桥梁施工作业平台结构设计、计算及施工全过程

1、桥梁施工作业平台结构设计、计算及施工全过程一、桥梁施工固定式作业平台施工中结合水中桥墩处的地质、水文条件等选择适宜的钻孔平台，对桥梁施工的安全、工期、经济和社会效益具有重要的意义。对于跨越海湾、江河、湖泊、水库的水上桥梁工程，当基础采用钻孔灌注桩等非打入式结构且无法采用筑岛方式施工时，搭设固定式作业平台是解决基础施工设备作业平台的常用方法。IBi桥梁施工固定式作业平台影响作业平台安全的因素:（1）深水墩处于深水处，施工时受洪水、通航、水流和冲刷的影响；（2）修建于近海的作业平台还要考虑海潮、波浪、台风、海水腐蚀等因素；（3）由于施工平台为施工临时结构，所以其状态处在不断变化中：平台上有大量的施

2、工设备和人员，荷载处于不断变化的状态，特别是由于钻机钻头施加于地基的钻力而产生的反力处于不断变化的状态；（4）有的施工平台由于施工工艺的要求，在施工过程中施工平台的形式会不断变化；（5）在整个施工过程中，已浇筑的桩的刚度和强度还在不断变化。桥梁钻孔施工平台的种类主要有钢管桩支撑平台、钢护筒支撑平台、钢围堰支撑平台等固定式作业平台和浮式平台四大种类。钢管桩支撑贝雷梁平台示意图1II贝宵架3层）I立面钢闊堰钢围堰顶贝雷梁平台示意图侧锚、!绞车1船组式钻孔平台结构示意图横向分配製纵向力配集HWW浮箱式钻孔平台结构示意图侧锚水流方向固定式作业平台是水上桥梁基础施工的作业平台，平台结构通常采用钢管桩基础

3、、型钢分配梁、贝雷桁架或型钢梁及花纹钢板桥面板的结构形式；钢管桩之间、钢管桩与钢护筒之间焊接剪力撑，以使其成为一个整体，增加平台的稳定性。固定式作业平台受水文条件影响小，且通过栈桥等辅助设施，施工机械方便就位或退出。平台整体稳定性好、承载能力大，平台整体稳定性好、承载能力大。固定式作业平台受水文条件影响小，且通过栈桥等辅助设施，施工机械方便就位或退出。平台整体稳定性好、承载能力大，平台整体稳定性好、承载能力大。对于跨越海湾、江河、湖泊、水库的水上桥梁工程，当基础采用钻孔灌注桩等非打人式结构且无法采用筑岛方式施工时，均可采用固定式作业平台。（一）固定式作业平台结构设计1、固定式作业平台结构设计总

4、体方案某平台基础采用eiOOOmmxIOmm钢管桩，钢管桩之间用剪刀撑连接。钢管桩顶部开口布置2156a工字钢做下横梁，横梁上布置贝雷梁（或直接在横梁上铺设I32a工字钢），贝雷梁上再铺设I32a工字钢，最后是平台面板（6=IOmm的防滑钢板）和栏杆的附属设施的施工。待整个工作平台形成后，在工作平台四周布置拉锚，增强工作平台的整体稳定性，并根据实际需要在平台边搭设转运码头。若无栈桥连接陆地，可铺设一根水下电缆为钻孔桩施工供电。2、作业平台分部结构设计基础承载分配梁（3）平台平面板（4）平台附属设施a、转运码头b、栏杆c、照明设施600250,60060060GL-600少叫白00亠600360

5、0750600750600拉锚4200图5-7例许桩Fifif/tlW.闍（K寸臥位；mwM碱丽远I冠靈网擔即捏邛通贝出製网1单心和世町帀架2详伽7.6m-e网丼號圧汗術処希址T:二J孙Y71做7.伽16临时码头-2156a四描单M禅通级鸭製网扌卵臺押通贝幣燃I割5-E処雷梁布就图A7-6mT1（二）固定式作业平台结构检算1作业平台结构检算的依据桥梁工程总体施工方案；现行桥梁设计、施工技术规范；现行钢结构设计、施工技术规范；工程所在的地域的工程地质、水文等环境资料。荷载合(1)上部结构恒载施工平台上的恒载主要包括防滑钢板、型钢分配梁和贝雷桁架三个部分。(2)活载施工平台上的活载主要包括150t

6、履带吊及吊重、人群及小型机具荷载两个部分。作业平台分部结构检算(1)平台台面板承载分配梁贝雷梁的计算a、贝雷梁计算工况B-1:履带吊吊重工作状况。工况B-1-1:履带吊于图式位置是贝雷梁最不利工况，按两跨连续梁计算B点处贝雷梁受力。芒證尊誤匚荃卷里茁7砂票一申山丁上芳翔窖壬囚准里宗：E-T-9皿工(t-i-H?2&SS5*s-1Sini-E诽J層32213WX4一2訥1肿決b+外册Is;菇th滸Hs.逻a曲。（1）作业指导书、技术交底（设计要求、技术标准、施工方法、施工注意事项）。（2）自检、互检、工序交接检查。施工过程的质量控制：“跟踪检测、复测、抽样检测”。（3）钢管桩打设的平面位置、倾斜

7、度、最终贯入度控制及整体性连接质量是固定式作业平台的关键。（4）贝雷梁的组装方法和现场的整体性连接要求严格按设计要求进行。（六）施工重大危险源及保证施工安全技术措施1、工程施工的大危险源水上作业时，风浪较大，应防止失足掉人河中。过往船只对施工平台的威胁，应当注意船只冲撞平台而引发事故。2、保证施工安全的技术措施（七）重大污染源及保护环境的技术措施1、施工的重大污染源施工垃圾和油污对河道的污染是平台施工中的重大污染源。2、保护环境的技术措施（1）制订详细的环境保护措施。（2）油和废油的管理。、某桥施工平台结构计算（一）基本情况7173号墩桩基施工平台由钢管桩、贝雷梁和型钢分配梁组成。每个平台共设

8、置18根g00mmx8mm钢管桩，钢管桩上布设了8组单层双排321贝雷梁，贝雷梁上根据钻机施工需要布设了I36b型钢。每个墩根据设计桩基情况安装11个钢护筒，钢护简直径3050mm、壁厚16mm，部分钢护筒上设置支撑牛腿，作为贝雷梁的支点，以减少钢管桩数量。輛护降和諏管桩的入土深唐型兮钢护御址计人土眸度钢傑柱茨汁人土澤度711盒犒+3.a-124lB.27m-5.7214.49+3.42-l7.9Lm14.49+3.98工18.47a-7.73H.52*乳59=15.11m11.52+6.15=I7.6lm720(X1Pl5H-C-C7i&!l-3.15!13網盟0卩8勺辭Qp典討盟0口|卯%

9、曾k71-23772121-5$27297225.77232!-73313】!732277*20.21-ii2628百年一遇的最大流量:最高水位:燉号-般冲创深度前部冲別擇醴7117,39m11489v-ML33mI4hg?n.72-17,53mto,23m*20.64m13.Mm73-16.62mH.52m18.SimL3.7lm王要计算构件哉面特性憲心（三）计算内容钢护简：钢护筒埋设深度和打入深度的计算，钢护筒振打过程中强度和稳定性的计算。321贝雷梁：最不力工况下贝雷梁强度和刚度的计算。钢管桩：单根钢管桩在水流作用下的稳定计算，钢管桩受轴向力的强度和稳定性计算，承载能力验算。2136b工

10、字钢分配梁：最不力工况下的强度计算。1、恒载恒载主要为施工平台自重。钢管桩桩顶以上部分的恒载:q=1150/钢管桩自重：本恒载未计人钢护筒重量。2、施工活载每个施工平台按两台旋转钻机同时作业考虑，每台钻机自重（含钻头、配重、钻杆）G.-1100M配套空压机、泥浆循环系统等约人群荷载略。3、总荷载考虑1.2的附加系数作为水流冲击力和风力的影响，则平台设计总荷载为：G=L2G+q+2（+GJ=6000/W（五）结构计算1、钢护筒计算（1）钢护筒埋置深度计算钢护筒埋设深度L:工：护筒埋置漆度(m);H:工水位至床面除宸(阳)；h:拱育内水头即护倚內水位与施工水位差(m)G:护筒内泥浆重庚啦0存)；峙

11、：冰的重度(Wm%q:护筒外床体土层的tfeJnBfi(kN/m3)DA+erj=TT7rA:相对密度；童:饱土层的孑腐上乩当护筒穿过几种不同土质时，q:几种不同土的平均饱重庚陋/们丐；每：每种不同土的饱和重度这y/m丐；.:每种不同土的层厚仲人将各参数带入公式进行计算，得:71号墩L=9_36m72号墩L=10.37w73号墩L二8_38m钢护筒打入深度计算三个墩钢护筒底端最小埋置深度分别为：9.36m,10.37m,8.38m;三个墩护筒设计打入深度分别为：15.71m，17.91m，15.11m，满足要求;有效嵌固深度值为：2(d+1)=2*(3.05+1)=8.1m钢护筒周边土的摩擦力

12、：R=fiiLR:轴摩阻力畑；f:土单位面积的动摩阻力血甘:钢护筒周边长震(m);L:眾护筒的入土深度(mh71号墩72号墩73号墩&=409%N钢护筒强度计算钢护筒最不利工况是在振打过程中承受1176kN激振力。钢护筒截面面积：A=1524cm2压应力：a=1176x10/1524=7.7AfPacr=215A/Pa整体受压强度满足要求。钢护筒受压整体稳定计算钢护筒长细比:L取钢护筒顶至护筒在土中有效嵌固深度位置的长度。L为52725px。(4)钢护筒受压整体稳定计算整体稳定性:N/电4)=&2A2帀满足要求.2、贝雷梁计算f:飙材抗压强M设计值取f=Z5MPero:钢护筒所旻激振力;:搁护

13、筒戡面面积;:轴心受右构件的稳定垂埶査表为0.9聒;根据施工安排，两台钻机不会同时在同一组贝雷梁上进行作业，贝雷梁按一跨承受钻机荷载，另一跨无钻机情况进行计算，此时贝雷梁承受两部分荷载，第1部分为钢管桩桩顶以上的平台、空压机和循环系统重量，总重195t，按在8组贝雷梁上均布作用考虑，则每组贝雷梁上作用均布线荷载；第2部分为钻机自重，每台钻机钻孔施工时重1IOOkN，则在每组贝雷梁上作用两个F=275kN集中力，计算跨径为2x12m连续。图5-24贝雷梁计算简图（尺寸草位:X）最大弯矢巨2x975=1250V2x245=Unm-L2/12000=1/10001/400最大剪力最大应力最大变形支反

14、力：292kN,500kN.-057kN;以上各项均满足要戎3、钢管桩计算（1）单根钢管桩在水流作用下的稳定单根钢管桩的水阻力：Fw=KA（rv2/2g）r:水的SS（kN/m3）,取值为10炒”时r:设计流速m/shA:钢管症且水面积（亓）；g:重1加速度g=9.8lm2/s；K:形状義数，圆形结构物取K=0.8,单根钢管桩最大水阻:F22kN单根钢管桩的位移和内力：由于地基为弹性地基，需按m法计算弹性地基的变形情况。土中基础变形系数：那二0.9无(L5/+0.5)二L53朋7=(2.1x108)x(156009x10-8)=327609/cjV查规范，m偏安全取3000kN/m4。利用“桥

15、梁博士”进行计算，河床面位置最大位移4.5mm，转角0.0022rad；最大弯矩：178.1kN.m;最大应力：a=178.1x1000/3900=46MPaa=215Wa满足要求。钢管桩承载能力验算钢管桩桩端承载力作为安全储备不计人承载力的计算，则钢管桩承载能力容许值按以下公式计算：R皆=uxaLx）/2巴:单桩轴向受压承载力容许值也凹：7/:钢管粧周边长蔥耐；L:钢管桩的入土深圏m）；q:士单位面积的动摩阻力曲砂:桩侧摩阻力影响系熱锤击桩取1a则单桩承载力容许值：71号墩岛二714RN72号墩&2二63%N73号墩心=714氏计算钢管桩承受的最大荷载为500kN，单根钢管桩自重为47kN，

16、则单根钢管桩最大轴向荷载为547kNv639kN，满足要求。（3）钢管桩强度计算钢管桩最大轴向力547kN钢管桩截面面积：A=2Qlcm2则压应力er=547x10/201=27；WPffcr=215APff整体受压强度满足要求。钢管桩受压整体稳定计算钢管桩长细比:L取钢管桩顶至钢管桩在土中有效嵌固深度位置的长度。L为40325px。钢护筒长细比：L取钢护筒顶至护筒在土中有效嵌固深度位置的长度。L二为52725px。整体稳定性yN/(电4)=站M日j荷足要求-4、分配梁计算钢营桩所登激振力；钢管桩截面面积；细心受力构件的稳定S；埶查表为O了旳;钗村抗區班设计值取f=125MPa.在钻孔施工时，贝雷梁上的工字钢分配梁不承受弯矩，钻机荷载直接通过分配梁传递到贝雷梁上，在钻机移动到下一孔的过程中，钻机1/4荷载作用在一组分