钢平台施工方案 (3)

2.工程概况
2.1.设计概况
大西铁路客运专线晋陕黄河特大桥东西向横跨黄河，主桥58#～86#墩为14联2×108m单T构钢桁加劲组合结构。主墩承台底面高程为338.426m，结构尺寸为29.2×24×5m；边墩承台底高程为339.326m,结构尺寸为21×17.8×4m。桩基础采用钻孔灌注桩桩基础。主墩采用30根φ2.0m钻孔桩基础，有效桩长为92m。边墩采用18根φ1.8m钻孔桩基础，有效桩长为80m。
2.3.施工平台搭设墩位确定
根据主桥下部结构施工节点工期2011年7月31日完成的要求，对工期进行倒排，主桥桩基多数在2010年夏季多雨季节施工。而此期间河槽受雨水的影响加宽，水位增高，土袋围堰筑岛无法满足施工需要，故主桥58#～86#墩搭设钢平台完成下部结构桩基施工。
2.4.工程特点及难点
⑴、工程特点
、钢管上抱箍限位卡，随管桩搭设深度不同而参差不齐，导致抱箍定位困难。贝雷片主梁平台主梁平台结构形式见图3.2-1。
图3.2-1 贝雷片主梁平台
、工字钢主梁
优点：
工字钢主梁与钢管顶盖板可以进行常规焊接；工字钢结构高度小，钢管露出水面高度较高剪刀撑及水平横撑在水面以上，能够有效焊接。结构较稳定，可长时间使用。
、钻孔桩施工过程中，护筒易下沉，维修任务大，风险较高。
、钢管桩支承方式
优点：不受钻孔影响，不易下沉，较稳定；可全部回收，循环利用率高。
缺点：钢管桩布置较多，打设及拆除工期长。
3.4.钢平台总体结构形式确定
经上述主梁形式及支撑方式优缺点比选，本工程钻孔钢平台结构形式确定为钢管桩基础、工字钢主梁。其钻孔平台按功能区分为钻孔区和行车区两部分。基础为90根φ630mm钢管桩基础；主纵梁采用双I40b工字钢制作，间距5.5～6m等共9排。横梁为双I40b工字钢，间距2～3.6m不等,共16排。分配梁采用I25b工字钢，间距40cm；桥面板为δ8mm花纹板。钢平台结构图见图3.4-1和图3.4-2。
序号
①、施工期间河道洪水位较高，河道较宽，主河流游荡不定。
②、河道中墩位多，施工技术难度大，安全隐患较多。
⑵、工程难点
①、河道内冬春交季时有大量冰凌通过，撞击力较大且冰凌疏导难度大。
②、汛期洪水来势迅猛，含砂量高，对平台冲击较大。
3.钢平台设计
3.1.钢平台结构尺寸
钢平台设计依据主墩承台平面尺寸29.2m×24.0m进行设计。并且，为满足主墩桩基和承台施工需求，在承台两侧横桥向和承台与栈桥间设置作业区，承台范围内设置钻孔区，作业区宽度满足50t履带吊行走及回转半径要求。经设计确定主墩搭设钢平台平面尺寸分别为45.6m×43.6m。
3.2.主梁形式的选择
钻孔平台主梁一般采用贝雷片及工字钢两种形式，以下对比其优缺点。
、贝雷片主梁
优点：
平面结构尺寸一定的情况下，支撑桩基间距可加大，桩基要求数量少，组拼操作过程简单，施工工期短，钢材用量小。
缺点：
、由于贝雷片高度为1.5m，致使钢管桩露出水面高度较低，其剪刀撑与下部横撑位置在施工常水位以下，不能进行常规焊接；贝雷片与钢管顶盖板间不能焊接。上述部位只能采取抱箍和U型卡进行加固连接，施工质量难以控制，钢平台结构不够稳固，不适应大扭力钻机施工及履带吊行走等动载要求。
图3.2-2工字钢主梁平台结构示意图
3.3.支承方式来自百度文库择
钢平台支承方式通常采用钢护筒与钢管桩两种形式，现对其优缺点进行比较。
、钢护筒支承方式
优点：承台范围内不需要布置钢管桩基础，工作量小，施工工期短，拆除方便。
缺点：
、钢护筒需受力，要求护筒壁厚较厚，埋设深。钻孔桩施工完成后承台底以下部分不能回收利用，投入较大。
缺点：
用钢量大，特殊工种需求量多，焊接工作量大，施工工期较长。
主墩桩基均采用QY-150反循环钻机施工，工作扭矩大，主机自重达40t，根据工期要求，每个钢平台上需布置4台同样的钻机。同时要求平台上能行驶8m3混凝土运输车、汽车泵、50t履带吊等机械，对平台受力性能要求较高。故采用结构更加稳固的工字钢主梁。工字钢主梁平台结构见图3.2-2。
钢平台施工方案
1.编制依据
、国家和铁道部现行规范、技术指南、验收标准；
、大西铁路客运专线有限责任公司已批复的《新建大同到西安铁路客运专线工程11标段实施性施工组织设计》；
、《公路钢木结构设计规范》；
、《结构设计原理》人民交通出版社；
、《公路桥涵地基与基础设计规范》；
、《公路桥涵通用设计规范》；
、铁道第一勘察设计院相关设计图纸。
图3.4-1 钢平台结构立面图
图3.4-2钢平台结构平面图
4.施工总体布置、资源配置及施工计划
先搭设靠近栈桥侧平台，再搭设两侧行车区，最后搭设钻孔区。利用先搭设的部分作为工作平台完成后续部分施工，逐跨推进，直到完成整个平台搭设工作。钢管桩基础采用50t履带吊和DZ60振动锤打设；主梁双I40b工字钢及分配梁I25b工字钢岸上完成下料拼桩，采用平板车运至现场吊装架设、接长。
4.1.人力资源
平台搭设劳动力计划见表4.1-1。
表4.1-1劳动力需求表
序号
工种
单位
数量
备注
1
技术管理人员
人
4
测量、技术指导
2
起重工
人
4
白班、晚班各2人
3
装吊工
人
6
4
电工
人
2
5
电焊工
人
20
6
气焊工
人
6
7
各种司机
人
6
8
其他技术工种
人
20
9
合计
人
62
4.2.机械设备资源
机械设备计划见表4.2-1。
表4.2-1机械计划需求表
2.2. 水文、地质情况
、地质情况
本地区地震动峰值加速度0.2g，相当于地震基本烈度八度。经计算分析，桥址区20m深度范围内，为第四系全新统冲积饱和粉土、粉砂、细砂及中砂，为可液化土层，液化土层厚13～20m。经现场实际测量河床面高程大多约为343.98～344.27m，其中主河槽处河床面高程约为338.68m；一般冲刷线高程为339.64m；局部冲刷线高程为323.14m。
、水文、气象情况
黄河主河床处，常年流水，季节性变化明显，枯水期水量较小，每年4月桃花汛及7、8、9夏季等雨季洪水水位可达344.8m，最高水位达345.5m。主要受上游径流及大气降水补给。百年一遇洪水位351.54m,设计流量24318m3/s；设计流速1.93m/s。根据现场调查，近年来汛期最高水位约为345.5m。