钢栈桥加固方案.pdf

唐龙大桥及接线（赣丰路唐龙大桥及接线（赣丰路-唐章路）唐章路）唐龙大桥唐龙大桥 钢钢栈栈桥桥加加固固方方案案编编制制人人：职职务务：职职称称：审审核核人人：职职务务：职职称称：审审批批人人：职职务务：职职称称：江西中煤建设集团有限公司唐龙大桥及接线（赣丰路-唐章路）项目经理部二一七年十二月-1-目 录1.编制说明2 1.1 编制依据21.2 编制目的2 1.3 适用范围22.工程概况2 2.1 工程简介 22.2 水文地质条件 33.钢栈桥平台的设计和施工情况43.1 设计院设计的钢栈桥（参考图）4 3.2 钢栈桥施工情况44.钢栈桥加固方案4 4.1 栈桥下水打锚固钢管桩和水下钢筋混凝土桩相连的加固法45.锚固钢管桩的计算 55.1 钢栈桥的承载力、应力、剪力等计算55.2 锚固钢管桩的计算56.栈桥加固示意图9-2-栈栈桥桥及及钻钻孔孔平平台台施施工工方方案案1.1.编制说明编制说明1.11.1 编制依据编制依据1）、招标文件2）、投标文件3）、唐龙大桥及接线（赣丰路-唐章路）施工图设计4）、公路水运危险性较大分部分项工程安全专项施工方案管理办法（试行）5）、公路桥涵施工技术规范（JTG/T F502011）6）、公路工程质量检验评定标准（JTG F80/12012）7）、公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）8）、公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）9）、公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）10）、人民交通出版社路桥施工计算手册11）、人民交通出版社路桥施工计算手册12）、公路施工手册13）、城市桥梁工程施工与质量验收规范(CJJ 2-2008)；1.21.2 编制目的编制目的为保证本工程水上施工的顺利、有序的进行，本着安全、优质、高效、节俭的原则，特编制本方案。1.31.3 适用范围适用范围本方案适用于唐龙大桥 49#墩水上栈桥及水上钻孔平台施工。2 2工程概况工程概况2.12.1 工程简介工程简介唐龙大桥水上施工起止桩号为：K0+349K0+592，其中 K0+445K0+488 段为预留通航口，栈桥长度为 200m。其中 6#、7#号墩为主墩，5#与 8#墩为主桥过渡墩，4#与 9#墩为引桥墩分别临近北岸与南岸水岸边，桥墩均左右分离，主-3-桥墩每幅承台下设计 4 根直径 2.2 米的钻孔桩，桩长均为 20 米，过渡墩每幅承台下 2 根直径 1.8m 桩，左幅桩长 16.65m 右幅桩长分别为 15.75m 及 17.05m，主墩与过渡墩均处于水中，引桥 2 个墩每幅承台下设计 2 根直径 1.8 米的钻孔桩，4#墩左幅桩长为 19.05m 右幅为 20.15m，9#墩左右幅桩长均为 15.15m。主桥与航道交角约 90，所经水面宽约 240 米，一般水深为 2.54.5 米左右，局部为 6 米左右，航道等级为-（2），设计采用 5 年一遇设计洪水位110.600m 为最高通航水位，通航孔净空宽度不小于 12m，净高不小于 4m，通航代表船型为小型运砂船（约 50 吨）。2.22.2 水文地质条件水文地质条件1）地貌唐龙大桥桥位横跨上犹江，桥位轴线走向近南北，河流走向近东西，勘察区地貌属低山丘陵地段，桥位区地面黄海高程 104.43125.60m，总体表现为南高北低。现状河流蜿蜒曲折，呈“S”型。2）、气象、水文桥所处区域属中亚热带季风湿润气候，年平均气温 19.3，冬无严寒，夏无酷暑，雨量充沛。12 月均温 8.8，7 月均温 28.6，无霜期 286 天左右，年平均降雨量 1443.2 毫米，年均日照时数 1856.6 小时。3）、工程水文地质特征1、地下水：桥区地下水主要为第四系松散岩土类孔隙潜水。孔隙潜水主要赋存于第层粉砂、第层卵石孔隙中，水量丰富，主要接受大气降水及周边含水层、河水的侧向补给。勘察期间地下水静止水位埋深 4.104.70 米，静止水位标高 104.36104.67 米。地下水位年际变幅约 2.03.0 米。2、地表水:勘察期间上犹江河床水流总宽约 170-190 米，水深约 2.504.5 米，河水流量及水深变化受降水影响。本场地属类环境，据地下水及地表水水质简项分析结果,对照公路工程地质勘察规范（JTJC20-2011）附录 K：地表水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性；地下水对混凝土具弱腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性。据邻近场地土腐蚀性分析成果，场地土对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性。拟建建筑地下结构腐蚀性防护应符合现行国家标准建筑防腐蚀-4-工程施工及验收规范3、地质结构：原设计的地质结构为：0.7m1.0m 的砂砾覆盖层，3.7m4.5m 厚的强风化泥质粉砂岩，根据现有的施工情况和开挖的实际情况，实际地质结构与设计的地质结构误差很大，实际地质情况是：河床无砂砾覆盖层，强风化层只有 0.50.7m 之间。3.3.钢栈桥平台的设计和施工情况钢栈桥平台的设计和施工情况3.13.1 设计院设计的钢栈桥（参考图）设计院设计的钢栈桥（参考图）设计院设计的钢栈桥时 6m 宽，长约 200m，9m 一跨，每跨由 3 根钢管作为支撑桩，用剪力撑相连，钢管桩入岩深度为 2.5m 左右，承台能力为 80T。3.23.2 钢栈桥施工情况钢栈桥施工情况由于主墩处水位较浅，为方便快速施工，从两岸边 4#、9#墩开始至 6#、7#搭设 6m 宽的纵向钢栈桥，吊打第一、二排钢管桩时，比较顺利，入岩深度也符合地勘报告，但打第三排时，入岩深度只有 0.6m，第四排只有 0.4m，第五排试打只有 0.3m，根据实际入岩深度停止施工并上报业主、监理和设计院，口头回复是由施工单位调整，加固钢栈桥施工，确保钢栈桥稳固、安全。我部根据实际地质结构情况，和以往的实际施工经验，由单排三根钢管桩改为双排双联 6根钢管板凳桩，桩与桩之间用 12 以上的槽钢连接，（横连、剪力撑连），使 6 根钢管桩形一个整体，像板凳一样稳定，并增加了承载力。虽然由单排 3 根钢管桩调整双排双联 6 根钢管板凳桩，其承载能力远远大于实际荷载，但钢栈桥还是处于不稳定状态（特别是春季洪水期间），存在很大的安全隐患，所以必须对已搭建成的钢栈桥进行加固，使钢栈桥即符合设计要求和施工需要，又安全、稳固，这样才能使唐龙大桥的基础，墩（台），及主梁现浇施工顺利，安全可靠有保证。4 4、钢栈桥加固方案钢栈桥加固方案唐龙大桥钢栈桥承载能力符合设计要求，但稳定性就差点（特别是在洪水季节），为了使钢栈桥，即安全、稳定，又符合设计要求，我部采取以下加固方法。4.14.1 栈桥下水打锚固钢管桩和水下钢筋混凝土桩相连的加固法栈桥下水打锚固钢管桩和水下钢筋混凝土桩相连的加固法（1）在栈桥马櫈桩下水约 2m 处，打一根 100010 钢管桩作为锚固桩，夹打-5-前，用全站仪测量，定出锚固桩的位子，再用 D2J60 震动锤夹住 100010 钢管，缓缓地将 100010 钢管吊装夹起，并对准已测定的位置徐徐放下，同时全站仪跟踪测量，观测 100010 的钢管的垂直度和方位，是否符合要求，符合就用震动锤将钢管压入河床中；准备就绪后，开启震动锤将 100010 的钢管慢慢震入河床中。震桩时，派专业技术人员现场进行观察记录钢管入岩情况，每分钟进程多少，一一计入表格中，当钢管入岩不进桩时，反弹很大很强，最终再震 35 钟无入岩尺寸即可。这时全站仪再次测定垂直度和方位，确定无误后，用 20 槽钢初步固定，松开震动锤，接着打第二根锚固钢管桩，打完一根锚固桩，固定一根，直到打完和固定为止。（2）当锚固 100010 钢管全部打完并初步固定好后，立即调迁 2800 型旋挖机进行管内旋挖，管内旋挖直径为 800mm 的钢筋混凝土桩，旋挖前准备 50 型装载机一台，8T 自卸汽车 2 台，随时待命，旋挖机开机后，将旋挖出来的岩碴，放入装载机斗内，再由装载机倒入 8T 自卸汽车车箱中，运至指定弃土（碴）点，用推土机（或装载机）推平。（3）钢筋笼制作和吊装就位，钢筋笼骨架应具有足够的刚度和稳定，以便于运送，钢筋采购运到现场后，取样送检，合格后才进行切断制作，制作尺寸必须按图加工。（4）导管的设置，导管采用法兰盘接头的导管，吊装前先试拼，连接要牢固，封闭严密，并进行密封试验，上下成直线吊装，位于孔中央，防止导管卡位。（5）水下砼灌注，虽然锚固桩与桥梁桩基有所不同，但施工方法大致一样，采用水下 C25 砼，砼运输罐车到现场后，进行坍落检测，一般规定在 2022cm 之间，因桩短、体积小，最好一次性灌完，用测绳检查灌注高度，符合要求后，停止灌注，拔出导管即可。（6）灌注完锚固钢管桩管内水下 C25 砼的三天后，就要进行锚固桩与钢栈桥的钢管桩再次进行相连。连接方法：先下后上，先内后外，锚固与栈桥马凳桩连接时，首先焊最内二根 20 槽钢，三根钢管（栈桥马凳桩二根，锚固桩一根），应形成一个等边或等腰三角形，使栈桥马凳桩两边受力均匀，最内二根20 槽钢焊好后，接着焊中间 20 槽钢，外侧的二根 20 槽钢焊之前，现在三根钢管外侧焊一块 7 字形或反 7 字钢板，7 字钢板长度为 25cm20cm，宽度为 30cm，厚-6-度为 10mm，7 字形或反 7 字形钢板焊好后，再焊外侧 20 槽钢，20 槽钢焊接时应先焊槽钢板面与钢管（即 7 字形或反 7 字形钢板 25cm 面），再焊 20 槽钢端部与 7 字形或反 7 字形钢板 20cm 面，焊完后应检查四周的焊缝是否饱满，如有缺陷，进行补焊，使焊接缝符合要求，连接方法和连接部位详见示意图。5.锚固钢管桩的计算5.1 钢栈桥的承载力、应力、剪力等的计算，详见钢栈桥及水上平台的专项方案5.2 锚固钢管桩的计算由栈桥及水上平台专项施工方案P45 可知：锚固钢管的支撑设置在贝雷梁以下，按不利考虑，外力作用点选在贝雷梁底位置。故作用高度mh572.1208.102652.114锚固钢管底部选择两种状况：1、查表得 800cm 钢筋砼 C30，13.8MPa=fcd800cm 钢筋砼 C25，11.5MPa=fcd100010mm 钢管，MPa1902、WhPWM-7-100010mm 钢管344447621488100032)980100032)mmDdDW（76214881000572.12190PtNP5.111151833、根据水动公式)(2/(2KNgrvAKP式中 r-水的容重取 10KN/m3，v-最大流速取 2m/s，A-阻水面积 52912.572=6.65m2，1.012.572=12.572m2,g-重力加速度 9.8（m/s2），K-形状系数对圆形钢管取 0.80.529 钢管=0.86.65（1022）/29.8=10.85KN双排双联板凳板 6 根：610.85=65.1KN1.0 钢管=0.812.572（1022）/29.8=20.526KN+=65.1+20.526=85.626=8.563t根据计算，1000 钢管：11.5t8.563t（符合要求）800 水下 C25 钢筋砼：11.5t8.563t（符合要求）800 水下 C30 钢筋砼：13.8t8.563t（符合要求）通过以上计算：在常规洪水情况下，均符合要求。4、根据公路桥涵地基与基础设计规范嵌入基岩石的深度，按下式公式计算dfrkMHh0655.0式中 h钢筋砼桩嵌入岩中的深度，（不计强风化层和全风化层）不应小于0.5mMH基岩顶面处的弯矩（KNm）frk岩石饱和单轴抗压强度标准值（KPa），黏土质岩取天然深度单轴抗压强度标准值。-8-根据地质资料显示，本桥标准为饱和单轴抗压强度标准为 frk=7.30MPa天然深度单轴抗压强度标准为 frk=12.0MPa系数为 0.51.0 根据岩层侧面构造（节理发育）而定d桩身直径（m）0.8m 钢筋砼桩33305.0328.032mdwC25 钢筋砼桩查表2115005.11mKNMPafcdmKNwfcdMH57505.011500273003.7mKNMPafrk（地勘报告，中风化粉砂质泥岩饱和单轴抗压强度标准值）=0.5（岩层侧面取节理发育）d=0.8m代入公式m734.18.073005.00655.0575h钢筋砼桩设计嵌入岩层 3.1m，其中上层平均为 0.4m0.6m 的强风化层，下层2.5 为中风化层。结果：由计算需嵌入中风化层 1.734m，小于设计 2.5m（满足要求）