钢便桥施工方案

钢便桥施工方案
一、编制的依据
①、交通部《公路桥涵施工技术规范》JTJ041—2000
②、人民交通出版社《路桥施工计算手册》
③、《装配式公路钢桥多用途使用手册》
④、公路桥涵钢结构木结构设计规范
二、便桥及钻孔平台主要技术标准
①、计算行车速度:5km/h
②、设计荷载:载重500KN施工车辆
③、桥跨布置:96m贝雷梁桥
④、桥面布置:桥宽为4m
三、主要施工机具
190KW振动锤1台。          2、浮吊一台。
3、电弧焊机3台。            4、货船二艘。
5、氧气切割机2台。          6、汽车吊1辆。
7、装载机1台。              8、运输车1辆。
四、工程概况
东太湖大桥跨越吴江路河,为了吴江路河能顺利通航。本项目部和吴中区水利局协商,在此修建钢便桥。钢便桥结构特点如下:
1、基础结构为:钢管桩基础
2、下部结构为:工字钢横梁
3、上部结构为:贝雷片纵梁
4、桥面结构为:装配式公路钢桥用桥面板
5、防护结构为:贝雷片
五、钢便桥设计文字说明
1、基础及下部结构设计
本工程位于河中,河面宽约75米,根据吴江路河现水位标高1.20米。水下地质情况自上而下普遍为:淤泥、粘土、亚砂土、粘土。
2、便桥钢管桩基础布置形式:
单墩布置2根钢管(桩径ф63cm,壁厚8 mm),横向间距4.65m,桩顶布置225cm工字钢横梁。
打钢管桩技术要求:
①严格按设计书要求的位置和标高打桩。
②钢管桩中轴线斜率<1L
③钢管桩入土(进入土层)深度必须大于7m,实际施工过程由于各个支墩地质情况复杂,管桩终孔高程应以DZ90桩锤激振5分钟仍无进尺为准。
中国防水网④当个别钢管桩入土小于7m锤击不下,且用DZ90桩锤激振5分钟仍无进尺,必须现场分析地质状况,采取措施加强受力。
钢管桩的清除:
⑤按照当地河道管理要求,新桥建成后必须拔除钢管桩。
2、上部结构设计
桥梁纵梁各跨跨径为91215m。根据行车荷载及桥面宽度要求,纵梁布置单层双排42组国产贝雷片(规格为150cm×300cm),贝雷片纵向用贝雷销联结,横向用45型定型支撑片联结以保证其整体稳定性,贝雷片与工字钢横梁间用横梁家具联结以防滑动。
3、桥面结构设计
桥面采用装配式钢桥定型桥面板(设计规定最大荷载为挂车—80级,故受力不再做验算),单块规格为6m×1.5m,桥面板结构组成为:16mm厚印花钢板、配套的纵梁、横梁。制作好的桥面板安放在贝雷片纵梁上并用螺栓联结。
4、防护结构设计
直接采用贝雷片作为防护栏杆。
详见“便桥设计图”。
六、便桥钢管桩承载力及稳定性计算
1、钢管桩竖向荷载计算
每个钢管桩承受的竖向荷载有便桥上部结构自重、人荷载及车辆荷载,分别计算如下:
农副业生产单跨结构自重:双排单层每节重量为15KN
P1=15*8*2=240KN
人荷载:2.0kN/m集美大桥2
车辆荷载:按照一台50吨履带吊机行走计算。
每根桩承受的竖向荷载为:
P=1.25×((240+500+2*18*6/4
=1.25×239
=239kN
上式中考虑安全系数1.25;浮力对结构受力有利,故不予考虑。
2、钢管桩受压容许承载力计算
[P]=1/2(U∑αiliτi+αAσR)
式中[P]桩容许承载力,钢管桩采用振动沉桩,a为振动桩对周围土层摩阻力影响系数,取a=1u为桩周长;τ为桩周土的极限摩阻力,根据地质情况取τ=45kPaA为桩底横截面面
积。
[P]=1/2(1.978*1*7*45+1*0.0156*1600)=324.01KN
324.01>239*1.3=310.7
  故钢管桩入土深度7米满足施工要求。
3、钢管桩在水平力作用下弯曲应力检算
管桩外径D=63cm,管壁厚8mm;由于最大水深3m,采用4米对钢管桩的弯曲应力进行检算。考虑到风对钢管桩的冲击力远远小于水流的冲击力,所以只按水流冲击力对钢管桩进行验算。
冲击力q为:
q=0.8A×γυ2/2g
式中A为钢管桩阻水面积,A=2rh=0.63*3=1.89m2。其中r为桩的半径;h为计算水深,取3.
0m。γ为水的容重,γ=10kN/m3
q为流水对桩身的荷载,按均布荷载计算。
υ为水流速度,有设计资料得:υ=2.0m/s  则有
q=0.8A×γυ2/2g
q=0.8×1.89m2×10kN/m2×22m/s÷(2×综合医院9.81m/s2
=3.08kN
Ф63cm钢管桩的惯性矩I、截面抵抗矩W分别为:
I=π×(D4-d4/64
=3.14×(634-61.44/64
=75574cm4
W=π×(R4-r4/4R
=3.14×(31.54-30.74/(4×31.5)
=2399cm3
钢管桩入土后相当于一端固定,一端自由的简支梁,其承受的最大弯矩和挠度变形为:
Mmax=9qL2/128=9×3.08kN/m×32m/128
    =1.95KN.m
σ=Mmax/W
=1.95KN.m×103÷2399×10-6m3=0.81MPa
[σ]=145 MPa
∵σ[σ]
∴满足要求
fmax=0.00542×qL4/EI
  =(0.00542×3.08kN/m×3004cm)/(2.1×105×75574cm4)
  =0.085 cm[f]=1/400L=3cm    满足要求。
上式中E为钢材的弹性模量取E=2.1×105 MPa
4江苏南钢龙、钢管桩稳定性验算
1)长细比计算:λ=μL/i  其中L为钢管桩的计算长度;μ根据一端固定,一端简支形式取μ=1i为钢管桩的回转半径。
i= 式中I为钢管桩截面惯性矩,A为钢管截面面积。
A=π(D2-d2/4=3.14×(632-61.42)/4
=156.2cm2
i=√(I/A=22.0cm
λ=μL/i=1.0×650/22.0
  =29.5
纵向弯曲系数Ф=1.02-0.55((29.5+20/1002=0.8852
2)计算稳定性
σ=P/φA
载体桩  =239000N/0.8852×15620mm2
=17.28MPa[σ]=145MPa    满足要求。
注:上式中P为竖向荷载,A 为钢管截面面积。
其余桥面板及纵梁、横梁都按标准配置,在此不做稳定性计算。
七、便桥施工方法及步骤

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