钢便桥专项施工方案(共26页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 G310西安过境公路项目渭河特大桥钢便桥专项施工方案编制:审核:批准:中电建路桥集团有限公司国道310西安过境公路项目总承包部2016.04专心-专注-专业渭河特大桥钢便桥专项施工方案为了满足施工需要,在大桥右侧修建一座施工钢便桥,钢便桥总长240m,设计12m一跨,20跨,计21个墩,每墩位用振动锤贯入6308mm螺旋钢管桩3根,管桩长度按打入渭河河床满足承载力为准,暂按入土10m计,水深6.0m,桩总长20m。每墩位螺旋钢管之间用16槽钢作剪刀撑连接。I45b工字钢横梁每墩位设2根,单根长6.0m。与钢管之间的连接采用镶嵌焊接。主梁采用321型装配式公路钢桥贝雷
2、片拼装而成,共计7片主梁,间距0.9米,排与排间采用900型支撑架连接,支撑架成梅花型布置,主梁与连结梁间采用U型卡连接。分配梁采用I25b工字钢,纵向布置间距0.30米,分配梁与贝雷片的连接采用U形卡连接。桥面采用10mm钢板,上部间隔1.0m焊接防滑钢筋。钢护栏采用16#槽钢,50钢管纵向布置,高度1.2m。钢便桥结构及截面形式见下图。1钢便桥检算1.1 检算依据(1)公路工程技术标准(JTJB012003), 中国建筑工业出版社(2)建筑施工计算手册(第四板), 中国建筑工业出版社(3)桥梁施工工程师手册,人民交通出版社(4)实用建筑五金手册,机械工业出版社(5) 临潼渭河特大桥详细工程
3、地质勘察报告(6)路桥施工计算手册人民交通出版社1.2主要材料的截面特性力学性能查实用建筑五金手册得:截面尺寸抵抗矩WX(WY)抗剪强度值fv弹性模量E惯性矩IX(IX)截面积I25 b4.23105 mm3125MPa2.11055.28107 mm45.3541103 mm2I45 b1.50106 mm3125MPa2.11053.38108 mm41.11446104 mm21.3便桥结构计算模型的选择确定根据公路工程技术标准规定,车道荷载为:桥梁单跨跨度12米,内插得集中荷载标准值PK=298KN ,均布荷载标准值为qk=10.5KN/M。A、车辆荷载主要技术指标见下表:车辆荷载主要
4、技术指标项目单位技术指标车辆重力标准值kN550前轴重力标准值kN30中轴重力标准值kN2*120后轴重力标准值kN2*140轴距m3+1.4+7+1.4轮距m1.8前轮着地宽度及长度m0.3*0.2中、后轮着地宽度及长度m0.6*0.2车辆外形尺寸(长*宽)m15*2.5B、车辆荷载布置详见下图:(1)分配梁采用车辆荷载检算(2)贝雷片主梁采用车道荷载检算1.4便桥的检算1.4.1分配梁检算工字钢I25b分配梁按最不利荷载位置进行荷载布置,车辆荷载后轮集中力P=70KN,间距1.8米,由槽钢将力传到分配梁上,计算简图(如图2)图2经力学求解器程序计算出内力图剪力图弯矩图可得分配梁最大剪力Vm
5、ax=36.88KN最大弯距Mmax=11.39KN*M强度检算:工字钢I25b的截面抵抗矩为W=423cm3 ,h=250 mm, tw=10 mm.正应力Mmax/W=11.39106/423103=26.93MPa【】=145Mpa (钢材抗拉强度设计值)剪应力检算:max=Vmax/htw=1.336.88103(10250)=19.18Mpafv=85Mpa(钢材抗剪强度设计值)式中临时结构的安全系数取1.3结论:满足规范及设计要求1.4.2主梁检算主梁结构形式:便桥主梁采用贝雷片纵梁7排贝雷片组成,间距为0.9米。桥梁单跨度12米。(1)结构自重桥面板的自重:q1=78.5*12*
6、6*0.0156.52KN分配梁的自重:q2=0.4203*6*4150.44KN贝雷片纵梁自重:q3=3.1*28=86.8KN则桥面系荷载自重集度:qz=(q1+q2+q3)/12=16.15KN/M(2)主梁强度计算主梁共7排321型装配式公路钢桥贝雷片拼装而成。计算简图1:(工况一:弯矩最不利情况)采用车道荷载检算,PK=298KN ,均布荷载标准值为qk=10.5KN/M桥面系荷载自重集度qz=(q1+q2+q3)/15=16.15KN/M则均布荷载集度q=qz+qk=26.65 KN/M强度检算:最大弯矩:Mmax=PK*L/4+qL2/8=298*12/4+26.65*122/8
7、=1373.7KN*MM =7*788.2KN*M=5517.4N*M,满足要求。(3)主梁剪力计算,计算简图2:(工况二:剪力最不利情况)由M1=0 支座反力R2=(298*12+26.65*12*6)/12=457.9KN由M2=0 支座反力R1=26.65*12*6/12=159.9KN根据公路工程技术标准(JTJB012003)P23页要求:计算剪力效应时,荷载值应乘以1.2的系数。最大剪力:max= 1.2(PK +qL/2)=1.2(298+26.65*12/2)=549.48 KN =7*245.2=1716.4KN,满足要求。(3)主梁挠度计算贝雷梁挠度由三方面组成:f=f1+
8、f2+f3其中:f1为梁自重引起的挠度(包含自重及均布荷载)f2为外力引起的挠度f3为销轴间隙引起的挠度A、 梁自重引起的挠度(包含自重及均布荷载)f1=5ql4/384nEI=5*26.65*/(384*7*2.505*109)=1.95mmB、外力引起的挠度f2=PL3/48nEI=*/(48*7*2.505*109)=1.8mmC、销轴间隙引起的挠度f3=0.05n2 =0.05*42 =0.8cm=8mm则f=f1+f2+f3=1.95+1.8+8=11.75mm1.4.3连接梁检算连接梁采用工字钢I45b的截面抵抗矩为Wx=1500cm3,h=450 mm, tw=13.5 mm.连
9、接梁在工况二时受力最大,集中力P=549.48KN由4根45b型工字钢分担,则作用在单片主梁贝雷片上的集中力P=549.484=137.37KN,其计算简图如图3。经力学求解器程序计算出内力图:弯距图剪力图可得连接梁最大剪力Qmax=153.57KN最大弯距Mmax=95.46KN*M强度检算:弯矩产生的应力Mmax/W=95.46106/1.5106=63.46MPa【=145Mpa(钢材抗拉强度设计值)结论:满足规范及设计要求剪应力检算:=V/htw=1.3153.57103(13.5450)=32.86Mpafv=120Mpa(钢材抗剪强度设计值)式中临时结构的安全系数取1.3结论:满足
10、规范及设计要求1.4.4钢管桩检算(1)荷载计算对钢管桩考虑最不利荷载情况,即1.4.2.(3)条计算的支座反力R2=457.9KN,则在钢管桩处的荷载为457.9KN桥面板的自重:q1=78.5*12*6*0.0156.52KN分配梁的自重:q2=0.4203*6*4150.44KN贝雷片纵梁自重:q3=3.1*28=86.8KN连接梁的自重:q4=0.87458*6*210.5KN钢管桩自重:q5=1.22*18*365.88KNN=457.9+(56.5+50.44+86.8)/2+10.5+65.88=631.15KN(2) 钢管桩单桩极限容许承载力计算渭河特大桥便桥基础采用3根直径6
11、308mm的螺旋钢管桩, 便桥设计位置位于临潼渭河特大桥详细工程地质勘察报告ZK15上,取ZK15揭示的地层进行钢管桩极限承栽力检算,暂定钢管桩进入有效持力层10.0米。ZK15地质: 细砂(加粉土) 5.9米 fa0=110kpa qik=35kpa中砂(加圆砾) 8.1米 fa0=180kpa qik=45kpa由公式Ra=QSK+QPK=SU qskI+pqpkAp (当hb/ds5 时,p=0.16 hb/dsS; 当hb/ds5 时,p=0.8S, 式中:qsk、qpk桩的极限侧阻力和桩端极限阻力标准值(参照工程地质勘察报告) 此处分别取值如上:U桩身周长 I土层深度 Ap桩端面积p
12、桩端闭口效应系数,对闭口桩p1,对敞口桩取上述计算值hb桩端进入持力层厚度,取10米ds钢管桩外径,取630 mmS侧阻挤土系数,闭口桩取s1,敞口桩ds=630mm 的情况下,取s0.98 因此, 由上述计算公式得出Ra=0.93(3.140.63(5.935+4.145) )+0.8*180*3.14*0.3152=758+44.87=802.88KN考虑摩擦桩的安全系数K=2 及钢管桩的安全系数K=0.7,则单桩极限承载力为: F=0.7802.88KN/2=281KN 因此3 根钢管桩的极限摩阻力为843KN NRa 钢管桩达到承载力要求,即钢管桩进入土体10米,满足要求(3)钢管桩整
13、体稳定性检算钢管桩外露长度10米,水深6米。钢管截面积A=19468mm2 ,W=0.0982(D4-d4)/D=0.0982(6304-6104)/630=3x106 mm3惯性矩I=0.0491(D4-d4)=0.0491(6304-6104)=9.364x108mm4 汽车行驶过程产生的冲击力P=Ga*f=550*0.015=8.25KN式中Ga 汽车重力,取550KN f 滚动摩擦系数,查道路勘查设计取0.015钢管桩计算简图:图中N=678.93/3=226.31 KN P=8.25 KN由图得最大弯距Mmax=8.2510=82.5KN*MA计算轴心受压构件的纵向弯曲系数1i=(I
14、/A)1/2=219.31mm =l/i= 0.7(64)103/219.31=31.92查建筑施工计算手册得稳定系数1=0.929 B计算弯距增大系数,由N/A=/(319468)=11.63【】=0.151450.929=20.21Mpa,取=1C计算受弯构件的纵向弯曲系数2,由于是圆形构件,钢管为焊管,取e=1.8=1.831.92=57.45查路桥施工计算手册得稳定系数2=0.772= N/A+(1/2)(Mmax/W)=226.31103/(319468)+ 0.929/(10.772)(82.5)/ 3x106=20.92Mpa 【】=145Mpa 整体稳定性满足要求! 2 资源投
15、入2.1 人员 指挥人员2名、现场技术人员2名、安全质量监督人员1名、现场施工人员。2.2 主要机械设备50t履带吊车1台、25t吊车1台、90KW振动锤各1台、电焊机3台、75KW发电机1台、自卸车2辆、装载机1辆。2.3 材料主要材料如下表:材料名称规格单根长 (m)根数总重(kg)贝雷梁3213560工字钢I45b64217829.6工字钢I25b6801.4钢 管6301020(暂定,以实际发生为准)63槽 钢 16b2.2841448.16钢 板10mm3. 施工方法钢便桥施工流程见图3-1钢便桥施工流程图。图3-1 钢便桥施工流程图钢便桥施工主要由基础钢管桩振打、贝雷主桁架设、桥面
16、系施工、便桥引道施工五部分组成,施工采用钓鱼法施工,见图3-2。图3-2 钓鱼法施工3.1施工准备材料提前进场,作好施工前准备。3.2钢管桩的定位钢管桩采用全站定位,在便桥附近架设全站仪,从钢管桩吊装是开始观测,在确定符合设计位置后方可振动打入。插打中若发现钢管偏移或偏位时,应及时调正后方可继续插打。3.3基础钢管桩施工钢便桥基础施工采用履带吊配合打桩锤施打钢管桩,由于水深在6米,而钢管桩总长在20米左右,吊车就位后一次插打完毕。钢管桩插打深度根据现场实际情况和水下地质而定,钢便桥基础施工采用桩尖标高控制为主,贯入度控制为辅(连续持荷10min,进尺小于1cm时,停止持荷),如桩尖标高距设计桩
17、尖标高过高时,应通过重新验算后方能使用。施工中桩的入土深度不等。3.4焊接连接梁施工桩基础施工完成后,焊接下连接及剪支撑,连接梁采用2根45b工字钢对焊放在钢管桩顶焊接(钢管切槽),焊接焊缝必需饱满,形成连接梁,剪刀撑采用16#槽钢与钢管桩焊接,焊接焊缝必需饱满。3.5贝雷桁架制作、安装贝雷梁桁架由7片321军用装配式贝雷片在后方场地内拼装分组桁架,贝雷片间采用900型支撑架固定,将分组桁架运至现场利用履带吊车组拼成整体,主梁桁架与连接梁间采用U型卡连接固。3.6分配梁及桥面系分配梁采用人工配合履带吊车安装,并用U型卡在分配梁两端将分配梁与主梁桁架固定连接;桥面施工采用在后方将桥面分块加工成标
18、准化模块,由汽车运输到位后利用履带吊吊装架设,桥面板与分配梁之间焊接,焊缝饱满且不小于8mm。桥面施工后立即安装防护栏杆及防滑钢筋,防滑钢筋间距1米,与桥面板之间焊接固定,焊缝长度不小于100mm,焊缝饱满且不小于8mm。依次逐跨施工。3.7引道施工及防护工程施工钢便桥施工完成后,通过修整边坡及路床达到设计标高后进行硬化。为了防止河流冲刷桥台,在桥台位置做好挡墙防护,挡墙采用M7.5浆砌片石防护。4钢便桥维护、保养4. 1制定钢便桥交通管理办法,从人员、车辆、荷载、标志、通行、用电、环保、处罚等方面加以规定,将因施工机械违章对钢便桥造成的损坏减小到最低程度,从而起到对钢便桥的日常维护保养的作用
19、。4. 2在钢便桥进口竖立标明载重等级、限制车速等重要通行规则的标志牌,严防超载、超速运行,确保交通运营安全。4. 3钢便桥使用寿命24个月,必要的维护是保证钢便桥使用期正常运营的有力保障,定期对钢便桥进行全方位的检查和保养,以确保钢便桥的使用安全。4. 4长期观测钢便桥基础钢管桩的冲刷情况,对于冲刷过大超过钢便桥设计参数警戒的位置采用抛砂袋、片石的办法进行维护;同时在潮水流速较大的区域设立沉降观测点对基础钢管桩进行观测, 若发现基础有不均匀沉降,立即加以处理。4. 5 定期检查贝雷桁架纵梁连接处的销子、螺栓的松动脱落情况。在销子周围涂油脂,以防雨水进入销孔内。4. 6定期测量桥梁的跨中挠度,
20、是否有所增加。挠度增加的速度应与销子或销孔磨损度成正比,其增量应该是很小的。如挠度增加过快,表明销子或销孔或桁架上下弦杆有了损坏,应立即进行详细检查,并采取有效措施解决。4. 7钢便桥位于特殊的河环境中,钢结构构件更容易锈蚀,一旦钢便桥锈蚀,必然会降低钢便桥的承载能力和使用寿命,所以按期除锈、刷漆保养是保证便桥寿命的重要环节。4. 8定期认真检查贝雷片、横撑、斜撑等构件的各个部位有无损伤、变形、油漆脱落、锈蚀等情况。对锈蚀的部位,必须先将灰尘、油污、锈斑以及各种脏物清理干净,然后再喷油漆。4. 9 油漆表面有大面积吐锈,需将吐锈处的面漆、锈斑、氧化皮等彻底清除干净,并露出光洁的金属表面,重涂面
21、漆。4. 10杆件与杆件、杆件与节点板连接时,通常不可能周边都焊满,因此,互相搭接处的缝隙不能密封。缝内钢料表面与大气相通,积水后容易锈蚀,亦不便维修。施工中发现有锈蚀现象,则在缝隙内塞上腻子,表面再涂油漆,将缝隙密封起来,使缝内钢板表面与大气隔离,以达到防止锈蚀的目的。5.保证工程质量措施5.1质量目标各类原材料符合设计要求,各类试件检测资料齐备,一次评审合格率100%。5.2质量管理组织机构5.2.1质量管理组织机构成立以项目经理为组长的质量管理领导小组,项目经理为质量管理的第一责任人,项目技术负责人为质量管理的主要责任人,质量安全部为质量管理的主要责任部门,以质量管理部门为核心主抓施工质
22、量,相关部门积极协助配合,从思想、组织、人员、技术、制度、措施、施工等涉及质量因素的方方面面抓起,制定出详细的质量保证措施和质量控制办法。5.2.2质量管理机构人员组成项目经理部实行三级质量管理机制。成立专门质量负责小组,另外项目各施工作业队设专职质检员,每个班组设现场跟班质检员。质检工程师直接对项目经理和技术负责人负责,行使监督权、检查权和质量否决权。5.3质量管理制度5.3.1建立健全质量保证体系技术交底,落实各项技术措施技术指导协调各部门工作控制每道工序的施工机械调配,按指定的施工程序组织施工。严格按规范及设计要求 施工掌握技术操作规程,认真听取技术人员的指导。 原材料检验各种混合料配比
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