（2）工字钢横梁计算
模式分析：
钢管立柱单排2根横向间距为4m，因此按二等跨连续梁验算,计算跨径L=4m,横梁承担8片纵梁传递来的荷载。
8个集中力按路桥施工计算手册进行验算，按照750KN车辆位于墩位时验算（考虑25%安全系数）+纵梁自重34KN+桥面横、纵梁自重98.5KN
P1=P/8=1103/8=137.88KN
Mmax=0.333P1L=0.333×137.88×2.5=114.78KN.m
Q=（1.333+1.333）P1=490.09KN
横梁采用2根30a工字钢
Ix=7114.14cm4，Wx=503.15cm3，Ix:
Sx=24.62cm3,Sx=288.96cm3,t=8.5mm
横梁强度验算
σ=Mmax/WO=153.04×106/（1006.3×103）=152.08MPa<1.3[σ]=188MPa
剪应力τ=QSx/（Ixt）=490.09×103×288.96×103/（14228.28×104×17.0）=58.55MPa<[τ]=110MPa符合要求。
挠度f=1.466P13/（100EI）=1.466×183.83×2.53/（100×2.0×105×2×7114.14）=1.4㎜
f=1.4mm<2500/400=6㎜符合要求。
八、钻孔平台受力计算
1、为了满足水中墩台施工，在桥墩处搭设施工平台，平台高于水面2m，净宽6米，长30米，用6排￠63㎝钢管桩排架，最大间距为5米，打入土中。
横梁采用2根I30a工字钢，纵梁采用6根I25a工字钢，桥面板结构采用14工字钢。
2、平台钢管桩承受竖向荷载及桩长计算
（1）钢管桩承受竖向荷载计算
每个钢管桩承受竖向荷载有自重、人群、材料荷载及施工机械荷载，分别计算如下：
结构自重P1=mg=30000㎏×10N/㎏=300KN
人群荷载：
3.5KN/m
材料、施工机械荷载：
钻机200KN、混凝土及导管300KN，钢筋笼400KN。
考虑实际施工作业，按照最大荷载组合布载，对最大跨进行计算。
P2=（200+300+400）KN÷6+3.5KN/m2×5=167.5KN
每根桩承受的竖向荷载为：
P=1.25×（P1/28+P2）=1.25×（300/20+167.5）=228.1KN
上式中安全系数1.25，浮力对结构受力影响不大,不予考虑。
（2）钢管桩沉入深度计算
桩入土深度L=2[P]/auτ
式中[P]桩容许承载力，钢管桩采用振动沉桩，a为振动桩对周围土层摩阻力影响系数，取a=1，u为桩周长，τ为桩周围土的极限摩阻力，根据地质情况取τ=50kPa.
故L=（2×228.1）/（1.0×3.14×0.63×50）=4.6m
实际沉入深度为不小于4.6米或座于基岩上。
3、平台钢管桩承载力稳定性检算
钢管外径D=63㎝，管壁厚8㎜；在该平台处最大水深10米，施工时钢管上斜撑和平撑焊到从台面以下8.0米，则计算时只对10米水深范围内钢管桩的弯曲应力进行计算。
风对钢管桩的冲击力远远小于水流的冲击力，不做验算,只按水流冲击力对钢管桩进行验算。
冲击力q=0.8A×ρυ2/2g
式中A为钢管桩阻水面积，A=2rh=0.63×10=6.3㎡其中r为桩的半径，h为计算水深，取10米。
ρ为水的容重，ρ=10KN/m3，q为流水对桩身的荷载，均按布荷载计算。
υ为水流速度，试验推测得，υ=2.0m/s，则有
q=0.8A×ρυ2/2g=0.8×6.3㎡×10KN/m3×2.02m/s÷（2×9.81m/s2）=10.28KN
￠63㎝钢管桩的惯性矩I、截面抵抗矩W分别为：
I=π×（D4-d4）/64=3.14×（634-61.44）/64=75574cm4
W=π×（D4-d4）/32D=3.14×（304-28.44）/（32×30）=2399.2cm3
钢管桩入土后相当于一端固定,一端自由的简支梁,其承受的最大弯矩和挠度变形为:
Mmax=9qL2/128=（9×5.28KN/m×6.02m）/128=13.37KN.m
σ=Mmax/W=13.37KN.m×103÷521.6×10-6m3=25.6MPa
[σ]=145MPa∵σ<[σ]，∴满足要求
fmax=0.00542×qL4/EI=（0.00542×5.28KN/m×6004cm）/（2.1×105×7823.6cm4）=2.0cm<[f]=（L/400）=3.0cm满足要求。
上式中E为钢材的弹性模量取E=2.1×105MPa。
4、钢管桩稳定性验算
（1）长细比计算：
λ=μL/i其中L为钢管桩的计算长度；μ根据一端固定，一端简支取μ=1；i为钢管桩的回转半径。
i=式中I为钢管桩截面惯性矩，A为钢管桩截面面积。
A=π（D2－d2）/4=3.14×（632－61.42）/4=156cm2
i=√（I/A）=22cm
λ=μL/i=1.0×600/22=27
查《建筑力学》钢管稳定系数￠=0.849
（2）计算稳定性
σ=P/￠A=298760N/（0.849×7340mm2）=47.94MPa<[σ]=145MPa
满足要求。
式中P:
竖向荷载A:
钢管截面面积。
5、纵横梁承载力验算
（1）纵梁承载力验算
模式分析：
钢筋笼、灌车、钻机分别为四点受力，单个支点P=250KN。
前支腿加强为6根I25型钢，取钻机前支腿进行受力验算。
由于自重相对于荷载较小，忽略不计，跨径取最大跨径3.8米计算。
在集中荷载作用下:
Mmax=0.278PL=0.278×250×3.8=264.1KN.m
Qlmax=（1.167+0.167）P=（1.167+0.167）×250=333.5KN
I25力学特征：
Ix=5023.54㎝4,Wx=401.88㎝3,Sx=232.79㎝3,t=13.0㎜
纵梁强度验算：
σ=Mmax/Wo=264.1×106/（2411.28×103）=109.5Mpa<1.3[σ]=188Mpa
剪应力r=QSx/（Ixt）=333.5×103×1396.74×103/（30141×104×78）=19.81Mpa<[r]=110Mpa
钻孔平台前支腿采用6根I25型钢受力满足要求。
（2）桩顶横梁受力验算
桩顶由2根I30a工字钢支撑最大跨径为5米，承受钻机、混凝土铁斗及钢筋笼叠加的力，钻机、钢筋笼和混凝土受力为：
200KN+300KN+400KN=900KN（由左右侧桩顶横梁支撑），简化为相同支座承担的均布荷载，q=900/8=112.5KN/m，
Mmax=0.125qL2=0.125×112.5×14.4=202.5KN.m
Qlmax=（0.5+0.5）qL=1×112.5×3.8=427.5KN
I25a力学特征：
Ix=5023.54㎝4,Wx=401.88㎝3,Sx=232.79㎝3,
t=13.0㎜
横梁强度验算：
σ=Mmax/Wo=202.5×106/（1607.5×103）=125.9Mpa<1.3[σ]=188.5Mpa
剪应力r=QSx/（Ixt）=427.5×103×931.16×103/（20094×104×52）=38.1Mpa<[r]=110Mpa
桩顶横梁采用2I30a工字钢受力满足要求。
十、便桥和钻孔平台的施工方法和步骤
1、施工工艺流程
2、施工方法和步骤
（1）钢管桩的制作及吊装堆放
钢管桩采用购置设计规格的钢管，利用驳船和汽车运至工地，再根据每一跟钢管桩水中位置及水深来确定第一节的长度，不宜大于15米，并应考虑施工条件及地质情况。
焊接和制作按《公路桥涵施工技术规范》的有关规定执行。
管与管之间的连接采用槽钢水平向和剪刀向连接。
钢管桩的吊运和堆放：
吊装采用两吊点，两个吊点距离桩顶的距离分别为桩长的1/5。
陆地运送时采用拖板车，水上运送时采用驳船。
连接好的钢管桩应堆放在岸边，便于吊装运输。
不同类型和不同尺寸的桩，考虑使用前后顺序分别堆放。
当桩需要长时间堆放时，可采用多点支垫。
钢管桩的堆放层数不得超过3层。
（2）插打钢管桩
吊车就位后，在全站仪引导下进行定位，利用60KN振动锤夹具夹好钢
便桥和钻孔平台施工工艺流程图
管桩，起吊后放入导向架内，开启振动锤进行插打钢管桩，浮吊保持钢管桩处于垂直状态，在振锤的击振力作用下振动下沉。
当桩灌入量小于5㎝/min时，持荷5分钟，钢管桩无明显下沉时方可停止振动。
当第一节在场地上预制好的钢管桩长度不够时，采用边打边接桩的方法使钢管桩的长度满足要求。
钢管桩焊接时先在底节钢管上焊槽钢水平向和剪刀向连接，使钢管桩对接时比较容易。
由于采用竖焊，所以一定要严格控制焊接质量，焊完后要检查焊接质量是否满足要求，对焊接不好、不牢固的情况要求重新焊接。
（3）桩顶处理
每完成一根钢管沉桩后，按设计要求确定桩顶标高，将钢管桩找平，对超出标高部分用氧焊割除，低于标高的桩按实际长度接长至桩顶标高。
钢管桩顶找平后，在桩顶采用氧焊切割开槽工艺，开槽尺寸为：
高度28cm，宽度25cm，必须与周边满焊，并保证安装横梁水平。
（4）焊接平撑及斜撑
按便桥及钻孔平台布置图所示在钢管桩身焊接平撑及斜撑，钢管斜撑每隔一跨变换一下方向，使得每孔之间形成剪刀撑形式。
（5）安装横梁
桩顶采用氧焊切割开槽后，将工字钢横梁用吊车吊放至钢管桩桩顶，横梁根据设计平台采用工字钢放在桩顶的中心位置调整水平，检查后与桩顶槽口焊接。
（6）安装纵梁（25工字钢）
横梁安装完毕后安装纵梁，纵横梁相交部分采用钢筋制作成U型将纵梁在横梁上，为保证纵梁稳定性，每隔3米用槽钢焊成齿形将一跨上纵固定，在钻孔平台位置，靠近钢护筒侧纵梁严格按设计的位置安放，防止占据钢护筒净空。
（7）铺装面板
纵横梁安装完后，在纵梁上直接铺设事先设置好的桥横梁面板安装平整，中间不得有错台。
便桥两侧及钻孔平台四周立焊120㎝高的Φ48㎜钢管，每隔40㎝高用Φ48mm钢管围护起来，与钢管节点点焊。
并在便桥和钻孔平台上设置夜间反光纸，引导和提示船只行进，保证施工安全。
11、钢便桥和钻孔平台施工防污染措施
1、施工前项目部组建环境保护小组，设专职负责人。
2、对所有参建人员进行教育，提高环境意识，把学习和教育宣传至施工始终，使所有员工明白环境保护的重要性。
3、做好便桥搭设及使用过程中的杂物、垃圾的处理措施，集中将杂物、垃圾堆运至两岸，确保杂物、垃圾不抛入航道中。
4、项目部定期派专人清理便桥上的杂物、垃圾。
5、项目部环境保护小组定期开展环保检查，及时处理破坏环境的行为。
十二、钢便桥和钻孔平台施工质量保证措施
钢桥建成后承担施工车辆的运输任务，为保证钢桥质量、保量和安全及时的完成，制定如下保证措施：
1、认真编制专项施工组织设计方案，对班组进行全面的施工技术交底，保证严格按设计及施工技术规范要求施工。
2、该桥由技术主管组织工程人员认真计算、校核，并报上级部门审批保证各项验算满足通行使用要求。
3、钢桥的施工严格按设计计算书指导支架施工，如现场地质状况无法按设计位置施工，技术人员先现场分析、讨论，再将讨论结果上报驻地监理办及相关部门，以决定可行的施工方案。
十三、钢桥施工安全保证措施
1、根据水文地质情况编制切实可行的施工措施。
每道施工工序要求必须征得监理和业主的同意方能进行下道工序。
2、钢管桩制作必须符合规范及设计要求，并按照规范进行抽检。
钢管桩沉桩偏位控制在设计范围内，以保证结构受力可靠，每排钢管桩施打完毕，应立即进行桩间连接，钢支撑焊接质量可靠，才能加载。
3、所有工程用电要有良好的接地装置，并加装漏电保护器。
对所有参与施工的人员，根据具体情况进行技术交底，技术交底时强调各项安全措施，使参与施工的人员做到“心中有数”。
4、工地所有施工人员均要接受技术交底，电焊焊接部位均要满足设计要求。
5、安装过程必须配备经验丰富的吊车司机，吊车吨位必须满足安装过程使用要求；安装钢管桩及冲孔时，必须定期认真检查钢丝绳、吊钩，如有损坏应立即更换；现场施工人员必须戴安全帽，船上施工人员必须穿救生衣，严禁穿拖鞋上班。
十四、钢便桥完成后的保护措施
1、定期对钢便桥和钻孔平台各个焊接点进行检查，对出现脱焊、焊缝情况异常的应及时进行处理。
2、在使用过程中，不定期进行沉降观测，以防发生不均匀沉降而影响车辆通行的安全。
3、在便桥上设置软管灯，保证晚间能持续发光，提示船只安全通航；同时在两侧的平台上设置引导通航灯，提前告知船只通航航道。
4、工作人员24小时值班，严禁非施工车辆驶入，对超载车辆进行控制，同时观测过往船只的动向，确保船只在与施工便桥发生碰撞时能及时有效的进行处理。
5、钻孔平台四周应设置立柱、安全网。
6、一旦遇到洪水、台风时，严禁人员和机械停滞在便桥上，同时减轻便桥上的荷载。
派人及时清除便桥、钻孔平台上游带来的各种阻水杂物，减小便桥和钻孔平台的水流冲力。
7、在进入钢便桥明显位置设置限速、超重标志，严禁超载、超速车辆通行。
8、在通航处设置航行标志，保证航船安全。
山东通达路桥工程有限公司
三柳高速公路第七合同段项目经理部
2013年9月2日
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