貝雷棧橋計算程及施工方案

2021-11-04 23:10:37 字數 7706 閱讀 4595

xx棧橋施工方案

一、設計說明

xx棧橋全長約780m,被南砌圩分為東西兩座,其中南砌圩以東橋長300m,南砌圩以西橋長480m。棧橋設在主線前進方向右側,其內側距橋梁中心距離為21m。由於xx大橋第八聯(最後一聯)為變寬現澆箱梁,西側棧橋靠終點方向80m搭設時必須注意其位置。

貝雷梁每6孔計120m為一聯,聯端設定伸縮縫(即該處貝雷陰陽頭不進行銷子連線,但陽頭仍在陰頭內)。

xx棧橋為貝雷梁鋼棧橋,橋面寬度為4.0m。為方便水上鑽孔樁施工,棧橋橋面於鑽孔樁平台齊平。

棧橋跨度採用20m,上部採用2榀4片貝雷縱樑(非加強單層雙排),2榀貝雷縱樑按間距布置,橫向每3m間距採用10號槽鋼加工支撐架連成整體;分配橫樑採用25b型工字鋼,間距為0.75m;橋面系採用22a型槽鋼(臥放),橫斷面布置18根;基礎採用φ219×8mm鋼管樁,為加強基礎的整體性,每排橋墩的鋼管均採用10號槽鋼連線成整體,每排墩採用10根鋼管樁(伸縮縫處每排墩採用12根鋼管樁);墩頂橫樑採用28a型工字鋼。

考慮地方通航,東側、西側棧橋各設定一孔通航孔,通航高度為3.5m。非通航孔橋面位於貝雷梁頂部,通航孔橋面位於貝雷梁底部。

水面至非通航孔的貝雷底部高度為2.0公尺。為保證施工期通航安全,在東側便橋通航孔兩側設定4根φ600×8mm鋼管樁防撞墩,防撞墩長度為6m。

棧橋設計荷載採用汽-20級車隊和8m3混凝土攪拌運輸車(滿載)。汽車及混凝土攪拌運輸車活載計算時採用荷載衝擊係數1.15及偏載係數1.2。鋼管樁按摩擦樁設計。

根據現場調查及圖紙資料,xx水深約為3.5m,蕩底淤泥厚度約0.5m。

xx底第一層土為淤泥質亞粘土,厚度3.0m~13.0m;第二層土為亞粘土/亞砂土,厚度3.

0m~5.0m。計算時,上述土層的摩擦力均按τ=25kn/m2取值。

二、貝雷縱樑驗算

棧橋總寬4m,計算跨徑為20m。棧橋結構自下而上分別為:φ219×8mm鋼管樁、28a型工字鋼下橫樑、「321」軍用貝雷梁、25b型工字鋼分配橫樑(間距0.

75m)、22a型槽鋼橋面。

單片貝雷:i=250497.2cm4,e=2×105mpa,w=3578.5cm3

[m]=788.2 knm, [q]=245.2 kn

則4ei=2004×106 knm2

(一)荷載布置

1、上部結構恆載(按4m寬計)

(1)22a型槽鋼:18×24.99×10/1000=4.50kn/m

(2)25b型工字鋼分配橫樑:42.0×6×10/1000/0.75=3.36kn/m

(3)「321」軍用貝雷梁:每片貝雷重287kg(含支撐架、銷子等):

287×4×10/3/1000=3.83kn/m

(4)28a型工字鋼下橫樑:6×43.4×10/1000=2.60 kn/根

2、活載

(1)汽-20級

(2)8m3混凝土攪拌運輸車(滿載):車重20t,8m3混凝土19.2t

(3)人群:不計

考慮棧橋實際情況,同方向車輛間距大於15m,即一跨內同方向半幅橋內最多隻布置一輛重車。

(二)上部結構內力計算

1、貝雷梁內力計算

(1)一輛汽-20級重車(布置在跨中,按簡支計算)

對b點取矩,由∑mb=0,得

ra=(120×9.3+120×10.7+60×14.7)/20=164.1 kn

m中=164.1×10-120×0.7-60×4.7=1275 knm

查建築結構計算手冊

f1=pal2(3-4α2)/(24ei)

=120×1000×9.3×202(3-9.32/202)/(24ei)

=1.98cm

f2=pa2b2/(3eil)

=60×1000×5.32×14.72/(3×2.0×1011×4×500994.4×10-8×20)

=1.51×10-3m

r1=r2=pb/l=120×19.3/20=115.8 kn

r3=45.9 kn

r4=32.5kn

r5=34.5kn

ra=∑rai=344.5 kn

(2)8m3混凝土攪拌運輸車(滿載)

同向每跨只布置一輛,按簡支計算。車重20t,8m3混凝土19.2t。

對b點取矩,由∑mb=0,得

ra=(166×9.3+166×10.7+60×14.7)/20=210.1 kn

m中=210.1×10-166×0.7-60×4.7=1702.8 knm

rmax=2ra=420.2 kn

查建築結構計算手冊

f1=pal2(3-4α2)/(24ei)

=2.74cm

f2=pa2b2/(3eil)

=0.15cm

r1=r2=pb/l=160.2 kn

r3=45.9 kn

ra=∑rai=366.3 kn

(3)恆載

按5等跨連續梁計算,查建築結構計算手冊(第二版)。

q=4.5+3.36+3.83=11.69kn/m

支點:mmax4=-0.105ql2=-0.105×11.69×202=-490.98 knm

r max4=(0.606+0.526)ql=264.66kn

跨中:mmax4『=0.078ql2=380.33knm

(簡支時:mmax4『=ql2/8=584.5knm)

fmax4=0.644ql4/(100ei)

=0.3cm

(4)恆載+汽-20級荷載組合

汽車荷載計入衝擊係數級偏載係數。

mmax=584.5+1.2×1.15×1275

=2369 knm<[m]=3152.8 knm

r max=264.66+1.2×1.15×344.5

=740.1kn<[q]=980.8kn

fmax=0.3+1.2×1.15×(1.98+0.2)

=3.0cm<l/250=8cm

安全。(5)恆載+8m3混凝土攪拌運輸車(滿載)荷載組合

荷載計入衝擊係數級偏載係數。

mmax=584.5+1702.8×1.2×1.15

=2934.4 knm<[m]=3152.8 knm

r max=264.66+420.2×1.2×1.15

=844.5 kn<[q]= =980.8 kn

fmax=1.2×1.15×(2.74+0.4)+0.3

=4.4cm<l/250=8cm

安全。三、橋面板22a型槽鋼驗算

按簡支梁計算,計算跨徑取l=0.75m。車輪寬度按30cm計算,每對車輪的著地面積為0.

6×0.2(寬×長),則軸重的一半荷載由3根槽鋼承擔。採用8m3混凝土攪拌運輸車滿載荷載進行驗算。

e=2.0×105mpa,i=157.8cm4,wmin=28.2 cm3

p=p0/2=83kn

q=83/0.2=415kn/m

mmax=qlc(2-c/l)/8

=0.125×415×0.2×0.75×(2-0.2/0.75)

=13.49knm

σ= mmax/ wmin

=13.49×1000/(28.2×3×10-6)

=159.4 mpa<1.3[σ]=1.3×145=188.5 mpa

f=qcl3(8-4c2 /l2+ c3 /l3)/(384ei)

=0.7mm<l/250=3mm

安全。四、橫向分配梁驗算

計算跨徑取l=4.16m,採用25b型工字鋼。荷載如圖。

e=2.0×105mpa,ix=5284cm4,wx=423 cm3,sx=248.1 cm3,t=10.2mm

r=83kn

m=83×0.83=68.89knm

σ= mmax/ wx

=68.89×1000/(423×10-6)

=162.9 mpa<1.3[σ]=1.3×145=188.5 mpa

τ=q sx/(ixt)

=83×1000×248×10-6/(5284×10-8×0.0102)

=38.2 mpa<[τ]=85 mpa

安全。f=pal2(3-4α2)/(24ei)

=83×1000×4.162×0.83(3-4×0.832/4.132)/(24×2.0×1011×5284×10-8)

=13mm<l/250=17mm

五、墩頂橫樑計算

計算跨徑取l=1.00m,採用28a型工字鋼。根據前面計算結果,每榀貝雷梁傳至橫樑上的荷載為p=844.5/2=422.3kn。荷載如圖,按簡支計算。

e=2.0×105mpa,ix=7114cm4,wx=508 cm3,sx=289.2 cm3,t=8.5mm

p=422.3kn

r=422.3/2=211.1 kn

q= r/2=105.6 kn

m=422.3×1.0/4=105.6knm

σ= mmax/ wx

=105.6×1000/(2×508×10-6)

=105.31mpa<1.3[σ]=1.3×145=188.5 mpa

τ=q sx/(ixt)

=105.6×1000×289.2×10-6/(7114×10-8×0.0085)

=51.17mpa<[τ]=85 mpa

安全。f1=pl3/(48ei)

=422.3×1000×13/(48×2×1011×7114×2×10-8)

=0.3mm <l/250=4mm

六、鋼管樁驗算

每墩鋼管樁打兩排10根鋼管樁,順橋向間距為1.0m,橫向間距見下圖。每個橋墩採用10根φ219×8mm鋼管樁。

土層摩擦力按25kn/m2計。湖蕩水深3.5m,鋼管樁露出水面1.

3公尺。鋼管樁橫向間距見下圖。

1、承載力檢算

考慮2.0的安全係數

單根鋼管樁承載力:

f=844.5/10=84.5kn

鋼管樁入土深度:

h=1.3×84.5/(0.219×3.14×25)=6.40m

鋼管樁總長:

h=1.8+3.5+6.40=11.70m

2、鋼管樁穩定性檢算

考慮到所用鋼管為舊鋼管,壁厚按5mm計算。

i=3.14×0.2194(1-20.94/21.94)/64

=1.924×10-5m4

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5.3m,h為地面以下樁長,為6.40m,所以lp=11.7m。

鋼管樁身抗彎剛度:ei=2.0×1011×1.924×10-5/1000=3848kn.m2

單樁屈曲臨界荷載:pcr=π2ei/lp2=277.2kn

由以上計算可看出鋼管樁滿足穩定性要求。

七、棧橋施工說明

1、棧橋由岸邊向河中延伸,採用邊打樁邊架梁的方法施工。

2、施工前的準備工作

(1) 棧橋鋼管樁入土深度按計算原則上不得少於6.47m。

(2) 施工前,首先通過靜載試驗,以確定鋼管樁貫入度,樁底標高和下沉量與承載力等的關係,並以此來確定打樁的依據。

3、鋼管樁的插打

(1) 打入鋼管樁需結合橋梁的位置,對棧橋鋼管樁精確定位,樁心誤差不得大於5cm。

(2) 水中墩鋼管樁用浮吊吊運鋼管就位,並吊起dz50a震動錘振動下沉鋼管樁或採用1噸氣動錘鎚擊下沉鋼管樁,由一側向另一側插打。打入鋼管樁時,應嚴格控制樁身的垂直度,確保鋼管樁合理承載。

(3) 每個墩鋼管樁插打完後,用設計型鋼焊成剪刀架將其連線成整體,架設橫向分配梁,準備架縱樑。

4、棧橋橋面結構

樁頂橫樑採用28a型工字鋼。

用浮吊直接吊裝貝雷梁安裝在墩頂橫樑上並在橫樑上焊角鋼或槽鋼限制縱樑左右位移,連線成連續梁,縱樑橫向每3m用10號槽鋼加工的支撐架連線成整體,非通航孔棧橋在貝雷縱樑頂面按0.75公尺間距布設25b型工字鋼橫向分配梁(通航孔棧橋在貝雷縱樑底部按0.75公尺間距布設25b型工字鋼),橫向分配梁採用ф16「u」型卡口與貝雷梁連線,然後在橫向分配梁上鋪設22a型槽鋼(槽口朝下臥放)作為橋面行車道板,即安成一跨的架設,依此逐跨延伸完成便橋施工。

5、載重試驗

每段棧橋平台施工完成後,需做設計荷載試驗,確認安全後方可向前推進。

6、棧橋溫度伸縮縫布置

為適應棧橋鋼構件溫度變化,棧橋每隔120m設一道溫度縫,縫寬7cm,溫度縫處棧橋所有鋼構件均需斷開,貝雷梁的陰陽頭斷開,但陽頭仍套在陰頭內。

伸縮縫處橋墩採用12根鋼管樁,橫橋向按1.0m等間距布置。

4、同向車輛間距不得小於20m,車速不得超過8km/h。

5、為保證棧橋暢通,棧橋上嚴禁堆放貨物。

九、其他

1、施工工藝流程

鋼管樁加工

測量放線

錨錠系統布設打樁船定位

測量控制 (打樁船)氣動錘鎚擊下沉鋼管樁

鋼管樁樁間連線

棧橋下橫樑安裝

貝雷梁安裝

橫分配型鋼安裝

貝雷梁間斜撐、抗風拉桿安裝

橋面板鋪裝

欄杆、防滑條、照明等附屬結構安裝2 主要施工方法

2、便橋施工方案

2.1 棧橋起始墩施工

起始墩台帽砼為c30,寬度100cm厚度60cm,澆砼時,固定貝雷梁的予埋件一定要埋設準確。

2.2 鋼管樁製作

捲製鋼樁的鋼板,必須符合設計及規範要求

管節拼裝定位應在專門臺架上進行,管節對口應保持在同一軸線上進行。

管節管徑差,橢園度以及樁成品的外形尺寸必須滿足規範要求。

鋼管樁焊縫質量應符合要求。

棧橋鋼管樁為直徑φ219×8mm。

2.3 鎚擊下沉鋼管樁

水上棧橋採用方駁上1噸氣動錘直接鎚擊下沉到位。

沉樁以標高控制。

沉樁偏差:樁位平面位置:±10cm

樁頂標高:±10cm

樁身垂直度:小於1%

2.4每排鋼管樁下沉到位後,應進行樁之間的連線,增加樁的穩定性,連線材料採用10號槽鋼,槽鋼尺寸需根據現場尺寸下料。焊縫質量滿足設計及規範要求。

2.5下橫樑i28a安裝

i28a安裝:經測量放線後,直接嵌入鋼管樁內10cm,露出樁頂15cm。

2.6 貝雷梁及橫向分配梁拼裝

貝雷梁予先在陸上或已搭設好的棧橋上按每組尺寸拼裝好,然後運輸到位,安裝在i28a上。

貝雷梁的位置需放線後確定,以保證棧橋軸線不偏移,為減少貝雷梁的磨損,在i28a與貝雷梁之間墊一δ3cm厚的硬雜木。

貝雷梁安裝到位後,橫向、豎向均焊定位擋塊及壓板,並採用ф20「u」型螺拴將其固定在i28a上。

貝雷梁拼裝完畢,其上鋪設i25b橫向分配梁,間距75cm,i25b與貝雷梁間採用ф16「u」型螺拴固定,每個節點1套螺栓。

2.7 橋面板鋪裝及附屬結構施工

然後在i25a上鋪設[22a槽鋼橋面板(槽口朝下臥放),間距25cm,如遇與「u」型螺栓螺母衝突時,可適當調整其間距。橋面板鋪設定後,即在上面焊接φ12鋼筋防滑條,間距60cm。

棧橋欄杆高1m,採用φ48焊接鋼管焊接,立柱間距1.5m,焊在棧橋i25a上。

3、技術、安全保證措施

3.1 棧橋應嚴格按設計要求組織施工。

鋼管樁製作,必須符合設計及規範要求,並按規範進行抽檢。

鋼管樁沉樁偏位控制在設計範圍內,以保證結構受力可靠,以及避免與工程樁位,承臺衝突,棧橋施工每跨的各種構件安裝可靠後,才能上過載。

3.2每排鋼管樁施打完畢,應立即進行樁間連線,鋼聯撐焊接質量可靠,以保證樁的穩定性。

3.3棧橋施工安全規定

3.3.1全體職工必須遵守安全生產制度,進入施工現場必須帶安全帽;高空作業,必須繫好安全帶;水上作業,必須穿好救生衣;棧橋施工須穿防滑鞋。嚴禁酒後作業。

3.3.2全體職工必須遵守安全操作規程,起重機械應遵守「十不吊」規定。

3.3.3棧橋施工必須做好必要安全防護設施。

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