桩基水磨钻施工机架设计及应用

发表时间:2019/6/27   来源:《防护工程》2019年第6期   作者:秦小晶 孙嘉维
[导读] 讨论对水磨钻施工机架的优化措施,切实加强人工挖孔桩水磨钻施工的安全防护工作。

中交二航局第四工程有限公司  安徽省  芜湖市  241007
        摘要:沙溪大桥人工挖孔桩最大桩长50m。本论文结合工程实际,讨论对水磨钻施工机架的优化措施,切实加强人工挖孔桩水磨钻施工的安全防护工作。
        关键词:桩基;水磨钻;设计
       
       
1工程概况
        沙溪大桥位于福建省三明市三元区莘口镇,为莆炎高速线路横跨205国道、沙溪和及月亮湾景区而设。右幅起点桩号K239+062.5,终点桩号K240+460.5,桥长1398m;左幅起点桩号K239+062.5,终点桩号K240+470.5,桥长1408m。
        
       

         
        图2-1水磨钻施工工艺流程图        图3-1机架分析模型
        4水磨钻施工机架优化设计
        常规水磨钻机架采用钢管搭接的简易脚手架,简易脚手架未经结构设计验算,搭设随意,结构不牢固,风险性极大。对此风险源进行优化设计,改用型钢机架作为水磨钻施工机架。
        4.1设计要求:
        (1)现场实际最大起吊重量为500kg,即最大吊重5kN。
        (2)卷扬机自重250kg。
        4.2结构材料及设计参数
        (1)主体框架采用14工字钢。
        (2)斜撑、剪刀撑、卷扬机固定平台采用8槽钢。
        (3)所用钢材均为QB235材质:
        抗弯强度;抗剪强度。
        (4)M16膨胀螺丝:
        允许拉力;允许剪力。
        4.3荷载参数
        (1)吊重5kN集中荷载,作用于承重梁跨中位置,因采用定滑轮,故承重梁单点作用力为,方向向下。
        (2)卷扬机自重2.5kN,作用于卷扬机平台四个点上,方向向下。故单点受力为。
        (3)卷扬机吊运产生的向上的反力5kN,作用于卷扬机平台四个点和卷扬机压顶梁两个点上,方向向上,故单点受力为,故卷扬机平台下部两根槽钢单点所受合力为,方向向上。
        4.4荷载组合
        工作状态:卷扬机在正常使用时,自重与吊载进行组合。
        工况:卷扬机工作出渣,吊重按500kg考虑;
        荷载组合如下表,采用基本组合进行计算:
        表3-1荷载组合表
       


        
        图3-2整体结构组合应力图
        (3)整体变形计算
        整体结构最大变形为,根据《钢结构设计规范》要求,工作平台梁(包括设有悬挂起重设备的梁)容许挠度为,其中为受弯构件的跨度即2m。故整体结构最大变形 2000/400=5mm。满足要求,见图3-3。
        (4)支座反力计算
        由计算可知:
        M16膨胀螺丝Z轴方向最大反力,XY方向最大水平反力,故M16膨胀螺丝强度满足要求,见图3-4。
       
                
        
        图3-4整体结构支座反力
        (5)设计结论
        根据计算结果可以看出,各构件受力计算满足要求,对于临时结构,本方案结构合理,安全可靠。
        在现场施工过程中,该机架结构稳定性、安全性明显提高,保证施工安全。
       
        图3-5水磨钻机架现场图
        5结论
        在沙溪大桥工程项目管理过程中,根据水磨钻挖孔桩的施工特点和安全要求,结合现场施工条件对水磨钻机架优化设计,为水磨钻挖孔桩施工提供了强力的安全保障。水磨钻机架的创新设计受到了业主、监理的高度赞誉,并在莆炎高速全线推广。
        作者简介
        秦小晶(1986-04-03),男,汉族,籍贯:江苏省如皋市,当前职务:项目副经理,当前职称:中级工程师,学历:大学本科,研究方向:桥梁工程
       

       

       

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