现浇墩台方案.docx
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现浇墩台方案
XXX码头工程(引桥)
现浇墩台施工方案
XXX项目部
二零一零年七月一日
XX码头工程
施工单位:
XX
施工负责人:
XX(项目经理,高级工程师)
施工技术负责人:
XX(项目总工,工程师)
XX码头工程
引桥现浇墩台帽施工技术方案
编制单位:
XX码头工程项目经理部
审核人:
XX(项目经理,高级工程师)
主编人:
XX(项目总工,工程师)
参编人:
XX(项目副经理,高级工程师)
XX(质检部部长,工程师)
编制日期:
2010-6
XX码头工程(引桥)
现浇墩台施工方案
1编制依据
1.工程设计与施工合同;
2.工程施工图;
3.交通部《水运工程混凝土施工规范》JTJ268-96;
4.交通部《水运工程混凝土试验规程》JTJ270-98;
5.交通部《海港混凝土结构防腐技术规范》JTJ275-2000;
6.交通部《水运工程测量规范》(JTJ203-2001);
7.《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T18314-2001);
8.交通运输部《水运工程质量检验标准》JTS257-2008;
9.交通运输部《水运工程施工安全防护技术规范》JTS205-1-2008。
2现浇墩台工程概述
本工程引桥总长度为3714.2m,标准桥宽15.50m,共100跨,101个墩台帽。
墩台自围垦区向海侧分别采用以下形式布置:
0#~40#墩采用Φ1500mm钻孔灌注桩桩基(除25#、26#墩桩基数量为4根、其余均为3根),共40个桥墩,1个桥台;各墩台帽的长×宽×高分别为0#墩:
15.5m×2.1m×1.8m,1#~24#、27#~40#墩:
15.1m×2.1m×1.8m,25#、26#墩:
20.1m×2.1m×1.8m。
41#~80#墩采用Φ1000mmPHC管桩(除50#、51#、75#、76#墩桩基数量为8根、其余各墩桩基均为6根),计40个墩;41#~49#、52#~74#、77#~80#墩帽长×宽×高为15.1m×4.5m×2.0m,50#、51#、75#、76#墩帽长×宽×高为20.1m×4.5m×2.0m。
81#~90#墩采用8根Φ1000mmPHC管桩,共10个墩,墩帽长×宽×高为15.1m×4.5m×2.0m。
91#~99#墩采用3根Φ1000mmPHC管桩基础,共9个墩,其长×宽×高分别为16.2m×2.0m×1.5m。
100#与码头接口为喇叭口墩式结构,采用11根PHC管桩基础,其断面尺寸为25.0/16.2m×15.18(平均)m×1.50/2.55m。
所有墩台帽砼强度等级均采用C40,混凝土表面均需进行防腐处理。
本工程墩台计划2010年6月底先按90#→100#墩的顺序进行墩帽施工,然后再按89#→0#的顺序依次进行墩台帽施工,计划在2011年6月上旬完成所有墩台帽施工。
3现浇混凝土墩台帽施工工艺流程
4主要施工方法
4.1测量工程
本工程高程系统采用当地最低理论潮面。
各种基准面关系如下图所示:
基本水准点
3.31m
平均海平面
0.30m
黄海基面
0.164m
废黄河零点
3.04m
3.34m
当地理论最低潮面
由上图得知:
某点的当地理论最低潮面高程值=某点的黄海基面(1956黄海高程)高程值+3.04m+0.164m=某点的黄海基面(1956黄海高程)高程值+3.204m。
根据现行规范规定,XX省地区C级GPS网采用高程系统为1985国家高程基准,该换算关系为:
某点的黄海基面(1956黄海高程)=某点的1985国家高程基准高程值+0.029m。
由以上关系可以得出:
某点的当地理论最低潮面高程值=某点的1985国家高程基准高程值+3.204m+0.029m=某点的1985国家高程基准高程值+3.233m。
坐标系统采用1954北京坐标系统(中央子午线123度),考虑施工区域经度在121度30分左右,用中央子午线123度BJ54坐标系统会产生较大的高斯投影变形,不能满足规范要求。
故本工程坐标系统将需转换为中央子午线121度30分的1954北京坐标系统。
4.2现浇引桥墩台帽承重结构设计
现浇墩台的承重结构,PHC管桩均拟采用钢抱箍承受荷载,上安[36a槽钢围囹,[36a槽钢:
Wx=截面模量Wx=659672mm3、Ix=惯性矩Ix=118741000mm4;截面面积A=6089mm2;单位重量47.8Kg/m,槽钢弹性模量Es=2.1×105N/mm2,Q235型钢容许强度N=170MPa;木围囹采用10*15cm木方,弹性模量E=1×104MPa,容许强度N=10MPa,底板采用1.5cm厚胶合板;施工均布荷载取q=3kN/m2。
1)钢抱箍承载力计算
钢抱箍的设计原理是在PHC管桩上的适当部位安装钢抱箍,利用高强螺栓拉紧钢抱箍,依靠钢抱箍与PHC管桩之间的静摩擦力承受支现浇混凝土墩台自重及施工荷载。
其结构形式为两个半圆形的钢板,通过连接板上的螺栓连接在一起,使钢板与墩身紧密贴合,能够承受相应的重量而不产生变形。
安装时可在抱箍与墩柱之间夹一层土工布,起到增加摩擦力和保护墩柱的作用。
A型钢抱箍:
高30cm,10mm厚Q235钢板,6根Ф30高强8.8级螺栓,有钢耳。
B型钢抱箍:
高25cm,10mm厚Q235钢板,4根Ф30高强8.8级螺栓。
钢抱箍与混凝土PHC管桩之间的摩擦力计算:
f=μN
式中, f―为抱箍与墩柱间的最大静摩擦力;
N―为抱箍与墩柱间的正压力;对A型钢抱箍,N=6*250=1500kN;对b型钢抱箍,N=4*250=1000kN
μ―钢抱箍与砼墩柱的静摩擦系数,μ=0.42
故A型钢抱箍:
f=μN=0.42*1500=630kN,考虑安全系数取2,则A型钢抱箍
承载力:
630/2=315kN,取300kN
故A型钢抱箍:
f=μN=0.42*1000=420kN,考虑安全系数取2,则A型钢抱箍
承载力:
420/2=210kN,取200kN
2)引桥1#~40#墩,(1#~24#,27#~40#墩帽断面尺寸为:
2.1*1.8*15.1m,25#、26#断面尺寸:
2.1*1.8*20.1m)
A、荷载计算:
墩台自重:
q1=2.1×1.8×25=94.5kN/m
施工荷载:
q2=3×2.1=6.3kN/m
合计荷载:
q=q1+q2=100.8kN/m
计算简图(荷载单位:
kN/m,长度单位:
m)
经计算,支座反力:
R2=R4=435.6kN;R3=651.0kN
B、钢抱箍选择
均采用钢抱箍,两边桩选用A+B型,承载力为500kN,中间桩选用A+2B型,承载力为700kN。
C、钢围林选择:
选用4[36a槽钢。
强度校核:
M中max=ql2/8=100.8*5.82/8=423.9kN*m
M悬max=ql2/2=100.8×1.752/2=154.35kN*m
σ=Mmax/4W=423.9×106/(4×659672)=160.6MPa<170MPa,满足要求。
刚度校核:
跨中:
fmax=5×ql4/384×EI=5×100.8×5.804/384×4×24935.61
=0.015m>L/400=5.8/400=0.0145m,稍大,可以设置1公分预拱。
悬臂:
fmax=qm3l(4+3λ)/24×EI
=100.8×1.753×5.8×(4+3×1.75/5.8)/24×4×24935.61
=0.006m>L/400=1.75/400=0.004375m,稍大,可以设置5mm的预拱。
D、承重木格栅结构设计
选用10×15cm木格栅,按@=25cm计算
W=bh2/6=100×1502/6=375000mm3,I=bh3/12=100×1503/12=28120000mm4
验算如下:
荷载计算:
q1=0.25×1.8×25=11.25kN/m,q2=0.25×3=0.75kN/m,q=q1+q2=12kN/m,计算跨度:
跨中,L中=1.5m,悬臂,L悬=(2.1-1.5)/2=0.3m。
弯矩计算:
Mmax=1/8ql2=12×1.52/8×=3.375kN*m
强度验算:
σ=Mmax/W=3.375×106/(375*103)=9MPa<10MPa,满足要求。
刚度验算:
跨中:
fmax=5×ql4/384×EI=5×12×1.504/384×281.2
=0.003m<L/400=1.5/400=0.004cm,满足要求。
悬臂:
fmax=qm3l(4+3λ)/24×EI=12×0.33×1.5×(4+3×0.3/1.5)/24×281.2
=3.3*10-4m=0.33mm<L/400=0.75mm,满足要求。
故选用10×15cm木格栅,间距@=25cm。
3)引桥41#~80#墩,(不含50#、51#、75#、76#墩,其余墩断面尺寸:
4.5*2.0*15.1m)
A、荷载计算:
墩台自重:
q1=4.5×2.0×25=225kN/m
施工荷载:
q2=3×4.5=13.5kN/m
合计荷载:
q=q1+q2=238.5kN/m
计算简图(荷载单位:
kN/m,长度单位:
m)
经计算支座反力:
R2=R4=1102.3kN,R3=1396.8kN,单桩承载力分别为551.2kN和698.4kN。
B、钢围囹选择:
选用10[36a槽钢。
强度校核:
M中max=ql2/8=238.5*5.552/8=918.3kN*m
M悬max=ql2/2=238.5×2.02/2=477kN*m
σ=Mmax/10W=918.3×106/(10×659672)=139.2MPa<170MPa,满足要求。
刚度校核:
跨中:
fmax=5×ql4/384×EI=5×238.5×5.554/384×10×24935.61
=0.012m<5.55/400=0.014m
悬臂:
fmax=qm3l(4+3λ)/24×EI
=238.5×23×5.55×(4+3×2/5.55)/24×10×24935.61
=0.009m>L/400=2/400=0.005m,稍大,可以设置10mm的预拱。
满足要求。
C、分配梁计算
选用4[36a槽钢,将最大支座反力简化成线性荷载计算,则最大线荷载为1396.8/4.5=310.4kN/m。
其计算简图为:
(荷载单位:
kN/m,长度单位:
m)
经计算,支座反力:
R2=R3=698.4kN,故钢抱箍选用A+2B,可承载力为800kN。
最大弯矩:
Mmax=ql2/2=310.4×1.22/2=223.49kN*m
强度校核:
σ=Mmax/2W=223.49×106/(4×659672)=84.7MPa<170MPa,满足要求。
刚度校核:
跨中:
fmax=5×ql4/384×EI
=5×310.4×2.14/384×4×24935.61=7.8*10-4m<2.1/400=0.00525m
悬臂:
fmax=qm3l(4+3λ)/24×EI
=310.4×1.23×2.1×(4+3×1.2/2.1)/24×4×24935.61
=0.0026m 满足要求。 D、承重木格栅结构设计 选用10×15cm木格栅,按@=25cm计算,W=bh2/6=100×1502/6=375000mm3,I=bh3/12=100×1503/12=28120000mm4 验算如下: 荷载计算: q1=0.25×2×25=12.5kN/m q2=0.25×3=0.75kN/m q=q1+q2=13.25kN/m 计算跨度: 跨中,L中=1.1m,悬臂,L悬=1.2-0.5-0.2=0.5m 弯矩计算: M中max=ql2/8=13.25*1.12/8=2.0kN*m M悬max=ql2/2=13.25×0.52/2=1.65625kN*m 强度验算: σ=Mmax/W=2×106/375000=5.3MPa<10MPa,满足要求。 刚度验算: 跨中: fmax=5×ql4/384×EI=5×13.25×1.14/384×281.2=0.09cm<L/400=0.25cm 满足要求。 悬臂: fmax=qm3l(4+3λ)/24×EI =13.25×0.53×1.1×(4+3×0.5/1.1)/24×281.2 =0.0014m<L/400=0.125cm 满足要求。 故选用10×15cm木格栅,间距@=25cm满足要求。 4)引桥50#、51#、75#、76#墩,其余墩断面尺寸: 4.5*2.0*20.5m) A、荷载计算: 墩台自重: q1=4.5×2.0×25=225kN/m 施工荷载: q2=3×4.5=13.5kN/m 合计荷载: q=q1+q2=238.5kN/m 计算简图(荷载单位: kN/m,长度单位: m) 经计算支座反力: R2=R5=1093.2kN,R3=R4=1303.7kN。 B、钢围囹选择: 选用10[36a槽钢。 强度校核: M中max=ql2/8=238.5*5.42/8=869.3325kN*m M悬max=ql2/2=238.5×2.02/2=477kN*m σ=Mmax/10W=869.3325×106/(10×659672)=131.78MPa<170MPa,满足要求。 刚度校核: 跨中: fmax=5×ql4/384×EI=5×238.5×5.44/384×10×24935.61 =0.011m<5.55/400=0.014m 悬臂: fmax=qm3l(4+3λ)/24×EI =238.5×23×5.35×(4+3×2/5.35)/24×10×24935.61 =0.009m>L/400=2/400=0.005m,稍大,可以设置10mm的预拱。 满足要求。 C、分配梁计算 选用4[36a槽钢,将最大支座反力简化成线性荷载计算,则最大线荷载为1303.7/4.5=289.7kN/m。 其计算简图为: (荷载单位: kN/m,长度单位: m) 经计算,支座反力: R2=R3=651.8kN,故钢抱箍选用A+2B,可承载力为800kN。 最大弯矩: Mmax=ql2/2=289.7×1.22/2=208.6kN*m 强度校核: σ=Mmax/2W=208.6×106/(4×659672)=79.1MPa<170MPa,满足要求。 刚度校核: 跨中: fmax=5×ql4/384×EI =5×208.6×2.14/384×4×24935.61=5.3*10-4m<2.1/400=0.00525m 悬臂: fmax=qm3l(4+3λ)/24×EI =208.6×1.23×2.1×(4+3×1.2/2.1)/24×4×24935.61 =0.002m 满足要求。 D、承重木格栅结构设计 选用10×15cm木格栅,按@=25cm计算,W=bh2/6=100×1502/6=375000mm3,I=bh3/12=100×1503/12=28120000mm4 验算如下: 荷载计算: q1=0.25×2×25=12.5kN/m q2=0.25×3=0.75kN/m q=q1+q2=13.25kN/m 计算跨度: 跨中,L中=1.1m,悬臂,L悬=1.2-0.5-0.2=0.5m 弯矩计算: M中max=ql2/8=13.25*1.12/8=2.0kN*m M悬max=ql2/2=13.25×0.52/2=1.65625kN*m 强度验算: σ=Mmax/W=2×106/375000=5.3MPa<10MPa,满足要求。 刚度验算: 跨中: fmax=5×ql4/384×EI=5×13.25×1.14/384×281.2=0.09cm<L/400=0.25cm 满足要求。 悬臂: fmax=qm3l(4+3λ)/24×EI=13.25×0.53×1.1×(4+3×0.5/1.1)/24×281.2 =0.0014m<L/400=0.125cm,满足要求。 5)引桥81#~90#墩,(81#~89#墩帽断面尺寸为: 4.5*2*15.1m,90#墩帽断面尺寸为: 4.5*2*16.2m) A、荷载计算: 墩台自重: q1=4.5×2.0×25=225kN/m 施工荷载: q2=3×4.5=13.5kN/m 合计荷载: q=238.5kN/m 计算简图(荷载单位: kN/m,长度单位: m) 经计算,支座反力: R2=R5=1003.4kN,R3=R4=928.4kN B、钢围囹选择: 选用8[36a槽钢。 强度校核: M中max=ql2/8=238.5*4.12/8=501.1kN*m M悬max=ql2/2=238.5×2.02/2=477kN*m σ=Mmax/8W=501.1×106/(8×659672)=95.0MPa<170MPa,满足要求。 刚度校核: 跨中: fmax=5×ql4/384×EI=5×238.5×4.14/384×8×24935.61=0.004m<4.1/400=0.01m 悬臂: fmax=qm3l(4+3λ)/24×EI=238.5×23×4.05×(4+3×2/4.05)/24×8×24935.61 =0.009m>L/400=2/400=0.005m,稍大,可以设置10mm的预拱。 满足要求。 C、分配梁计算 选用2[36a槽钢,将最大支座反力简化成线性荷载计算,则最大线荷载为1003.4/4.5=223kN/m。 其计算简图为: (荷载单位: kN/m,长度单位: m) 经计算,支座反力: R2=R3=501.75kN。 强度校核: Mmax=ql2/2=223×1.22/2=160.56kN*m σ=Mmax/4W=160.56×106/(4×659672)=60.8MPa<170MPa,满足要求。 刚度校核: 跨中: fmax=5×ql4/384×EI =5×223×2.14/384×4×24935.61=5.7*10-4m<2.1/400=0.00525m 悬臂: fmax=qm3l(4+3λ)/24×EI =223×1.23×2.1×(4+3×1.2/2.1)/24×4×24935.61 =0.002m 满足要求。 D、承重木格栅结构设计 选用10×15cm木格栅,按@=25cm计算,W=bh2/6=100×1502/6=375000mm3,I=bh3/12=100×1503/12=28120000mm4 验算如下: 荷载计算: q1=0.25×2×25=12.5kN/m q2=0.25×3=0.75kN/m q=q1+q2=13.25kN/m 计算跨度: 跨中,L中=1.1m,悬臂,L悬=1.2-0.5-0.2=0.5m 弯矩计算: M中max=ql2/8=13.25*1.12/8=2.0kN*m M悬max=ql2/2=13.25×0.52/2=1.65625kN*m 强度验算: σ=Mmax/W=2×106/375000=5.3MPa<10MPa,满足要求。 刚度验算: 跨中: fmax=5×ql4/384×EI=5×13.25×1.14/384×281.2=0.09cm<L/400=0.25cm 悬臂: fmax=qm3l(4+3λ)/24×EI =13.25×0.53×1.1×(4+3×0.5/1.1)/24×281.2 =0.0014m<L/400=0.125cm 故选用10×15cm木格栅,间距@=25cm满足要求。 6)引桥91#~99#墩,(91#~99#墩帽断面尺寸为: 2*1.5*16.2m) A、荷载计算: 墩台自重: q1=2.0×1.5×25=75kN/m 施工荷载: q2=3×2=6kN/m 合计荷载: q=81kN/m 计算简图(荷载单位: kN/m,长度单位: m) 支座反力: R2=R4=397.0kN;R3=518.2kN B、钢抱箍选择 均采用钢抱箍,均选用A+2B型,承载力为700kN C、钢围林选择: 选用4[36a槽钢。 强度校核: M中max=ql2/8=81*6.02/8=364.5kN*m M悬max=ql2/2=81×2.12/2=178.6kN*m σ=Mmax/4W=364.5×106/(4×659672)=138.1MPa<170MPa,满足要求。 刚度校核: 跨中: fmax=5×ql4/384×EI=5×81×6.04/384×4×24935.61 =0.014m 悬臂: fmax=qm3l(4+3λ)/24×EI =81×2.13×6.0×(4+3×2.1/6.0)/24×4×24935.61 =0.009m>L/400=2.1/400=0.00525m,稍大,可以设置10mm的预拱。 D、承重木格栅结构设计 选用10×15cm木格栅,按@=25cm计算 W=bh2/6=100×1502/6=375000mm3,I=bh3/12=100×1503/12=28120000mm4 验算如下: 荷载计算: q1=0.25×1.5×25=9.375kN/m,q2=0.25×3=0.75kN/m, q=q1+q2=10.125kN/m,计算跨度: 跨中,L中=1.0m,悬臂,L悬=0.5m。 弯矩计算: M中=ql2/8=10.125×1.02/8=1.27kN*m M悬=ql2/2=10.125*0.52/2=1.27kN*m 强度验算: σ=Mmax/W=1.27×106/(375*103)=3.4MPa<10MPa,满足要求。 刚度验算: 跨中: fmax=5×ql4/384×EI =5×10.125×1.04/384×281.2=0.0005m<L/400=1/400=0.0025cm, 悬臂: fmax=qm3l(4+3λ)/24×EI=10.125×0.53×1×(4+3×0.5/1)/24×281.2 =0.001m<L/400=0.00125m, 故选用10×15cm木格栅,间距@=25cm满足要求。 7)引桥100墩 100#与码头接口为喇叭口墩式结构,采用11根PHC管桩基础,其断面尺寸为25.0/16.2m×15.18(平均)m×1.50/2.55m。 100#墩计划分三层浇筑,第一次浇筑0.9m,第二次浇筑上部0.6m,第二次浇筑上部1.05m。 A、分配梁计算 分配梁采用2[36a槽钢,间距为0.75米,则所受荷载为: 墩台自重: q1=0.9×0.75×25=16.875kN/m 施工荷载: q2=3×0.75=2.25kN/m 合计荷载: q=19.125kN/m 计算简图
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