钢便桥施工方案的设计.docx

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钢便桥施工方案的设计

钢便桥施工方案的设计

柯泽展

（福建省第一公路工程公司福建泉州362000）

　　【摘要】本项目钢便桥采用纵向便桥和横向码头式便桥相结合的方法。

通过对地质情况、地形地貌和桥梁走向的具体分析，结合桥梁结构的特点，考虑最大限度的降低成本，确保钢便桥使用过程中的安全性和稳定性。

　　【关键词】钢便桥；平面布置；结构计算；施工要点

　　TheDesignOfSteelBridge'sConstructionProgram

　　KeZe-zhan

　　（FujianProvinceNo.1highwayengineeringcompanyQuanzhouFujian362000）

　　【Abstract】Theprojectofsteelbridgesusingverticalandhorizontaltemporarybridgepiertypebridgescombination.Throughthegeologicalconditions,topographyandbridgestothespecificanalysis,combiningthecharacteristicsofbridgestructures,Considerthemaximumtoreducecostsandensurethattheuseofsteelbridgesintheprocessofsecurityandstability.

　　【Keywords】Steelbridges;Layout;Structuralcalculation;Constructionofthemainpoints.

　　1.工程概况

　　1.1工程简介。

　　××大道三期工程，路线分左右两幅，右幅B1为半幅路，路基在江堤靠平地一侧；左幅B2为半幅桥，桥位在江堤靠惠安一侧，桥位落于洛阳江内。

半幅桥施工范围全长2053.400m，其中，桥梁工程范围B2K0+148～K1+987.383。

桥梁为钢筋混凝土连续刚架和预应力简支空心板结构结合的大桥，全长1839.383m，分25联，其中9联现浇，其余为简支空心板。

桥梁下部为单排柱式墩，一桩一柱，每排桥墩布置3根1200mm钻孔灌注桩。

　　1.2地质、地形。

　　由于洛阳江下游建有洛阳江桥闸，闸前正常蓄水位2.82m，50年一遇洪水位3.97m。

受下游水闸的控制，施工区域水位接近于静止状态，涨落朝时水位变幅较小，观测潮差约为0.5m，汛期时潮差约为1.0～1.5m。

　　根据《工程地质勘察报告》的钻探资料可知，洛阳江河床下基本为0.50m淤泥层、2.0m左右的粉质粘土和6.2m以上的中粗砂层。

　　2.便桥方案

　　2.1拟定方案

　　2.1.1平面布置形式。

　　结合桥梁的平面布置形式和工程现场的地形、地貌，以保证避免破坏江堤为前提条件，考虑到现浇段桥梁施工工期较长，施工内容复杂的特点，本项目的便桥考虑采用沿路线纵向在桥位右侧分段搭设纵向通道，在每墩位置横向搭设操作平台，并通过横向码头式便桥与纵向通道相连接的方式。

　　具体平面布置形式见“图1”

　　结合桥梁现浇施工方案，在两个半幅桥现浇段首先搭设纵向钢便桥，在每排墩台位置搭设操作平台，从纵向便桥延伸码头式便桥与操作平台相联。

在便桥两端分别设置便桥进出口，进出口处跨过江堤，进入半幅路路基0.50m，保证施工车辆不在防洪堤上通行的要求。

在完成现浇段桥梁施工后，拆除现浇段钢便桥搭设预制简支段便桥。

　　根据结构计算的钢管桩入土深度和受力要求，钢便桥搭设采用25T吊车，搭配激振力75KN的振动锤插打钢管桩。

钢便桥从现浇段桥梁的起点开始搭设。

　　2.1.2结构形式确定。

　　为了保证便桥施工的安全和进度，特别考虑拆除便桥时的施工安全，钢便桥按照汽－20进行荷载验算。

便桥结构根据计算确定，便桥中心线与桥轴线保持平行，便桥与桥梁按照净宽0.50m控制。

便桥横向打设2根325mm钢管桩，钢管横向间距2.5m；上铺二根I32b“工”字钢作为横梁；纵向间距以6.0m为一跨，钢管横向、纵向均设置剪力撑；横梁上纵向铺10根I32b“工”字钢作为纵梁；纵梁上面用20槽钢按净距5.0cm横向满铺作为桥面板。

　　2.1.2.1桥面板计算。

　　取单片［20槽钢为研究对象当活载移动到如“图2”的位置时产生最不利荷载。

（1）以“图2”中的A-D作为研究对象，通过力法求得支座反力：

　　RA=RD=1KN；

　　RB=RC=29KN；

　　Mmax=1.92KN•m；

　　作弯矩图如“图3”：

（2）以“图2”中的A'-C'作为研究对象，通过力法求得支座反力：

　　RA’=RC’=11.1KN；

　　RB’=37.8KN；

　　Mmax=1.72KN•m；

　　作弯矩图如“图4”：

　　［20槽钢的截面系数W=25.9cm3，

　　σ=Mmax/W=1.92×103/（25.9×10-6）=74MPa＜［σ］=145MPa

　　桥面板由［20槽钢符合要求。

　　2.1.2.2纵梁计算。

　　由“图2”可得B'位置的工字钢（I32b）受力最大，因此，取B'位置作为研究对象，

（1）集中荷载的弯矩。

　　当以汽-20荷载行驶至“图5”位置时，产生最不利荷载。

集中荷载产生的弯矩如“图6”所示：

　　通过力法求得弯矩MPmax=69.72KN•m

（2）均布荷载的弯矩

　　桥面板自重=25.777×4.5×（6÷0.25）×10÷1000=27.8KN

　　施工荷载=2.5KN/m2×6×6=90KN

　　全桥共设有10排I32b纵梁，

　　则均布荷载q=（27.8+90）KN/10/6m=1.96KN/m

　　MQmax=1/8×1.96×62=8.82KN•m

　　I32b的截面系数W=726cm3，

　　σ=Mmax/W=（69.72+8.82）×103/（726×10-6）=108.2MPa＜［σ］=145MPa

　　纵梁由10根I32b组成符合要求。

　　2.1.2.3横梁计算。

　　在汽-20活载作用下，支座反力影响线如“图7”：

　　支座反力=30×0.1+60×0.767+60×1

　　=109.02KN

　　桥面板自重=25.777×4.5×（6÷0.25）×10÷1000=27.8KN

　　I32b纵梁自重=57.741×6×10×10÷1000=34.6KN

　　施工荷载=2.5KN/m2×6×6=90KN

　　自重作用10排I32b纵梁，2排横梁上

　　横梁P=RB+（27.8+34.6+90）÷10÷2

　　=116.64KN

　　横梁受力如“图8”所示。

　　A-B段的弯矩图如下“图9”。

　　通过力法求得Mmax=40.82KN•m

　　I32b的截面系数W=726cm3，

　　σ=Mmax/W=40.82×103/（726×2×10-6）=28.1MPa＜［σ］=145MPa

　　横梁由2I32b组成符合要求。

　　2.1.2.4钢管受力计算

（1）单桩承载力计算

　　桥面板自重=25.777×4.5×（6÷0.25）×10÷1000=27.8KN

　　I32b纵梁自重=57.741×6×10×10÷1000

　　=34.6KN

　　2I32b横梁自重=57.741×4.5×2×10÷1000

　　=5.2KN

　　施工荷载=2.5KN/m2×6×6=90KN

　　自重作用2根管桩上，每根管桩的受力

　　P1=（27.8+34.6+5.2+90）÷2=78.8KN

　　活载汽-20作用下，管桩的受力：

P2=116.64KN

　　单根管桩最大受力：

Pmax=116.64+78.8=195.44KN

　　根据《工程地质勘察报告》的钻探资料可知

　　淤泥：

0.5m，

　　粉质粘土：

2.0m，极限摩阻力20～35KPa，取20KPa，

　　中砂：

4.2m，取3.5m，极限摩阻力40～60KPa，取40KPa，

　　桩尖极限承载力3500～6000KPa，取3500KPa。

　　［P］=U∑liτi+AσR

　　=3.14×0.325×（20×2.0+40×3.5）+3500×π（0.3252-0.312）/4=211.5KN＞Pmax＝195.44KN

　　管桩的承载力符合要求。

（2）立杆受力计算。

　　最大水深5m，立杆自由度按9m计算。

　　钢管的回转半径：

i=［（3252+3092）/4］1/2=112.1mm

　　立杆长细比：

λ=L/i=9000/112.1=80.3λ＞80

　　纵向弯曲系数：

φ=3000/λ2=0.465

　　立杆截面积：

A=π（3252-3092）/4=7963.04mm2

　　［N］=φ×A×［σ］=0.465×7963.04×215÷1000=796.1KN＞Pmax

　　立杆受力满足要求。

　　3.施工注意事项

　　本方案在实施过程中，施工很顺利，现场实测各数据与理论计算结果比较吻合。

施工时需要特别注意水上作业的安全防护，并制定相应的安全应急预案，将安全隐患消除在萌芽状态，确保工程安全、顺利开展。

　　3.1安全防护措施。

　　认真实施标准化作业，严格按安全操作规程进行施工，严肃劳动纪律，杜绝违章指挥与违章操作，保证防护设施的投入，使安全生产建立在管理科学、技术先进、防护可靠的基础上。

推行安全标准化工地建设，抓好现场管理，搞好文明施工。

确保施工现场紧张有序，施工工序有条不紊。

　　3.2安全应急预案。

　　在预防为主的前提下，遵循安全第一的原则，优先保护人的生命安全。

贯彻统一指挥、分工负责。

面对可能发生的重特大安全事故，及时采取抢救措施，高效、有序地组织开展各类安全生产事故的抢救工作，最大限度地减少人伤亡和财产损失。

　　4.结语

　　本工程采用理论计算方法，进行了钢便桥的设计和施工控制，效果比较理想，根据受力情况和施工设计图，采用了简洁的钢便桥结构。

采用较大吨位的汽车吊和振动锤插打钢管桩的施工方案是比较合理的，也增大了便桥在施工过程中的安全保证。

本方案在最大限度的降低便桥对洛阳江堤坝的破坏外，还节省工程的总造价。

　　参考文献

　　［1］杨文渊.桥梁施工工程师手册.人民交通出版社，2001.

　　［2］张俊义.桥梁施工常用数据手册.人民交通出版社，2005.

　　［3］周永兴，何兆益，皱毅松.路桥施工计算手册.人民交通出版社，2001.