鋼便橋施工方案和計算書

2021-11-04 23:58:59 字數 4584 閱讀 2114

蕪申線(高溧段)航道整治工程橋梁專案

wsnj-ql1標段楊家灣老閘橋工程

鋼便橋施工方案

編制單位: 中鐵六局集團蕪申線楊家灣老

閘橋工程專案經理部

編制人審核人

編制日期: 2023年9月8日

鋼便橋施工方案和計算書

本鋼便橋為重型鋼棧橋,連線岸邊與水中主墩,用於施工用材與結構用材的運輸,混凝土罐車行駛及人員上下班用。其設計荷載採用公路-ⅰ級汽車荷載標準值。查《公路橋涵設計通用規範》知,其後軸重力標準值為2*140kn,設計值按2*10kn計算。

鋼便橋的布置分述如下:

(一)、鋼便橋布設

鋼便橋採用426×8mm的鋼管樁作支承樁。鋼管樁的布置17跨,共212.5公尺是工字鋼梁、槽鋼和64式軍用梁的混合結構。

鋼管樁頂橫向連線採用2i30b工字鋼,長度6公尺。在2i30b工字鋼頂順橋向直接布設,64式軍用梁。軍用梁頂橫向滿鋪30#槽鋼,間距5cm。

具體見附圖01、02。

(二)、鋼管樁樁基施工

鋼管樁採用吊車配振動錘進行打設

1、振動錘的選擇

(1)振動錘應具有必要的起振力p0

p0≧0.6f

f---樁土之間摩阻力,根據棧橋計算書,f按400kn考慮。則p0≧240kn

(2)振動體系應具有必要的振幅

振動沉樁時,只有當振動錘使樁發生振動的必要振幅a0使振動力大於樁周土的瞬間全部彈性壓力,並使樁端處產生大於樁端地基的某種破壞力時,樁才能下沉。

a0= 0.8n+1

a0=n/12.5

n---標準貫入擊數。

按上兩式計算取平均值,即可求出a0 值。

樁下沉所必須的振幅為7~15mm。

(3)振動錘應具的必要頻率

振動沉樁時,只有當振動錘的頻率n大於自重作用下樁能夠自由下沉時振動頻率n0時,樁才能沉入預定的設計標高。

(4)振動錘應具有必要的偏心力矩

振動錘的偏心力矩ka0相當於衝擊錘的垂引數。因此,偏心力矩愈大,就愈能將更重的樁沉入至更應的土層中去。

必要的偏心力矩ka0=a0×(qb+gp)(

a0---振動錘的必要振幅,如前所述;

qb---振動錘重量,本工程按60kn。

gp---樁的重量,本工程最長樁重70kn。

(5)振動體系應具有降要的重量qb+gp

振動沉樁時,振動體系必須具有克服樁尖處土層阻力的必要的重

量。(6)振動錘應具有必要的振動力fv

fv=0.04n2m(kn)

另外,在選定振動錘時,還應根據樁徑與長度,考慮以下一定時間完成的打入為宜。

2、振動沉樁施工要點

(1)振動錘:選擇45kw振動錘初打。

(2)接樁:鋼管樁的連線採用外拼及接頭對接焊連線,對外拼板均勻布置6塊,管樁對接時要保證管口平整、密貼。焊條採用國產j502,焊縫厚度應滿足要求。

應嚴格控制焊接質量,焊接強度不小於主材強度。鋼管樁對接必須順直,順直度允許偏差0.5%。

(3)開始沉樁時宜用自重下沉,待樁身有足夠穩定性後,再採用振動下沉。

(4)樁帽或夾樁器必須夾緊樁頭,以免滑動降低沉樁效率、損壞機具。

(5)夾樁器及樁頭應有足夠夾持面積,以免損壞樁頭。

(6)沉樁過程中應控制振動錘連續作業時間,以免因時間過長而造成振動錘損壞。

(7)每根樁的沉樁作業,須一次完成,不可中途停頓過久,以免土的摩阻力恢復,繼續下沉困難。

3、停錘控制標準

振動沉樁的停錘標準,應以通過度樁驗證的樁尖標高控制為主,以最終貫入度作為校核。如果樁尖已達標高而最終貫入度相差較大時,則應查明原因,研究後另行確定。

採用樁尖標高和貫入度雙控的方法作為確定停錘標準。

本工程最終貫入度(最後連續三次振錘一分鐘)按3cm/min控制或通過試樁確定貫入度控制標準。

4、出現異常情況的處理。

振動沉樁過程中,出現樁的偏移、傾斜或回彈(嚴重時),以及其他不正常情況時,均應暫停,並查明原因,採取措施方可繼續沉樁。

5、測量控制

根據座標定出樁基的縱橫中心線。施工中測量控制應注意下述幾點:

(1) 打一根樁複核一根,做好測量記錄。

(2) 測量人員應對樁的就位,垂直度和打設標高進行監測,確保施工精度。

(3) 沉樁完成後,測量人員應根據軸線測出樁的平面偏位值,認真做好記錄。棧橋施工總的測量工作歸納為:a、樁位測量;b、貫入度觀測。

6、沉樁容許偏差

垂直度:1%

樁位:縱橋向40mm,橫橋向50mm。

1、鋼管的打入應在棧橋的同一直線上,鋼管樁打入後,由測量人員測出鋼管樁頂標高,割去多餘的鋼管樁,並在鋼管樁上割槽,槽的大小應比橫樑寬度寬2~3cm。工字鋼底與管樁接觸處應焊接,同時應採用開槽割除的鋼管加工成10cm寬(長度根據需要定)加勁環板把工字鋼與鋼管焊接定位,每根鋼管焊四塊加勁環板。在鋼管樁的槽口上棧橋橫向架設6公尺長2i30b工字鋼。

2、橫樑2i30b工字鋼架設好後,在工字鋼橫樑上縱橋向鋪設64式軍用梁。

3、在64式軍用梁橫橋向滿鋪槽鋼[30,槽鋼[30倒扣在軍用梁上。

便橋受力計算

(。(一)、6m寬便橋各主要部件的應力計算

便橋受力計算採用50t的重車進行驗算,前軸每個取5t,每個後軸取20t,取後軸進行驗算,在便橋橫橋向分布如下,取最不利位置:

各主要部位受力,從下到上計算如下:

頂面[30槽鋼橋面受力計算

1)、[30槽鋼抗彎能力計算

重車採用兩個後軸,每個後軸重20t,由於每側分布寬度為50cm,可以考慮作用在2片[30槽鋼上面,在槽鋼上的分布寬度(即輪壓順橋向長度)取為30cm,其分布線荷載q=10000/2/30=166.7kg/cm。

採用清華大學結構力學求解器求得該梁的彎矩圖如下:

跨中彎矩最大mmax=35857kg·cm

[30槽鋼開口朝下,由於其對y軸的介面抵抗矩上下不一樣,開口側的抵抗矩比腹板端要小很多,圖中彎矩也是下口的數值大,所以只計算開口側的應力即可。

其開口側截面抵抗矩w=17.55cm3

所以橫樑的最大應力σmax===2043kg/cm2

=204.3mpa<f=215mpa

所以橋面[30槽鋼受力能滿足要求。

[30槽鋼考慮動載作用時的最大應力值近似等於上述計算的彎應力乘以1.1,σmax=204.3×1.

1=224.7,略大於215,根據《鋼結構設計規範》4.1.

1,在主平面內受彎的實腹構件,考慮截面的塑性發展稀係數時,其抗彎強度需滿足下式要求:

+≤f,本題只有繞y軸彎矩作用,查表5.2.1知,對開口側=1.2,所以考慮截面的塑性發展時上面計算的應力值需除以

1.2,所以σmax=224.7/1.2=187.25mpa<f=215mpa,所以考慮截面塑性發展時,橋面[30槽鋼受力是能夠滿足受力要求的。

2)、[30槽鋼抗剪能力計算

採用清華大學結構力學求解器求得該梁的剪力圖如下:

最大剪力為3006kg,採用《鋼結構設計規範》4.1.2式計算槽鋼剪應力:

=,v=3006kg

腹板側對中和軸的面積矩s1= 15.45×1.05=16.22cm3

開口側對中和軸的面積矩s2= 7.52×2.17=16.3cm3

取s=16.3 cm3 i=83.4cm4 tw=1cm

===588kg/cm2=58.8mpa fv=125mpa

所以[30槽鋼抗剪能力滿足要求。

3)、[30槽鋼支座反力計算

[30槽鋼的支點約束反力採用清華大學結構力學求解器計算如下:(其中結點編號參照上述計算簡圖)

結點約束反力合力

支座 結點水平豎直力矩大小角度力矩

1 0.00000000 -251.143156 0.

00000000 251.143156 -90.0000000 0.

00000000

2 0.00000000 1951.98090 0.

00000000 1951.98090 90.0000000 0.

00000000

3 0.00000000 1723.94940 0.

00000000 1723.94940 90.0000000 0.

00000000

4 0.00000000 2907.41573 0.

00000000 2907.41573 90.0000000 0.

00000000

5 0.00000000 331.629611 0.

00000000 331.629611 90.0000000 0.

00000000

由上述計算可知,[30槽鋼上拔力只有251kg,槽鋼與軍用梁之間只需點焊或用u型螺栓固定即滿足要。

鋼管樁受力計算

很顯然,便橋φ630鋼管樁的最不利受力是單掛50t車的兩個後軸位於鋼管樁頂面時,此時鋼管樁的最大受力=20+6(便橋自重)=26t,考慮1.5倍的安全係數鋼管樁單樁需要的承載力=26*1.5=39t。

按鋼管樁打入粘土層9m計算承載力,粘土層的極限摩阻力取為56kpa,那麼便橋鋼管樁單樁容許承載力=3.14*0.630*9*56/2=498.

5kn=50.8t>39t,故鋼管樁打入粘土層9m以上,均可滿足滿足受力要求。

便橋施工方案和計算書

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