浮桥综合项目施工专项方案最终版.docx

浮桥施工方案
【1】工程概况
依据现场施工条件，并结合以往经验。为便于洪水期索塔施工时人员通行及砼泵送等。我部拟在22#墩和北岸钢筋加工场设置浮桥，以处理上述问题。
【2】总体方案
2.1概述
鉴于浮桥使用周期在6个月左右，故采取了较为经济方法，即：利用现场钢模板改制为浮箱（该浮箱成功用于茜草长江大桥），浮箱间距6米。再使用等边∠90×8mm双角钢组成钢箱形式两端铰接于浮箱上方法形成纵向承重体系。为减轻浮桥自重，于角钢钢箱顶设置钢板网（5.5kg/m2）形成浮桥桥面。栏杆则采取等边∠75×6mm角钢制作而成。用φ28mm（6×37+1）承重钢绳将浮箱整体拉住，岸侧锚固在钢筋加工场下游河心侧预埋钢管上，江心侧在承台上预埋钢板，将预制缆绳联接把手焊接在预埋件上，后将φ28mm（6×37+1）承重钢绳锚固于把手上。22＃至钢筋加工场浮桥全长96米，之间设置11个浮箱，浮桥通行宽度按2.0米部署。
2.2水文条件
拟建合江长江二桥为跨越长江一座特大桥,长江起源于青藏高原唐古拉山脉主峰格拉丹东雪山西南侧,由西向东,流经青、藏、滇、川、渝、鄂、湘、戇、皖、苏、沪注入东海，全长6300余公里，流域面积180万平方公里。长江早在四川境内全长220公里，自宜宾合江门以下，流经宜宾翠屏区、南溪县、江安县、泸州纳溪、江阳区、合江县等区县，在羊石头镇进入重庆市为长江上游段。长江在合江县境内蜿蜒曲折，江面开阔，滩沱相间，床沙粗化、床面多礁石，洪水位以下河床多由沙卵石和基岩组成。
依据《成渝环线大桥桥位河段水文分析汇报》，合江二桥上、下桥位水文数据以下：
合江二桥设计水位结果表
项目
设计洪水位(黄海)
设计枯水位
频率P(%)
0.33
0.5
1.0
2.0
3.3
5.0
10
20
95
98
设计流量
Qm（m3/s）
71300
68800
64200
59200
56100
53800
47800
42100
1890
1860
桥位处
231.3
230.5
228.9
227.3
226.3
225.2
223.6
221.7
205.5
205.4
桥位以下1.5km
231.9
230.1
228.5
226.9
225.9
224.8
223.2
221.3
204.9
204.8

纵横截面部署图
2.2浮箱改制方法
选择长、宽、高尺寸为：4.58m×1.95m×0.85m模板一块，或和之尺寸差异较小外模，按4.58m×1.95m×0.85m结构尺寸封闭其它面；或使之形成一个密闭长方体。
2.3荷载情况
浮桥形成后，关键考虑上置φ150mm砼输送管两组、120mm2电缆两组、95mm2电缆一组及人行荷载。
一个浮箱承载情况
序号
名 称
数 量
单 重
合重(kg)
备 注
1
2∠10×10×10纵向连接角钢
7.95m×5
15.119Kg/m
600

2
12mm约束卡
2套
50kg/套
100

3
钢板网
7.95m×2.5m
5.5Kg/m2
109

4
φ150mm砼输送管
2×7.95m
42.4kg/m
675

5
120mm2电缆
2×7.95m
9.34Kg/m
149

6
95mm2电缆
2×7.95m
7.23Kg/m
115

7
人行荷载
20
60kg/m2
1200
按20人；
60kg/人计
8
栏杆及安全网
2副
45kg/副
90

9
浮箱自重
1个
2397kg/个
2397

10
合 计
／
／
5435

2.4浮箱结构尺寸确实定
考虑在高度方向尺寸满足使用要求和桥面以下0.20m临空高度（假定涌浪高度）。
浮箱出露珠面高度
类型
长度（m）
宽度（m）
高度（m）
改制体积（m3）
出露珠面(m)
备 注
1
4.58
1.95
0.85
7.591
0.24

以上浮箱在荷载情况下出露珠面大于0.20m。所以在改制浮箱时提议尽可能采取此种类型钢模进行改制，如在数量不足时，改制浮箱体积不得小于以上浮箱体积，浮箱高度小于100cm为宜。
【3】计算
3.1单个浮箱流水压力计算
浮箱淹没高度分别0.60cm，按下式计算浮箱所受水流冲击力：FW=KAγv22g(KN)
式中：R—浮箱所受水流冲击力（KN）；
K—水流阻力系数，矩形截面取K=1.3；
γ—水容重γ=10KN/m3；
g—重力加速度g=9.81m/S2；
V—计算水流速度，按施工时最大流速计V=3m/S（洪期流速）；
A—浮箱入水部分在垂直水流方向投影面积（m2）：
A=1.95m×0.60m=1.170m2将以上数据代入式中:
则：R =1.3×[10KN/m3×(3m/S)2/(2×9.81m/S2)]×1.170m2=6.98KN
浮桥所处区域为22#墩上游河岸侧，此处为回水区，需考虑杂草、树枝附挂在浮箱上，取系数为1.4
则R=6.98×1.4=9.77KN
经过以上计算，得单个浮箱受到最大水流冲击力为：9.77KN；
北岸钢筋房至22#墩之间使用了11个浮箱则受到水流冲击协力为：107.45KN。
3.2主受力钢管流水压力计算
岸侧钢筋房下游处和22#墩处钢管采取φ730×8mm。其单根钢管受流水压力为：
FW=KAγv22g=0.6×8.395m×10KN/m3×（3m/s）22×9.81m/s2=23.10KN
3.3承重索计算

计算简图
主索工作垂度fmax，此处取L/30约为3m。
Hq=HA=HB=qL28fmax2=9.77KN×112m8×32m=16.41KN
VA=VB=12qL=12×9.77×11=53.74KN
Tmax=TA=TB=qL21+L216fmax2=9.77×1121+11216×32=72.90KN
T合=HA+VA+Tmax=92.04KN
T主 =2×T合 =2×56.58=184.09KN
式中:
HA、HB—— 主索在A、B点最大水平拉力
fmax——主索最大垂度
Tmax、TA、TB——主索最大拉力及A、B点拉力
q——单个浮箱所受水冲刷力
L——共设浮箱数量（个）
主钢绳最大拉力为184.09KN。主索安全系数取3
则安全系数K=PT主=580.5KN184.09KN≥3
式中： P——钢绳破断拉力，此处取φ30mm（6×37+1）钢绳破断拉力为580.5KN
结论：钢绳满足要求。
3.4钢管立柱计算

河心侧钢管立柱部署图
3.4.1强度计算
（1）正应力
MxγxWnx+MyγyWny=92.2KN.m1.15×3904cm3+94.9KN.m1.15×3904cm3=41.6Mpa=≤f=215Mpa
式中 Mx、My——绕x轴和Y轴弯矩，此处依据SAP分析得出最大弯矩。
Wnx、Wny——对x轴和y轴截面抵御矩，此处φ720×10mm钢管为3904cm3
γx、γy——截面发展性系数，取1.15
f——钢材抗弯设计强度，此处Q235钢为215 Mpa
结论：钢管抗弯强度满足。
（2）剪应力
τ=VSItw=75KN×2520cm3140579cm4×1cm=13.4Mpa≤fV=125Mpa
式中 V——平面作用剪力
S——面积矩
I——惯性矩
tw——腹板厚度
fV——钢材抗剪强度设计值
结论：钢管抗剪强度满足。
3.5浮箱计算
浮箱纵向连接由5根双∠90×8mm角钢钢箱连接，现验算其强度、刚度及稳定性。
q=54350N-23970N6×5=1.012KN

计算图示
共有 1 跨
梁材性：Q235
全梁有均布荷载 1.012 KN/M
考虑自重，自重放大系数为 1.2
第 1 跨计算结果：
跨度为 6 M
截面为双角90×8
截面Ix = 2.130e+006 mm4
截面抵御矩 Wx = 91883.8 mm3
面积矩Sx = 57525.1 mm3
腹板总厚 8 mm
表面处塑性发展系数 1.2
整体稳定系数 φb = 0.6
由最大壁厚 8 mm 得：
截面抗拉抗压抗弯强度设计值 f = 215 MPa
截面抗剪强度设计值 fv = 125 MPa
剪力范围为 -3.763--3.763 KN
弯矩范围为 0—5.6447 KN.M
最大挠度为 33.766 mm (挠跨比为 1/110)
由 Vmax x Sx / (Ix x Tw) 得
计算得最大剪应力为 6.54149 MPa 满足
由 Mx / (γx x Wx) 得
计算得强度应力为129.333 MPa 满足
由 Mx / (φb x Wx) 得
计算得稳定应力为 102.388 MPa 满足
【4】材料数量
序号
名 称
数 量
单 重（kg）
合 重(kg)
备 注
1
2∠90×8mm/组 纵向连接角钢
98m×5
15.119Kg/m
7408
铰结
2
12mm约束卡
11×2套
50kg/套
1100
焊接
3
φ30mm钢丝绳
130m
3.211kg/m
417
承重索
4
φ12.5mm钢丝绳
39m
0.541kg/m
21
挂扣索

φ15mm钢丝绳
100m
0.803kg/m
80.3
固定砼锚

φ21.5mm钢丝绳
50m
1.638kg/m
81.9
岸侧风缆
5
5t开口型单滑车
5个

安装用
6
C25砼

30m3
地锚
7
钢板网
245m2
5.5Kg/m2
1348
桥面
8
φ720×10mm钢管
22m
142.436
3134
焊接
9
[20
40m
25.772
1031
焊接
10
预埋钢板2cm厚
4.5m2
157
707
预埋砼中
12
预埋钢筋Φ20
50m
2.466
123
预埋砼中
13
T梁钢模

利用旧模板
Ⅰ
4.58×1.95m
22块
1446
31812
利用旧模板
Ⅱ
1.95×0.85m
22块
269
5918
利用旧模板
Ⅲ
4.95×0.85m
22块
682
15004
利用旧模板
14
L50×50×6角钢
707m
4.465kg/m
3156
改浮箱用
15
φ27mm高强螺栓
140
0.558kg/m
781
铰结
16
锚钢筋

1844
锚
17
航标灯
72个

警示
18
航标船
2个

警示
【5】浮桥安装、调整和拆除
5.1安装
浮箱在现场加工场内进行改制。安装前于岸侧钢筋加工场下游河心侧设置一个2m×2m×2.5m钢筋砼重力锚，将φ720×10mm钢管预埋在锚中，后在距该重力锚河岸侧约13m处设置两个1.5m×1.5×2m拉锚，采取钢绳风缆固定于钢管上。安装时将承重缆索一端用绳卡卡在钢管上抱箍上，另一端则固定在22#墩承台预埋件上。再将浮箱经过钢绳挂于承重索之上（安装时使用开口型单滑车，到位后转换至索卡固定），经过岸侧卷扬机牵引索将浮箱逐一牵引至水面。调整浮箱间距，挂扣纵向连接槽钢，直至完成所纵向连接槽钢安装工作。以后调整浮箱和承重索间扣挂索长度来调整浮桥顺直度。最终再安装桥面钢板网及栏杆等。
5.2调整浮箱
伴随江面上水涨水落，浮箱位置会对应发生改变。为适应这种改变，避免拉索受力超限断裂，需实时调整拉索长度,拉索长度调整范围为0-2.2m。当浮桥安装完成后需在岸侧设置水位观察点，依据江水涨落幅度来调整拉索长度。在岸侧、22#墩承台钢管上各预留2个10T链子滑车，调索时临时用滑车固定拉索，然后将钢管上抱箍调至合适位置，完成后再将拉索固定在钢管上。
5.3拆除
先行拆除拦杆及桥面钢板网，再由江心向岸侧逐根拆除纵向连接槽钢，最终由岸侧卷扬机将浮箱逐一牵拉出江面运至堆放场。
【6】关键机械设备计划
序号
设备名称
规格或型号
数量
备 注
1
汽车吊
8T
1台

2
焊机
BX500
3台

3
气割割具

2套

4
卷扬机
3T
2台

5
焊钳及焊线

3套

【7】人员配置计划
序号
工 种
人数(人)
备 注
1
技术员
2

2
焊 工
5

3
起重工
5

4
普 工
10

【8】工期计划
浮箱安装时间需要20天左右，依据合江长江二桥桥位处水文资料，计划3月份完成浮箱零件加工，4月15日（承台施工完后）开始进行浮箱施工。
序号
工序名称
天数(天)
备 注
1
模板改制
15

2
安装
3

3
拆除
2