跨金水河贝雷梁便桥设计及施工方案

1、新建西安至成都铁路西安至江油段（陕西境内）站前工程（xczq-5标段） 【跨金水河贝雷桥施工方案】目 录目录11.编制依据、目的及适用范围21.1编制依据和原则21.2编制目的21.3 适用范围22.工程概况及气候条件22.1工程概况22.2气候条件33.施工过程33.1基础开挖33.2 模板安装33.3混凝土施工43.4贝雷桁架桥安装架设43.5便桥进、出引道施工43.6贝雷桥拆除54.施工进度安排及资源配置54.1施工进度安排54.2资源配置55.各项保证措施65.1冬季施工措施65.2便桥施工质量措施75.3 基础防护措施75.4 便桥施工阶段安全措施75.5 便桥使用阶段安全措施76.

2、便桥使用期间应急预案86.1方针与原则86.2组织机构及联系电话86.3应急资源86.4预案启动87.附件97.1图纸97.2计算书90中国水利水电第十四工程局有限公司福仁山隧道斜井跨金水河贝雷桥施工方案1.编制依据、目的及适用范围1.1编制依据和原则 (1)现场勘查有关地质、水文资料；(2)公路桥涵设计通用规范；(3)建筑地基基础设计规范；(4)建筑地基处理技术规范；(5)建筑地基基础工程施工质量验收规范；(6)路桥施工计算手册； (7)钢结构设计规范；(8)钢结构工程施工质量验收规范；(9)公路桥涵施工技术规范及相关文件。1.2编制目的福仁山隧道斜井位于洋县秧田乡稻田沟村，进场施工需要架设

3、贝雷桥跨越金水河，以期快速进场施工，确保按期完成施工任务。1.3 适用范围 福仁山隧道斜井进场施工便道跨越金水河贝雷梁桥。2.工程概况及气候条件2.1工程概况 本施工便桥采用321型双排单层（加强型）下承式贝雷桁架，便桥孔跨布置为3-18m，全长57.53米，桥面净宽4.0米，桥面至河床面净高9.6米，至水面净空为8.5米，便桥0#桥台至g108国道有13米长引道，设喇叭型入口。贝雷梁桥设计为使用阶段单车80t单向通行，最大活荷载为120t。 本桥桥墩基础设计为明挖扩大基础，基础采用c20片石混凝土浇筑，墩身设计为圆端形实体墩，台身为重力式矩形台，墩身及台身采用c20混凝土浇筑，该便桥使用时间

4、为2013年4月至2016年11月（约4年）。2.2气候条件 该桥梁所处地区为暖温带山地气候区，降水丰富，气候湿润。7-10月份为雨季。年平均气温 11.6c，极端最高气温38.7c，极端最低气温-14.4c，年平均降水量912.5mm，年平均蒸发量1122.3mm，最大风速28.0m/s，风向n，最大积雪厚度15cm ；土壤最大冻结深度13cm。桥址区基础主要分布于砂砾石土层及圆、角砾石土层。本河道1/20洪峰流量为1190m3/s，雨季洪峰水位高程为634.00m，常水位高程628.50m，贝雷桁架梁底部高程高出洪峰水位高程2.4m。3.施工过程3.1基础开挖基础开挖前按设计图纸测设中心桩

5、及基础的纵横轴线控制桩，按要求引测好水准点。对1#、2#水中墩基础位置填筑施工平台，平台整体为台体，台体侧面坡度均为1:1.5，压实后的平台顶部要高出当前河道水位0.5m。平台采用分层填筑法，台体外围填筑砾石料，内部填筑塑性粘土，中间夹铺双层土工膜并分层压实。开挖内部基坑的边坡坡度为1:1，当开挖至距离基底20cm时停止机械开挖而采用人工开挖。开挖后的基坑底部尺寸为10.9m4.3m，在基坑的一角设集水井，将基坑内的积水全部引导至集水井内并用水泵抽排到基坑以外。 基础处理：基坑底部需要施做一层10cm厚c15的砼垫层，然后测量队在垫层上放样锚筋预埋孔位置，锚筋采用20钢筋,孔位呈梅花状布设，间

6、距1.5m。人工用手风钻钻孔，锚入深度88cm，其后在孔内注浆，外露88cm，锚筋上端弯钩为90o，弯钩长度为7.5d。 开挖时分期施工、导流，先施工右岸3#桥台及水中2#墩基础，将水引至左岸分流；待右岸3#台及2#墩下部结构施工完成后再开挖左岸0#台及1#墩。开挖采用pc220挖掘机施工，开挖后的砾石料用装载机装运至左岸陆地处进行堆放用于引道填筑，开挖深度严格按照设计要求进行控制。3.2 模板安装基础开挖完成并验收合格后进行模板安装。基础及墩、台身模板采用高强覆模竹胶板，模板采用48钢管做竖横楞，双向100cm，设对拉螺丝（100cm），上口采用脚手架钢管固定位置，外侧用斜撑固定。横板拼装前

7、先涂上脱模剂，然后进行拼装。施工时拼缝处采用泡膜双面胶进行处理，确保拼缝严密。模板安装好后，组织人员对模板的稳定性、支撑、螺杆间距、模板的几何尺寸、拼缝、连接牢固程度等进行自检，并做好复核的书面记录。3.3混凝土施工基础及墩、台身混凝土施工分层进行。本桥所用混凝土标号为c20，全部由洋县商品混凝土拌合站供应（含运输），扩大基础采用c20片石混凝土分两层施工，在第二层砼浇筑完成后预埋与墩、台身连接的16mm插筋，单根长100cm，间距20cm，预埋入扩大基础混凝土50cm。墩、台身采用c20混凝土一次浇筑成型，不设施工缝。墩、台身底部在浇筑混凝土前需要绑扎12mm的环状分布筋，由下至上共三层，层

8、间距20cm。在墩、台顶面铺设一层12mm钢筋网片，并在对应支座处预埋2cm厚钢板，加铺一层12mm的钢筋网片进行局部加强。基础片石混凝土施工每铺一层片石后，就浇一层混凝土。片石摆放要求大（头）面积朝下，小（头）面积朝上，片石含量不超过30%。混凝土采用插入式振捣器捣固密实，浇捣时严格控制振动棒插入深度，上层振捣插入下层5-10cm，以利上下层混凝土连成一个整体，振捣过程中，避免振动器碰击模板。混凝土终凝后，安排专人进行规范养护7d，养护期间严禁堆载重物。雨季本河道由于水量较大，在每个基础及墩身施工完毕后需要在每个墩身下部上下游两纵向侧面布设6.0m3钢丝石笼，以减轻激流携带的石块对墩身下部的

9、冲击及基础的冲刷，起到墩身基础防护的作用。3.4贝雷桁架桥安装架设为确保上部贝雷桁架安装质量，拟组织有贝雷桁架桥安装经验的专业施工队伍进行架设。由于本施工便桥所跨河道施工期间水位较浅，采取就地拼装，整孔吊装法进行便桥架设。采用两台汽车吊分别吊起拼装好的每片贝雷桁架的三分之一吊点处，同时在贝雷桁架两端各绑扎好吊绳，起吊期间施工人员拉起四根吊绳站立于汽车吊作业半径之外的安全区域，辅助汽车吊控制好贝雷桁架位置。架设期间现场技术、安全人员对人员、设备进行全程监控，规范文明施工，确保安装架设工作安全顺利完成。3.5便桥进、出引道施工进口引道起到连接g108国道和临时便桥的重要作用，施工过程要求严格控制。

10、其引道总长度近12m，纵坡11.6%，引道路基所用填料主要来自于前方修筑便道开挖料。引道路基靠近河道两侧需要施做浆砌石挡土墙，挡土墙高度为4.00m，挡土墙顶面为水平面，高程为635.00m。出口引道连接临时便桥与福仁山隧道斜井便道路基，其采用全断面填筑施工，填料为便道开挖料，要求分层填筑，分层压实。引道中心线为圆曲线，直径大于10m，外侧加宽，便于大型车辆通过。进、出口引道与便桥桥台连接处10m范围内填料要求填筑砾石土料，填料孔隙率小于25%，含水率不宜过高。填筑过程分层摊铺及压实，靠近台背2m范围内要求用小型振动压实机具碾压。3.6贝雷桥拆除福仁山隧道斜井施工完成退场后即可拆除贝雷桥。便桥

11、拆除计划在枯水季节进行，采用汽车吊逐跨拆除。拆除时先依次拆除桥面板、贝雷梁的定位卡、支撑架、连接槽钢，然后卸掉贝雷架支座处的连接销子，利用汽车吊将每组贝雷梁吊装至载重汽车上运走。专职安全员在拆除期间做好安全监控。4.施工进度安排及资源配置4.1施工进度安排 考虑到临近春节施工，计划节前将下部结构施工全部完成，节后进行贝雷桁架拼装架设施工。具体时间安排如下：施工人员进场：2013年2月25日基础及墩身施工：2013年2月26日2013年3月25日贝雷桁架拼装、架设：2013年3月22日4月10日4.2资源配置（1）人员配置管理人员：2人，技工：22人，普工：8人。（2） 机械设备配置主要机械设备

12、配置表序号名称型号单位数量备注1汽车吊25t台22挖掘机pc220台13装载机zl50c辆14电焊机bx1-400台35水泵 is100-80-125台26自卸汽车15t辆27发电机100kw台15.各项保证措施5.1冬季施工措施5.1.1当工地昼夜平均气温（每天6、14、21时所测室外温度的平均值）低于+5或最低气温低于-3时，必须立即启用冬季施工措施。5.1.2通过当地气象部门或网络媒体，及时掌握天气预报的气象变化趋势及动态，以利于安排施工，做好预防准备工作。5.1.3施工机械加强冬季保养，对刹车系统、加水、加油润滑部件勤检查，勤更换，防止冻裂设备，购买防滑链等防滑装置。5.1.4混凝土搅

13、制好后，应及时运到浇灌地点。运输时间应缩短，并尽量减少中间倒运环节。在运输过程中，要注意防止混凝土热量散失、表层冻结、混凝土离析、水泥砂浆流失、坍落度变化等现象。由于洋县县城商品混凝土拌合站距离施工现场较远，应加强运输工具的保温覆盖，保证混凝土入模温度10左右，最小不低于5。5.1.5混凝土浇注 混凝土在浇灌前，应清除模板和钢筋的冰渣和污垢，装运拌合物用的容器应有保温措施，浇灌过程中发生冻结现象时，必须在浇筑前进行加热拌合。 混凝土入模温前，应测定混凝土的温度、坍落度、含气量及泌水率等工作性能。 冬季混凝土浇注应尽可能安排在上午10点至下午6点气温较高时段进行浇筑，以保证模板、钢筋均处在正温情

14、况下。 混凝土应采用机械振捣并分层连续浇筑，分层厚度不得小于20cm。 掌握气温变化情况，混凝土浇筑应避开寒流大风降温天气，当夜间环境气温低于-10时，也不得进行混凝土浇筑作业。 当旧混凝土面和外露钢筋暴露在冷空气中时，对新、旧混凝土施工缝1.5m范围内的混凝土和长度在1.0m范围内的外露钢筋进行防寒保温。 混凝土浇筑后，应及时采取有效措施对混凝土结构进行防寒保温措施。 严格控制拆模条件。拆模时，必须控制好混凝土芯部与表面、表面与环境温差不大于15。5.2便桥施工质量措施严格按照设计要求组织施工，每道工序必须经过验收后才能进行下道工序施工，杜绝蛮干，现场技术、质检人员负责对其进行监控，所有监测

15、数据记录在案。5.3 基础防护措施 下部结构施工完成后，应及时进行石笼及挡墙防护施工，避免水流冲刷基础，造成失稳。5.4 便桥施工阶段安全措施 便桥施工必须做好安全防范措施，所有进场作业人员一律要求接受安全教育。 5.4.1 起吊及挖掘设备下严禁站人，起吊、挖掘及运输设备在运转过程中其作业半径范围内严禁站人； 5.4.2发电机及配电箱，开关全部做好安全用电防护，防止无关人员接触； 5.4.3 所有施工人员规范佩戴安全帽，墩台高空作业要求设置双层安全网，作业人员必须系好安全带。水中作业平台顶部四周及临时漫水桥两侧均要求安设钢管防护栏，挂设安全网，以防人员不慎落入水中； 5.4.4现场醒目位置需挂

16、设安全警示标志； 5.4.5 专职安全员在现场要求严格履行职责，进行全程安全监控，坚决杜绝人为原因造成的安全生产事故。5.5 便桥使用阶段安全措施 5.5.1在便桥引道边侧安装防护栏，进、出入口处醒目位置树立：限重、限速及其他安全注意事项等标识牌。 5.5.2贝雷桥施工完成后及时对河道杂物进行清理，确保河道排水通畅。6.便桥使用期间应急预案 为防止汛期发生特大洪水造成安全事故，工区成立了施工便桥应急预案小组，并制定了防洪应急预案。6.1方针与原则 为加强安全生产管理，保障人民群众生命和财产安全，根据中华人民共和国安全生产法、建设工程安全生产管理条例等法律法规要求，特制订本应急预案。6.2组织机

17、构及联系电话 为保证应急救援工作的反应及时，协调有序，工区专门建立应急救援领导小组： 组 长：xxx 副组长：xxx 成 员：xxx xxx xxx xxx 应急办公室电话：xxx6.3应急资源 （1）救援力量：工区及作业队所有员工，视灾情严重程度，必要时及时联系社会救援力量。 （2）救援设备物资：挖掘机2台，装载机2台及各类生产生活物资、材料。视灾情程度必要时再及时联系社会救援力量提供必要的设备、物资。 （3）交通工具：运输车辆8辆，小车3辆，需要时可随时调集更多车辆使用。 （4）信息收集：在汛期及时和当地气象部门联系，注意天气动态，以便做好应急预案启动前的准备工作。6.4预案启动 当河道洪

18、水位超过桥面时，立即启动本预案。由工区领导亲自组织各成员对该桥梁进行封闭，禁止一切车辆及人员通行，待洪水位退去后，对施工便桥重新检查、维护确保桥梁安全后开放交通。7.附件7.1图纸7.2计算书8中国水利水电第十四工程局有限公司福仁山隧道斜井跨金水河贝雷桥力学检算书一、金水河便桥贝雷梁受力检算：相关321型贝雷桁架施工便桥的技术参数对照如下：荷载、跨径与桥梁组合配置表跨径(m)荷载汽车10级汽车15级汽车20级履带50级挂车80级9s.ss.ss.ss.s12s.ss.ss.ss.sd.s15s.ss.ss.s.rs.s.rd.s18s.ss.s.rd.sd.sd.s21s.s.rs.s.rd.

19、sd.sd.s.r24s.s.rd.sd.sd.s.rd.s.r27s.s.rd.s.rd.s.rd.s.rd.s.r30d.sd.s.rd.s.rd.s.rt.s.r33d.s.rd.s.rd.s.rd.s.rt.s.r36d.s.rd.s.rd.s.rd.s.rt.s.r39d.s.rd.s.rt.s.rt.s.rt.d.r42d.s.rt.s.rt.s.rt.s.rt.d.r45t.s.rt.s.rt.d.rt.d.r48t.s.rd.d.rt.d.rt.d.r51d.d.rd.d.rt.d.rt.d.r54d.d.rd.d.rt.d.r57d.d.rt.d.rt.d.r60d.d.rt

20、.d.rt.d.r61t.d.r注：1、表中s.s 表示单排单层，d.s表示双排单层，t.s. 表示三排单层，d.d表示双排双层，t.d表示三排双层； 2、在s.s、d.s、t.s.、d.d、t.d之后加r，则表示它们为加强型，即有加强弦杆。321型钢桥桁架几何特性表桥型几何特性不加强桥梁单排单层（ss）双排单层（ds）三排单层（ts）双排双层（dd）三排双层（td）截面惯性距i(cm4)250497.2500994.4751491.62178588.83222883.2截面抵抗矩w(cm3)3578.57157.110735.614817.922226.8桥型几何特性加强桥梁单排单层（ssr

21、）双排单层（dsr）三排单层（tsr）双排双层（ddr）三排双层（tdr）截面惯性距i(cm4)577434.41154868.81732303.24696255.26894382.8截面抵抗矩w(cm3)7699.115398.323097.430641.745962.6 计算时施工用便桥所受荷载按集中荷载考虑取80t，全套标准321型双排单层加强型贝雷架自重取1.40tm。以最不利简支梁情况检算，当活载作用在跨中时，便桥承受的荷载为最不利荷载。其计算简图简化如下：金水河便桥贝雷梁荷载简图1、 跨中最大弯矩值： m=q恒l2/8+kpl/4 =(1.49.8/2)182/8+1.2(809.

22、8/2)18/4 =277.83+2116.8 =2394.63 knm 2、 梁端最大剪力值： q=k(p+q恒l)/2=1.2809.8/2+(1.49.8/2)18/2=309.288kn3、 跨中最大挠度值： f =5q恒l4/384ei+pl3/48ei=5(1.49.8/2)180004/(3842.061051154868.8104)+(809.8/2)1000180003/(482.061051154868.8104)=3.94+20.02=23.96mm4、最大容许弯矩、剪力、挠度值： m=3375 knm q=490.5kn f =l/400=18000/400=45 mm

23、故： 弯矩：m=2394.63 knm m=3375 knm 满足设计要求； 剪力：q=309.288kn q=490.5 kn 满足设计要求； 挠度：f=23.96 mm f =l/400=18000/400=45 mm 满足设计要求。5、 横梁检算：321型贝雷桁架横梁采用27号热轧工字钢，单根长5.85m，共计14根，设计桥面净宽l=4m，则：恒载 q=41.88kg/m9.8n/kg=410n/m即q=0.41kn/m；p=809.8/14=56kn。弯矩极值 mmax=ql2/8+pl/4=0.4142/8+564/4=56.82 knm剪力极值 qmax=kp/2+ql/2=1.2

24、56/2+0.414/2=34.42 kn正应力极值 max=mmax/w=56.82106/(485103)=117.15mpa 故：max=177.15mpa=297mpa 满足设计之要求。27号热轧工字钢，hwtw=250.46=1502.4 mm2，则工字钢截面最大剪应力为： max=qmax/(hwtw)=34.421000/1502.4=22.91 mpa故：max=22.91mpa =1.3160mpa=208mpa 满足设计之要求。横梁挠度值 f=5ql4/384ei+pl3/48ei 即 =50.4140004/(3842.11056547.5104)+ 5610004000

25、3/(482.11056547.5104) =0.099+5.430 =5.529 mm又 横梁挠度容许值 f =l/400=4000/400=10 mm故 f=5.529mm 0，则 cot= -tan(+)+ = -tan66.5+ = 0.783又桥台高度h=7.567m，故：b=h(tan+cot) =7.567(tan14+0.783) =7.811m破坏棱体范围bl0内仅能布置一辆汽车，单车道单向通行，车辆荷载=784.00kn，转化为均布荷载为q=/(bl0)。将均布荷载q换算为土体的当量厚度： 均布荷载作用下库伦土压力力学简图 h0=q/=/(bl0)/=/(bl0)，即h0=

26、/(bl0) =784/(7.8116.1018) =0.914m土层当量厚度h0转化为当量墙高h： h =h0coscos/cos(-) =0.914cos14cos4/cos(14-4) =0.898m则墙背的主动土压力合力为：ea= b0kah(h+h/2) =186.100.3777.567(0.898+7.567/2) =1466.40kn则主动土压力水平分力为：eax =-eacos(+) =-1466.40cos(17.5+14) =-1250.31kn作用点离基础底面的距离为：ey = (h/3)(h+3h0)/(h+2h0)=2.77m则对基底形心轴的力矩：mex = eax

27、ey = -1250.312.77=-3463.36knm其竖直方向分力为：eay =easin(+) =1466.40sin(17.5+14) =766.19kn作用点离基底形心轴的距离：ex =6/2-2.02-(2.77-1.5)tan=0.66m对基底形心轴的力矩：mey =eayex=766.190.66=505.69knm （2）台后填土表面无车辆荷载时，主动土压力标准值计算：ea= b0kah2/2 = 6.100.377187.5672/2 = 1185.12kn其水平方向分力为 eax =-eacos(+) =-1185.12cos(17.5+14) =-1010.48kn离

28、基础底面距离：ey =h/3=7.567/3=2.52m对基底形心轴的力矩： mex =eaxey=-1010.482.52=-2546.41knm其竖直方向分力为eay =easin(+) =1185.12sin(17.5+14)=619.22kn作用点离基底形心轴的距离：ex=6/2-2.02-(ey-1.5)tan=0.726m对基底形心轴的力矩：mey=eayex=619.220.726=449.55knm（3）台前溜坡填土自重对桥台前侧面上的主动土压力计算计算时以基础前侧边缘垂线作为假想台背，土表面的斜坡以溜坡坡度1:1.5计算出=-34，基础边缘至坡面的垂直距离为h=5.60m，桥

29、台前斜面与竖直面的夹角=0，填土内摩擦角=35，取外摩擦角=17.5，则主动土压力系数为：ka=cos2(-)/cos2cos(+)1+2 =cos2(35-0)/cos20cos(17.5+0) 1+2 =0.182主动土压力：ea=b0kah2/2 =6.100.182185.602/2 =313.34kn其水平方向分力为eax=eacos(+)=313.34cos(17.5+0)=298.84kn离基础底面距离：ey=h/3=5.60/3=1.87m对基底形心轴的力矩：mex=eaxey=298.841.87=558.83knm其竖直方向分力为eay=easin(+)=313.34sin

30、(17.5+0)=94.22kn作用点离基底形心轴的距离：ex=-3m对基底形心轴的力矩：mey=eayex=-94.223=-282.66knm1、 上部构造恒载反力及桥台台身、基础自重和基础上部土重计算表：恒载标准值计算表序号计算式p/kn/mm/(knm)备注11.00.8376.124122.537-0.800-98.0322.10.9236.124283.767-1.350-383.093(2.1+3.381)5.3076.1/2242129.22-1.030-2193.10415.76.723878.37+0.15131.7650.567.323503.700.0000.006(5

31、.097+5.497)0.66.1/2)18348.97-2.700-942.2270.316.71836.18-2.850-103.1180.31621864.80.0000.009(5.097+6.897)2.7/2+1.285.307/2)0.6218423.11-1.335-564.8510上部构造恒载123.48-1.865 -230.29 4914.13-4382.933、 正常使用极限状态及承载能力极限状态下作用效应的不同组合计算基底偏心距见下表：作用长期效应的不同组合计算基底偏心距计算表 作用类别作用效应作用效应标准值不同组合的作用效应水平力/kn竖向力/kn力矩/(knm)永

32、久作用结构重力03917.6-2772.7土的重力0873.06-1610.2台后土侧压力-1010.48619.22-2096.9台前土侧压力298.8494.22276.17可变作用汽车引起的土侧压力-1250.31766.19-2957.710100人群荷载00011000 m/(knm)-9161-6204-9161-6204-2773 p/kn6270.35504.16270.35504.13917.6e0/m-1.46-1.13-1.46-1.13-0.71注：表示该永久作用参与组合，表示该永久作用不参与相应组合；分项系数为1。经计算，组合：y=b/2=6.00/2=3.00m e

33、0= m/ p=9161/6270.3=1.46m抗倾覆稳定安全系数： k0=y/e0=3.00/1.46=2.05 k0 =1.50 满足要求 组合：e0= m/ p=6204/5504.1=1.13m抗倾覆稳定安全系数： k0=y/e0=3.00/1.13=2.65 k0 =1.30 满足要求在施工阶段，作用效应组合为： e0= m/ p=2773/3917.6=0.71m抗倾覆稳定安全系数： k0=y/e0=3.00/0.71=4.23 k0 =1.20 满足要求综上所述，桥台基础稳定性完全满足要求。（二）、最不利桥台地基承载力验算1、 计算桥台地基的容许承载力 本桥台基础埋置深度为2.

34、9米，基础位于岸边，底部位于常水位以上，汽车荷载为n1=784kn，汽车制动力为t=80kn，桥台承受贝雷钢架自重为n2=123.48kn，基底以下持力层为中密砂砾石土(天然重度取=18.0kn/m3），按规范相关规定取砂砾石土地基容许承载力0= 350 kpa计算。 计算修正本桥台地基的容许承载力： = 0+ k11(b-2)+ k22(d-3)式中：0可从规范中直接查出：350 kpa； b=6.0m为基础最小边，10m按10m计算； d=3.0m为基础埋置深度，一般以冲刷线算起；若d3m取d=3m； 1=18.0kn/m3为基底下持力层土的天然重度，当在水面以下时，取浮重度； 2=18.0kn/m3为基底以上土的重度，不同土时应换算重度，在水面以下时取浮重度；k1=2.0、k2=4.0为地基容许承载力宽度、深度修正系数，由规范对应修正系数表取值。 =0+ k11(b-2)+ k22(d-3) =350+2.