二龙河便桥施工方案.docx
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二龙河便桥施工方案.docx
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二龙河便桥施工方案
二龙河便桥施工方案
目录
一、设计说明2
二、便桥计算3
(一)、便桥设计荷载3
(二)、便桥贝雷梁验算3
(三)、I36a工字钢横梁验算7
(四)、桥面板[22a槽钢验算8
(五)、墩顶I25a工字钢验算9
(六)、直径250mm钢管墩柱验算9
(七)、桥墩、台扩大基础验算10
三、便桥施工10
(一)、墩台扩大基础施工11
(二)、桥墩(钢管)施工11
(三)、贝雷纵梁及I36a横梁安装11
(四)、桥面板[22a槽钢的拼接安装11
(六)、便桥维护及安全指示12
四、便桥施工主要材料数量12
一、设计说明
S16合同段施工范围为K49+300~K53+550,二龙河与主线交叉位置在K52+750处,二龙河大桥横跨二龙河与之斜交约40°,其中左幅第6跨,右幅第7跨跨越河道。
在K52+300~K52+563(二龙河大桥0号台桥头)为借土填方路基,地基为水塘,需进行贫混凝土桩软基处理,K52+878(二龙河大桥12号台桥头)至K53+550段路基同样是借土填方路基;在K53+180处有1-4×4米钢筋混泥土盖板涵,K53+320处有1-Φ1.5米钢筋混泥土圆管涵,K53+472.5处有3×20米预应力混凝土空心板桥一座,为便于二龙河大桥、桥两头其他工程的施工及业主、监理工程师施工管理需要在二龙河大桥附近上架设便桥。
二龙河大桥处河道上游宽度比下游宽度大,另外二龙河大桥处于增从高速黄岭香枢纽立交范围,二龙河大桥左幅需加宽,为此便桥设计位置在二龙大桥下游侧,离二龙河大桥约20米处。
下游河道宽度约12米,南侧河堤靠河道侧分两级,顶高程约13.7米,平台顶高程约10.7米,北侧为平地,高程约10.8米,河堤顶道路宽度约4米,综合考虑二龙河大桥位置、汽车通行需要及便桥工程量,便桥与河道斜交但与二龙大桥不平行,与河道斜交角度约60°。
考虑到施工车辆大多数为重型的运输车,便桥设计荷载采用公路I级荷载。
便桥采用双排单层非加强型贝雷梁,桥长39米,跨径布置为1227+1390+1283Cm,横梁采用I36a工字钢,间距0.65Cm或0.85Cm,桥面板采用[22a槽钢,一个断面铺设18根。
临时桥台采用C20素混凝土,桥墩基础采用C20素混凝土扩大基础,墩身采用8根直径25Cm,壁厚8mm的钢管,8根钢管之间采用[10槽钢连接,为增强钢管的抗撞击能力,钢管内灌满中砂,钢管底及钢管顶焊接10mm钢板,墩顶布置2根长5.65米的I25a工字钢,I25a工字钢顶架设贝雷梁。
二、便桥计算
(一)、便桥设计荷载
公路I级车道荷载的均布标准值qk=10.5KN/m,集中荷载标准值Pk当计算跨径L≤5米时Pk=180KN
L≥50米时Pk=360KN
5米<L>50米时按以上值内插。
车辆荷载标准值如下图:
(二)、便桥贝雷梁验算
1、贝雷梁自重荷载
贝雷梁:
每片贝雷重287kg(含支撑架、销子等)
贝雷片自重荷载:
287×10/3/1000=0.96KN/m
4排贝雷梁自重荷载=0.96×4=3.84KN/m
2、I36a工字钢横梁重量荷载
沿贝雷梁纵向平均3米有4根长5.65米的工字钢,
总重=4×5.65×0.599=13.54KN,折算成均布荷载
=13.45/3=4.51KN/m
3、桥面板[22a槽钢重量荷载
桥面横向铺18根[22a槽钢
重量荷载=0.25×18=4.5KN/m
4、恒载合计=3.84+4.51+4.5=12.85KN/m
5、贝雷梁力学性能
贝雷桁片力学性能(见交通部交通战备办公室发行的《装配式公路钢桥使用手册》)
弹性模量:
E=2.06×105Mpa
截面惯性距:
I=250500×10-8m4
单排单层贝雷片容许弯矩:
788.2KN.M
单排单层贝雷片容许剪力:
245.2KN,双排单层考虑0.9的折减系数
6、便桥贝雷梁验算
车道荷载集中荷载值=180+13.9×180/45=235.6KN
验算过程采用清华大学《结构力学求解器》进行辅助计算
本便桥中跨跨径13.9米为三跨中最大,便桥贝雷梁只验算中跨。
①、贝雷梁汽车荷载计算图如下:
计算结果:
弯矩图
剪力图
反力图
位移计算
杆端位移值(乘子=1)
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码u-水平位移v-竖直位移_-转角u-水平位移v-竖直位移_-转角
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000000.00000000-0.002122730.00000000-0.00965563-0.00000000
20.00000000-0.00965563-0.000000000.000000000.000000000.00212273
--------------------------------------------------------------------------------------------
最大位移(扰度)在跨中,为10mm
②、贝雷梁恒载计算图如下:
计算结果:
弯矩图
剪力图
反力图
位移计算结果
杆端位移值(乘子=1)
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码u-水平位移v-竖直位移_-转角u-水平位移v-竖直位移_-转角
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000000.00000000-0.000759290.00000000-0.00329816-0.00000000
20.00000000-0.00329816-0.000000000.000000000.000000000.00075929
-----------------------------------------------------------------------------------------------
最大位移(扰度)在跨中为3mm。
③、跨中扰度总值=10+3=13mm<13.9×1000/400=35mm
④、恒载+公路I级荷载组合
最大弯矩=310.3+1.4×1072.3=1811.5KN*M<4×0.9×788.2
=2837.5KN*M,2837.5/1757=1.6
剪力最大值=89.3+1.4×190.8=356.4KN<4×0.9×245.2
=882.7KN
便桥贝雷梁安全。
(三)、I36a工字钢横梁验算
横梁间距最大值为0.85米,根据汽车I级车辆荷载数据情况,以重轴在横梁上时进行验算,横梁计算跨径按4.25米,考虑冲击及偏载系数1.4。
恒载=(0.85×18×0.25)/4.25+0.599=1.5KN/m
受力图如下:
计算结果:
弯矩图
剪力图
位移计算
杆端位移值(乘子=1)
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码u-水平位移v-竖直位移_-转角u-水平位移v-竖直位移_-转角
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000000.00000000-0.002878850.00000000-0.00305907-0.00170593
20.00000000-0.00305907-0.001705930.00000000-0.003042770.00172205
30.00000000-0.003042770.001722050.000000000.000000000.00288130
-----------------------------------------------------------------------------------------------
扰度3mm<4250/400=11mm。
I36a工字钢力学参数
Wx=875Cm-3,Sx=508.8Cm-3,Ix=15760Cm-4,t=15.8mm
σ=Mmax/Wx
=1.4×89.14×1000/(875×10-6)
=142.6Mpa<1.3[σ]=1.3×145=188.5Mpa
τ=QSx/(Ixt)
=1.4×73.4×1000×508.8×10-6/(15760×10-8×0.0158)
=20.1Mpa<[τ]=85Mpa
I36a工字钢横梁安全。
(四)、桥面板[22a槽钢验算
按简支梁计算,计算跨径取L=0.82m。
车轮宽度按30cm计算,每对车轮的着地面积为0.6×0.2(宽×长),则轴重的一半荷载由3根槽钢承担,单根槽钢荷载为20Cm长的均布荷载,荷载值=(140/2/3)/0.2=116.7KN/m。
采用公路I级车辆荷载进行重轴在跨中位置按简支进行验算,考虑冲击系数1.4。
E=2.0×105Mpa,I=157.8cm4,Wmin=28.2cm3
槽钢受力计算图(自重忽略):
计算结果:
弯矩图
剪力图
位移计算结果:
杆端位移值(乘子=1)
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码u-水平位移v-竖直位移_-转角u-水平位移v-竖直位移_-转角
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000000.00000000-0.002830180.00000000-0.00070678-0.00117948
20.00000000-0.00070678-0.001179480.00000000-0.000706780.00117948
30.00000000-0.000706780.001179480.000000000.000000000.00283018
-----------------------------------------------------------------------------------------------
扰度1mm<1650/400=4mm
σ=Mmax/Wmin
=4.2×1000/(28.2×10-6)
=149Mpa<1.3[σ]=1.3×145=188.5Mpa
桥面[22a工字钢安全。
(五)、墩顶I25a工字钢验算
由于贝雷梁跨墩顶时完全在钢管柱顶位置,墩顶I25a工字钢底下还有10mm钢板,墩顶I25a工字钢不需验算其强度。
(六)、直径250mm钢管墩柱验算
根据便桥贝雷梁验算情况,8根墩柱承受的荷载近似取中跨反力结果的2倍=2×(190.8+89.3)=560.2KN,平均每根墩柱的荷载为70KN。
Φ25Cm,管壁厚度8mm的钢管柱截面几何参数
截面面积A=60.8Cm2
截面惯性矩I=π×254×(1-(23.4/25)4)/64=4457.3Cm4
截面回旋半径i=SQRT(I/A)=SQRT(4457.3/60.8)=8.5Cm
1、轴心抗压强度验算
轴心压应力
=70×1000/60.8/10-4=11.5Mpa<215Mpa。
2、刚度验算
临时墩柱高度取最大值4.1米,则计算长度l0=1×4.1=4.1M
λ=l0/i=410/8.5=48.2<[λ]=150
钢管墩柱安全。
(七)、桥墩、台扩大基础验算
主要是验算桥墩扩大基础地基承载力。
桥墩扩大基础面积A=6.15×1.2=7.38(M2)
要求地基承载力=(560.2+7.38×24)/7.38=99.9(Kpa)
查《广河高速公路广州段S16标工程地质勘查报告》二龙河大桥地质资料及实地勘查,二龙河大桥下游附近河道处地基为亚黏土或亚砂土,地质资料显示其容许承载力为150Kpa,扩大基础地基承载力满足要求,扩大基础安全。
桥台竖向荷载为桥墩的1/2,桥台扩大基础面积与桥墩扩大基础面积相同,不需进行验算。
三、便桥施工
便桥通行车辆大多数是重型车辆,施工同样需要按照现行桥涵施工规范要求进行施工,确保施工安全及便桥施工质量。
(一)、墩台扩大基础施工
便桥桥墩、台扩大基础基坑按照设计坐标进行放样,按照桥梁施工规范要求开挖,开挖后需经检测地基承载力,承载力必须达到110Kpa以上,否则需加大基础的尺寸以满足承载力的要求,基础混凝土浇筑需及时防止地基泡水后承载力降低。
桥墩基础顶按照便桥设计图预埋钢板,预埋钢板需保证四角标高误差不超过10mm。
(二)、桥墩(钢管)施工
桥墩钢管焊接安装要特别注意钢管的位置不能偏离设计位置超过20mm,并保证钢管墩柱垂直度不超过0.5%,即钢管柱底、顶中心位置不能相差20mm,钢管焊接在基础预埋钢板后,向钢管内灌满干燥的中粗砂,并用钢筋捣实,再在管顶焊接钢板,8根钢管按照设计图用[10号槽钢进行连接成一整体,8根钢管顶高程误差不能超过10mm。
墩顶I25a工字钢需焊接在钢管顶上的钢板上,I25工字钢安装到位后需在其上面焊接贝雷梁外侧定位铁(采用[10号槽钢,槽口向上)。
(三)、贝雷纵梁及I36a横梁安装
便桥墩台施工完毕,即可架设贝雷纵梁,首先在地上拼装好中跨双排单层贝雷梁,采用一台50T吊车吊装到位,吊装贝雷纵梁时需用2根长6.5米的[22a槽钢焊接成方钢制成的扁担梁,同时贝雷梁两端系溜绳,防止贝雷梁在吊装时弯曲、打转。
中跨贝雷梁安装到位后在拼接边跨的贝雷梁,贝雷梁安装到位后安装抗风拉杆。
I36a横梁工字钢逐根用吊车吊装到位,用U形螺栓固定。
(四)、桥面板[22a槽钢的拼接安装
[22a槽钢拼接时纵向接头需焊接,应注意接头需在I36a工字钢横梁处,并在同一I36a工字钢横梁上汽车轮通过位置[22a槽钢焊接接头不能超过2个。
(六)、便桥维护及安全指示
便桥施工完毕通车前需进一步检查各部位构件,着重检查贝雷桁片连接销上是否插上保险插销,支撑架螺栓、固定横梁工字钢的U形螺栓及抗风拉杆紧固是否到位。
在便桥两头需设置限载及限速牌,限载50吨,限速20KM/h。
便桥使用过程中需随时检查,定期保养,发现问题及时处理,确保便桥通行安全。
四、便桥施工主要材料数量
二龙河便桥主要材料数量表
构件名称
单位
数量
备注
贝雷桁片
片
52
贝雷桁片连接销
个
100
多4个备用
45Cm贝雷桁片支撑架
幅
30
多2幅备用
抗风拉杆
根
22
长565Cm的I36a工字钢横梁
根
54
总重量17.6吨
直径16mm的U形螺栓
套
216
固定横梁用,需另外加工
[22a槽钢
吨
18.4
桥面板用
长565CmI25a工字钢
根
4
0.9吨
长4.15m直径250mm壁厚5mm钢管
根
8
合计3.1吨
长4m直径250mm壁厚5mm钢管
根
8
[10槽钢
吨
1.4
连接钢管墩柱用
附件:
二龙河便桥布置图
广河高速公路广州段S16合同段项目经理部
2008年11月21日
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