,不再作起重性能验算。
三、施工准备
3.1施工进度计划
人行便桥在材料、设备和人员到齐后立即开工,从地锚施工开始到面网铺设完成,预计工期为20天。
人行便桥施工计划:
2013年12月20日开工~2013年1月10日完工。
3.2材料设备计划
据人行设计图纸,牵引索、承重索和扶手绳为我公司的自有材料,将从公司材料库房转运至工地现场。
人行桥的桥面网为新购,将从专业生产厂家采购。
单柄滑轮、绳卡、地锚千斤头、门架型钢、横梁钢筋选用工地现场存放材料。
安装牵引索、承重索和扶手绳的卷扬机、手拉葫芦等设备采用自有的设备。
地锚混凝土将就近采购商品混凝土浇筑,混凝土标号C25。
3.3人员组织计划
为保证人行便桥施工顺利完成,我部成立了以项目经理为组长,从项目部工程技术部门、机料科、测量组和安技科抽调人员协同工区技术人员完成便桥施工,为便桥施工提供技术和材料保障。
主要管理人员配备如下表:
人行便桥施工主要管理人员组成
姓名
职务
技术职称
主要工作分工
朱华
项目经理
高级工程师
全面负责梨新大道工程施工工作
卢登甫
项目总工
负责质量技术成本工作
李思佳
质检部部长
工程师
负责梨新大道工程现场管理工作
张熙平
工区长
负责甘河沟大桥现场管理工作
赵伟
副总工
负责甘河沟大桥现场技术工作
王万凯
安技科长
负责甘河沟大桥现场安全工作
邰天华
测量技术员
负责甘河沟大桥现场测量工作
3.4劳动力及机械设备安排
为保证人行便桥施工能按期完成,我部将优先保证投入便桥施工所需的设备,便桥施工所需材料、设备和劳动力数量如下表:
人行便桥施工设备材料人力一览表
序号
项目
劳力(人)
设备
地锚施工
10
6m3空压机2台
凿岩机2台
气管50m
除渣手推车2辆
C25混凝土64方
钢筋1000kg。
牵引索架设
5t卷扬机2台
10t手拉葫芦4个
绳卡5个
10t滑轮3个
Φ19.5钢丝绳300m
承重索架设
绳卡40个
20t滑轮3个
Φ32钢丝绳550m。
扶手绳架设
绳卡20个
Φ24钢丝绳265m。
I18工字钢300kg
面网、侧网铺设
Φ6钢丝网800m2
3.5钢管200kg
扣件60个
测量
全站仪1台
合计
48
3.5测量准备
人行便桥测量主要控制承重索垂度,由于为临时工程垂度控制误差可以为±
50mm以内,横向水平高差需控制在10mm以内。
在施工准备阶段我部用全站仪进行导线控制测量,并利用加密控制点进行人行便桥测量定位工作。
利用布置的高程控制网放样便桥的线形,需在承重索主跨的1/2处做好标记,测量高程,保证便桥的垂度达到要求。
承重索线形测量在面网铺设前进行,通过手拉葫芦调整锚固位置,达到承重索线形调整。
当测量中部垂度满足要求后,且横向水平高差满足要求,立即锚固承重索。
四、人行便桥架设方案
人行便桥架设方法与便桥架设方法相似,主要分为:
施工放样→地锚施工→门架施工→牵引索架设→承重索架设→扶手绳架设→面网铺设→侧网铺设。
人行便桥施工工艺流程图如下所示:
人行便桥施工工艺流程图
4.1地锚施工
人行便桥地锚每岸各设一个,宜选在岩石处开挖地锚。
每个地锚尺寸为4m×
2m,其基坑开挖约32m3。
由于机械设备难以到达地锚处,其基坑采用人工开挖。
开挖至基底后,人工清槽,确保基坑底部平整清洁。
200钢筋网,再浇筑混凝土。
4.2型钢门架施工
人行便桥门架采用I18型钢制作,预先在绳索的支撑点上开挖预埋槽口,并将型钢插入到槽内,并浇筑混凝土。
在地面位置横向设一根横梁,作为承重索的转索点。
门架立足高约1.2m,顶端焊接1cm厚钢板封顶,作为扶手绳子转索点。
每个转索点均制作一个侧板固定钢丝绳位置。
4.3牵引索施工
牵引索过河采用在河底对接的方式,牵引索先从两岸主墩位置单根下放到河底,然后人工下到河底,利用卸扣将两根钢丝绳端头对接。
在两岸上用5t卷扬机收绳从河底拉起牵引索,然后由一岸将钢丝绳端头收回到卷扬机滚筒内,至此完成往复式牵引系统。
4.4承重索施工
承重索采用循环式,采用一根Φ32钢丝绳循环绕线变成4根Φ32承重绳。
先在一岸将承重索绳头捆绑到牵引索上,利用牵引索将承重索带过河到对岸。
承重索的绳头绕过预先锚固在地锚上的20t单柄滑轮后,再绑在牵引索上过河回到出绳岸,绳头再绕过锚固在地锚上的20t单柄滑轮后,再牵引回对岸,如此往复将承重索架设完成。
此后便可进行承重索线形调整,通过手拉葫芦收、放绳方式逐渐将承重索调整到位并锚固。
4.5扶手绳施工
扶手绳架设方式同承重索,注意调整其与承重索之间的间距到1.2m。
线形调整好后,将其利用手拉葫芦锚固于地锚上。
4.6面网及侧网铺设
面网和侧网在扶手绳架设完成后进行,一般从两岸向跨中铺设。
每铺设10m即用短钢钢管将其横向固定在承重索和扶手绳上,保证使用时绳索位置的稳定性。
面网和侧网的搭接长度应保证10cm,以免使用时网格脱落。
4.7浪风绳安装
为保证便桥使用过程中的稳定性,在便桥中跨1/3和2/3处安装Φ16浪风绳,减小便桥使用过程中晃动幅度。
浪风绳利用钢筋直接锚固在便桥两岸岩石上,与便桥夹角约45度。
五、质量保证措施
人行便桥架设的关键是承重绳架设及垂度调整,在承重绳架设之前,精确测量承重绳预埋件的标高和水平距离,据此确定便桥的垂度。
在进行便桥承重绳垂度调整时,对锚固手拉葫芦进行调整,使得便桥每根承重绳垂度相同。
为了保证便桥的架设质量,对每一道施工工序进行严格检查,使得所用连接构件,组装构件符合设计要求,并由质检工程师检查合格后才能进行下一道工序的施工,尽可能将隐患消除再施工之前,建立自检、互检、交接检检测制度,完善每一道工序的检查。
建立严格的组织管理制度,进行严密的现场组织管理,充分反映施工组织设计意图,细化每一个工序的操作内容,经过反复比较,确定合理施工方式,以次来保证整个便桥架设工作顺利进行,并使其质量得到很好的控制。
质量保证体系见附件。
六、安全保证措施
为保证便桥使用安全,我部成立安全小组,以项目经理为组长,配置专职和兼职安全员监督现场施工和使用;
施工现场设置明显的安全警示标志和安全维护设施;
班前进行安全培训,增强员工的安全意识;
定期对便桥进行检查。
整个便桥架设工作,大部分属于高空作业,在施工过程中,尤其注意高空作业的安全保护工作。
安全保证体系见附件。
具体要求如下:
(一)、便桥使用前,应对承重索,连接构件,地锚,浪风绳,门架型钢,扶手绳等部位进行全面检查,安装不合格的连接件必须更换,检查验收合格后才能投入使用。
在使用过程中,还需要对重要的部位进行定期检查;
(二)、便桥使用时同时通过人数禁止高于10人,切不得在便桥上聚群,便桥同一点的人数不得多于2人;
(三)、便桥两岸均设置明显的安全标志标牌,禁止非施工人员通过便桥;
(四)、需携带工具过桥的,工具总重量不得超过50kg;
(五)、每天下班时,必须将便桥入口封锁,不得在夜间使用便桥;
(六)、大风天气(六级以上)不得使用便桥。
七、环境保护、文明施工措施
7.1环境目标
确保国家、地方有关环保法律、法规标准及业主要求得到有效识别和贯彻执行。
7.2环境保护体系和制度
1、环境保护体系
详见附件。
2、环境保护制度
(1)建立、健全施工环境管理体系和各项环境管理规章制。
(2)落实环保工作和责任,随时检查日常施工,发现问题及时纠正。
(3)根据不同的施工阶段及时调整环保工作内容,保证工作质量。
(4)定期对环境保护工作进行检查并记录检查结果。
7.3环境保护措施
1、在机械化施工过程中,要尽量减少噪音、废气、废水及尘埃等的污染,以保障人民的健康,运转中尘埃过大时要及时洒水。
2、对清理场地的表层腐植土,砍伐的荆棘丛林等废料,要运至指定的地点进行废弃。
3、清理施工机械、设备及机械的废水、废油等有害物质以及生活污水,不得直接排放与河流、池塘或其他水域中,也不得倾倒于饮用水源附近的土地上,以防污染水源和土壤。
4、对位于河道处的施工点修建挡渣墙,防止建筑垃圾倾倒入河中。
5、建筑垃圾禁止随地丢弃,必须运至指定地点集中处理。
6、路基弃方,在施工完成后进行绿化处理。
7.4文明施工管理措施
进行文明施工教育,增强文明施工意识,树立企业文明施工形象。
及时完成“三通一平”,创造良好的施工环境,建设文明工地。
施工现场设置“九牌二图”,标明建设项目名称、勘察设计、施工监理、施工单位名称和责任人。
机械设备停放有序,施工车辆在道路上行驶要遵章守纪,文明驾驶,礼让三先,保证交通安全和施工安全。
工地始终做到整洁有序、文明施工、工完料尽,保护当地水资源和建筑物,避免造成损失。
7.5水土保持的措施
保护生态环境,做好水土保持工作,加强对施工人员的教育和管理,严格遵守国家及地方政府的有关法规、条例。
建立健全水土保持保证体系,坚持“预防为主,综合防治,全面规划”原则,抓住水土保持工作重点,有针对地采取措施,确保不污染和破坏水源、植被和土地。
施工中尽量减少植被破坏,废弃的砂、石、土必须运至规定的地点堆放。
工程竣工后,生活、生产用地等,必须进行复耕或植树种草,同时修建好排水系统,防止水土流失。
路基工程优先安排排水设施施工,边坡植草、护坡等水土保持工程随主体工程施工,以防雨水冲刷造成水土流失。
附图一
质量保证体系框图
附图二
安全保证体系框图
附图三
环境保护体系框图
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