钢便桥专项施工方案Word文件下载.doc
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(3)《桥梁施工工程师手册》,人民交通出版社
(4)《实用建筑五金手册》,机械工业出版社
(5)临潼渭河特大桥《详细工程地质勘察报告》
(6)《路桥施工计算手册》人民交通出版社
1.2主要材料的截面特性力学性能
查《实用建筑五金手册》得:
截面尺寸
抵抗矩WX(WY)
抗剪强度值fv
弹性模量E
惯性矩IX(IX)
截面积
I25b
4.23×
105mm3
125MPa
2.1×
105
5.28×
107mm4
5.3541×
103mm2
I45b
1.50×
106mm3
3.38×
108mm4
1.11446×
104mm2
1.3便桥结构计算模型的选择确定
根据《公路工程技术标准》规定,车道荷载为:
桥梁单跨跨度12米,内插得集中荷载标准值PK=298KN,均布荷载标准值为qk=10.5KN/M。
A、车辆荷载主要技术指标见下表:
车辆荷载主要技术指标
项目
单位
技术指标
车辆重力标准值
kN
550
前轴重力标准值
30
中轴重力标准值
2*120
后轴重力标准值
2*140
轴距
m
3+1.4+7+1.4
轮距
1.8
前轮着地宽度及长度
0.3*0.2
中、后轮着地宽度及长度
0.6*0.2
车辆外形尺寸(长*宽)
15*2.5
B、车辆荷载布置详见下图:
(1)分配梁采用车辆荷载检算
(2)贝雷片主梁采用车道荷载检算
1.4便桥的检算
1.4.1分配梁检算
工字钢I25b分配梁按最不利荷载位置进行荷载布置,车辆荷载后轮集中力P=70KN,
间距1.8米,由槽钢将力传到分配梁上,计算简图(如图2)
图2
经力学求解器程序计算出内力图
剪力图
弯矩图
可得分配梁最大剪力Vmax=36.88KN
最大弯距Mmax=11.39KN*M
强度检算:
工字钢I25b的截面抵抗矩为W=423cm3,h=250mm,tw=10mm.
正应力σ=Mmax/W=11.39×
106/423×
103=26.93MPa<【σ】=145Mpa(钢材抗拉强
度设计值)
剪应力检算:
τmax=Vmax/htw=1.3×
36.88×
103÷
(10×
250)=19.18Mpa≤fv=85Mpa(钢材抗剪
强度设计值)式中临时结构的安全系数取1.3
结论:
满足规范及设计要求
1.4.2主梁检算
主梁结构形式:
便桥主梁采用贝雷片纵梁7排贝雷片组成,间距为0.9米。
桥梁单跨度12米。
(1)结构自重
①桥面板的自重:
q1=78.5*12*6*0.01=56.52KN
②分配梁的自重:
q2=0.4203*6*41=50.44KN
③贝雷片纵梁自重:
q3=3.1*28=86.8KN
则桥面系荷载自重集度:
qz=(q1+q2+q3)/12=16.15KN/M
(2)主梁强度计算
主梁共7排321型装配式公路钢桥贝雷片拼装而成。
计算简图1:
(工况一:
弯矩最不利情况)
采用车道荷载检算,PK=298KN,均布荷载标准值为qk=10.5KN/M
桥面系荷载自重集度qz=(q1+q2+q3)/15=16.15KN/M
则均布荷载集度q=qz+qk=26.65KN/M
最大弯矩:
Mmax=PK*L/4+qL2/8=298*12/4+26.65*122/8=1373.7KN*M<
[M]=7*788.2KN*M=5517.4N*M,满足要求。
(3)主梁剪力计算,计算简图2:
(工况二:
剪力最不利情况)
由ΣM1=0支座反力R2=(298*12+26.65*12*6)/12=457.9KN
由ΣM2=0支座反力R1=26.65*12*6/12=159.9KN
根据《公路工程技术标准》(JTJB01—2003)P23页要求:
计算剪力效应时,荷载值应乘以1.2的系数。
最大剪力:
τmax=1.2×
(PK+qL/2)=1.2×
(298+26.65*12/2)=549.48KN<
[τ]=7*245.2=1716.4KN,满足要求。
(3)主梁挠度计算
贝雷梁挠度由三方面组成:
f=f1+f2+f3
其中:
f1为梁自重引起的挠度(包含自重及均布荷载)
f2为外力引起的挠度
f3为销轴间隙引起的挠度
A、梁自重引起的挠度(包含自重及均布荷载)
f1=5ql4/384nEI=5*26.65*120004/(384*210000*7*2.505*109)=1.95mm
B、外力引起的挠度
f2=PL3/48nEI=298000*120003/(48*7*210000*2.505*109)=1.8mm
C、销轴间隙引起的挠度
f3=0.05n2=0.05*42==0.8cm=8mm
则f=f1+f2+f3=1.95+1.8+8=11.75mm
1.4.3连接梁检算
连接梁采用工字钢I45b的截面抵抗矩为Wx=1500cm3,h=450mm,tw=13.5mm.
连接梁在工况二时受力最大,集中力P=549.48KN由4根45b型工字钢分担,则作用在单片主梁贝雷片上的集中力P=549.48÷
4=137.37KN,其计算简图如图3。
经力学求解器程序计算出内力图:
弯距图
可得连接梁最大剪力Qmax=153.57KN
最大弯距Mmax=95.46KN*M
弯矩产生的应力σ=Mmax/W=95.46×
106/1.5×
106=63.46MPa<【σ=145Mpa(钢材抗拉强度设计值)
剪应力检算:
τ=V/htw=1.3×
153.57×
(13.5×
450)=32.86Mpa≤fv=120Mpa(钢材抗剪强度设计值)式中临时结构的安全系数取1.3
1.4.4钢管桩检算
(1)荷载计算
对钢管桩考虑最不利荷载情况,即1.4.2.(3)条计算的支座反力R2=457.9KN,则在钢管桩处的荷载为457.9KN
桥面板的自重:
分配梁的自重:
贝雷片纵梁自重:
连接梁的自重:
q4=0.87458*6*2=10.5KN
钢管桩自重:
q5=1.22*18*3=65.88KN
N=457.9+(56.5+50.44+86.8)/2+10.5+65.88=631.15KN
(2)钢管桩单桩极限容许承载力计算
渭河特大桥便桥基础采用3根直径630×
8mm的螺旋钢管桩,便桥设计位置位于临潼渭河特大桥《详细工程地质勘察报告》ZK15上,取ZK15揭示的地层进行钢管桩极限承栽力检算,暂定钢管桩进入有效持力层10.0米。
ZK15地质:
细砂(加粉土)5.9米fa0=110kpaqik=35kpa
中砂(加圆砾)8.1米fa0=180kpaqik=45kpa
由公式Ra=QSK+QPK=ΣλSUqskI+λpqpkAp
(当hb/ds<5时,λp=0.16hb/dsλS;
当hb/ds≥5时,λp=0.8λS,
式中:
qsk、qpk——桩的极限侧阻力和桩端极限阻力标准值(参照《工程地质勘察报告》)此处分别取值如上:
U——桩身周长I——土层深度Ap——桩端面积
λp——桩端闭口效应系数,对闭口桩λp=1,对敞口桩取上述计算值
hb——桩端进入持力层厚度,取10米
ds——钢管桩外径,取630mm
λS——侧阻挤土系数,闭口桩取λs=1,敞口桩ds=630mm的情况下,
取λs=0.98
因此,由上述计算公式得出Ra=0.93×
(3.14×
0.63×
(5.9×
35+4.1×
45))+0.8*180*3.14*0.3152
=758+44.87=802.88KN
考虑摩擦桩的安全系数K=2及钢管桩的安全系数K’=0.7,则单桩极限承载力为:
F=0.7×
802.88KN/2=281KN
因此3根钢管桩的极限摩阻力为843KN
∵N<Ra
∴钢管桩达到承载力要求,即钢管桩进入土体10米,满足要求
(3)钢管桩整体稳定性检算
钢管桩外露长度10米,水深6米。
钢管截面积A=19468mm2,
W=0.0982(D4-d4)/D=0.0982(6304-6104)/630=3x106mm3
惯性矩I=0.0491(D4-d4)=0.0491(6304-6104)=9.364x108mm4
汽车行驶过程产生的冲击力P=Ga*f=550*0.015=8.25KN
式中Ga——汽车重力,取550KN
f——滚动摩擦系数,查《道路勘查设计》取0.015
钢管桩计算简图:
图中N=678.93/3=226.31KNP=8.25KN
由图得最大弯距Mmax=8.25×
10=82.5KN*M
A计算轴心受压构件的纵向弯曲系数ф1
i=(I/A)1/2=219.31mm
λ=l/i=0.7×
(6+4)×
103/219.31=31.92
查《建筑施工计算手册》得稳定系数ф1=0.929
B计算弯距增大系数μ,由N/A=678930/(3×
19468)=11.63<【σ】=0.15×
145×
0.929=20.21Mpa,取μ=1
C计算受弯构件的纵向弯曲系数ф2,由于是圆形构件,钢管为焊管,取λe=1.8λ=1.8×
31.92=57.45
查《路桥施工计算手册》得稳定系数ф2=0.772
σ=N/A+(ф1/μф2)×
(Mmax/W)=226.31×
103/(3×
19468)+0.929/(1×
0.772)×
(82.5×
1000000)/3x106=20.92Mpa<【σ】=145Mpa
整体稳定性满足要求!
2资源投入
2.1人员
指挥人员2名、现场技术人员2名、安全质量监督人员1名、现场施工人员。
2.2主要机械设备
50t履带吊车1台、2
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