深水桩基施工方案.docx
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深水桩基施工方案.docx
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深水桩基施工方案
1814-2工程
水上工作平台搭设专项施工方案
一、水上工程概况
(一)工程概况
1814-2工程水上施工的主体工程主要有主滑道、转向墩、引艇码头等。
1、主滑道:
总长210.15m,滑道顶端轨顶高程8.0m,末端轨顶高程-7.5m。
坡度1:
13.5,轨距6m,钢轨采用P43钢轨,设计要求在1m以上潮位上排。
主滑道近岸段102.27m基础处理采用爆填处理形式,上部采用轨枕道碴结构。
水下段长117.88m,采用9跨大头桩基(Φ800冲孔桩)井字梁结构。
共需架设14片重约120吨的井字梁。
其中井字梁A三片,井字梁B五片,井字梁C、D、E各一片,井字梁F两片。
极端条件下,架梁需在水下15.18米(极端高水位)处完成井字梁的安装就位。
最有利条件下也要在水下6.02米(极端低水位)处完成井字梁的安装就位。
2、转向滑轮墩:
主滑道水下段端部设转向滑轮墩,上设两个转向滑轮,结构形式为高桩混凝土墩式结构,墩下设2根直径1000的冲孔灌注桩。
转向墩盖梁需在水下安装就位。
3、引艇码头:
总长154.025m。
近岸段长60.525m,由两座长分别为30m和25m栈桥和6m×5.5m×6.6m桩基中间混凝土墩及岸边枕梁构成,中间墩下设4根1200冲孔灌注桩。
另段长93.5m,由两座36m×8m×2.4m钢筋混凝土趸船和三座8m×8m×6.5m桩基钢筋混凝土定位墩组成,墩下设5根到6根1200冲孔灌注桩。
(二)施工水文条件
本工程所在的海区的潮汐特征属正规半日潮,潮流为顺岸往复流,潮差较大,设计潮位如下(以最低理论潮面为零):
极端高水位:
7.68m
设计高水位:
6.40m
设计低水位:
0.63m
极端低水位-0.58m
施工区域极端潮位落差为8.26。
潮差引起的海水流速将影响预制构件的水下安装就位。
(三)水上工程施工方案
1、桩基工程施工
采用水上作业平台。
施工机械和人员材料须通过施工栈桥运输。
2、由于井字梁单片自重大(120吨),根据现场实际测量,滩涂面范围大部分标高较高(+4.0m以上),正常潮位,涨潮时仍然无法满足大型起重船进行吊装施工要求;
即使采用其他起重设备,从陆上预制场起吊运输井字梁,将梁片喂送到起重船,在运输衔接上也将存在诸多不确定因素,将对施工安全产生重大影响。
加之,水下安装就位要求精度高,在一个潮汐间隔时段,将难以确保梁片接送,吊装就位,起重船吊装方案无法满足工期要求,难以确保施工安全;
桩基施工时搭设的施工栈桥,对起重船的作业也会有干扰。
需在起重船作业前将其拆除。
综合以上:
本工程大部分桩基需在水上施工,故需搭设牢固、安全的工作平台和施工栈桥;同时为满足吊装120吨井字梁需要,架梁时需采用双侧施工栈桥,在施工栈桥上安装龙门吊吊运,配合潜水作业,完成精确吊装就位;为节约栈桥工程量,引艇码头水上施工栈桥由主滑道施工栈桥引接。
二、工作平台和施工栈桥的搭设
(一)工作平台
根据桩基布置的实际情况,驳岸施工平台拟搭设成L型,与滑道平台连成一体,用Ø350钢管作为灌注桩平台桩基。
钢管纵、横向间距根据桩位情况,采用4~6.5m间距布设。
主梁采用2根并排的36#工字钢,纵梁采用36#工字钢按1m间距布设。
面板用[22槽钢均按间距5mm密铺。
平台顶面标高为+9.0m。
平台四周设1.2米高钢栏杆防护。
引艇码头独立墩搭设独立平台,平台结构雷同驳岸及主滑道施工平台。
(二)栈桥的搭设
在主滑道上下游两侧各搭设一道6.5米宽标准跨径为9米的施工栈桥,为减少钢管桩上的横梁以上结构被海水侵蚀,考虑设计高水位6.40m,加2.20m浪溅影响,桥面设计标高选定为+9.0m。
栈桥结构如下:
1、基础结构为:
Ø530×8mm钢管桩基础
2、下部结构为:
I45a双排工字钢横梁
3、上部结构为:
350×150贝雷片3组纵梁
4、桥面结构为:
[22a槽钢桥面板
5、防护结构为:
Ø48×3.5mm小钢管护栏
(三)工作平台和栈桥基础钢管桩:
①、严格按设计要求的位置和标高打桩。
②、钢管桩中轴线斜率<1%L。
③、钢管桩入土深度必须大于8m。
④、当个别钢管桩入土小于8m锤击不下,且用DZ45桩锤激振2分钟仍无进尺,必须现场分析地质状况,采取双排桩或其它加强措施,以提高钢管整体稳定性。
钢管桩的清除:
工程完工后必须拔除钢管桩。
(四)栈桥、工作平台搭设结构图:
(五)栈桥和工作平台基础施工工艺流程
三、施工栈桥和水上平台计算书
(一)施工栈桥9米跨贝雷梁最不利荷载工况:
其荷载工况为下列四种最不利情况:
1.当单个龙门吊作用9m跨跨中时。
2.两个龙门吊同时作用在9m跨一跨之内时,吊点间距按8m计算。
3.履带吊作用在9m跨的一端时,履带中心间距以4m计算,履带受力长度以4m长度计算,自重以60(T)计算。
4.履带吊作用在9m跨的跨中,在钢栈桥上打平台桩基时。
以龙门吊自重40(T),梁重120(T)计算,取安全系数为1.2,进行加载。
则龙门吊每个基础点上受力50(T)以两个滚轮传递到轨道上,所以以每个滚轮承受25(T)进行计算,取安全系数1.2进行加载,两个滚轮间距以1m间距进行计算。
履带均布荷载N=P/2/4m=300000/4000=75N/m,取1.2系数进行加载。
通过midas计算软件根据结构尺寸建立模型,通过加载不同的荷载,对不同的荷载工况进行验算:
各种最不利荷载工况下的加载计算效果
1、荷载工况1.
模型整体布置如下:
桥面板验算:
20槽钢,中心间距按50cm布置。
由midas软件分析输出数据:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=112MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=38.8MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置50cm的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=6.44-6.30=0.14mm<500/400=1.25mm
满足规范要求。
分配梁计算:
I18工字钢,中心间距50cm布置,
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=81.8MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=49.1MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置50cm的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=6.44-6.25=0.19mm<500/400=1.25mm
满足规范要求。
贝雷梁计算:
贝雷尺寸为长×宽为3m×1.5m,间距为1.1m,1.4m,1.1m,1.4m,1,1m进行布置
贝雷弦杆验算:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=114.4MPa<310MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=55.3Pa<180MPa
满足规范要求。
挠度验算:
以9m计算跨径进行计算:
输出最大数据为:
fmax=6.21-1.03=5.19mm<9000/400=22.5mm
满足规范要求。
贝雷腹杆验算:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=125.6MPa<310MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
Τmax=60.7MPa<180MPa
满足规范要求。
挠度验算:
以0.7m计算跨径进行计算:
输出最大数据为:
fmax=6.14-5.91=0.23mm<700/400=1.75mm
满足规范要求。
贝雷花窗验算:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=102MPa<310MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=1.14MPa<180MPa
满足规范要求。
挠度验算:
以0.89m计算跨径进行计算:
输出最大数据为:
fmax=4.98-4.87=0.11mm<890/400=2.225mm
满足规范要求。
桩顶工字钢计算:
2I45工字钢
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=14MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=8.9MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置2.75m的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=1.52-1.03=0.49mm<2750/400=6.875mm
满足规范要求。
钢管桩计算:
钢管桩布置间距2.75m,钢管以20m长度进行计算。
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=13.9MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=0.008MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置20m的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=1.46<8000/400=20mm
满足规范要求。
基底反力计算:
N=179260N=179.26KN=17.926(T)<小于震动锤的震动力60T
2、荷载工况2.
模型整体布置图:
桥面板验算:
20槽钢,中心间距按50cm布置。
由midas软件分析输出数据:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=104MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=2.43MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置50cm的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=4.57-4.04=0.53mm<500/400=1.25mm
满足规范要求。
分配梁计算:
I18工字钢,中心间距50cm布置,
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=81MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=22.5MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置50cm的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=4.53-4.35=0.18mm<500/400=1.25mm
满足规范要求。
贝雷梁计算:
贝雷尺寸为长×宽为3m×1.5m,间距为1.1m,1.4m,1.1m,1.4m,1,1m进行布置
贝雷弦杆验算:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=123MPa<310MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=102MPa<180MPa
满足规范要求。
挠度验算:
以9m计算跨径进行计算:
输出最大数据为:
fmax=4.33-1.34=2.99mm<9000/400=22.5mm
满足规范要求。
贝雷腹杆验算:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=249MPa<310MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=12.9MPa<180MPa
满足规范要求。
挠度验算:
以0.99m计算跨径进行计算:
输出最大数据为:
fmax=4.20-4.07=0.13mm<990/400=2.95mm
满足规范要求。
贝雷花窗验算:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=149MPa<310MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=1.9MPa<180MPa
满足规范要求。
挠度验算:
以1.4m计算跨径进行计算:
输出最大数据为:
fmax=4.07-3.57=0.5mm<1400/400=3.5mm
满足规范要求。
桩顶工字钢计算:
2I45工字钢
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=27.5MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=17.8MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置2.75m的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=2.51-1.38=0.13mm<2750/400=6.875mm
满足规范要求。
钢管桩计算:
钢管桩布置间距2.75m,钢管以8m长度进行计算。
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=26.1MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=0.004MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置20m的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=2.41-0=2.41mm<8000/400=20mm
满足规范要求。
基底反力计算:
N=341070N=341.07KN=34.107(T)<小于震动锤的震动力60T
3、荷载工况3.
整体模型布置图:
桥面板验算:
20槽钢,中心间距按50cm布置。
由midas软件分析输出数据:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=129MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=37.7MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置50cm的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=4.51-4.21=0.3mm<500/400=1.25mm
满足规范要求。
分配梁计算:
I18工字钢,中心间距50cm布置,
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=111MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=50.3MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置50cm的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=4.30-4.03=0.21mm<500/400=1.25mm
满足规范要求。
贝雷梁计算:
贝雷尺寸为长×宽为3m×1.5m,间距为1.1m,1.2m,1.1m,1.2m,1,1m进行布置
贝雷弦杆验算:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=113MPa<310MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=97.7MPa<180MPa
满足规范要求。
挠度验算:
以9m计算跨径进行计算:
输出最大数据为:
fmax=4.58-0.08=4.5mm<9000/400=22.5mm
满足规范要求
贝雷腹杆验算:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=237MPa<310MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=12.1MPa<180MPa
满足规范要求。
挠度验算:
以0.99m计算跨径进行计算:
输出最大数据为:
fmax=4.47-4.04=0.43mm<990/400=2.95mm
满足规范要求。
贝雷花窗验算:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=134MPa<310MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=1.8MPa<180MPa
满足规范要求。
挠度验算:
以1.4m计算跨径进行计算:
输出最大数据为:
fmax=4.4-3.81=0.59mm<1400/400=3.5mm
满足规范要求。
桩顶工字钢计算:
2I45工字钢
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=19MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=12.5MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置2.75cm的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=1.88-1.62=0.26mm<2750/400=6.875mm
满足规范要求。
钢管桩计算:
钢管桩布置间距2.75m,钢管以20m长度进行计算。
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=18.8MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=0.0065MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置20m的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=1.72-0=1.72mm<8000/400=20mm
满足规范要求。
基底反力计算:
N=244270N=244.27KN=24.427(T)<小于震动锤的震动力60T
4、荷载工况4.
整体模型布置图:
桥面板验算:
20槽钢,中心间距按50cm布置。
由midas软件分析输出数据:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=178MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=3.24MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置50cm的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=5.79-5.52=0.27mm<500/400=1.25mm
满足规范要求。
分配梁计算:
I18工字钢,中心间距50cm布置,
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=72MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=50.0MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置50cm的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=5.79-5.45=0.34mm<500/400=1.25mm
满足规范要求。
贝雷梁计算:
贝雷尺寸为长×宽为3m×1.5m,间距为1.1m,1.2m,1.1m,1.2m,1,1m进行布置
贝雷弦杆验算:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=96MPa<310MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=50.4MPa<180MPa
满足规范要求。
挠度验算:
以9m计算跨径进行计算:
输出最大数据为:
fmax=5.77-1.29=4.48mm<9000/400=22.5mm
满足规范要求
贝雷腹杆验算:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=122MPa<310MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=5.96MPa<180MPa
满足规范要求。
挠度验算:
以0.7m计算跨径进行计算:
输出最大数据为:
fmax=5.77-5.61=0.16mm<700/400=1.75mm
满足规范要求。
贝雷花窗验算:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=65MPa<310MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=1.02MPa<180MPa
满足规范要求。
挠度验算:
以1.4m计算跨径进行计算:
输出最大数据为:
fmax=4.84-4.30=0.54mm<1400/400=3.5mm
满足规范要求。
桩顶工字钢计算:
2I45工字钢
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=13.7MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=9.57MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置2.75cm的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=1.46-1.29=0.17mm<2750/400=6.875mm
满足规范要求。
钢管桩计算:
钢管桩布置间距2.75m,钢管以20m长度进行计算。
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=13.9MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=0.007MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置20m的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=1.37-0=1.37mm<8000/400=20mm
满足规范要求。
基底反力计算:
N=173770N=173.77KN=17.377(T)<小于震动锤的震动力60T。
(二)施工栈桥12米跨贝雷梁最不利荷载工况:
其荷载工况为下列四种最不利情况:
1.当单个龙门吊作用12m跨跨中时。
2.两个龙门吊同时作用在12m跨一跨之内时,吊点间距按8m计算。
3.履带吊作用在12m跨的一端时,履带中心间距以4m计算,履带受力长度以4m长度计算,自重以60(T)计算。
4.履带吊作用在12m跨的跨中,在钢栈桥上打平台桩基时。
以龙门吊自重40(T),梁重120(T)计算,取安全系数为1.2,进行加载。
则龙门吊每个基础点上受力50(T)以两个滚轮传递到轨道上,所以以每个滚轮承受25(T)进行计算,取安全系数1.2进行加载,两个滚轮间距以1m间距进行计算。
履带均布荷载N=P/2/4m=300000/4000=75N/m,取1.2系数进行加载。
通过midas计算软件根据结构尺寸建立模型,通过加载不同的荷载,对不同的荷载工况进行验算:
各种最不利荷载下加载计算效果:
荷载工况1.
模型整体布置如下:
桥面板验算:
20槽钢,中心间距按50cm布置。
由midas软件分析输出数据:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=95.8MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=75MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置50cm的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=9.39—8.72=0.67mm<500/400=1.25mm
满足规范要求。
分配梁计算:
I18工字钢,中心间距50cm布置,
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=75MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=67MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置50cm的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=9.39-9.21=0.18mm<500/400=1.25mm
满足规范要求。
贝雷梁计算:
贝雷尺寸为长×宽为3m×1.5m,间距为1.1m,1.4m,1.1m,1.4m,1,1m进行布置
贝雷弦杆验算:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=122MPa<310MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=49.5Pa<180MPa
满足规范要求。
挠度验算:
以12m计算跨径进行计算:
输出最大数据为:
fmax=9.17-1.29=7.88mm<12000/400=30mm
满足规范要求。
贝雷腹杆验算:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=120.5MPa<310MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
Τmax=58.4MPa<180MPa
满足规范要求。
挠度验算:
以0.7m计算跨径进行计算:
输出最大数据为:
fmax=8.95-8.78=0.17mm<700/400=1.75mm
满足规范要求。
贝雷花窗验算:
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=142MPa<310MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=1.12MPa<180MPa
满足规范要求。
挠度验算:
以1.4m计算跨径进行计算:
输出最大数据为:
fmax=8.96-7.63=1.06mm<1400/400=3.5mm
满足规范要求。
桩顶工字钢计算:
2I45工字钢
强度验算:
输出最大数据为:
σmax=14.3MPa<215MPa
满足规范要求。
剪切验算:
输出最大数据为:
τmax=9.16MPa<125MPa
满足规范要求。
挠度验算:
取最不利位置2.75m的跨径进行计算
输出最大数据为:
fmax=1.92-1.42=
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- 深水 桩基 施工 方案