贝雷钢架施工便桥专项施工方案

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贝雷钢架施工便桥专项施工方案

浙江省交通工程建设集团

龙丽温(泰)高速公路云和至景宁段工程第二合同段

编制:

XJJ 133-2021标准下载审核:

审批:

浙江省交通工程建设集团有限公司

云景高速第2合同段项目经理部

贝雷钢架施工便桥专项施工方案

因龙丽温(泰)高速公路云和至景宁段工程需要,由云景高速二合同段项目部在52省道K25+280处架设贝雷钢架施工便桥。施工便桥(贝雷钢架)设置双排单层(加强型),共四排贝雷钢架,施工便桥总长×4跨=,桥面净宽为,桥面至河床面净高为,至水面净空为,便桥西边至52省道有长引道,设喇叭口,便桥东边与鹤溪坝相交连接至预制场有的引道。桥墩与基础采用C25片石混凝土,便桥使用时间为2009年4月至云景高速连接线鹤溪桥施工完成通车,约二年。施工便桥桥型布置图如下:

2、编制依据和原则

2.1、根据龙丽温(泰)高速公路云和至景宁段第2合同招标、投标、合同文件;

2.2、公路桥涵设计通用规范;

2.3、建筑施工计算手册(第二版);

2.4、路桥施工计算手册;

2.5、钢结构设计规范;

2.6、钢结构工程施工质量验收规范;

2.7、公路桥涵施工技术规范及有关施工技术规范。

二、施工便桥下部墩台身及基础设置方案及验算

1、便桥桥墩及基础设置方案及验算

1.1、桥墩、基础设置方案

便桥墩身上口平面尺寸为×,下口平面尺寸为×,高为;便桥基础平面尺寸为×,高为。便桥墩身及基础为C25片石混凝土。墩身及基础正面、断面布置图如下:

1.2、桥墩、基础设置方案验算

基础埋置深度为,常水位到基础底高度为,汽车荷载为N1=700.0 KN,汽车制动力为T=100KN,每座墩台贝雷钢架自重为N4=200 KN,基底持力层为砂砾石(天然容重取γ =18.0KN/m3),按砂土地基容许承载力[δ。] = 350 kPa计算。

、确定桥墩土的容许承载力

式中:[δ。]可从规范中直接查出:350 kPa;

b=为基础最小边,<时按计算,>按计算;

h=为基础埋置深度,一般以冲刷线算起;

k1 =2.0、k2 =4.0为地基容许承载力宽度、深度修正系数。

= 342.0(kPa)

∴砂土地基容许承载力为342.0(kPa)。

A、墩身与基础砼自重:

N2=(×6.0×8 + 3.5×6.6×1.5)×24

=(105.6+34.65)×24

= 140.25×24 = 3366(KN)

B、基底以上坚向荷载:

N = N1+N4+N2 =700.0+200.0+3366=4266.0(KN)

A = ab = 6.6×3.5 = 23.1(m2)

D、外力对基底形心轴之力矩:

M = TH =100×(8.0+1.5)=950(KN)

W = = = 13.475(m3)

= 255.18(kPa)<[δ ] = 342.0(kPa)

∴墩身地基承载力满足要求

水面下墩身与基础砼的浮力N3:

N3 =(140.25- ×6.0×3)×10

=1085.25(KN)

∴е。= = =0.299 < 0.1b=0.1×3.5=0.35

∴基底合力偏心距满足要求

A、基础倾覆稳定性验算:

K。= = = = 5.853 > 1.5

∴基础倾覆稳定性满足要求

B、基础滑动稳定性验算:

Ke = = = 13.0 > 1.3

∴基础滑动稳定性满足要求

2、便桥桥台及基础设置方案与验算

2.1、桥台、基础设置方案

便桥桥台上口平面尺寸为×,下口平面尺寸为×,高为:便桥基础平面尺寸为×,台前高为,台后高为。桥台及基础为C25片石混凝土,桥台及基础正面、断面布置图如下:

2.2、桥台、基础设置方案验算

基础埋置深度为,常水位到基础底高度为,汽车荷载为N1=700.0 KN,汽车制动力为T=100KN,每座墩台贝雷钢架自重为N4=200 KN,基底持力层为砂砾石(天然容重取γ =18.0KN/m3),按砂土地基容许承载力[δ。] = 350 kPa计算。

、确定桥台土的容许承载力

式中:[δ。]可从规范中直接查出:350 kPa;

b=为基础最小边,<时按计算,>按计算;

h=为基础埋置深度,一般以冲刷线算起;

k1 =2.0、k2 =4.0为地基容许承载力宽度、深度修正系数。

= 334.0(kPa)

∴砂土地基容许承载力为334.0(kPa)。

、台后填土表面有汽车荷载时桥台验算

A、确定滑动土楔体长度l0;

∴l0 = H×tgθ= 6.5×0.532= 3.458(m)

B、确定桥台布置在B×l0面积内(车辆单向通行)的车轮总重力和等代土厚度h:

∴ΣG = 2×(140+140)= 560(KN)。

∴h = = =1.499(m)

C、计算台背在填土连同破坏棱体上车辆荷载作用下所引起的主动土压力Ea:

而λ = [1+ ]2

=[1+ ]2

= 2.90839

= 0.287

Ea = BµаγH(2h+H)

= ×6.0×0.287×18×6.5×(2×1.499+6.5)

= 958.13(KN)

①主压力在水平向的分力:

Eax = Eacos(δ+α)=958.13×cos(17.5。+5.71。)

= 880.59(KN)

作用点离基底面的距离еy:

= 2.509(m)

对基底形心轴的弯矩Μex:

Μex = 880.59×2.509

= 2209.06(KN.m)

②主压力在竖直向的分力:

Eay = Ea sin(δ+α)=958.13×sin(17.5。+5.71。)

= 377.6(KN)

作用点离基底面的距离еx:

= 1.149(m)

对基底形心轴的弯矩Μey:

Μey = -377.6×1.149

= -433.86(KN.m)

⑶台身斜面砼自重对基底形心轴产生的弯矩Μz:

W = ( ×6.5×0.5×6.0+1.5×0.5×6.6)×24

= 352.8(KN)

②对基底形心轴的弯矩Μz:

Μz = -352.8×(0.75+0.25)

= -352.8(KN.m)

D、桥台地基承载力验算

N2=(×6.0×5.0 + 3.0×6.6×)×24

=(52.5+34.65)×24

= 87.15×24= 2091.6(KN)

⑵、基底以上坚向荷载:

N = N1+N4+Eay+N2

=0+200.0+337.6+2091.1

=2629.2(KN)

A =ab=6.6×3.0=19.8(m2)

⑷、外力对基底形心轴之力矩:

Μ= TH +Μex+Μey+Μz

=1422.4(KN.m)

W = = = 9.9(m3)

= 276.5(kPa)<[δ ] = 334.0(kPa)

∴台后填土表面有汽车荷载时桥台地基承载力满足要求。

E、桥台基底合力偏心距验算:

е。= = = 0.54

>基底核心半径ρ = = = = 0.5<

因此将桥台横向中心线沿河中心方向位移 ,则

Μey1 = -377.6×(1.149+0.1)

= -471.6(KN.m)

Μ1 = TH +Μex+Μey+Μz

=1291.06(KN.m)

<基底核心半径ρ = = = =

∴台后填土表面有汽车荷载时,桥台横向中心线沿河中心方向位移后,基底合力偏心距满足要求

F、桥台基础稳定性验算

⑴基础倾覆稳定性验算:

K。= = = = 3.1 > 1.5

∴台后填土表面有汽车荷载时,桥台横向中心线沿河中心方向位移后,基础倾覆稳定性满足要求

⑵基础滑动稳定性验算:

Ke = = = 1.5 > 1.3

∴台后填土表面有汽车荷载时,桥台横向中心线沿河中心方向位移后,基础滑动稳定性满足要求

、台后填土表面无汽车荷载(活载)时桥台验算

Ea = BµаγH2

= ×6.0×0.287×18×6.52

= 654.79(KN)

⑴、主压力在水平向的分力:

Eax = Eacos(δ+α)= 654.79×cos(17.5。+5.71。)

= 601.8(KN)

①作用点离基底面的距离еy:

еy = = = 2.167(m)

②对基底形心轴的弯矩Μex:

Μex = 601.8×2.167

= 1304.1(KN.m)

⑵、主压力在竖直向的分力:

Eay = Ea sin(δ+α)= 654.79×sin(17.5。+5.71。)

= 258.1(KN)

①作用点离基底面的距离еx:

= 1.183(m)

②对基底形心轴的弯矩Μey:

Μey = -258.1×1.183

= -305.3(KN.m)

⑶、台身斜面砼自重对基底形心轴产生的弯矩Μz:

W = ( ×6.5×0.5×6.0+1.5×0.5×6.6)×24

= 352.8(KN)

②对基底形心轴的弯矩Μz:

Μz = -352.8×(0.75+0.25)

= -352.8(KN.m)

B、桥台地基承载力验算

N2=(×6.0×5.0 + 3.0×6.6×)×24

=(52.5+34.65)×24

= 87.15×24= 2091.6(KN)

⑵、基底以上坚向荷载:

N = N1+Eay+N4+N2

=700.0+258.1+200.0+2091.6

=3249.7(KN)

A =ab=6.6×3.0=19.8(m2)

⑷、外力对基底形心轴之力矩:

M = TH +Μex+Μey+Μz

=1296.0(KN.m)

W = = = 9.9(m3)

= 295.0(kPa)<[δ ] = 334.0(kPa)

∴台后填土表面无汽车荷载(活载)时桥台地基承载力满足要求。

C、桥台基底合力偏心距验算:

е。= = = 0.4

<基底核心半径ρ = = = = 0.5

∴台后填土表面无汽车荷载(活载)时基底合力偏心距满足要求

D、桥台基础稳定性验算

⑴基础倾覆稳定性验算:

K。= = = = 3.8 > 1.5

∴台后填土表面无汽车荷载(活载)时基础倾覆稳定性满足要求

⑵基础滑动稳定性验算:

Ke = = = 2.3 > 1.3

∴台后填土表面无汽车荷载(活载)时基础滑动稳定性满足要求

三、施工便桥上部贝雷钢架设置方案及验算

1、贝雷钢架便桥设置方案

施工便桥(贝雷钢架)设置双排单层(加强型),共四排贝雷钢架,总长×4跨=,桥面净宽为。贝雷钢架便桥自下而上:Ι28b工字钢横梁等间距,横桥向布置;有扣和无扣纵梁纵桥向布置;10×20×松方木板,横桥向布置(密铺);纵桥向各布置宽的汽车跑道板(4×20×松方木板)。施工便桥在同一时间只允许一辆车位于便桥上,车辆自重加装载重量总计不超过70t ,限速 ,严禁在便桥范围内急刹车。有关贝雷钢架施工便桥的技术参数对照如下:

1.1、荷载、跨径与桥梁组合配置表

注:1、表中S.S 表示单排单层,D.S表示双排单层,T.S. 表示三排单层,D.D表示双排双层,T.D表示三排双层;

2、在S.S、D.S、T.S.、D.D、T.D之后加R,则表示它们为加强型,即有加强弦杆。

1.2、321桁架容许内力表

1.3、321型钢桥桁架几何特性表

2.1、贝雷钢架静载验算:

贝雷钢架系列自重:901.06(KN),静载系数取1.2倍;

每米均布荷载:q = ×1.2 = 7.51 (KN/m)。

按四跨连续梁结构均布荷载计算:

M1中=0.169ql2=0.169×7.51×182=411.22(KN.m)

M2中=0.116ql2=0.116×7.51×182=282.26(KN.m)

2.1.2、剪力计算:

VA =0.339ql=0.339×7.51×18 = 45.83(KN)

VB右 =0.554ql=0.554×7.51×18 = 74.89(KN)

VC右 =0.446ql=0.446×7.51×18 = 60.29(KN)

2.1.3、跨中挠度计算:

W1中 =1.079×

=0.001 (m)

2.2、贝雷钢架活载验算:

设汽车总荷载为700 KN,活载系数取1.4倍;

F =700×1.4/2 = 490.0(kN/m)。

按四跨连续梁结构集中荷载计算:

M1中=0.21Fl=0.210×490.0×18=1852.2(kN.m)

M2中=0.183Fl=0.183×490.0×18=1614.06(kN.m)

2.2.2、剪力计算:

VA =0.42F=0.42×490.0 = 205.8(KN)

VB右 =0.654F=0.654×490.0= 320.46(KN)

2.2.3、跨中挠度计算:

W1中 =1.181×

2.3、贝雷钢架静活载叠加验算:

M1中=411.22 +1852.2=2263.42(kN.m) < 3375.0 kN.m

M2中=282.26 +1614.06=1896.32(kN.m) < 3375.0 kN.m

2.3.2、剪力计算:

VA = 45.83+205.8 = 251.63(KN) < 490.5 KN

VB右 =74.89+320.46 =395.35(KN) < 490.5 KN

VC右 =60.29+297.43=357.72 (KN) < 490.5 KN

2.3.3、跨中挠度计算:

W1中=0.004+0.014 = 0.018(m) < f=L/400=18÷400=0.045 m

W2中=0.001+0.013 = 0.014(m) < f=L/400=18÷400=0.045 m

2.4、有扣、无扣钢纵梁验算:

汽车后轴单个轮压荷载为120KN,通过桥面纵跑道板传递至横向满铺桥面板上,再传递到纵梁(骨架间距为1.5m)上,即至少有两块纵梁(至少有4根I12工字钢)同时受力,按单个后轮轮压在纵梁中间为最不利因素验算受力,工字钢[δ]=180Mpa,W=77.4 cm3则:

Mmax = = =11.25(KN.m)

=145.3(Mpa) < [δ]=180Mpa

∴有扣、无扣钢纵梁满足要求。

2.5、横梁I28b工字钢验算:

汽车后轴四个轮压荷载为480KN,通过钢纵梁将后轮的重力传递到横梁,横梁至少有三根横梁同时承受纵梁的下压力,按后轮轮压在纵梁中间为最不利因素验算受力,工字钢[δ]=180Mpa,W=534.4 cm3则:

Mmax = F×L= 80×1.0=80.0(KN.m)

=149.7(Mpa) < [δ]=180Mpa

∴I28b工字钢作横梁满足要求。

四、施工便桥主要材料数量表

施工便桥主要材料数量表(见附后)

挖土前按施工便桥设置图放好中心桩及基础的纵横轴线控制桩,按要求引测好水准点。挖土后进行扩大基础平面位置、尺寸、底标高的自检,合格后进行下一道工序施工。

挖土采用反铲液压挖土机,扩大基础开挖土方的土方堆放在离基坑边2m以外,并以不影响以后施工为原则。挖土深度由专职人员控制,挖土时基底留20cm由人工铲土,整平至设计标高,挖土过程中如出现超挖,即按有关规定处理。

由于施工便桥基坑开挖深度均小于3m,且根据现场的土质条件,基坑内采用明排水,四周设排水沟,二角设集水井,利用潜水泵抽水外排。

2、基础及墩台身模板安装

模板安装好后,组织人员对模板的稳定性、支撑、螺杆间距、模板的几何尺寸、拼缝、连接牢固程度等进行自检,并做好复核的书面记录。

3、基础及墩台身砼浇注

为尽快完成上部贝雷钢架安装,我项目部组织有贝雷钢架桥安装经验的施工队伍进行安装。由于本施工便桥河道水位较高,无法采用就地拼装,整孔吊装法进行便桥架设。因此采用“悬臂推出法”安装,所谓“悬臂推出法”就是在河流两岸先安装好摇滚和平滚,桥梁的大部分构件在推出岸的滚轴上予先拼装好,然后用人力或机械牵引,将桥梁平稳而缓慢地推出,直达对岸摇滚后就位。该方法架设迅速,安全可靠,不需要大的起重设备,工人稍加培训就能承担架桥任务。整个施工过程由项目部进行监控。   

为防止发生特大洪水灾害时桥梁阻碍水流通过,项目部成立了施工便桥应急预案小组,预备了防洪应急预案。

根据本地水之地理因素,便桥使用期间可能涉及到洪水灾害,为加强安全生产管理,保障人民群众生命和财产安全,根据《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》,等法律法规要求,特制订本应急预案。

组 长:胡兵良(13735970555)

副组长:吴义春(15105888088) 金伟强(13735907658)

叶水标(15105888029) 洪祥水(15105888006)

成 员:童永飞(15105888016) 江小勇(15325125252)

阮正方(15105888020) 姚贤贵(15105888011)

(渝)13J10 无机复合烧结页岩空心砖自保温墙体建筑构造图集唐晓虎(15105888012) 何建新(15105885252)、

5.4.1、救援力量:项目部及所属工区所有职工,视灾情程度,必要时及时联系社会救援力量。

5.4.2、救援设备物资:挖掘机二台,装载机二台及各类生产生活物资、材料。视灾情程度必要时再及时联系社会救援力量提供必要的设备、物资。

5.4.3、交通工具:运输车辆5辆,小车2辆DBJ61/T 74-2013标准下载,需要时可随时调集更多车辆使用。

5.4.4、信息收集:在汛期及时和当地气象部门联系,注意天气动态,以便做好应急预案,启动前的一切准备。

当河面水位超过桥面并严重影响到水流通行时,立即启动本预案。由胡兵良、吴义春组织各成员及工区人员、机械,立即挖除公路侧引道及鹤溪坝引道,让水流从菜地通过,确保泄洪畅通,必要时可将桥面和贝雷片移动至河岸。

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