水上钢平台施工方案.docx
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水上钢平台施工方案
钱塘江“水上巴士”码头工程滨江站
钢
平
台
施
工
方
案
浙江省第一水电建设集团
钱塘江“水上巴士”码头工程滨江站项目部
二OO八年六月六日
一、工程概况
“水上巴士”滨江点位于钱塘江南岸的滨江区的闻涛路北侧,西兴大桥和复兴大桥间的江滨公园射潮广场上游440m处。
该站点为第一码头南岸复建工程,复建二个25m×7m码头平台,后接60m长钢筋砼栈桥。
该站点防洪堤为斜坡式防洪堤,栈桥基础直接设置在斜坡防洪堤上,栈桥采用3跨20m现浇预应力砼连续梁结构。
1.1水文
本工程潮位特征如下:
最高潮位:
7.61m平均高潮位:
4.31m
平均潮位:
3.97m平均低潮位:
3.63m
警戒水位:
6.82m最低潮位:
2.01m
潮涌:
本工程地点潮涌较大,最大潮高2.50m左右。
1.2地质
本工程按其成因、物理力学性质等可将地基分成6层8亚层,。
其中码头桩基要求深入6-2细砂层。
二、平台设计
本工程水上钢平台基础采用钢管桩(φ550)基础,贝雷架上部结构,顶部铺设工字钢轨道作为桩机行走平台。
钢管桩间I30工字钢作为承重梁联接,分部梁为单排单层的贝雷架结构,钢管间加固采用14号槽钢焊成的桁片焊接。
2.1平台顶高程
由于钢平台使用时间短,主要施工时段为农历5、6月份,使用期间潮汛不大,根据最高潮位7.61m,平台顶设计高程为7.5m,可满足施工使用。
2.2钢管桩入土深度
本工程水上平台主要作为桩机施工平台施工,施工荷载约10吨,加上平台自重,经计算单根桩承载力约10吨,钢管桩设计入土深度大于5m,满足承载力要求。
二、施工流程
三、施工工艺
3.1钢管桩打设
钢管桩打设前,需先进行放样定位,并测定平台底河床高程,桩顶高程根据平台顶高程推算约6.0m。
打设采用定位驳船上停放振动式打桩机施工,打设时根据河床底高程,根据桩长推算出桩顶控制高程进行施工控制。
施工完钢管桩超出部分用气割予以割除,不够长的进行接桩,接桩采用焊接,要求满焊,并用6mm钢板对焊缝进行焊接加固。
3.2纵向I30工字钢联接
钢管桩施工完毕后,桩顶进行破口割除,将I30工字钢嵌入钢管缺口中,点焊固定,然后对工字钢和钢管底部接口用200×300×20的肋板进行满焊加固。
3.3钢管桩加固
钢管桩纵向加固直接采用14号槽钢联接,横向加固由于跨度较大(8.9m),采用14号槽钢焊接成桁片结构进行加固,与钢管桩之间连接均采用焊接。
3.4贝雷架铺设、固定
分部梁为单排单层的贝雷架结构,贝雷片与承重梁I30工字钢之间采用U型螺栓固定,贝雷片之间采用14号槽钢和钢轨固定,片与片之间用剪刀撑加固。
四、质量、安全
1、钢管桩入土深度必须满足设计要求,以保证整体承载力符合施工要求。
2、所有接头质量必须达到焊接质量要求,防止局部漏焊的存在。
3、桩位定位必须准确,钢管桩打设时误差应小于20cm,以保证下步承台砼施工时钢套箱能沉放到位。
4、平台搭设完成,钻机就位后,钻孔初期应加强平台稳定性观测,如发现异常,及时停止施工,采取措施加固。
5、平台搭设完成后,应加强夜间照明警示,防止过往船只碰撞平台。
6、平台外侧打设4根钢管桩,作为系船柱,防止船只直接碰装平台。
7、作业人员一律佩带安全帽、安全带,并穿戴救生衣。
8、平台搭设完毕后,操作平台应用轻轨搭设木板平台和栏杆。
五、工期
施工时间:
2008.6.10—2008.6.30
六、机械、人员投入
6.1机械投入
船吊1艘、电焊机3台、运输船1艘、打桩船1艘、全站仪1台、2吨手拉葫芦2只。
6.2人员投入
计划投入人员15人,其中管理技术人员3人、电焊工3人、起重工2人。
钢平台结构受力验算
一、钢平台荷载形式
根据施工现场实际情况,栈桥荷载形式如下:
贝雷片单片重量 0.27t
GPS150回旋钻机8t
单桩钢筋笼2.8t
导管2t
二、栈桥贝雷片承载力计算
栈桥贝雷片承载力分两种工况进行计算,分别为钻孔作业和钻机移位位于跨中。
1、钻孔作业
计算简图如下:
集中荷载Q=ka×(8+2.8+2)=15.36t
ka——冲击系数,取1.2
分布荷载q=(0.27×2+0.3)÷3=0.28t/m
跨度L=20m
最大弯矩Mmax=M集中+M集中=13.06×3+(0.28×202)÷8=39.18+14=53.18t.m<[M]=168.75t.m(加强型单排单层结构)
最大剪力Qmax=13.06+0.28×20÷2=15.86t<[Q]=24.52t(加强型单排单层结构)
经计算,满足强度要求。
2、移位于跨中时
计算简图如下:
集中荷载Q=ka×8=9.6t
ka——冲击系数,取1.2
分布荷载q=(0.27×2+0.3)÷3=0.28t/m
跨度L=20.0m
最大弯矩Mmax=M集中+M集中=4.8×10+(0.28×202)÷8=48+14=62t.m<[M]=168.75t.m(加强型单排单层结构)
最大剪力Qmax=4.8+0.28×20÷2=7.6t<[Q]=24.52t(加强型单排单层结构)
经计算,满足强度要求。
三、钻机轨道承载力计算
当钻机位于轨道中间时,该工况为最大工况,其计算简图如下:
集中荷载Q=ka×(8+2.8+2)÷2=7.68t
ka——冲击系数,取1.2
跨度L=4.0m
最大弯矩Mmax=M集中=3.84×2=7.68t.m
σ=Mmax/W=7.68×
÷(4×102)=1882kg/cm2<[σ]=2100kg/cm2
选用4根14号工字钢作为行走轨道(两根、两根拼成轨道),经计算,满足强度要求。
四、平台贝雷片承载力计算
贝雷片承载力分两种工况进行计算,分别为钻孔作业和钻机移位位于跨中。
1、钻孔作业
计算简图如下:
集中荷载Q=ka×(8+2.8+2)÷4=3.84t
ka——冲击系数,取1.2
分布荷载忽略不计
跨度L=9m
最大弯矩Mmax=2.56×3=7.68t.m<[M]=39.4t.m(单排单层结构)
最大剪力Qmax=2.56+3.84=6.4t<[Q]=12.26t(单排单层结构)
经计算,满足强度要求。
2、移位于跨中时
计算简图如下:
集中荷载Q=ka×8÷4=2.4t
ka——冲击系数,取1.2
分布荷载忽略不计
跨度L=9m
最大弯矩Mmax=2.4×3=7.2t.m<[M]=39.4t.m(单排单层结构)
最大剪力Qmax=2.4t<[Q]=12.26t(单排单层结构)
经计算,满足强度要求。
五、纵向I30工字钢承重梁承载力计算
计算简图如下:
根据平台贝雷片承载力计算,当钻机作业时,承重梁集中荷载最大。
钻机荷载:
2.56+3.84=6.4t
上部平台自重:
0.27×4+0.3=1.38t
集中荷载Q=6.4+1.38=7.78t
分布荷载忽略不计
跨度L=4m
最大弯矩Mmax=3.89×2=7.78t.m
σ=Mmax/W=7.78×
÷534=1456.9kg/cm2<[σ]=2100kg/cm2
经计算,选用30号工字钢作为承重梁,满足强度要求。
六、单桩最大需承力计算
1、单桩最大需承力
钻机作业时施工荷载显然大于桩机移位时施工荷载,因此计算时只需钻机作业时与上层结构自重荷载组合时的工况,此时该侧桩的承载力最大。
计算简图如下:
根据平台贝雷片承载力计算,当钻机作业时,承重梁集中荷载最大,集中荷载Q=6.4+1.38=7.78t
分布荷载忽略不计
跨度L=4m
最大承载力P=0.688×7.78×2=10.7t
2、钢管桩入土深度
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024-85第4.3.2条
[P]=(U∑aiLiτi+amAσR)/k
式中:
u—周长u=1.727m,桩径55cm
k—安全系数,取k=1.55
τ—极限侧磨阻力,取下限25KPa
A— 桩的截面积,A=0.2374m2
Li—各土层厚度,入土深度5m,扣除冲刷层1m,取4m
ai、a—分别为震动沉桩对各土层桩周摩阻力荷桩底承压力影响系数,锤击沉桩取1.0
σR—桩尖处土的极限承载力,取100KPa
m—开口桩桩尖承载力影响系数,取0.696
[P]=(1.727×4×25+0.696×0.2374×100)/1.55=12.2t>10.7t
取桩的入土深度为泥面以下5m(包含冲刷1.0m),满足承载力要求。
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