某高速公路水中钻孔桩施工便桥(平台)的施工应用.doc

1、某高速公路水中钻孔桩施工便桥(平台)的施工应用摘要 在桥梁施工中经常遇到水中施工，为保证施工安全及施工安全、确保施工质量、节约施工成本，经常在河中搭设施工平台（便桥） ，某高速公路扩建工程我 A1 标段有高架桥及一座中桥二座桥梁跨渠施工。其中高架桥要求在原桥左、右线两侧各拼宽 8 米，拼宽桥下部结构为钻孔灌注桩，上部为 30 米预应力 T 梁，建成后进行拼接，桥中心里程为K390+192.432，与渠交角为 64 度，其中左幅 2#墩、右幅 3#墩(共 4 根桩）均在水中施工，为保证施工安全确定在河中搭设便桥且作为施工作业平台，并对便桥进行检算以满足施工要求。 关键词水中施工; 便桥;高速公路

2、 Abstract: Often encounter water construction in bridge construction, to ensure the construction safety and construction safety, to ensure the quality of construction, saving the construction cost, often a construction platform in the river (bridge), I A1 lot expansion project of a highway viaduct a

3、nd bridge two bridges across the canal construction. The viaduct of the original bridge left, right line on both sides of the spell is 8 meters wide, widening bridge substructure for the bored pile, the upper 30 meters prestressed T beam, after the completion of splicing, the center of the bridge mi

4、leage for the K390+192.432, and the channel angle is 64 degrees, which left 2#, right 3# pier pier (a total of 4 piles) are in water construction, in order to ensure the safety of the bridge and as a construction platform in the river, and the bridge are analyzed in order to meet the requirements of

5、 construction. Keywords: subaqueous work;bridge; highway construction; 中图分类号：U445.4 一、工程概况 某高速公路扩建工程我 A1 标段有高架桥及中桥二座桥梁跨北渠施工。其中高架桥要求在原桥左、右线两侧各拼宽 8 米，拼宽桥下部结构为钻孔灌注桩，上部为 30 米预应力 T 梁，建成后进行拼接，桥中心里程为 K390+192.432，与北渠交角为 64 度，其中左幅 2#墩、右幅 3#墩(共 4根桩）均在水中（详见平面布置图一） 。 中桥要求在原桥左线两侧分别拼宽，右侧再新建一座桥，左侧拼宽部分上部结构为 325 米预

6、应力 T 梁，右侧新建部分为 335 米预应力T 梁，下部结构均为钻孔灌注桩，桥中心里程为 ZK392+444.54，横跨北渠与之成 120夹角，左线左侧 2#墩、左线右侧 1#墩均在水中。 二、方案比选 因河渠为地方饮用水渠，施工时为避免对水渠的污染，减小对水渠的影响，我们非常重视水中桩的施工方案，多次组织工程人员对现场实地考察，认为可以采取以下方法施工：一是改河渠的方法。将河渠流经高架桥及中桥水中桩的地方改至其它跨经过；二是围堰的方法。将河渠流经水中桩的地方用土及木料进行围挡，桩位至河渠边范围内的河面需填筑起来。三是采用搭设施工便桥平台，就是在河渠岸与桩位之间的范围内通过采用临时桥梁架设成

7、工作平台，在河渠底埋设钢护筒，以便钻孔桩机械进行作业施工。 以上三种方案，我们经过考虑对比，认为：方案一若是改河，需另外进行征地，且会对河渠污染非常严重；方案二若进行围堰，则会对河渠的流水面积减小，尤其是高架桥的水中桩会将整个河渠占去大半，并且会污染河道；方案三是搭设便桥作工作平台，首先不会减小河渠的水流宽度，并且不会污染河道，对河渠的扰动也非常小，且目前为旱季，对于河渠泄洪可暂不考虑。因此我标段认为采用方案三是最为可取的。并且施工中将加强对河渠的保护，随时对河渠的观察，确保施工中北渠的正常使用。 三、便桥（钻孔平台）设计 便桥作为钻孔桩基础施工平台，是水中桥梁钻孔施工的临时辅助设施，它的作用

8、是为水上钻孔桩施工提供作业面，主要承受钻机设备、混凝土罐车及其它临时施工荷载。平台主要由钢护筒、钢管桩、横向连接系、平台顶面和防护栏杆组成。 3.1 高架桥工作平台及对对水渠影响 因高架桥左侧拼宽 2 号墩二根桩、右侧拼宽 3 号墩二根桩，设计直径 1.5m，均在水中。故需要在北渠二侧分别搭设一个便桥平台，而 2 号墩、3 号墩桩位与河渠相对位置一样，故二个便桥结构及尺寸均相同。可采用护筒内径 1.7m，壁厚 10mm，便桥设计在水中钻孔桩位置，便桥桥面宽为 8m(4m2)，长度为 6m（见便桥设计图 图二） 。 便桥桥台和桥墩采用 5 根钢管桩做立柱、基础，管桩为直径 400，壁厚 6的钢管

9、，用振动锤将管桩打入土层，打入深度以贯入度和入土深度控制，以达到设计承载力。并用12 槽钢作剪刀撑将各钢管桩纵横向联在一起。在靠管桩顶部处用25 槽钢，而后铺设25 工字钢，工字钢与钢管满焊，使整个平台连成整体，提高稳定性。工字钢横梁下架设贝雷纵梁。 对水渠影响：分别在渠两侧搭便桥，不影响水渠通行，仅在桩位及钢管桩处破渠以便将钢管桩及钢护筒分别埋入河底，同时在距河渠岸 5米处开挖 542 米的泥浆池，施工中泥浆通过密封的钢护筒流经泥浆管道，通向河渠岸边的泥浆池，施工过程中泥浆及时进行外运。 3.2、中桥工作平台及对水渠影响 因中桥为分离式桥，左线左侧 2#墩（为图中 D5、D6 桩） 、左线右

10、侧1#墩（为图中 D3、D4 桩）均在水中，施工时需分别搭设一个便桥作工作平台；另有右桥 1 号墩的二个桩在河岸上，且靠河岸距离很小，为不降低河渠的通水能力，将钢护筒进行加高，钻孔机械置于河岸上进行施工。水中桩设计直径 1.5m，可采用护筒内径 1.7m，壁厚 10mm。本便桥平台采用钢管桩基础，结构形式与高架桥水中桩的便桥相同。 对水渠影响：便桥平台，不影响水渠通行，仅在桩位及钢管桩处破渠以便将钢管桩及钢护筒埋入。在施工时有一排水管道恰在桩位处，需将排污管道拆移。 四、平台的检算 4.1、贝雷架的受力分析及验算： 贝雷纵梁跨度为 6m，受力分析和验算按 6m 计算。 25a 工字钢：38.1

11、 kg/m 临时荷载：2.2103kg/m3 贝雷架自重：300 kg/片、每片 3 m 长 25a 工字钢重量：38.1616=3657.6 kg 临时荷载重量：2.21030.1046=5280 kg 贝雷架自重：3006=1800 kg 恒载：5280+3657.6+1800=10737.6 kg 故： 每延米恒载：10737.6/6=1789.6 kg/m 恒载跨中弯距：1/2q12=1/21789.666=32212.8kgm =322.1KNm 活载：施工中 40T 砼罐车，钻孔桩机械（砼罐车上平台时钻锤已移除）10T，其它机械如等均不需上平台，故以其作为计算控制的标准。在跨中最大

12、弯距为 50066/8=2250 KNm 受力简算模型为简支梁，查阅装配式公路钢桥使用手册,贝雷架容许内力：弯矩为 3152.8 KNm、剪力为 980KN。 刚便桥所受弯矩： 322.1+2250=2572.1 KNm 257213152，故能满足要求。 最大剪力 贝雷架上恒载的剪力为 1/2q1=1/217.96=53.7KN 运输车引起的剪力为：400KN 贝雷架所受最大剪力：53.7+400=453.7980KN 经上述受力分析计算得贝雷架能承受施工时产生的荷载，强度能达到要求。 4.2、钢管桩及基底承载力分析： 钢管桩用 6Q235 热轧钢板卷制而成。 钢管桩的截面积=40063=7

13、2002 钢管桩的极限承载强度=2157200=1548000N 运输车行驶时靠桩基所受的荷载 T=400KN 桩基恒载的剪力为 1/2q1=1/217.96=53.7KN 钢管桩顶所承受的荷载：P=53.7+400=453.7KN1548KN，强度满足要求。 稳定性分析： 根据压杆稳定性公式：Pcr=2EI/（1）2 其中 为下端固结，上端为铰接，并结合以往的计算经验， 的取值为 0.7。 E=2.1105Mpa I=1/64( R4r4 ) =1/643.14( 20041944 ) =9004514 按顶标高为水平联系槽钢下边缘至桩底计算，桩长=6.5m， Pcr=2EI/（1）2 =3

14、.1422.11059004514/0.72/65002= =900567N=900KN Pcr/P=9003/453.7=5.95 钢管桩的稳定系数为 5.95 根据本工程所提供的地质报告和钢管桩的入土自由长度3 米计算其极限摩阻力为：Q=Dtili 压实填土 li=3 m ti=40Kpa 管桩为直径 400，桩底亚粘土承载荷载 G=64KN Q=3.140.43 40+643=644 =644453.7KN 经上述受力分析计算，便桥平台是安全的。 五、结论 某高速公路扩建工程 A1 标段有高架桥及中桥二座桥梁跨渠施工搭设钢便桥（平台）施工过程顺利，极大减少对水源的污染及对水流的影响，安全上也控制的十分好，取得了较好的经济效益和社会效益。值得其他水中桥梁施工的借鉴。