张滩大桥钢便桥专用方案

1、张滩大桥钢便桥专项施工方案一、概述根据张滩大桥施工图设计说明、地勘报告、设计图号QL-51钢便桥示意图；决定修建一座经济实用又安全的钢便桥。经过现场勘查、结合桩基平台需要，架设的钢便桥形式为：钢便桥纵向338米、横向304米，纵向标准跨径为8米、桥面净宽为8米；横向标准跨9米，桥面宽5米。桥面标高控制为设计高水位182.3 m。钢便桥结构如下：1、基础结构为：Ø630×8mm钢管桩基础2、下部结构为：I45a双排工字钢横梁3、上部结构为：纵向300×150贝雷片4组8片；横向300×150贝雷片3组6片4、桥面结构为：I 25a工字钢、25a槽钢桥面板5

2、、防护结构为：Ø48×3.5mm小钢管护栏二、编制依据及主要设计标准 1、编制依据及主要参考资料： 、上杭县张滩大桥南北道路工程施工图 、交通部公路桥涵施工技术规范JTJ0412000 、人民交通出版社路桥施工计算手册 、人民交通出版社装配式公路钢桥多用途使用手册 、钢结构设计手册 、钢管桩的设计与施工 2、荷载 、纵向荷载取载重600kN履带吊施工车辆；横向荷载取300KN 、荷载组合 a、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。 b、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。 2、主要设计指标 （1）钢便

3、桥主要技术标准 、计算行车速度：8km/h、设计荷载：纵向600kN履带吊施工车辆；横向荷载取300KN 、桥跨布置：约：41*8m+4×9m连续贝雷梁桥 、桥面布置：主栈桥长338米，宽8米；左侧设计桩基平台8个，长38m、宽5m （2）钢材强度设计值 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）均控制在钢材的容许应力或1.3倍容许应力以内（1.3为临时结构钢材的提高系数）。钢管桩使用周期一年，其内力计算控制在容许应力以内，不考虑1.3的临时结构钢材的提高系数 钢材容许应力取值如下： 、A3钢：轴向应力：140MPa 弯曲应力：145MP

4、a 剪应力：85MPa 、16锰钢：轴向应力：200MPa 弯曲应力：210MPa 剪应力：160MPa 、贝雷片容许内力：单排单层容许弯矩788.2kN/m 单排单层容许剪力245.2kN三、钢便桥设计说明 1、基础及下部结构设计 水下地质情况自上而下普遍为：卵石、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩岩。 钢便桥下部结构采用钢管桩，单排布置3根钢管（桩径Ø600mm、壁厚8mm）。钢管桩横向间距3.0m，桩顶布置I45a双排工字钢横梁，钢管桩与钢管桩之间用75×75×8角钢做剪刀撑，并焊接牢固。 打钢管桩技术要求： 、严格按设计要求的位置和标高打桩。 、钢管桩中轴

5、线斜率<1L。 、钢管桩入土深度必须大于18m。 、当个别钢管桩入土小于18m锤击不下，且用DZ45桩锤激振2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。 钢管桩的清除：工程完工后必须拔除钢管桩。 2、上部结构设计 钢便桥纵梁各跨跨径为8m，横梁各跨跨径9m。根据行车荷载及桥面宽度要求，钢便桥横纵梁采用规格为150cm×300cm国产贝雷片；8米跨纵梁每跨布置单层8片贝雷片，间隔为：40cm+90 cm +120 cm +90 cm +120 cm +90 cm +120 cm +90 cm +40 cm。横向布置形式为3×3排

6、，间隔为：50cm+90cm+220cm+90cm+50cm。贝雷片纵向用贝雷销联结，纵横向用90型定型支撑片联结以保证其整体稳定性，贝雷片与I45a工字钢下横梁间用U型铁件联结以防滑动。 3、桥面结构设计 当采用贝雷片纵梁时，贝雷片上铺I25a工字钢，沿便桥纵向间隔按50cm布置，工字钢横梁与贝雷片纵梁用u型卡固定，桥面板采用25a槽钢倒置成型密铺，并与I25a工字钢横梁焊接固定。 4、防护结构设计 桥面采用小钢管（直径4.8cm）做成的栏杆进行防护，栏杆高度1.2米，栏杆纵向3.0米1根立柱(与桥面槽钢焊接)、高度方向设置2道横杆。 贝雷片钢便桥设计图附后。 四、钢便桥各部位受力验算（主栈

7、道8米宽） 1、荷载计算 （1）、恒载 a、桥面板；25a槽钢每米自重为: q1=800÷30×0.27=7.2KN/m b、I 25a工字钢每米自重为:q=8×0.381×2=6.096KN/m b、贝雷片纵梁每米自重: q2=8.0KN/M 合计：恒载 q=7.2+6.096+8.0=21.296KN/M （2）、冲击系数 按规范计算，8m跨冲击系数取：1+=1.303 0.75m跨冲击系数取：1+=1.389 横梁1.2m跨冲击系数取：1+=1.19 2、钢桥各部位内力计算 （1）、桥面板验算； 受力分析；以50t履带吊位于跨中时按连续梁进行验算。

8、 50t履带吊（按60t计），荷载600KN分两条5.3m履带以300KN传递到桥面上 (q =300/5.3=56.6KN/m).桥面板跨径为75cm，50t履带吊履带宽80cm，；槽钢宽度25cm，缝宽5cm。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，25a以上槽钢倒置成型沿I25a工字钢横梁密铺,缝隙间隔5cm，并与横梁焊接固定。 25a槽钢截面特性为； I=176cm4 Wmin=30.6cm3 q=0.27KN/m a、抗弯强度计算 Mmax=q2K/8=56.6×1.389×0.752/8=5.528KN.M =M/Wmin=5.528×

9、106/(30.6×3×103) =60.13MPa1.3=1.3×145=188.5MPa 1.3为临时结构钢材的提高系数， b、抗剪强度计算； Qmax=0.5×56.6×0.75×K=21.23×1.389=29.48 KN =29.48×103/（25×0.75×3×102） =5.24MPa=85MPa C、刚度计算（取集中荷载计算） f=p3/（192EI） =42.45×1.389 ×0.753×103/（192×2.1×

10、176） =0.4mmf=750/400=1.88mm经计算，桥面板采用25a槽钢满足强度、刚度、稳定符合要求。 （2）、I25a工字钢分布梁计算。（布置在贝雷片上，最大跨径1.2m，工字钢横梁每米布置二根，） 、桥面板；单跨8米跨槽钢每米自重为: q1=（800÷30×0.27）÷4=1.8KN/m 、25a工字钢横梁每米自重: q2=0.381×2=0.762KN/m 合计：恒载 q=1.8+0.762=2.562KN/M 贝雷片最大间距1.2m，受力最不利位置为当汽车偏于便桥一侧，且后轮一轴刚好置于跨径3.16m的跨中（假想最不利情况），5.3m履

11、带最少可跨过7道I25a工字横梁，按简支梁计算。I25a工字钢截面特性： I=5017cm4 W=401.4cm3 A=48.51cm2 q2=0.762KN/m P=300÷7=42.86KN q=2.562KN/M a、抗弯强度计算 M=p/4+q2/8 =42.86×1.2×1.19/4+2.562×1.22/8 =15.762KN.M =15.762×106/(401.4×103) =39.268Mpa145×1.3=188.5Mpa b、整体稳定 因受压翼缘上密铺槽钢，因此整体稳定符合要求。 C、抗剪强度计算； Q

12、max=(0.5×42.86+0.5×2.562×1)×1.19 =(0.5×42.86+0.5×2.562×1)×1.19 =27.026KN =27.026×103/（25×0.8×102） =13.513MPa=85MPa d、刚度计算 f=p3/（48EI） =42.86×1.23×1.19×103/(48×2.1×5017) =0.174mm2200/400=5.5mm 经计算，分布梁采用I25a工字钢钢满足强度、刚度、稳定符

13、合要求 （3）、贝雷片纵梁计算（按8米跨验算） 、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。 M1max0.25PLK 0.25×800×8×1.3032084.8KN.m M2max0.125ql20.125×21.296×82170.368KN.m Mmax=2084.8+170.368=2255.168KN.m a、按容许弯矩计算 容许弯矩 ：M8片×0.9（不均衡系数）×788.2KN.m 5675.04KN.m Mmax=2255.168KN.M

14、 M=5675.04KN.M b、按容许应力计算 贝雷片截面模量Wo3578.5×828628cm3 Mmax/Wo（1733.968×106）/(28628×0.9×103) 67.0Mpa<=210Mpa因此：抗弯强度符合要求。 b、抗剪强度计算 Q1max0.5P0.5×400×1.303260.6KN Q2max0.5ql0.5×21.296×885.184KN Qanx=260.6+85.184=345.784KN 容许剪力Q8片×0.9（不均衡系数）×245KN1960KN 因

15、为；Q=345.784KNQ=1960KN 所以，抗剪强度符合要求。 经计算；8米跨钢桥纵梁可以用单层8片贝雷片架设 C、刚度验算 贝雷片几何特性： E2.1×105Mpa， Io250497.2cm4 W3578.5cm3 P=400×1.303=521.2KN q=21.296KN fmax（P3）/(48EI)+5 q4/(384EI) =(521.2×103×83)/（48×2.1×250497.2 ×8）+5×21.296×103×84/(384×2.1×25049

16、7.2×8) 0.169mm<L/400=8000/400=20mm 刚度满足使用要求。 经受力计算:钢桥抗弯能力、强度、抗剪能力、刚度均满足使用要求，因此8米跨钢桥纵梁可用单层8片贝雷片架设。 3、I45a双排工字钢横梁（钢管墩柱上）计算结构受力分析：钢管立柱单排3根横向间距为2.5米，因此按二等跨连续梁验算，计算跨径L=2.5米，横梁均匀的承担四排贝雷片传递过来的4个集中力，4个集中力简化为2个作用于两跨跨中的集中力计算，进行最不利验算，计算结果偏于安全。上部恒重=8/0.3×8×0.27+16×8×0.381+8×8

17、15;3=298.368KN P=600KN(车辆荷载)×1.19+ 298.368KN(上部恒重)=1012.368KN 、抗弯强度计算 计算横梁最大弯矩近似取静载的最大弯矩与活载产生的最大弯矩进行叠加，结果偏于安全。 P1P/2=1012.368/2=506.184KN Mmax0.188Pl0.188×506.184×3.0285.488KN.m 横梁采用两排2-I45a型工字钢焊接组成W=2×1430cm3 I=2×32240cm4 S=2×836.4 D=1.15cm Mmax/W 285.488×106/（143

18、0×2×103） 99.821Mpa <215Mpa 因此；横梁强度符合要求。 、整体稳定 因其为箱型截面，且h/b6,L/b95,因此整体稳定符合要求。 、抗剪强度计算 Q=0.688P1=0.688×506.184=348.255KN（最大剪力发生在中间支座） = QS/(Id) =348.255×103×836.4/(32200×1.150×2×102) =39.33MPa< 1.3×125Mpa 经验算抗剪符合要求。 、刚度计算 f=0.911×506.184×33

19、×103÷（100×2.1×2×32200） =0.307mm3000/400=7.5mm 4、钢管立柱受力验算 受力分析:600KN履带吊位于墩位处时钢管承担最大作用力， 因此按单墩3根钢管承担受力进行验算。 荷载：600KN×1.303(安全系数)=781.8KN 工字钢及槽钢面板、贝雷片自重: 298.368KN 因此中间钢管受力: P=（781.8+298.368）×0.333=359.696KN 钢管高度按入土18米计算 钢管摩察力计算 根据设计图地质结构分析，钢管桩座位置地质情况为： 卵石，取土层侧摩阻力100K

20、pa，层厚1.43.0m 强风化泥质粉砂岩，取土层侧摩阻力120Kpa，层厚1.016.77m 钢管桩入土深度：(不包括冲刷) 钢管桩以支承桩进行设计，钢管桩单桩竖向极限承载力： Pk=SUiLi+PAR 式中：U钢管周长，为1.885m； A验算截面处桩的截面面积，为0.007m2； S侧阻挤土效应系数，取S=0.77； i各土层对桩侧的极限摩阻力（Kpa）； Li桩在最大冲刷线以下第i层土中的长度； P桩底端闭塞效应系数，对于敞口钢管桩，P=0.8S； R桩底端支承土的承载力（Kpa） 由上式可得以下计算： 1.451×（3.0×100+15×120）=304

21、7.1KN>359.696KN 由以上计算可知管桩打入卵石层层，入土18m,可满足单桩承载力要求 振动沉桩时，由于影响承载力的因素较多，因此，在下沉过程中，当下沉深度超过18m又仍能继续进尺，必须继续下沉至无明显进尺，后激振2分钟仍无进尺，方可视为承载力达到要求。 当个别钢管桩入土深度在h18m，且用DZ45桩锤激振2分钟仍无进尺，说明桩底已进入较坚硬持力层，因此，可满足单桩承载力要求。但应视具体情况，进行加固处理，以保证钢管整体稳定。 计算结果说明： 摩察力计算入土218米满足承载力要求。四、钢便桥各部位受力验算（桩机平台5米宽） 1、荷载计算 （1）、恒载 a、桥面板；25a槽钢每米

22、自重为: q1=500÷30×0.27=4.05KN/m b、I 25a工字钢每米自重为:q=5×0.381×2=3.81KN/m b、贝雷片纵梁每米自重: q2=6.0KN/M 合计：恒载 q=4.05+3.81+6.0=13.86KN/M （2）、冲击系数 按规范计算，9m跨冲击系数取：1+=1.303 1.0m跨冲击系数取：1+=1.389 横梁2.2m跨冲击系数取：1+=1.19 2、钢桥各部位内力计算 （1）、桥面板验算； 受力分析；为了简化计算桩机重约10 t20t,以最大重量24 t进行跨中按连续梁进行验算。 24t履带吊，荷载120KN分

23、两条7.5m履带以120KN传递到桥面上 (q =120/7.5=16KN/m).桥面板跨径为100cm，30t桩机宽220cm；槽钢宽度25cm，缝宽5cm。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，25a以上槽钢倒置成型沿I25a工字钢横梁密铺,缝隙间隔5cm，并与横梁焊接固定。 25a槽钢截面特性为； I=176cm4 Wmin=30.6cm3 q=0.27KN/m a、抗弯强度计算 Mmax=q2K/8=16×1.389×12/8=2.778KN.M =M/Wmin=2.778×106/(30.6×3×103) =30.2

24、6MPa1.3=1.3×145=188.5MPa 1.3为临时结构钢材的提高系数， b、抗剪强度计算； Qmax=0.5×16×1×K=8×1.389=11.112 KN =11.112×103/（25×1×3×102） =1.48MPa=85MPa C、刚度计算（取集中荷载计算） f=p3/（192EI） =40×1.389 ×13×103/（192×2.1×176） =0.783mmf=1000/400=2.5mm经计算，桥面板采用25a槽钢满足强度、

25、刚度、稳定符合要求。 （2）、I25a工字钢分布梁计算。（布置在贝雷片上，最大跨径2.2m，工字钢横梁每米布置二根，） 、桥面板；单跨5米跨槽钢每米自重为: q1=（500÷30×0.27）÷4=1.125KN/m 、25a工字钢横梁每米自重: q2=0.381×2=0.762KN/m 合计：恒载 q=1.125+0.762=1.887KN/M 贝雷片最大间距2.2m，受力最不利位置为当桩机偏于便桥一侧，且后轮一轴刚好置于跨径3.16m的跨中（假想最不利情况），7.5m桩机最少可跨过12道I25a工字横梁，按简支梁计算。I25a工字钢截面特性： I=50

26、17cm4 W=401.4cm3 A=48.51cm2 q=0.762KN/m P=120÷12=10KN q=1.887KN/M a、抗弯强度计算 M=p/4+q2/8 =10×2.2×1.19/4+1.88×2.22/8 =7.682KN.M =7.682×106/(401.4×103) =19.139Mpa145×1.3=188.5Mpa b、整体稳定 因受压翼缘上密铺槽钢，因此整体稳定符合要求。 C、抗剪强度计算； Qmax=(0.5×10+0.5×1.887×1)×1.19

27、=(0.5×10+0.5×1.887×1)×1.19 =7.073KN =7.073×103/（25×0.8×102） =3.54MPa=85MPa d、刚度计算 f=p3/（48EI） =10×2.23×1.19×103/(48×2.1×5017) =0.251mm2200/400=5.5mm 经计算，分布梁采用I25a工字钢钢满足强度、刚度、稳定符合要求 （3）、贝雷片纵梁计算（按9米跨验算） 、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跨中弯矩与活载产生的

28、跨中最大弯矩进行叠加，结果偏于安全。 M1max0.25PLK 0.25×500×9×1.3031465.875KN.m M2max0.125ql20.125×13.86×92140.337KN.m Mmax=1465.875+140.337=1606.212KN.m a、按容许弯矩计算 容许弯矩 ：M6片×0.9（不均衡系数）×788.2KN.m 4256.28KN.m Mmax=1606.212KN.M M=4256.28KN.M b、按容许应力计算 贝雷片截面模量Wo3578.5×621471.0cm3 Mm

29、ax/Wo（1606.212×106）/(21471.0×0.9×103) 83.120Mpa<=210Mpa因此：抗弯强度符合要求。 b、抗剪强度计算 Q1max0.5P0.5×450×1.303293.175KN Q2max0.5ql0.5×13.86×855.440KN Qanx=293.175+55.440=348.615KN 容许剪力Q6片×0.9（不均衡系数）×245KN1323KN 因为；Q=348.615KNQ=1323KN 所以，抗剪强度符合要求。 经计算；5米跨钢桥纵梁可以用单层

30、6片贝雷片架设 C、刚度验算 贝雷片几何特性： E2.1×105Mpa， Io250497.2cm4 W3578.5cm3 P=450×1.303=586.350KN q=13.86KN fmax（P3）/(48EI)+5 q4/(384EI) =(586.35×103×93)/（48×2.1×250497.2 ×6）+5×13.86×103×94/(384×2.1×250497.2×6) 3.195mm<L/400=9000/400=22.5mm 刚度满足使

31、用要求。 经受力计算:钢桥抗弯能力、强度、抗剪能力、刚度均满足使用要求，因此8米跨钢桥纵梁可用单层8片贝雷片架设。3、I45a双排工字钢横梁（钢管墩柱上）前面计算已满足60t荷载，横向便桥荷载40t，同样用I45a双排工字钢；故也能满足各项要求，不再重复计算。4、钢管立柱受力验算与60t荷载相同，不再重复。四、人员、机具、材料组织 1、主要施工人员序号工种人数备注1施工队负责人12施工队技术员23起重工24电工（电焊工、切割工）65汽车吊司机2合计13可根据进度需要增加 2、主要机具序号设备名称规格单位数量备注1汽车吊25t台12履带吊50t台1配45kw振动锤3平板车台14电焊机台4可根据进

32、度需要增加5气割设备套2可根据进度需要增加6全站仪NIKON套17水准仪S3台13、主要材料25a序号设备名称规格单位数量备注1贝雷片300×150片15282钢管600×12×8根738可根据进度需要增加3角钢75×75×8m5290可根据进度需要增加4钢板厚10mmm2240可根据进度需要增加5I45a工字钢12m/条96可根据进度需要增加6I 25a工字钢12m/条744可根据进度需要增加725a槽钢12m/条1259可根据进度需要增加五、钢管桩施工 1、施工工艺流程图如下：施工准备履带吊吊钢管准备下一根定位符合要求接桩至符合要求需接桩安

33、放主梁（焊接）成排重复上述步骤安放贝雷片、铺工字钢、槽钢等成多排重复上述步骤完成 2、钢管桩运输 我部将组织13m大型运输车辆，调运12m标准Ø600×8.0钢管桩至现场指定位置，整齐堆放待用。杜绝严重锈蚀、变形等钢管桩进入施工现场。现场技术员与监理人员监督，已经发现不合格钢管桩必须清退出场。 3、施工准备a、现场接入电源。电源必须满足用电荷载，经专业电工检查确认后，方可使用。b、由测量人员准确放样，定出钢便桥管桩施工平面位置。4、钢管桩的加工与制作每根钢便桥钢管桩按需要加工制作接长。接桩在现场平整的场地进行，采用焊接接头，并使用3块200mm×200mm

34、5;10mm钢板帮焊加强，焊缝饱满无砂眼裂纹，接好的钢管桩实际桩长不得少于设计值。5、钢管桩施工a、钢管桩安装采用50t履带吊车附带45kw振动锤打设Ø600×8.0钢管桩，25t汽车吊吊运钢管桩至履带吊车作业半径内，以加快钢管桩施工速度。在钢管桩吊运至履带吊作业半径内后，履带吊吊起45kw振动锤使用液压钳夹住钢管桩垂直起吊至钢管桩打设位置。由测量人员准确定位后，并用垂线法测量管桩垂直度，要求垂直度误差不得大于1%L且不大于2cm。测量人员复核垂直度和平面位置满足设计要求后，使用45kw振动锤施打入土。现场施工必须由技术员计算出持力层到管桩顶标高高差，控制管桩入土深度，钢管

35、桩的最终桩底标高由入土深度控制，若钢管桩无法施打至设计标高，及时汇报、分析原因，拿出解决办法，直至钢管桩的入土深度满足设计要求和已证明钢管桩达到了设计承载力。另外一种情况是达到了设计入土深度，但钢管桩还是急速下沉，要以锤击度来复核。按此方法，逐步完成每跨钢管桩的施工。钢管桩施工质量保证措施： 钢管桩入土深度经现场技术员计算确定，控制管桩入土底标高； 钢管桩入土深度达到设计值时，下沉速度仍较快时，分析原因，必要时增加钢管桩施工长度，下沉速率控制为2min内无明显进尺； 当个别钢管桩入土小于18m，锤击不下，且用DZ45桩锤激振2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

36、钢管整体稳定性。 用直尺测量，管桩平面误差±10cm 用测锤量取垂直度，误差1%L且不大于2cm（L为管桩高度） 6、钢管桩间剪刀撑、平联、桩顶分配梁施工 钢便桥一个排架钢管桩施工完成后，立即进行该排架钢管桩间剪刀撑、平联、桩顶2根I45a型工字钢纵、横分配梁施工。 、每个排架钢管桩施工完成后，横桥向在顶口开槽，并在槽底加设带肋分配钢板。然后整体吊装双排I45a型工字钢横梁。 、在钢管桩上进行平联的测量放样。技术人员实测桩间平联长度后精确下料，同步进行焊接及剪刀撑、桩顶2根I45a型工字钢、纵横分配梁的加工。 、用吊车悬吊平联、剪刀撑，到位后电焊工焊接平联、剪刀撑。现场技术人员及时检

37、查焊缝质量，合格后进行纵横分配梁的架设六、钢便桥上部结构安装 钢便桥上部结构的安装采用50t履带吊车进行施工。 、贝雷梁纵梁的拼装 纵梁的位置需放线后确定，以保证栈桥轴线不偏移。 将待安装的300cm×150cm贝雷片使用25t汽车吊吊运至已装好的完成桥跨后面，并完成梁体拼装，便于50t履带吊车起吊安装。纵梁安装过程中，应准确安装在由现场技术员放样的位置上，以保证钢便桥均匀负载。纵梁安放完成后，必须立即与下横梁联接稳定。在联接完成前吊绳不得与吊车脱钩，以防止纵梁侧倾造成安全事故。 、桥面系的安装 在25t吊车的配合下，50t履带吊间距50cm安装I25a工字钢横向分配梁，并及时使用U型连接器，将分配梁固定在纵向贝雷梁上。 纵向25a槽钢间距5cm满铺，并在与下横分配梁接触部分满焊固接并在其上30cm间距焊接Ø8防滑条。 钢便桥栏杆高1.2m，采用Ø48×3.5mm焊接钢管焊接，立柱间距3.0m，焊在钢便桥桥面槽钢上，栏杆统一用红