06桥梁施工作业平台

WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学桥梁施工作业平台王雄江博士、副教授武汉理工大学土木工程与建筑学院WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学目录第一节概述第二节固定式作业平台结构设计与检算第三节固定式作业平台施工第四节某桥施工平台结构计算WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第一节概述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。桥梁施工固定式作业平台WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第一节概述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；WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第一节概述影响作业平台安全的因素：（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。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第一节概述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WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第一节概述WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第一节概述WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第一节概述WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第一节概述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、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。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第一节概述固定式作业平台适用范围：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。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.1固定式作业平台结构设计1．固定式作业平台结构设计总体方案某平台基础采用Ф1000mm×lOmm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（δ=lOmm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。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.1固定式作业平台结构设计2．作业平台分部结构设计(1)基础(2)承载分配梁(3)平台平面板a、转运码头(4)平台附属设施b、栏杆c、照明设施WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.1固定式作业平台结构设计WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.1固定式作业平台结构设计WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2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。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2固定式作业平台结构检算2．荷载组合（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履带吊及吊重、人群及小型机具荷载两个部分。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2固定式作业平台结构检算3．作业平台分部结构检算(1)平台台面板(2)承载分配梁(3)基础(4)平台附属设施码头WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2固定式作业平台结构检算(1)平台台面板150()/2/tqGGL吊重履带吊自重履带长218MqL12QqLMW21000103Q216WbhWuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2固定式作业平台结构检算(2)承载分配梁①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。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2固定式作业平台结构检算工况B-1-2：当荷载位于最大跨径7.5m的跨中时，贝雷梁受力计算模式。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2固定式作业平台结构检算工况B-1-3：当荷载位于最大跨径7.5m的一端时，贝雷梁受力计算模式。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2固定式作业平台结构检算①贝雷梁的计算b、贝雷梁计算工况B-2：履带吊行走工况当履带吊行走时一半的力直接作用在贝雷梁上，贝雷梁受力计算模式。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2固定式作业平台结构检算②2I56a工字钢横梁计算。a、工况I56a-1：履带吊吊重工作工况。因为工字钢布设在桩顶，桩尺寸为：Ф1000mm×1Omm。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2固定式作业平台结构检算②2I56a工字钢横梁计算。b、工况I56a-2：钢护筒导向架荷载作用在工字钢横梁上。导向架放在横向2I56a工字钢横梁上，按四跨连续梁7.5m+6m+6m+7.5m，最大跨径为7.5m，承受荷载为钢护筒重量800kN，单面承重P=400kN计算。工况I56a-2-1：导向架重心位置如图所示。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2固定式作业平台结构检算③I32a工字钢横梁计算。工字钢按200mm间距布置，荷载计算分两种工况：a、工况I32a-1：履带吊吊重在贝雷梁7.6m跨中间，荷载按三跨连续梁计算。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2固定式作业平台结构检算③I32a工字钢横梁计算。b、工况I32a-2：履带吊空载运行在施工平台。履带吊履带宽度1.1m，按每边履带下密布5根I32a工字钢计算，I32a顺桥向最大跨径为7.6m。I32a工字钢梁与δ10mm厚防滑钢板组合形心i=175.82mm，惯性矩I=100127310.2mm4．抗弯截面模量W=692500mm3。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2固定式作业平台结构检算(3)基础桩顶荷载=1634.72kN，钢管桩选型：φ1000mm×10mm①方法一：摩擦支承桩轴向承载力。②方法二：用砂填实的钢管桩。用砂填实的钢管桩ΦlOOOmm×lOmm的容许承载力：max1[]()2iiRPUhAPmax[]FRPPKmaxPWuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2固定式作业平台结构检算(3)基础③方法三：按压弯构件计算。a．工况一：单根沉桩完成时，桩处于悬臂状态。此工况时，钢管桩承受水平荷载主要为流水力.轴心受压构件稳定系数则：22VPKAg0.373+[]NMAWWuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2固定式作业平台结构检算b．工况二：工作桩桩顶被横向连接后。此工况时，工作桩按两端铰接计算max+[]MNAWWuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第二节固定式作业平台结构设计与检算2.2固定式作业平台结构检算(4)平台附属设施码头由于有防滑钢板所以不考虑摩擦力不足问题。取水平平面计算，没有考虑坡度问题，本次只计算横梁，横梁材料为2I56a。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第三节固定式作业平台施工3.1固定式作业平台施工总体方案（1）钢管桩打设利用150t浮吊挂击振力为90t的振动锤进行。（2）按先上游后下游、先岸侧后江侧原则，依次插打工作桩。（3）钢管桩打设后焊接剪刀撑，增强已插打完成工作桩的整体稳定性。（4）架设2I56a工字钢做下横梁，贝雷梁做纵梁，铺设I32a工字钢做上横梁，δ=lOmm的防滑钢板做面板。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第三节固定式作业平台施工3.1固定式作业平台施工总体方案（5）测量放线，固定导向架，插打钢护筒；4根钢护筒插打完成后将其与工作桩刚性连接。（6）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。并在工作平台四周用φ60mm、φ40mm铜管布设栏杆。（7）最后铺设一根水下电缆供钻孔桩施工用电。WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第三节固定式作业平台施工3.2固定式作业平台施工工艺流程工艺流程WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学院武汉理工大学第三节固定式作业平台施工3.3固定式作业平台施工操作要点（1）钢管桩基础施工钢管桩制作钢管桩运输钢管桩打设（含振动锤选型）横向联结系制作安装振动锤选型确定打桩顺序施工放样打桩船就位沉桩WuhanUniversityOfTechnology土木工程与建筑学