05-便橋及平臺(tái)施工方案

1、國(guó)道主十線哈爾濱繞城公路東北段（秦家至東風(fēng)）松花江大橋施工便橋及施工平臺(tái)施工方案中鐵十三局集團(tuán)第四工程有限公司松花江大橋項(xiàng)目部二零零四年十二月十日一、施工便橋:1、便橋設(shè)計(jì)便橋主梁采用單層四片六四式軍用梁；下部結(jié)構(gòu)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(jiàn)圖）; 跨徑為32m；橋面鋪20cm厚鼓形木，寬4 m。2、荷載計(jì)算：施工便橋自重取均布荷載主梁（六四式軍用梁）及連接結(jié)構(gòu)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(jì)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(zhǎng)；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(dòng)樁錘在冰上行走打樁，單樁打入河床深度為7m，查地質(zhì)資料，其承載層地質(zhì)均為中粗砂層，考慮到水 流沖刷及河床表層淤泥的影響，驗(yàn)算承載力時(shí)打入深度以6 m計(jì)。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(shè)計(jì)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?jīng)_刷線高度；v為設(shè)計(jì)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(yàn)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?yàn)镹/AM/W，采用容許軸向應(yīng)力。截面強(qiáng)度為: 考慮軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)中，施工過(guò)程中冰面以上4米部分可加固，故在計(jì)算樁的長(zhǎng)細(xì)比時(shí)計(jì)樁長(zhǎng)為12米，樁的回轉(zhuǎn)半徑i=0.11225,長(zhǎng)細(xì)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(yīng)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(guò)程中在樁頂4米范內(nèi)施加可靠連接，使樁頂接近剛接。在樁的 打入過(guò)程中頂端為自由狀態(tài)，但由于冰面的導(dǎo)向作用可不進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。5、施工便橋工字鋼驗(yàn)算根據(jù)施工方案中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，可繪出工字鋼布置圖，如下圖：對(duì)工字鋼一、二進(jìn)行受力分析，其原結(jié)構(gòu)為三跨連續(xù)梁，最不利荷載產(chǎn) 生的彎矩比對(duì)簡(jiǎn)支梁所產(chǎn)生的彎矩小，故對(duì)工字鋼一及工字鋼二均按簡(jiǎn)支梁 簡(jiǎn)化。工字鋼一，受力簡(jiǎn)圖如下圖，P=33

6、KN P=33KN20cm130cmL產(chǎn)生的最大彎矩：M=Px=33 x (130-20)/2=18.15KN - m彎應(yīng)力：o= M/W=18.15/250=72.6Mpao=140Mpa 安全剪應(yīng)力：T=P/A=33000/0.00395=8.35MPaT=80Mpa 安全工字鋼二，受力簡(jiǎn)圖如下圖，P=33KNP=33KN50cmy13臉v產(chǎn)生的最大彎矩：M=Px=33x 0.5=16.5KN - m彎應(yīng)力：o= M/W=16.5/250=66Mpao=140Mpa 安全剪應(yīng)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(guò)，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(guò)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(shè)過(guò)江纜繩用于導(dǎo)向小船人工疏導(dǎo)冰排，同時(shí)準(zhǔn)備小型 炸藥包如發(fā)現(xiàn)過(guò)大冰塊或發(fā)生冰排擁塞河道時(shí)可在冰面進(jìn)行爆破。合理確定便橋標(biāo)高（橋面標(biāo)高116.5,主梁底標(biāo)高115,現(xiàn)有冰面標(biāo)高 111.5）確保冰排不會(huì)在便橋主梁下能順利通過(guò)不發(fā)生擁

8、堵。在便橋每個(gè)墩的 上游布設(shè)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(jiǎn)易工作平臺(tái)：1、工作平臺(tái)設(shè)計(jì)平臺(tái)設(shè)在鋼圍堰內(nèi)部，下部支撐采用325壁厚為10mm的鋼管樁，共計(jì) 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(tái)和便橋作可靠連接。2、承載力驗(yàn)算其施工總荷載含自重、鉆機(jī)機(jī)重、堆放材料重、及施工荷載。A、工作臺(tái)（含鋼管樁）重1505KNB、鉆機(jī)三臺(tái)重200KNx 3=600KNC、堆放材料100KND、施工荷載20KN

9、合計(jì)：2325KN搭設(shè)平臺(tái)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(guò)程中，吊車（300KN ）與鉆機(jī)（200KN） 同時(shí)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(jiàn)，施工平臺(tái)受力安全，3、平臺(tái)的穩(wěn)定驗(yàn)算鋼管樁位于雙壁圍堰內(nèi)部，可不考慮水流的沖擊作用，其單樁可按壓桿 穩(wěn)定進(jìn)行驗(yàn)算：軸向力 N=222KN截面面積A=31.5cm2考慮軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)由，施工過(guò)程中冰面以上4米部分可加固， 故在計(jì)算樁的長(zhǎng)細(xì)比時(shí)計(jì)樁長(zhǎng)為12米，樁的回轉(zhuǎn)半徑i=0.11225,長(zhǎng)細(xì)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(guò)程中在樁頂4米范內(nèi)施加可靠連接，使樁頂接近剛接。平臺(tái)穩(wěn) 定滿足使用要求。平臺(tái)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(yàn)算。三