钢便桥施工方案和计算书2

芜申线（高溧段）航道整治工程桥梁项目WSNJ-QL1标段杨家湾老闸桥工程钢便桥施工方案编制单位：中铁六局集团芜申线杨家湾老闸桥工程项目经理部编制人：审核人：编制日期：2013年9月8日1钢便桥施工方案和计算书一、钢便桥设计概况本钢便桥为重型钢栈桥，连接岸边与水中主墩，用于施工用材与结构用材的运输，混凝土罐车行驶及人员上下班用。其设计荷载采用公路-Ⅰ级汽车荷载标准值。查《公路桥涵设计通用规范》知，其后轴重力标准值为2*140KN，设计值按2*10KN计算。钢便桥的布置分述如下：（一）、钢便桥布设钢便桥采用426×8mm的钢管桩作支承桩。钢管桩的布置17跨，共212.5米是工字钢梁、槽钢和64式军用梁的混合结构。钢管桩顶横向连接采用2I30b工字钢，长度6米。在2I30b工字钢顶顺桥向直接布设，64式军用梁。军用梁顶横向满铺30#槽钢，间距5CM。具体见附图01、02。（二）、钢管桩桩基施工钢管桩采用吊车配振动锤进行打设1、振动锤的选择（1）振动锤应具有必要的起振力P0P0≧0.6FF---桩土之间摩阻力，根据栈桥计算书，F按400KN考虑。则P0≧240KN（2）振动体系应具有必要的振幅振动沉桩时，只有当振动锤使桩发生振动的必要振幅A0使振动力大于桩周土的瞬间全部弹性压力，并使桩端处产生大于桩端地基的某种破坏力时，桩才能下沉。2A0=0.8N+1A0=N/12.5N---标准贯入击数。按上两式计算取平均值，即可求出A0值。桩下沉所必须的振幅为7～15mm。（3）振动锤应具的必要频率振动沉桩时，只有当振动锤的频率n大于自重作用下桩能够自由下沉时振动频率n0时，桩才能沉入预定的设计标高。（4）振动锤应具有必要的偏心力矩振动锤的偏心力矩KA0相当于冲击锤的垂参数。因此，偏心力矩愈大，就愈能将更重的桩沉入至更应的土层中去。必要的偏心力矩KA0=A0×（QB+GP）（KN.cm）A0---振动锤的必要振幅，如前所述；QB---振动锤重量，本工程按60KN。GP---桩的重量，本工程最长桩重70KN。（5）振动体系应具有降要的重量QB+GP振动沉桩时，振动体系必须具有克服桩尖处土层阻力的必要的重量。（6）振动锤应具有必要的振动力FVFV=0.04n2M(KN)另外，在选定振动锤时，还应根据桩径与长度，考虑以下一定时间完成的打入为宜。2、振动沉桩施工要点（1）振动锤：选择45KW振动锤初打。（2）接桩：钢管桩的连接采用外拼及接头对接焊连接，对外拼3板均匀布置6块，管桩对接时要保证管口平整、密贴。焊条采用国产J502，焊缝厚度应满足要求。应严格控制焊接质量，焊接强度不小于主材强度。钢管桩对接必须顺直，顺直度允许偏差0.5%。（3）开始沉桩时宜用自重下沉，待桩身有足够稳定性后，再采用振动下沉。（4）桩帽或夹桩器必须夹紧桩头，以免滑动降低沉桩效率、损坏机具。（5）夹桩器及桩头应有足够夹持面积，以免损坏桩头。（6）沉桩过程中应控制振动锤连续作业时间，以免因时间过长而造成振动锤损坏。（7）每根桩的沉桩作业，须一次完成，不可中途停顿过久，以免土的摩阻力恢复，继续下沉困难。3、停锤控制标准振动沉桩的停锤标准，应以通过度桩验证的桩尖标高控制为主，以最终贯入度作为校核。如果桩尖已达标高而最终贯入度相差较大时，则应查明原因，研究后另行确定。采用桩尖标高和贯入度双控的方法作为确定停锤标准。本工程最终贯入度（最后连续三次振锤一分钟）按3cm/min控制或通过试桩确定贯入度控制标准。4、出现异常情况的处理。振动沉桩过程中，出现桩的偏移、倾斜或回弹（严重时），以及其他不正常情况时，均应暂停，并查明原因，采取措施方可继续沉桩。5、测量控制根据坐标定出桩基的纵横中心线。施工中测量控制应注意下述几点：（1）打一根桩复核一根，做好测量记录。4（2）测量人员应对桩的就位，垂直度和打设标高进行监测，确保施工精度。（3）沉桩完成后，测量人员应根据轴线测出桩的平面偏位值，认真做好记录。栈桥施工总的测量工作归纳为：a、桩位测量；b、贯入度观测。6、沉桩容许偏差垂直度：1%桩位：纵桥向40mm，横桥向50mm。钢便桥架设施工1、钢管的打入应在栈桥的同一直线上，钢管桩打入后，由测量人员测出钢管桩顶标高，割去多余的钢管桩，并在钢管桩上割槽，槽的大小应比横梁宽度宽2～3cm。工字钢底与管桩接触处应焊接，同时应采用开槽割除的钢管加工成10cm宽（长度根据需要定）加劲环板把工字钢与钢管焊接定位，每根钢管焊四块加劲环板。在钢管桩的槽口上栈桥横向架设6米长2I30b工字钢。2、横梁2I30b工字钢架设好后，在工字钢横梁上纵桥向铺设64式军用梁。3、在64式军用梁横桥向满铺槽钢[30，槽钢[30倒扣在军用梁上。便桥受力计算（。（一）、6m宽便桥各主要部件的应力计算5便桥受力计算采用50T的重车进行验算，前轴每个取5T，每个后轴取20T，取后轴进行验算，在便桥横桥向分布如下，取最不利位置：q=200Kg/cmq=200Kg/cm各主要部位受力，从下到上计算如下：顶面[30槽钢桥面受力计算1）、[30槽钢抗弯能力计算重车采用两个后轴，每个后轴重20t，由于每侧分布宽度为50cm，可以考虑作用在2片[30槽钢上面，在槽钢上的分布宽度(即轮压顺桥向长度)取为30cm，其分布线荷载q=10000/2/30=166.7Kg/cm。采用清华大学结构力学求解器求得该梁的弯矩图如下：跨中弯矩最大Mmax=35857Kg·cm[30槽钢开口朝下，由于其对Y轴的界面抵抗矩上下不一样，开口侧的抵抗矩比腹板端要小很多，图中弯矩也是下口的数值大，所以只计算开口侧的应力即可。其开口侧截面抵抗矩W=17.55cm3所以横梁的最大应力σmax=WmaxM=55.1735857=2043Kg/cm26=204.3Mpa＜f=215Mpa所以桥面[30槽钢受力能满足要求。[30槽钢考虑动载作用时的最大应力值近似等于上述计算的弯应力乘以1.1，σmax=204.3×1.1=224.7，略大于215，根据《钢结构设计规范》4.1.1，在主平面内受弯的实腹构件，考虑截面的塑性发展稀系数时，其抗弯强度需满足下式要求：nxxxWM+nyyWMy≤f，本题只有绕y轴弯矩作用，查表5.2.1知，对开口侧y=1.2,所以考虑截面的塑性发展时上面计算的应力值需除以1.2，所以σmax=224.7/1.2=187.25MPa＜f=215Mpa，所以考虑截面塑性发展时，桥面[30槽钢受力是能够满足受力要求的。2）、[30槽钢抗剪能力计算采用清华大学结构力学求解器求得该梁的剪力图如下：最大剪力为3006Kg，采用《钢结构设计规范》4.1.2式计算槽钢剪应力：=wItVS，V=3006Kg腹板侧对中和轴的面积矩S1=15.45×1.05=16.22cm3开口侧对中和轴的面积矩S2=7.52×2.17=16.3cm3取S=16.3cm3I=83.4cm4tw=1cm=wItVS=14.833.163006=588Kg/cm2=58.8MPafv=125Mpa所以[30槽钢抗剪能力满足要求。73）、[30槽钢支座反力计算[30槽钢的支点约束反力采用清华大学结构力学求解器计算如下：（其中结点编号参照上述计算简图）结点约束反力合力支座----------------------------------------------------------------------------结点水平竖直力矩大小角度力矩--------------------------------------------------------------------------------------------10.00000000-251.1431560.00000000251.143156-90.00000000.0000000020.000000001951.980900.000000001951.9809090.00000000.0000000030.000000001723.949400.000000001723.9494090.00000000.0000000040.000000002907.415730.000000002907.4157390.00000000.0000000050.00000000331.6296110.00000000331.62961190.00000000.00000000由上述计算可知，[30槽钢上拔力只有251Kg，槽钢与军用梁之间只需点焊或用u型螺栓固定即满足要。钢管桩受力计算很显然，便桥φ630钢管桩的最不利受力是单挂50t车的两个后轴位于钢管桩顶面时，此时钢管桩的最大受力=20+6(便桥自重)=26t，考虑1.5倍的安全系数钢管桩单桩需要的承载力=26*1.5=39t。按钢管桩打入粘土层9m计算承载力，粘土层的极限摩阻力取为56KPa，那么便桥钢管桩单桩容许承载力=3.14*0.630*9*56/2=498.5KN=50.8t＞39t，故钢管桩打入粘土层9m以上，均可满足满足受力要求。