舞水河1218m便橋及平臺施工方案

1、 滬昆客專長昆湖南段羅舊舞水河鋼便橋及平臺施工方案中國中鐵編 制 人：復 核 人：審 核 人：中鐵一局滬昆客專長昆湖南段八標段項目經(jīng)理部三分部目錄1.工程概況- 1 -1.1橋渡地形、水文- 1 -1.2工程地質(zhì)- 1 -2.設(shè)計說明- 1 -3.鋼便橋設(shè)計驗算- 2 -3.1荷載- 2 -3.2橋面8mm厚花紋鋼板檢算：- 3 -3.3橫梁25a工字鋼檢算：- 4 -3.4貝雷架檢算- 4 -3.5大橫梁40b工字鋼簡算：- 6 -3.6小橫梁40b工字鋼檢算：- 6 -3.7基底承載力計算：- 7 -3.8鋼管樁計算：- 8 -3.9便橋抗傾覆性驗算：- 9 -4.鋼便施工說明- 10 -

2、5.鋼便施工安全防護措施- 11 -6.鋼便施工技術(shù)保證措施- 12 -舞水河12-18m鋼管貝雷架便橋及平臺施工方案1.工程概況滬昆鐵路客運專線長昆（湖南段）懷化羅舊鎮(zhèn)舞水特大橋起訖里程為DK356+760.95DK357+964.35，全長1203.4米。正橋為（48+2×80+48）m預應力混凝土連續(xù)箱梁，正橋灘地為（40+2×64+40）m預應力混凝土連續(xù)箱梁。1.1橋渡地形、水文正橋橋址處河道寬205米，正常時節(jié)最大水深6m,長沙方向為筆架山，昆明方向地勢平坦 ，大部分為耕地，低洼處為灘地。1.2工程地質(zhì)根據(jù)設(shè)計和圖紙資料顯示，橋位河床表面為23m厚的粗圓礫土沖刷

3、層，強度為650KPa;下為泥質(zhì)粉砂巖，強度在600KPa。2.設(shè)計說明羅舊舞水特大橋施工便橋設(shè)計為貝雷梁鋼便橋，橋面凈寬度為8.0m。主要考慮施工期間正橋施工材料設(shè)備運輸和作為東西岸施工運輸車輛通道。鋼便橋標準跨度采用18米，上部采用4組貝雷梁，每組兩片，橫向每3m間距采用10號槽鋼加工支撐架連成整體；分配梁采用25a工字鋼，間距0.375m，橋面系鋪8mm花紋防滑鋼板；基礎(chǔ)采用630×10mm鋼管樁，為加強基礎(chǔ)整體性，每排橋墩的鋼管均采用14a號槽鋼設(shè)置剪刀支撐連接成整體，每個墩采用雙排鋼管每排3根鋼管，形成板凳樁，增加便橋的穩(wěn)定性；墩頂橫梁采用雙40b工字鋼。鋼便橋設(shè)計荷載采用

4、8m3混凝土攪拌運輸車（滿載）?；炷翑嚢柽\輸車活載計算時采用荷載沖擊系數(shù)1.2及偏載系數(shù)1.2。鋼管樁按承壓樁和摩擦樁組合設(shè)計。水中墩平臺跨度采用15m。計算采用跨度18m計算。3.鋼便橋設(shè)計驗算鋼便橋總寬9m,計算跨徑為18m。鋼便橋結(jié)構(gòu)自下而上分別為：630×10mm鋼管樁、雙40b工字鋼大小橫梁、貝雷梁、25a工字鋼分配梁（間距0.375m）、橋面8mm壓花鋼板。48×3.0mm高度1.2m的鋼管護欄，1.5m間距順橋向布置，水平設(shè)置三道平桿。3.1荷載1、滿載砼運輸車（8m3） 450KN2、8mm厚花紋鋼板：（8.0m寬）： 8.0×0.008

5、5;1×7.85×10=5.0KN/m3、25#工字鋼 （長9m,49根/18m）： （18/0.375 +1）×9×38.1×10/1000/18=9.6KN/m4、40b工字鋼 (長9m，4根；長4.5m，8根) ： (9×4+4.5×8) ×73.8/1000 ×10=53.1KN5、貝雷架： 0.287×8×6×10/18=7.7KN/m6、護欄： （18/1.5+1）×2×1.2+18×6）×3.33×10/1000

6、/18=0.3 KN/m凈載合計 w q=5.0+9.6+7.7+0.3=22.6KN/m3.2橋面8mm厚花紋鋼板檢算： 小橫梁上鋪設(shè)8mm厚花紋鋼板，寬8.0m，長度一般為6m，按鋪最小長度1m的鋼板計算，下面工字鋼間距25.9cm，因為輪寬與分配梁凈距接近，故車輪傳遞的荷載按均布荷載考慮，取q=200KN/m，按三等跨連續(xù)梁計算，計算見圖如下：25.9cm25.9cm25.9cm200KN/m 鋼板慣性矩：I=bh3 /12=1000×83/12=42667mm4鋼板截面抵抗矩：W=bh2/6=1000×82/6=10667mm3最大彎矩：Mmax=Km*ql2=0.

7、08×200×0.2592彎曲應力:max=Mmax/W=1.1×106/10667=103.1MPa210MPa （可）最大撓度：fmax=Kw*ql4/(100EI)=0.677×200×2594/(100×2.05×105×42667) =0.7mml/400=259/400=0.65mm （可）3.3橫梁25a工字鋼檢算：當混凝土運輸車行走時按最不利荷載由一根分配梁承擔一個軸荷載20t計算，9m3砼運輸車單輪承重10t，貝雷片間距按2.4m考慮，按簡支梁計算如下：2.4m100KNq=0.38+0.375*

8、0.008*7.85*10KN/m慣性矩：I=5020cm4 截面抵抗矩：W=402cm3最大彎矩：Mmax=Fl/4+ql2/8=100×2.4/4+0.62×2.42/8=60.4KN.m×1.2=72.5 KN.m彎曲應力：max= Mmax/W=72.5×106/（402×103）=180.3 MPa 210 MPa （可）最大撓度：fmax= Fl3/(48EI)+5ql4/(384EI)=100×103×24003/(48×2×105×5020×104)+5×0.

9、62×24004/(384×2×105×5020×104)=2.9mm /400=6mm （可）3.4貝雷架檢算由路橋工程施工常用數(shù)據(jù)資料與計算速查手冊中查得：貝雷架幾何特性和允許內(nèi)力見下表：結(jié)構(gòu)形式幾何特性允許內(nèi)力W（cm3）I（cm4）彎矩（KN·m）剪力（t）單排單層不加強3578.5250497.2788.224.52加強7699.1577434.41687.524.52貝雷架材料彈性模量E=2.05×105MPa，每片貝雷片重287kg（含支撐架、銷子等）。 按簡支梁跨度18m，布8排貝雷架計算（安全系數(shù)取1.2）

10、最大彎矩：Mmax=Fl/4+ql2/8=450×2×18/4+22.6×182/8=4965.3KN.m×1.2=5958.4 KN.m 788.2×8=6305.6 KN.m （可）彎曲應力：max= Mmax/W=5958.4×106/（3578.5×103×8）=208.1MPa 210 MPa （可）最大撓度：fmax= Fl3/(48EI)+5ql4/(384EI)=450×2×103×180003/(48×2.05×105×250497.2&

11、#215;104×8)+5×22.6×180004/(384×2.05×105×250497.2×104×8)=34.1mm×1.2=40.9mm /400=45mm （可）最大剪力：max=(F+ql)/(2×8)= (450×2+22.6×18)/(2×8)=81.7KN×1.2=98.0KN245.2KN （可）3.5大橫梁40b工字鋼檢算： 大橫梁承受4組（8排）貝雷梁傳遞的荷載，兩側(cè)貝雷梁布置在鋼管樁上方，荷載直接傳遞到鋼管樁上，中間兩組貝雷梁作

12、用到大橫梁上，力學模型簡化如下： 集中荷載：F=（5.0+9.6+7.7+0.3）×18+450×2）/4=326.7KN均布荷載：3.6mq=1.5KN/mF=326.7KNq=0.738×2=1.5KN/m慣性矩：I=22780cm4 截面抵抗矩：W=1140cm3最大彎矩：Mmax=Fl/4+ql2/8=326.7×3.6/4+1.5×3.62/8=296.5KN.m×1.2=355.8 KN.m彎曲應力：max= Mmax/W=355.8×106/（1140×103×2）=156.1MPa 210

13、 MPa （可）最大撓度：fmax= Fl3/(48EI)+5ql4/(384EI)=326.7×103×36003/(48×2.05×105×22780×104×2)+5×1.5×36004/(384×2.05×105×22780×104×2)=3.4mm×1.2=4.1mm L/400=9mm （可）3.6小橫梁40b工字鋼檢算：小橫梁由6根40b工字鋼承受2根大橫梁傳遞的荷載，大橫梁布置在跨中位置，按簡支梁計算如下：集中荷載F=164.8&

14、#215;8=1318.4KN3.0m1318.4KNq=0.738×8KN/m慣性矩：I=22780cm4 截面抵抗矩：W=1140cm3最大彎矩：Mmax=Fl/4+ql2/8=1318.4×3/4+5.9×32/8=995.4KN.m×1.2=1194.5KN.m彎曲應力：max= Mmax/W=1194.5×106/（1140×103×6根）=174MPa 210 MPa （可）最大撓度：fmax= Fl3/(48EI)+5ql4/(384EI)=1318.4×103×30003/(48×

15、;2×105×22780×104×6)+5×5.9×30004/(384×2×105×22780×104×6)=2.8mm L/400=7.5mm （可）3.7鋼管樁入土深度計算： 舞水河水深5-6m，河床沉積層為粗圓礫土，沉積層以下為泥質(zhì)粉砂巖，鋼管傳遞到巖層上的承載力計算如下 ：F=（450×2+（5.0+9.6+7.7+0.3）×18）+53.1+152.902×15×6×10/1000=1497.5KN 單樁承載力為F/6=24

16、9.6KN鋼管樁考慮底端閉塞效應及擠土效應，單樁軸向極限承載力計算如下：公式采用建筑樁基技術(shù)規(guī)范 當<5時， 則：249.6×1.5=3.14×0.63×70li+0.16×li/0.63 ×6000×3.14×0.3152li=0.6m取入土深度l=1.0m3.8鋼管樁穩(wěn)定性驗算：鋼管樁穩(wěn)定性驗算按壓桿穩(wěn)定問題驗算。鋼管直徑630mm,壁厚10mm，慣性矩I=93615.532cm4,面積A=194.779cm2，則回轉(zhuǎn)半徑i=（I/A）=21.9cm長細比=l/i=2×1400/21.9=127.9，為保

17、守起見取值按兩端自由桿件考慮，查公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)與木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，軸向受壓桿件縱向彎曲系數(shù)=0.397，鋼管樁軸向受壓應力=KN/A=14×249.6×1.5/0.0194779=269.1按照最不利狀態(tài)，河床2m沖刷層全部被沖刷，考慮最高施工洪水深9m，流水壓力合力的著力點一般按水位線以下1/3水深處，即鋼管樁頂下3.5m處。水流按2m/s計算，則查公路橋涵設(shè)計規(guī)范（1989）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTJ02189）（）公式：P=KA (kN)     式中水的容重（kN/m3）    

18、0;      V設(shè)計流速（m/s）A橋墩阻水面積(m2)，一般算至一般沖刷線處，A=0.63×6=3.8 m2g重力加速度9.81(m/s2)K橋墩形狀系數(shù)，對圓形鋼管樁取0.8。P=KA=0.8×3.8=6.2KN 鋼管樁在沖刷層底2.0m處按彈性固結(jié)考慮，以上部分考慮鋼管樁之間的相互作用，按支撐在相鄰鋼管樁上的簡支結(jié)構(gòu)計算，則鋼管樁在流水壓力合力點固結(jié)點處的最大彎曲應力為：=M/W=(2/3) ×6.2×9×10-3/(0.0982×(0.634-0.614)/0.63)=12.

19、5MPa3.8.2鋼管樁強度計算：鋼管樁露出河底12.5m，其回轉(zhuǎn)半徑i=（0.632+0.612）/4=0.219m按壓桿考慮，長細比=l0/i=12.5/0.219=57.1查得縱向彎曲系數(shù)為0.823鋼管樁軸向應力=N/A=1497.5/6/（0.823×3.14*0.63*0.01）=15.3MPa便橋荷載和流水壓力組合工況下，鋼管樁最大壓應力為：=12.5+15.3=27.8MPa=145MPa滿足強度和軸向穩(wěn)定性要求。3.9便橋抗傾覆性驗算：按跨度18m檢算，垂直于橋向為最不利位置，最大迎風面寬18m,高約2m,屬于桁架折減，面積按40%折減，計算時未計入鋼管樁對便橋穩(wěn)定

20、性的作用。風荷載按基本風壓考慮，計0.5KPa,流水壓力合力的著力點一般按水位線以下1/3水深處，即6.2KN傾覆穩(wěn)定系數(shù)=M穩(wěn)定力矩/ M傾覆力矩 =14.5×18×4.0KN.m/(0.5×18×2×13.5×0.4+6.2×6×2根)=6.11.5滿足便橋抗傾覆性要求。4.鋼棧橋設(shè)計說明(1)搭設(shè)便橋所用鋼管樁、貝雷梁、型鋼等均由西岸運入，便橋由西岸延伸至東岸，采用浮吊逐孔邊打樁邊架梁的方法進行施工。(2)鋼管樁要插打到600KPa的巖層1-2m，作為持力層。(3)鋼管樁施工：每根鋼管樁底部40cm高度用10

21、mm厚弧形鋼板做加強處理，并在管底口內(nèi)40cm高焊接“米”或“十”字鋼板架，以提高鋼管的剛度和閉塞效應。施工前首先在岸邊合適的場地做靜載試驗，以確定鋼管樁貫入深度、樁底標高、下沉量和承載力等關(guān)系，以此參數(shù)指導下一步正式打樁施工。打入鋼管樁需結(jié)合橋梁的位置，（便橋和正橋中心線距離20.6m）對便橋鋼管樁精確定位，技術(shù)人員跟蹤測量，樁心誤差不得大于5cm，傾斜度不大于1%。水中墩鋼管樁用浮吊吊運鋼管就位，并吊起DZ120A震動錘振動下沉鋼管。不能打入時，采用沖擊鉆成孔，然后插入鋼管樁并用混凝土封閉鋼管樁周圍空隙。打入鋼管樁時，應嚴格控制樁身的垂直度，確保鋼管樁合理承載。每個墩鋼管樁插打完畢后，用設(shè)

22、計型鋼（16b槽鋼）做剪刀撐使其連接成整體，然后安裝雙40b工字鋼，準備架設(shè)貝雷縱梁，鋪設(shè)橫向分配梁。鋼管樁接長采用對接焊，注意管平面與管軸線垂直，對口誤差不大于1mm，外圍用10mm厚弧形鋼板貼焊補強。(4)便橋橋面結(jié)構(gòu)用浮吊直接吊裝貝雷梁安裝在墩頂橫梁上并在橫梁上焊接短角鋼或槽鋼限制縱梁左右位移，連接成連續(xù)梁，縱梁橫向每隔3m用10號槽鋼加工的支撐架連接成整體，在貝雷梁頂面按0.375m間距布設(shè)工字鋼分配梁，橫向分配梁采用16U型卡口與貝雷梁連接，然后在橫向分配梁上鋪設(shè)壓花鋼板作為橋面行車道板，即安成一跨的架設(shè)，依次逐跨延伸完成便橋的施工。(5)載重實驗便橋施工完畢，經(jīng)過超載試驗和相關(guān)部門

23、鑒定驗收后，方可投入使用，并做好鑒定驗收記錄。(6)便橋溫度伸縮縫布置為適應便橋鋼構(gòu)件的溫度變化，便橋每隔3孔設(shè)一道溫度縫，縫寬5cm，溫度縫處所有鋼構(gòu)件均需斷開，貝類梁的陰陽頭斷開，但陽頭仍套在陰頭內(nèi)不插鋼銷。(7) 橋面兩側(cè)防護欄桿每2m焊接在分配梁上，欄桿涂刷紅白相間的油漆。（8）為保證棧橋暢通和安全，橋頭兩端要設(shè)置紅白相間的起落柵欄，安排專人看守、疏導和有序放行，除施工和特殊情況便橋上嚴禁停放其它車輛或堆放雜物。（9）為保證夜間行車安全，橋上每隔50m左右設(shè)路燈一處（市政標準路燈），路燈安裝在護欄外側(cè)，在分配梁伸出端焊接路燈基座，基座設(shè)計要和路燈配套。（10）考慮到通航要求，過往船只平凡，為保證棧橋安