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钢便桥专项施工方案

钢便桥专项施工方案 Document number:PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

山东省临沂市陶然路沂河大桥新建工程

导流明渠钢栈桥专项施工方案

钢便桥专项施工方案

中国铁建大桥工程局集团

临沂市陶然路沂河大桥项目部

二〇一四年六月

目录

导流明渠施工钢栈桥专项施工方案

一、工程简介

钢栈桥设置在线路前进方向左侧(北侧便道上),一期围堰时共设计3座钢栈桥:8#至13#墩之间1座(单个桥长120m)、18#至20#墩位之间2座(单个桥长60m),距离主线中心米;二期围堰时共设计2座钢栈桥:13#至16#墩及24#至27#墩位之间各1座(单个桥长120m),距离主线中心米;建成后主要用于混凝土罐车通行,钢筋、模板等材料运输,并兼备导流作用。

二、钢栈桥结构设计概述

钢栈桥设计长度60m/120m,采用多跨连续梁方案,单跨跨径为12m;跨径布置:5×12m/10×12m,栈桥桥面宽7m双车道设计;河水标高,钢栈桥顶标高设计为,比施工便道高出160cm,桥头考虑2%顺坡。

钢栈桥结构:桥面系由定型桥面板和“321”型贝雷梁组成,承重枕梁由双Ⅰ32a或Ⅰ40a工字钢组成,采用双墩钢管桩基础由6根

325×8mm厚钢管桩组成,并设[10槽钢焊接水平联及剪刀撑增加双墩稳定性。

便桥全长范围内不设温度缝,仅桥面板安装时考虑16mm温度缝,防止温变时桥面板变形,影响行车质量。

钢便桥专项施工方案

钢便桥专项施工方案

钢栈桥纵断面布置图

钢便桥专项施工方案

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钢便桥专项施工方案

钢便桥专项施工方案

钢栈桥横断面布置图

三、贝雷钢栈桥结构设计说明

1、设计参数及各项指标

(1)设计荷载

①、荷载取载重90吨履带吊施工车辆、60吨混凝土罐车。

②、荷载组合

组合一:履带吊车辆荷载Q1、车辆冲击荷载q1与钢栈桥均布恒载G同时考虑;

组合二:混凝土罐车荷载Q2、车辆冲击荷载q2与钢栈桥均布恒载G同时考虑;

组合一:S1=** (Q1+ q1)+*G)

组合二:S2=** (Q2+ q2)+*G)

取其最不利的组合进行验算:

S={S1、S2}max= S1,即组合一最不利。

附注:人群,机具等临时荷载,由于栈桥属于单车道,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

钢栈桥主要技术标准

①、计算行车速度:8 km/h

②、设计荷载:90吨

③、桥跨布置:4×12+30+7×12=162m贝雷梁桥

钢材强度设计值

考虑钢栈桥属于临时结构,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倍容许应力以内(为临时结构钢材的提高系数)。钢管桩因考虑湖水锈蚀作用影响及使用周期将近两年的实际情况,其内力计算控制在容许应力以内,不考虑的临时结构钢材的提高系数。

2、结构设计

钢栈桥结构设计如下:

(1)基础及下部结构设计

本工程位于跨越沂河,河面宽约1600米,水下地质情况自上而下普遍为:中粗砂。

基础结构为:双墩6根Φ325×8mm钢管桩基础。

下部结构为:Ⅰ32a或Ⅰ40a双工字钢横梁

钢栈桥下部结构采用钢管桩,双墩布置6根钢管(桩径Φ

325mm,壁厚8mm)。钢管桩横向间距3m,桩顶布置Ⅰ32a或Ⅰ40a双工字钢横梁,钢管桩与钢管桩之间用10槽钢作为管桩剪刀撑,并焊接牢固。

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<1%L。

③、钢管桩入土深度必须大于10m。

④、当个别钢管桩入土小于10m锤击不下,且用DZ60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。

(2)、上部结构设计

上部结构为:标准跨300×150cm贝雷片8组纵梁,间距90cm。

钢便桥专项施工方案

321型贝雷片

根据行车荷载及桥面宽度要求,桥面采用面板厚度为10mm的正交异性桥面板。栈桥纵梁采用规格为150cm×300cm 国产贝雷片,12米跨纵梁每跨布置单层8片贝雷片。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,贝雷片下采用双排32a或40a工字钢横梁。

(3)、防护结构设计

栏杆:桥面采用小钢管(直径48mm)做成的栏杆进行防护,栏杆高度米,栏杆纵向1.5米1根立柱(与桥面预留孔连接)、高度方向设置3道横杆。

钢便桥专项施工方案

栏杆纵向布置图

护轮带:并在栏杆底脚桥面内侧设置护轮带,护轮带用50cm 长φ20钢筋每米设置一道,牢固焊接在桥面班上,限制车辆贴边行走,保证行车安全。

钢便桥专项施工方案

护轮带平面布置图

四、钢栈桥各部位受力验算

1、荷载

(1)动荷载:90t(荷载平面图)

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(2)冲击荷载:10t

(3)每跨12米8组贝雷片自重:

(4)两根7.5m I25a工字钢自重:

2、钢栈桥各部位内力计算

(1)、桥面板结构检算:

桥面宽7米,分节接长而成,厂家直接加工7×的单元片运到现场,面板厚10mm,板下衬10mm×10mm×10mm的与面板等厚的U 型肋梁,中心间距26cm。

钢便桥专项施工方案

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对面层进行校核:

沿顺桥向取60cm宽面板跨越顺桥向一块桥面板的长度为研究对象,简化成跨度为26cm的四跨连续梁建模如下:

钢便桥专项施工方案

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计算模型:

钢便桥专项施工方案

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旋挖钻单侧履带尺寸约5m×0.6m,

q=(900×+100×)/2/5=138KN/m,L=

依据《路桥施工计算手册》765页附表2-10得,最大弯矩:M=× ql2=×138××=1KN?M

截面模量W=(1/6)60×1×1=10cm3

钢便桥专项施工方案

σ=M/W=1×1000/10×1000

=< [σw]= 215MPa

最大剪力:Q=× ql=×138×=

τ=Q/S=×1000/(10×600)= MPa< [τw]= 125MPa

ω=(100EI)

=×138×260×260×260×260/(100×2×100000×1/12×600×10×10×10)=

变形满足要求。

对肋梁进行结构检算:

取旋挖钻施压范围内的肋梁为研究对象,履带宽60cm,肋梁的跨度为贝雷片横向间距,为90cm,取一跨简支建立计算模型:

钢便桥专项施工方案

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肋梁上方面板自重:G=×××7850×10/1000=

肋梁自重:G’=××1×××10=

均布荷载q=(++230××)/=m

依据《路桥施工计算手册》740页附表2-3得,

最大弯矩:M=× ql2=×××=

根据平行移轴公式计算U型肋梁的截面惯性矩:

钢便桥专项施工方案

I=2/12××××+

2××××+

1/12××××=6675000mm4

截面抵抗矩W=I/(150/3)=6675000/(1/3×150)=133500mm3

σ=M/W=×1000000/133500

=< [σw]= 215MPa

最大剪力:Q==××=

τ=Q/S=×1000/(2×10×100)=<τw]= 125MPa

最大挠度:ω=(100EI)

=5××900×900×900×900/(384×2×100000×6675000)

=

挠度满足要求。

所以在最大荷载作用下,面板的承载能力和变形都符合要求。

(2)、主梁贝雷梁结构检算

主梁标准跨:

单跨12m(净跨9m)由8片贝雷片通过花架拼装而成,间距米,以履带压住2片贝雷梁,车辆停放在跨中位置为最不利位置,按单跨简支梁建模,建立模型如下:

钢便桥专项施工方案

图中:q1=×(900+100)/2/(5××2=70kN/m

q2=×10/12=1kN/m

L1=5m, L2=12m

依据《装配式公路钢栈桥多用途使用手册》59页得,

单排单层贝雷片的参数如下:

截面模量W=3578cm3,截面惯性矩J=250497 cm4

单排单层截面承受的最大弯矩M=788 kNm

单排单层截面承受的最大剪力Q=245kN

最大弯矩出现在跨中位置,用荷载分解叠加的方式求解。

依据《路桥施工计算手册》740页及742页附表2-3及得,

M1=70×5×{×6/12-2/2/5}=394kNm

M2= ql2=×1×12×12=18 kN?m

M= M1+ M2=412kN?m<788 kN?m

最大剪力

Q1= 70××5/12=102kN

Q2==×1×12=6 kN

Q= Q1+ Q2=108kN<245kN

跨中最大挠度变形:

ω1=70××5×((4×12-4××12-5×5/12)×6-4×6×6/12+4/(5×)/(24×EI) =23mm

ω2= 5×1××××(384×EI)

=

单销间隙引起的非弹性挠度:

ω3=d∑sin( (n-1)/2)α)=16mm

ω=++16=

所以8片贝雷片@90cm布置满足承载能力和变形要求。

(3)、主横梁结构检算

主横梁为2I32a或2I40a横贯四根桩基顶部,长8m,支撑贝雷梁,

简化为单跨简支梁,以一根双工字钢建立模型如下:

钢便桥专项施工方案

图中均布荷载

q=((90+10)×10×+(45+10)×10×2)/6=m

L=,I32a工字钢属性如下:

I=11080cm4,w=692cm3,S=400cm3,腰厚t=

最大弯矩出现在跨中,

依据《路桥施工计算手册》740页页附表2-3及得,

M=×ql2

=×××=263KNm

σ=M/W=263×1000/×2×692)

=181MPa< [σw]= 215MPa

抗弯强度满足要求。

支座处剪力Q==××2

=

截面抗剪强度

τ=QS/It

=2×1000×400/1000000/(11080/0××1000000)=< [τw]=125MPa 抗剪强度满足要求。

跨中挠度最大,

ω=5ql4/(384EI)

=5××1000××××(384××11080×2)=

变形量满足使用要求

所以,双I32a主横梁配置满足要求。

(4)、钢管桩承载力检算:

钢管桩入土深度按14米计算,根据《环巢湖旅游大道详细工程地质勘察报告》提供的数据,按最差地质考虑,τ=70KPa 单根钢管桩下部地基反力

N=τ×2πr×h+πr2×fa

=60×××10+100××*4

=621kN

单根桩基承受荷载

f=(90×10×+(45+10)/2××10)/3

=531kN

f=531kN<N=621kN,所以桩基承载能力满足要求。

长细比λ=10/=31<150,竖向压杆稳定性可靠。

综上,栈桥各部位结构都能够满足承载力和稳定性要求。

五、临时材料表

钢便桥专项施工方案

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六、施工工艺

1、管桩运输

调运钢管桩至现场指定位置整齐堆码待用。杜绝严重锈蚀,变形等管桩进入施工现场。

2、施工准备

(1)、分别从西岸向东岸推进,在围堰内根据栈桥桥址放样施工桩墩。

(2)、由测量人员准确放样,定出栈桥钢管桩施工平面位置。

(3)、钢管桩的加工与制作

每根栈桥钢管桩按需要加工制作接长,接桩在现场平整的场地进行,每个接头先将整个管子断面用气割修正平齐,两根对接的钢管