[PPT]公路特大钢栈桥施工组织设计方案讲稿(中铁 钢便桥).ppt
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1、PPT公路特大钢栈桥施工组织设计方案讲稿(中铁 钢便桥)Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、工程简介一、工程简介v 20 20年最高潮位年最高潮位10.5m10.5m,根据现场地形地貌、潮汐变,根据现场地形地貌、潮汐变化并结合工程实际情况,为了方便施工,确保安全、质量化并结合工程实际情况,为了方便施工,确保安全、质量并按合同工期完成工程任务,因此,必须架设一座经济实并按合同工期完成工程任务,因此,必须架设一座经济实用又安全的钢便桥。经过现场勘查、结合
2、桩基平台需要、用又安全的钢便桥。经过现场勘查、结合桩基平台需要、架设的钢便桥形式为:架设的钢便桥形式为:特大桥跨特大桥跨 段钢栈桥全长段钢栈桥全长370.05m370.05m,设计为,设计为19.92m+2912m+112.13m19.92m+2912m+112.13m。桥面标高控制为。桥面标高控制为高潮水位高潮水位10.5m,10.5m,加加1.75m1.75m,即桥底面设计标高为,即桥底面设计标高为12.25m12.25m,v钢便桥结构如下:钢便桥结构如下:v1 1、基础结构为:、基础结构为:5308mm5308mm钢管桩基础钢管桩基础v2 2、下部结构为:、下部结构为:I36aI36a双
3、排工字钢横梁双排工字钢横梁v3 3、上部结构为:、上部结构为:300150300150贝雷片贝雷片2 2组纵梁组纵梁v4 4、桥面结构为:、桥面结构为:25#25#工字钢,工字钢,25a25a槽钢桥面槽钢桥面v5 5、防护结构为:、防护结构为:483.5mm483.5mm小钢管护栏小钢管护栏二、工程编制依据及主要设计标准二、工程编制依据及主要设计标准v、特大桥桥设计图纸特大桥桥设计图纸v、交通部公路桥涵施工技术规范、交通部公路桥涵施工技术规范JTG/T F502011JTG/T F502011v、人民交通出版社路桥施工计算手册、人民交通出版社路桥施工计算手册v、人民交通出版社装配式公路钢桥多用
4、途使用手册、人民交通出版社装配式公路钢桥多用途使用手册v、钢结构设计手册、钢结构设计手册v、钢管桩的设计与施工、钢管桩的设计与施工1、编制依据及主要参考资料、编制依据及主要参考资料 v 、荷载取载重、荷载取载重600KN600KN履带吊施工车辆履带吊施工车辆v 、荷载组合、荷载组合va a、汽车荷载、汽车冲击系数与钢桥均布恒载同时考虑,计、汽车荷载、汽车冲击系数与钢桥均布恒载同时考虑,计算时取其较大者。算时取其较大者。vb b、人群,机具等临时荷载,由于便桥属于单车道,汽车通、人群,机具等临时荷载,由于便桥属于单车道,汽车通行时桥面无法堆放材料设备,不予考虑。行时桥面无法堆放材料设备,不予考虑
5、。.2 2、荷载、荷载v(1 1)钢便桥主要技术标准)钢便桥主要技术标准v、计算行车速度:、计算行车速度:5 km/h5 km/hv、设计荷载:、设计荷载:600KN600KN履带吊施工车辆履带吊施工车辆v、桥跨布置:约:、桥跨布置:约:19.92m+2912m+19.13m19.92m+2912m+19.13m连续贝雷连续贝雷梁桥梁桥v、桥面布置:设计桩基位置设置、桥面布置:设计桩基位置设置8m368m36作业平台作业平台3、主要设计指标v考虑钢便桥属于临时结构,参照上述主要参考资料之规定,考虑钢便桥属于临时结构,参照上述主要参考资料之规定,计算时,结构的内力计算(除钢管桩外)均控制在钢材的
6、容计算时,结构的内力计算(除钢管桩外)均控制在钢材的容许应力或许应力或1.31.3倍容许应力以内(倍容许应力以内(1.31.3为临时结构钢材的提高系为临时结构钢材的提高系数)。钢管桩因考虑锈蚀作用影响及使用周期将近一年的实数)。钢管桩因考虑锈蚀作用影响及使用周期将近一年的实际情况,其内力计算控制在容许应力以内,不考虑际情况,其内力计算控制在容许应力以内,不考虑1.31.3的临的临时结构钢材的提高系数时结构钢材的提高系数(2 2)钢材强度设计值)钢材强度设计值v钢材容许应力取值如下:钢材容许应力取值如下:v.A3.A3钢:钢:轴向应力:轴向应力:140Mpa140Mpav 弯曲应力:弯曲应力:1
7、45Mpa145Mpav 剪应力:剪应力:85 Mpa85 Mpav.16.16锰钢:锰钢:轴向应力:轴向应力:200Mpa200Mpav 弯曲应力:弯曲应力:210Mpa210Mpav 剪应力:剪应力:160 Mpa160 Mpav.贝雷片容许内力:单排单层容许弯矩贝雷片容许内力:单排单层容许弯矩788.2KN/m788.2KN/mv 单排单层容许剪力单排单层容许剪力245.2KN245.2KN三、钢桥设计说明三、钢桥设计说明v本工程上跨本工程上跨 ,江面宽约,江面宽约0.370.37公里,常水深约为公里,常水深约为6 6米。水下米。水下地质情况自上而下普遍为:中粗砂、卵石、花岗岩。地质情况
8、自上而下普遍为:中粗砂、卵石、花岗岩。v钢桥下部结构采用钢管桩,单墩布置单排钢桥下部结构采用钢管桩,单墩布置单排3 3根钢管(桩径根钢管(桩径530mm530mm,壁厚,壁厚8mm8mm)。钢管桩横向间距)。钢管桩横向间距2.5m2.5m,桩顶布置,桩顶布置I36aI36a双排工字钢横梁,钢管桩与钢管桩之间用双排工字钢横梁,钢管桩与钢管桩之间用8080880808角钢钢角钢钢管桩剪刀撑,并焊接牢固。管桩剪刀撑,并焊接牢固。1 1、基础及下部结构设计、基础及下部结构设计栈桥钢管桩布置示意图栈桥钢管桩布置示意图剪力撑布置示意图剪力撑布置示意图v打钢管桩技术要求:打钢管桩技术要求:v、严格按设计书要
9、求的位置和标高打桩。、严格按设计书要求的位置和标高打桩。v、钢管桩中轴线斜率、钢管桩中轴线斜率11L L。v、钢管桩入土深度必须大于、钢管桩入土深度必须大于8m8m。v、当个别钢管桩入土小于、当个别钢管桩入土小于8m8m锤击不下,且用锤击不下,且用DZ45DZ45桩锤激振桩锤激振2 2分钟仍无进尺,必须现场分析地质状况,采取双排桩或其分钟仍无进尺,必须现场分析地质状况,采取双排桩或其它加强措施,以提高钢管整体稳定性。它加强措施,以提高钢管整体稳定性。v桥梁纵梁除通航孔为桥梁纵梁除通航孔为15m15m,其余各跨跨径均为,其余各跨跨径均为12m12m跨。根据行跨。根据行车荷载及桥面宽度要求,便桥纵
10、梁采用规格为车荷载及桥面宽度要求,便桥纵梁采用规格为150cm300cm 150cm300cm 国产贝雷片,国产贝雷片,1212米跨纵梁每跨布置单层米跨纵梁每跨布置单层6 6片贝雷片,横向布片贝雷片,横向布置形式为置形式为2323排,间隔为:排,间隔为:220cm220cm110cm3110cm3115cm2115cm2。贝雷片纵向用贝雷销联结,横向用贝雷片纵向用贝雷销联结,横向用9090型定型支撑片联结以保型定型支撑片联结以保证其整体稳定性,贝雷片与证其整体稳定性,贝雷片与I36aI36a工字钢下横梁间用工字钢下横梁间用U U型铁件型铁件联结以防滑动。联结以防滑动。2 2、上部结构设计、上部
11、结构设计钢管桩顶横梁布置示意图钢管桩顶横梁布置示意图栈桥贝雷主纵梁布置示意图栈桥贝雷主纵梁布置示意图v当采用贝雷片纵梁时,贝雷片上铺当采用贝雷片纵梁时,贝雷片上铺I25I25工字钢,沿便桥纵向工字钢,沿便桥纵向间隔按间隔按80cm80cm布置,工字钢横梁与贝雷片纵梁用布置,工字钢横梁与贝雷片纵梁用u u型卡固定,型卡固定,桥面宽桥面宽6m6m,桥面板采用,桥面板采用25a25a槽钢倒置成槽钢倒置成型间距型间距4cm4cm密铺,密铺,并与并与I25I25工字钢横梁焊接固定。工字钢横梁焊接固定。3 3、桥面结构设计、桥面结构设计4 4、防护结构设计、防护结构设计v桥面采用小钢管(直径桥面采用小钢管
12、(直径4.8cm4.8cm)做成的栏杆进行防护,栏杆)做成的栏杆进行防护,栏杆高度高度1.01.0米,栏杆纵向米,栏杆纵向3 3米米1 1根立柱根立柱(与桥面槽钢焊接与桥面槽钢焊接)、高度、高度方向设置方向设置2 2道横杆。道横杆。栈桥横向分配梁布置示意图 四、钢便桥各部位受力验算四、钢便桥各部位受力验算v(1 1)、恒载)、恒载vA.A.桥面板;桥面板;25a25a槽钢每米自重为槽钢每米自重为:q1=600300.27=5.4KN/m:q1=600300.27=5.4KN/m vb b、I25aI25a工字钢每米自重为工字钢每米自重为:q=10.7560.381=3.048KN/m:q=10
13、.7560.381=3.048KN/mvb b、贝雷片纵梁每米自重、贝雷片纵梁每米自重:q2=5.4KN/M:q2=5.4KN/Mv 合计:恒载合计:恒载 q=5.4+3.048+5.4=13.848KN/M q=5.4+3.048+5.4=13.848KN/Mv(2 2).冲击系数冲击系数v按规范计算,按规范计算,12m12m跨冲击系数取:跨冲击系数取:1+=1.3031+=1.303v 0.75m 0.75m跨冲击系数取:跨冲击系数取:1+=1.3891+=1.389v 横梁横梁1.15m1.15m跨冲击系数取:跨冲击系数取:1+=1.191+=1.191 1、荷载计算、荷载计算v(1 1
14、)、桥面板验算;)、桥面板验算;v受力分析;以受力分析;以50t50t履带吊位于跨中时按连续梁进行验算。履带吊位于跨中时按连续梁进行验算。50t 50t履带吊(按履带吊(按60t60t计),荷载计),荷载600KN600KN分两条分两条5.3m5.3m履带以履带以300KN300KN传递到桥面上传递到桥面上(q=300/5.3=56.6KN/m).(q=300/5.3=56.6KN/m).桥面板跨径为桥面板跨径为75cm75cm,50t50t履带吊履带宽履带吊履带宽80cm80cm,;槽钢宽度,;槽钢宽度25cm25cm,缝宽,缝宽4cm4cm。每个作用点假设只作用在三块槽钢上;计算按两端固定
15、梁计每个作用点假设只作用在三块槽钢上;计算按两端固定梁计算,算,25a25a以上槽钢倒置成以上槽钢倒置成型沿型沿I25I25工字钢横梁密铺工字钢横梁密铺,缝隙间缝隙间隔隔4cm4cm,并与横梁焊接固定。,并与横梁焊接固定。25a 25a槽钢截面特性为;槽钢截面特性为;I=176cm I=176cm4 4 Wmin=30.6cm Wmin=30.6cm3 3 q=0.27KN/mq=0.27KN/m 2 2、钢桥各部位内力计算、钢桥各部位内力计算va a、抗弯强度计算、抗弯强度计算 Mmax=q2K/8=56.61.3890.752/8=5.528KN.MMmax=q2K/8=56.61.389
16、0.752/8=5.528KN.M=M/Wmin=5.528106/(30.63103)=M/Wmin=5.528106/(30.63103)=60.13MPa=60.13MPa1.3=1.3145=188.5MPa1.3=1.3145=188.5MPa1.31.3为临时结构钢材的提高系数,为临时结构钢材的提高系数,vb b、抗剪强度计算;、抗剪强度计算;Qmax=0.556.60.75K=21.231.389=29.48 KNQmax=0.556.60.75K=21.231.389=29.48 KN=29.48103/=29.48103/(250.753102250.753102)=5.24
17、MPa=5.24MPa=85MPa=85MPavC C、刚度计算(取集中荷载计算)、刚度计算(取集中荷载计算)f=p3/f=p3/(192EI192EI)=42.451.389 0.753103/=42.451.389 0.753103/(1922.11761922.1176)=0.4mm=0.4mmf=750/400=1.88mmf=750/400=1.88mm经计算,桥面板采用经计算,桥面板采用25a25a槽钢满足强度、刚度、稳定符合要求槽钢满足强度、刚度、稳定符合要求.v(2 2)、)、I25I25工字钢分布梁计算。(布置在贝雷片上,最大跨工字钢分布梁计算。(布置在贝雷片上,最大跨径径1
18、.15m1.15m,工字钢横梁每,工字钢横梁每0.75m0.75m布置一根,)布置一根,)、桥面板;单跨、桥面板;单跨1212米跨槽钢每米自重为米跨槽钢每米自重为:q q1 1=(600300.27600300.27)6=0.9KN/m6=0.9KN/m 、25#25#工字钢横梁每米自重工字钢横梁每米自重:q2=0.38105KN/m:q2=0.38105KN/m合计:恒载合计:恒载 q=0.9+0.381=1.281KN/M q=0.9+0.381=1.281KN/Mv贝雷片最大间距贝雷片最大间距1.15m1.15m,受力最不利位置为当汽车偏于便桥,受力最不利位置为当汽车偏于便桥一侧,且后轮
19、一轴刚好置于跨径一侧,且后轮一轴刚好置于跨径1.15m1.15m的跨中(假想最不利的跨中(假想最不利情况),情况),5.3m5.3m履带最少可跨过履带最少可跨过7 7道道I25aI25a工字横梁,按简支梁工字横梁,按简支梁计算。计算。vI25aI25a工字钢截面特性:工字钢截面特性:I=5017cm4 W=401.4cm3 I=5017cm4 W=401.4cm3 A=48.51cm2 q=0.38105KN/m P=3007=42.86KN A=48.51cm2 q=0.38105KN/m P=3007=42.86KN q=1.281KN/Mq=1.281KN/Mva a、抗弯强度计算、抗弯
20、强度计算M=p/4+qM=p/4+q2 2/8=42.861.151.19/4+1.2811.15/8=42.861.151.19/4+1.2811.152 2/8/8 =14.86KN.M =14.86KN.M=14.8610=14.86106 6/(401.410/(401.4103 3)=37.06Mpa)=37.06Mpa1451.3=188.5Mpa1451.3=188.5Mpavb b、整体稳定、整体稳定因受压翼缘上密铺槽钢,因此整体稳定符合要求。因受压翼缘上密铺槽钢,因此整体稳定符合要求。vC C、抗剪强度计算;、抗剪强度计算;Qmax=(0.542.86+0.51.2811)1
21、.19=(0.542.86+0.5Qmax=(0.542.86+0.51.2811)1.19=(0.542.86+0.51.2811)1.19=26.26KN1.2811)1.19=26.26KN=26.2610=26.26103 3/(250.810250.8102 2)=13.1MPa=13.1MPa=85MPa=85MPavd d、刚度计算、刚度计算f=p3/f=p3/(48EI48EI)=42.861.15=42.861.153 31.19101.19103 3/(482.15017)/(482.15017)=0.15mm=0.15mm1150/400=5.4mm1150/400=5.
22、4mmv经计算,分布梁采用经计算,分布梁采用I25aI25a工字钢钢满足强度、刚度、稳定符工字钢钢满足强度、刚度、稳定符合要求合要求v(3 3)、贝雷片纵梁计算)、贝雷片纵梁计算vA A、1212米跨贝雷片计算米跨贝雷片计算v、抗弯强度计算、抗弯强度计算 按简支梁计算,计算纵梁最大弯矩近似取静载的按简支梁计算,计算纵梁最大弯矩近似取静载的跨中弯矩与活载产生的跨中最大弯矩进行叠加,结果跨中弯矩与活载产生的跨中最大弯矩进行叠加,结果偏于安全。偏于安全。M1maxM1max0.25PLK0.25PLK0.25600121.3030.25600121.3032345.4KN.m2345.4KN.mM2
23、maxM2max0.125ql0.125ql2 20.12513.848120.12513.848122 2249.26KN.m249.26KN.mMmax=2345.4+249.26=2594.66KN.mMmax=2345.4+249.26=2594.66KN.mva a、按容许弯矩计算、按容许弯矩计算 容许弯矩容许弯矩 :MM6 6片片0.90.9(不均衡系数)(不均衡系数)788.2KN.m788.2KN.m4256.28KN.m4256.28KN.m Mmax=2594.66KN.M Mmax=2594.66KN.M M=4256.28KN.M M=4256.28KN.Mvb b、按
24、容许应力计算、按容许应力计算 贝雷片截面模量贝雷片截面模量WoWo3578.563578.5621471cm21471cm3 3 Mmax/WoMmax/Wo(2594.66102594.66106 6)/(214710.910/(214710.9103 3)134.27Mpa134.27Mpa=210Mpa=210Mpa 因此:抗弯强度符合要求。因此:抗弯强度符合要求。vb b、抗剪强度计算、抗剪强度计算Q1maxQ1max0.5P0.5P0.56001.3030.56001.303390.9KN390.9KNQ2maxQ2max0.5ql0.5ql0.513.848120.513.8481
25、283.1KN83.1KNQanx=390.9+83.1=474.0KNQanx=390.9+83.1=474.0KN容许剪力容许剪力QQ6 6片片0.90.9(不均衡系数)(不均衡系数)245KN245KN1323KN1323KN因为;因为;Q=474.0KNQ=474.0KNQ=1323KN Q=1323KN 所以,抗剪强度符合要求。所以,抗剪强度符合要求。经计算;经计算;1212米跨钢桥纵梁可以用单层米跨钢桥纵梁可以用单层6 6片贝雷片架设片贝雷片架设vC C、刚度验算、刚度验算 贝雷片几何特性:贝雷片几何特性:E E2.1105Mpa2.1105Mpa,Io Io250497.2cm2
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