钢便桥施工方案89.docx
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钢便桥施工方案89
钢
便
桥
施
工
方
案
目录
1、工程简介
2、地质情况
3、设置便桥原因
4、便桥设计标准
5、设计依据
6、钢便桥设计及验算
7、便桥方案
8、便桥施工安全防护措施
9、便桥施工防污染措施
铜仁市谢桥新区跳外河中桥
便桥施工方案
1、工程简介
跳外河中桥位于谢桥新城区梵净山大道二期工程K2+520处,起点桩号为K2+473,终点桩号为K2+567。
该桥全长94m,宽40米,为4跨20m箱梁。
桥梁横断面由左、右两幅桥组成,单幅桥宽20米,无中央分隔带,左、右梁幅桥采用2cm断缝连接。
桥梁位于半径为783.108米的圆曲线上,且与跳外河顺30o斜交。
2、地质情况
处于城市上风上水地段,山峦起伏,具有得天独厚的生态条件。
区域内无重大污染源,空气质量达到国家一级,水体达到国家二级标准。
工程区属于亚热带季风温室季风气候,温和多雨,四季分明。
年均气温16.90C,极端最高气温42.50C,极端最低气温-9.70C,无霜期251—317天,年相对温度不足80%,雨量充沛,多年平均降雨量1302.7mm,降雨多集中在4-6月,雨季来临早,春雨较大。
年平均降雨日数(日降雨量≥0.1mm)为173.9天,日降水量≥5.0mm的日数为62.3天,最大一日降水量曾达161.6mm。
平均日照时数为1171.1小时,为可照日数的25%。
灾害性天气又伏热干旱、春冬冷寒、洪涝、倒春寒、秋寒等。
其中每年6月下旬至8月底的夏旱发生频率高,出现频率为89%,持续时间长及范围广,对农业危害大。
场区内地表水系有一河流通过,上游发源于温溪江,流经新寨、龙升、楚溪村至谢桥河段为跳水河;下游从谢桥流经唐家寨、邱家寨至污水处理提升站为木杉河,并在此汇入大江、锦江,属沅江水系。
河流上流支流不发育,枯水期河面变窄,丰水期河面变宽;河流水位受季节性控制,汇水面积约70平方公里。
地下水东南部不发育,西南相对丰富;地下水赋存特点为岩溶、裂隙型,受岩溶、断(裂)层控制。
场区内通过钻探勘察表明,为发现钻孔中有漏水、涌水现象,故场区水文地质条件属简单类型,对施工影响甚小。
桥位区无断层和褶皱等地质构造形迹,故地质构造不发育。
场区广泛为第四系根植层覆盖;在两岸II、III级阶地上偶见基岩露头,岩石地层为中寒武统石冷水组,地层产状为150度,倾角12度。
岩层单斜,地质构造属简单类型。
工程区内地震活动微弱,属于相对稳定的弱震环境。
根据1:
400万《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)和《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008),场区地震动峰值加速度小于0.05g,设计地震分组为第一组,抗震设防烈度小于6度。
覆盖层厚度>5m,剪切波500≥vs>250m/s,为II类场地,设计特征周期为0.35g。
桥位场地整体稳定,场地地表水、地下水对混凝土无腐蚀性,适宜修建建筑物。
3、设置便桥原因
由于本工程跨跳外河,水流湍急,且附近无跨越河道的桥梁可通行,为方便桥梁施工用的材料运输,保证商砼站的混凝土能及时有效运送到施工场地,在跳外河中桥北侧5米处平行于跳外河中桥搭建15米长临时便桥一座。
便桥使用时间至桥梁开工之日起自工程结束止。
4、便桥设计标准
本工程钢便桥活载按汽车-20级、汽车-超20级计算,因桥梁跨度较小且派专职交通协管员指挥车辆过桥,所以每次只有一辆车通过;桥梁各种车辆荷载的纵向排列、横向排列以及车轮着地面积根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)取值,荷载效应组合时恒载分项系数取1.2,活载取1.4。
因桥面平整,同时钢桥出入口两端设立减速带,汽车应以较慢速度驶过钢桥,不计汽车的冲击力。
因钢桥为直线型,且两端出入口转弯半径大于250m,认为车辆在钢桥上无转弯动作,不考虑车辆离心力。
本钢便桥内力计算时选取汽车-20级重车(30t)和汽车-超20级重车(55t),按移动荷载计算。
5、设计依据
5.1跳外河中桥设计图纸
5.2《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
5.3《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
5.4公路施工手册《桥涵》
6、钢便桥设计及荷载验算
从结构可靠性、经济性及施工工期要求等多方面因素综合考虑,便桥采用8片40工字钢作为主梁,4片为一组,两组工字钢间净距1米,各组工字钢分别由10*5cm槽钢横向连接为一整体,保证8片工字钢整体受力,两组工字钢间由18mm钢板连接,钢板底部横向焊接钢筋做肋,保证小型车辆及单桥车通过。
钢便桥设计详见钢便桥立面图示意图、剖面图示意图。
6.1荷载分析
根据现场施工需要,便桥承受荷载主要由桥梁自重荷载q,及车辆荷载P两部分组成,其中车辆荷载为主要荷载。
如图1所示:
为简便计算方法,桥梁自重荷载按均布荷载考虑,车辆荷载按集中荷载考虑。
以单片工字钢受力情况分析确定q、P值。
6.1.1q值确定
由资料查得40b工字钢每米重73.8kg,再加上联结钢筋及钢板重量,单片工字钢自重按1KN/m计算,及q=1KN/m。
6.1.2P值确定
根据施工需要,并通过调查,便桥最大要求能通过后轮重60吨的大型车辆,及单侧车轮压力为300KN,单片40b工字钢尺寸如图2:
单侧车轮压力由4片梁同时承受,其分布如图3:
单侧车轮压力非平均分配于4片梁上,因此必须求出车轮中心点处最大压力fmax,且车轮单个宽15cm,40b工字钢翼板宽144cm,每片工字钢横向间距为5cm,因此单侧车轮至少同时直接作用于两片工字钢上。
而f按图3所示转换为直线分布,如图4:
由图4可得到fmax=F/2,单片工字钢受集中荷载为fmax/2=75KN。
由于便桥设计通过车速为5km/小时,故车辆对桥面的冲击荷载小,故取冲击荷载系数为0.2,计算得到P=75KNx(1+0.2)=90KN。
6.2结构强度检算
由图1所示单片工字钢受力图示,已知q=1.5KN/m,P=90KN,工字钢计算跨径l=8.5,根据设计规范,工字钢容许弯曲应力[σw]=210Mpa,容许剪应力[τ]=120Mpa。
6.2.1计算最大弯矩及剪力
最大弯矩(图1所示情况下):
Mmax=ql2/8+Pl/4=1KN/m*(8.5m)2/8+90KN/m*8.5/4=200.281KN·m
最大剪力(当P接近支座处时)
Vmax=ql/2+P=1KN/m*8.5m/2+90KN=94.25KN
6.2.2验算强度
正应力验算:
σ=Mmax/w=200.281KN·m/1300cm3=154Mpa<[σ]=210Mpa
(w为40b工字钢净截面弹性抵抗矩,查表得到为1300cm3)
剪力验算:
由于工字钢在受剪力时,大部分剪力由腹板承受,且腹板中的剪力较均匀,因此剪力可近似按τ=V/(hwtw)计算。
hw为腹板净高(除去翼板厚度),tw为腹板厚度,由图2可得到hw=367mm,tw=12.5mm。
计算得到:
τ=Vmax/hwtw=94.25KN/(367mm*12.5mm)=21Mpa<[τ]=120Mpa
6.2.3整体扰度验算:
工字钢梁容许扰度[f]=l/400=850cm/400=2.13cm,而梁体变形为整体变形,由单侧4片工字钢为一整体进行验算,计算得到:
f=〔5(4q)l4/384+Fl3/48〕/EI
其中q=1KN/mF=360KNE=206*105/cm2I=33760cm4*4
f=〔5*4*1KN/m*(850cm)4/384+360KN*(850cm)3/48〕/(206*105/cm2*33760cm4*4)=1.1cm
考虑车辆荷载非集中荷载,后轮轴重如达60吨时为双桥或三桥车,按《桥梁设计规范》中,双桥车梁轴间间距为1.4米,及F可认为如图5
所示分布。
根据图1和图5中集中荷载弯矩计算公式分别为:
M1=Fl/4和M2=Fab/la=(425-140)cmb=(425+140)cm
η=M2/M1=4ab/l2≈0.89
由于扰度主要由车辆荷载产生,因此可近似将η视为扰度的折减系数,及ηf=0.89*1.1cm=0.97cm<[f]=28cm
6.4验算结果分析
根据以上验算,可见本便桥可通过的最大车重为60吨,但根据进出工地车辆统计,一般车重不超过40吨,因此此设计可以完全满足使用要求。
7、便桥方案
7.1便桥构造
桥主桥采用工字钢,桥面系采用型钢和钢板铺垫:
钢桥设2根主梁,每根主梁由一根工字钢构成;主梁上架设间距0.5m的I22b型钢做横梁,横梁与纵梁间焊接;纵梁上铺设18mm厚Q235钢板作桥面面板,钢板与纵梁焊接。
钢便桥设计详见《附图一钢便桥立面图》、《附图二1-1剖面图》。
7.2便桥搭设
7.2.1测量放样
在施工之前,首先放出跳外河中桥的桥边线,根据跳外河中桥边线确定便桥边线及中心线,并用全站仪放出每个桥台的边桩和中心桩,确定便桥的起点位置和中点位置,并做好标记,同时测量出便桥两岸处得地面标高及便桥桥台处的河底标高。
7.2.2便桥基础施工
7.2.2.1桥台基础围堰:
根据河床情况,便桥两端桥台处于河床浅水区,采用钢丝笼围堰筑岛,原地面标高在水面以下0.3米左右,围堰施工从上游开始进行,外侧用砂袋堆码1.5-2米高,然后进行填筑,填筑原则为:
采用钢筋片石网,逐步围堰。
待围堰工作完成后,用C30钢筋混凝土浇筑便桥桥台基础。
7.2.3上部结构施工
便桥桥台基础上部采用8根,40x14.4高工字钢架设,作为便桥主梁,然后采用C30混凝土稳固。
主梁上架设间距0.5m的I22b型钢做横梁,横梁与纵梁间焊接;纵梁上铺设18mm厚Q235钢板作桥面面板,钢板与纵梁焊接。
8、便桥施工安全防护措施
8.1在钢桥两侧用普通钢管搭设防护栏杆,并在桥头两侧插设红旗,以引起行人及司机的注意。
8.2派专人进行维修养护。
8.3禁止吨位不清楚的车辆通过。
8.4严禁车辆在桥上停留。
8.5严禁无驾照开车通行。
8.6夜间便桥上必须设有足够的照明设备,以便车辆及行人的安全。
8.7禁止在桥头会车。
8.8在桥头设立安全警示牌,以提醒过往车辆和行人。
9、便桥施工防污染措施
9.1施工前项目部组建环境保护小组,设专职负责人
9.2对所有参建员工进行教育,提高保护意识,把学习和教育贯穿到工程施工的始终,使所有员工明确环境保护的重要性。
9.3做好便桥搭设及使用过程中杂物、垃圾的处理措施,集中将杂物、垃圾打堆运至岸上,确保杂物、垃圾不抛入河道中。
9.4项目部定期派专人清理便桥上杂物、垃圾。
9.5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。