钢便桥和水上平台施工方案

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1、三江至柳州高速公路融安融江大桥一、编制依据1、交通部公路桥涵施工技术规范2、建筑地基基础设计手册3、人民出版社路桥施工计算手册4、公路施工手册5、公路桥涵钢结构木结构设计规范6、两阶段施工设计图二、钢便桥主要技术标准1、设计荷载：载重750kN施工车辆2、计算行车速度5Km/h3、n6m连续贝雷梁桥4、桥面布置：净宽6m三、主要施工机具1、25吨吊车2台2、DZ60振动沉桩机（锤）2台3、铁锚4个4、 40电焊机8台5、等离子切割机2台6、手拉葫芦12个（5T）7、5T卷扬机2台8、大货车2辆9、 50 装载机 1 台 10、打桩船 1 艘四、工程概况融安融江大桥主桥跨越融江河床，水面宽约52

2、0m。工程起点桩号为LK1+276，终点桩号为LK1+950，桥梁全长674m，位于缓和曲线及直线上。主墩采用双柱多边形墩，过渡墩及引桥桥墩均采用圆柱式墩，桥台采 用肋板式桥台，墩台均采用钻孔灌注桩基础。根据施工图纸及现场地形地 貌并结合荷载使用要求，现场勘查、结合桩基平台施工需要，我部拟定在 大桥两岸各架设钢便桥一座，钢便桥桥面标高为。钢便桥规模为：三柳高 速岸架设钢便桥252m，融江岸架设钢便桥168m，钢便桥全长约420m,跨 中125m为融江通航通道。钢便桥标准跨径为6m,桥面净宽为6米，桥位 布置形式为：钢便桥布置在新建桥梁下游，便桥中心与主墩平台中心墩净 距离 15 米。钢桥结构特

3、点如下：1 、基础结构：钢管桩基础2、下部结构：工字钢横梁3、上部结构：贝雷架纵梁4、桥面结构：装配式公路钢桥用桥面板5、防护结构：小钢管护栏及铁丝网防护五、钢便桥设计文字说明1、基础及下部结构设计本桥位于融江中，水面宽约520米，主跨3#墩和4#墩水深约12米， 边跨水深约 8米。建成后的钢桥桥面标高按水面以上6米控制。水下地质 情况普遍为卵石、粘土。钢便桥钢管桩基础布置形式：单墩布置3根钢管（桩径53cm，壁厚 8mm）,横向间距米，桩顶布置2根28cm工字钢横梁，钢管桩与钢管桩横 向之间用20 槽钢水平向和剪刀向焊接连接。为了增强便桥纵向稳定性， 每间隔2个墩位设置1处加强排架墩基础（即

4、单墩布置6根钢管桩，纵横 向间距米）。两岸桥台采用U型桥台。钢便桥施工钢管桩技术要求：(1)严格按设计位置和标高打桩；(2)钢管桩中轴线斜率1%L；( 3 )钢管桩入土深度必须大于5 米，实际施工过程由于各墩地质情况 不同，钢管桩终孔高程应以DZ60桩锤击振5分钟仍无进尺为准；(4)个别钢管桩入土深度小于5米锤击不下，且用DZ60桩锤击振5 分钟仍无进尺，应当现场分析地质状况，采取措施加强受力；( 5)钢管桩的清除按照当地河道管理要求，便桥折除时必须拔除钢 管桩。2、上部结构设计 桥梁纵向跨径均为米，横向宽6米。根据行车荷载和桥面宽度要求， 米跨纵梁布置单层6片3组150cmX300cm国产贝

5、雷片，横向布置为(90+120+90+120+90)cm=510cm,贝雷片纵向用贝雷销连接，横向用剪刀 撑连接以保证其整体稳定性，贝雷片与工字钢横梁间用U型卡连接以防滑 动。3、桥面结构设计桥面采用装配式钢桥定型桥面板，单块规格为6mX,桥面板结构组 成8伽厚印花钢板、底横肋用I25a工字钢，肋间距30 cm,制作好的桥面板 安放在贝雷片横梁上并用螺栓连接。4、防护结构设计桥面采用小钢管(直径)做成的栏杆进行防护，栏杆高度，栏杆纵 向一根立柱(与桥面槽钢焊接)，高度方向设置2道横杆。六、桩基钻孔平台布置1、桩基钻孔平台的受力要求考虑到施工的安全，施工前必须要全面考虑施工荷载。施工平台所受的荷

6、载主要为材料、施工机械荷载即：钻机200KN、吊车350KN、混凝土 及导管400KN、钢筋笼400KN。考虑实际施工作业可能出现的情况，必须 按照最大荷载组合布载，最大跨进行计算。2、桩基钻孔平台的结构形式 根据以上受力要求，考虑施工中各种不利因素，钻孔平台采用钢桩基 础，工字钢横梁、工字钢分布梁、槽形面板。为保证下部桥梁施工合理利 用平台，每个钻孔平台布置入下：主墩（3#、 4#）施工时至少要上2台钻机，冲击荷载大，施工平台采 用直径30厘米的钢管布置：横向跨径3米（3X6=18米），纵向跨径（+=10 米），以避开桩基护筒为原则，横梁采用4根I25a工字钢、工字钢分布梁 采用6根I25a

7、型工字钢，面板采用20cm槽钢。5#过渡墩考虑到施工时至少要上2台钻机，冲击荷载大，施工平台采 用直径30厘米的钢管布置：横向跨径3米（3X6=18米），纵向跨径（4+4=8 米），以避开桩基护筒为原则，横梁采用3根双拼I25a工字钢、工字钢分 布梁采用6根I25型工字钢，面板采用20cm槽钢。边墩（6、 7、 8、 9、 10）施工平台采用直径30厘米的钢管布置：横向 跨径3米（3X6=18米），以避开桩基护筒为原则，纵向跨径（4米），工 字钢横梁采用2根I25a型、工字钢分布梁采用6根I25型工字钢钢，面板 20cm槽钢。实际施工中，钻孔平台工字钢分布位置可作适当调整。具体构造见“钢便桥及

8、钻孔平台设计图”。七、钢便桥钢管桩承载力及稳定性计算1、钢管桩竖向荷载计算钢管桩承受的竖向荷载有便桥上部结构自重、人群荷载及车辆荷载， 分别计算如下：单跨结构自重p=mg=12380kgXkg=人群荷载：车辆荷载：拟按一台 75 吨吊行走计算P=(750KN 三 3)+mx 6 X 6 三 3)=每根桩承受的竖向荷载为P= X (P三3+p)= X3+=钢管桩最重按15KN考虑则每根桩承受的竖向荷载为P=+15=式中安全系数取，不考虑浮力对结构受力影响。2、钢管桩沉入深度计算钢管桩入土深度L=2P/au Y，式中P为桩基容许承载力，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

9、=1, u为桩周长u= nD，Y为桩周围土的极限摩阻力。根据地质情况，河床为密实砂砾层， 取Y =50KN/m2(Y取值见建设筑地基基础设计手册)故 L=2XXXX50)=实际沉入深度为不小于米或者座入基岩上。单桩竖向承载力验算:R =(uq L+aAor)/2=( n Dq L+aAor)/2= XX50X+1X 3500 X-X /2=a s s根据地质情况，a取值按3500KN/m2考虑，(a取值见建设筑地基基础 设计手册)满足承载力要求。式中：Ra 单桩竖向承载力特征值 U桩周长aq 桩侧土的侧阻力特征值 L土层厚度sa桩底抵抗力影响系数 A桩顶面积cr-极限承载力3、钢管桩在水平力作

10、用下弯曲应力验算钢管外径D=cm，管壁厚8 mm；最大水深12m,施工时钢管上水平撑和 斜撑焊接到水面以下，则计算时只对水深范围内钢管桩的弯曲应力进行验 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=Xpu 2/2g式中A为钢管桩阻水面积，A=2rh=X=tf其中r为桩的半径，h为计算 水深，取米。P为水的容重，P=10KN/m3, q为流水对桩身的荷载，按均 布荷载计算。u为水流速度，水流平缓，试验推测u=s，有 q=Xpu2/2g=XtfX10KN/m3Xs(2Xs2)=53 cm钢管桩的惯性矩I、截面抵抗矩W分别为：I=nX(D4d)

11、/64=X/64=W=nX(D4-d4)/32D=X/(32X53)=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:M =9qL2/128= (9XmX/128=满足要求。maxf =XqL4/EI=XmX8004cm)/X 105 X =f=(L/400)=L=2cm 满足要求。 max式中E为钢材的弹性模量取E=X 105MPa。4、钢管桩稳定性验算(1)长细比计算：入= uL/i其中L为钢管桩的计算长度；卩根据一端固 定，一端简支取u=1； i为钢管桩的回转半径。I 为钢管桩截面惯性矩， A 为钢管桩截面面积。A=n(D2d2)/4=X查建筑力学钢管稳定系

12、数巾=(2)计算稳定性o=P/C A=430500N/X 13110mm2)=o=145MPa满足要求。注：上式中 P 为竖向荷载， A 为钢管截面面积。便桥从桥台起中间每隔两墩设一个加强墩(即2排3 根，纵向间距， 由于单排钢管桩布置已满足受力要求，双排加强墩钢管桩布置一定满足受 力要求，这里不再验算。5、纵、横梁承载力验算(1)纵梁承载力验算恒载：每米纵梁上承载 q1=36=m荷载:960KN查施工手册静力计算公式M1 =1/4PL=X 960X6=maxM2 =1/8qL2= XX 6?=允许弯矩M =6片X (不均衡系数)X maxO贝雷片单片允许弯矩:贝雷片截面模量W = X6片=2

13、1471cm3O强度验算o=Mmax/W =X 106)/(21471 X 103)=o=210MPa贝雷片单片容许最大剪力R=允许剪力Q=6片X(不均衡系数)X245KN=1176KN即有 Qmax=Q=1176KN 由此可知：maxM M、oo、QQ, 6米跨钢便桥纵梁用单层6片贝雷架架设安 max O全。挠度验算贝雷片几何系数 E=X 105MPa,I =250497cm4W =OO(按贝雷片几何特征表)f =PL3/ (48EI) =(960KNX63)/(48XX105MPaX250497cm4Xmax6)=14mmf=(12000/400)=30mm 满足使用要求。由上可知：钢桥抗

14、弯能力、强度、抗剪能力、挠度均满足使用要求。M M、oo、QQ, 6米跨钢便桥纵梁用单层6片贝雷架架设安 max O全。( 2)工字钢横梁计算模式分析：钢管立柱单排3根横向间距为,因此按二等跨连续梁验算, 计算跨径L=，横梁承担6片贝雷片传递来的荷载。6个集中力按路桥施工计 算手册进行验算，按照750KN车辆位于墩位时验算(考虑25%安全系数) +贝雷片自重34KN+桥面横、纵梁自重P1=P/6=1103/6=M = XX =横梁采用2根28a工字钢maI =， W =， I S =,S =,t=:横梁强度验算o=M /W=X 106/X 103)=o=188MPa max O剪应力 T =Q

15、Sx/(I t)=X 103XX 103/X 104X= T =110MPa 符合要求。X挠度 f二(100EI) =XX(100XX 105X2X二mmf二2500/400=6伽符合要求。八、钻孔平台受力计算(一) 3#、4#主墩平台1、为了满足水中墩台施工，在桥墩处搭设施工平台，平台高于水面2m,净宽米，长18米，用4排0 30 cm钢管桩排架，最大间距为米，打入土 中。横梁采用4根I25a工字钢，纵梁采用6根I25a工字钢，桥面板结构 采用槽钢20 cm槽钢(净距5 cm)。2、平台钢管桩承受竖向荷载及桩长计算(1) 钢管桩承受竖向荷载计算 每个钢管桩承受竖向荷载有自重、人群、材料荷载及施工机械荷载，分别计算如下：结构自重 P1=mg=30000 kgX 10N/kg=300KN人群荷载：m材料、施工机械荷载：钻机200KN、混凝土及导管300KN,钢筋笼400KN。考虑实际施工作业，按照最大荷载组合布载，对最大跨进行计