宁武高速公路(南平段)A10合同段(K147+600～K160+000)松溪大桥钢便桥施工方案编制： 审核：二〇一〇年六月五日目 录一、概述 2二、施工方法和工艺流程 2（一）、施工放样 3（二）、贝雷桁架拼装 3（三）、横梁安装 4（四）、桥面板及防护栏杆 4三、主要工程数量 4四、桥梁验算 4（一）、竖向荷载计算 4（二）、竖向荷载组合 5（三）、贝雷纵梁验算 5（四）、I40b工字钢横梁验算 6（五）、水中钢管桩受力验算 6五、桥面安全专项措施 9（一）、全桥需24小时专人看护 9（二）、全桥亮化 9（三）、为防止行人车辆落水，引起事故，全桥两侧采用防护栏杆封闭 9（四）、因该便桥须使用两年，必须对全桥加强观测、记录 9六、质量、安全保证体系 10(一) 质量保证体系 10(二) 制定严格的工程质量检测制度 10(三) 安全保证体系框图 11(四) 制定严格的安全生产管理制度 11七、《松溪大桥钢便桥构造图》 12一、概述钢便桥采用梁柱式钢管贝雷梁简支结构设计，起止桩号为K0+000-K0+177.283，长177.283m，纵向共20跨，其中单孔9米1跨共19跨，单孔6米1跨共1跨，横向每排3根钢管，间距为2.75m，采用直径Φ426*8mm无缝钢管。
桥面净宽5.50m，左右侧栏杆各25cm在钢管上横向布置2根I40b工字钢，纵向布置3组6排贝雷简支纵梁贝雷纵梁上横向铺设[22槽钢做面系，槽钢间距为5cm，其上满铺8mm厚钢板做面层钢管桩横向均用剪刀撑加固具体布置详见《松溪大桥钢便桥构造图》二、施工方法和工艺流程施工方法：桥头为钢管桩，台前用沙袋围护坡面，防止河水冲刷，贝雷采用现场拼装、吊车配合倒链和卷扬拖拉架设，就位后安装桥面梁系施工工艺流程：便桥设计→方案制定→设备材料进场→施工放样→桥台施工→桁架拼装→拖拉、接长→主梁拖拉就位→横梁安装 →纵梁安装→桥面钢板铺装→防护栏杆安装→结束一）、施工放样根据设计图图示位置，用全站仪放出桥台及钢管桩位，定出钢便桥中轴线 （二）、贝雷桁架拼装贝雷主梁在空旷场地内拼装，下面垫枕木，用吊车将贝雷逐片吊起，用桁架销子相互连接接长贝雷为6排，排距为0.9m+1.40 m +0.9m+1.4+0.9 m，加强弦杆的桁架用弦杆螺栓将加强弦杆连接在贝雷弦杆上，用支撑架螺栓将竖向支撑架、水平上下支撑架和贝雷连成整体，每节贝雷接头位置安装各类支撑架各一片为保证梁的刚度，贝雷、加强弦杆和水平支撑架之间采用接头错位连接，这样可减少由于桁架接头变形产生的主梁位移。
连接桁架的所有螺栓螺帽必须拧紧，桁架销子穿到位后必须插好保险销在一跨内贝雷梁全部定位好后，用[8槽钢加工的卡箍将其与横梁卡死，防止其在侧向水压力的作用下产生位移主梁要求安装加强弦杆，所有支座位置要求进行局部加强，防止弦杆局部受力过大产生变形拼装时要注意区分上下弦杆，防止安装错误三）、横梁安装横梁采用双支I40b工字钢，长6m，用支撑架螺栓将横梁与贝雷主梁连接成一体，相互之间焊接相连四）、桥面板及防护栏杆便桥宽5.50m，桥面板采用[22槽钢，间距按5cm铺设，其上铺设8mm钢板护栏采用直径Φ40钢管立柱，高1.3米，间距3米布置，其上涂上红白相间涂层，防止车辆、人员临边坠落三、主要工程数量钢便桥工程数量表名 称数量单位单位重（Kg）小计总重（t）桁架贝雷片354片316.53112.05支撑架354片36 12.74横梁I40b40/240根/m73.8kg/m17.71桥面板[22槽钢3954m28.45kg/m112.49Φ426x0.8钢管60/720根/m82.468kg/m59.388mm钢板975.06㎡62.8kg/㎡61.23总 计 重 量(t)375.6四、桥梁验算1. 计算过程中采用材料及部分参数a) [22槽钢、8mm钢板：荷载分散、传递结构；b) 贝雷桁架：主承重结构；c) I40b：贝雷桁架下部分配结构；d) Φ426*8mm钢管桩：便桥主体承重基础；e) Q235钢材的允许应力：【σ】＝170MPa；f) Q235钢材的允许剪应力：【τ】＝120MPa；g) Q235钢材的弹性模量：E＝2.1×105Mpa；h) 16Mn钢材的允许应力：【σ】＝273MPa；i) 16Mn钢材的允许剪应力：【τ】＝120MPa；j) 16Mn钢材的弹性模量：E＝2.1×105Mpa；2. 设计技术参数及荷载的确定刚便桥结构设计计算荷载为25T汽车吊及砼罐车。
25T汽车吊自重约30T，8m3砼灌车满载时约为30T左右，根据以上数据初步估算，刚便桥最不利工况由汽车吊控制其计算工况为汽车吊停留在刚便桥上（任意位置），进行钢管桩下放最后阶段（整体吊装、定位），钢管桩起吊重量按12米长426*8mm无缝管重量1T计，考虑1.1的冲击系数最后取34.1T经行控制性计算流水压力：根据桥位处松溪河相关数据，出于安全考虑，施工区域流水设计流速取5m/s（施工图纸所出示的设计流速为2.72m/s）根据《公路桥涵设计通用规范》，则流水压力为：Fw=kAγV2/(2g)其中：K—为形状系数，圆形取0.8；A—为阻水面积，取5m长度计算，则面积为2.13m2；γ—为水的重力密度，取10KN/m3；V—为设计水流速，5m/s；g—为重力加速度，取9.81m/s2；则：水流压力Fw=0.8*2.13*10*52/(2*9.81)=21.71 KN/m，即钢管桩在水中的自由段承受21.71KN/m的水流压力综合考虑水中墩实际施工时间及水文情况（桥址下游200米处有一大坝，河面下层水流稳定），暂不计入流水压力边界条件：为简化边界条件的计算，忽略钢管桩入土部分与土体之间有利的相互作用，将其视为底部多点铰接的约束。
3. 结构计算工况的确定刚便桥搭设过程中的受力状态与使用过程受力状态基本一致，所以仅按照使用过程进行分析最大荷载有砼罐车满载时为30T左右，考虑冲击系数取33T，汽车吊自重30T，吊重5T，考虑冲击系数取38.5T 经过初步分析，刚便桥按照汽车吊起吊、下放钢筋笼控制设计结构自重按实际重量的1.2倍计入4. 荷载验算刚便桥以25T汽车吊装配钢筋笼时为最重，刚便桥设计以能满足在同一跨内同时存在汽车吊以及满载砼罐车即可，计算时砼罐车、汽车吊荷载按集中荷载考虑：P=38.5+33=71.5T[22槽钢+8mm钢板自重： W=28.45*6*4*10/103+62.8*1*5.5*10/103=10.282KN/m贝雷梁自重：W=316.53*10/3/103=1.06KN/m人群及机具工作荷载：Q=2.0 KN/m人群及机具工作荷载、[22槽钢+8mm桥面钢板自重、贝雷梁自重计算时按均布荷载考虑q=2+10.282+1.06*6=18.642KN/m=1.86T/m当活载作用在跨中时，刚便桥受到的荷载为最不利荷载便桥受力图如下：集中荷载作用下跨中弯矩：M集= kpl/4=1.2*71.5*9/4*9.8*1.05=1986.48KN. m均布荷载作用下跨中弯矩：M均=kql2/8=1.2*1.86*92/8*9.8*1.05=232.54KN.m实际弯矩=集中荷载作用下弯矩+均布荷载作用下弯矩=1986.48+232.54=2219.02KN.m实际剪力Q=k(p+ql)/2=1.2*1.05*(71.5*9.8+1.86*9.8*9)/2=544.79KN5. 贝雷纵梁验算9m跨选用3组6排国产贝雷，最大跨按9m计算为最不利荷载，贝雷片布置间距布置90cm为一组，其力学性质：I=250500 cm4 单片贝雷片容许弯矩: [M]=78.8 t.m=788KN.m 单片贝雷片容许剪力: [Q]=24.5 t=245KNa) 抗弯验算：贝雷片在荷载作用下最大弯矩：Mmax=kpl/4+kql2/8=1986.48+232.54=2219.02KN.m单片贝雷片承受弯矩：M=2219.02/6=369.84KN.m＜[M]=788KN.m满足要求。
b) 抗剪验算:支点剪力QmaxC =k(p+ql)/2=1.2*1.05*(71.5*9.8+1.86*9.8*9)/2=544.79KN 单片贝雷片承受剪力：Q=544.79/6=90.8KN＜[Q]=280.0 KN满足要求c) 挠度计算9m跨选用6排国产贝雷 贝雷纵梁最大挠度： fmax=5ql4/(384EI)+ 8Pl3/(384EI) =(5*18600*9004)/( 384*2.1*105*1.653*108)+8*7150000*9003 /(384*2.1*105*1.653*108)=4.578 +3.128=7.706mm=0.77cm [f]=L/400=900/400=2.25cmfmax＜[f]满足规范要求6. I40b工字钢横梁验算根据刚便桥特点，纵向取具有代表性车辆轮胎接触断面计算，荷载均考虑传递在I40b 的工字钢横梁上，（假定按最不利荷载考虑，即9m段汽车吊运行一辆，满载砼罐车运行一辆）支架横梁的支点反力：（单根桩承载力计算）Q=715KN/2=357.5KN，I40b工字钢h=40cm,d=1.25cm，τ=Q/(h×d)=357.5/0.40/0.0125/103=71.5MPa< [τ]=85MPa故满足要求。
7. 水中钢管桩受力验算根据贝雷及钢管的布置图可知，刚便桥施工的荷载先由桥面系传递到6排纵向贝雷片，再传递给2排横向布置的双肢I40b工字钢上a) 由2根I40b工字钢将上部所有荷载传递给3根钢管桩最大钢管桩顶受力Nmax＝(544.79+73.8*6*2*10/100)/3=211.12KN按照进场最小钢管计算，直径Φ426×8mm钢管：每根钢管桩竖向力P＝211.12+12*82.468*10/103＝221.02KN(每根钢管长度按12米计)钢管桩强度验算:钢管的惯性矩J=22952.91cm4回转半径r=(J/A)1/2 = (22952.91/105.06)1/2 = 14.78cm长细比λ＝640/14.78=43.3 (钢管在河床以上的高度按8米计算，按一端固定，一端铰接，取l0=8*0.8=6.4米)其长细比小于主要的受压构件容许长细比150查《钢结构设计规范》附表17得Φ＝0.688强度检算：σ=P/A=221.02/0.0105/103=21.05MPa=<1.5[σ]=120MPa；稳定性检算：σ=P/（φA）=221.02/(0.688*0.0105)/103=30.6MPa=<1.5[σ]=144MPa；满足施工要求b) 管桩承载力验算根据上面的计算可知，水上支架体系中主要载力构件单根钢管桩所载承受的荷载要求单桩承载力为400KN即N=40t。
根据地质勘察报告资料可知，河床底以下2m 为卵石层，2~4m为中风化凝灰熔岩，4m以下为弱风凝灰熔岩，因此为了保证施工控制。