福建某高速公路合同段鋼便橋施工方案橋梁驗(yàn)算

1、寧武高速公路(南平段)A10合同段(K147+600K160+000)松溪大橋鋼便橋施工方案編制： 審核：二一年六月五日目 錄一、概述2二、施工方法和工藝流程2（一）、施工放樣3（二）、貝雷桁架拼裝3（三）、橫梁安裝4（四）、橋面板及防護(hù)欄桿4三、主要工程數(shù)量4四、橋梁驗(yàn)算4（一）、豎向荷載計(jì)算4（二）、豎向荷載組合5（三）、貝雷縱梁驗(yàn)算5（四）、I40b工字鋼橫梁驗(yàn)算6（五）、水中鋼管樁受力驗(yàn)算6五、橋面安全專項(xiàng)措施9（一）、全橋需24小時(shí)專人看護(hù)9（二）、全橋亮化9（三）、為防止行人車輛落水，引起事故，全橋兩側(cè)采用防護(hù)欄桿封閉9（四）、因該便橋須使用兩年，必須對全橋加強(qiáng)觀測、記錄9六、質(zhì)量

2、、安全保證體系10(一) 質(zhì)量保證體系10(二) 制定嚴(yán)格的工程質(zhì)量檢測制度10(三) 安全保證體系框圖11(四) 制定嚴(yán)格的安全生產(chǎn)管理制度11七、松溪大橋鋼便橋構(gòu)造圖12一、概述鋼便橋采用梁柱式鋼管貝雷梁簡支結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，起止樁號為K0+000-K0+177.283，長177.283m，縱向共20跨，其中單孔9米1跨共19跨，單孔6米1跨共1跨，橫向每排3根鋼管，間距為2.75m，采用直徑426*8mm無縫鋼管。橋面凈寬5.50m，左右側(cè)欄桿各25cm。在鋼管上橫向布置2根I40b工字鋼，縱向布置3組6排貝雷簡支縱梁。貝雷縱梁上橫向鋪設(shè)22槽鋼做面系，槽鋼間距為5cm，其上滿鋪8mm厚鋼板做面

3、層。鋼管樁橫向均用剪刀撐加固。具體布置詳見松溪大橋鋼便橋構(gòu)造圖。二、施工方法和工藝流程施工方法：橋頭為鋼管樁，臺前用沙袋圍護(hù)坡面，防止河水沖刷，貝雷采用現(xiàn)場拼裝、吊車配合倒鏈和卷揚(yáng)拖拉架設(shè)，就位后安裝橋面梁系。施工工藝流程：便橋設(shè)計(jì)方案制定設(shè)備材料進(jìn)場施工放樣橋臺施工桁架拼裝拖拉、接長主梁拖拉就位橫梁安裝 縱梁安裝橋面鋼板鋪裝防護(hù)欄桿安裝結(jié)束。（一）、施工放樣根據(jù)設(shè)計(jì)圖圖示位置，用全站儀放出橋臺及鋼管樁位，定出鋼便橋中軸線。 （二）、貝雷桁架拼裝貝雷主梁在空曠場地內(nèi)拼裝，下面墊枕木，用吊車將貝雷逐片吊起，用桁架銷子相互連接接長。貝雷為6排，排距為0.9m+1.40 m +0.9m+1.4+0.

4、9 m，加強(qiáng)弦桿的桁架用弦桿螺栓將加強(qiáng)弦桿連接在貝雷弦桿上，用支撐架螺栓將豎向支撐架、水平上下支撐架和貝雷連成整體，每節(jié)貝雷接頭位置安裝各類支撐架各一片。為保證梁的剛度，貝雷、加強(qiáng)弦桿和水平支撐架之間采用接頭錯(cuò)位連接，這樣可減少由于桁架接頭變形產(chǎn)生的主梁位移。連接桁架的所有螺栓螺帽必須擰緊，桁架銷子穿到位后必須插好保險(xiǎn)銷。在一跨內(nèi)貝雷梁全部定位好后，用8槽鋼加工的卡箍將其與橫梁卡死，防止其在側(cè)向水壓力的作用下產(chǎn)生位移。主梁要求安裝加強(qiáng)弦桿，所有支座位置要求進(jìn)行局部加強(qiáng)，防止弦桿局部受力過大產(chǎn)生變形。拼裝時(shí)要注意區(qū)分上下弦桿，防止安裝錯(cuò)誤。（三）、橫梁安裝橫梁采用雙支I40b工字鋼，長6m，用支

5、撐架螺栓將橫梁與貝雷主梁連接成一體，相互之間焊接相連。（四）、橋面板及防護(hù)欄桿便橋?qū)?.50m，橋面板采用22槽鋼，間距按5cm鋪設(shè)，其上鋪設(shè)8mm鋼板。護(hù)欄采用直徑40鋼管立柱，高1.3米，間距3米布置，其上涂上紅白相間涂層，防止車輛、人員臨邊墜落。三、主要工程數(shù)量鋼便橋工程數(shù)量表名 稱數(shù)量單位單位重（Kg）小計(jì)總重（t）桁架貝雷片354片316.53112.05支撐架354片36 12.74橫梁I40b40/240根/m73.8kg/m17.71橋面板22槽鋼3954m28.45kg/m112.49426x0.8鋼管60/720根/m82.468kg/m59.388mm鋼板975.0662

6、.8kg/61.23總 計(jì) 重 量(t)375.6四、橋梁驗(yàn)算1. 計(jì)算過程中采用材料及部分參數(shù)a) 22槽鋼、8mm鋼板：荷載分散、傳遞結(jié)構(gòu)；b) 貝雷桁架：主承重結(jié)構(gòu)；c) I40b：貝雷桁架下部分配結(jié)構(gòu)；d) 426*8mm鋼管樁：便橋主體承重基礎(chǔ)；e) Q235鋼材的允許應(yīng)力：【】170MPa；f) Q235鋼材的允許剪應(yīng)力：【】120MPa；g) Q235鋼材的彈性模量：E2.1×105Mpa；h) 16Mn鋼材的允許應(yīng)力：【】273MPa；i) 16Mn鋼材的允許剪應(yīng)力：【】120MPa；j) 16Mn鋼材的彈性模量：E2.1×105Mpa；2. 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)及

7、荷載的確定剛便橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算荷載為25T汽車吊及砼罐車。25T汽車吊自重約30T，8m3砼灌車滿載時(shí)約為30T左右，根據(jù)以上數(shù)據(jù)初步估算，剛便橋最不利工況由汽車吊控制。其計(jì)算工況為汽車吊停留在剛便橋上（任意位置），進(jìn)行鋼管樁下放最后階段（整體吊裝、定位），鋼管樁起吊重量按12米長426*8mm無縫管重量1T計(jì)，考慮1.1的沖擊系數(shù)最后取34.1T經(jīng)行控制性計(jì)算。流水壓力：根據(jù)橋位處松溪河相關(guān)數(shù)據(jù)，出于安全考慮，施工區(qū)域流水設(shè)計(jì)流速取5m/s（施工圖紙所出示的設(shè)計(jì)流速為2.72m/s）。根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范，則流水壓力為：Fw=kAV2/(2g)其中：K為形狀系數(shù)，圓形取0.8；A為阻水面積

8、，取5m長度計(jì)算，則面積為2.13m2；為水的重力密度，取10KN/m3；V為設(shè)計(jì)水流速，5m/s；g為重力加速度，取9.81m/s2；則：水流壓力Fw=0.8*2.13*10*52/(2*9.81)=21.71 KN/m，即鋼管樁在水中的自由段承受21.71KN/m的水流壓力。綜合考慮水中墩實(shí)際施工時(shí)間及水文情況（橋址下游200米處有一大壩，河面下層水流穩(wěn)定），暫不計(jì)入流水壓力。邊界條件：為簡化邊界條件的計(jì)算，忽略鋼管樁入土部分與土體之間有利的相互作用，將其視為底部多點(diǎn)鉸接的約束。3. 結(jié)構(gòu)計(jì)算工況的確定剛便橋搭設(shè)過程中的受力狀態(tài)與使用過程受力狀態(tài)基本一致，所以僅按照使用過程進(jìn)行分析。最大荷

9、載有砼罐車滿載時(shí)為30T左右，考慮沖擊系數(shù)取33T，汽車吊自重30T，吊重5T，考慮沖擊系數(shù)取38.5T。 經(jīng)過初步分析，剛便橋按照汽車吊起吊、下放鋼筋籠控制設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)自重按實(shí)際重量的1.2倍計(jì)入。4. 荷載驗(yàn)算剛便橋以25T汽車吊裝配鋼筋籠時(shí)為最重，剛便橋設(shè)計(jì)以能滿足在同一跨內(nèi)同時(shí)存在汽車吊以及滿載砼罐車即可，計(jì)算時(shí)砼罐車、汽車吊荷載按集中荷載考慮：P=38.5+33=71.5T22槽鋼+8mm鋼板自重： W=28.45*6*4*10/103+62.8*1*5.5*10/103=10.282KN/m貝雷梁自重：W=316.53*10/3/103=1.06KN/m人群及機(jī)具工作荷載：Q=2.0

10、 KN/m。人群及機(jī)具工作荷載、22槽鋼+8mm橋面鋼板自重、貝雷梁自重計(jì)算時(shí)按均布荷載考慮。q=2+10.282+1.06*6=18.642KN/m=1.86T/m當(dāng)活載作用在跨中時(shí)，剛便橋受到的荷載為最不利荷載。便橋受力圖如下：集中荷載作用下跨中彎矩：M集= kpl/4=1.2*71.5*9/4*9.8*1.05=1986.48KN. m均布荷載作用下跨中彎矩：M均=kql2/8=1.2*1.86*92/8*9.8*1.05=232.54KN.m實(shí)際彎矩=集中荷載作用下彎矩+均布荷載作用下彎矩=1986.48+232.54=2219.02KN.m實(shí)際剪力Q=k(p+ql)/2=1

11、.2*1.05*(71.5*9.8+1.86*9.8*9)/2=544.79KN5. 貝雷縱梁驗(yàn)算9m跨選用3組6排國產(chǎn)貝雷，最大跨按9m計(jì)算為最不利荷載，貝雷片布置間距布置90cm為一組，其力學(xué)性質(zhì)：I=250500 cm4 單片貝雷片容許彎矩: M=78.8 t.m=788KN.m 單片貝雷片容許剪力: Q=24.5 t=245KNa) 抗彎驗(yàn)算：貝雷片在荷載作用下最大彎矩：Mmax=kpl/4+kql2/8=1986.48+232.54=2219.02KN.m單片貝雷片承受彎矩：M=2219.02/6=369.84KN.mM=788KN.m滿足要求。b) 抗剪驗(yàn)算:支點(diǎn)剪力QmaxC =

12、k(p+ql)/2=1.2*1.05*(71.5*9.8+1.86*9.8*9)/2=544.79KN 單片貝雷片承受剪力：Q=544.79/6=90.8KNQ=280.0 KN滿足要求。c) 撓度計(jì)算9m跨選用6排國產(chǎn)貝雷 貝雷縱梁最大撓度： 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=2.25cmfmaxf滿足規(guī)范要求。6.

13、 I40b工字鋼橫梁驗(yàn)算根據(jù)剛便橋特點(diǎn)，縱向取具有代表性車輛輪胎接觸斷面計(jì)算，荷載均考慮傳遞在I40b 的工字鋼橫梁上，（假定按最不利荷載考慮，即9m段汽車吊運(yùn)行一輛，滿載砼罐車運(yùn)行一輛）。支架橫梁的支點(diǎn)反力：（單根樁承載力計(jì)算）Q=715KN/2=357.5KN，I40b工字鋼h=40cm,d=1.25cm，=Q/(h×d)=357.5/0.40/0.0125/103=71.5MPa< =85MPa故滿足要求。7. 水中鋼管樁受力驗(yàn)算根據(jù)貝雷及鋼管的布置圖可知，剛便橋施工的荷載先由橋面系傳遞到6排縱向貝雷片，再傳遞給2排橫向布置的雙肢I(xiàn)40b工字鋼上。a) 由2根I40b工字

14、鋼將上部所有荷載傳遞給3根鋼管樁最大鋼管樁頂受力Nmax(544.79+73.8*6*2*10/100)/3=211.12KN按照進(jìn)場最小鋼管計(jì)算，直徑426×8mm鋼管：每根鋼管樁豎向力P211.12+12*82.468*10/103221.02KN(每根鋼管長度按12米計(jì))鋼管樁強(qiáng)度驗(yàn)算:鋼管的慣性矩J=22952.91cm4回轉(zhuǎn)半徑r=(J/A)1/2 = (22952.91/105.06)1/2 = 14.78cm長細(xì)比640/14.78=43.3 (鋼管在河床以上的高度按8米計(jì)算，按一端固定，一端鉸接，取l0=8*0.8=6.4米)。其長細(xì)比小于主要的受壓構(gòu)件容許長細(xì)比15

15、0。查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范附表17得0.688。強(qiáng)度檢算：=P/A=221.02/0.0105/103=21.05MPa=<1.5=120MPa；穩(wěn)定性檢算：=P/（A）=221.02/(0.688*0.0105)/103=30.6MPa=<1.5=144MPa；滿足施工要求b) 管樁承載力驗(yàn)算根據(jù)上面的計(jì)算可知，水上支架體系中主要載力構(gòu)件單根鋼管樁所載承受的荷載要求單樁承載力為400KN即N=40t。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告資料可知，河床底以下2m 為卵石層，24m為中風(fēng)化凝灰熔巖，4m以下為弱風(fēng)凝灰熔巖，因此為了保證施工控制的安全性及可靠性，在施工中應(yīng)以單樁貫入度為控制標(biāo)準(zhǔn)，即在施工中采用設(shè)

16、備D40型振動(dòng)錘打鋼管樁至樁錘10分鐘進(jìn)尺小于1厘米或不進(jìn)尺時(shí)單樁的承載力不小于40T，方可滿足施工的要求。施工注意事項(xiàng)：根據(jù)計(jì)算鋼管樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中縱梁工字鋼的強(qiáng)度和撓度，鋼管樁的長細(xì)比、強(qiáng)度和單樁承載力均滿足施工的要求，而且其富余系數(shù)相對較大。然因橋所處地質(zhì)情況，鋼管樁的深度按摩擦樁單樁承載力進(jìn)行計(jì)算的長度進(jìn)行控制，打入深度較淺，單樁的穩(wěn)定性較差，因此在施工必須加強(qiáng)中支墩和邊支墩各鋼管之間的橫向聯(lián)接，施工時(shí)采用22槽鋼做水平撐及剪刀撐，以確保整個(gè)支架體系的穩(wěn)定性和整體性。五、橋面安全專項(xiàng)措施（一）、全橋需24小時(shí)專人看護(hù)。 （二）、全橋亮化，采用雙側(cè)桿燈照明，間距為4米；照明須配備發(fā)電機(jī)，保

17、證停電時(shí)能正常照明。（三）、為防止行人車輛落水，引起事故，全橋兩側(cè)采用防護(hù)欄桿封閉。（四）、因該便橋須使用兩年，必須對全橋加強(qiáng)觀測、記錄。具體措施如下：1、前期每周一次對全橋進(jìn)行測量觀察，對全橋的沉降、偏位進(jìn)行記錄，待穩(wěn)定后每月測量一次。2、保證每月對全橋拼裝點(diǎn)、焊點(diǎn)焊縫及各型材檢查一次，如發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵焊點(diǎn)焊縫生銹老化、關(guān)鍵型材明顯形變，應(yīng)立即通知項(xiàng)目部，臨時(shí)封閉交通，采取補(bǔ)強(qiáng)措施。六、質(zhì)量、安全保證體系(一) 質(zhì)量保證體系 (二) 制定嚴(yán)格的工程質(zhì)量檢測制度1、建立健全以項(xiàng)目經(jīng)理為首的質(zhì)量管理體系，經(jīng)理部各部門明確質(zhì)量管理范圍、責(zé)任、技術(shù)科各部門分級落實(shí)責(zé)任制。2、建立并健全兩級管理制度，所有工序需經(jīng)隊(duì)部自檢合格后方可上報(bào)項(xiàng)目經(jīng)理部，項(xiàng)目經(jīng)理部需對隊(duì)部所報(bào)材料認(rèn)真進(jìn)行審查，并通過進(jìn)一步測量復(fù)核，在確認(rèn)合格后經(jīng)理部再將資料報(bào)送監(jiān)理組、指揮部，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確率。3、現(xiàn)場工程技術(shù)人員做到認(rèn)真、細(xì)心負(fù)責(zé)，推行復(fù)核檢驗(yàn)制度。4、認(rèn)真檢查各型材的進(jìn)場質(zhì)保書；對全橋組裝件的拼裝質(zhì)量進(jìn)行檢查；全橋焊接嚴(yán)格按照相關(guān)操作規(guī)程進(jìn)行，保證焊接的質(zhì)量。5、推行計(jì)劃管理各施工組，各組根據(jù)總計(jì)劃指標(biāo)要求制定本組、本施工點(diǎn)的計(jì)劃。(三) 安全保證體系框圖 (四)