江西某公路合同段特大桥钢便桥施工方案(附示意图)

1、1 目目 录录 1 1 工程概况工程概况.3 1.1 地形地貌.3 1.2 水文地质.4 1.3 自然气象.5 1.4 沿线交通条件.5 2 施工组织方案.5 2.1 组织机构.5 2.2 设备、材料组织.6 2.3 人员培训.7 2.4 施工队伍及机械配备.8 2.5 工期安排.8 3 3 便桥形式、设计依据及技术标准便桥形式、设计依据及技术标准.8 3.1 便桥结构形式.8 3.2 设计依据.10 3.3 技术标准.10 4 4 6m6m 宽、宽、15m15m 跨度便桥计算书跨度便桥计算书.11 4.1 验算荷载.11 4.2 荷载统计.12 4.3 上部结构内力计算.12 4.4 一般墩

2、的验算.18 4.5 过渡墩的验算.23 4.6 计算结论.28 5 5 4m4m 宽、宽、12m12m 跨度便桥检算跨度便桥检算.28 5.1 荷载确定.28 5.2 荷载检算.29 5.3 计算结论.33 2 6 6 6m6m 宽、宽、12m12m 跨度便桥检算跨度便桥检算.33 6.1 荷载确定.33 6.2 荷载检算.34 6.3 计算结论.37 7 7 便桥施工工艺便桥施工工艺.37 7.1 便桥下部结构施工.37 7.2 便桥上部结构安装.39 8 8 施工监控及观测施工监控及观测.42 9 9 便桥施工质量控制便桥施工质量控制.43 9.1 质量控制程序.43 9.2 便桥质量验

3、收标准.45 1010 便桥施工安全措施及日常维护方案便桥施工安全措施及日常维护方案.48 10.1 施工安全保证措施.48 1111 环保水保措施环保水保措施.50 11.1 水域施工区.50 11.2 岸上生产区和办公生活区.50 1212 附图附图.51 附件附件 1 1 6m6m 宽、宽、12m12m 跨便桥一般墩基础采用跨便桥一般墩基础采用 3 3 根根 529*7529*7 钢管桩补充计算钢管桩补充计算.51 附件附件 2 2 施工平台检算施工平台检算.53 塞湖特大桥钢便桥施工方案塞湖特大桥钢便桥施工方案 1 1 工程概况工程概况 九江长江公路大桥 a3 合同段塞湖特大桥为跨越塞

4、湖而建，桥梁中心桩号 k17+665，全长 2644m，其中 1#71#墩跨越塞湖湖面约 2200m。上部结构采用 3 30m 预应力砼 t 梁，先简支后连续结构；下部结构采用钻孔灌注桩基础、柱式 墩台上接盖梁，同幅桥桩顶设地系梁，较高的墩柱间增设系梁连接。 为了塞湖特大桥基础及下部结构施工，便于施工机具设备、材料及砼运输， 需修建一条贯通的便桥。考虑到地系梁施工和便桥拆除方便，便桥搭设在线路 前进方向的左侧、盖梁正投影线外，便桥总长度约 1860m。塞湖两岸地势较高， 为方便便桥施工机械设备、材料进场，并提供工作面，经与塞湖产权部门及水 利部门协商同意，便桥施工前先进行筑岛顺坡，经实地测量起

5、点处筑岛长度约 150m，终点大堤处筑岛长度约 70m，筑岛纵坡按 6%考虑。 1.11.1 地形地貌地形地貌 本项目位于九江市经济开发区九江县，k15+700k16+400 为丘岗垅谷地貌， 地形呈波浪型起伏，丘岗丘坡植被发育或被辟为经济作物种植地，垅谷洼地多 为水田，少部分为水塘、沟溪；k16+400k19+264 为湖泊及湖冲积平原地貌， 地势平坦，湖域较广，平原内沟渠、塘堰广布，道路纵横。 1.21.2 水文地质水文地质 勘察区湖泊有七里湖和赛湖，两湖湖水涵道相通，其余为垅谷洼地的沟溪， 均流入七里湖或赛湖。地表水、地下水受降水或长江水位多重控制，雨季水量 增大，水位上升，长江水位高，

6、其水位相应上升。塞湖与长江之间有一节制闸， 可向长江泄洪。 2000 年至 2008 年塞湖最低枯水位标高 14.7m（黄海高程 12.81m） ，丰水期 最高水位 20.61m（黄海高程 18.72m） 。 塞湖历年水位调查表（来自九江县水利局网站） 年份塞湖枯水位（m）塞湖最高水位（m）长江水位(m)备注 2000 年14.717.7518.39 2001 年15.1517.7617.38 2002 年15.4019.2920.95 2003 年15.1819.3020.01 2004 年15.7519.4218.10 表中标高均为 吴淞高程 4 2005 年15.0020.61(20 米

7、以上持续 4 天) 19.42 2006 年15.6018.1116.89 2007 年15.7918.1819.00 2008 年15.6117.9318.23 地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙、基岩裂隙水及基岩岩溶水。根据 水质分析成果，测区内地表水及地下水对砼无结晶类腐蚀、无分解类腐蚀、无 结晶分解复合类腐蚀。 地质资料显示，湖区表层覆盖 1020 余米 q41+al粉质粘土：青灰、黑褐色， 很湿，软塑为主，局部因为含水率稍高呈流塑状，主要成分粘粒组成，粉粒次 之，稍有光滑，稍有摇震反应，干强度稍低，韧性中等，顶部覆有 2030cm 厚 淤泥。fa0=110kpa，qik=30kpa。

8、其下是 q2al粉质粘土：黄褐、灰褐、红褐色， 湿，可塑硬塑，主要成分粘粒组成，粉粒次之，稍有光滑，无摇震反应，干 强度较高，韧性中等。fa0=220kpa，qik=55kpa。 1.31.3 自然气象自然气象 本合同段属亚热带内陆季风气候区，气候温和湿润，具有四季分明，无霜 期长，雨量丰富、雨热同季的气候特征。年最高气温 41.2在 7、8 月份，年 最低气温-10在 1 月份；年最大降水量 2165.7mm、最小降水量 868.3mm、年平 均降水量 1400mm，降雨主要集中在 47 月，占全年降雨的 50%；全年平均无霜 期 249 天；多年平均湿度 79%，全年以东北风出现频率最高，

9、年平均风速 3m/s。 1.41.4 沿线交通条件沿线交通条件 本合同段地处九江城区范围，沿线交通条件较好，有公路达工点附近。但 起点段及终点段进入塞湖需修筑便道。 2 2 施工组织方案施工组织方案 2.12.1 组织机构组织机构 针对便桥搭设工程量大、材料设备投入大、安全、环保要求高的特点，项 5 目部成立便桥施工领导小组，具体负责便桥的施工及维护，组织机构及人员分 工见表 2.1。 表表 2.12.1 组织机构及人员分工组织机构及人员分工 序号姓名职务分工 1潘学忠项目经理总协调 2王洪田项目总工方案制定、技术交底 3曲风浪项目副经理现场协调、管理 4刘汉俊物质设备部长机械设备、材料组织、

10、采购 5王志刚工程部副部长现场质量控制 6田双喜安全长安全环保培训、现场安全控制、使用过程检查 7黄祖金征迁协调部主任外围关系协调、地方矛盾处理 8李吉顺施工一队队长负责终点段便桥施工、现场管理 9施工二队队长负责起点段便桥施工、现场管理 10劳传凯现场技术员负责一队现场技术工作 11刘国现场技术员负责二队现场技术工作 12卢兴暖测量负责人负责测量定线及观测工作 2.2 设备、材料组织设备、材料组织 投入本工程便桥的主要施工机械设备及材料分别见表 2.2投入钢便桥的 主要施工机械设备表及表 2.3塞湖特大桥钢便桥材料一览表 。表内所列设 备及材料是根据便桥工程内容、数量，以保证施工质量和工期为

11、前提做出的投 入。 表表 2.22.2 投入钢便桥的主要施工机械设备表投入钢便桥的主要施工机械设备表 序 号 机械或设备名称型号规格数量国别 制造年 份 额定功率 (kw) 生产能力 1 履带吊 quy501 中国 200850t 2 履带吊 quy701 中国 200870t 2 汽车吊 qy252 中国 200525t 3 平板运输车中国一汽 22003 6 4 振动沉桩机 dzj-602 中国 2004 5 发电机组 js-1502 中国 2004 6 电焊机 bx-50010 序号材料名称数量单位重总重 1贝雷梁3280270885600 2桥面板88017671554837 3i22

12、a 工字钢657633.05217337 490 花架3280 5销子6560 6i36a 工字钢2020 7720 钢管桩1728+5280 8529 钢管1296+528 920 槽钢2232 108 槽钢4960 20 个平台 序号材料名称数量单位重总重 1贝雷梁76*20=1520 3i25a 工字钢468*20=9360 490 花架76*20=1520 5销子152*20=3040 6i36a 工字钢84*20=1680 7630 钢管桩168*20=3360 920 槽钢1794*20=35880 合计 序号材料名称数量单位重总重 1贝雷梁4800 2桥面板880 3i22a 工

13、字钢6576 4i25a 工字钢9360 5i36a 工字钢3700 690 花架4800 7销子9600 8720 钢管桩7008 9630 钢管桩3360 10529 钢管1824 1120 槽钢38112 128 槽钢4960 7 2.32.3 人员培训人员培训 管理人员和专业技术人员及作业人员从已完工项目调派（从事现场施工多 年，有丰富的工作经验） ，并按计划规定的时间到达施工现场。 在组织施工作业队伍时应严格做好以下工作： 注重素质。 施工劳力人员素质直接影响工程质量，施工劳力队伍素质审查要严把“四 关” ，即政治素质、道德纪律、身体条件和技术水平四个方面。 注重教育。 教育是先导，

14、只有适时耐心的教育，才能使施工劳力队伍的素质不断提高。 教育内容要有针对性，包括：施工当地的政策、民风习俗教育、法制教育、作 风纪律教育、文化技术教育等。 签订施工劳务合同。 要使施工人员安心施工，把精力集中到工程质量上来，必须按经济规律办 事，改过去的任务分配制为合同制。 2.42.4 施工队伍及机械配备施工队伍及机械配备 拟安排 2 个专业施工队从赛湖两端分别进行施工，每个施工队配备施工人 员 50 人。 2.52.5 工期安排工期安排 计划 2009 年 12 月 10 日开工，每个施工队每天完成二孔（24m30m） ，35 天完成，考虑不利天气影响 10 天工期，计划到 2010 年

15、1 月 25 日完成。 每跨便桥的施工周期见下表。 序 号工 作 内 容计划时间（h）备 注 1 插打钢管桩 2 2 桩头加固、桩帽安装 2 3 架设钢梁 1 4 桥面板铺设 1.5 5 便桥吊机前行 0.5 便桥安装循环7h 6 桥面附属 5 8 3 3 便桥形式、设计依据及技术标准便桥形式、设计依据及技术标准 3.13.1 便桥结构形式便桥结构形式 便桥采用钢管桩基础，贝雷片承重体系；考虑到便桥长度达到 1860 余米， 便桥、平台、钻孔桩等交叉施工车辆多，为方便会车，并考虑到经济因素，便 桥宽度采用 6m 和 4m 两种型式，两端各 600m 采用 6m 宽，中间段 660m 采用 4m

16、 宽，4m 宽段利用平台作为会车点。每联设置宽度为 5cm 的伸缩缝，伸缩缝设置 在过渡墩位置。 承重梁承重梁 6m 宽便桥采用 6 排单层贝雷桁架，4m 宽便桥采用 4 排单层贝雷桁架，使用 90 型标准贝雷花架进行横向联结；考虑到现有的机械设备施工能力，现有 50 吨和 70 吨履带吊各一台，便桥纵向标准设计跨径为 12m、15m 两种（起点段采 用 15m 跨径，采用 70 吨履带吊施工；终点段采用 12 米跨径，50 吨履带吊施工； 4m 宽便桥采用 50 吨履带吊施工，采用 12 米跨径） ； 桥面系桥面系 桥面板常用的结构形式有以下三种： 钢筋砼桥面板； 槽钢桥面板加 i20a 分

17、配梁组合结构，i20a 桥面横向分配梁间距 75cm； i12.6 工字钢和 =8mm 防滑钢板焊接而成的定型组合结构；i22a 桥面横 向分配梁间距 150cm； 方案比选： 方案，考虑长期周转使用，认为不宜采用，不考虑； 方案，优点是直接使用定尺型钢，无需加工，第一次使用成本较低；缺 点是槽钢在车辆荷载作用下易翘曲变形、损坏，维护费用高，周转过程材料损 耗大，不易管理； 方案，缺点是第一次加工成本相对较高；优点是为定型产品，施工速度 快，且刚度大不易变形，便于管理，并可用于地质不良地段临时道路； 方案与方案材料用量比较，方案每平方米比方案多用 19.8kg 钢材。 9 方案20a 槽钢i2

18、0a 工字钢合计重量 单位重量22.63kg/m27.91 kg/m 每 6 延米重量 (宽度 2 米) 10622.63=1357.8k g 9227.91=502 .38kg 1860.18kg1860.18kg 方案i12.6 工字钢、 8*120mm 钢板肋 i22a 工字钢8mm 花纹钢板 单位重量14.21 kg/m33.05 kg/m62.8 kg/m2 每 6 延米重量 （宽度 2 米） （96+62） 14.21+75.4=1013.26 5233.05=330 .5kg 2662.8=75 3.6kg 2097.36kg2097.36kg 结论：经综合考虑，选择方案 桩基础

19、桩基础 钢管桩选用原则：考虑到钢管桩接长及打设费工、费时，设计中尽量选用 直径较大的钢管桩，以减小桩的数量，另外考虑到运输方便（大小管可套装） 钢管桩选择 5298mm、6307mm、7207mm 三种直径。使用时 7207mm 钢管桩尽量使用在 6m 宽便桥段；6307mm 钢管桩使用在 4m 宽便 桥段和平台处；5298mm 钢管用在双排墩处。因本便桥使用材料数量庞大， 现有材料规格不一，如现场有小于设计桩径的钢管，使用时需通过加大打入深 度及增加桩数量的方法解决，但必须经验算后进行。 6m 宽便桥标准钢管桩基础采用单排 2 根 7207m（或 6307mm）钢管 桩，横向中心间距 4.2

20、m（4m 宽便桥标准钢管桩基础采用单排 2 根 6308mm 钢管桩，横向中心间距 2.2m） ；为防止便桥在车辆纵向冲击荷载作用下倾覆， 6m 宽便桥每 5 跨设双排 3 根 5298mm 桩基础做为制动墩（4m 宽便桥每 5 跨 设双排 2 根 5298mm 桩基础做为制动墩） ；为加强基础的整体稳定性，每排 钢管桩间均采用20 号槽钢连接成整体，墩顶横梁采用双拼 i36a 以上工字钢； 护栏护栏 护栏采用 i8 工字钢做为立柱，立柱上打孔纵向布置 43 钢管做为栏杆， 高度 1.0m。 （详细见便桥图纸） 。 10 3.23.2 设计依据设计依据 1） 公路桥涵设计通用规范 （jtg d

21、60- 2004） 2） 公路桥涵地基与基础设计规范 （jtj024-85） 3） 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 （jtj025-86） 4） 公路桥涵施工技术规范 （jtj041 2000） 5） 海港水文规范 （jtj213-98） 6）塞湖水文调查资料、设计图纸地质资料 7）塞湖特大桥二阶段设计图（送审稿） 8） 钢结构计算手册 9） 装配式公路钢桥多用途使用手册 3.33.3 技术标准技术标准 1）设计桥面标高为黄海高程18.0m（吴淞高程 19.9m，经 20002008 年 水位调查分析，2005 年最高水位达吴淞高程 20.6m，但持续时间仅 4 天，其余 年份均在 19.5m

22、 以下，综合考虑便桥顶面选用此高程） ； 2）设计桥面宽度 6.0m、4.0m 两种； 3）设计控制荷载： 便桥运营期间：施工重车荷载主要表现在 8m3 混凝土罐车和 25t 汽车吊， 其中：砼罐车自重 15t+砼重 20t；25t 汽车吊行驶状态自重约 26t，最大吊重按 25t 计；计算时考虑车辆冲击系数，及偏载影响。取用罐车荷载用于验算桥面 系及桥面分配梁的验算，其中 6m 宽便桥计算时按一辆砼罐车满载、一辆空载车 会车考虑。 便桥施工期间，施工工艺利用 50t 或 70t 履带吊车采用“钓鱼法”施工， 50t 履带吊自重 50t+吊重 15t, 70t 履带吊自重 70t+吊重 15t

23、；计算时考虑履带 吊自重、车辆冲击系数及偏载影响，6m 宽、15m 跨度便桥设计中选用 70t 履带 吊车荷载进行便桥主梁及钢管桩基础荷载验算（6m 宽、12m 跨及 4m 宽便桥设计 中选用 50t 履带吊车荷载进行便桥主梁及钢管桩基础荷载验算） ； 11 4）河床最低高程按12.00m 计； 5）河床覆盖层：湖区表层覆盖 1020 余米 q41+al 粉质粘土 6）设计行车速度 15km/h。 4 4 6m6m 宽、宽、15m15m 跨度便桥计算书跨度便桥计算书 4.14.1 验算荷载验算荷载 钢便桥运营期间施工重车荷载主要表现在 8m3 混凝土罐车和 25t 汽车吊， 其中：砼罐车自重

24、30t+砼重 20t 计；25t 汽车吊自重约 26t+25t；利用 70t 履 带吊车采用“钓鱼法”施工，便桥设计中选用 70 吨履带吊车荷载进行便桥主梁 及钢管桩基础荷载验算，罐车荷载用于验算桥面系及桥面分配梁的验算。 8m3 砼车：考虑 1.2 的冲击系数，按 60t 计，对于各轴的承载力情况见图。 70t 履带吊机：70t（自重）+15t（吊重）1.1（动力系数）=93.5t，考 虑 1.4 倍的偏载安全系数，则履带荷载为 1.493.5=130.9t，接地比压值 0.076mpa，履带接地尺寸 5.48m0.92m，履带中心间距 4.2m，具体布置情况见 图。 图图2、罐车荷载布置、

25、罐车荷载布置 图图3 3、履带吊车荷载布置、履带吊车荷载布置 4.24.2 荷载荷载统计统计 1）钢便桥面层：8mm 厚钢板，单位面积重 62.8kg，则 4.08kn/m。 2）面板加劲肋工 12.6,单位重 14.21kg/m，则 0.14kn/m，间距 0.24m 。 12 3）横向分配梁：i22a，0.33kn/m ，2.145kn/根，间距 1.5m。 4）纵向主梁：321 型贝雷梁，6.66 kn/m。 5）桩顶分配主梁：2i36a，1.32kn/m ，7.92kn/根。 4.34.3 上部结构内力计算上部结构内力计算 4.3.14.3.1 桥面系检算桥面系检算 由于本项目桥面系

26、8mm 面板与 i12.6 焊接成框架结构，其结构稳定可靠， 在此不再对面板进行计算，仅对面板主加强肋 i12.6 进行验算，其荷载分析如 下： 1）自重均布荷载：0.305kn/m(面板+梁重)，电算模型自动附加在计算中， 不另外进行添加。 2）施工及人群荷载：不考虑与梁车同时作用。 3）i12.6 断面内间距为 24cm，横向分配梁间距为 1.5m，其受力计算按照 跨径为 1.5m 的连续梁进行验算。 汽车轮压：车轮接地尺寸为 0.5m0.2m,每组车轮压在 2 根 i12.6 上，则 单根 i12.6 承受的荷载按照集中力计算为 250 kn22=62.5kn，转换成线性 荷载为 62.

27、5 kn0.2=312.5 kn/m； 计算模型如下： 图图4 4、受力模型、受力模型 图图5 5、计算结果、计算结果(qmax=38.47kn(qmax=38.47kn，mmax=14.854kn.m)mmax=14.854kn.m) 选用i12.6,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下： 13 wx=87.4cm3,a=14.33cm2,ix/sx=11.04cm(ix=488cm4，sx=44.2cm3)， b=0.5cm。 =m/w=14.85knm /87.4cm3103=169.9mpa1.3 1.3 max 38.4710 69.7 11.040.5 x x qskn mpa i

28、 bcmcm （根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第 1.2.10 条有：对于临时结构弯 曲应力1.3145188.5mpa，剪应力1.385110.5mpa） 挠度，满足要求。 -3 3 max f 0.95 10 0.63 10/ 400 l1.5 l 计算中忽略了 8mm 厚面板及钢框架整体分配作用，为此上述计算中是偏安 全的，该桥梁面系结构设计满足临时钢结构强度刚度规范要求。 4.3.24.3.2 i22i22 横向分配梁内力计算横向分配梁内力计算 罐车轮式荷载分析罐车轮式荷载分析 施工及人群荷载：不考虑与车辆同时作用； 罐车轮压：根据上节对桥面肋 i12.6 的验算，可得到横向分配梁

29、对桥面 肋各支点的反力，即为车轮作用在横向分配梁 i22 荷载。上节支点反力结果见 图 6，选择其中最大的荷载 76.13kn 对 i22 进行控制验算。 图图6-16-1、i12.6i12.6 各支点反力结果各支点反力结果 图图6-26-2、计算模型、计算模型 14 图图6-36-3、计算结果、计算结果( (qmaxqmax127.644kn127.644kn，mmax=18.46kn.m)mmax=18.46kn.m) 履带荷载分析履带荷载分析 施工及人群荷载：不考虑与车辆同时作用； 履带长5.48m，纵向可以同时压在4根i22横梁上（31.5m=4.5m5.48m)， 单侧履带给予单根i

30、22横梁的集中荷载 ：233.76kn/m5.48m24=160kn单 组车轮压250 kn2=125 kn，为此选择履带荷载进行i22的结构验算。 考虑结构物自重，建立计算模型： 图图7-17-1、计算模型、计算模型 图图7-27-2、计算结果、计算结果( (qmaxqmax125.74kn125.74kn，mmax=22.34kn.m)mmax=22.34kn.m) 选用i22,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下： a= 42.1cm2 , w=310cm3，i/s=18.9(i=3400 cm4，s=174.9)，b=0.75cm； 根据上述验算可知，对于横向分配梁i22,其在罐车轮压

31、及履带压作用下， 最大的内力为：qmax127.644kn，mmax=22.34kn.m。 15 =m/w=22.34knm /310cm3103=72.04mpa1.3。 1.3。 max 127.64410 90.05 18.90.75 x x qskn mpa i bcmcm 挠度，满足要求。 -4 4 max f 5.19 10 5.76 10/ 400 l0.9 l 根据上述计算结果知，强度满足施工要求。 4.3.34.3.3 321321 型贝雷梁内力验算型贝雷梁内力验算 分析本钢便桥结构形式，计算中选取一联（415m）进行结构的强度、刚 度及杆件稳定性的验算。将 415m 联钢便

32、桥简化成一连续梁模型进行建模分析， 分析施工荷载作用情形，现对结构物的两种工况进行分析： 工况一：当履带吊机位于 15m 跨中时贝雷梁承受最大弯矩。 工况二：当履带吊机位于钢管桩顶区域作业时，贝雷梁承受最大剪力。 具体的荷载布置情况见本计算书开篇的“荷载分析布置图”，下面分别对 工况一、工况二下纵梁内力情况进行建模分析。 工况一：履带吊机位于跨中区域作业工况一：履带吊机位于跨中区域作业 图图 8、4m15mm15m 型钢便桥贝雷纵梁简化计算受力模型型钢便桥贝雷纵梁简化计算受力模型 图图 9、贝雷纵梁跨中弯矩图、贝雷纵梁跨中弯矩图 16 图图 10、内力电算结果、内力电算结果(qmax=652.

33、2kn，mmax=2518.2kn.m) 工况二：履带吊机位于桩顶区域工况二：履带吊机位于桩顶区域 图图 11、4m15mm15m 型钢便桥贝雷纵梁简化计算受力模型型钢便桥贝雷纵梁简化计算受力模型 图图 12、贝雷纵梁跨中剪力图、贝雷纵梁跨中剪力图 图图 13、内力电算结果、内力电算结果(qmax=1130.8kn，mmax=1517.8kn.m) 经过上述分析知，履带吊施工过程中贝雷梁最大剪力qmax2=1130.81130.8kn，最大 弯矩mmax2=2518.22518.2kn.m。 本钢便桥贝雷梁内力情况为： kq=【245.2 kn6片】/1130kn=1.3(安全)； km=【7

34、88.2 kn.m6片】/2518.2kn.m=1.87(安全)； 因此，整体结构强度满足临时钢结构施工设计规范要求。 结合上述计算，单排贝雷梁内力为： qmax=1130kn/6=188 kn，mmax=2518.2kn.m/6=419kn.m 根据装配式公路钢桥多用途使用手册第 22 页贝雷梁结构分析简图可知， 贝雷梁的内力可分为受纯弯和纯剪叠加而成。 受纯弯时受纯弯时 17 弦杆内力， 300 214.3 1.4 m sxkn h 弦杆截面积25.48cm2，因此弦杆应力： ，满足强度要求。 2 214.3 42.051.3 210273 2 25.48 sxkn mpampa acm

35、弦杆的稳定性：，稳定性足够； 273 6.5 42.05 cr gw mpa nn mpa 受纯剪时受纯剪时 查装配式公路钢桥多用途使用手册第59页“桁架容许内力表”可知不 加强的单排单层贝雷的容许剪力为245.2kn； 斜杆内力：， 2 128.791 2sin2 f q skn 端竖杆内力：，斜杆、竖杆采用i8，截面积为 128.7 64.35 2 z skn 9.53cm2 因此， 斜杆、竖杆应力 2 91 95.41.3 210273 9.53 sxkn mpampa acm 弦杆的稳定性：，稳定性足够； 273 2.86 95.4 cr gw mpa nn mpa 挠度验算挠度验算

36、桥梁总惯性矩桥梁总惯性矩i i 查装配式公路钢桥多用途使用手册第59页表3-5可知，单排单层桁架 j=250497.2cm4,纵向的桥面层的ix=77.4cm4,6.5米宽桥沿桥梁方向共有6片桁架 和27根i12.6桥面纵向梁。 因此，其总惯性矩为i=6j+27ix=1505073 cm4=0.0151 m4。 非弹性挠度非弹性挠度 按照装配式公路钢桥多用途使用手册第39页贝雷桁架挠度计算经验公 式，当桁架节数为奇数时，简支梁其跨中最大挠度为： fmax=d(n2-1)/8 其中： n为桁架节数，d为常数； 18 单层桁架d=0.3556cm,双层桁架d=0.1717cm； 对于一联桥型跨径组

37、合为415m,为简化计算，验算中15m单跨径进行验算， 跨内共有5节桁架，且为单层桁架。 将上述数据代入公式得fmax=0.3556cm(52-1)/8=1.07cm，而对于连续梁， 其非弹性挠度一般为简支梁的2/3，所以其fmax=1.07cm2/3=0.72cm。 弹性挠度弹性挠度 查路桥施工计算手册第764页附表2-9中的计算系数可知，均布荷载产 生的挠度为： fq=0.677ql4/(100ei),其中ei=2.1105mpa0.0151 m4=0.31010n.m2. 因此，fq=0.677ql4/(100ei)= 0.677167154（1000.31010） =1.910-5m=

38、1.910-3cm=0.0019cm。 总挠度总挠度 由以上计算可得到桁架在自重及履带吊在ssl工况下产生的最大挠度为：f 总=f非+f弹=0.72cm+0.0019cm=0.7219 cm。 按照公路桥涵钢结构及木结构设计规范jtj025-86第1.1.5条“对于临 时或特殊结构，其竖向挠度容许值可与有关部门协商确定”以及参考装配式 公路钢桥多用途使用手册第49页计算示例，其竖向挠度容许值需满足 f/l=1/250,即本桥15m跨的挠度容许值为f容=1500cm/250=6cm。 因此，上述计算得到的f总= 0.7219cmf容=6cm，满足要求。 4.44.4 一般墩的验算一般墩的验算 4

39、.4.14.4.1 计算模型建立计算模型建立 当履带吊机位于墩顶作业吊装时，墩基础承受最大荷载。一般墩的结构形 式见下图： 19 图图14、一般墩构造图（单位：、一般墩构造图（单位：cm） 1）荷载分析 工况一：贝雷及上部结构自重荷载为19.21kn/m（如下图）： 工况二：履带吊机位于桩顶作业（如下图）： 工况三：为工况一和工况二的组合。 分析上述工况，工况三为最不利情况，选择工况三进行墩基础的验算，经 sap2000分析，墩顶作用力反力结果为： 图图15、最大桩顶荷载为、最大桩顶荷载为1531.63kn 为此，当履带吊机位于桩顶作业时，单排贝雷传递到桩顶承重梁上的荷载 表现为1531.63

40、kn/6=255.27kn.则建立墩基础受力模型如下： 图图16-1、受力图、受力图 图图16-2、剪力图、剪力图 20 图图16-3、弯矩图、弯矩图 16-4、轴力图、轴力图 4.4.24.4.2 桩顶承重梁的验算桩顶承重梁的验算 根据上述计算模型可以得到桩顶承重梁内力结构为： 图图 17、电算结果、电算结果(qmax=528.63kn，mmax=-331.7kn.m) 21 通过上述计算，桩顶承重梁最大内力结果为： qmax=528.63kn，mmax=331.7kn.m，因此，桩顶承重梁的截面特性要求为： w=m/=331.7kn.m/145 mpa=2287.6cm3； a= qmax

41、 /= 528.63kn/85 mpa=62.2cm2。 结合本项目已有钢材情况，桩顶承重梁拟投入使用的主要型材有 i32a、i36a、i40a及i45a。初步比较各型号钢材的力学性能，现选用2i40a进行 强度检算,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下： a=86.1cm2 , w=1085cm3； =m/w=331.7knm /（21085）cm3103=152.8mpa1.3=188.5 mpa qmax / a 528.63/(286.1)30.7mpa 1.3=110.5 mpa 根据上述计算结果可知，本项目拟投入使用的承重梁型材必须选用工 40a 及以上型号的钢材才能满足钢结构设计

42、规范的强度及刚度要求，以满足安全施 工生产需要。 4.4.34.4.3 钢管桩强度验算钢管桩强度验算 经上述建模分析知，钢管桩在冲刷后泥面处最大弯矩m=227.05kn.m，最大 轴力为809.98kn( (即单桩最大承载力即单桩最大承载力) )，本种类型的墩基础拟采用6307mm。 1）6307mm钢管桩wx=2110.4cm3，a=137cm2。 根据上述计算，钢管桩在压弯共同作用下，最大应力为： ，强度满足要求； 3 . 1 7 . 166 137 98.809 4 . 2110 05.227 max mpa a n w m x c 钢管的稳定性：，稳定性不足。 203 1.2 166.

43、7 cr gw mpa nn mpa 2）7207mm钢管桩wx=2768cm3，a=156.8cm2。 根据上述计算，钢管桩在压弯共同作用下，最大应力为： ，强度满足要求； 3 . 1 6 . 133 8 . 156 98.809 2768 05.227 max mpa a n w m x c 钢管的稳定性：，稳定性足够。 203 1.52 133.6 cr gw mpa nn mpa 根据上述验算，对于一般墩基础需采用7207mm及以上型号钢管。 22 4.4.44.4.4 使用阶段钢管桩间剪刀撑和平撑强度验算使用阶段钢管桩间剪刀撑和平撑强度验算 钢管桩间剪刀撑和平撑均设计为20a，经上述

44、建模分析知，20a各杆件中 最不利杆件的最大弯矩m=-2.49kn.m，最大剪力为1.38kn，最大轴力为51.6kn。 20a的截面参数为： w=178.04cm3,a=28.83cm2,i/s=13.47(i=1753.3cm4，s=130.12cm3)，b=0.7cm。 =m/w=2.49kn.m /178.04cm3=13.9mpa1.3； 1.3；mpa cmcm kn ib qs 46 . 1 7 . 047.13 38 . 1 ，满足强度要求。 9 . 17 83.28 6 . 51 2 mpa cm kn a n 4.4.54.4.5 钢管桩入土深度钢管桩入土深度 根据港口工程

45、桩基规范（jtj254-98）第4.2.4条： )( 1 aqlquq rifi r d 式中： qd单桩垂直极限承载力设计值（kn）； 单桩垂直承载力分项系数，取1.45； d u桩身截面周长 （m），本处7207mm为2.26m； 单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值（kpa）； fi q 桩身穿过第i层土的长度（m）； i l 单桩极限桩端阻力标准值（kpa）； r q a 桩身截面面积，7207mm钢管桩a=156.8cm2； 查看地质资料可得，该区域地质资料显示，湖区表层覆盖 1020 余米 q41+al 粉质粘土，顶部覆有 2030cm 厚淤泥，fa0=110kpa，qik=30kpa

46、。其 下是 q2al 粉质粘土，fa0=220kpa，qik=55kpa。 由809.98kn1/1.45【2.2655lx）】 计算得：lx=9.45m，即桩底入粉质粘土层9.45m。 23 4.54.5 过渡墩过渡墩的验算的验算 4.5.14.5.1 桩顶承重梁验算桩顶承重梁验算 过渡墩构造如下图。 图图 18、过渡墩构造、过渡墩构造 根据上述对一般墩构造的分析，取贝雷对承重梁的作用力反力结果建立过 渡墩的计算模型如下： 图图19-1、模型图、模型图 图图19-2、受力图、受力图 24 图图19-3、剪力图、剪力图 图图19-4、弯矩图、弯矩图 19-5、轴力图、轴力图 4.5.24.5.

47、2 桩顶承重梁一的验算桩顶承重梁一的验算 根据上述计算模型可以得到桩顶承重梁内力结构为： 图图 20、电算结果、电算结果(qmax=266.9kn，mmax=-110kn.m) 通过上述计算，桩顶承重梁最大内力结果为： qmax=266.9kn，mmax=110kn.m，因此，桩顶承重梁的截面特性要求为： w=m/=110kn.m/145 mpa=758.6cm3； a= qmax /= 266.9kn/85 mpa=31.4cm2。 25 结合本项目已有钢材情况，桩顶承重梁拟投入使用的主要型材有 i32a、i36a、i40a及i45a。初步比较各型号钢材的力学性能，现选用2i32a进行 强度

48、检算,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下： a=67.1cm2 , w=693.75cm3； =m/w=110knm /（2693.75）cm3103=79.2mpa1.3=188.5 mpa qmax / a 266.9/(267.1)19.9mpa 1.3=110.5 mpa 根据上述计算结果可知，本项目拟投入使用的承重梁型材能满足过渡墩承 重梁一的强度及刚度要求，满足安全施工生产需要。 4.5.34.5.3 桩顶承重梁二的验算桩顶承重梁二的验算 根据上述计算模型可以得到桩顶承重梁内力结构为： 图图 21、电算结果、电算结果(qmax=262.7kn，mmax=173.7kn.m) 通过

49、上述计算，桩顶承重梁最大内力结果为： qmax=262.7kn，mmax=173.7kn.m，因此，桩顶承重梁的截面特性要求为： w=m/=173.7kn.m/145 mpa=1197.9cm3； 26 a= qmax /= 262.7kn/85 mpa=30.9cm2。 结合本项目已有钢材情况，桩顶承重梁拟投入使用的主要型材有 i32a、i36a、i40a及i45a。初步比较各型号钢材的力学性能，现选用2i40a进行 强度检算,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下： a=67.1cm2 , w=693.75cm3； =m/w=173.7knm /（2693.75）cm3103=125.2mp

50、a1.3=188.5 mpa qmax / a 262.7/(267.1)19.6mpa 1.3=110.5 mpa 根据上述计算结果可知，本项目拟投入使用的承重梁型材能满足过渡墩承 重梁二的强度及刚度要求，满足安全施工生产需要。 4.5.44.5.4 钢管桩强度验算钢管桩强度验算 经上述建模分析知，钢管桩在冲刷后泥面处最大弯矩m=5.01kn.m，最大轴 力为272.6kn( (即单桩最大承载力即单桩最大承载力) )，本种类型的墩基础拟采用5297mm。 5297mm钢管桩wx=1478.5cm3，a=114.8cm2。 根据上述计算，钢管桩在压弯共同作用下，最大应力为： ，强度满足要求；

51、3 . 114.27 8 . 114 6 . 272 5 . 1478 01 . 5 max mpa a n w m x c 钢管的稳定性：，稳定性不足。 203 7.5 27.14 cr gw mpa nn mpa 根据上述验算，对于过渡墩基础可采用5297mm及以上型号钢管。 4.5.54.5.5 使用阶段钢管桩间剪刀撑和平撑强度验算使用阶段钢管桩间剪刀撑和平撑强度验算 钢管桩间剪刀撑和平撑均设计为20a，经上述建模分析知，20a各杆件中 最不利杆件的最大弯矩m=-2.49kn.m，最大剪力为1.38kn，最大轴力为51.6kn。 20a的截面参数为： w=178.04cm3,a=28.8

52、3cm2,i/s=13.47(i=1753.3cm4，s=130.12cm3)，b=0.7cm。 =m/w=2.49kn.m /178.04cm3=13.9mpa1.3； 1.3；mpa cmcm kn ib qs 46 . 1 7 . 047.13 38 . 1 ，满足强度要求。 9 . 17 83.28 6 . 51 2 mpa cm kn a n 27 4.5.64.5.6 钢管桩入土深度钢管桩入土深度 根据港口工程桩基规范（jtj254-98）第4.2.4条： )( 1 aqlquq rifi r d 式中： qd单桩垂直极限承载力设计值（kn）； 单桩垂直承载力分项系数，取1.45；

53、 d u桩身截面周长 （m），本处5297mm为1.66m； 单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值（kpa）； fi q 桩身穿过第i层土的长度（m）； i l 单桩极限桩端阻力标准值（kpa）； r q a 桩身截面面积，5297mm钢管桩a=114.8cm2； 查看地质资料可得，该区域地质资料显示，湖区表层覆盖 1020 余米 q41+al 粉质粘土，顶部覆有 2030cm 厚淤泥，fa0=110kpa，qik=30kpa。其 下是 q2al 粉质粘土，fa0=220kpa，qik=55kpa。 由272.6kn1/1.45【1.6655lx）】 计算得：lx=4.33m，即桩底入粉质粘土层约

54、4.5m。 4.5.74.5.7 打桩设备的选择打桩设备的选择 根据上述对一般墩及过渡墩结构的验算，桩顶作用力分别为809.98kn 和 272.6kn。本工程钢管桩基础设计中主要为7207mm和5297mm两种，钢管 桩直径均适中，结合过去工程中打桩经验，对于本类型钢管桩选择dzj-60振动 锤施打。dzj-60振动锤性能参数见下表。 dzj-60振动锤性能表振动锤性能表 电机功率 (kw) 偏心力矩 nm 振动频率 激振力 kn 机重 kg 允许拔桩力 kn 60 0353 11004785150215 4.64.6 计算结论计算结论 经分析计算，钢便桥各主要受力构件强度和刚度均满足临时钢

55、结构施工设 28 计规范要求。 5 5 4m4m 宽、宽、12m12m 跨度便桥检算跨度便桥检算 5.15.1 荷载确定荷载确定 恒载 桥面系（含 i22 分配梁）：32.097t/6=1.05t/m 贝雷桁梁：0.34/3=0.4t/m 护栏、风、水、电等按 0.2t/m 计 =1.65t/m 动荷载 按 8m3砼罐车荷载计算桥面系及分配梁，砼罐车自重 15t+砼重 20t，考虑 1.4 的冲击系数，按 50t 计，最大单轴重按 20 吨计算； 选用 50t 履带吊车荷载进行便桥主梁及钢管桩基础荷载验算；50t 履带吊 机：50t（自重）+15t（吊重）1.3（冲击系数）=85t。 5.25

56、.2 荷载检算荷载检算 桥面板检算桥面板检算 受力小于 6 米宽 15 米跨径便桥，免检。 桥面分配梁检算桥面分配梁检算 受力小于 6 米宽 15 米跨径便桥，免检。 贝雷梁受力检算贝雷梁受力检算 按 85 吨履带吊荷载计算 贝雷梁参数： 尺寸：1.53.0m 自重：0.3t 允许弯矩：78.8t.m 允许剪力：24.5t w（cm3）：7699.1 i（cm4）：577434.4 按多跨简支梁考虑，最不利位置检算： 29 最大弯矩： m=pl/4+ql2/8=8512/4+1.65122/8=284.7t.m78.84=315.2t.m 安全系数 1.1，临时结构容许承载力可提高 30%，认

57、为该结构安全 最大剪力： p/2+ql/2=85/2+1.6512/2=52.4t24.54=98t 安全系数 1.9，该结 构安全 跨中最大截面应力 =m /（4w）= 284.7104n.m/（47699.110-6m3） =92.4mpaw145 mpa 安全系数 1.6，该结构安全 挠度检算 弹性挠度 fmax=5ql4/384ei+ fl3/48ei =51.65104124/（3842.110115.810-34） +85104123/（482.110115.810-34） =8.610-4m+7.110-3m=7.0mm 非弹性挠度 按照装配式公路钢桥多用途使用手册第39页贝雷桁

58、架挠度计算经验公 式，当桁架节数为偶数时，简支梁其跨中最大挠度为： fmax=dn2/8 其中： n为桁架节数，d为常数； 单层桁架d=0.3556cm,双层桁架d=0.1717cm； 跨内共有4节桁架，且为单层桁架。 将上述数据代入公式得fmax=0.3556cm42/8=0.711cm 总挠度 由以上计算可得到桁架在自重及履带吊作用下产生的最大挠度为：f总=f非+f 弹=0.7cm+0.7cm=1.4cm。 按照公路桥涵钢结构及木结构设计规范jtj025-86第1.1.5条“对于临 时或特殊结构，其竖向挠度容许值可与有关部门协商确定”以及参考装配式 30 公路钢桥多用途使用手册第49页计算

59、示例，其竖向挠度容许值需满足 f/l=1/250,即本桥12m跨的挠度容许值为f容=1200cm/250=4.8cm。 因此，上述计算得到的f总= 1.4cmf容=6cm，满足要求。 桩顶横梁检算桩顶横梁检算 i32a 工字钢：a=67.12cm2，w=692.5cm3，i=11080 cm4 ，重量 52.69kg/m 恒载：1.6512=19.8t， 活载 85t， 4 片贝雷片平均分配，每一片对工字钢的压力（双拼 i32a 工字钢） p=（19.8+85）/4=26.2t， 按简支梁均布荷载计算： 工字钢的最大弯矩： m=ql2/8=(26.2+0.05)2.22/8=15.9t.m，

60、最大剪力： n=(25.93+0.05)2.2/2=28.6t 最大应力： =m/w=15.9104/(2692.510-6) =114mpaw145 mpa 安全系数 1.3，该结构安全 最大剪应力： =n/a=28.6104/（267.1210-4） =21.3mpaw85 mpa 安全系数 4，该结构安全 挠度检算： fmax=5ql4/384ei =5(28.6+0.05)1042.24/（3842.1101121.10810-4） =1.9mml/600=3.3mm 该结构安全 一般墩桩承载力检算一般墩桩承载力检算 每根桩的计算荷载 1.6512/4+0.4/2+(858/12)/2