05-便橋及平臺施工方案

1、國道主十線哈爾濱繞城公路東北段（秦家至東風）松花江大橋施工便橋及施工平臺施工方案中鐵十三局集團第四工程有限公司松花江大橋項目部二零零四年十二月十日一、施工便橋:1、便橋設計便橋主梁采用單層四片六四式軍用梁；下部結構采用325壁厚為 10mm的鋼管樁，每墩采用8根樁，由20b工字鋼作蓋梁（布置方式見圖）; 跨徑為32m；橋面鋪20cm厚鼓形木，寬4 m。2、荷載計算：施工便橋自重取均布荷載主梁（六四式軍用梁）及連接結構荷載 15KN/m；橋面鋪裝15cm鼓形木荷載6KN/m；單樁自重（含樁頂連接件）20KN;通行荷載（集中荷載最不利布置）500KN。由以上可計算單樁荷載：P=（15 x 32+6

2、 x 32+500）/8+20=166.5KN3、檢算單樁承載力（取1.5的安全系數(shù)）單樁允許承載力：此樁均為打入樁，其承載力可采用公式P=1/2 （uafL+ ARa）式中u為樁截面周長；f為土層極限摩擦力，中砂、粗砂取f=40KpaL為土層厚度； A為樁頂截面積；a為摩擦系數(shù)，在砂礫層中常取1.1；R為樁尖地層極限承載力，砂層中取3500Kpa；樁的打入方法采用小跨龍門吊懸吊30噸振動樁錘在冰上行走打樁，單樁打入河床深度為7m，查地質資料，其承載層地質均為中粗砂層，考慮到水 流沖刷及河床表層淤泥的影響，驗算承載力時打入深度以6 m計。P= ( u a fl+ AR a) /2=3.14 x

3、 0.324 x 1.1 x 40 x 6+1.1 x 0.083 x3500/2=294.5166.5KN x 1.5=249.8KN承載力安全可靠3、單樁穩(wěn)定性檢算設計江水流速為2.52m/s，為300年一遇洪水流速，施工檢算采用江水 流速為1.5m/s。流水壓力公式可得P=0.8Arv2/(2g)=0.8 x 4.875 x 10 x 1.52/(2 x 9.8)=4.4KN式中：0.8為圓形阻水系數(shù)；A為樁的阻水面積;r為水面到沖刷線高度；v為設計流速?？汕蟮茫篈=31.5cm2W=755.7cm3,xI =12289.7cm46 =20mmIx/Sx=12289.7/248=49.6

4、cm按集中荷載作用在水面以下15/3=5m處，單樁穩(wěn)定性驗算圖示如下圖:N/A=166.5 x 1000/(31.5 x 100)=52.9MPa跨中彎矩 M=4.4 x 2.5=11.025KN - mM/W=11.025 x 106/(755.7 x 103)=14.5MPa因為N/AM/W，采用容許軸向應力。截面強度為: 考慮軸心受壓構件穩(wěn)定系數(shù)中，施工過程中冰面以上4米部分可加固，故在計算樁的長細比時計樁長為12米，樁的回轉半徑i=0.11225,長細比入 =107，得中=0.517o=N/A 中+M/W=102.4+14.5=116.8MPao=140MPa剪力Q=2.93KNt=Q

5、 - Sx/Ix 6=2.93 x 103/(496 x 20)=0.295MPa140MPa換算應力為：(0 2+3 T 2)1/2= ( 67.42+3 x 0.2952)1/2=67.4MPa140MPa滿足使用要求。在施工過程中在樁頂4米范內施加可靠連接，使樁頂接近剛接。在樁的 打入過程中頂端為自由狀態(tài)，但由于冰面的導向作用可不進行穩(wěn)定計算。5、施工便橋工字鋼驗算根據(jù)施工方案中結構設計圖，可繪出工字鋼布置圖，如下圖：對工字鋼一、二進行受力分析，其原結構為三跨連續(xù)梁，最不利荷載產 生的彎矩比對簡支梁所產生的彎矩小，故對工字鋼一及工字鋼二均按簡支梁 簡化。工字鋼一，受力簡圖如下圖，P=33

6、KN P=33KN20cm130cmL產生的最大彎矩：M=Px=33 x (130-20)/2=18.15KN - m彎應力：o= M/W=18.15/250=72.6Mpao=140Mpa 安全剪應力：T=P/A=33000/0.00395=8.35MPaT=80Mpa 安全工字鋼二，受力簡圖如下圖，P=33KNP=33KN50cmy13臉v產生的最大彎矩：M=Px=33x 0.5=16.5KN - m彎應力：o= M/W=16.5/250=66Mpao=140Mpa 安全剪應力：T=P/A=33000/0.00395=8.35MPaT=80Mpa 安全故，工字鋼布置滿足施工要求。6、便橋的

7、防冰排措施松花江大橋橋址上游共有5座橋，這5座橋的最大孔徑為90米，本橋的 最大孔徑為138米，距濱北鐵路橋僅2公里，且橋位處主河道較寬近400米， 大面積冰排都可以平穩(wěn)通過，所以本橋位處的防冰排壓力并不是很大。但防 冰排工作也不可忽視，在便各墩位及圍堰的上游均要采取必要的防冰措施。施工過程中在流冰期（每年的4月1日至4月20日）派專人密切觀察流 冰情況，并在上游架設過江纜繩用于導向小船人工疏導冰排，同時準備小型 炸藥包如發(fā)現(xiàn)過大冰塊或發(fā)生冰排擁塞河道時可在冰面進行爆破。合理確定便橋標高（橋面標高116.5,主梁底標高115,現(xiàn)有冰面標高 111.5）確保冰排不會在便橋主梁下能順利通過不發(fā)生擁

8、堵。在便橋每個墩的 上游布設1根鋼管樁和便橋墩相連，成三角形布置，打入河床不少于4米深， 在冰面以上作可靠連接（連接方式如便橋樁），以防冰排或汛期漂浮物撞擊便 橋墩樁。二、簡易工作平臺：1、工作平臺設計平臺設在鋼圍堰內部，下部支撐采用325壁厚為10mm的鋼管樁，共計 24根樁；上部橫向主梁采用六四式軍用梁，間距為2.7米；縱向次梁采用28b 工字鋼，間距1.2米；表面鋪20cm鼓形木；平臺和便橋作可靠連接。2、承載力驗算其施工總荷載含自重、鉆機機重、堆放材料重、及施工荷載。A、工作臺（含鋼管樁）重1505KNB、鉆機三臺重200KNx 3=600KNC、堆放材料100KND、施工荷載20KN

9、合計：2325KN搭設平臺共用鋼管樁24根，即每根樁承載力為：2325/24=96.8KN294.5KN 分析單樁的最不利荷載分析，施工過程中，吊車（300KN ）與鉆機（200KN） 同時作用于4根樁，其作用力，（ 300+200 ） /4+96.8=221.8KN294.5KN,即表 明單樁在最不利荷載條件下其承載力滿足要求。由上可見，施工平臺受力安全，3、平臺的穩(wěn)定驗算鋼管樁位于雙壁圍堰內部，可不考慮水流的沖擊作用，其單樁可按壓桿 穩(wěn)定進行驗算：軸向力 N=222KN截面面積A=31.5cm2考慮軸心受壓構件穩(wěn)定系數(shù)由，施工過程中冰面以上4米部分可加固， 故在計算樁的長細比時計樁長為12米，樁的回轉半徑i=0.11225,長細比入 =107，得由=0.517o=N/A由=222 x 1000/31.5 x 100 x 0.517=136.3MPa o =140MPa在施工過程中在樁頂4米范內施加可靠連接，使樁頂接近剛接。平臺穩(wěn) 定滿足使用要求。平臺工字鋼根據(jù)施工圖所得，與此連接的軍用梁直接作用于樁頂，存在 的彎矩與撓度均很少，可不用驗算。三