120m栈桥36m2施工平台施工方案doc.docx
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120m栈桥36m2施工平台施工方案doc
G206改建工程跨杭埠河
9*120m栈桥及9*36m平台施工方案
***工程有限公司
2016年9月
目录
一、工程概况.................................................................3
二、编制依据.................................................................3
三、主要技术指标.............................................................3
四、计算内容.................................................................4
五、贝雷梁几何特性及桁架容许内力.............................................4
1、贝雷片截面特性...........................................................4
2、贝雷梁桥几何特征.........................................................4
3、桁架容许内力表...........................................................5
六、施工栈桥（平台）计算.........................................................5
1、设计荷载.................................................................5
1.1.12m³罐车、50t履带吊..................................................5
1.2、贝雷片自重...........................................................6
1.3、桥面板...............................................................6
1.4、冲击荷载.............................................................6
1.5、风荷载...............................................................6
1.6、水流阻力.............................................................7
2、桥面钢板计算.............................................................7
3、纵向分配梁（I12.6）计算.................................................7
4、N2横向分配梁（I25a）计算..................................................................................................8
5、贝雷主梁计算...........................................................................................................................9
6、桩顶横梁N3（II36a）计算........................................................................................................11
7、钢管桩计算..............................................................................................................................12
七、栈桥施工及平台结论............................................................................................................16
八、栈桥使用及维护16
九、施工安全保证措施...17
一、工程概况
为满足项目工地主桥顺利施工，拟在新桥旁架设上承式单层横向8排120m连续贝雷梁桥,跨径布置3*（3m+9m+9m）+3m+9m+3m+2*（9m+9m+3m）。
便桥和平台设计净宽均为9m，桥面板采用12mm厚Q235热轧钢板，下铺横桥向间距30cmI12.6工字钢做纵向分配梁；横向分配梁为I25a工字钢，顺桥向间距1.5m；设计荷载为50t履带吊起吊20t物资以及12m³（总重45t）的砼罐车。
桥墩为直径63cm×δ10mm钢管桩，每排3根，每隔一跨设置双排制动桩，桩帽为I36a双拼工字钢。
主梁之间加设90*118cm标准支撑架及剪刀撑，管支撑自由高度设剪刀撑以加强整体稳定性，2个施工平台断面与便桥一致，平面尺寸9m*36m，管支撑插打和主梁架设使用35t轮式起重机或50t履带吊采用‘钓鱼法’施工。
2、编制依据
1、《钢结构设计规范》
2、《公路桥涵设计通用规范》
3、《装配式公路钢桥多用途使用手册》
4、《建筑施工临时支撑结构技术规范》
5、《公路工程地质勘察规范》
6、杭埠河河道地质资料、地形实际情况
三、主要技术标准
1、栈桥用途：
满足大桥主桥的施工需要，使用期为该工程结束。
施工主要荷载如下：
a．50t履带吊在桥面行走及起吊20t重物；
b．满足总重混凝土罐车12m³（450KN）行使；
c．施工人员的通行（不单独设置人行道）；
d．施工物资运输车辆；
e．临时电力线路、水管；
f．其它临时荷载；
2、设计单跨标准跨径9m；
3、设桥面标高：
±0.00m，钢管桩顶：
-2.25m
4、设计风速：
V=14m/s（风速，风力6级）
5、设计行车速度：
10km/h
6、便桥平面位置距钢板桩围堰位置1.5米，确保不妨碍钻孔桩、拉森桩围堰及承台施工，能够满足整个施工期间的要求。
7、施工平台配水上救生圈，以备应急之用；配一定的照明设施，以满足夜间加班之用。
8、贝雷梁：
材质为16Mn，销轴为30CrMnSi，桥面板、连接花架、横纵梁工钢、钢管桩材质均为Q235a;
9、材料许用应力：
Q235a：
[σ]=145MPa；[τ]=85MPa
临时结构有1.3[σ]＝145×1.3＝188.5Mpa,1.3[τ]=110Mpa
16Mn钢：
[σ]=210MPa；[τ]=160MPa（参照装配式公路钢桥手册）
临时结构有1.3[σ]＝210×1.3＝273Mpa,1.3[τ]=208Mpa
钢销30CrMnTi:
[σ]=1105MPa；[τ]=585MPa（参照装配式公路钢桥手册）
四、计算内容
桥面板、贝雷桁架、分配梁、钢管桩。
五、贝雷梁几何特性及桁架容许内力
5.1、贝雷片截面特性
杆件名
材料
桥断面型式
横断面积（cm2）
理论容许承载力（kN）
弦杆
16Mn
][10
2×12.7
560
竖杆
16Mn
I8
9.52
210
斜杆
16Mn
I8
9.52
171.5
5.2、贝雷梁桥几何特征
结构构造
W（cm3）
I（cm4）
单排单层
不加强
3578.5
250497.2
加强
7699.1
577434.4
双排单层
不加强
7157.1
500994.4
加强
15398.3
1154868.8
三排单层
不加强
10735.6
751491.6
加强
23097.4
1732303.2
注：
表中数值为半边桥之值，全桥时应乘以2
5.3、桁架容许内力表
桥型
不加强桥梁
加强桥梁
容许内力
单排
双排
三排
单排
双排
三排
单层
单层
单层
单层
单层
单层
弯矩（kN·m）
788.2
1576.4
2246.4
1687.5
3375
4809.4
剪力（kN）
245.2
490.5
698.9
245.2
490.5
698.9
6、施工栈桥计算
1、设计荷载
便桥、平台平面图
栈桥立面图
栈桥（平台）断面图
1.1、设计荷载：
①45t砼车；
②50t履带吊:
自重50t+吊重20t；
③施工荷载及人群荷载忽略；
考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距不小于9米，即一跨内最多只布置一辆重车。
1.2、贝雷片自重
单片贝雷梁自重2.7kN,8排均布荷载q1=7.2KN/m,90花架均布荷载q2=0.6KN/m。
1.3、桥面板:
N1纵向分配梁顺桥向均布荷载q3=31*0.142=4.4KN/m
N2横向分配梁顺桥向均布荷载q4=5*0.381*9/3=5.715KN/m
1.4、汽车冲击荷载
冲击系数：
μ=15/（37.5+L）=15/（37.5+9）=0.32,取0.4倍动力系数。
1.5、风荷载
横向风压计算：
W＝K1K2K3K4W0，式中W0=V2/1600=0.12
V=14m/s（风速，风力6级）V=40m/s（风速，风力12级）
W0=0.12（kN/m2基本风压，6级风）K1=1.0（设计风速频率转换系数）
K2=1.3（风载体形系数，桁架）K3=1.0（风压高度变化系数）
K4=1.0（地形、地理条件系数）
W=K1K2K3K4W0=1.0×1.3×1.0×1.0×0.12=0.16kN/m2（6级风）
作用在单跨桁架上的横向风荷载：
迎风面积S=9m×1.7m×0.4=6.12m2（桁架受风荷载面积系数0.4）
即作用于桁架的风荷载F=W·S=1KN，因贝雷梁为隔构式，忽略水平风荷载对主梁的作用力。
1.6、水流阻力
设计贝雷梁下缘超最高洪水位，水流漂浮物对主梁的冲击力忽略不计。
2、桥面钢板计算
当荷载为45t砼车单边车轮作用在桥面钢板，按集中力计
Mmax=1.4*175KN/2×0.32/8=1.4KN.m
钢板横向有效宽度0.3m
W=bh2/6=1×0.012/6=1.67×104mm3
σ=M/W=1.4×106/1.67×104=83.8MPa<[σ]=188.5Mpa钢板强度满足要求。
3、N1纵向分配梁（工12.6）计算
3.1，45t罐车荷载分析
单边2个轮载87.5KN，接地面积0.2*0.6m,按最不利情况行驶在跨中位置，由3根0.75m纵向分配梁承载,每根纵梁所受荷载1.4*87.5/3=41KN
3.2、内力及强度计算：
Mmax=41*0.75/4=7.7KN.m
A=40cm2Wy-y=77cm3
σ=Mmax/W=99.4＜[σ]=188.5Mpa；压弯应力符合!
Qmax=F=87.5KN
τ=QmaxS/It=87.5KN/10.8cm*0.84cm=96MPa<[τ]=110MPa支剪应力符合！
刚度分析：
f=Fl3/48EI=0.8mm3.3、50t履带吊吊重20t荷载分析
单边履带荷载350KN
均布荷载q=1.4*350KN/5.72m=86KN/m
履带宽度0.55m,按2根纵向分配梁承载
单根工钢均布荷载43KN/m，求得Mmax=ql2/8=3KN.m<45t罐车轮压弯矩7.7KN.m
故N1纵向分配梁满足履带吊荷载要求！
4、N2横向分配梁（工25a）计算
N2分配梁最大跨径取贝类主梁间距1.5m
4.1、40t砼车荷载分析：
取横向1.5m跨度横向分配梁N2所受荷载为：
轮压+N1自重+钢板自重
钢板荷载：
0.75*1.5*0.785/2=0.44KN
N1荷载：
0.142*0.75*5/2=0.27KN
车轮荷载：
175/2=87.5KN
均折算为集中力
Mmax=1.4*（87.5+0.44+0.27）*1.5/4=46.3kN.m
σ=Mmax/W=46.3*1000/402=115Mpa＜[σ]=188.5Mpa；压弯应力符合!
Qmax=F=87.5+0.27+0.44=88.21KN
τ=QmaxS/It=1.4*（87.5+0.27+0.44）*1000N/216mm*1.3mm
=43.96MPa<[τ]=110MPa剪应力符合！
刚度分析：
f=Ql3/48EI=0.6mm4.2、50t履带吊起吊20t分析：
履带接地宽0.55m，长5.72m,折算7根N2分配梁承载，总重700KN作用时考虑每个履带支点承受1/2荷载，即350KN。
每根N2分配梁按集中受力：
Mmax2=1.4*350*1.5/4*7=26.25kN.m<罐车作用下的弯矩46.3KN.m
Qmax2=1.4*350/7*2=35kN<罐车作用下的剪力88.21KN
综上，N2横向分配梁满足履带吊满载以及重载罐车的荷载要求！
5、贝雷主梁计算
5.1、主梁受力分析：
5.1.1汽车荷载:
P1=140KN
P2=245KNP3=245KN
5.1.2履带吊荷载：
Σq=171.3KN/m
5.1.3主梁恒载：
贝雷梁q1=7.2KN/m，
花架q2=1.1KN/m，
桥面钢板q3=4.7KN/m，
N1纵向分配梁q4=2.98KN/m，
N2横向分配梁q5=3.81KN/m
Σq=1.2*（q1+q2+q3+q4+q5）=23.84KN/m
5.2、荷载组合：
工况1：
跨中动载+主梁恒载
工况2：
跨支点动载+主梁恒载
（因汽车与履带吊不在同一跨同时作业，忽略汽车履带吊组合荷载，同时履带吊起吊堆放材料也在多跨进行）
5.3.1、工况1：
汽车跨中作用下的主梁内力
5.3.2、工况1：
履带吊吊重跨中作用下的主梁内力
Mmax=1745.4KN.m<0.8*8[M]=5044.48KN.m最大弯矩符合！
0.8为8排不均衡系数
5.3.3、工况2：
汽车支点处主梁内力
5.3.4、工况2：
履带吊吊重支点处主梁内力
Qmax=775.7KN<0.8*8[Q]=1569.3KN.m支点最大剪力符合！
0.8为8排不均衡系数
5.4、主梁刚度计算：
5.4.1，主梁弹性变形：
恒载作用下的弹性变形：
f1=5Σql^4/384EI=5*23.84*94/8*384*2.05*250497.2=0.02cm
汽车作用下的弹性变形,取后两轴跨中集中力
f2＝（ΣPl3）/（48EI）=（490*7293）/（48*2.05*8*250497.2）＝1.4cm
履带吊作用下的弹性变形：
f3=qbl2（8-4b2/l2+b3/l3）/384EI=171.3*5.72m*81*（8-4*5.722/81+5.723/93）/384*2.05*250497.2*8=0.3cm
5.4.2，销接非弹性变形：
f3=0.5*0.152*（n2-1）=0.5*0.152*（32-1）=0.608cm
n为跨度方向贝雷架数量n=9m/3m=3
Δfmax=f1+f2+f3=0.02+1.4+0.608=2.028cm6、桩顶横梁N3（II36a）计算
6.1、N3荷载分析
由主梁最大支剪力Qmax=775.7KN
作用在双拼横梁上有8个单排贝雷梁，折算每个节点集中力：
775.7/8=96.9KN
而N3横梁由底部3根钢管支撑承载。
6.2、N3应力分析（单根模型）
弯应力：
σmax=156.7/2=78.35MPa<[σ]=188.5MPa弯应力符合！
剪应力：
τmax=67.2/2=33.6MPa<[τ]=110MPa支剪应力符合！
7、钢管桩计算
7.1、便桥地质情况：
便桥桩基位于FZK1~FZK4之间
Ф630×10mm钢管，截面特性：
规格
比重
截面积
惯性矩
回转半径
截面矩
周长
（mm）
（kg/m）
A（cm2）
I（cm4）
i（cm）
W（cm3）
C（cm）
Ф630×10
153
195
93616
21.9
5943.8
197.82
7.2、钢管桩强度及稳定性
不考虑各跨制动墩作用，均按单排3根桩计，
单桩荷载：
P=775.7/3+N3自重/3=259+3.6=262.2KN
钢管桩截面积：
A=19500mm2
钢管桩计算长度：
根据1~19#钢管桩地质,不考虑桩顶剪刀撑的约束作用，自由高度取最大值为11#桩,l=14.82m；
i=√（I/A）=21.9cm
长细比：
λ=ul/i=0.93×1482/21.9=62.9
轴心受压构件稳定系数
λ62=0.875λ63=0.871，利用线性内插求得
λ62.9=0.8714
σmax=Nmax/φA=262200/0.8714×19500=15.4MPa<[σ]=188.5MPa管桩最大荷载作用下的强度及压稳定性符合！
7.3、钢管桩容许承载力
钢管桩单桩容许承载力：
[P]=（λsUΣτili+λpAσR）/2
敞口桩侧阻挤土效应系数λs
钢管桩内径
<600
700
800
900
1000
λs
1
0.93
0.87
0.82
0.77
λs，侧阻挤土效应系数：
0.951
λp，桩底端闭塞效应系数：
0.8λs=0.76
7.4、钢管桩入土深度计算
地质层代码
地质层名称
1#~19#桩所在地质层厚
桩侧极限摩阻力τi（kPa）
桩端极限承载力
σR（kPa）
1
素填土
3.4m-3.4m-3.4m-0m-0m-0m-0m-0m-0m-0m-0m-0m-0m-0m-0m-0m-0m-0m-0m
0
150
2
1类粉质粘土
4.9m-5.05m-5.4m-3.14m-1.8m-0-0-0-0-0-0-0-0-0-1.45m-1.22m-1.87m-2.52m-2.74m
45
180
3
中砂
2.7m-2.67m-2.61m-2.55m-2.53m-1.85m-0-0-0-0-0-0-0-1.15m-2.11m-2.39m-3.24m-4.08m-4.36m
50
200
4
1类圆砾石
8.4m-8.3m-8.07m-7.83m-7.75m-7.52m-5.92m-5.66m-4.87m-4.07m-3.82m-4.9m-5.57m-6.43m-6.9m-7.02m-7.21m-7.42m-7.48m
100
320
5
2类粉质粘土
2.7m-2.68m-2.61m-2.54m-2.52m-2.45m-2.48m-2.6m-2.96m-3.31m-3.43m-3.79m-3.91m-4.26m-4.62m-4.69m-4.64m-4.58m-4.56m
50
200
6
2类圆砾石
17.4m-17.41m-17.46m-17.5m-17.52m-17.56m-17.5m-17.36m-16.92m-16.49m-16.35m-15.91m-15.77m-15.33m-14.9m-14.81m-14.88m-14.95m-14.98m
150
400
7
强风化泥质砂岩
按以往便桥施工经验桩尖达不到该地质层，可忽略。
100
400
红色为每根桩承载力，黄色为相应持力层深度，绿色为打入持力层总深度。
根据计算结果：
最大打入持力层深为1~3#桩，其次是17~19#,因为在两端堤坝处，覆盖层较厚为粉质粘土；但跨中部分管支撑，特别是7#~13#，第一作用下的持力层为圆砾石，计算深度2.78m就可以，为保险起见，打入深度尽量超过4m,如偶遇地质不均，管桩在振动锤作用下难以下沉，必须设置双排桩形成框架结构以增强桩整体稳定，且在桩顶之间加设剪刀撑，将自由端约束成固定端。
偶遇实际地质与设计打入深度偏差较大，以90KW振动锤锤击的贯入度3cm/min作为终值控制指标。
7.5、主桥各节点标高：
设桥面钢板标高为±0.00m
护栏顶标高：
+1.2m
桩双拼横梁顶（N3）标高：
-1.89m
桩顶标高：
-2.25m
各桩长及桩底标高详见计算表格。
七、栈桥结论：
通过对施工栈桥各结构的验算，确定如下结论：
（1）栈桥各部分结构受力均满足要求。
（2）栈桥钢管桩到达计算深度能满足上部承载力的要求。
（3）栈桥整体稳定性满足要求。
八、施工栈桥使用及维护
（1）栈桥的使用
①本栈桥设计允许使用年限2年，为保证便桥安全，应限制重载汽车上桥，桥头设置限载警示牌及减速带，限载45t，同时修整便道使其与桥面形成平坡。
②便桥两侧设置限速牌（限速10Km/h），严禁车速度过快造成不安全因素。
③全桥需专人看护，每1个月检查结构件焊点、螺栓、是否正常，梁身是否倾斜，确保安全。
（2）栈桥观测、维护
因栈桥使用时间较长，必须安排专人定期对全桥观测、记录，具体措施如下：
A、前期每周对全桥进行测量观测，对全桥基础沉降、偏位进行检查记录，待便桥稳定后每月测量一次。
B、保证每月对全桥拼装点、焊点焊缝及各型材检查一次，特别是检查钢销有无松动退出，各连接螺栓有无松动，焊点焊缝有无裂缝、脱焊、关键型材有无明显形变，发现以上情况应立即封闭交通，采取加固补强措施。
（3）便道安全
安排专人巡查，发现隐患及时进行整改；夜间通行设道路指示灯，便道沿线设置明显的限载、限速等警示标志；
九、安全保证措施
1.1、便桥危险源辨识及预防措施
序号
危险源名称
易发生危险部位及原因。
1
高空坠落、溺水
水上施工发生意外。
2
机械伤害
贝雷梁拼接、挖机操作失误。
1.2、施工现场危险源预防措施
危险源1：
高空坠落、溺水预防措施：
所有作业人员均配备安全帽、防滑胶鞋、安全带等安全防护用品，保证施工人员人身安全。
贝雷梁周围设密目式安全网，以防人员行走坠落，防撞护栏上贴反光贴，桥头设夜间警示灯。
危险源2：
机械伤害预防措施：
起重工、架子工均应持证上岗，钢便桥如须夜间施工，应保证照明良好，道路平顺畅通、灯光保证亮度充足均匀及不闪烁，设置好运输线路安全信号标志，确保施工运输安全。
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