332省道宝应京杭运河特大桥70+120+70m水中平台施工方案.docx

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332省道宝应京杭运河特大桥70+120+70m水中平台施工方案

京杭运河特大桥水中平台施工方案

一、工程概况

332省道宝应湖退水闸至京沪高速公路段路线长9.438km，路线起至金湖与宝应两县分界处的宝应湖退水闸，沿大汕子隔堤北侧一直向东至AK3＋200设反向S型曲线过大汕子隔堤经高邮湖区，以主跨70＋120＋70m变截面连续梁正跨京杭运河（II级航道）及淮江公路（237省道）后，绕夏集镇杨柳村、跨丰收干渠，下穿京沪高速公路主线桥接332省道京沪高速公路以东路段。

跨京杭运河特大桥主桥采用70＋120＋70m三跨变截面预应力砼连续梁跨京杭运河，通航净空为90×7m，起点侧主桥边跨跨运河西堤，运河西堤设置汽通7×4.5m，运河西堤坡角（高邮湖内）设过渡墩，高邮湖内采用20m空心板结构，预制安装。

终点侧主桥边跨跨运河东堤外浅摊，采用30m组合箱梁跨运河东堤，东堤顶设置汽通12×5m，东引桥采用30m组合箱梁。

由于京杭大运河为国家II级航道，且航道内来往的船只繁忙，水位较深，故无法采用筑岛围堰的方法进行钻孔灌注桩的施工。

因此，我们根据现场的实际情况，采用钢管桩结合贝雷桁架搭设施工平台，施工具有安装和拆卸方便且速度快，整体结构稳定，能充分满足施工要求。

二、平台设计与施工

根据现场的实际情况，结合我单位以往的施工经验，在确保主

墩下部桩基施工的顺利完成，及便于主墩承台钢板桩施工，特设计此方案。

平台下部桩基采用Φ425mm钢管，横向在钢管上架设贝雷桁架，贝雷桁架用I12工字钢斜拉连接，确保施工作业是桁架的平衡及安全。

为便于桩基的施工，在平台中间设置通车及施工作业平台，作业平台结构形式运西采用6m长I45b工字钢@100cm纵向铺设，运东采用12m长I28b工字钢@100cm纵向错开铺设，后在其上铺设I12工字钢@50cm，最后在上铺设10mm钢板。

平台高度根据京杭运河常水位及近期的最高水位确定。

钢管施工时，采用电气振动锤进行打入，在进行钢板施工时，通过设计计算出的桩位坐标进行施工放样，要求每根桩精确放样及高程控制，以确保在施工中钢管桩的定位准确，从而保证上部贝雷桁架的安装及固定。

钢管桩插打施工时，第一次钢管桩桩顶高程较设计高程高50cm左右，然后采用低速插打方式打至设计高程。

上部贝雷桁架在安装前，可在陆地上分多段进行拼装，再采用浮吊进行逐一进行安装。

平台施工时，除钢管桩顶部的钢板与钢管采用焊接外，其他部位的连接尽可能的采用螺栓或U型扣件进行连接，便于今后的检修和拆卸。

三、受力计算

（一）、运西平台：

1、计算荷载

因平台在使用过程中，只在平台横向位置设置一道宽6米的通车道，计算时取平台中心位置6根钢管桩位置的平台为计算面积。

（1）、平台面钢板自重荷载（15.6米×6米）：

15.6×6×0.01×7.85×103kg/m3=73.48KN

（2）、I45b工字钢自重荷载（17根×6米）：

87.485×6m×17＝89.23KN

（3）、I12工字钢自重荷载（13根×15.6米）：

14.223×15.6m×13＝28.84KN

（4）、人和机具在平台上的移动荷载（取2.5KN/m2）

15.6×6×2.5＝234KN

（5）、10mm厚钢板自重荷载（与钢管桩焊接50cm×80cm）

6块×0.5×0.8×0.01×7.85×103kg/m3=2KN

（6）、16吨汽车吊取20t，钢筋笼取最大10t计300KN

（7）、贝雷片自重荷载：

20片×2.7KN/片＝54KN

（8）、钢管桩自重荷载：

钢管桩是由钢板卷制焊接而成，根据现场的地质情况，钢板选择8mm厚，因此单根钢管桩的自重荷载为：

12m×π×0.42m×0.008×7.85×103kg/m3=10.05KN

6根钢管桩自重荷载：

6×10.05=60.3KN

2、贝雷片验算（参考文献：

《路桥施工计算手册》）

（1）、荷载组合：

静荷载=

（1）+

（2）+（3）＋（4）＋（7）

P=73.48+89.23+28.84+234+54

=479.55KN

均布在4组贝雷片上，则每片贝雷片受力：

F＝P/4＝479.55/4＝119.89KN

即每组贝雷片上得均布荷载为：

q＝119.89KN/15.6m＝7.69KN/m

动荷载以最不利状态，吊车吊重物后重量2/3集中在单腿处，受力点在贝雷中。

P=2/3×300=200KN

（2）、强度验算

Mmax=ql2/8+Pl/4=7.69×5.22/8+200×5.2/4=286KN·m<【M】=2×788.2×0.9=1418.76KN·m

Qmax=ql/2+P/2=7.69×5.2/2+200/2=120KN<【Q】=2×245.2×0.9=441.36KN

故强度符合要求

（3）、挠度验算

E=2.0×1011PaI=250497.2cm4

f=5ql4/384EI+Pl3/48EI

=1.3mm

故满足要求

3、工字钢验算

I45b工字钢受力间距为5.4米，工字钢间距为1米，计算范围内共有工字钢17根，验算其强度。

（1）考虑吊车起吊时支腿在贝雷位置，弯矩为可忽略不计，故最不利状态为吊车支腿前，荷载组合：

（1）+

（2）+（3）+（4）+（6）

P=73.48+89.23+28.84+234+300

=725.55KN

则每根工字钢的受力：

P/17=725.55/17=42.7KN

均布荷载为q＝42.7/5.4=7.9KN/m

查表得I45b工字钢Wx=1500cm3,Ix=33800cm4

（2）Mmax=ql2/8=7.9×5.42/8=28.8KN·m

［σw］＝145×1.25=181MPa（临时结构），弹性模量E＝2.1×105MPa

σw＝M/W=28.8×103/1500×10-6＝19.2MPa<［σw］=181MPa

强度满足要求。

（3）f＝5ql4/384EI

＝1.2mm

强度满足要求

4、钢管桩验算

根据地质图资料，土层分布结构为填筑土、淤泥、粘土、亚粘土。

根据钢管桩的长度，管桩底部进入土层为粘土层。

钢管桩入土深度9.4m，计算时以填筑土2.2m，淤泥土2.0m,粘土5.2m计。

施工静荷载为：

（1）+

（2）+（3）+（4）+（5）+（7）+（8）=541.85KN

桩长计算：

（考虑1.2的安全系数）

单根钢管桩的所承载的力：

F1=541.85/6=90.31KN

动荷载以最不利状态，吊车吊重物后重量2/3集中在单腿处，受力点在钢管桩上部，F2=2/3×300=200KN

单根桩的安全承载力为F/=（F1+F2）×1.2=348.4kN

钢管桩的单桩承载力:

Ra=1/2［qpAp+UΣqsili］

=1/2［1600×π/4×0.4252+π×0.425×（2.2×45+2×15+5.2×45）］

=355.82KN

式中：

Ra—单桩竖向承载力（KN）；

qp—桩端土的承载力标准值（kpa）；

Ap—桩身的截面面积（m2）；

U—桩身周长（m）；

qsi—桩周的摩擦力标准值；

li—按土层划分的桩长（m）。

符合施工要求。

5、便桥验算

由于平台便桥结构和运东跨灌溉渠便桥结构形式一致，故不再验算便桥的整体受力。

便桥钢管桩验算：

根据地质图资料，土层分布结构为填筑土、淤泥、粘土、亚粘土。

根据钢管桩的长度，管桩底部进入土层为粘土层。

钢管桩入土深度8.4m，计算时以填筑土2.2m,淤泥土2m，粘土4.2m计。

施工总荷载为：

便桥静荷载＋动荷载＝1/2×277＋350＝488.5KN

桩长计算：

（考虑1.2的安全系数）

单根钢管桩的安全承载力：

F=1.2×488.5/4=146.55kN

钢管桩的单桩承载力:

Ra=1/2［qpAp+UΣqsili］

=1/2［1600×π/4×0.3272+π×0.327×（2.2×45+2×15+4.2×45）］

=230.5KN

式中：

Ra—单桩竖向承载力（KN）；

qp—桩端土的承载力标准值（kpa）；

Ap—桩身的截面面积（m2）；

U—桩身周长（m）；

qsi—桩周的摩擦力标准值；

li—按土层划分的桩长（m）。

符合施工要求。

（二）、运东平台：

1、计算荷载

因运东平台在使用过程中中间6m设置通车及施工作业平台，采用12m长I28b工字钢@100cm纵向错开铺设，计算时横向取10.7米宽度，纵向取平台中心位置6根钢管桩位置的平台为计算面积。

（1）、

（1）、平台面钢板自重荷载（15.6米×6米）：

15.6×6×0.01×7.85×103kg/m3=73.48KN

（2）、I28b工字钢自重荷载（17根×5.4+1/2×17根×5.3米）：

47.86×10.7m×13＝65.5KN

（（3）、I12工字钢自重荷载（13根×15.6米）：

14.223×15.6m×13＝28.84KN

（4）、人和机具在平台上的移动荷载（取2.5KN/m2）

15.6×6×2.5＝234KN

（5）、I28b工字钢自重荷载（贝雷梁支点）

47.86×（5.4×2+5.3）×3＝23.1KN

（6）、16吨汽车吊取20t，钢筋笼取最大10t计300KN

（7）、贝雷片自重荷载：

20片×2.7KN/片＝54KN

（8）、钢管桩自重荷载：

钢管桩是由钢板卷制焊接而成，根据现场的地质情况，钢板选择8mm厚，因此单根钢管桩的自重荷载为：

12m×π×0.42m×0.008×7.85×103kg/m3=10.05KN

6根钢管桩自重荷载：

6×10.05=60.3KN

2、贝雷片验算（参考文献：

《路桥施工计算手册》）

（1）、荷载组合：

静荷载=

（1）+

（2）+（3）＋（4）＋（7）

P=73.48+65.5+28.84+234+54

=455.82KN

均布在4组贝雷片上，则每片贝雷片受力：

F＝P/4＝455.82/4＝113.96KN

即每组贝雷片上得均布荷载为：

q＝113.96KN/15.6m＝7.3KN/m

动荷载以最不利状态，吊车吊重物后重量2/3集中在单腿处，受力点在贝雷中。

P=2/3×300=200KN

（2）、强度验算

Mmax=ql2/8+Pl/4=7.3×5.22/8+200×5.2/4=284.7KN·m<【M】=2×788.2×0.9=1418.76KN·m

Qmax=ql/2+P/2=7.3×5.2/2+200/2=119KN<【Q】=2×245.2×0.9=441.36KN

故强度符合要求

（3）、挠度验算

E=2.0×1011PaI=250497.2cm4

f=5ql4/384EI+Pl3/48EI

=1.3mm

故满足要求

3、工字钢验算

I28b工字钢受力间距为5.4米，工字钢间距为1米，计算范围内共有工字钢17根，验算其强度。

（1）考虑吊车起吊时支腿在贝雷位置，弯矩为可忽略不计，故最不利状态为吊车支腿前，荷载组合：

（1）+

（2）+（3）+（4）+（6）

P=73.48+65.5+28.84+234+300

=701.82KN

则每根工字钢的受力：

P/17=701.82/17=41.3KN

均布荷载为q＝41.3/5.4=7.6KN/m

查表得I28b工字钢Wx=534cm3,Ix=7481cm4

（2）Mmax=ql2/8=7.6×5.42/8=27.7KN·m

［σw］＝145×1.25=181MPa（临时结构），弹性模量E＝2.1×105MPa

σw＝M/W=27.7×103/1500×10-6＝18.5MPa<［σw］=181MPa

强度满足要求。

（3）f＝5ql4/384EI

＝5.4mm

强度满足要求

4、钢管桩验算

根据地质图资料，土层分布结构为淤泥、粘土、亚粘土。

根据钢管桩的长度，管桩底部进入土层为亚粘土层。

钢管桩入土深度9.4m，计算时以淤泥土1.2m,粘土8.2m计。

施工静荷载为：

（1）+

（2）+（3）+（4）+（5）+（7）+（8）=539.22KN

单根钢管桩的所承载的力：

F1=539.22/6=89.9KN

动荷载以最不利状态，吊车吊重物后重量2/3集中在单腿处，受力点在钢管桩上部，F2=2/3×300=200KN

桩长计算：

（考虑1.2的安全系数）

单根桩的安全承载力为F/=（F1+F2）×1.2=347.9kN

钢管桩的单桩承载力:

Ra=1/2［qpAp+UΣqsili］

=1/2［1600×π/4×0.4252+π×0.425×（1.2×15+8.2×45）］

=371.85KN

式中：

Ra—单桩竖向承载力（KN）；

qp—桩端土的承载力标准值（kpa）；

Ap—桩身的截面面积（m2）；

U—桩身周长（m）；

qsi—桩周的摩擦力标准值；

li—按土层划分的桩长（m）。

符合施工要求。

四、安全保障措施

1、安全预防措施

（1）、深化安全教育，强化安全意识。

工作人员上岗前必须进行技术培训和安全教育，牢记“安全第一”的宗旨，施工人员坚持持证上岗。

（2）、全面落实安全生产责任制，做到责权利相统一，层层签订安全生产包保责任状，把安全生产职责落实到每一级领导，落实到每一个工点、每一道工序、每一个职工。

严格考核，奖罚严明。

（3）、抓好现场管理，搞好文明施工。

抓好现场管理是做好安全工作的一个重要环节，工程材料的合理堆放，各种交通、施工信号标识明晰，施工工序有条不紊，施工现场秩序井然，做到文明施工。

（4）、项目部设安全监控小组，配专职安全工程师，施工队配专职安全员，班组配兼职安全员。

安检人员要挑选工作责任心强，有施工现场工作经验并经过安全管理培训的人员担任。

（5）、加强班组建设，执行“三工、三检”和“周一”安全活动，集思广益，发现问题，找出隐患，杜绝“三违”，把事故隐患消灭在萌芽状态。

（6）、认真实施标准化作业，严肃施工纪律和劳动纪律，杜绝违章指挥与违章操作，保证劳动防护设施的投入，使安全生产建立在管理科学、技术可靠、防护严密的基础上。

（7）、重点工序及不良气候条件下的危险性大的作业项目，要结合现场和实际情况，编制专门的安全措施，进行安全技术交底，由施工技术负责人和专职安全管理人员监督实施。

（8）、水上作业人员全部穿救生衣作业，登高作业人员必须系安全带、戴安全帽、穿防滑鞋。

2、便桥平台通行安全及维护

（1）、便桥平台首尾设置防撞钢管护桩（见总体平面图），并设置夜间指示灯，防止船只碰撞平台。

（2）、便桥平台建成后，在平台面向运河侧上下行设置施工警告标志牌和限速标志牌等，提示过往船只注意避让。

（3）、作业过程中尽量避免不利受力情况，例如可将平台钢管桩位置标出，做为吊车禁止支腿区域等。

（4）、重点对施工便桥和平台进行维护，定时观测便桥及平台的纵横向有无受力变形，出现变形应及时更换，查明原因后进行加固。

桥台混凝土基础及钢管桩运营期间若出现不均匀沉降，及时用钢板称垫，确保便桥及平台的稳定性。