棧橋施工方案

鋼便橋施工組織設計

本專案鋼便橋採用縱向便橋和橫向墩位施工平台相結合的方法。通過對地質情況、地形地貌和橋梁走向的具體分析，結合橋梁結構的特點，考慮最大限度的降低成本，確保鋼便橋使用過程中的安全性和穩定性。

一、工程概況

（一）工程簡介

根據現場實際施工情況修鋼便橋一座，擬定棧橋長度120公尺，寬度5公尺，設計通行10立方混凝土運輸罐車通行，車輛自重20+混凝土10方25噸。活載偏於安全取集中荷載50噸，即500kn，作用在跨中，若按照規範或實際車輛的軸距軸重分擔荷載，活載產生的最大彎矩將減少很多。所以本計算按最不利的情況下考慮，即500 kn的荷載全部集中在跨中，則最大通行能力在50噸。

二、便橋方案

（一）擬定方案

1 平面布置形式

結合橋梁的平面布置形式和工程現場的地形、地貌，考慮到橋梁施工工期較長，施工內容複雜的特點，本專案的便橋考慮採用沿路線縱向在新建橋位右側搭設縱向便橋，在每墩位置橫向搭設操作平台。

結合橋梁施工方案，首先搭設縱向鋼便橋，在每排墩台位置搭設操作平台，從縱向便橋延伸於操作平台相聯。在縱向便橋兩端分別設定便橋進出口。

根據結構計算的鋼管樁入土深度和受力要求，鋼便橋搭設採用50t履帶吊車，搭配激振力400kn的振動錘插打鋼管樁，浮船、電焊機等配合作業。

2 結構形式確定

便橋結構根據計算確定，便橋中心線與橋軸線保持平行，便橋與橋梁間距按照淨寬0.50m控制。便橋長度為100公尺，寬度為5公尺；便橋橫向打設4根φ426×10 mm鋼管樁，縱向間距以8.

0m為一跨；鋼管樁上鋪一根i40b 「工」字鋼作為聯橫樑；鋼管橫向、縱向均設定剪力撐；橫樑上縱向鋪7根i40b 「工」字鋼作為縱樑；縱樑上面用直徑20㎝原木橫向滿鋪作為橋面板，寬度為5公尺，原木採用每4根用鐵絲固定在縱向工字鋼梁上，在原木上鋪10㎝厚沙土作為最後面層。兩側用φ50×3.5mm鋼管焊接護欄，高度為1公尺。

3 結構計算

便橋樁基礎採用ф426×10mm的鋼管，每排4根，鋼管之間用［5槽鋼作剪刀撐連線。

3.1鋼管樁基礎結構驗算：

（1）、荷載計算

鋼管樁承受由上部結構傳遞的集中力。

①上部活載：50t吊車（負荷）：車重40t，吊物重10t

或10m3混凝土攪拌運輸車（滿載）：車重20t，10m3混凝土25t

活載偏於安全取集中荷載50t，作用在跨中，若按照規範或實際車輛汽車吊以及罐車等的軸距軸重分擔荷載，活載產生的最大彎矩將減少很多。所以本計算按最不利的情況下考慮，即500 kn的荷載全部集中在跨中，f1＝500kn

（2）、承載力驗算

i40b工字鋼縱樑自重：q1＝1.2×0.0738t/m×7×1＝0.62t/m

10cm土石肖自重：q2＝1.2×0.1×6×1.8 t/m3×1＝1.296 t/m

d20圓木自重: q3＝1.2×（0.2/2）2π×6×（1.0/0.2）×0.625t/ m3＝0.707t/m

q＝（q1＋q2+ q3）＝（0.62＋1.296＋0.707）＝2.713t/m＝27.13kn/m

上部荷載f＝f1＋ql＝500＋27.13×8＝717.04kn

軸向力n＝717.04kn，考慮15%的影響係數，n取717.04×1.15=824.6kn；

鋼管樁為4根φ426×10mm

截面積＝3.14×（4262-4062）/4=13062.4mm2

極限承載強度=215×13062.4=2808416n=2808kn

便橋所受荷載=活載+恆載=824.6kn

單根鋼管樁荷載=824.6/4=206.15kn﹤2808 kn

因鋼管樁採用激振力為400kn振動錘震動施打入河床，施震至鋼管樁不再下沉為止，此時單樁承載力應為400kn。單樁承載力為[p]=400×4=1600kn≥824.6kn，安全係數為1600/824.

6=1.94

故承載力滿足要求。

（3）、穩定性驗算

構件計算長度l＝a（自由段長度）＋1m＝4+1=5m(自由段按最大水深4m加水面上1m計算)。考慮到所用鋼管壁厚按10mm計算

i=3.14*(0.4264-0.4064)/64=2.83×10-4m4

根據《建築樁基技術規範》，單樁穩定長度：lp=1.0(i0+h)，i0為地面以上樁長，取最大值4 m，h為地面以下樁長，為8m，所以lp=12m。

鋼管樁身抗彎剛度：ei=2.0×1011×2.83×10-4/1000＝56545kn.m2

單樁屈曲臨界荷載：pcr=π2ei/lp2=3.142×56545/122=3871kn

σ＝n/φxa≤[σ]

σ＝824.6×103/0.975×（π×426×5）

＝126.39 n/mm2≤[σ]＝140n/mm2(安全)

n、a：壓桿的軸心壓力和毛截面面積；

φx：彎矩作用平面內，不計彎矩作用時軸心壓桿穩定係數

由以上計算可看出鋼管樁滿足穩定性要求。

3.2上部結構計算

上部承重骨架結構形式：ф426鋼管樁頂橫向開槽，保證橫向四個槽的中心線在同一直線上，開槽大小為能嵌入1根i40ｂ工字鋼, i40ｂ工字鋼與管頭滿焊後作為橫樑。橫樑上縱向鋪設7根i40ｂ工字鋼作為縱樑，形成棧橋承重骨架。

i40ｂ工字鋼縱樑檢算：

3.2.1、強度檢算

設計棧橋為15跨8m的簡支梁結構,故按8m跨度簡支梁的跨中截面彎矩計算。

（1）恆載產生的彎矩計算：

棧橋上部結構中主要恆載包括：100mm土石肖自重，d20圓木滿鋪，和i40ｂ工字鋼縱樑自重。

m恆載＝m土石肖+ m圓木+m工字梁

1 m碎石土＝1/8ql2＝1/8×0.1×5×1.8×82＝7.2 t·m

（100mm土石肖橋面的密度取1.8t/m3）

② m圓木＝1/8ql2

＝1/8×〔（0.2/2）2π×5×（1.0/0.2）×0.625〕×82

＝3.93t·m

③ m工字鋼＝1/8ql2＝1/8×（0.0738×7）×82＝4.13 t·m

所以，m恆載＝7.2+3.93+4.13＝15.26 t·m＝152.6kn·m

（2）活載產生的彎矩計算

活載偏於安全取集中荷載50t，相當於500kn力，作用在跨中，若按照規範或實際車輛的軸距軸重分擔荷載，活載產生的最大彎矩將減少很多。所以本計算按最不利的情況下考慮，即500 kn的荷載全部集中在跨中，則：

m活載＝1/4pl＝1/4×（500×8）＝1000 kn·m

（3）總荷載產生的彎矩計算

m總＝m恆載＋m活載＝152.6＋1000＝1152.6kn·m

（4）截面正應力驗算：

跨中最大截面應力σ=m總/w總

查型鋼表得到一根i40b工字鋼的截面抵抗矩wx為1140cm3

w總＝7×1140/106m3

σ＝m總/w總＝1152.6/（7×1140/106）＝144.5mpa<〔σw〕＝145 mpa

所以強度滿足要求。

（5）工字鋼剪力驗算：

根據施工需要，並通過調查，便橋最大要求能通過後輪重40噸的大型車輛，即單側車輪壓力為200kn，單側車輪壓力由3片工字鋼同時承受，單側車輪壓力非平均分配於3片梁上，因此計算車輪中心點處最大壓力，且車輪單個寬25cm，40b工字鋼翼板寬15cm，每片工字鋼間橫向間距為80cm，因此單側車輪至少同時直接作用於兩片工字鋼上。而f按圖所示轉換為直線分布，如圖

圖由圖可得到=f/2，單片工字鋼受集中荷載為/2=50kn。

由於便橋設計通過車速為5km/小時，故車輛對橋面的衝擊荷載較小，故取衝擊荷載係數為0.2，計算得到。

i40b工字鋼單片縱樑自重：q1＝1.2×0.0738t/m＝0.09t/m

10cm土石肖自重於單片工字鋼：q2＝1.2×0.1×6×1.8 t/m3×1/7片＝0.19t/m

d20圓木自重於單片工字鋼: q3＝1.2×（0.2/2）2π×6×

（1.0/0.2）×0.625t/ m3/7＝0.101t/m

q＝（q1＋q2+ q3）＝（0.09＋0.19＋0.101）＝0.38t/m＝3.8kn/m

工字鋼最大剪力（當p接近支座處時）

由於工字鋼在受剪力時，大部分剪力由腹板承受，且腹板中的剪力較均勻，因此剪力可近似按計算。為腹板淨高（除去翼板厚度），為腹板厚度， =375mm， =12.5mm。

計算得到：τmax=q.sx/ix.d=75.2*1000/（0.228*12.5）=26.39mpa

②剛度檢算

跨中荷載取f＝500kn。

f＝1/48（fl3/ei）＝1/48(500×80003/2.1×106×22800×7)

＝15.83mm 所以剛度也滿足要求。

為防止工字鋼橫向失穩，在跨中採用φ20鋼筋將縱向i40b工字鋼上口焊接在一起，形成整體骨架，增強穩定性。

各點接觸面均為焊接連線。

三、施工方案

1、施工準備

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