通扬运河便桥方案.docx
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通扬运河便桥方案.docx
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通扬运河便桥方案
钢便桥施工方案
一.桥址概况
桥址位于通州区境内,地貌属冲积平原地貌,地势平坦开阔,地面高程一般在4.8~~5.51米之间,桥梁跨越跃进河,河道为人工开挖形成,河道顺直,宽约70米,河床稳定,水流平缓河岸两侧地势平坦,便桥位于既有线左侧约400米处,桥长108米。
二.便桥结构
小型机动车通行便桥全长108m,主跨21m,净宽4m,总宽5m,于河道垂直搭设;便桥上部采用加强的四排单层HD200型贝雷桁架拼装;起讫点采用C30混凝土桥台,桩基为主体围护桩,两端以砖渣碎石便道与老路顺接。
便桥横向搭设两根325mm钢管桩,钢管横向间距2.5m,上铺两根I32b“工”字钢做横梁,纵向间距以6m为一跨,钢管横向,纵向均设置剪力撑,横梁上纵向铺设10根I32b“工”字钢做纵梁,纵梁上面用20槽钢按净距5cm横向满铺作为桥面板。
栈桥设计荷载采用汽-20级车队和50t钢筋运输车(满载)。
汽车及钢筋运输车活载计算时采用荷载冲击系数1.15及偏载系数1.2。
钢管桩按摩擦桩设计。
根据现场调查及图纸资料,平均按河水深约为2-5m,荡底淤泥厚度约0.5m,上述土层的摩擦力均按τ=25kn/m2取值。
本标段地层情况自上而下为:
第四系全新统冲海积的淤泥质粉质黏土,软塑~流塑状,层厚2.2~4.2m,属Ⅱ级普通土,σ0=80kpa,局部夹粉质黏土透镜体,厚1.5~3.1m,σ0=110kpa,表层硬壳层厚度为0.5~1.0m,其下为粉土(Q4al+m):
灰色,饱和、灰色,软塑,最大揭示厚度8.95m,属Ⅱ级普通土,σ0=110kpa。
三、施工流程
施工方法:
围护桩采用冲击钻成孔,C30混凝土浇筑,贝雷采用现场拼装、吊车配合倒链和卷扬拖拉架设,就位后安装桥面梁系。
施工工艺流程:
便桥设计→方案制定→设备材料进场→施工放样→钻孔桩和桥台施工→支座安装→桁架拼装→拖拉、接长→主梁拖拉就位→横梁安装→纵梁安装→桥面钢板铺装→防护网安装→抗风拉杆安装→结束。
(一)、施工放样:
根据设计图图示位置,用全站仪放出钻孔桩位置及桥台位置,定出钢便桥中轴线。
(二)、钻孔桩
《围护结构施工方案》略。
(三)、贝雷桁架拼装
贝雷主梁在空旷场地内拼装,下面垫枕木,用吊车将贝雷逐片吊起,用桁架销子相互连接接长。
贝雷为4排,排距为0.45m+4m+0.45m,加强弦杆的桁架用弦杆螺栓将加强弦杆连接在贝雷弦杆上,用支撑架螺栓将竖向支撑架、水平上下支撑架和贝雷连成整体,每节贝雷接头位置安装各类支撑架各一片。
为保证梁的刚度,贝雷、加强弦杆和水平支撑架之间采用接头错位连接,这样可减少由于桁架接头变形产生的主梁位移。
连接桁架的所有螺栓螺帽必须拧紧,桁架销子穿到位后必须插好保险销。
主梁要求安装加强弦杆,所有支座位置要求进行局部加强,防止弦杆局部受力过大产生变形。
主梁端部各3节采用高剪力型桁架,英制贝雷上弦杆较下弦杆长2mm,较长的为上弦杆,拼装好后可形成一定的预拱度,减小下挠,因此拼装时要注意区分上下弦杆,防止安装错误。
(四)、横梁安装
横梁采用25#工字钢,长5m,净跨度4m,用支撑架螺栓将横梁与贝雷主梁连接成一体,横梁间距2.5m,相互之间用角钢或标准拉杆打斜撑相连。
横梁放置时,需保证主体格构柱处有横梁放置;如果排距经过主体构造柱处,必须内插加密横梁,保证横梁间距≤2.5m。
(五)、便桥拖拉
主梁与横梁连成整体、长度达到10米后便可进行拖拉,随着便桥拖拉前移不断从后面接长。
便桥头部安装一节楔形导梁以确保顺利通过基坑,在基坑另一边安装卷扬机,用钢丝绳与便桥头部相接,在桥台顶部安装凹型滚轴,便桥从滚轴上通过,调整好位置后开动卷扬机牵引便桥前进。
拖拉过程中必须注意不断接长桁架,同时要保证悬臂长度不得超过总长的2/5且不超过5米,否则悬臂头部要用吊车吊起,必要时尾部要加配重或拉保险绳,防止落头倾覆。
(六)、桥面纵梁安装
主梁拖拉就位、调整好线形和位置后便可以安装纵梁。
纵梁采用[16a槽钢,并排竖放在横梁上,间距35cm,翼板与横梁接触交叉处采用角焊焊接。
纵梁接头连接处尽量设在1/4跨位置,并要求错开布置,同一截面接头不得超过25%。
先将槽钢焊接后再用钢板双面贴焊补强,包括腹板和翼缘板部位。
(七)、桥面板及防护网
便桥宽5m,桥面板采用5mm厚钢板,与纵梁焊接固定。
桥面钢板选用优质深花纹防滑钢板,防止雨天行人滑倒或机动车打滑。
主体格构柱处要打斜撑或设抗风拉杆将主梁与其固定,防止侧向移位或倾覆。
由于是下承式梁,因此无须安装钢管或型钢护栏,但须安装彩钢板,防止人员临边坠落。
四、工期计划安排
1、计划工期
计划开工日期为2013年9月1日,完工日期2013年9月15日,共计15天。
计划完成表如下:
2、人员、材料、设备计划
(1)、人员
工程负责人:
技术负责人:
现场负责人:
主管技术员:
质检负责人:
施工负责人:
作业人员:
20人
(2)、机械设备
序号
机械或设备名称
型号规格
数量
备注
1
挖掘机
PC200
1
2
装载机
ZL-50
1
3
装卸汽车
5
4
插入式振捣器
50型
7
5
吊车
50t
1
6
吊车
25t
1
7
震动锤
1
8
砼运输车
6M3
2
3、工期保证措施
(1)、成立由主管生产副经理为负责人,由施工经验丰富的人员担任生产调度员,加强施工现场的协调和指导。
(2)、项目经理定期召开生产会议,协调各队伍的生产关系,合理调配机械设备、物资和人力,及时解决施工中出现的问题。
(3)、在施工总进度计划控制下,坚持逐日,逐周,逐月编制具体施工计划和工作安排。
施工计划执行过程中,如发现未能完成计划情况时,必须及时分析原因,立即采取有效的措施进行控制。
(4)、项目总工全面负责该项目的施工技术管理,各主管工程师全力配合,以方案指导施工,防止出现返工现象而影响工期。
(5)、从物资上保证工期
项目部技术主管提供备料计划,充足供应消耗料,提前准备周转料,物资部积极配合,保证物资供应及时,杜绝发生因缺少物资而影响工期。
(6)、从人工上保证工期
在施工期间,合理分配人力资源。
安排足够的工人,在最短的时间内完成规定工作。
适当的增加工人数量,灵活机动分配人员。
五、安全、文明施工
1、施工安全防护措施
1)、机械开挖和填筑动土前,必须探明地下、地上光电缆、架空线、管道等具体位置,并掌握其径路、方向、深度(高度)和数量,影响施工的,在设备主管单位配合安全拆迁后,并在项目部主管人员,施工负责人和安全人员到场确认没有安全隐患后方可施工。
2)、所有机械操作人员必须参加岗前营业线施工安全培训,并考试合格后持双证(上岗证和特种作业操作证)上岗。
必须穿着整齐,脚穿防滑胶鞋,指挥人员必须穿工装(临近营业线时,必须穿黄色防护服),带好安全帽等劳保用品。
3)、严禁酒后上岗指挥和操作机械作业,严禁疲劳驾驶机械车,严禁施工人员在既有铁路上停留、观望,严禁闲杂人员进入施工现场。
4)、必须严格按照本种机械安全操作规程和安全技术规范操作机械,在水沟和鱼塘填筑时,机械与填筑倒土方向必须保持安全有效距离,运土车辆注意保持纵横车距,防止碰撞。
5)、必须严格按照项目分部要求施工,碾坚压实,规范达标,严禁偷工减料,做好排水系统,不得随意更改施工方法。
6)、填筑用土必须征得土源所有权者同意,严禁开挖动用既有营业线路基土方来填筑新增复线和修筑便道。
7)、严格执行“一机一人”防护指挥制度,当机械需要进入既有营业铁路线30米范围内施工时,必须严格执行上海局、建指和施指的有关规定,在做好驻站防护,施工安全管理人员到场后方可开工动土,挖掘机和吊车进场施工时,严格执行路局[2009]409号、建管处[2009]260号文件规定和2009年局长一号令。
8)、严格机械保养维修制度,保持机械运转良好,消除安全隐患。
9)、在施工区设立安全文明生产警示牌,并做好安全防护设施的设立。
11)、待本工程结束后,将便桥、便涵及临时道路进行清除,使河道、地面等恢复原貌,同时对损坏的村镇道路等进行协商赔偿。
2、河道安全防护措施
在涉及到水中作业的通航两侧认真作好防护工作,采取的措施为:
1)、排架护墩之间在墩边挂红灯。
2)在墩柱20-80m外设置醒目标志牌。
3)、设专人监护,注意过往船舶的安全通过,并提醒过往船舶注意安全,决不允许任何船只通过我部桥墩时发生碰撞,拒绝事故发生。
4)设置桥梁净高提示牌、桥名牌、桥涵牌,桥航标。
5)在施工过程中确保航道船只的正常通行,采取两边施工中间合拢的方案,尽可能不影响航道通航和船只的通行。
为确保安全施工,在两侧的排架上安置红灯,在施工区挂禁行标志牌,安排专人现场值班维护,危急情况下用小船急救。
6)河中的排架清除应彻底,不准把任何排架遗留在河中,
7)便桥拆除后,恢复原有地貌和绿化。
五、附图及检算资料
1、钢便桥检算
钢桥结构形式采用下层式双排单层型,钢桥主跨长度为21m,宽度为4.0m。
荷载为汽40T。
1)工程概况
要求:
1、主航道通行宽度为18m;
2、水面到桥底的净高位7m;
3、载荷40T;
4、下承式;
2)钢便桥受力计算
已知M=788.2KN.mM加=1687.5KN.m
Q=245.2KNQ加=245.2KN
q=27.7/3=9.24KN/m(双排单层加强型钢便桥每米的自重)
跨中弯矩最大:
Mmax=1/8.q.l²+1/4.G.k.l
=0.25×9.24×18²+0.125×400×1.2×18
=1828.44KN.m
4×788.2=3152.8KN.M>Mmax
弯矩满足要求.
承台和桥墩处的剪力最大:
Qmax=q.l/2+G
=9.24×18/2+400
=483.16KN.M
4×245.2>Qmax
剪力满足要求.
挠度分析:
1、自重引起的挠度
f1=5.q.l4/384.E.I=5×9.24×184/384×2.1×250497.2×4×10-3
=6㎜
2、活载引起的挠度
f2=P.L³/48.E.n=400×18³/48×2.1×250497.2×4×10-3×10
=2.31㎜
3、销子间隙引起的挠度
n=6l=0.159h=150
tgφ=2×6×0.159/150=0.01272
φ=0.72870
R=R=h(L-n△L)/2n△L=150(1800-6×0.159)/2×6×0.159
=141434.434
f3=(R+h)(1-cosθ/2)=2.86㎝
F=f1+f2+f3=3.691cm 据以上所分析,得出结论选用双排单层型钢桥能够满足40T荷载通行。 3)、贝雷横梁分析: 已知,汽车总载荷为400kN,按最不利因素分析,假设汽车为三轴车,即每轴压力为134KN 单边轮压 F=F1=F2=134/2KN=67KN 当汽车行驶在桥面边缘时,此时横梁所承受弯矩最大。 横梁与钢便桥最内侧贝雷片的距离为4.2米,设定汽车的轮距为2.3米。 求支座点的最大支座反力: RA=(AB+CB)×75/AB=(4.2+1.9)×67/4.2=97.31KN MC=RA×AC-F2×AC =97.31×2.3-67×2.3 =69.713kn.m 已知[σ]=297Mpa(Q345材质) σ=69.713/508×103=137.23Mpa<[σ] 4)、桥面板分析: 已知汽车轮压为F=67KN 桥面板是由4根10#工字钢,横向间距为26.7㎝组成,上面满铺花纹板。 当F在中心时,弯矩最大,单根工字钢 Mmax=1/8.G.k.l=0.125×67×1.2×1.5=15.075KN.M δ=M/W=15.075/49×103=307.653Mpa>[δ]=200Mpa(Q235材质) 因汽车轮胎与桥面的最小接触面的宽度为30㎝,且4根工字钢是由花纹板将轮压分传递到其表面上受力,故 307.653/4=76.91<200Mpa,满足受力要求。 即通过以上计算分析,此钢便桥上部结构可以选用双排单层型“321”装配式公路钢桥,结构为9+18+9跨度。 5)、桥墩和承台设计分析 1、已知q=9.24kN/m,G=400KN 桥墩所承受的最大支座反力为 R1=q×6/2+G+q×18/2 =9.24×6/2+400+9.24×18/2 =510.88KN 2、承台受力分析 R2=q.L/2+G=9.24×6/2+400=427.72kN 为保证便桥与承台接触的稳定性,承台在设计时必须保证顺拼长度大于1.5m,横向宽度大于6m,S=1.5×6=9㎡,便桥与承台之间通分配木梁将压力均匀传递到承台上,P=F/S=427.72/9=47.52kpa,故承台基础每平方所承受压力必须大于47.52kpa. 3、钢管桩分析: 1、单桩最大需承力R1=510.88KN,按最不利情况分析,当车辆作用在一根管桩时,此时,该管桩入土深度,根据《公路桥涵地基与基础设计规范》可知: [P]=1/K(μΣai×li×τi+A×бR×λP) U-周长μ=1.884m K-安全系数,取K=1.7 Ai-明向系数,对于锤击沉桩,ai=1.0 τ-极限侧摩阻力 A-桩的截面积,A=0.283㎡ бR-桩尖承载力,бR=2300kpa λP-开口桩桩尖承载力明向系数,取λP=0.696 [P]=1/K(μΣai×li×τi+A×бR×λP) =(1.884×1.0×H×25+0.283×0.696×2300)/1.7≥510.88KN =27.71H+266.49≥510.88KN H≥8.82m 取桩的入土深度为泥面以下9m 6)、结论 通过以上公式计算,此钢便桥能够满足汽40t车辆通行。 主要参考资料 (1)交通部公路规划设计院主编《装配式公路钢桥使用说明》。 1969年。 (2)应用型本科院校土木工程专业规划教材,《工程力学》上册。 广州军区科研设计所编著《装配式公路钢桥多用途使用手册》
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