工字鋼運(yùn)梁便橋施工設(shè)計(jì)

1、臨時(shí)便橋施工方案一、臨時(shí)便橋設(shè)計(jì)說明臨時(shí)便橋設(shè)計(jì)總長(zhǎng)32米，寬8米，鋼管樁標(biāo)準(zhǔn)跨徑5.0米，臨時(shí)便橋與施工便道相接處采用C30混凝土臺(tái)座支撐，混凝土臺(tái)縱寬2m，高1m，橫寬8m與臨時(shí)便橋面同寬，臺(tái)面標(biāo)高與便橋鋼管樁頂工字鋼標(biāo)高相同，臺(tái)下1m范圍內(nèi)采用三七灰土換填，分層夯實(shí)。臨時(shí)便橋基礎(chǔ)采用630mm鋼管樁，壁厚10mm，每跨4根鋼管樁，間距2.5m；上部連接橫梁采用焊接三拼I40b工字鋼；縱梁采用14組工字鋼并排構(gòu)成，每組寬0.6m；縱梁上滿鋪20×20cm方木。橫向鋼管樁之間采用 16槽鋼斜撐，以增強(qiáng)臨時(shí)便橋整體穩(wěn)定性；橫向3拼I40b工字鋼上順橋向扣焊16槽鋼限制工字鋼位置。臨時(shí)

2、便橋主要材料表見表1，橫斷面與縱斷面結(jié)構(gòu)分別見附圖。表1：臨時(shí)便橋主要材料表名稱規(guī)格單位數(shù)量重量（kg）鋼管樁630 mm×10mm× 31000 mm根2491820樁帽 750×750×10mm個(gè)241061工字鋼橫梁I40b米14410640工字鋼縱梁I40b米134499456連接撐架I16米2004100方木20cm×20cm×4m根32030720欄桿鋼管40×4mm米39m密目網(wǎng)1.2m寬76.8m2二、臨時(shí)便橋結(jié)構(gòu)檢算臨時(shí)便橋行車檢算臨時(shí)便橋設(shè)計(jì)荷載（設(shè)計(jì)通車能力）：車輛自重38t，限速5km/h，最大預(yù)制梁

3、重量為162t，按通過棧橋預(yù)制梁運(yùn)輸車滿載時(shí)考慮，車總重按200t計(jì)算。不考慮船只和排筏的撞擊力，施工及使用時(shí)做好安全防護(hù)措施。1、棧橋計(jì)算參數(shù)(1) I40b工字鋼：截面積94.1 cm2，每米重量73.878kg , Ix=22781cm4， Wx=1139cm3,Sx=671.2 cm3，腹板厚12.5mm。(2) I16槽鋼:截面積25.15cm2，每米重量19.75kg ,Ix=934.5cm4， ，Wx=116.8 cm3 ，Sx=70.3 cm3，腹板厚8.5mm。(3)車輛沖擊系數(shù)：由查公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTGD60-2004)知，沖擊系數(shù)采用1.3。考慮棧橋?qū)嶋H情況，即一

4、跨內(nèi)同方向最多只布置一輛重車。人群荷載不計(jì)。2、方木計(jì)算工字鋼上滿鋪0.2m×0.2m方木，縱橫梁三拼I40b工字鋼中心跨距0.6m，縱梁工字鋼間距為60cm，是指中對(duì)中的距離，所以實(shí)際上連續(xù)兩跨縱梁的距離為60cm減去工字鋼的自身寬度，大約18cm。最不利情況為運(yùn)梁車及預(yù)制梁荷載平均分布在1根方木上。運(yùn)梁車共有56個(gè)輪胎，前邊24個(gè)輪胎，后邊32個(gè)輪胎。按運(yùn)梁車與預(yù)制箱梁一半作用在棧橋上，荷載為運(yùn)梁車與預(yù)制箱梁的一半為100t。按100t荷載全部作用在24個(gè)輪胎上，1個(gè)輪胎荷載集中作用在方木上，荷載為100×10×1.2×1.3×1/24=6

5、5KN計(jì)算跨度L=0.18m。由查表路橋施工計(jì)算手冊(cè)附表2-10得:方木跨中彎矩: ，截面彎曲應(yīng)力為，撓度計(jì)算：滿足要求。方木上不需鋪設(shè)鋼板。3、工字鋼縱梁驗(yàn)算對(duì)縱梁工字鋼最不利的單跨進(jìn)行檢算，最不利情況的集中荷載及均布載荷如下圖所示：按運(yùn)梁車及預(yù)制箱梁荷載一半全部作用在跨中?？v梁間距為0.6m，全部荷載的1/4作用在兩根3拼工字鋼上。運(yùn)梁車及預(yù)制梁荷載P=P1/2=200×10×1.2×1.3/4=780KN方木、工字鋼的均布荷載每跨方木的重量P2 =（5×8×0.2×0.6）×10×1.2=57.6KN每跨縱梁

6、工字鋼的重量P3=（74×210/1000）×10×1.2=186.5KNq=（P3+ P2）/5.0=(186.5+57.6)/5.0=48.8KN/m則最大彎矩為：M=Pl/4+ql2/8=780×5.0/4+48.8×5.02/8=1127.5KN·m跨中最大彎曲應(yīng)力：，滿足要求。查表路橋施工計(jì)算手冊(cè)一根I40b工字鋼，共作用在6根工字鋼上。則在跨中產(chǎn)生最大撓度為： 滿足要求。4、工字鋼橫梁驗(yàn)算路橋施工計(jì)算手冊(cè)為兩個(gè)集中荷載分布在跨中的位置時(shí)的彎矩，本工程最不利荷載位置應(yīng)該為單側(cè)車重等值的集中力作用在左側(cè)跨中時(shí)，右側(cè)車輪根據(jù)輪距

7、（1.982m）作用在鄰跨，計(jì)算此時(shí)左跨跨中最大彎矩臨時(shí)便橋工字鋼橫梁力學(xué)計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：每跨方木自重P2 =（5×8×0.2×0.6）×10×1.2=57.6KN每跨縱梁工字鋼的重量P3=（74×210/1000）×10×1.2=186.5KN每跨橫梁工字鋼的重量 P4=（74×24/1000）×10×1.2=21.3KN橫梁上重量為P=P2+P3 + P4 =265.4KN轉(zhuǎn)化均布荷載為：q=P/8=33.2KN/m由運(yùn)梁車及預(yù)制梁產(chǎn)生的集中載荷為P/= P1 =780KN根據(jù)清華大

8、學(xué)版本力學(xué)求解器求出：最大彎矩則跨中最大彎曲應(yīng)力：一根I40b工字鋼，滿足要求。則在跨中產(chǎn)生最大撓度為： 5、單樁承載力及穩(wěn)定性驗(yàn)算 （1）危險(xiǎn)截面單樁受力單樁最不利荷載為運(yùn)梁車運(yùn)梁過程中，運(yùn)梁車及預(yù)制梁前部自重落在樁頂位置。動(dòng)力系數(shù)取1.3，安全系數(shù)取1.2。力學(xué)計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：最不利位置處外力為P1 =（38+162）×10×1.2×1.3/4=780KN每跨方木自重P2 =（5×8×0.2×0.6）×10×1.2=57.6KN每跨縱梁工字鋼的重量P3=（74×210/1000）×10

9、5;1.2=186.5KN每跨橫梁工字鋼的重量 P4=（74×24/1000）×10×1.2=21.3KN每跨平面斜撐槽鋼自重P5=(20.5×34)×10×1.2=8.4KN（2）單樁承載力計(jì)算：極限側(cè)摩阻力根據(jù)，設(shè)計(jì)鋼管樁長(zhǎng)31m，樁入土深度28m，河底2m厚淤泥層側(cè)摩阻力不計(jì)，進(jìn)行單樁承載力計(jì)算：地質(zhì)資料：棧橋橋面高程為+2.1m，河底高程為-0.622米，Q33Nsi淤泥層底標(biāo)高為-2.622m，厚度2mQ24m淤泥質(zhì)粘土底層標(biāo)高約為-8.622m ，厚度6m，值取22KPaQ24m粉質(zhì)粘土層底標(biāo)高為-9.622m，厚度1m，

10、值取30KPaQ24m粉土層底標(biāo)高約為-12.622m，厚度3m，值取38KPa Q14h粘土層底標(biāo)高約為-14.622m，厚度2m，值取45KPa Q14al粉質(zhì)粘土層底標(biāo)高約為-20.622m，厚度6m，值取50KPaQ14al粉土層底標(biāo)高約為-22.622m，厚度2m，值取56KPaQd3mc粉質(zhì)粘土層底標(biāo)高約為-34.622m，厚度12m，值取60KPaQd3mc粉砂層底標(biāo)高約為-40.622m，厚度6m，值取69KPa由公式計(jì)算得3.14×0.63×(0.6×6×22+0.6×1×30+0.6×3×38+

11、0.6×2×45+0.6×6×50+0.6×2×56+0.6×6×60)=1350.7kN（3）特殊位置的驗(yàn)算在運(yùn)梁車后軸半側(cè)走在邊跨跨中時(shí)，四根鋼管樁的受力不均勻，反力入土所示，最大力為1290.33KN，小于樁的極限受壓承載力。經(jīng)驗(yàn)算，此位置為鋼管樁受力的最不利荷載位置。根據(jù)清華大學(xué)版本力學(xué)求解器求出：運(yùn)梁車走在最中間時(shí)，兩側(cè)的鉆孔樁受到向上的力，所以加強(qiáng)橫梁與鉆孔樁的連接，滿足抗拔要求。（3）單樁穩(wěn)定性驗(yàn)算：回轉(zhuǎn)半徑最大自由長(zhǎng)度取5+2/3×2622.33m，故鋼管樁長(zhǎng)細(xì)比22.33/0.22=10

12、1.5<150，查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003得0.622則危險(xiǎn)截面最大正應(yīng)力，滿足要求。6、橋臺(tái)的承載力、抗傾覆驗(yàn)算（1）橋臺(tái)承載力驗(yàn)算1 彎矩計(jì)算每跨方木自重P2 =（5×8×0.2×0.6）×10×1.2=57.6KN每跨縱梁工字鋼的重量P3=（74×210/1000）×10×1.2=186.5KN每跨橫梁工字鋼的重量 P4=（74×24/1000）×10×1.2=21.3KN橋臺(tái)上重量為P=P2+P3 =244,1KN轉(zhuǎn)化均布荷載為：q=P/8=30.5KN/m

13、由運(yùn)梁車及預(yù)制梁產(chǎn)生的集中載荷為P/= P1 =780kN，運(yùn)梁車軸距2m，每個(gè)軸產(chǎn)生的集中荷載為PZ=390kN橋臺(tái)自重G=2×1×2.5×103×9.8×10-3=49kN/m由豎向力平衡可得橋臺(tái)底部均布荷載q=q+G+2PZ/8=177kN/m得橋臺(tái)中部彎矩最大，為Mmax=177×82/8=1416kPa2 抗彎承載能力復(fù)核橋臺(tái)擬采用C30砼條形基礎(chǔ)，級(jí)鋼，b×h=2000×1000mm的矩形截面，如圖所示=4022=15197.6mm2 橋臺(tái)鋼筋布置如圖所示，(,取設(shè)計(jì)值)=17.5MPa，=340MPa

14、，b=0.56，M =2.43KN·m。查表得：=0.15%，=1.25，=1.25，所以=990mm。1、混凝土保護(hù)層=50mm，符合要求。2、 鋼筋凈間距Sn=(2000-20×2.2-5.6×2)/18=108mm50mm及=22mm符合要求。實(shí)際配筋率=15197.6/(2000×1000)×100%=0.76%0.15% 3、受壓區(qū)高度：=×/(×)=340×15197.6/(17.5×2000)=147.6b×（=0.56×990=554.6）不會(huì)發(fā)生超筋梁的情況。4、求抗彎承載能力 =(-/2) =17.5×2000×147.6×(990-147.6/2) =4351.8kN.mM=1416 kN.m故梁截面經(jīng)復(fù)核可以承受。（2） 橋臺(tái)的抗傾覆驗(yàn)算1 計(jì)算換土層厚度按照掛車-120級(jí)計(jì)算換土厚度，B0=3.2m，L=8m，=18kN/m³運(yùn)梁車及預(yù)制梁作用在有效范圍內(nèi)的總重G=780kN換算土層厚h0=G/(B0L)=780/(18×3.2×8)=1.7m2 計(jì)算土壓力Ea=Ka=×18×(1+1.7)×=8.1kN3 滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算