钢便桥设计、施工方案_secret

1钢便桥设计、施工方案一、设计基础资料：1、2、工地绘测的河床断面图3、4、各种桥涵设计、施工规范和设计计算手册二、钢便桥尺寸及标高的确定三、设计荷载1、25t吊车，一般25t国产吊车自重为27～28t，考虑到吊车吊臂及主要部件更换或加固，则自重按30t计算。2、砼罐车（8m3），一般自重12.5t，装载7m3砼重16.8t，总重为∑G＝12.5+16.8＝29.3t。3、20型钻机自重一般12t左右，考虑钻杆7～8t，总重∑G＝12+8＝20t。由上可知25t吊机、砼罐车的总重均约为30t，也都有10个轮子，每个轮子载重为30/10＝3.0t，以此来控制钢便桥设计。4、施工便桥面板及分配梁恒载2桥面板采用δ＝10mm的钢板q＝1000×1000×10×7.85＝78.5kg/m2桥面横向分配梁采用I25a工字钢38.08kg/m@150cmq＝38.08÷1.5＝25.39kg/m2∑q＝78.5+25.39＝142.0kg/m25、钢贝雷梁恒载每片贝雷长3.0m，包括联结配件按300kg/片q＝2×300/3＝200kg/m四、贝雷梁强度验算从施工平台构造图中可见，贝雷梁最大单跨Lmax＝10.50m，为简化计算，将贝雷梁作为简支考虑。平台面层作用在贝雷梁上的线荷载：q1＝4.0×2/2××142.0＝568.0kg/m贝雷梁线荷载：q2＝200kg/mq＝∑qi＝568+200＝768≈770kg/m恒载：Mmax＝81ql2＝81×0.77×10.52＝10.61t·mQmax＝21ql＝21×0.77×10.5＝4.04t3活载：重车的一侧车轮落在贝雷梁顶，且在梁的跨中P1＝2×3＝6tP2=2×3×(4-1.8)/4=3.3tP＝6+3.3＝9.3tR=【P×10.5/2＋P（10.5/2－1.4）】/10.5＝8.06tMmax＝P×10.5/2×（1＋μ）＝8.06××10.5/2×（1＋0.2）＝50.78t·m式中（1＋μ）为活载对弯矩的冲击影响，从安全考虑，按1.2计。Qmax＝【9.3＋9.3（10.5－1.4）/10.5】×1.2＝20.83t恒载+活载Mmax＝10.61+50.78＝61.39t·mQmax＝4.02+20.83＝24.85t查《装配式公路钢桥使用手册》表5-6桁架容许内力表【M】=78.82t·m＞Mmax＝61.81t·m（安全）1.05【Q】＝24.52t≈Qmax＝24.85t（安全）4五、钢管桩联结梁的强度验算1、钢管桩联结梁的计算简图图图图=+计算简图如A图联结梁拟采用2Ⅰ32a，q＝2×52.69＝0.105t/mP1为贝雷传来的集中恒载，P1＝4.04tP2为贝雷传来的集中恒载，P2＝20.83t从A图中可以看出：⑴是一四跨连续梁，结构对称⑵荷载的位置是对称的。5图图现利用结构对称变形对称或反对称的原理，将A图变为B图＋C图。因为B图可以简化为D图，C图可简化为E图，从而将四跨连续梁化为两跨连续梁进行计算。联结梁的内力分析计算：联系梁为2Ⅰ32aq＝2×52.69＝0.105t/m因3.58m和3.595m与3.6m相差无几，为方便计算，视为跨径为3.6m的四跨连续梁。6图ii/∑i固端弯矩分配系数×0.105×3.62+0.2983/2×4.2×3.6=2.32　　　×0.105×3.62-14.5×1.6×2.02/3.62=-7.27　　×0.105×3.62+14.5×1.62×2.0/3.62=5.84　　·M图Q图····7取BC段为分离体：·m·mRB′＝（4.444+14.5×2+0.165×3.62/2-7.253）/3.6＝7.464tRC′＝（7.253+14.5×1.6+0.105×3.62/2-4.444）/3.6＝7.414t校核：荷载＝14.5+0.105×3.6＝14.88t反力：7.464+7.414＝14.88t说明计算无误ME＝7.464×1.6－4.444－0.105×1.62/2＝7.364t·m取AB段分离体·mRA＝（4.04×2.4＋0.105×3.62/2－4.444）/3.6＝1.648tRB〃＝（4.04×1.2＋0.105×3.62/2＋4.444）/3.6＝2.77t校核：荷载＝4.04＋0.105×3.6＝4.418t反力＝1.648＋2.77＝4.418t8说明计算无误。MD＝1.648×1.2＋0.105×1.22/2＝2.053t·mii/∑i固端弯矩.42×3.6/2×＝分配系数E图在E图中取BC段分离体.·mRB′＝（10.42×2＋3.34）/3.6＝6.717tRC′＝（10.42×1.6－3.34）/3.6＝3.703t校核：荷载10.42t反力：6.717＋3.703＝10.42t说明计算无误。ME＝2.0×RC′＝2.0×3.703＝7.406t·m9在E图中取AB段分离体RA＝RB〃＝3.34/3.6＝0.928t·mM图Q图··现将D和E计算简图的M图及Q图叠加，可得到M图Q图····从叠加的M图、Q图中不难得出：Mmax＝14.77t·mQmax＝14.18tRmax＝17.88t3、联结梁的强度验算10σ＝WMmax＝14.77×105/（2×692.5）＝1066kg/cm2＜【σ】＝1400kg/cm2（安全）τ＝ISQmax＝95.01108025.4001018.143＝269.8kg/cm2＜【τ】＝850kg/cm2（安全）4、联结梁与钢管桩的承压验算验算联结梁与钢管桩承压面积A＝2×2bδk式中b为Ⅰ32a的宽度为13cmδ为钢管桩的壁厚0.8cmk为烧割的钢管桩与联结梁底不能完全接触的折减系数，拟定为0.5A＝2×13×0.8×0.5＝10.2cm2σ＝Qmax/A=14.18×103/10.2＝1390kg/cm2＜【σ】＝1400kg/cm2（安全）5、联结梁作为1＃块支架梁的强度验算（1）受力分析在此工况中，墩身已出水建成，联系梁所受的荷载是浇筑1＃块时包括模板支架在钢管桩上的支点反力。（0＃块及其模板的重量已全部由墩身及贝雷梁传给承台）根据1＃块的截面尺寸不难求出，重心位置距0#块边线1.815m。11联系梁反力墩身双层贝雷钢管桩联接梁2I32a钢管桩?602.6m2.65m（2）荷载分析面板体积A1＝3.5×265.02.0×2=2.975㎡A2＝（13.65－7.0）×0.28＝1.862㎡A3＝1.5×0.4＝0.6㎡A4＝（0.7＋0.7）×0.65＝0.91㎡12V＝∑Ai×3.7＝（2.975＋1.862＋0.6＋0.91）×3.7＝23.484m3底板体积V1＝A1×3.7＝6.65×0.664×3.7＝16.338m3V2＝(0.77－0.664)/2×3.7×6.65＝1.304m3V3＝0.155×0.7/2×6.65＝0.361m3V4＝0.4×0.3×3.7＝0.444m3V＝∑Vi＝16.338＋1.304＋0.361＋0.444＝18.447m3腹板体积V＝54.13－23.484－18.447＝12.199m3面板所占比重23.484/54.13＝43.4％假设平均分布在13.0m范围底板所占比重18.447/54.13＝34.1％假设平均分布在7.2m范围腹板所占比重12.199/54.13＝22.5％假设作为集中力作用在离中心2.95mG＝140.7＋7.3＝148t模板与支架估重为7.3t∴q1＝148×38.3％×43.4%÷13＝1.89t/mq2=148×38.3％×34.1%÷7.2＝2.68t/mP=148×38.3％×22.5%÷2＝6.38≈6.5t13（3）计算简图∑ii/∑i固端弯矩M图Q图····用变形对称原理将四跨连续梁作简化处理AB跨β＝b/c＝2.9/3.6＝0.806MB＝qb2（2－β）2/8=1.89×2.92×(2－0.806)2/8＝2.83t·mBC跨14－MB′＝＋MX′＝242ql＝246.357.42＝2.468t·m－MB〃＝22lPab＝226.395.265.05.6＝2.837t·m－MC〃＝22lbPa＝226.395.265.05.6＝0.625t·m－MB=2.468＋2.837＝5.305t·mMC＝2.468＋0.625＝3.093t·m（4）内力计算取AB梁为分离体·RA＝（1.89×2.92/2－3.892）/3.6＝1.127tRB′＝【3.892＋1.89×2.9×（3.6－2.9）】/3.6＝4.354t当x＝0.7m时Mx＝1.127×0.7＝0.789t·m取BC梁为分离体·RB〃＝6.32/6.357.48.3892.395.25.62＝13.58t15RC′＝6.32/6.357.4892.38.365.05.62＝9.374t当x＝0.65m时Mx＝13.58×0.65－3.892－4.57×0.652/2=3.97t·m计算校核∑荷载＝1.89×2.9＋4.57×3.6＋6.5＝28.433t∑反力＝1.127＋4.354＋13.58＋9.374＝28.435t说明计算无误从M图和Q图中不难看出Mmax＝3.97t·mQmax＝13.58tRmax＝2×9.37＝18.74t（4）强度验算σ＝Mmax/W＝3.97×105/2×692.5＝286.6Kg/cm2＜【σw】τ＝Qmax·S/I·δ＝13.58×103×400.5/（2×11080×0.95）＝258Kg/cm2＜【τ】综上可见，本工况对联结梁的强度不控制且富余量较大,可以考虑将河心侧的联系梁用2I25a来代替2I32a。六、钢管桩设计钢管桩可以用σ＝8mm钢板，卷焊接成Φ60cm钢管桩。每米重118.4Kg,考虑焊接接缝及评接钢板重，故按120Kg/m计算。根据平台钢管桩所处位置及受力大小，可以分与前排的（近河心侧）和中排的钢管桩分别设计计算。后排的（近岸边侧）可参考中排的实施。161、前排的钢管桩单桩最大反力：=（1）本钻桩及浇筑工况中：1）恒载作用下面层作用在贝雷梁上的线荷载q1＝142.0×4.0＝568Kg/m贝雷q2=200Kg/m贝雷在近河侧联系梁的恒载反力P1=(200+568)×10.5/2=4.04T2）混凝土罐车荷载：两后轴径于平台中央，视面板的横梁为简支（编于安全）将力传给左右两排贝雷，再由贝雷传给联结梁上P2:P2＝6.0T3)钻机荷载：钻机估重12T.17作用在平台边沿，估计转给联系梁10T。P3=10/2=5TP=P1+P2+P3=4.04+6+5=15.04T4)桩项反力R的求算。查路《桥施工计算手册》表2-52232laLPaR代入公式：226.36.136.326.104.15R＝9.37TR=2R′=29.37=18.74T2）在1＃块支架基础工况中：从侧面的计算中得知Rmax=18.74T经比较，以R＝18.74T作为单桩最大反力。（3）钢管桩入土深度计算设计图地质描述中，▽16.0m上均与亚粘土。极限磨阻力平均取τ=30KPa钢管桩容许承载力【P】＝21×ULτi式中：U为钢管桩周长U＝π×0.6＝1.885m56.174.180.3885.121lP∴l入土＝20.3×2/（3×1.885）＝7.18m取7.0m2、中排的钢管桩单桩的最大反力（1）在钻桩及浇筑工况中：181）恒载作用下贝雷在中排联系梁上的恒载反力P1＝（200+568）×（10.5+4.3）/2＝5.68T2）混凝土罐车荷载罐车后轮走在中排桩顶时，最与不利。为简化计算，设贝雷梁为简支梁。则得：R=12+12(10.5-1.4)/10.5＋6(4.3-4.0)/4.3=22.82TP2=R/2=22.82/2=11.41T3)钻机荷载面板贝雷桩作用在平台中部，估算传给中排联系梁6.0TP3＝6/2＝3.0TP=5.92+11.41+3.0