贝雷栈桥计算程及施工方案.docx
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贝雷栈桥计算程及施工方案
贝雷栈桥计算程及施工方案
一、设计说明
栈桥全长约300m,设在主线前进方向左侧,其内侧距桥梁中心距离为5m。
贝雷梁每5孔计150m为一联,联端设置伸缩缝(即该处贝雷阴阳头不进行销子连接,但阳头仍在阴头内)。
贝雷梁钢栈桥桥面宽度为4.0m。
栈桥跨度采用30m,上部采用2榀4片贝雷纵梁(非加强单层双排),2榀贝雷纵梁按间距布置,横向每3m间距采用10号槽钢加工支撑架连成整体;桥面系采用32a型槽钢(卧放),横桥向满铺;基础采用φ370×8mm钢管桩,为加强基础的整体性,每墩的两排钢管均采用10号槽钢连接成整体,每排墩采用6根钢管桩(伸缩缝处每排墩采用8根钢管桩);墩顶横梁采用25a型工字钢。
桩基平台采用φ273×6mm钢管桩,与栈桥桥墩钢管桩同纵距,横距2m,并用10号槽钢与栈桥桥墩钢管桩连接成整体。
二、贝雷纵梁验算
栈桥总宽4m,计算跨径为25.5m。
栈桥结构自下而上分别为:
φ370×8mm钢管桩(桩基平台采用φ219×8mm钢管桩)、25a型工字钢下横梁、“321”军用贝雷梁、22a型槽钢桥面。
单片贝雷:
I=250497.2cm4,E=2×105Mpa,W=3578.5cm3
[M]=788.2kn•m,[Q]=245.2kn
则4EI=2004×106kn•m2
(一)荷载布置
1、上部结构恒载(按4m宽计)
(1)32a型槽钢:
3×38.07×10/1000=1.14kn/m
(2)“321”军用贝雷梁:
每片贝雷重287kg(含支撑架、销子等):
287×4×10/3/1000=3.83kn/m
(3)28a型工字钢下横梁:
6×43.4×10/1000=2.60kn/根
2、活载
(1)汽-20级
(2)8m3混凝土搅拌运输车(满载):
车重20t,8m3混凝土19.2t
(3)人群:
不计
考虑栈桥实际情况,同方向车辆间距大于15m,即一跨内同方向半幅桥内最多只布置一辆重车。
(二)上部结构内力计算
1、贝雷梁内力计算
(1)一辆汽-20级重车(布置在跨中,按简支计算)
对一端取矩,由∑M=0,得:
R=(120×12.05+120×13.45+60×17.45)/25.5=161.1kn
M中=161.1×12.75-120×0.7-60×4.7=1688kn•m
查建筑结构计算手册
f1=pal2(3-4α2)/(24EI)
=120×1000×12.05×25.52×(3-4×12.0532/25.52)/(24EI)
=4.12cm
f2=pa2b2/(3EIl)
=60×1000×8.052×17.452/(3×2.0×1011×4×250497.2×10-8×25.5)
=7.72×10-3m
(2)8m3混凝土搅拌运输车(满载)
同向每跨只布置一辆,按简支计算。
车重20t,8m3混凝土19.2t。
对一端取矩,由∑M=0,得
R=(166×12.05+166×13.45+60×17.45)/25.5=207.1kn
M中=207.1×12.75-166×0.7-60×4.7=2242.3kn•m
查建筑结构计算手册
f1=pal2(3-4α2)/(24EI)
=5.70cm
f2=pa2b2/(3EIl)
=7.72×10-3m
(3)恒载
q=1.14+3.83=4.97kn/m
按5等跨连续梁计算,查建筑结构计算手册(第二版):
支点:
Mmax4=-0.105ql2=-0.105×4.97×25.52=-339.33kn•m
Rmax4=(0.606+0.526)ql=143.46kn
跨中:
Mmax4‘=0.078ql2=252.08kn•m
(简支时:
Mmax4‘=ql2/8=403.97kn•m)
fmax4=0.644ql4/(100EI)
=0.68cm
(4)恒载+汽-20级荷载组合
汽车荷载计入冲击系数:
Mmax=403.97+×1.15×1688
=2345.2kn•m<[M]=3152.8kn•m
Rmax=143.46+1.15×161.1
=328.73kn<[Q]=980.8kn
fmax=0.68+×1.15×(4.12+0.08)
=5.51cm<L/250=10.2cm
安全。
(5)恒载+8m3混凝土搅拌运输车(满载)荷载组合
荷载计入冲击系数级偏载系数。
Mmax=403.97+×1.15×2242.3
=2982.6kn•m<[M]=3152.8kn•m
Rmax=143.46+207.1×1.15
=381.6kn<[Q]==980.8kn
fmax=1.15×(5.70+0.08)+0.68
=7.33cm<L/250=10.2cm
安全。
三、桥面横铺板32a型槽钢验算
由于贝雷纵梁排距为本1.16m+1.6m+1.16m,汽车后轮距为1.8m,车轮后轴轮距为1.8m,每对车轮的着地面积为0.6×0.2(宽×长);最不利状态为后轮轴重的一轮承重在贝雷纵梁上的同时,另一轮承重在1.16m跨径中间,且由1根槽钢承担。
采用8m3混凝土搅拌运输车满载荷载进行验算,净跨径为1.0m。
E=2.0×105Mpa,I=304.7cm4,Wy=136.2cm3
P=P/2=83KN,Q=83/0.6=138.33kn/m
查建筑结构计算手册(第二版):
Mmax=0.094ql2
=0.094×138.33×1.02
=13.00kn•m
σ=Mmax/Wmin
=13.00×1000/(136.2×10-6)
=95.45Mpa<1.3[σ]=1.3×145=188.5Mpa
f=0885ql4/(100EI)=1.9mm<L/250=4mm
安全。
四、墩顶横梁计算
计算跨径取L=2.00m,采用2根25a型工字钢。
根据前面计算结果,每榀贝雷梁传至横梁上的荷载为P=381.6kn;由于汽车主要走中间,设想全部荷载均由中间两榀贝雷梁传至横梁上。
按2等跨连续梁计算。
E=2.0×105Mpa,Ix=5017cm4,Wx=401.4cm3,Sx=230.7cm3,t=8.0mm
P=381.6/2=190.8KN
查建筑结构计算手册(第二版):
Mmax=-0.188pl
=-0.188×190.8×2.0
=71.74kn•m
σ=Mmax/Wx
=71.74×1000/(2×401.4×10-6)
=89.36Mpa<1.3[σ]=1.3×145=188.5Mpa
Q=0.688P=0.688×190.8=131.27KN
τ=QSx/(Ixt)
=131.27×1000×230.7×10-6/(2×5017×10-8×0.008)
=37.73Mpa<[τ]=85Mpa
安全。
f=0.911pl3/(100EI)
=0.911×190.8×1000×2.03/(100×2×1011×5017×2×10-8)
=0.7mm<L/250=8mm
五、钢管桩验算
每墩钢管桩打两排6根钢管桩,顺桥向间距为4.5m,横向间距为2.0m。
每个桥墩单排采用3根φ370×8mm钢管桩。
土层摩擦力按25kn/m2计。
1、承载力检算
考虑2.0的安全系数
单根钢管桩承载力:
F=131.27KN<3.14×(18.52-17.32)×14.5/2=978KN
2、钢管桩入土深度:
h=1.3×131.27/(0.37×3.14×25)=5.88m
六、栈桥施工说明
1、栈桥桥墩采用驳船施工。
2、钢管桩的插打
(1)打入钢管桩需结合桥梁的位置,对栈桥钢管桩精确定位,桩心误差不得大于5cm。
(2)水中墩钢管桩用浮吊吊运钢管就位,并吊起DZ50A震动锤振动下沉钢管桩或采用1吨气动锤锤击下沉钢管桩,由一侧向另一侧插打。
打入钢管桩时,应严格控制桩身的垂直度,确保钢管桩合理承载。
(3)栈桥钢管桩入土深度按计算原则上不得少于5.88m,施工时应尽可能插打至无法下去为止。
(4)每个墩钢管桩插打完后,用设计型钢焊成剪刀架将其连接成整体,架设横向分配梁,准备架纵梁。
3、栈桥桥面结构
采用岸上拼装,顶推附带牵引的方案施工。
4、栈桥温度伸缩缝布置
为适应栈桥钢构件温度变化,栈桥每隔150m设一道温度缝,缝宽7cm,温度缝处栈桥所有钢构件均需断开,贝雷梁的阴阳头断开,但阳头仍套在阴头内。
伸缩缝处桥墩采用8根钢管桩,横桥向按1.0m等间距布置。
5、同向车辆间距不得小于30m,车速不得超过8km/h。
6、为保证栈桥畅通,栈桥上严禁堆放货物。
九、其他
1、施工工艺流程
钢管桩加工
测量放线
锚锭系统布设 打桩船定位
测量控制 (打桩船)气动锤锤击下沉钢管桩
钢管桩桩间连接
栈桥下横梁安装
贝雷梁安装
横分配型钢安装
贝雷梁间斜撑、抗风拉杆安装
桥面板铺装
栏杆、防滑条、照明等附属结构安装
2、便桥施工方案
2.1栈桥起始墩施工
起始墩台帽砼为C30,宽度100cm厚度150cm,浇砼时,固定贝雷梁的予埋件一定要埋设准确。
2.2钢管桩制作
卷制钢桩的钢板,必须符合设计及规范要求
管节拼装定位应在专门台架上进行,管节对口应保持在同一轴线上进行。
管节管径差,椭园度以及桩成品的外形尺寸必须满足规范要求。
钢管桩焊缝质量应符合要求。
栈桥钢管桩为直径Φ219×8mm。
2.3锤击下沉钢管桩
水上栈桥采用方驳上1吨气动锤直接锤击下沉到位。
沉桩以标高控制。
沉桩偏差:
桩位平面位置:
±10cm
桩顶标 高:
±10cm
桩身垂直度:
小于1%
2.4每墩俩排排钢管桩下沉到位后,应进行桩之间的连接,增加桩的稳定性,连接材料采用10号槽钢,槽钢尺寸需根据现场尺寸下料。
焊缝质量满足设计及规范要求。
2.5下横梁I25a安装
经测量放线后,直接焊接在钢管桩顶。
2.6贝雷梁及横向分配梁拼装
贝雷梁予先在陆上拼装好,然后顶推附带牵引的方案施工。
贝雷梁的位置需放线后确定,以保证栈桥轴线不偏移,为减少贝雷梁的磨损,在I25a与贝雷梁之间垫一废轮胎皮当支座。
贝雷梁安装到位后,横向、竖向均焊定位挡块及压板,并采用Ф20“U”型螺拴将其固定在I25a上。
2.7桥面板铺装及附属结构施工
贝雷梁拼装完毕,在其上铺设[32a槽钢桥面板(槽口朝下卧放),间距32cm,采用螺栓将其固定在贝雷梁上。
桥面板铺设定后,即在上面焊接Φ12钢筋防滑条,间距60cm。
栈桥栏杆高1m,采用Φ48焊接钢管焊接,立柱间距1.5m,焊在栈桥[32a上。
3、技术、安全保证措施
3.1栈桥应严格按设计要求组织施工。
钢管桩制作,必须符合设计及规范要求,并按规范进行抽检。
钢管桩沉桩偏位控制在设计范围内,以保证结构受力可靠,以及避免与工程桩位,承台冲突,栈桥施工每跨的各种构件安装可靠后,才能上重载。
3.2每排钢管桩施打完毕,应立即进行桩间连接,钢联撑焊接质量可靠,以保证桩的稳定性。
3.3栈桥施工安全规定
3.3.1全体职工必须遵守安全生产制度,进入施工现场必须带安全帽;高空作业,必须系好安全带;水上作业,必须穿好救生衣;栈桥施工须穿防滑鞋。
严禁酒后作业。
3.3.2全体职工必须遵守安全操作规程,起重机械应遵守“十不吊”规定。
3.3.3栈桥施工必须做好必要安全防护设施。
钢便桥材料表
名称
规格
数量
单位重(kg)
重量
(t)
价格(元)
金额
(万元)
贝雷片
321
400片
1800
72.0
贝雷销
792
30
2.4
支撑片
1.16M
198
40
7.92
6500
8.4
支撑片
1.6M
99
50
4.95
横铺槽钢
[32cm
937*4M
71.4
267.61
4600
144.0
墩横梁
工25cm
36*4M
38.08
23.23
平台横梁
工25cm
36*6M
平台纵梁
工25cm
5*10*5M
横撑
[12cm
850
10.43
8.87
斜撑
[10cm
1550
8.59
13.31
钢管
Φ370×8mm
154*15M
71.4
164.93
5500
118.8
钢管
Φ273×6.5mm
72*16M
42.72
49.21
护栏钢管
Φ50×3mm
651M
2.93
1.91
合计
541.94
345.6
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