三白荡栈桥施工方案.doc

三白荡栈桥施工方案 一、设计说明 三白荡栈桥全长约780m，被南砌圩分为东西两座，其中南砌圩以东桥长300m，南砌圩以西桥长480m。栈桥设在主线前进方向右侧，其内侧距桥梁中心距离为21m。由于三白荡大桥第八联（最后一联）为变宽现浇箱梁，西侧栈桥靠终点方向80m搭设时必须注意其位置。贝雷梁每6孔计120m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）。 三白荡栈桥为贝雷梁钢栈桥，桥面宽度为4.0m。为方便水上钻孔桩施工，栈桥桥面于钻孔桩平台齐平。栈桥跨度采用20m，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；分配横梁采用25b型工字钢，间距为0.75m；桥面系采用22a型槽钢（卧放），横断面布置18根；基础采用φ219×8mm钢管桩，为加强基础的整体性，每排桥墩的钢管均采用10号槽钢连接成整体，每排墩采用10根钢管桩(伸缩缝处每排墩采用12根钢管桩)；墩顶横梁采用28a型工字钢。 考虑地方通航，东侧、西侧栈桥各设置一孔通航孔，通航高度为3.5m。非通航孔桥面位于贝雷梁顶部，通航孔桥面位于贝雷梁底部。水面至非通航孔的贝雷底部高度为2.0米。为保证施工期通航安全，在东侧便桥通航孔两侧设置4根φ600×8mm钢管桩防撞墩，防撞墩长度为6m。 栈桥设计荷载采用汽-20级车队和8m3混凝土搅拌运输车（满载）。汽车及混凝土搅拌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，三白荡水深约为3.5m，荡底淤泥厚度约0.5m。三白荡底第一层土为淤泥质亚粘土，厚度3.0m～13.0m；第二层土为亚粘土/亚砂土，厚度3.0m～5.0m。计算时，上述土层的摩擦力均按τ＝25kn/m2取值。 二、贝雷纵梁验算 栈桥总宽4m，计算跨径为20m。栈桥结构自下而上分别为：φ219×8mm钢管桩、28a型工字钢下横梁、“321”军用贝雷梁、25b型工字钢分配横梁（间距0.75m）、22a型槽钢桥面。 单片贝雷：I=250497.2cm4，E=2×105Mpa，W=3578.5cm3 [M]=788.2 kn·m, [Q]=245.2 kn 则4EI=2004×106 kn·m2 （一）荷载布置 1、上部结构恒载（按4m宽计） （1）22a型槽钢：18×24.99×10/1000＝4.50kn/m （2）25b型工字钢分配横梁：42.0×6×10/1000/0.75＝3.36kn/m （3）“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 （4）28a型工字钢下横梁：6×43.4×10/1000＝2.60 kn/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）  EMBED AutoCAD.Drawing.15 
 对B点取矩，由∑Mb＝0，得 RA＝（120×9.3+120×10.7+60×14.7）/20＝164.1 kn M中＝164.1×10-120×0.7-60×4.7＝1275 kn·m 查建筑结构计算手册 f1＝pal2（3-4α2）/（24EI） =120×1000×9.3×202（3-9.32/202）/（24EI） =1.98cm f2＝pa2b2/（3EIl） =60×1000×5.32×14.72/（3×2.0×1011×4×500994.4×10-8×20） ＝1.51×10-3m  EMBED AutoCAD.Drawing.15 
 R1＝R2＝pb/l=120×19.3/20＝115.8 kn R3＝45.9 kn R4＝32.5kn R5＝34.5kn RA＝∑RAi＝344.5 kn （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。  EMBED AutoCAD.Drawing.15 
 对B点取矩，由∑Mb＝0，得 RA＝（166×9.3+166×10.7+60×14.7）/20＝210.1 kn M中＝210.1×10-166×0.7-60×4.7＝1702.8 kn·m Rmax＝2RA＝420.2 kn 查建筑结构计算手册 f1＝pal2（3-4α2）/（24EI） =2.74cm f2＝pa2b2/（3EIl） =0.15cm  EMBED AutoCAD.Drawing.15 
 R1＝R2＝pb/l=160.2 kn R3＝45.9 kn RA＝∑RAi＝366.3 kn （3）恒载 按5等跨连续梁计算，查建筑结构计算手册（第二版）。 q＝4.5+3.36+3.83＝11.69kn/m 支点： Mmax4=-0.105ql2＝-0.105×11.69×202＝-490.98 kn·m R max4＝（0.606+0.526）ql＝264.66kn 跨中： Mmax4‘=0.078ql2＝380.33kn·m （简支时：Mmax4‘=ql2/8＝584.5kn·m） fmax4＝0.644ql4/（100EI） ＝0.3cm （4）恒载+汽-20级荷载组合 汽车荷载计入冲击系数级偏载系数。 Mmax＝584.5+1.2×1.15×1275 ＝2369 kn·m＜[M]=3152.8 kn·m R max＝264.66+1.2×1.15×344.5 ＝740.1kn＜[Q]=980.8kn fmax＝0.3+1.2×1.15×（1.98+0.2） ＝3.0cm＜L/250=8cm 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＝584.5+1702.8×1.2×1.15 ＝2934.4 kn·m＜[M]=3152.8 kn·m R max＝264.66+420.2×1.2×1.15 ＝844.5 kn＜[Q]= =980.8 kn fmax＝1.2×1.15×（2.74+0.4）+0.3 ＝4.4cm＜L/250=8cm 安全。 三、桥面板22a型槽钢验算 按简支梁计算，计算跨径取L＝0.75m。车轮宽度按30cm计算,每对车轮的着地面积为0.6×0.2（宽×长），则轴重的一半荷载由3根槽钢承担。采用8m3混凝土搅拌运输车满载荷载进行验算。 E=2.0×105Mpa，I=157.8cm4,Wmin=28.2 cm3  EMBED AutoCAD.Drawing.15 
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 P=P0/2=83KN Q＝83/0.2＝415kn/m Mmax=qlc（2-c/l）/8 ＝0.125×415×0.2×0.75×（2-0.2/0.75） ＝13.49kn·m σ= Mmax/ Wmin =13.49×1000/（28.2×3×10-6） ＝159.4 Mpa＜1.3[σ]=1.3×145＝188.5 Mpa f＝qcl3（8-4c2 /l2+ c3 /l3）/（384EI） =0.7mm＜L/250=3mm 安全。 四、横向分配梁验算 计算跨径取L＝4.16m，采用25b型工字钢。荷载如图。 E=2.0×105Mpa，Ix=5284cm4,Wx=423 cm3，Sx=248.1 cm3,t＝10.2mm  EMBED AutoCAD.Drawing.15 
 R=83KN M=83×0.83＝68.89kn·m σ= Mmax/ Wx =68.89×1000/（423×10-6） ＝162.9 Mpa＜1.3[σ]=1.3×145＝188.5 Mpa τ＝Q Sx/（Ixt） ＝83×1000×248×10-6/（5284×10-8×0.0102） ＝38.2 Mpa＜[τ]=85 Mpa 安全。 f＝pal2（3-4α2）/（24EI） =83×1000×4.162×0.83（3-4×0.832/4.132）/（24×2.0×1011×5284×10-8） ＝13mm＜L/250=17mm 五、墩顶横梁计算 计算跨径取L＝1.00m，采用28a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＝844.5/2=422.3kn。荷载如图，按简支计算。 E=2.0×105Mpa，Ix=7114cm4,Wx=508 cm3，Sx=289.2 cm3,t＝8.5mm  EMBED AutoCAD.Drawing.15 
 P=422.3KN R=422.3/2＝211.1 KN Q= R/2=105.6 KN M=422.3×1.0/4＝105.6kn·m σ= Mmax/ Wx =105.6×1000/（2×508×10-6） ＝105.31Mpa＜1.3[σ]=1.3×145＝188.5 Mpa τ＝Q Sx/（Ixt） ＝105.6×1000×289.2×10-6/（7114×10-8×0.0085） ＝51.17Mpa＜[τ]=85 Mpa 安全。 f1＝pl3/（48EI） ＝422.3×1000×13/（48×2×1011×7114×2×10-8） =0.3mm ＜L/250=4mm 六、钢管桩验算 每墩钢管桩打两排10根钢管桩，顺桥向间距为1.0m，横向间距见下图。每个桥墩采用10根φ219×8mm钢管桩。土层摩擦力按25kn/m2计。湖荡水深3.5m，钢管桩露出水面1.3米。 钢管桩横向间距见下图。  EMBED AutoCAD.Drawing.15 
 1、承载力检算 考虑2.0的安全系数 单根钢管桩承载力: F＝844.5/10=84.5KN 钢管桩入土深度： h＝1.3×84.5/（0.219×3.14×25）＝6.40m 钢管桩总长： H=1.8+3.5+6.40＝11.70m 2、钢管桩稳定性检算 考虑到所用钢管为旧钢管，壁厚按5mm计算。 I＝3.14×0.2194（1-20.94/21.94）/64 ＝1.924×10-5m4 根据《建筑桩基技术规范》，单桩稳定长度：LP=1.0(I0+h)，I0为地面以上桩长，取最大值5.3m，h为地面以下桩长，为6.40m，所以LP=11.7m。 钢管桩身抗弯刚度：EI=2.0×1011×1.924×10-5/1000＝3848KN.m2 单桩屈曲临界荷载：Pcr=π2EI/Lp2=277.2KN 由以上计算可看出钢管桩满足稳定性要求。 七、栈桥施工说明 1、栈桥由岸边向河中延伸，采用边打桩边架梁的方法施工。 2、施工前的准备工作 (1) 栈桥钢管桩入土深度按计算原则上不得少于6.47m。 (2) 施工前，首先通过静载试验，以确定钢管桩贯入度，桩底标高和下沉量与承载力等的关系，并以此来确定打桩的依据。 3、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) 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。 4、栈桥桥面结构 桩顶横梁采用28a型工字钢。 用浮吊直接吊装贝雷梁安装在墩顶横梁上并在横梁上焊角钢或槽钢限制纵梁左右位移，连接成连续梁，纵梁横向每3m用10号槽钢加工的支撑架连接成整体，非通航孔栈桥在贝雷纵梁顶面按0.75米间距布设25b型工字钢横向分配梁（通航孔栈桥在贝雷纵梁底部按0.75米间距布设25b型工字钢），横向分配梁采用Ф16“U”型卡口与贝雷梁连接，然后在横向分配梁上铺设22a型槽钢（槽口朝下卧放）作为桥面行车道板，即安成一跨的架设，依此逐跨延伸完成便桥施工。 5、载重试验 每段栈桥平台施工完成后，需做设计荷载试验，确认安全后方可向前推进。 6、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120m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1