鋼棧橋橋設(shè)計方案

PAGE中鐵一局中鐵一局集團沈海公路復(fù)線柘榮至福安段A9標跨交溪便橋設(shè)計方案設(shè)計：復(fù)核：審核：審批：中鐵一局沈海A9標項目部二O一三年一月沈海公路復(fù)線便橋設(shè)計方案一、沈海公路便橋設(shè)計概況沈海公路跨交溪便橋，位于坂中鄉(xiāng)水質(zhì)檢測站上游100m位置，主要用途是滿足工程車輛通行，設(shè)計最大載重量80t。沈海公路跨交溪便橋設(shè)計采用多跨貝雷梁鋼便橋跨越交溪，便橋總長210米，梁跨為14×15米，便橋設(shè)計縱向與交溪垂直，橋面寬度為6.5m?；A(chǔ)采用直徑1.0m鉆孔樁基礎(chǔ)，嵌入河床面以下微風(fēng)化1米。上部采用4榀8片貝雷縱梁，2榀貝雷縱梁按70cm間距布置，橫向每3m間距采用支撐架（900mm×1180mm）連成整體；橋面板采用20cm厚鋼筋混凝土預(yù)制板，橋面系設(shè)總寬6.5米。防護護欄嚴格按照防護欄桿安全要求設(shè)置；便橋基礎(chǔ)采用重力式橋臺，詳見沈海公路跨交溪便橋設(shè)計圖。便橋設(shè)置高度參照交溪常水位通航要求進行設(shè)置。二、水文地質(zhì)情況便橋位置位于剝蝕丘陵間沖洪積河谷地貌，交溪實測（2012年12月4日測）水面標高21.5米，河水深度2-7米，水面寬度210米，水流流速較快。河床底面為全裸巖石，表面堅硬，且成斜面。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，沈海公路跨交溪便橋有通航要求，故便橋凈空高出常水位4.5米設(shè)置。三、便橋施工方案根據(jù)圖紙地質(zhì)資料說明及現(xiàn)場實地考察，首先量測出兩岸間距為210m，中央水深最深為7m，河灘最淺為1m，由于水深影響導(dǎo)致水上設(shè)備（浮吊、浮箱）不能到位，其次河床底覆蓋層淺，洪水期水流沖擊便橋橫向穩(wěn)定性差，所以無法用鋼管樁直接插打錨固，結(jié)合以上原因，經(jīng)多方研究采用以下方案施工。施工現(xiàn)場，施工人員進入現(xiàn)場必須配戴安全帽等；3、加強現(xiàn)場用電管理，生產(chǎn)、生活用電按照有關(guān)規(guī)定架設(shè)線路。臨時用電符合供電安全運行規(guī)程，并定期檢查和防護，電工、電焊工等持證上崗，規(guī)范作業(yè)。4、定期檢查機械設(shè)備的安全保護裝置和安全指示裝置，以確保以上兩種裝置的齊全、靈敏、可靠。5、施工過程中堅持以“安全生產(chǎn)”為中心，實行全員安全管理，定職、定責(zé)，使施工安全始終處于受控狀態(tài)，確保施工安全。6、為保證便橋航道和行人夜間行走安全,汛期時在每跨的跨中下面懸掛紅色警示燈,在橋面頂設(shè)置路燈。7、便橋上不得堆放材料。8、靠近G104國道便橋端設(shè)置看守室，運輸車輛上橋后，由專人指揮前進、后退，其他人員應(yīng)立即避讓。9、平臺上的救生衣、救生圈，作為應(yīng)急物資，不得隨意挪動。在橋頭設(shè)明顯的限速限載標志。11、便橋開始使用后，每周派專人對便橋的u型卡、橋面砼板、銷子及所有焊接部位進行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)立即進行加固和補焊，同時按要求做好便橋檢查記錄12、每天派專人在橋面進行巡視檢查，橋面檢查人員應(yīng)謝絕無關(guān)的人員和車輛上橋，杜絕車輛超速，如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時處理或向主管安全領(lǐng)導(dǎo)匯報。13、汛期時加強對上游漂浮物的觀察，對有可能危及便橋安全的不明漂浮物，要及時清除或向海事處拔打求助電話，以便快速清理、疏通。14、通過便橋運送材料時，必須查清材料和運輸車輛的重量，對難以計算的材料，裝車后應(yīng)先在電子磅稱重檢查，檢查合格后方可通行，特殊情況下超載，須由主管領(lǐng)導(dǎo)簽字。15、對橋臺和路基相接處要經(jīng)常檢查，路基沉陷時要及時修復(fù)，防止發(fā)生橋頭跳車影響便橋安全。16、每天做好便橋上電線、電路的檢查，以保證用電安全。17、泵送混凝土?xí)r,注意觀察便橋的擾動情況。五、水環(huán)保證措施5.1施工及生活廢水的排放遵循清污分流、雨污分流的原則，各種施工廢油、廢液集中儲積，集中處理，嚴禁亂流亂淌，防止污染水源，破壞環(huán)境。5.2施工作業(yè)產(chǎn)生的污水必須經(jīng)過沉淀池沉淀，并經(jīng)凈化處理，符合要求后排放。5.3廢棄物中不得含有有毒有害物質(zhì)，避免雨水沖刷后對地表、地下水造成污染。5.4填筑前采集河道水樣送水質(zhì)監(jiān)測站檢測，檢測結(jié)果留檔；填筑過程中設(shè)專人進行水質(zhì)送樣檢測，每2天采集筑島下游水樣送水質(zhì)監(jiān)測站進行水質(zhì)檢測，檢測結(jié)果記錄留檔，若水質(zhì)污染超標影響地方用水及生活，應(yīng)立即停止填筑。5.5施工中產(chǎn)生的泥漿應(yīng)先經(jīng)過沉淀后，排入指定地點，不得直接排入河流。5.6臨時運輸?shù)缆方?jīng)常灑水濕潤，減少道路揚塵。對產(chǎn)生塵埃運輸車輛和石灰等揮發(fā)性材料堆場加以覆蓋，減少對空氣污染，生產(chǎn)及生活垃圾定期處理，嚴禁焚燒有毒廢料。中鐵一局沈海公路A9標項目部2012年12月20日（交溪特大橋便橋）便橋計算書計算：復(fù)核：審核：中鐵一局沈海高速公路9標段項目部二0一二年十二月棧橋總寬6.5m，計算跨徑為15m。棧橋結(jié)構(gòu)自下而上分別為：4.5×2.5×6.5m重力式橋臺、直徑1000mm鉆孔樁，直徑630mm鋼管樁、工550mm工字鋼橫擔(dān)、“321”軍用貝雷梁、20cm厚鋼筋混凝土橋面板。單片貝雷：I=250500cm4，E=2.1×105Mpa，W=3570cm3

[M]=1687.5kn?m,[Q]=245.2kn

則EI=526.05×106kn?m2（一）、荷載布置

1、上部結(jié)構(gòu)恒載（按6.5m寬計）

（1）20cm厚橋面板：q1=6.5×0.20×25（容重）＝32.5KN/m（2）“321”軍用貝雷梁：每片貝雷重443.5kg（含支撐架、銷子等）：

q2=443.5/3×8×10/1000＝11.8KN/m（3）護欄:q3=1KN/m上部恒載線荷載q=q1+q2+q3=45.3KN/m2、活載

（1）汽-20級

（2）8m3混凝土攪拌運輸車（滿載）：車重20t，8m3混凝土20t

（3）人群：不計G2=(20+20)×10=400KN（4）活載布置圖1（兩輛車會車，考慮混凝土罐車，單車重40t）（二）支座最大反力計算：車隊載荷縱向分布圖：圖1R1=R2=ql/2+400=739.75KN（三）貝雷縱梁內(nèi)力驗算由于便橋是臨時性建筑，主要載重車輛是混凝土車，并且滿載時只允許單車通過，驗算時荷載組合只考慮恒載+一輛汽-20級重車（布置在跨中，按簡支計算）。1、貝雷縱梁強度驗算（荷載按照剛度分配，將作用力平均分配到每片縱梁上）：M恒===1274.1kn·m當車輛荷載布置對稱在跨中時產(chǎn)生最大彎矩；支座反力R1=R2=400KN則有M活=400×15/2-100×4.7-300×0.7=2320KN·m活載沖擊系數(shù)按1.2及偏載系數(shù)1.5考慮，安全系數(shù)取1.2。M活大=2320×1.2×1.5=4176kn·m即Mmax=(M恒+M活大)×1.2=(1274.1+4176)×1.2=6540.12kn·m截面最大應(yīng)力

δ=Mmax/Wx=6540.12×103/（3570×8×10-6）=229MPa＜[δ]=245MPa<通過>2、貝雷縱梁撓度驗算恒載：=5×45.3×154/（348×526.05×106）=0.0626mm活載：（按跨中集中荷載計算）400×153／（48×526.05×106）=0.0535mm撓度疊加：（0.0535+1.5×1.2×0.0626）×1.2=0.2mm<L/250=6mm<通過>3、抗剪力驗算貝雷梁單片抗剪力為24.5t，根據(jù)以上計算可知支座最大反力為車輛正好通過支座時：Rmax=（400×1.2×1.5+45.3×15/2）×1.2=1271.7KN允許抗剪力為：8×245=1960KN>Rmax(抗剪通過)4、橫擔(dān)梁計算橫擔(dān)梁采用雙工550a工字鋼，與墩頂連接，車輛位于墩頂位置時為最不利布置?？傻弥ё戳镽恒=45.3×15/2=339.75KN;（每作用點受力84.94KN）R活=400KN（車輛單側(cè)作用力200KN）最不利荷載布置荷載簡化為慣性矩Ix=655760000mm4；截面模量Wx=2342000mm3；單位重量:106.273Kg/m；查表路橋施工計算手冊可得，最大彎矩系數(shù)為0.188，最大剪力系數(shù)0.688支座反力系數(shù)分別為0.312、0.688、0.312故：支座反力分別為R1恒=R3恒=84.94×2×0.312=53KNR2恒=84.94×2×0.688×2=233.6KNR1活=R3活=400×0.312=124.8KNR2活=400×0.688×2=550.4KN恒載彎矩：M恒=84.94×2×2.5×0.188=79.8KN·m活載彎矩：M活=400×2.5×0.188=188KN·m荷載組合：Mmax=（M恒+M活×1.2）×1.2=366.48KN·mδ=M/W=366.48×106/(2×2342000)=78.3MPa<[δ]橫擔(dān)梁滿足要求。三、橋臺結(jié)構(gòu)驗算沈海公路跨交溪便橋下部結(jié)構(gòu)采用重力式擋土墻，墻高6.5m，基礎(chǔ)采用4.5×2.5×1mC20片石砼，墻身為M7.5漿砌片石，擋土墻墻頂向下2.53m為C30砼，擋墻面坡比1：0.3。(一)橋臺擋墻計算說明：假定墻背垂直、光滑、填土表面為單一平面，采用朗金理論主動土壓力計算，結(jié)果偏于安全。該擋墻墻身為C25砼，容重γk=25kn，墻身長度8米，基礎(chǔ)為C20片石混凝土，基礎(chǔ)高度2.5米。擋墻按照重力式設(shè)計計算，墻高總高4.5米，填土為粉質(zhì)粘土，容重γ=18KN/m3；摩阻角ω=210。擋墻面坡比1：0.3基底內(nèi)摩擦f=0.35,基底承載0.2MPa。擋墻汽車荷載換算假定搭板為剛性，如圖換算度===1.26米朗金主動土壓力系數(shù)：==0.472133KN擋墻穩(wěn)定性驗算1、擋墻自重G=423KN2、擋墻重心由圖知X1=0.89，Y1=2.39(CAD軟件查詢)；如圖：對x軸起矩可得：Y心3、擋墻滑移穩(wěn)定性驗算參考《查路橋施工計算手冊》取f=0.35由重力式擋土墻滑動穩(wěn)定性公式：×f=1037×0.35/206.2=1.76>1.3<可>即擋土墻不發(fā)生墻身沿基底的滑動破壞。4、擋土墻傾覆穩(wěn)定性驗算對擋墻趾點起矩：抗傾覆力矩：m1=G×X1=1037×0.89=923kn·m傾覆力矩：m2=Ea×Y1=206.2×2.39=493kn·m抗傾覆力矩>傾覆力矩，擋墻穩(wěn)定性滿足要求。四、便橋樁基礎(chǔ)及墩身驗算由橫擔(dān)梁計算中可得最大支座反力（三根立柱）：支座反力分別為R1恒=R3恒=84.94×2×0.312=53KNR2恒=84.94×2×0.688×2=233.6KNR1活=R3活=400×0.312=124.8KNR2活=400×0.688×2=550.4KN橫擔(dān)梁自重：106.27×2×6×10=12752N=13KN查表可得均布荷載支座反力分別為R1=R3=13/2×0.375=2.4KNR2=13/2×0.625×2=8.2KN鋼管樁最大受力組合（安全系數(shù)取2）=（8.2+233.6+550.4×1.2）×2=1804KN墩身及基礎(chǔ)按7米計，采用直徑630mm，壁厚10mm的鋼管樁，內(nèi)夯填砂子，頂部澆注50cm混凝土。單根柱重量G=16.8KN立柱鋼管的特性：D=630mm;d=610mm;A=24806mm0.01946I==0.9×109mm4=9.3×10-4m4r==0.22；長細比=L/r=31.8；ω=1.02-0.55=0.872強度驗算：б=N/A=92.7MPa<210MPa穩(wěn)定性驗算：б=N/ωA=106.3MPa<210MPa強度和穩(wěn)定性滿足要求，同時鋼管樁內(nèi)灌注砂子并澆注混凝土，強度和穩(wěn)定性將進一步提高。樁基礎(chǔ)計算：便橋基礎(chǔ)圓形軸心受壓構(gòu)件，直徑1000mm，受軸力1804kN，計算長度7000mm。構(gòu)件采用C30混凝土。配置Φ16II級鋼筋。鋼筋至邊距50mm。按最小配筋率As'=3141.6mm2鋼筋根數(shù)為16實際As'=3217mm2五、橋面板計算橋面板采用C30混凝土，單塊板尺寸為：1500mm×6500mm×200mm；車輛單軸單側(cè)承載200KN，車輪寬度60cm，均布荷載q1=333KN/m;混凝土橋面板均布荷載：q2=0.5×0.2×25=2.5KN·m。1、荷載計算荷載布置按照隔跨布置為最不利荷載，將一個軸布置在最大跨中，由于橋面板在中部分開，故可簡化為單跨簡支梁（偏安全），布載如圖：車輛荷載產(chǎn)生最大彎矩：M1=33.7KN·m；恒載產(chǎn)生彎矩為：M2=0.25KN·m考慮荷載沖擊系數(shù)1.2，安全系數(shù)1.2，可得跨中最大彎矩：M=(M1×1.2+M2)×1.2=48.8KN·m支座處最大剪力為：V=213.5KN.2、配筋計算采用C30混凝土。主筋采用直徑16mm二級鋼筋，上下兩層，間距200mm，凈保護層3cm，構(gòu)造鋼筋（箍圈）采用直徑10mm一級鋼筋，間距200mm。（1）求受壓區(qū)高度鋼筋重心距離截面下緣的距離有效高度計算截面受壓區(qū)高度滿足要求。（2）正截面承載能力驗算從荷載組合表知，最不利截面，而構(gòu)件抗彎承載能力為又，故截面復(fù)核滿足要求，設(shè)計安全。（3）斜截面抗剪驗算①驗算截面尺寸是否符合要求，，為C30（混凝土強度等級），hw/b=162/1500<4,代入下式得：滿足要求。②驗算是否配箍筋根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》，可知：需要