便桥方案.docx
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便桥方案
宁启复线电气化工程五分部
钢便桥工程施工方案
编写单位:
中铁十局宁启复线电化项目部五分部
编写人:
日期:
审核人:
日期:
批准人:
日期:
钢便桥施工方案
一、工程概况
1、基本概况
中铁十局宁启复线电化改造工程第五项目分部所负责施工范围为DK216+268-DK230+500段,主要工程量包括:
特大桥1座(大明河特大桥),全长2127.8m;大桥1座(如泰运河大桥);中桥11座(其中后张法T型简支梁4座,连续框构7座);新建及接长涵洞共计102座(平改立10处,便梁加固23处);如皋车站1座及本区段内的路基土石方工程约80万m3。
该范围内水运运输较发达,陆路交通主要为村间小道,宽度及承载难以满足施工生产需要。
2、便桥设置情况
根据施工现场需要及项目部统一规划:
我分部沿新建铁路线东侧修建一贯通施工便道,便道总长16km,其中本段范围内2条河阻断该施工便道修筑,需搭设钢便桥2座。
便桥参数如下:
搭设钢便桥
序号
里程
河流
钢便桥结构形式
长度
宽度
高度
荷载
通航要求
备注
1
DK224+800
五里港
9+18+9
36
4
/
50T
不通航
2
DK226+900
大明河
16+18+16
50
4
50T
通航
3、便桥结构
本段需搭设2座钢便桥:
①五里港中桥需搭设钢便桥长为36m,宽4m,为单车道,②大明河特大桥需搭设钢便桥长50m,宽4m,单车道;两处河床均为为砂土、粉砂土,便桥搭设及修筑需满足施工通行最大荷载(旋挖钻60t),基础采用钢管桩钢管φ325×5mm设4根两排,桩间设剪刀支撑连接,墩顶横梁采用28a型工字钢。
钢管上方设槽钢,安装分配纵梁。
考虑施工荷载较大,梁部采用加强的双排单层贝雷梁桁架。
上部采用3榀6片贝雷纵梁,贝雷纵梁按间距布置;分配横梁采用28a型工字钢,间距为1.5m;桥面系采用22a型槽钢(卧放),横断面布置13根。
栈桥设计荷载采用汽-20级车队和旋挖钻机(满载)。
汽车及钢筋运输车活载计算时采用荷载冲击系数1.15及偏载系数1.2。
钢管桩按摩擦桩设计。
根据现场调查及图纸资料,平均按河水深约为2-5m,河底淤泥厚度约0.5m,上述土层的摩擦力均按τ=25kn/m2取值。
4、地质水文条件
本标段DK216+268~DK230+500段地面高程一般4~6m,地层情况自上而下为:
第四系全新统冲海积的淤泥质粉质黏土,软塑~流塑状,层厚2.2~4.2m,属Ⅱ级普通土,σ0=80kpa,局部夹粉质黏土透镜体,厚1.5~3.1m,σ0=110kpa,表层硬壳层厚度为0.5~1.0m,其下为粉土(Q4al+m):
灰色,饱和、灰色,软塑,最大揭示厚度8.95m,属Ⅱ级普通土,σ0=110kpa。
沿线地表水较发育,地下水主要为孔隙潜水,弱承压水,稳定水位埋深一般1.5~2.5m,地表水和地下水对钢筋混凝土均无侵蚀性。
道路沿线多为水塘、苇塘,土质均为淤泥质粉性土,地基承载力差,给便道施工带来极大的不便。
二、施工方案
1、钢便桥
五里港河(铁路里程DK224+800)、大明河(铁路里程DK226+900)施工采取架设便桥通过。
主要施工工序流程:
四电及房屋拆迁→施工修筑便道→物资设备准备→震动锤施工钢管桩桩基→焊接横联→架设贝雷梁纵联→铺设小横梁→铺设桥面板→通行使用。
施工过程图片如下:
吊装横梁
桩头与与顶横梁的连接
搭设好的便桥
便桥通行面
三、工期计划安排
1、计划工期
计划开工日期为2010年4月5日,完工日期2010年4月30日,共计25天。
2、人员、材料、设备计划
①人员
工程负责人:
张德文 技术负责人:
王彬现场施工负责人:
芦建成 主管技术员:
苏李佳质检负责人:
杨志国 现场安全负责人:
龙立军作业人员:
60人
②材料
序号
名称
单位
数量
备注
1
砖渣或改良土
M3
1615
2
325钢管
m
1400
3
28a型工字钢
m
1560
4
贝雷梁
T
30
5
22a型槽钢
③机械设备
序号
机械设备名称
型号规格
数量
备注
1
挖掘机
PC200
2
2
装载机
ZL-50
2
3
装卸汽车
10
4
吊车
25t
1
5
震动锤
1
3、工期保证措施
(1)、成立由主管生产副经理为负责人,由施工经验丰富的人员担任生产调度员,加强施工现场的协调和指导。
(2)、项目经理定期召开生产会议,协调各队伍的生产关系,合理调配机械设备、物资和人力,及时解决施工中出现的问题。
(3)、物资准备及时
项目部技术主管提供备料计划,充足供应消耗料,提前准备周转料,物资部积极配合,保证物资供应及时,杜绝发生因缺少物资而影响工期。
(4)、劳力组织
在施工期间,合理分配人力资源。
安排足够的工人,在最短的时间内完成规定工作。
适当的增加工人数量,灵活机动分配人员。
四、安全、文明施工
1、施工安全防护措施
1)、机械开挖和填筑动土前,必须探明地下、地上光电缆、架空线、管道等具体位置,并掌握其径路、方向、深度(高度)和数量,影响施工的,在设备主管单位配合安全拆迁后,并在项目部主管人员,施工负责人和安全人员到场确认没有安全隐患后方可施工。
2)、所有机械操作人员必须参加岗前营业线施工安全培训,并考试合格后持双证(上岗证和特种作业操作证)上岗。
必须穿着整齐,脚穿防滑胶鞋,指挥人员必须穿工装(临近营业线时,必须穿黄色防护服),带好安全帽等劳保用品。
3)、严禁酒后上岗指挥和操作机械作业,严禁疲劳驾驶机械车,严禁施工人员在既有铁路上停留、观望,严禁闲杂人员进入施工现场。
4)、必须严格按照本种机械安全操作规程和安全技术规范操作机械,在水沟和鱼塘填筑时,机械与填筑倒土方向必须保持安全有效距离,运土车辆注意保持纵横车距,防止碰撞。
5)、必须严格按照项目分部施工技术交底和要求施工,碾坚压实,规范达标,严禁偷工减料,做好排水系统,不得随意更改施工方法。
6)、填筑用土必须征得土源所有权者同意,严禁开挖动用既有营业线路基土方来填筑新增复线和修筑便道。
7)、严格执行“一机一人”防护指挥制度,当机械需要进入既有营业铁路线30米范围内施工时,必须严格执行上海局、建指和施指的有关规定,在做好驻站防护,施工安全管理人员到场后方可开工动土,挖掘机和吊车进场施工时,严格执行路局[2009]409号、建管处[2009]260号文件规定和2009年局长一号令。
8)、严格机械保养维修制度,保持机械运转良好,消除安全隐患。
9)、与周围居民建立良好关系,施工中尽量减少对周围环境的污染和干扰。
不断强化全员环境意识,有效地营建绿色施工环境。
10)、在施工区设立安全文明生产警示牌,并做好安全防护设施的设立。
11)、待本工程结束后,将便桥、便涵及临时道路进行清除,使河道、地面等恢复原貌,同时对损坏的村镇道路等进行协商赔偿。
2、河道安全防护措施
在涉及到水中作业的通航两侧认真作好防护工作,采取的措施为:
1)、排架护墩之间在墩边挂红灯。
2)在墩柱20-80m外设置醒目标志牌。
3)、设专人监护,注意过往船舶的安全通过,并提醒过往船舶注意安全,决不允许任何船只通过我部桥墩时发生碰撞,拒绝事故发生。
4)设置桥梁净高提示牌、桥名牌、桥涵牌,桥航标。
5)在施工过程中确保航道船只的正常通行,采取两边施工中间合拢的方案,尽可能不影响航道通航和船只的通行。
为确保安全施工,在两侧的排架上安置红灯,在施工区挂禁行标志牌,安排专人现场值班维护。
6)河中的排架清除应彻底,不准把任何排架遗留在河中,
7)便桥拆除后,恢复原有地貌和绿化。
五、检算资料
1、钢便桥检算
钢桥结构形式采用下层式双排单层型,钢桥长度为16+18+16=50m,宽度为4.0m。
荷载为汽50T。
工程概况
要求:
1、主航道通行宽度为16m;
2、水面到桥底的净高为3.5m;
3、载荷50T;
4、下承式;
2)钢便桥受力计算
已知M=788.2KN.mM加=1687.5KN.m
Q=245.2KNQ加=245.2KN
q=27.7/3=9.24KN/m(双排单层加强型钢便桥每米的自重)
跨中弯矩最大:
Mmax=1/8.q.l²+1/4.G.k.l
=0.25×9.24×18²+0.125×500×1.2×18
=2098.44KN.m
4×788.2=3152.8KN.M>Mmax
弯矩满足要求.
承台和桥墩处的剪力最大:
Qmax=q.l/2+G
=9.24×18/2+500
=583.16KN.M
4×245.2>Qmax
剪力满足要求.
挠度分析:
自重引起的挠度
f1=5.q.l4/384.E.I=5×9.24×184/384×2.1×250497.2×4×10-3
=6㎜
活载引起的挠度
f2=P.L³/48.E.n=400×18³/48×2.1×250497.2×4×10-3×10
=2.31㎜
销子间隙引起的挠度
n=6l=0.159h=150
tgφ=2×6×0.159/150=0.01272
φ=0.72870
R=R=h(L-n△L)/2n△L=150(1800-6×0.159)/2×6×0.159
=141434.434
f3=(R+h)(1-cosθ/2)=2.86㎝
F=f1+f2+f3=3.691cm据以上所分析,得出结论选用双排单层型钢桥能够满足50T荷载通行。
3)、贝雷横梁分析:
已知,汽车总载荷为500kN,按最不利因素分析,假设汽车为三轴车,即每轴压力为167KN
单边轮压
F=F1=F2=167/2KN=83KN
当汽车行驶在桥面边缘时,此时横梁所承受弯矩最大。
横梁与钢便桥最内侧贝雷片的距离为4.2米,设定汽车的轮距为2.3米。
求支座点的最大支座反力:
RA=(AB+CB)×75/AB=(4.2+1.9)×67/4.2=97.31KN
MC=RA×AC-F2×AC
=97.31×2.3-67×2.3
=69.713kn.m
已知[σ]=297Mpa(Q345材质)
σ=69.713/508×103=137.23Mpa<[σ]
4)、桥面板分析:
已知汽车轮压为F=67KN
桥面板是由4根10#工字钢,横向间距为26.7㎝组成,上面槽钢。
当F在中心时,弯矩最大,单根工字钢
Mmax=1/8.G.k.l=0.125×67×1.2×1.5=15.075KN.M
δ=M/W=15.075/49×103=307.653Mpa>[δ]=200Mpa(Q235材质)
因汽车轮胎与桥面的最小接触面的宽度为30㎝,且4根工字钢是由槽钢将轮压分传递到其表面上受力,故
307.653/4=76.91<200Mpa,满足受力要求。
即通过以上计算分析,此钢便桥上部结构可以选用双排单层型贝雷片组合钢梁,结构为16+18+16跨度。
5)、桥墩和承台设计分析
1、已知q=9.24kN/m,G=400KN
桥墩所承受的最大支座反力为
R1=q×6/2+G+q×18/2
=9.24×6/2+400+9.24×18/2
=510.88KN
2、承台受力分析
R2=q.L/2+G=9.24×6/2+400=427.72kN
为保证便桥与承台接触的稳定性,承台在设计时必须保证顺拼长度大于1.5m,横向宽度大于6m,S=1.5×6=9㎡,便桥与承台之间通分配木梁将压力均匀传递到承台上,P=F/S=427.72/9=47.52kpa,故承台基础每平方所承受压力必须大于47.52kpa.
3、钢管桩分析:
单桩最大需承力R1=510.88KN,按最不利情况分析,当车辆作用在一根管桩时,此时,该管桩入土深度,根据《公路桥涵地基与基础设计规范》可知:
[P]=1/K(μΣai×li×τi+A×бR×λP)
U-周长μ=1.884m
K-安全系数,取K=1.7
Ai-明向系数,对于锤击沉桩,ai=1.0
τ-极限侧摩阻力
A-桩的截面积,A=0.283㎡
бR-桩尖承载力,бR=2300kpa
λP-开口桩桩尖承载力明向系数,取λP=0.696
[P]=1/K(μΣai×li×τi+A×бR×λP)
=(1.884×1.0×H×25+0.283×0.696×2300)/1.7≥510.88KN
=27.71H+266.49≥510.88KN
H≥8.82m
取桩的入土深度为泥面以下9m
6)、结论
通过以上公式计算,此钢便桥能够满足汽50t车辆通行。