XX墩双壁钢套箱专项施工方案

XX墩双壁钢套箱专项施工方案
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XX墩双壁钢套箱专项施工方案

7.2.2应急预案启动条件

⑴发生施工人员落水溺水情况

工程勘察中常用岩土工程参数及选用(表格整理超清晰).pdf⑵桥区水位上涨迅速(大于10cm/h),或水位超过施工警戒水位。

⑶水中钢套箱、栈桥遭遇施工船舶或民用船只撞击。

⑸其它安全紧急事故发生。

7.2.3应急响应机制

调度:王月春(13878875263),24小时开通受理及传送应急信息。

①发生设施、设备损伤事故:应及时汇报事故概况及原因、发生时间、地点、过程及影响范围、影响程度;能否现场应急处理或公司应急救援。

②人身伤害事故:应及时汇报事故概况及原因、发生时间、地点,什么类型伤害,伤害部位、伤害程度(轻伤、重伤、死亡)、伤亡人数;伤员救护及现场保护情况等。

7.2.4安全应急措施

7.2.5应急设备与设施

⑵通信设备:使用手机通信,对讲机4台。

⑶各种抢险工具(电焊机、氧气乙决、撬棍、麻绳、救生圈、救生船、葫芦链、钢丝绳、卷扬机、吊车、交通船、浮吊等备足)。

⑷项目部成立不少于50人的抢险救援队伍,保证能及时调度挖掘机3台、汽车15台、推土机2台参加抢险。

⑸医疗救护以邕宁区人民医院为主。

7.2.6事故后的恢复

⑴终止应急,恢复正常秩序由项目经理发布。

⑵取消程序:事故发生→应急救援→救援结束→恢复正常秩序→应急取消。

⑶对事故按照规定步骤要进行调查。

⑷根据调查结果,做出事故评估及处理,依据国家法规和标准《企业职工伤亡事故调查分析规则》、《企业职工伤亡事故分析类标准》、《企业职工伤亡事故报告和处理规定》、《特别重大事故调查程序暂行规定》等来评定。

7.2.7培训与演练及预案的维护

⑴应急人员要加强学习,不断提高业务素质,要与应急救援行动相适应。

⑵每季度进行一次定期培训教育,培训内容为业务技能、安全知识、应急知识、设备故障处理方法,同时开展应急演练,提高快速应急能力。

⑶通讯工具按周检时间进行检验,保证良好状态。工具、物资每季进行一次检查,保证齐全良好。

⑷加大安全宣传,提高安全认识,加强安全检查、控制、杜绝行为错误。

⑸根据演练结果,施工管理科不断完善应急计划。

8.施工环保和水土保持措施

针对当地的实际情况,我们将针对具体情况采取以下措施,开展环境保护和水土保持工作。

⑵对施工机械及船只定期进行检查,防止漏油给江水带来的污染。

⑶严格按照设计及规范要求进行水下施工,避免在基础开挖过程中对设计施工区域以外的河床地层造成破坏。

⑷桩基施工中泥浆用泥浆船外运,避免将泥浆直接排放到河水给其带来的污染。

⑸严禁在河岸线乱填乱挖及砍伐植被作为施工用途,最大限度降低对河岸线的地形破坏。

在施工工地上设立规范醒目的宣传栏,营造文明施工氛围,使每个参加施工人员自觉做文明职工。

场地布置统一规划,施工区材料堆放整齐,确保场地平整,道路畅通,排水畅通;场区内设施布置线条整齐、卫生悦目。

严格包保责任制,明确分工,责任到人,奖罚分明,做到突出重点,分级落实,规范施工,注重实效。施工现场设置施工标牌、宣传标牌、安全警示牌。

临时房屋建设满足抗风、防震、避雷要求:

各种管线整齐、顺直,做到“五不漏”即不漏油、不漏水、不漏风、不漏气、不漏电。

施工完毕后,物品应堆放整齐并归位放置,同时需要遮盖的应予以遮盖。保持施工现场的整洁和卫生。

10.1双壁钢套箱计算

选取8#作为计算模型,计算水位按64.1m计算,承台底标高为55.5m,封底砼按1.8m厚计算,围堰底标高54.1m,套箱顶计算标高为67.1m。

10.1.2双壁钢套箱设计概况

钢套箱按照双壁设计,套箱内板平面尺寸按照承台平面每端加宽5cm作为套箱定位误差调整量,钢套箱壁体内口尺寸:长边19.7m,短边18.6m,高度:13m。由面板、横肋板、竖肋、水平斜杆组成,每侧沿高度方向分为3节,节段高度为4m+4.5m+4.5m。每层分为12块(每边3块),内外面板均采用δ=8mm厚热轧钢板,横肋板用宽150mm厚10mm的扁钢带(从上往下第4至第9排加强采用∠160×160×16角钢),并在与竖肋交叉位置开孔让竖肋通过,竖肋用∠70×70×6的等肢角钢,壁间联系杆用∠80×80×6等肢角钢(从上往下第9排加强采用∠80×80×10角钢),箱内分两道设置Φ600mm和Φ400mm钢管支撑,在钢管支撑处内外壁竖向主肋加强为2根I28b,箱底设800mm高韧角。当调整承台高度时,钢套箱节段相应调整,最上一层可以根据实际情况采用单层钢围堰。钢套箱下沉前在施工平台上焊接组装成型,下沉稳定后内侧灌注1.8m厚混凝土,外侧在开挖基坑内灌注1.2m厚混凝土。

钢套箱平面尺寸:21.7m×20.6m

钢材弹性模量:E=2.1×1011MPa

钢材容许应力:选用新购Q235(A3)钢材,临时工程其容许应力提高1.25,则[σ]=140×1.25=175MPa;[σw]=145×1.25=181MPa;[τ]=85×1.25=106MPa。

刚度容许值:取L/500,则长边:19.7/500=0.0394m;短边:18.6/500=0.0372m。

10.1.4套箱结构受力分析

套箱受力的最不利情况为套箱封底1.8m厚度抽水之后,钢套箱计算水位采用64.1m,封底混凝土底面标高为54.1m。

套箱壁受力的水压力分布图如下:

水压力:P水=r水h=10×10=100KN/m

10.1.5套箱稳定性计算

套箱水下封底后,施工抽水时,封底砼需承受基底的向上浮力,封底砼标号为C20,其容重γ砼=2.3t/m3,厚度为1.8m。并取施工水位作为控制荷载,作用在封底混凝土底面的净竖向荷载:

封底砼按均布荷载作用下,以护筒之间的部分作为计算模式,简化为四向固结板:

M0x=0.0513qlx2

=0.0513×58.6×72

Wx=bh2/6=1.8×1.8×1/6=0.54(m3)

δmax=Mx/Wx=147.3/0.54=0.27MPa<[δ]=0.5MPa

2.封底砼与护筒剪切计算:

每根桩受剪面:A=2.8×3.14×1.8=15.8m2

每根桩与护筒产生的握裹力:

握裹应力取0.2MPa

F浮=ρgν=1×21.7×20.6×10=4470t

F自=ρνg+282=2.3×1.8×19.7×18.6+282=1799t(套箱自重为282t)

护筒握裹力为:P×N=316×12=3792t

K=P/F=(1799+3792)/4470

=1.24>1(合格)

1.围堰堰壁在静水压力作用下的强度验算

围堰竖向角钢最大间距为0.5m,横肋间距为1.2m,因0.5/1.2=0.417<0.5

所以按单向板计算,取下面的四跨连续梁计算图示:

0.50.50.50.5

设外围堰壁所承受的水头差为h

在h高度以下,水压为常数q,因此在这一部分钢板所承受的应力为h。

取1m板宽计算,则q=hγ×1=hγ

外围堰壁的材质为A3钢,[σ]=181MPa,其断面的惯性模量为

[M]=W[σ]=6×181=1086N·m

由Mmax≤[M]得:

Mmax≤1086N·m

Mmax=0.077qa2,q=hγ

则0.077qa2≤1086

静力荷载工况:荷载为外侧壁板承受水压力,高度为10米。壁内灌水高度5米,对内外壁作用负水压。

第二、三、四节模板竖向角钢采用∠702×6,间距为50cm,横肋间距为1.2m,竖向角钢按三跨连续梁验算,竖向跨度为1.2m,当考虑与堰壁板共同受力时,如图所示:

A角=8.16cm2Z0=1.95cm

设矩形截面的面积为A矩,对组合截面形心轴取矩,

有上式可得yc=5.833cm

设矩形截面对自身形心轴的惯性矩为I矩,角钢截面对自身形心轴的惯性矩为,则组合截面对自身形心轴的惯性矩为:

作用在竖向角钢上的水压力,均以水头差h0=5m的压力来考虑,假设宽0.5m的荷载q均由组合截面的竖向角钢承受,竖向角钢计算图示:

b=1.2mb=1.2mb=1.2m

Mmax=0.08h0γab2=0.08×10×5×0.5×1.22=2.88KN·m

Q=0.6h0γab=0.6×10×5×0.5×1.2=18KN

截面受到的最大正应力为

横肋采用δ=1cm,宽为15cm的扁钢,竖向间距为1.2m,横向跨度为0.5m,考虑1.2m范围内全部由横肋承受,取三跨连续计算:

0.5m0.5m0.5m

q=50×10×1.2=60KN/m

Mmax=0.08ql2=0.08×60×0.52=1.2KN/m

A=15cm2I=281.25cm4W=37.5cm3

水平撑采用∠802×6的角钢,承受横肋传来的力F=1.0×50×1.2=60KN

内支撑采用φ600mm,δ=8mm的螺旋钢管,选取受力最大下层内支撑进行计算。

10.2套箱电算复核检算部分

10.2.1套箱结构受力分析

套箱受力的最不利情况为套箱封底1.8m厚度抽水之后,最高施工洪水位64.1,水压高度10米,同时在双壁腔内灌水高度5米。

采用MIDAS/Civil桥梁结构有限元分析软件对钢套箱结构建立模型进行仿真分析,验算其强度、刚度是否满足正常使用要求。采用正常使用极限状态理论进行验算,采用容许应力法,不考虑荷载的分项系数。荷载工况为结构自重及静水压力。

10.2.2建立有限元模型

单元类型:钢套箱由竖肋、横肋、加劲肋、面板及内支撑组成。面板采用板单元模拟,其余均采用梁单元模拟。共有梁单元9242个,板单元3756个。

边界条件模拟:钢套箱底部按固结模拟,约束6个自由度。封底砼位置约束该处的线自由度。

静力荷载工况:设自重工况及水压力工况,自重系数为1。荷载为外侧壁板承受水压力,高度为10米。壁内灌水高度5米,对内外壁作用负水压。组合工况=1.0×自重+1.0×水压力。计算简图如下图。

10.2.3.1刚度分析结果

钢套箱整体位移等值线图(单位:mm)

钢套箱壁板位移等值线图(单位:mm)

钢套箱骨架位移等值线图(单位:mm)

钢套箱最大变形值为17.47mm,位于上道内支撑中央(上图红色位置),由于结构自重及侧水压力作用,加上该内支撑钢管截面刚度不够,因此结构最大变形出现在此处。

壁板最大变形为10mm,位于短边外侧下道内支撑和封底砼之间。由于该处跨度大,因此出现较大变形。

结构变形最大值小于容许值L/500=18600/500=37.2mm。因此认为结构刚度满足要求。

10.2.3.2强度分析结果

壁板单元有效应力图(单位:MPa)

壁板单元最大剪应力图(单位:MPa)

壁板单元最大有效应力为78.41MPa,小于容许值[σ]=140×1.25=175MPa,最大剪应力为42.75MPa,小于容许值[τ]=85×1.25=106MPa。壁板强度满足要求。

竖肋组合应力图一(单位:MPa)

竖肋组合应力图二(单位:MPa)

竖肋最大组合压应力达到304.8MPa,远大于容许值[σ]=140×1.25=175MPa。竖肋强度不满足要求。不满足要求的位置主要是封底砼顶面局部。

从上面强度分析可知,竖肋强度不满足的位置就是封底砼顶面,该处约束了竖肋往内变形,形成了一个悬臂状态,造成局部受压和根部弯矩过大。

而其他位置竖肋受力并不大,均能满足要求,如下图。

因此将高度从下往上1米至4米范围内的竖肋用C80×43×5mm槽钢代替L70×6mm等边角钢,计算可以通过,结果如下图:

更换竖肋高度位置(单位:cm)

加强竖肋后组合应力图(单位:MPa)

竖肋最大组合压应力为167MPa,小于容许值[σ]=140×1.25=175MPa。竖肋强度满足要求。

横肋组合应力图一(单位:MPa)

横肋组合应力图二(单位:MPa)

横肋最大组合拉应力达到1339.26MPa,远大于容许应力[σ]=140×1.25=175MPa。横肋强度不满足要求。应力大的位置主要是角偶处和内支撑相应处。

从上往下横肋共有12层。从立面看,应力超标的主要集中在从上到下的第6至第9层,也就是承台和支撑的位置。

需要优化的横肋位置图(单位:cm)

从平面看,主要集中在支撑位置和角耦处。

针对这一情况,采用∠1602×16mm等边角钢的钢带代替原来的150×10mm钢带,增大截面抗弯模量。通过优化后,横肋强度能满足要求。结果如下图。

横肋应力图(单位:MPa)

加强处横肋最大组合压应力为181MPa,约等于容许值[σ]=145×1.25=181MPa。

四角加强竖肋组合应力图(单位:MPa)

四角加强竖肋最大组合应力为77.81,小于容许值[σ]=140×1.25=175MPa,满足要求。

腹杆组合应力图一(单位:MPa)

腹杆组合应力图二(单位:MPa)

腹杆最大组合压应力为549.36MPa,远大于容许值[σ]=140×1.25=175MPa。腹杆强度不满足要求。

腹杆应力超标的位置实际只有变形最大的位置,即承台中间附近,只有短边两个支撑中央杆件超标,加强这个位置的杆件既可,用大一型号的型钢代替(用80×80×10mm角钢代替原80×80×6角钢)。位置如下图红色位置。

腹杆优化位置图(单位:cm)

优化后腹杆应力满足要求。如下图。

腹杆优化后组合应力(单位:MPa)

内支撑处加强竖肋组合应力图(单位:MPa)

内支撑处加强竖肋最大组合压应力为164.79MPa,小于容许值[σ]=140×1.25=175MPa,满足要求。

上内支撑组合应力图(单位:MPa)

下内支撑组合应力图(单位:MPa)

内支撑管最大压应力为56.64MPaT/CECA-G 0008-2016 高效能转速可控型房间空气调节器评价规范,小于容许值[σ]=140×1.25=175MPa。满足要求!

局部应力最大第九道支撑采用L80×80×10代替L80×80×6

腹杆组合应力(单位:MPa)

水平支撑最大压应力为181MPa,约等于容许值[σ]=145×1.25=181MPa。

整体骨架应力图(单位:MPa)

最大应力180Mpa深圳某综合性建筑室内装饰施工组织设计(鲁班奖 全面承包),约等于容许值。

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