钢便桥施工方案 54米三跨祥解.docx

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钢便桥施工方案54米三跨祥解

北塘河桥便桥

江苏常鑫路桥工程有限公司

沪宁高速公路常州青龙互通A01标项目经理部

二○一二年四月

目录

1、工程概况

2、便桥设计标准及参考文献

3、便桥设计

4、施工工艺及流程

5、便桥承载力验算

6、便桥的使用与维护

7、便桥拆除方案

8、事故应急方案

9、附件

沪宁高速公路常州青龙互通A01标

北塘河钢便桥施工方案

一、工程概况

北塘河便桥所跨水域为等外

级航道，最大同行能力50T，通航净空12*2.5m，最不利点净高为3.074m，最高通航水位2.629m。

本标段新设计A匝道桥，斜跨北塘河桥，位于原沪宁高速公路跨北塘河桥北侧，为方便施工，经与地方海事、航道、水利部门初步沟通协调，决定在北塘河建施工便桥。

根据现场测量，两岸河堤内侧净宽44m，两侧河堤宽约为7m，拟建便桥设置净宽4米，长54米，3×18m跨，便桥沿路线顺便道方向布置，建成后便桥为单车行驶，最大限载50T，且全桥一次仅允许一辆车在此便桥上通行，便桥最高限速为5km/h。

二、工程设计标准及参考文献

1、主要技术指标

①、设计行车速度：

5km/h

②、设计荷载：

载重500KN

③、桥跨布置：

3×18m连续贝雷片

④、桥面布置：

净宽4m

⑤、桥台基础：

6.5m×2.0m×0.3m（长：

6.5m、宽：

2.5m、深：

0.3m）

2、主要参考文献

①、交通部《公路桥梁施工技术规范》JTJ041-200

②、人民交通出版社《路桥施工计算手册》

③、交通部《装配式公路钢桥使用手册》

④、《公路施工手册》

⑤、《公路桥梁钢结构木结构设计规范》

三、便桥设计

1、桥下通航净空、标高

便桥搭设标高参照原沪宁高速跨北塘河桥底部标高，便桥高于原沪宁跨北塘河桥底部标高20cm。

2、便桥设计载重

根据工程施工实际情况便桥需通行的机具有:

30t以内的施工机械及其他车辆，本桥设计载重按60t进行设计。

3、桥面宽度

本便桥桥面净宽设计为4m。

4、主桥跨径及便桥长度

便桥架设示意图

便桥跨越中干河处测时现状上口宽为44m，河堤中线宽为53m，所以本便桥跨径将按54m一跨布置，搭设完成便桥全长为54m。

5、便桥的架设、桥台的形式

本便桥采用装配式公路钢桥（贝雷桥），由高强度制造的桁架部件以特强销栓连接而成的双排单层下加强贝雷片便桥，便桥上部左右两侧主梁由每段3m长的贝雷桁架组成，桥台采用扩大基础（6.5m长，2m宽，深至少30cm），根据架设便桥标高，开挖河堤，然后用C20砼浇筑至设计标高。

四、施工工艺及流程

1、确定方案

便桥施工前向海事，航道部门申请施工许可，待批复后进行便桥施工，本便桥采用18m三跨式跨越河道的方式进行搭设，便桥的两个中墩位于河中。

因此，我部拟采用在水中打钢桩在河道内形成水中平台基础，每墩为二排4根桩，且水中钢桩规格：

φ42×800（水中）,入土深度预设为4m，每墩4根钢管桩间设置剪刀撑加强。

最内侧4根桩偏外侧45度角2m位置设置防护桩，防护桩出水部分粘贴反光膜。

桥台采用砼扩大基础及台帽一次性浇筑，台支座采用云衫方木，桥身由高强度制造的桁架部件以特强销栓连接而成的双排单层下加强贝雷片便桥（详见便桥立面示意图），桥面布置底层采用I28b工字钢横向铺设，间距1.5m，上层纵向采用I10工字钢铺设，间距0.3m，桥面采用厚1cm压花钢板铺设。

2、施工放样

根据施工设计方案进行施工放样，确定便桥桥台的具体位置。

3、桥台施工

基础砼浇筑严格控制顶高程和平整度，在基础混凝土达到一定强度时在其顶面铺设经过沥青浸泡后的方木（20cm×20cm×20cm）作为便桥支座，方木的上表面高程保持一水平面。

4、拼装架设贝雷梁

在河堤上将贝雷片用吊机拼装成双排18m的梁两道，然后利用50T汽车吊机分别吊装就位。

在拼装过程中要将每一个安装好的销钉用特制保险卡卡牢，贝雷连接螺丝拎紧，这也是便桥搭设中一个关键性的环节。

5、

10#工字钢

28#工字钢

铺设桥面系

桥面布置底层采用6m长I28b工字钢横向铺设，间距1.5m，上层纵向采用I10工字钢铺设，间距30cm，桥面采用厚1cm压花网纹钢板铺设（具有抗滑功能）。

从桥两侧向中央对称铺设，两边主梁间用横梁联系。

6、桥头填土

桥面与桥头路的衔接十分重要，桥头填土应略高于桥面，并保持与桥面相平的距离不得小于两米，以防止上坡车辆给便桥造成挤压推力，从而使便桥扭曲变形。

五、便桥承载力验算

1、计算前提条件

纵向受力验算分两部分叠加：

①、一辆50T车辆位于跨中时集中力（考虑50%的安全系数）；

②、桥梁自重产生的均部荷载；

本便桥为双排单层下加强设计纵向最大跨径为18m，以50T车辆位于跨中时按简支梁进行验算。

（查路桥施工手册静力计算手册）

2、荷载计算

贝雷架及纵横梁自重取1.26T/m。

计算如下：

2.1贝雷片（3M/片）W1=275Kg*4=1100kg

2.2I10工字钢（按3M计算）W2=11.261Kg*3*（4/0.3）=450Kg

2.3I28b工字钢（按3M计算）W2’=47.888Kg/m*6*3=862kg

2.4桥面钢板（按3M计算）W3=3*4*78.6Kg=943.2Kg

2.5其他附属备件（按3M计算）W4=3*142Kg=426Kg

每米贝雷架及纵横梁自重：

W=（W1+W2+W3+W4）/3=（1100+450+862+943.2+426）/3=1260Kg

桥梁自重：

1.26*54*9.8=666.8KN

按均布荷载q1=666.8/54=12.35kN/m

3.便桥验算及可行性分析

3.1承载力计算

力学模型：

按18m简支梁桥计算。

桥梁自重：

Q静1.26*54*9.8=666.8KN

按均布荷载q1=666.8/54=12.35kN/m

（1）桥梁端部剪力计算

汽车荷载按588KN计算，跨径18m。

Q静=12.35KN

18m

Q活=588KN

18m

计算力学模型

根据《路桥施工技术手册》附录规定

Qmax=Q静+Q活k（1+μ）

k——横向分配系数取0.643（标准轴距）

μ——活载系数取1.3

Q静=1/2q1L

=1/2×12.35×18=111.15KN

Q活=588/2×0.643×1.3=245.75KN

Qmax=111.15+245.75

=356.9KN＜490KN=[Q]（双排单层桁架容许内力490KN）

（2）桥梁最大弯矩计算

Mmax=M静+M活k（1+μ）

M静=1/8q1L2=1/8×12.35×182=500.2KN.m

M活=1/4QL=588×18/4=2646KN.m

Mmax=M静+M活k（1+μ）

=500.2+2646×0.643×1.3=2712KN.m＜[m]=3375KN.m（双排单层）

3）主梁挠度计算

由活载引起的跨中挠度

Q=Q.k（1+μ）=588×0.643×1.3=491.5KN

f1=Q活l3/48EI查表2可知

=（491.5×103×183×109）/（48×2.1×105×1154868×2×104）

=12.31mm

由静载引起的跨中挠度

f2=5qL4/384EI=（5×12.35×184×1012）/（384×2.1×105

×1154868×2×104）=3.48mm

f=f1+f2=15.79mm<18/210=0.0857m

结论：

经验算，钢便桥采用双排单层加强桁架单跨18米能够满足限载60吨的承载力要求。

由以上计算可知，该方案是可行的。

3.2中墩承载力验算：

由于采用3跨结构，水中增加中墩。

因此必须中墩承载力验算.

计算参数：

钢桩规格φ42×800（河中桩）.计算入土深度4.0m控制（实际入土深度按贯入度、深度双控，不小于4.0m）,根据便桥位地质勘察报告，根据《路桥施工计算手册》沉入桩计算相应规定，按粉质黏土查图SI-2有:

摩擦系数τi=55Kpa、桩尖极限承载力σ=4000kPa。

单桩容许应力：

［P］1=（Uαi∑hilτi+αAσ）/2（锤击桩αi、α均取1.0）

=[3.14×0.42×4×55+3.14×0.212×4000]/2

=422.01kN

按最不利情况即活动荷载作用于中墩支点位置，

桥梁自重：

Q自=1.26*18*9.8=222.3KN

Q车=588×1.3=764.4KN

每墩4根桩，单桩承载力:

P=（222.3+764.4）/4

=246.68kN<［P］=422.01kN

安全系数K=1.7

故桩基承载力能满足要求。

结论：

经验算，钢便桥中墩采用二排4根φ42×500钢桩能够满足限载60吨的承载力要求。

4、便桥架设施工

（一）架设作业分工与编组

主要人员有作业队长1人，作业手28人，编为4个组。

（1）桁架组：

2个，共16人；负责搬运、拼装桁架，安装桁架销。

（2）横梁组：

1个，共8人；负责搬运、安装横梁。

（3）连接组：

1个，共4人；负责安装横梁夹具、斜撑、抗风拉杆。

（二）设置滚轮、座板

设置滚轮，下面应垫置样盘。

每座摇滚只容许一排桁架通过，本方案每岸各设置4座摇滚。

摇滚的纵向（垂直于河流方向）位置，设在座板水侧，使桥梁最后就位时，桥头端柱落在座板中心线上。

（三）拼装

①先将两片桁架的阳头（或阴头）对准导梁最后一节的阴头（或阳头），用销子连结起来，插上保险卡。

②在与导梁连接好了的桁架外侧各放1片桁架，在相邻两片桁架的顶面安装支撑架，但不拧紧螺栓，使之构成临时框架。

③在桁架中竖杆的前面设置横梁就位，装上横梁夹具，但不拧紧。

④将第二根横梁装在后端竖杆的前面，用横梁夹具夹住。

⑤将第三根横梁装在前端竖杆之后，同时在第二根横梁上安装斜撑。

⑥再装下一节的内排桁架，同时在第一节桁架内安装抗风拉杆。

至此，第一节桁架基本拼装完毕，第二节的桁架也已装上。

在第一节桁架前端竖杆的后面，安装一根横梁（其余各节不设置这根横梁），其目的在于阻止第一节桁架端头由于抗风拉杆拉紧而产生横向变形，导致在端柱上安装横梁发生困难。

待桥梁座落后，将该横梁移装在端柱上。

⑦第二节桁架拼装好后，拼装第三节内排的桁架。

⑧将横梁安装在第二节桁架后端竖杆的前面，用横梁夹具夹住，但不拧紧。

⑨在第二根横梁上安装斜撑，同时安装这节桁架的抗风拉杆，拼装桥梁第三节的外排桁架。

抗风拉杆暂不拧紧。

⑩安装第二节的中横梁，用横梁夹具夹住。

安装支撑架，拧紧桥梁第二节的抗风拉杆和横梁夹具。

以后各节均按同样的程序进行拼装。

（四）桥跨设置

①推出岸摇滚旁指派1名作业手，随时检查摇滚有无故障，桥梁是否被阻或推出过程中有偏移现象；发现问题及时处理，必要时暂停推出，利用千斤顶局部顶起桥梁，挪动滚轮。

②严格控制推、拉速度，用力要均匀，推出要缓慢而平稳，切勿过猛过快。

③对岸摇滚也应指定专人负责，其任务是协助导梁准确地落在摇滚上；如果偏移，可移动摇滚或拨动导梁，使导梁搭上摇滚。

④随时检查推出方向，如发现偏移现象，立即纠正，特别是桁架推送至接近平衡点时较容易转动，这时，可用拨动尾部的方法加以纠正。

⑤当对岸低于推出岸时，可在推出岸桁架两侧张设控制索，以控制推出速度，避免滑向河中造成事故。

（五）桥跨座落

当桥跨推至预定位置后，先将导梁拆除，装上端柱，准备桥梁就位。

就位时，用千斤顶将桥梁下弦杆顶起，取出摇滚和样盘，将摇滚下的桥座移到预先安置好的座板上；然后，将桥跨慢慢落在桥座上。

桥梁降落时，各千斤顶的降落速度要保持一致，以免桥梁的重量集中在某个千斤顶上，造成千斤顶或桁架弦杆的破坏及其他严重事故。

六、便桥的使用与维护

（一）试通行阶段监控量测

钢便桥主要承受动荷载，试通行阶段的监控、测量作为验证便桥搭设质量以及安全预警的重要手段，在试通行阶段制定详细的监控方案，监测内容主要有：

中墩的水平及竖向位移、钢便桥跨中挠度；同时安排技术人员对结构件外观每日观察记录，若发生车辆行驶过程中响声过大，零件脱出等情况，应及时分析原因并消除。

试通行阶段钢便桥监控量测控制表

监测项目

监测位置

监测频率

控制值

报警值

测点布置

备注

累计值

速率（mm/d）

墩顶竖向位移

墩顶

1次/d

30mm

21mm

>3

中墩

墩顶水平位移

墩顶

1次/d

30mm

21mm

>3

中墩

跨中挠度

跨中

1次/2d

45mm

40mm

-----

跨中

（1/400L）

（二）正式运行阶段日常检查、维修

1．经常观察各种销子、螺栓、横梁夹具及抗风拉杆等是否齐全，有无松动，随时保持良好状态。

2．定期检查主梁两岸座板及引桥下之垫木有无不均匀沉降，发现问题及时处理。

3．在销子周围涂油脂，以防雨水进入销孔缝隙内。

所有螺栓外露丝扣也要涂油脂，防止生锈。

4．按照每旬一次监测桥梁跨中挠度、河中墩位移变化情况，观测采用水准仪，在桥头远离主线外设置固定参照点，观察挠度是否日渐增大（限值之内）。

挠度增大的速度应与销子、销孔磨损度成正比，增量应该很小，如挠度增大过快，表明销子或销孔或桁架上、下弦杆（包括加强弦杆）有了损坏，此时立即进行详细检查，采取措施。

5．定期检查桁架下弦杆阳头端单耳根部是否有裂缝，如出现裂缝应测量裂缝的长度并采取监视措施以防桁架破坏，及时更换桁架。

6．检查桥板是否破裂、弯曲或有无不平现象；损坏的应及时更换。

如桥梁经常有履带车通过，则应加铺车辙板，以免桥面磨损太快。

7．桥梁部件或零配件，除相互接触的部分外，原已涂有两道油漆，但如桥梁长期使用，为保护钢材，最好在架桥以后全部再油漆一遍；有些部件需在架桥前预先漆好。

8．经常清理桥面。

七、便桥拆除方案

便桥在使用完成后采取以下拆除方案：

1、便桥贝雷的拆除

我们原有便桥为贝雷架搭设，在拆除时先拆除桥面系，然后利用吊桥逐步的吊起贝雷架，然后利用车辆将卸掉的贝雷装运走。

2、钢管桩的拆除

钢管桩的拆除我们采用吊车进行逐根拔掉，确保不在渠道中遗留钢管桩。

3、桥台的拆除

对于桥台土方的清除，我们用挖掘机进行桥台土方挖除，利用自卸车将土方运到取土坑，确保挖除后的桥台处恢复到现有的河岸形状。

江苏常鑫路桥工程有限公司

沪宁高速公路常州青龙互通A01标项目经理部

二O一三年三月二十日

搭设钢便桥主要材料、机械进场表

组合形式

数量

双排单层加强型

跨径（m）

18

18m

节数

6

6

桁架

节

84

加强弦杆

根

36

销子

个

264

28b工字钢横梁

根（6m）

54

10#纵梁

根（6m）

120

阳头端柱

根

4

阴头端柱

根

4

斜撑

根

24

支撑架

个

-

联板

块

-

抗风拉杆

根

22

网纹钢板（1cm）

㎡

220

护轮木

根

50

桥座

个

8

座板

块

4

搭板支座

个

8

有扣搭板

组

8

无扣搭板

组

8

桁架螺栓

个

-

弦杆螺栓

个

72

斜撑螺栓

个

48

撑架螺栓

个

-

护木螺栓

个

120

进场材料

序号

材料名称

单位

数量

备注

进场机械

序号

机械名称

单位

数量

1

50T吊车

台

2

2

电焊机

台

4

3

运输车

辆

1

4

发电机组

台

1

5

挖机

台

1