一种浅水区杆塔基础施工用钢构平台与栈桥结构设计方法技术

一种浅水区杆塔基础施工用钢构平台与栈桥结构设计方法，其特征在于，其包括如下步骤：确定钢构栈桥与平台结构所用材料；根据材料运输通道需要，确定栈桥宽度，栈桥长度由具体塔位离岸边距离，综合交通运输条件，施工难度确定；综合确定钢构平台外围尺寸；确定栈桥与平台设计荷载；明确结构计算假定，规定结构设计使用期限；平台与栈桥结构力学分析；确定钢构栈桥与平台适用范围，钢构栈桥平台和平台结构普遍应用于水面上施工项目，确定所设计的栈桥和平台结构的适用范围；规范栈桥与平台布置型式与构造要求，便于实际施工操作。本发明专利技术它能够有效解决传统的土石临时筑路和围堰筑岛施工土方工程量巨大、容易破坏周围环境以及水域养殖的赔偿难度大以及传统围堰筑岛施工周期长，围堰坝体易受水体的影响的问题。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及高压输电线路
，尤其涉及一种钢构平台与栈桥结构设计方法。
技术介绍
：随着我国经济建设和电网建设的发展，输电线路建设环境日趋复杂，由于我国水系分布较广，线路在圩区走线时，不可避免的有塔位位于水中。当前在水中立塔，通常采取土石修筑临时施工道路和围堰筑岛(土石或土袋+木桩围堰)的方式，这种传统的施工方案土石方量巨大、场地恢复困难，无法循环利用并且容易造成周围环境的破坏，特别是在鱼塘、蟹塘等养殖产地，将对其生态养殖造成较大影响，赔偿问题尤为突出。随着建设“资源节约型”、“环境友好型”社会的提出，当架空输电线路在水中立塔时，迫使电力建设者寻求更加经济、环保和高效的施工方法，这就需要对浅水区杆塔基础施工技术开展系统研究。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种浅水区杆塔基础施工用钢构平台与栈桥结构设计方法，它能够有效解决传统的土石临时筑路和围堰筑岛施工土方工程量巨大、容易破坏周围环境以及水域养殖的赔偿难度大的问题，能够有效解决传统围堰筑岛施工周期长，围堰坝体易受水体的影响的问题。为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术采用以下技术方案：步骤1，执行现行《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》和《钢管脚手架扣件》规定，确定钢构栈桥与平台结构所用材料；步骤2，根据材料运输通道需要，考虑现场流水作业人力车尺寸和施工人员交叉通行，确定栈桥宽度，栈桥长度由具体塔位离岸边距离，综合交通运输条件，施工难度确定；步骤3，钢构平台外围尺寸则根据杆塔基础根开、钻机尺寸、杆塔单件最大长度、桩桩径、以及护筒放置空间等综合确定，以满足基础施工、杆塔组立及放线阶段施工作业需要；步骤4，确定栈桥与平台设计荷载，针对钢管脚手架平台和栈桥，根据具体施工方案，关注钻机发动机、变速箱及卷扬机、钻机转盘、钻机底座和钻机横梁、小型混凝土搅拌机、下料导管、钢筋笼、地笼、施工作业人员及混凝土运输推车的施工荷载，形成荷载标准值，同时结构受力分析，应根据使用过程中可能出现的荷载，考虑必要的动力系数，取其最不利组合进行计算，给出结构构件以及地基承载力荷载效应组合；步骤5，①明确结构计算假定，规定结构设计使用期限，②所有钢管杆互相连结点按铰接，立杆支点在塘底下≮0.3m土壤内，按固定考虑，③斜撑杆内力按结构形式乘以形状系数；水压力按静水力压力计算，不考虑风浪和水的流动，④忽略钢管杆、扣件、竹胶板自重；荷载系数按规范取值；水平杆考虑承受不小于1.0kN/m2的施工维护荷载，⑤水中立塔支撑与围挡结构设计时，综合考虑塔位基坑周围环境和地质条件的复杂程度、开挖基坑深度、钻孔桩径与桩长等因素，考虑结构坍塌对施工人员、杆塔与基础施工和基坑周边环境安全的影响严重程度，留有足够的安全裕度，必要时提高结构安全等级，⑥钢构栈桥、平台结构设计以及地下水控制和稳定性验算应分别采用承载能力极限状态和正常使用极限状态；步骤6，平台与栈桥结构力学分析理论分析：钢构栈桥及平台主要通过纵向及横向水平杆受弯强度、挠度计算、跨度取值、扣件抗滑承载力验算、立杆稳定性计算，研究其布置形式及构造措施，规范规定针对钢管立柱计算承载能力应按概率极限状态设计法的要求，采用分项系数设计表达式进行设计，主要包括下列设计计算：纵向、横向水平杆等受弯构件的强度计算；立杆的稳定性计算；立杆地基承载力计算；立杆稳定性计算是钢管立柱计算的主要内容，在确保施工安全、保证立杆不失稳前提下，基于常见土层条件，可根据相关公式确定出立杆的临界几何长度；数值模拟：借助有限元软件对钢构平台与栈桥主要水平杆受弯强度、挠度、扣件抗滑承载力验算、立杆稳定性进行计算，研究其布置形式和局部加强构造措施；步骤7，确定钢构栈桥与平台适用范围，钢构栈桥平台和平台结构普遍应用于水面上施工项目，确定所设计的栈桥和平台结构的适用范围：(1)平台和栈桥竖杆的最小入土深度确定：1)依据轴力大小确定竖杆最小入土深度：根据理论计算与有限元分析模拟得出的平台与栈桥钢管的最大轴力，把支撑的钢管视为微型钢管桩，依据《建筑桩基技术规范》计算最小入土深度；2)依据变形量确定竖杆最小入土深度：失效分析表明，一旦个别杆件失效造成的后果比较严重，一般杆件的失效有多种，其中一种为杆件体系沉降不均匀造成部分杆件失效；(2)钢管立柱的临界几何长度：根据立杆稳定性计算是钢管立柱计算的主要内容，在确保施工安全、保证立杆不失稳前提下，基于常见土层条件，可根据相关公式确定出立杆的临界几何长度：(3)各种水深情形下平台和栈桥结构适用范围：根据不同的土质和水深情况，通过力学分析，设计相应的平台与栈桥结构尺寸与布置型式，对结构进行修改和分析，研究各种土质情况和多种水深情况下，结构立杆需打入硬土的深度，确定典型地质条件下，不同水深平台和栈桥结构适用范围，以指导平台和栈桥结构设计及施工；步骤8，规范栈桥与平台布置型式与构造要求，便于实际施工操作：(1)栈桥：①依据水深和淤泥层厚度，根据荷载确定钢构栈桥钢管立杆长度和打入水下土层的最小深度(含淤泥层厚度)，两侧设安全护栏；②栈桥立杆间距：据施工荷载定；③横撑、斜撑设置：栈桥两侧每根纵向立杆设置插入塘底的斜撑，主梁钢管上铺设小横撑，栈桥立杆间间隔1设置一道剪刀撑，水面高度处设置纵横向扫地水平杆；(2)施工平台：①依据水深和淤泥层厚度确定钢构栈桥钢管立杆长度，打入水下土层的最小深度，临水侧均设安全护栏；②立杆间距：计算确定，靠近桩孔位置处立杆应根据计算加密，最小间距0.3m，一般按0.5m进行加密，建议按线路走向和四塔腿对角走向的支撑脚手架钢管间隔加密，以满足钻机就位后平整、稳固；③横撑、斜撑设置：立杆与主梁钢管连接，每隔一排钢管柱设置一排支撑，水面高度处设置一道扫地杆，平台根据基础根开及基础立柱大小预留4个桩孔位置用于埋设护筒；(3)铺设脚手板：①栈桥及操作平台搭设好后，在表面铺设竹板作为脚手板铺垫在钢管脚手架上，脚手板下横向每隔150～300mm设一道水平钢管；②脚手板对接平铺时，两相邻脚手板应对接因严密，用铁丝牢固绑扎在主梁钢管上，接头处必须设不少于两道横向水平钢管，脚手板外伸不大于150mm；③脚手板搭接铺设时，接头必须支在横向水平钢管上，搭接长度应大于300mm，其伸出横向水平钢管的长度应不小于150mm；(4)扣件安装应符合下列规定：①扣件规格应与钢管外径相同；②螺栓拧紧扭力矩不应小于40N·m，且不应大于65N·m；③在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm；④对接扣件开口应朝上或朝内；⑤各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm；(5)平台、栈桥的栏杆和挡脚板的搭设应符合下列规定：①栏杆和挡脚板均应搭设在立杆的内侧；②上栏杆上皮高度应为1.2m；③挡脚板高度不应小于180mm；④平台和栈桥脚手板应铺满、铺稳，当采用对接或搭接时均应符合下述规定：i)操作平台采用50mm厚的木板作为脚手板铺垫在钢管脚手架上，木板下横向每隔300mm设一道水平钢管；ii)脚手板对接平铺时，接头处必须设两道横向水平钢管，脚手板外伸不大于150mm；iii)脚手板搭接铺设时，接头必须支在横向水平钢管上，搭接长度应大于200mm，其伸出横向水平钢管的长度应不小于100m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浅水区杆塔基础施工用钢构平台与栈桥结构设计方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤1，执行现行《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》和《钢管脚手架扣件》规定，确定钢构栈桥与平台结构所用材料；步骤2，根据材料运输通道需要，考虑现场流水作业人力车尺寸和施工人员交叉通行，确定栈桥宽度，栈桥长度由具体塔位离岸边距离，综合交通运输条件，施工难度确定；步骤3，钢构平台外围尺寸则根据杆塔基础根开、钻机尺寸、杆塔单件最大长度、桩桩径、以及护筒放置空间等综合确定，以满足基础施工、杆塔组立及放线阶段施工作业需要；步骤4，确定栈桥与平台设计荷载，针对钢管脚手架平台和栈桥，根据具体施工方案，关注钻机发动机、变速箱及卷扬机、钻机转盘、钻机底座和钻机横梁、小型混凝土搅拌机、下料导管、钢筋笼、地笼、施工作业人员及混凝土运输推车的施工荷载，形成荷载标准值，同时结构受力分析，应根据使用过程中可能出现的荷载，考虑必要的动力系数，取其最不利组合进行计算，给出结构构件以及地基承载力荷载效应组合；步骤5，①明确结构计算假定，规定结构设计使用期限，②所有钢管杆互相连结点按铰接，立杆支点在塘底下≮0.3m土壤内，按固定考虑，③斜撑杆内力按结构形式乘以形状系数；水压力按静水力压力计算，不考虑风浪和水的流动，④忽略钢管杆、扣件、竹胶板自重；荷载系数按规范取值；水平杆考虑承受不小于1.0kN/m2的施工维护荷载，⑤水中立塔支撑与围挡结构设计时，综合考虑塔位基坑周围环境和地质条件的复杂程度、开挖基坑深度、钻孔桩径与桩长等因素，考虑结构坍塌对施工人员、杆塔与基础施工和基坑周边环境安全的影响严重程度，留有足够的安全裕度，必要时提高结构安全等级，⑥钢构栈桥、平台结构设计以及地下水控制和稳定性验算应分别采用承载能力极限状态和正常使用极限状态；步骤6，平台与栈桥结构力学分析理论分析：钢构栈桥及平台主要通过纵向及横向水平杆受弯强度、挠度计算、跨度取值、扣件抗滑承载力验算、立杆稳定性计算，研究其布置形式及构造措施，规范规定针对钢管立柱计算承载能力应按概率极限状态设计法的要求，采用分项系数设计表达式进行设计，主要包括下列设计计算：纵向、横向水平杆等受弯构件的强度计算；立杆的稳定性计算；立杆地基承载力计算；立杆稳定性计算是钢管立柱计算的主要内容，在确保施工安全、保证立杆不失稳前提下，基于常见土层条件，可根据相关公式确定出立杆的临界几何长度；数值模拟：借助有限元软件对钢构平台与栈桥主要水平杆受弯强度、挠度、扣件抗滑承载力验算、立杆稳定性进行计算，研究其布置形式和局部加强构造措施；步骤7，确定钢构栈桥与平台适用范围，钢构栈桥平台和平台结构普遍应用于水面上施工项目，确定所设计的栈桥和平台结构的适用范围：(1)平台和栈桥竖杆的最小入土深度确定：1)依据轴力大小确定竖杆最小入土深度：根据理论计算与有限元分析模拟得出的平台与栈桥钢管的最大轴力，把支撑的钢管视为微型钢管桩，依据《建筑桩基技术规范》计算最小入土深度；2)依据变形量确定竖杆最小入土深度：失效分析表明，一旦个别杆件失效造成的后果比较严重，一般杆件的失效有多种，其中一种为杆件体系沉降不均匀造成部分杆件失效；(2)钢管立柱的临界几何长度：根据立杆稳定性计算是钢管立柱计算的主要内容，在确保施工安全、保证立杆不失稳前提下，基于常见土层条件，可根据相关公式确定出立杆的临界几何长度：(3)各种水深情形下平台和栈桥结构适用范围：根据不同的土质和水深情况，通过力学分析，设计相应的平台与栈桥结构尺寸与布置型式，对结构进行修改和分析，研究各种土质情况和多种水深情况下，结构立杆需打入硬土的深度，确定典型地质条件下，不同水深平台和栈桥结构适用范围，以指导平台和栈桥结构设计及施工；步骤8，规范栈桥与平台布置型式与构造要求，便于实际施工操作：(1)栈桥：①依据水深和淤泥层厚度，根据荷载确定钢构栈桥钢管立杆长度和打入水下土层的最小深度(含淤泥层厚度)，两侧设安全护栏；②栈桥立杆间距：据施工荷载定；③横撑、斜撑设置：栈桥两侧每根纵向立杆设置插入塘底的斜撑，主梁钢管上铺设小横撑，栈桥立杆间间隔1设置一道剪刀撑，水面高度处设置纵横向扫地水平杆；(2)施工平台：①依据水深和淤泥层厚度确定钢构栈桥钢管立杆长度，打入水下土层的最小深度，临水侧均设安全护栏；②立杆间距：计算确定，靠近桩孔位置处立杆应根据计算加密，最小间距0.3m，一般按0.5m进行加密，建议按线路走向和四塔腿对角走向的支撑脚手架钢管间隔加密，以满足钻机就位后平整、稳固；③横撑、斜撑设置：立杆与主梁钢管连接，每隔一排钢管柱设置一排支撑，水面高度处设置一道扫地杆，平台根据基础根开及基础立柱大小预留4个桩孔位置用于埋设护筒；(3)铺设脚手板：①栈桥及操作平台搭设好后，在表面铺设竹板作为脚手板铺垫在钢管脚手架上，脚手板下横向每隔1...

【技术特征摘要】
1.一种浅水区杆塔基础施工用钢构平台与栈桥结构设计方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤1，执行现行《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》和《钢管脚手架扣件》规定，确定钢构栈桥与平台结构所用材料；步骤2，根据材料运输通道需要，考虑现场流水作业人力车尺寸和施工人员交叉通行，确定栈桥宽度，栈桥长度由具体塔位离岸边距离，综合交通运输条件，施工难度确定；步骤3，钢构平台外围尺寸则根据杆塔基础根开、钻机尺寸、杆塔单件最大长度、桩桩径、以及护筒放置空间等综合确定，以满足基础施工、杆塔组立及放线阶段施工作业需要；步骤4，确定栈桥与平台设计荷载，针对钢管脚手架平台和栈桥，根据具体施工方案，关注钻机发动机、变速箱及卷扬机、钻机转盘、钻机底座和钻机横梁、小型混凝土搅拌机、下料导管、钢筋笼、地笼、施工作业人员及混凝土运输推车的施工荷载，形成荷载标准值，同时结构受力分析，应根据使用过程中可能出现的荷载，考虑必要的动力系数，取其最不利组合进行计算，给出结构构件以及地基承载力荷载效应组合；步骤5，①明确结构计算假定，规定结构设计使用期限，②所有钢管杆互相连结点按铰接，立杆支点在塘底下≮0.3m土壤内，按固定考虑，③斜撑杆内力按结构形式乘以形状系数；水压力按静水力压力计算，不考虑风浪和水的流动，④忽略钢管杆、扣件、竹胶板自重；荷载系数按规范取值；水平杆考虑承受不小于1.0kN/m2的施工维护荷载，⑤水中立塔支撑与围挡结构设计时，综合考虑塔位基坑周围环境和地质条件的复杂程度、开挖基坑深度、钻孔桩径与桩长等因素，考虑结构坍塌对施工人员、杆塔与基础施工和基坑周边环境安全的影响严重程度，留有足够的安全裕度，必要时提高结构安全等级，⑥钢构栈桥、平台结构设计以及地下水控制和稳定性验算应分别采用承载能力极限状态和正常使用极限状态；步骤6，平台与栈桥结构力学分析理论分析：钢构栈桥及平台主要通过纵向及横向水平杆受弯强度、挠度计算、跨度取值、扣件抗滑承载力验算、立杆稳定性计算，研究其布置形式及构造措施，规范规定针对钢管立柱计算承载能力应按概率极限状态设计法的要求，采用分项系数设计表达式进行设计，主要包括下列设计计算：纵向、横向水平杆等受弯构件的强度计算；立杆的稳定性计算；立杆地基承载力计算；立杆稳定性计算是钢管立柱计算的主要内容，在确保施工安全、保证立杆不失稳前提下，基于常见土层条件，可根据相关公式确定出立杆的临界几何长度；数值模拟：借助有限元软件对钢构平台与栈桥主要水平杆受弯强度、挠度、扣件抗滑承载力验算、立杆稳定性进行计算，研究其布置形式和局部加强构造措施；步骤7，确定钢构栈桥与平台适用范围，钢构栈桥平台和平台结构普遍应用于水面上施工项目，确定所设计的栈桥和平台结构的适用范围：(1)平台和栈桥竖杆的最小入土深度确定：1)依据轴力大小确定竖杆最小入土深度：根据理论计算与有限元分析模拟得出的平台与栈桥钢管的最大轴力，把支撑的钢管视为微型钢管桩，依据《建筑桩基技术规范》计算最小入土深度；2)依据变形量确定竖杆最小入土深度：失效分析表明，一旦个别杆件失效造成的后果比较严重，一般杆件的失效有多种，其中一种为杆件体系沉降不均匀造成部分杆件失...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹本为，罗正帮，王力，梁东跃，王向阳，葛娜，李静坤，杨雪锋，许瑾，尹雪超，王梦博，周转，
申请(专利权)人：安徽华电工程咨询设计有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34