一、工程概況
因工程施工需要必須架設一座經濟、實用、安全的鋼便橋。根據現場地形地貌並結合荷載使用要求,確定出施工需要架設的鋼便橋規模:
鋼便橋全長約70公尺,鋼便橋標準跨徑為9公尺,橋面寬為4公尺。
鋼便橋結構特點如下:
1、基礎結構:鋼管樁基礎;
2、下部結構:工字鋼橫樑;
3、上部結構:貝雷片縱樑;
4、橋面結構:裝配式公路鋼橋通用橋面板。
二、工程設計標準及參考資料
1、主要技術標準
①、設計車速:5km/h;
②、設計荷載:載重800kn施工車輛;
③、橋跨布置:n×9m連續貝雷梁橋;
④、橋面布置:寬4m。
2、主要參考資料
①、交通部《公路橋涵施工技術規範》jtj041—2000;
②、人民交通出版社《路橋施工計算手冊》;
③、交通部交通戰備辦公室《裝配式公路鋼橋使用手冊》;
④、公路施工手冊;
公路橋涵鋼結構木結構設計規範。
三、鋼便橋設計說明
1、基礎及下部結構設計
本工程位於內河中,水深為1公尺~4公尺。建成後的鋼便橋橋底標高按高於現水位1.5公尺控制。水下地質情況自上而下普遍為:淤泥、砂層、粘土層、強風化岩層。
鋼便橋鋼管樁基礎布置形式:
單墩布置3根鋼管(樁徑φ530mm,壁厚8mm)橫向間距2.5m,樁頂布置2根28cm工字鋼橫樑,管樁與管樁之間用10cm槽鋼水平向和剪刀向牢固焊接。
打鋼管樁技術要求:
①嚴格按設計書要求的位置和標高打樁;
②鋼管樁中軸線斜率<1%l;
③鋼管樁入土(進入土層)深度必須大於4m,實際施工過程由於各個支墩地質情況複雜,管樁終孔高程應以dz60樁錘激振1分鐘仍無進尺為準;
④當個別鋼管樁入土小於4m鎚擊不,且用dz60樁錘激振2分鐘仍無進尺,必須現場分析地質狀況,採取措施加強受力。
鋼管樁的清除:
河道管理要求,新橋建成後必須拔除鋼管樁。
2、上部結構設計
橋梁縱樑各跨跨徑均為9m。根據行車荷載及橋面寬度要求,9公尺跨縱樑布置單層4片2組國產貝雷片(規格為150cm×300cm),橫向布置形式為:100cm+160cm+100cm,貝雷片縱向用貝雷銷聯結,橫向用90型定型支撐片聯結以保證其整體穩定性,貝雷片與工字鋼橫樑間用u型鐵件聯結以防滑動。
3、橋面結構設計
橋面採用裝配鋼橋定型面板(設計規定最大荷載為掛車—80級,故受力不再做驗算),橋面板結構組成為:0.5cm鋼板、寬1公尺沿河行車輔設2塊、面板上設防滑條(φ8mm),間距30cm焊接,焊縫長度30厘公尺,12cm工字鋼底橫肋(間距30cm)、12cm槽鋼底豎肋(間距65cm)。
製作好的橋面板安放在貝雷片縱樑上並用螺栓聯結。
四、鋼便橋各部位受力驗算
根據《路橋施工計算手冊》表8-9規定:在計算臨時結構時,鋼材容許應力可取1.30的增大係數。
1、貝雷片縱樑驗算(按9公尺跨4片貝雷片驗算)
①荷載計算
鋼橋承受荷載為汽車80kn,單跨9公尺貝雷片縱樑自重為2×4×2.75=22kn,單跨9公尺橋面板自重為:1.
1×9×4=39.6kn(每平方約73.3kg),縱樑受力驗算分兩部分疊加,1為壹輛,800kn車輛位於跨中時的集中力計算,考慮25%荷載安全係數;2為橋梁自重產生的均部荷載(按長度方向) q=(22+39.
6)/9=6.81kn/m。
②縱樑受力驗算
縱樑最大跨徑9公尺,以800kn汽車位於跨中時按簡支梁進行驗算彎矩(查路橋施工手冊靜力計算公式):
mlmax=0.25×pl
0.25×800×9=1800kn.m
m2max=0.125ql2
0.125×12.1×92=122.5125kn.m
以800kn汽車位於兩端時按簡支梁進行驗算剪力
(查路橋施工手冊靜力計算公式):
qlmax = p
800kn
q2max=0.5ql
0.5×12.1×9
54.45kn
mmax=1125+122.5125
1247.5125.m
qmax = 500+54.45=854.45
允許彎矩m0=4片×0.8(不均衡係數)×788.2kn.m=2522.24.m(貝雷片單片允許彎矩見公路施工手冊之橋涵下冊p1008)。
mmax=1247.5125.m<mo
貝雷片截面模量wo=3579×6片=14316cm3(見公路施工手冊之橋涵下冊p923)。
強度驗算:
σ=mmax/wo
=(1247.5125×106)/(21474×103)
=58.0941mpa<=210mpa
允許剪刀=4片×0.8(不均衡係數)×245kn=784kn。
=800+54.45=854.45kn<
通過9公尺跨6片布置可知:mmax<mo 、σ<、q<,因此可以採用9公尺跨鋼便橋縱樑單層4片貝雷片架設
③、撓度驗算
貝雷片幾何係數
e =2.05×105mpa,io=250497cm3(取值見貝雷片幾何特徵表)
fmax = (pl3)/(48ei)
=(554.45kn×9公尺3)/(48×2.05×105mpa×250497cm4×4)
=2.733mm<l/400=9000/400=22.5mm
滿足使用要求(公式見路橋施工計算手冊)。
綜上所述:鋼橋抗彎能力、強度、抗剪能力、撓度均滿足使用要求。mpa<m0、σ<、q<,因此9公尺跨鋼橋縱樑可以用單層4片貝雷片架設。
2、工字鋼橫樑計算
受力模式分析:鋼管立柱單排3根橫向間距為2.5公尺,因此按二等跨連續梁驗算,計算跨徑l=2.
5公尺,橫樑承擔4片傳遞來的荷載。4個集中力按路橋施工計算手冊p7963-5圖進行驗算。按500kn車輛位於墩位時驗算(考慮25%安全係數)+貝雷片自重72.
6kn。
p1=p/4=(1.25×800+72.6)/4=81.54kn
mpa=0.333pl=0.333×122.32×2.5
67.93kn.m
q=(1.333+1.333)p1
=323.187kn
橫樑採用2根28工字鋼
ix=7115cm4,wx=508.2cm3,sx=292.7cm3,t=13.7mm
ix=11080cm4,wx=692.5cm3,sx=400.5cm3,t=15.0mm
橫樑強度驗算
σ= mpa/wo=67.93×106/(1016.4×103)
=100.256mpa<=125.33mpa
剪應力τ=q sx/(ixt)
326.187×1000×585.4×1000/(14230×10000×27.4)
48.974mpa<=110mpa
經驗算符合要求。
撓度f=1.466pl3/(100ei)=0.76mm,f<2500/400=6mm符合要求(見路橋施工計算手冊p765)。
綜上所述橫樑採用2根28cm的工字鋼滿足使用要求。
3、鋼管立柱受力驗算
受力模式分析:800kn汽車位於墩位處時鋼管承擔最大作用力,
單排3根鋼管中中間1根承受的荷載最大,由工字鋼橫樑傳遞而來,因此單根鋼管受力:p=q=326.187kn。鋼管高度按入土4公尺,最大水深7公尺計算(以530mm鋼管來驗算)
①鋼管摩察力計算
根據設計圖地質分析,取土層摩阻力50kpa(見路橋施工手冊),承載力n=0.273×3.14×10×50=428kn。
摩察力計算入土10公尺滿足要求,實際施工過程由於各個支墩地質情況複雜,管樁終孔高程應以dz60振動錘激振1分鐘爭進尺時終孔,如打入深度過淺,墩位均設定成排架樁(即6根鋼管樁)。
②計算露鋼管穩定σcr
設鋼管樁一端固定,一端自由的壓桿,鋼管樁截面慣性半徑
i =(√d2+d2)/4
=(√532+522)/4]
=18.56cm
截面面積:a=0.7854(53*53-52*52)=82.467cm2(見路橋手冊p730)
柔度λ=1/i=7×102/18.63=37.574
查表知縱向彎曲係數=0.702,應力
n=326.187kn/82.467cm2=39.554mpa<0.702
=101mpa滿足要求
綜上所述:墩位下部結構單排鋼管立柱滿足使用要求。
五、樁基平台吊車平台布置
樁基及吊車平台的結構形式均為:鋼管樁基礎、工字鋼橫樑、工字鋼分布梁、槽鋼面板。具體布置形式根據實際情況再決定。
樁基施工平台採用φ530mm的鋼管跨徑控制在4公尺以內(以避開樁基護筒和吊箱施工為原則)、工字鋼橫樑為2i32型、工字鋼分布梁為雙拼i25型(間距50 cm)、面板為20cm槽鋼(淨距5cm)。
六、鋼橋施工質量保證措施
鋼橋建成後承擔施工車輛的運輸任務,為保證鋼橋保質、保量和安全及時的完成,制定如下保證措施;
1、認真編制施工組織設計和分項工程施工技術方案,對班組進行全面的施工技術交底,保證嚴格按設計及施工技術規範要求施工。
2、鋼橋由總工組織工程部門相關人員認真計算、校核,並報上級部門審批保證各項驗算滿足通行使用要求。
3、鋼橋的施工嚴格按設計計算書指導施工,如現場地質狀況無法按設計位置施工,我橋隊技術人員先現場分析、討論,再將討論結果上報駐地監理辦及相關部門,以決定可行的施工方案。
七、鋼橋施工安全保證措施
1、根據水文地質情況編制切實可行的施工措施。
2、每道施工工序要求必須徵得監理和業主的同意方能進行下道工序。
3、所有工程用電要有良好的接地裝置,並加裝漏電保護器。
4、對所有參與施工的人員,根據具體情況進行技術交底,技術交底時要強調各項安全措施,使參與施工的人員做到「心中有數」。
5、工地所有施工人員,均要接受交底,電焊焊接部位要滿足設計要求。
6、安裝過程必須配備經驗豐富的吊車司機,吊車噸位必須滿足安裝過程使用要求:安裝鋼管樁及沖孔時,必須定期認真檢查鋼絲繩、吊鉤,如有損壞應立即更換;現場施工人員必須戴安全帽,船上施工人員必須穿救身衣,嚴禁赤膊穿拖鞋上班。
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目錄一編制依據 3 二便橋及鑽孔平台主要技術標準 3 三主要施工機具 3 四工程概況 3 五鋼橋設計文字說明 4 1 基礎及下部結構設計 4 1.1 邊跨便橋鋼管樁基礎布置形式 4 1.2 主跨便橋鋼管樁基礎布置形式 5 2 上部結構設計 5 3 橋面結構設計 5 4 防護結構設計 6 六樁基鑽孔平...
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