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1、 宁化高堑大桥钢便桥施工组织设计方案一、工程简介宁化高堑大桥全长227m，设计为40m+45+80+45米混凝土连续悬浇箱梁。上部结构采用现浇加悬浇梁，下部结构采用群桩基础，柱式花瓶墩，组合型型台。由于本桥址位于东溪干流，垂直水流方向河宽约80米，平行主线桥方向河宽约140米。桥位处设计水位SW1%=210.39米，设计流量Q1%=1161m3/s，水位平均深度为0.5米以上，最深处达1米以上地勘资料显示河床为中风化灰岩。根据现场地形地貌、潮汐变化并结合工程实际情况，为了方便施工，确保安全、质量并按合同工期完成工程任务，因此，必须架设一座经济实用又安全的钢便桥。经过现场勘查、架设的钢便桥形式为
2、：桥梁全长约为144米左右，标准跨径为12米、桥面净宽为4.5米，桥面错车时选择桥头或者中间平台。钢便桥结构如下：1、基础结构为：钢管桩基础加混凝土扩大基础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：22#槽钢桥面板5、防护结构为：小钢管护栏二、工程编制依据及主要设计标准 1、编制依据及主要参考资料： 、高堑大桥施工图设计文件。 、交通部公路桥涵施工技术规范JTJ0412000、人民交通出版社路桥施工计算手册、人民交通出版社装配式公路钢桥多用途使用手册、钢结构设计手册、钢管桩的设计与施工2、荷载及其组合 、荷载取载重300KN施工车辆 、荷载组合a、汽车荷载、汽车冲击系
3、数与钢桥均布恒载同时考虑，计算时取其较大者。b、风荷载由于便桥施工及使用期间不在台风季节，且便桥高度在两侧道路标高以下其迎风面积又小，因此不予考虑。c、人群，机具等临时荷载，由于便桥属于单车道，汽车通行时桥面无法堆放材料设备，不予考虑。2、主要设计指标（1）钢便桥主要技术标准 、计算行车速度：8 km/h、设计荷载：载重300KN施工车辆、桥跨布置：约：1212m连续贝雷梁桥、桥面布置：净宽4.5m（2）钢材强度设计值考虑钢便桥属于临时结构，参照上述主要参考资料之规定，计算时，结构的内力计算（除钢管桩外）均控制在钢材的容许应力或1.2倍容许应力以内（1.2为临时结构钢材的提高系数）。钢管桩因考
4、虑海水锈蚀作用影响及使用周期将近一年的实际情况，其内力计算控制在容许应力以内。钢材容许应力取值如下：、A3钢： 轴向应力：140Mpa 弯曲应力：145Mpa 剪应力：85 Mpa、16锰钢； 轴向应力：200Mpa 弯曲应力：210Mpa 剪应力：160 Mpa 、贝雷片容许内力：单排单层容许弯矩788.2KN/m，单排单层容许剪力245.2KN。三、钢桥设计说明1、基础及下部结构设计本工程位于河中，受河水影响，河面宽约80m，常水深约为2米。根据地勘资料显示，原地面覆盖层为粘土，下为强分化花岗岩中分化花岗岩。钢桥下部结构采用钢管桩，单墩布置单排3根钢管（桩径426mm，壁厚6 mm）。钢管
5、桩横向间距2.0m，桩顶布置40cm双拼工字钢横梁，钢管桩与钢管桩之间用10cm槽钢设置水平撑和剪刀撑，并焊接牢固。打钢管桩技术要求：、严格按设计书要求的位置和标高打桩。、钢管桩中轴线斜率1L。、钢管桩入土深度必须大于12m。、当个别钢管桩入土小于12m锤击不下，且用DZ45桩锤激振2分钟仍无进尺，必须现场分析地质状况，采取双排桩或其它加强措施，以提高钢管整体稳定性。钢管桩的清除：根据河道管理要求，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均为12m。根据行车荷载及桥面宽度要求，便桥纵梁采用规格为150cm300cm 国产贝雷片，12米跨纵梁每跨布置单层4片贝雷片，横向布置形式
6、为22排，间隔为：90cm+180cm+90cm。贝雷片纵向用贝雷销联结，横向用90型定型支撑片联结以保证其整体稳定性，贝雷片与25#工字钢下横梁间用U型铁件联结以防滑动。贝雷片与贝雷片之间用7.5*7.5角钢剪刀撑进行连接，使之成为整体，增加了稳定性。3、桥面结构设计当采用贝雷片纵梁时，贝雷片上铺22#工字钢，沿便桥纵向间隔按50cm布置，工字钢横梁与贝雷片纵梁用u型卡固定，桥面板采用22#槽钢倒置成型密铺，并与22#工字钢横梁焊接固定。4、防护结构设计桥面采用小钢管（直径4.8cm）做成的栏杆进行防护，栏杆高度1.2米，栏杆纵向1.5米1根立柱(与桥面槽钢焊接)、高度方向设置三道横杆。 贝
7、雷片钢便桥设计图附后。四、钢便桥各部位受力验算1、荷载计算（1）、恒载a、桥面板；22#槽钢每米自重为: q1=450260.2499=4.32KN/m b、22#工字钢每米自重为:q=4.50.3305=1.49KN/mb、贝雷片纵梁每米自重: q2=3.7KN/M合计：恒载 q=4.32+1.49+3.7=9.51KN/M（2）、活载a、汽20级b、10m3混凝土搅拌运输车（满载），车重14t，6m3混凝土26t，计40t；16t吊车，车重23t、吊重按5t（钢筋笼及砼）、计28t；20t吊车，车重25t、吊重按5t，计30t（使用频率小，只有便桥施工时使用），根据钢桥通行车辆情况，为确保
8、安全，取活载40t验算。C、人群；不计d、冲击系数，按规范计算，12m跨冲击系数取：1+=1.303 4.9m跨冲击系数取：1+=1.353 1.0m跨冲击系数取：1+=1.389 横梁1.8m跨冲击系数取：1+=1.19 横梁3.6m跨冲击系数取：1+=1.182、钢桥各部位内力计算（1）、桥面板验算；受力分析；以10m3混凝土搅拌运输车位于跨中时按连续梁进行验算。10m3混凝土搅拌运输车（按40t计），轴距4.0m+1.4m，轮距1.8m，前轴重力10t，后轴重力30t，分6个集中力5t、5t、7.5t、7.5t、7.5t、7.5t传递于桥面上，本计算书按4个集中力各12t传递于桥面，计算
9、偏于安全。桥面板跨径为100cm，汽车轮宽60cm，；槽钢宽度22cm，缝宽34cm。每个作用点假设只作用在三块槽钢上；计算按两端固定梁计算，22#以上槽钢倒置成型沿22#横梁密铺,缝隙间隔34cm，并与横梁焊接固定。22#槽钢截面特性为； I=158cm4 Wmin=28.2cm3 q=0.25KN/m a、抗弯强度计算 Mmax=PK/8=801.3891 /8=13.89 KN.M=M/ Wmin=13.89106/(28.23103)=171.36MPa1.2=174MPa1.2为临时结构钢材的提高系数，b、抗剪强度计算；Qmax=0.580K=0.5801.389=55.56 KN=
10、55.56103/（220.73102）=12.03MPa=85MPaC、刚度计算 f=p3/（192EI）=801.389 13103/（1922.1158）=1.69mmf=1000/400=2.5mm经计算，桥面板采用22#槽钢满足强度、刚度、稳定符合要求.（2）、22#工字钢分布梁计算。（布置在贝雷片上，最大跨径1.8m，工字钢横梁每米布置一根，）、桥面板；单跨12米跨槽钢每米自重为:q1=4.324.5=0.96KN/m 、22#工字钢横梁每米自重:q2=0.3305KN/m合计：恒载 q=0.96+0.3305=1.29KN/M贝雷片最大间距1.8m，受力最不利位置为当汽车偏于便桥
11、一侧，且后轮一轴刚好置于跨径1.8m的跨中（轴距1.4m,另一轴在两工字钢中间），按简支梁计算。22#工字钢截面特性： I=3406cm W=309.6cm A=42.1cm q=0.3305KN/m P=87.5KN q=1.29KN/Ma、抗弯强度计算M=p/4+q2/8=801.81.19/4+1.291.82/8=43.36106/(309.6103)=140.05Mpa1451.2=174Kpab、整体稳定 因受压翼缘上密铺槽钢，因此整体稳定符合要求。C、抗剪强度计算；Qmax=(0.580+0.5q1)1.19=(0.590+0.51.291)1.19=48.37KN=48.371
12、03/（220.75102）=29.32MPa=85MPad、刚度计算f=p3/（48EI）=801.831.19103/(482.13406)=1.62mm1800/400=4.5mm经计算，分布梁采用22#工字钢钢满足强度、刚度、稳定符合要求（3）、贝雷片纵梁计算（按12米跨验算）、抗弯强度计算按简支梁计算，计算纵梁最大弯矩近似取静载的跨中弯矩与活载产生的跨中最大弯矩进行叠加，结果偏于安全。M1max0.25PLK0.25300121.3031172.70KN.mM2max0.125ql20.1259.51122171.18KN.mMmaxa、按容许弯矩计算容许弯矩 ：M4片0.9（不均衡
13、系数）2837KN.mMmax=1336.50KN.M M=2837KN.M b、按容许应力计算贝雷片截面模量Wo3578.5414314cm3Mmax/Wo（1336.50106）/(143140.9103)103.75Mpa=210Mpa因此：抗弯强度符合要求。b、抗剪强度计算Q1max0.5P0.53001.303195.45KNQ2max0.5ql0.59.511257.06KNQanx=195.45+57.06=252.51KN容许剪力Q4片0.9（不均衡系数）245KN882KN因为；Q=252.51KNQ=882KN 所以，抗剪强度符合要求。经计算；12米跨钢桥纵梁可以用单层4片
14、贝雷片架设C、刚度验算贝雷片几何特性：E2.1105Mpa， Io250497.2cm4 W3578.5cm3 P=3001.303=390.90KN q=9.51KNfmax（P3）/(48EI)+5 q4/(384EI)=(390.90103123)/（482.1250497.2 4）+59.51103124/(3842.1250497.24)7.91mmL/400=12000/400=30mm 刚度满足使用要求。经受力计算:钢桥抗弯能力、强度、抗剪能力、刚度均满足使用要求，因此12米跨钢桥纵梁可用单层4片贝雷片架设。3、工字钢横梁（钢管墩柱上）计算 结构受力分析：钢管立柱单排3根横向间距为1.82米，因此按二等跨连续梁验算，计算跨径L=2米，横梁均匀的承担四排贝雷片传递过来的4个集中力，4个集中力简化为2个作用于两跨跨中的集中力计算，进行最不利验算，计算结果偏于
