钢便桥施工方s案

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1、开封特大桥一号河钢便桥施工方案编制： 审核： 批准： 中铁十五局集团郑开城际铁路工程指挥部第一项目经理部2010年11月28日钢便桥施工方案一、便桥及钻孔平台主要技术标准、计算行车速度：5km/h、设计荷载：载重700KN施工车辆、桥跨布置： 12m简支贝雷梁桥、桥面布置：净宽4m二、主要施工机具1、挖掘机一台。 2、350KN的吊车一台。3、振动沉桩机（锤）1台。 4、电弧焊机2台。5、氧气切割机2台。 6、50装载机1台。 7、运输车2辆。三、工程概况为保证施工便道的畅通，并保证大孟河河道通畅的需要，经研究决定在大孟河上修建一座一座4.0米宽，长约12m的便桥。便桥结构特点如下：1、基础结

2、构为：钢管桩基础2、下部结构为：工字钢横梁3、上部结构为：贝雷片纵梁4、桥面结构为：装配式公路钢桥用桥面板5、防护结构为：小钢管护栏四、钢桥设计文字说明1、基础及下部结构设计本工程位于大孟河上，河面宽约12米，根据当地最高水位，便桥建成后的钢桥净空按2.0米控制。水下地质情况自上而下普遍为：粘土、粉土、粉砂、细砂。2、便桥钢管桩基础布置形式：单墩布置2根钢管（桩径53cm，壁厚8 mm），横向间距3.0m，桩顶布置2根40cm工字钢横梁，管桩与管桩之间用10cm槽钢水平向和剪刀向牢固焊接。打钢管桩技术要求：严格按设计书要求的位置和标高打桩。钢管桩中轴线斜率1L。钢管桩入土（进入土层）深度必须大

3、于5m，实际施工过程由于各个支墩地质情况复杂，管桩终孔高程应以DZ60桩锤激振分钟仍无进尺为准。当个别钢管桩入土小于5m锤击不下，且用DZ60桩锤激振分钟仍无进尺，必须现场分析地质状况，采取措施加强受力。混凝土标号为C15。钢管桩的清除：按照当地河道管理要求，新桥建成后必须拔除钢管桩。2、上部结构设计桥梁纵梁跨径为12m。根据行车荷载及桥面宽度要求，12米跨纵梁布置单层双排4片2组国产贝雷片（规格为150cm300cm），横向布置形式为：90cm+120cm+90cm，贝雷片纵向用贝雷销联结，横向用90型定型支撑片联结以保证其整体稳定性，贝雷片与工字钢横梁间用U型铁件联结以防滑动。3、桥面结构

4、设计桥面采用10mm钢板，钢板底部横向焊接20螺纹钢筋做肋。制作好的桥面板安放在贝雷片纵梁上并用螺栓联结，为安装桥面栏杆需要每隔1.5m安装1根12cm槽钢。4、防护结构设计桥面采用小钢管（直径4.8cm）做成的栏杆进行防护，栏杆高度1.2米，栏杆纵向1.5米1根立柱(与桥面槽钢焊接)、高度方向设置两道横杆。详见“便桥设计图”。五、便桥钢管桩承载力及稳定性计算1、钢管桩竖向荷载计算每个钢管桩承受的竖向荷载有便桥上部结构自重、人群荷载及车辆荷载，分别计算如下：单跨结构自重：P1=mg=（11444.7kg10N/kg）=114.4kN人群荷载：3.5kN/m2车辆荷载：按照一台70吨混凝土罐车行

5、走计算。P2=700KN2+3.5 kN/m21246=378.0KN每根桩承受的竖向荷载为：P=1.25（P1/4+P2） =1.25（114.4/4+378）=508.25kN上式中考虑安全系数1.25；浮力对结构受力有利，故不予考虑。2、钢管桩沉入深度计算桩入土深度L=2Pau式中P为桩容许承载力，钢管桩采用振动沉桩，a为振动桩对周围土层摩阻力影响系数，取a=1；u为桩周长；为桩周土的极限摩阻力，根据地质情况取=30kPa。故L=（2508.25）/（1.03.140.5330） =20.36m实际沉入深度为不小于15.9m或者座于基岩上。单桩竖向承载力验算Ra=（UqsL+Ar）/2

6、=(DqsL+Ar）/2 =(3.140.533020.8+Ar）/2=(3.140.533020.8+135000.323.14）/2 (KN)=1013.78KN406.4KN 满足承载力要求。Ra-单桩竖向承载力特征值U-周长qs-桩侧土的侧阻力特征值L-土层厚度-桩底抵抗力影响系数A-桩端面积r-极限承载力3、钢管桩在水平力作用下弯曲应力检算管桩外径D=53cm，管壁厚8mm；由于最大水深1m，采用1米对钢管桩的弯曲应力进行检算。考虑到风对钢管桩的冲击力远远小于水流的冲击力，所以只按水流冲击力对钢管桩进行验算。冲击力q为：q=0.8A2/2g式中A为钢管桩阻水面积，A=2rh=0.53

7、1=0.53m2。其中r为桩的半径；h为计算水深，取1.0m。为水的容重，=10kN/m3。q为流水对桩身的荷载，按均布荷载计算。为水流速度，有设计资料得：=3.2m/s 则有q=0.8A2/2gq=0.80.53m210kN/m23.22m/s（29.81m/s2）=0.69kN60cm钢管桩的惯性矩I、截面抵抗矩W分别为：I=（D4-d4）/64=3.14（534-51.44）/64=44673cm4W=（D4-d4）/32D=3.14（534-51.44）/(3253)=1686cm3钢管桩入土后相当于一端固定，一端自由的简支梁，其承受的最大弯矩和挠度变形为：Mmax=9qL2/128=

8、（90.69kN/m12m）/128 =0.049KN.m=Mmax/W=0.049KN.m103168610-6m3=0.029MPa=145 MPa 满足要求 fmax=0.00542qL4/EI =(0.005420.69kN/m1004cm)/(2.110544673cm4) =0cmf=（1/400）L=3cm 满足要求。上式中E为钢材的弹性模量取E=2.1105 MPa。4、钢管桩稳定性验算（1）长细比计算：=L/i 其中L为钢管桩的计算长度；根据一端固定，一端简支形式取=1；i为钢管桩的回转半径。i= 式中I为钢管桩截面惯性矩，A为钢管截面面积。A=(D2-d2）/4=3.14(

9、532-51.42)/4=131.1cm2i=（I/A）=18.5cm=L/i=1.01/18.5 =0.054查实用土木手册2022钢结构计算各有关数值表知：钢管稳定系数=0.879（2）计算稳定性=P/A =520200N/（0.87913110mm2）=45.14MPa=145MPa 满足要求。注：上式中P为竖向荷载，A 为钢管截面面积。5、便桥顶最大位移计算便桥横向钢管桩完成2根联结后，形成一个一端固定，一端自由的结构体系；则钢管桩截面对于纵轴（便桥中心线）的总惯性矩为：I总=I1+I2 Ii= Ii+a2A 式中a为每根桩到截面中心的距离；A为每根桩的面积。I总= I1+I2 =2（

10、I + a2A）=2（44673cm4+3002cm131.1cm2）=2.3107cm4水流对桩的水平力P=2qh 式中h为水深；q为流水对钢管桩的冲击力，则有：P=2qh=20.69kN/m1m=1.38KN便桥顶最大位移max=PL3/3EI=1.3810313/（32.11052.3107） =0 cmL/400=3cm 符合要求。6、纵、横梁承载力验算 （1）纵梁承载力验算 恒载 每米纵梁上承载P1=114.4/48=2.3kN/m (查路桥施工手册静力计算公式):M1max0.250PL0.250625121875.0KN.mM2max0.125ql20.1252.312241.4

11、KN.mQ1max（0.5+0.5）P1.0625625KNQ2max0.5ql0.52.31213.8KNMmax=1875+41.4=1916KN.mQmax=635+13.8=648.8KN允许弯矩Mo4片0.8（不均衡系数）788.2KN.m2522.2KN.m（贝雷片单片允许弯矩见公路施工手册之桥涵下册P1088）贝雷片截面模量Wo35794片14316cm3（见公路施工手册之桥涵下册P923）强度验算：Mmax/Wo（1916106）/(14316103)133.8Mpa1.3=1.3210=273Mpa 1.3为计算临时结构时钢材的提高系数允许剪力Q4片0.8（不均衡系数）245

12、KN784KN通过12米跨4片布置可知：Mmax Mo、QQ，因此12米跨钢桥纵梁可以用单层4片贝雷片架设、挠度验算贝雷片几何系数E2.05105Mpa，Io=250497cm4Wo3579cm3（取值见贝雷片几何特征表）fmax（Pl3）/(48EI)=(625KN123米)/（482.1105 Mpa250497cm44）0.1mmL/400=12000/400=30mm 满足使用要求（公式见路桥施工计算手册）综上所述:钢桥抗弯能力、强度、抗剪能力、挠度均满足使用要求。Mmax Mo、QQ，因此12米跨钢桥纵梁可以用单层6片贝雷片架设。 (2)工字钢横梁计算受力模式分析：钢管立柱单排2根横

13、向间距为3.0米，因此按简直梁验算，计算跨径L=3米，横梁承担4片传递来的荷载。4个集中力按路桥施工计算手册P763-5图进行验算。按700KN车辆位于墩位时验算（考虑25%安全系数）+贝雷片自重43.2KN。 M= qL2/8+P2L/4 =1.25（43.2+3.5）32/8+1.253783/4=420.05KNmI40a工字钢： W=1090cm3 max=M/W=420.05KNm103/（1090cm32）=192.68 MPa=210 MPa六、便桥施工顺序为加快施工进度，便桥施工采用从两岸堤坝向河中的顺序进行，并在堤坝位置设置简易码头。钢管桩采用长度为12m的平板车运输，在沉桩

14、位置配1台35t吊车，施工钢管桩沉桩在堤坝上进行。吊车将平板车上的钢管先水平吊起，移动到适宜位置，调整钢管桩使其竖直，再利用振动锤上的液压钳将钢管固定，并通过液压钳调整钢管桩的竖直度，钢管桩的平面位置通过全站仪放样确定，钢管桩入土深度通过钢管桩的桩顶标高和钢管桩的长度进行控制。完成一排两根钢管桩沉桩后立即进行连接系施工，并进行横梁和纵梁及桥面的施工。为防止桥面上作业人员和材料吊入河中，在便桥两侧设置钢管护栏。配备必要的安全防护设备及措施。七、便桥施工施工方法及步骤1、钢管桩的制作及吊装堆放。钢管桩采用购置设计规格的钢管，利用汽车运至工地，再根据每一根钢管桩水中位置及水深来确定第一节的长度，不宜

15、大于15m，并应考虑施工条件及地质情况。焊接和制作按公路桥涵施工技术规范的有关规定执行。管与管之间的连接采用拼接钢板连接，并用15101cm规格的4块连接片。钢管桩的吊运和堆放：吊装采用两吊点，两个吊点距离桩端的距离分别为桩长的五分之一。2、插打钢管桩吊车就位后，在全站仪引导下进行定位，利用60Kw振动锤夹具夹紧钢管桩，起吊后放入导向架内，开启振动锤进行插打钢管桩，浮吊保持钢管桩垂直状态下，在振锤的激振力作用下振动下沉。当桩贯入量小于5cm/min时，持荷5分钟，钢管桩无明显下沉时方可停止振动。当第一节在场地上预制好钢管桩长度不够时，采用边打边接桩的方法使钢管桩的长度满足要求。钢管桩焊接时先在

16、底节钢管上焊15101cm规格的4连接片，使钢管桩对接时比较容易。由于采用竖焊，所以一定要严格控制焊接质量，焊完后要检查焊接的是否满足要求，对焊接不好，不牢的情况要求重新焊接。3、浇注混凝土混凝土标号为C15，采用罐车直接向钢管内灌注，灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工，直到灌注至钢管桩顶部。3、桩顶处理 每完成一根钢管沉桩后，按设计要求确定桩顶标高，将钢管桩找平，对高出标高部分用氧焊割除，低于标高的桩按实际长度进行接长至桩顶标高。钢管桩顶找平后，在桩顶加焊6565cm2、=10mm钢盖板（若使用其它桩径的钢管桩则钢盖板平面尺寸亦相应加大），钢盖板必须与周边满焊，并保证钢盖板水平。 4

17、、焊接平撑及斜撑按便桥及钻孔平台布置图所示在钢管桩身焊接斜撑及平撑,钢管斜撑每隔一跨变换一下方向，使得每孔之间形成剪刀撑形式。5、安装横梁桩顶钢盖板焊接完后，将工字钢横梁用吊车吊放至钢管桩桩顶，横梁根据设计平台采用工字钢或贝雷梁放在桩顶的中心位置调整水平，检查后与桩顶钢盖板焊接。6、安装纵梁（贝雷梁）横梁安装完毕后按间距（90cm+150cm+90cm）安装贝雷梁纵梁，纵横梁相交部位采用钢筋制作成U型将贝雷梁固定在横梁上，为保证贝雷梁整体稳定性差，每隔3m用槽钢焊成齿形将一跨上贝雷梁固定，在钻孔平台位置，靠近钢护筒侧纵梁严格按设计位置安放，防止侵入钢护筒净空。7、铺装面板纵横梁安装后，在纵梁上

18、直接铺设事先设置好的桥面板，桥面板安装平整，中间不得有错台。便桥两侧及钻孔平台四周立焊1.2m高的48mm钢管，每隔0.5m高用18钢筋围起来，与钢管点焊。并在便桥上设置夜间反光纸，引导车辆行进，保证施工安全。八、钢便桥及钻孔平台施工质量保证措施钢桥建成后承担施工车辆的运输任务，为保证钢桥保质、保量和安全及时的完成，制定如下保证措施：1、认真编制专项施工组织设计方案，对班组进行全面的施工技术交底，保证严格按设计及施工技术规范要求施工。2、钢桥由总工组织工程部门相关人员认真计算、校核，并报上级部门审批保证各项验算满足通行使用要求。3、钢桥的施工严格按设计计算书指导支架施工，如现场地质状况无法按设

19、计位置施工，项目部技术人员先现场分析、讨论，再将讨论结果上报驻地监理办及相关部门，以决定可行的施工方案。九、钢桥施工安全保证措施1、根据水文地质情况编制切实可行的施工措施。2、每道施工工序要求必须征得监理和业主的同意方能进行下道工序。3、所有工程用电要有良好的接地装置，并加装漏电保护器。4、对所有参与施工的人员，根据具体情况进行技术交底，技术交底时要强调各项安全措施，使参与施工的人员做到“心中有数”。5、工地所有施工人员，均要接受交底，电焊焊接部位均要满足设计要求。6、安装过程必须配备经验丰富的吊车司机，吊车吨位必须满足安装过程使用要求；安装钢管桩及冲孔时，必须定期认真检查钢丝绳、吊钩，如有损坏应立即更换；现场施工人员必须戴安全帽，船上施工人员必须穿救身衣，严禁赤膊穿拖鞋上班。十、施工便桥成形后的保护措施1、定期对钢便桥及钻孔平台各个焊接点进行检查，对出现脱焊、焊缝异常情况及时进行处理。2、在便桥上设置一道软管灯，保证晚间能持续发光，提示往来车辆通行。3、派人24小时值班，对超载车辆进行控制。4、一但遇到洪水时，严禁人员和机械停滞在便桥上，同时减径便桥上的荷载。5、派人及时清除便桥、钻孔平台位置上游带来的各种阻水杂物，减少便桥及钻孔平台的水流冲力。6、在进入钢便桥明显位置设置限速、限重标志，严禁超载、超速车辆通过。注：具体工程量在便桥建成后由现场监理工程师签认。