便桥方案2.docx

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便桥方案2

位山三干渠大桥

临时便桥施工组织设计

德商高速一合同项目部

二〇一三年四月

一、工程概况

德商高速聊城至范县段工程于聊城市东昌府区侯营镇报本堂东南约400米跨越位山三干渠，设计位山三干渠大桥。

主桥中心与位山三干渠交叉桩号为K117+540.5，桥墩轴线与水流流向的交角为5°，三干渠河道宽度50m左右。

为了方便大桥两岸桥梁施工，需要搭设施工便桥。

工程实施以维护河道稳定，保持现有河势特点为前提，统筹兼顾上下游建设，减少对防洪、水土保持、流水的影响。

二、施工方案

1、便桥位置

为了方便施工，综合考虑现场实际情况，把施工便桥桥位选择在路线的右侧。

与桥位平行，便桥边线距主桥最外边线为2米。

2、便桥的结构

便桥的单孔跨径为11m，拟搭设5孔，，桥面净宽4.5m。

便桥施工过程中逐孔推进，前孔为后孔提供施工平台。

（跨度尺寸拟从主桥跨中向两侧计算）便桥长度为56米，便桥左侧边线距离主线桥外边缘2米。

A、桥台便桥两端的桥台根据桥面宽度浇注为7×1.2×0.8m的钢筋混凝土，长度横向布置，详见附表一。

B、便桥基础便桥基础选用3根直径为500及直径为300钢柱，壁厚为8mm，墩帽为20mm，800*800方形钢板焊接，钢筒打入河床硬地面以下至少8m。

施工步骤如下：

（1）、先按照基础位置吊放钢管，注意保证钢管的垂直度。

（2）、用振动锤压至一定的标高。

（3）、钢管顶部用[100槽钢连接和加固，详见附图二。

C、下横梁下横梁使用HP400的型钢，布置在钢管的钢板上进行固定，下横梁采用HP400型钢工字钢双拼放置，表面用钢筋进行横向连接。

D、主梁主梁采用三组贝雷片，用联接片联接。

直接放在下横梁上，然后和墩帽钢板连接。

每侧贝雷为三榀，间距分别为0.45m和0.25m，为了增加连接刚度，连接片要尽量布置足够

E、上横梁上横梁采用HP300的工字钢，顺桥向延贝雷下部布设，间距为1.5。

贝雷片U型螺栓与上横梁进行连接。

F、桥面板桥面板为[250槽钢，顺桥方向全桥铺设。

根据目前测得的水面标高为32.269米，河岸标高36.529米，为了和河东路面基本持平，便桥桥面顶标高为37.429。

便桥受力验算

（一）、贝雷纵梁验算

栈桥总宽4.5m，便桥结构自下而上分别为：

φ500×8mm以及φ300×8mm钢柱，HP400工字钢双拼横梁，贝雷架梁、HP300工字钢分配横梁（间距150cm）、桥面为[250槽钢。

主梁：

I=250497.2cm4，E=2×1010Mpa，W=3578.5cm3

[M]=788.2kn·m，[Q]=245.2kN；则4EI=2004×106kN·m2

1、上部结构恒载（按4.5m宽度计）

（1）：

[250槽钢4.5/0.3×11×27.41=4522.65kg

（2）贝雷架（双排三櫑）287×6=1722kg;

[M]=4729.2kN·m[Q]=1471.2KN

（3）上横梁HP300：

7×4.5×48.084=1514kg

（4）下横梁双拼HP400枕梁：

4×4.5×67.598=1329kg

2.活载

（1）挂-120

（2）汽车一级荷载（3）人群不计

考虑便桥实际情况同方向车辆间距大于15m，即一跨内同方向半幅桥内最多只布一辆重车。

3.贝雷梁内力计算：

（1）一辆汽车挂-120级重车（布置在跨中，按简支计算）

ACB

对B点取距，由∑Mb=0；

A点反力RA=1200kN/2=600kN

跨中弯矩M中=（600×5.5-300×3.2-300×2）=1740kN·m

挠度f1=pal2（3-4a2/l2）/（24EI）=300×1000×112×5.5×（3-4×5.52/112）/（6×2004×106）=3.01×10-3cm

ACB

根据影响线原理

支反力RA=300×（0.32+0.43+0.8+0.9）=735kN

（2）恒载

按等跨简支梁计算：

计算得：

q=9.6kN/m

荷载作用于支点：

Mmax=0

Qmax=QL/2=9.6*11/2=52.8KN

荷载作用于跨中:

Mmax=qL2/8=9.6×112/8=145.2kN·m

Rmax=0

fmax=5ql4/（384EI）=0.365×10-3cm

（4）恒载+挂120级组合：

跨中弯矩Mmax=145.2×1.1+1.4×1740

=2595.72kN·m<[M]=4729.2kN·m

支座反力Qmax=1.1×52.8+1.4×735kN

=1087.08kN<[Q]=1471.2kN

f=0.365×10-3×1.1+1.4×3.01×10-3

=4.63×10-3cm

符合设计要求。

（二）、横向分配梁验算：

计算跨径l=4.50m，采用HP300型钢。

HP300型钢界面系数为E=2×105,I=2369cm4，WX=236.9cm3，

允许应力为[σ]=215MPa;[τ]=125MPa

查询资料得静矩SX=136.1;

荷载分布如图：

集中荷载P=180kN,均布荷载qk=10.5kN/m,分布宽度为1.8m；

经计算得支反力RA=99.45kN弯矩M中=219.51kN·m；截面应力Q=99.45kN；

σmax=Mmax/WX/18=2.8MPa<1.05[σ]=225.75MPa；

τ=QSX/（IXt）/18=4.5MPa<[τ]=125MPa；

f1=Fl3/（48EI）=300×l.83/（12×EI）

=0.42mm≤450/250=1.8cm；

f2=qcl3（8-4r2+r3）/（384EI）=0.68mm

其中:

c为均布荷载分布宽度；

r=c/l=1.8/4.5=0.4

f=f1+f2=0.42+0.68=1.1mm<[l/250]=18mm

（三）、钢管桩验算：

桥墩桩基础岩层在25m以内大部分为粉质黏土及粉土，与钢管桩的摩擦阻力系数取45，计算时钢管桩按地质结构按照粉质黏土计算。

1、桩长计算：

（考虑1.2的安全系数）

单桩承载力：

F=1087.08/3=362.36kN

钢管桩的入土深度:

Ra=Qsk+Qp

=UpqsiaLi+qpaAp

=3.14×0.3×45×Li+1800×3.14×（0.152-0.1422）

Ra=1.2×362.36=434.8kN，

Ra—单桩竖向承载力特征值；

Qsk—单桩总侧阻力特征值；

Qp—单桩总端阻力特征值；

Up—桩的周长；

qsia—桩侧第i层土的侧阻力特征值；

Li—桩穿越第i层土厚度；

qpa—极限端阻力特征值；

Ap—桩端的面积；

得：

Li=9.94m

最长的钢管桩（5#墩）的长:

H=

+

=4.11+9.94=14.05m

其中

为贝雷梁底面距水面距离

实际打入长度按现场实测贯入度进行调整。

2、承载力的检算：

据《桥涵手册》单桩承载力计算公式：

Ra=Qsk+Qp

=UpqsiaLi+qpaAp

式中：

Ra—单桩竖向承载力特征值；

Qsk—单桩总侧阻力特征值；

Qp—单桩总端阻力特征值；

Up—桩的周长；

qsia—桩侧第i层土的侧阻力特征值；

Li—桩穿越第i层土厚度；

qpa—极限端阻力特征值；

Ap—桩端的面积；

据上述公式：

Ra=Qsk+Qp

=UpqsiaLi+qpaA

=45×0.3×3.14×9.94+2500×3.14×（0.15×0.15-0.142×0.142）

=439.69kN>362.36×1.2=434.8kN；

计算结果均考虑安全系数，满足设计要求！

3、桩的稳定性验算：

汽车制动力：

根据《公路桥涵设计通用规范》查得，汽车制动力为汽车荷载重力的10%，即F=1200Χ10%=120kN

Φ300mm钢管桩的截面面积：

A=3.14*（0.15*0.15-0.142*0.142）=0.0073m2

N=362.36KN,桩长=9.94m

i=

=103.28

λ=ul/i=1*9940/103.28=96.24

轴心受压φ=0.682

水平荷载作用在钢管桩的顶部，水平力产生的弯矩为

=120*4.11/3=164.4KN·M,其中120为汽车制动力，4.11为钢管桩自由长度，3为钢管桩数量

弯曲截面系为

故

=

计算结果均考虑安全系数，符合刚便桥设计要求！