钢栈桥桥设计方案

1、沈海公路复线柘荣至福安段高速公路工程A9标段 沈海公路A9标项目部交溪便桥施工方案沈海公路复线柘荣至福安段A9标跨交溪便桥设计方案设计：复核：审核：审批：中铁一局沈海A9标项目部二O一三年一月沈海公路复线便桥设计方案一、沈海公路便桥设计概况沈海公路跨交溪便桥，位于坂中乡水质检测站上游100m位置，主要用途是满足工程车辆通行，设计最大载重量80t。沈海公路跨交溪便桥设计采用多跨贝雷梁钢便桥跨越交溪，便桥总长210米，梁跨为 14×15米，便桥设计纵向与交溪垂直，桥面宽度为6.5m。基础采用直径1.0m钻孔桩基础，嵌入河床面以下微风化1米。上部采用4榀8片贝雷纵梁，2榀贝雷纵梁按70cm

2、间距布置，横向每3m间距采用支撑架（900mm×1180mm）连成整体；桥面板采用20cm厚钢筋混凝土预制板，桥面系设总宽6.5米。防护护栏严格按照防护栏杆安全要求设置；便桥基础采用重力式桥台，详见沈海公路跨交溪便桥设计图。便桥设置高度参照交溪常水位通航要求进行设置。二、水文地质情况 便桥位置位于剥蚀丘陵间冲洪积河谷地貌，交溪实测（2012年12月4日测）水面标高21.5米，河水深度2-7米，水面宽度210米，水流流速较快。河床底面为全裸岩石，表面坚硬，且成斜面。根据现场调查，沈海公路跨交溪便桥有通航要求，故便桥净空高出常水位4.5米设置。三、便桥施工方案 根据图纸地质资料说明及现场

3、实地考察，首先量测出两岸间距为210m，中央水深最深为7m，河滩最浅为1m，由于水深影响导致水上设备（浮吊、浮箱）不能到位，其次河床底覆盖层浅，洪水期水流冲击便桥横向稳定性差，所以无法用钢管桩直接插打锚固，结合以上原因，经多方研究采用以下方案施工。中铁一局沈海公路复线柘荣至福安段高速公路工程A9标段项目经理部 便桥基础采用混凝土灌注桩，墩身采用直径630mm×10mm钢管桩。水中基础施工采用水中围堰施工，用砂卵石填筑至水面上1.5米高，打设钢护筒，采用冲击钻成孔，浇注底部混凝土并埋设预埋件，最后将预埋件与钢管桩焊接牢固。施工顺序：第一步1、施工准备。填筑前选好土方来源，暂定土方利用便

4、道挖方，为防止河水冲刷，填筑速度必须加快，填筑标高一次性到位，填筑高度高出现水位1.5m。2、河道总宽约为210m，分两次填筑，第一次填筑顺线路起点方向，长度为90m，填筑顶面宽度为8m，填筑坡度为1:1.5.3、河道填筑完成后为防止河水冲刷土方流失，在填筑过程中迎水面方向堆码砂袋，防止水流冲刷。第二步1、首先由测量组进行桩基放样，桩基布设原则为每15m垂直于线路方向打设3根1.0m钻孔桩，桩间距为5m，桩顶标高为22m（由现场实际水位确定），桩基础进入微风化岩1m。2、桩基钢筋笼主筋采用16根16螺纹钢，箍筋采用8圆盘条，上部4m箍筋间距为10cm，下部为20cm，钢筋笼长度根据现场实际钻孔

5、深度确定。3、桩身采用C30砼灌注，灌注顶标高与填土便道顶面平齐，封孔标高现场技术员必须按照设计标高执行。4、灌注完成后在桩顶预埋20mm厚钢板，尺寸为70*70*2cm（长*宽*厚），钢板底部设置20牛腿钢筋（具体见图）。第三步1、钻孔桩施工完成后在桩身顶部与已准备好的63cm钢管桩采用电弧焊焊接，焊接必须牢固，防止松动。2、钢管桩长度为3m，顶面标高高出常水位4.5m。3、对接完成后后在钢管桩顶部依次安装两排横向I550mm工字钢。第四步1、桩基完成后由测量人员放样出J匝道墩位位置，利用便道挖土方填筑J匝道桩基工作平台。2、J匝道桩基施工平台填筑尺寸顺线路长为8m，宽为14m，周边填筑坡度

6、为1:1.5。第五步1、上部贝雷梁采用4榀8片贝雷纵梁，2榀贝雷梁按70cm间距布设，横向每3m间距采用支撑架连成整体，桥面系设计宽度为6.5m。2、桥面板采用钢筋砼预制盖板，盖板尺寸为6.5*1.5*0.2m（长*宽*厚），盖板摆放时必须稳固牢靠，并用U行卡连接。3、安全防护栏杆根据安全防护栏杆要求进行防护，为保证栏杆稳固性，每8m垂直于梁面安装一根200mm工钢，防护栏杆部位涂刷红白油漆（可粘贴反光带，保证夜间行车安全）便桥两端头、中部各设置安全警示标牌。第六步在以填筑完成的J匝道桩基平台上打设钢板桩围堰，围堰尺寸为4*11m，围堰施工完成后进行下步工序施工。第七步1、拆除便桥及水中桩基，

7、拆除前审批拆除专项方案，确保安全。2、采用以上步骤对靠近G104国道侧进行同类施工，施工步骤同上。四、安全保证措施1、抓好安全教育，建立安全检查制度及防护措施；2、以建设安全标准工地为载体，强化施工现场作业控制，在施工现场要布设安全警示牌、警告牌和宣传牌等。非施工人员不得进入施工现场，施工人员进入现场必须配戴安全帽等；3、加强现场用电管理，生产、生活用电按照有关规定架设线路。临时用电符合供电安全运行规程，并定期检查和防护，电工、电焊工等持证上岗，规范作业。4、定期检查机械设备的安全保护装置和安全指示装置，以确保以上两种装置的齐全、灵敏、可靠。5、施工过程中坚持以“安全生产”为中心，实行全员安全

8、管理，定职、定责，使施工安全始终处于受控状态，确保施工安全。6、为保证便桥航道和行人夜间行走安全,汛期时在每跨的跨中下面悬挂红色警示灯,在桥面顶设置路灯。7、便桥上不得堆放材料。8、靠近G104国道便桥端设置看守室，运输车辆上桥后，由专人指挥前进、后退，其他人员应立即避让。9、平台上的救生衣、救生圈 ，作为应急物资，不得随意挪动。在桥头设明显的限速限载标志。11、便桥开始使用后，每周派专人对便桥的u型卡、桥面砼板、销子及所有焊接部位进行检查，一旦发现问题，应立即进行加固和补焊，同时按要求做好便桥检查记录12、每天派专人在桥面进行巡视检查，桥面检查人员应谢绝无关的人员和车辆上桥，杜绝车辆超速，如

9、发现异常情况应及时处理或向主管安全领导汇报。13、汛期时加强对上游漂浮物的观察，对有可能危及便桥安全的不明漂浮物，要及时清除或向海事处拔打求助电话，以便快速清理、疏通。14、通过便桥运送材料时，必须查清材料和运输车辆的重量，对难以计算的材料，装车后应先在电子磅称重检查， 检查合格后方可通行，特殊情况下超载，须由主管领导签字。15、对桥台和路基相接处要经常检查，路基沉陷时要及时修复，防止发生桥头跳车影响便桥安全。16、每天做好便桥上电线、电路的检查，以保证用电安全。17、泵送混凝土时,注意观察便桥的扰动情况。五、水环保证措施5.1 施工及生活废水的排放遵循清污分流、雨污分流的原则，各种施工废油、

10、废液集中储积，集中处理，严禁乱流乱淌，防止污染水源，破坏环境。5.2 施工作业产生的污水必须经过沉淀池沉淀，并经净化处理，符合要求后排放。5.3 废弃物中不得含有有毒有害物质，避免雨水冲刷后对地表、地下水造成污染。5.4 填筑前采集河道水样送水质监测站检测，检测结果留档；填筑过程中设专人进行水质送样检测，每2天采集筑岛下游水样送水质监测站进行水质检测，检测结果记录留档，若水质污染超标影响地方用水及生活，应立即停止填筑。5.5施工中产生的泥浆应先经过沉淀后，排入指定地点，不得直接排入河流。5.6临时运输道路经常洒水湿润，减少道路扬尘。对产生尘埃运输车辆和石灰等挥发性材料堆场加以覆盖，减少对空气污

11、染，生产及生活垃圾定期处理，严禁焚烧有毒废料。中铁一局沈海公路A9标项目部2012年12月20日沈海高速公路A9标段（交溪特大桥便桥）便桥计算书计算： 复核： 审核： 中铁一局沈海高速公路9标段项目部二0一二年十二月栈桥总宽6.5m，计算跨径为15m。栈桥结构自下而上分别为：4.5×2.5×6.5m重力式桥台、直径1000mm钻孔桩，直径630mm钢管桩、工550mm工字钢横担、“321”军用贝雷梁、20cm厚钢筋混凝土桥面板。单片贝雷：I=250500cm4，E=2.1×105Mpa，W=3570cm3      

12、0;   M=1687.5 knm, Q= 245.2 kn则EI=526.05×106 knm2 （一）、荷载布置1、上部结构恒载（按6.5m宽计）（1）20cm厚桥面板：q1=6.5×0.20×25（容重）32.5KN/m（2）“321”军用贝雷梁：每片贝雷重443.5kg（含支撑架、销子等）： q2=443.5/3×8×10/100011.8KN/m（3）护栏:q3=1KN/m上部恒载线荷载q=q1+q2+q3 =45.3KN/m 2、活载（1）汽-20级（2）8m3混凝土搅拌运输车（满载）：车重20t，8m3混凝土20t（3）

13、人群：不计G2=(20+20) ×10=400 KN（4）活载布置图1（两辆车会车，考虑混凝土罐车，单车重40t）（二）支座最大反力计算：车队载荷纵向分布图： 图1R1=R2=ql/2+400=739.75KN（三）贝雷纵梁内力验算由于便桥是临时性建筑，主要载重车辆是混凝土车，并且满载时只允许单车通过，验算时荷载组合只考虑恒载+一辆汽-20级重车（布置在跨中，按简支计算）。1、贝雷纵梁强度验算（荷载按照刚度分配，将作用力平均分配到每片纵梁上）：M恒= =1274.1kn·m 当车辆荷载布置对称在跨中时产生最大弯矩；支座反力R1=R2=400KN则有M活=400×1

14、5/2-100×4.7-300×0.7=2320KN·m活载冲击系数按1.2及偏载系数1.5考虑，安全系数取1.2。M活大=2320 ×1.2×1.5=4176kn·m 即Mmax=(M恒+M活大) ×1.2=(1274.1+4176) ×1.2=6540.12kn·m 截面最大应力=Mmax/Wx=6540.12×103 /（3570×8×10-6 ）=229MPa=245MPa <通过>2、贝雷纵梁挠度验算恒载：=5× 45.3×154/（

15、348×526.05×106）=0.0626mm活载：（按跨中集中荷载计算）400×153（48×526.05×106）=0.0535mm挠度叠加：（0.0535+1.5×1.2×0.0626）×1.2=0.2mm<L/250=6mm <通过>3、抗剪力验算 贝雷梁单片抗剪力为24.5t，根据以上计算可知支座最大反力为车辆正好通过支座时：Rmax=（400×1.2×1.5+45.3×15/2）×1.2=1271.7KN允许抗剪力为：8×245=19

16、60KN>Rmax(抗剪通过)4、横担梁计算 横担梁采用双工550a工字钢，与墩顶连接，车辆位于墩顶位置时为最不利布置。可得支座反力为R恒=45.3×15/2=339.75KN;（每作用点受力84.94KN） R活=400KN（车辆单侧作用力200KN）最不利荷载布置 荷载简化为惯性矩Ix=655760000mm4；截面模量Wx=2342000mm3；单位重量: 106.273Kg/m；查表路桥施工计算手册可得，最大弯矩系数为0.188，最大剪力系数0.688支座反力系数分别为0.312、0.688、0.312故：支座反力分别为R1恒=R3恒=84.94×2×

17、;0.312=53KNR2恒=84.94×2×0.688×2=233.6KNR1活=R3活=400×0.312=124.8KNR2活=400×0.688×2=550.4KN恒载弯矩：M恒=84.94×2×2.5×0.188=79.8KN·m活载弯矩：M活=400×2.5×0.188=188KN·m荷载组合：Mmax=（M恒+M活×1.2）×1.2=366.48KN·m=M/W=366.48×106/(2×234200

18、0)=78.3MPa<横担梁满足要求。三、桥台结构验算沈海公路跨交溪便桥下部结构采用重力式挡土墙，墙高6.5m，基础采用4.5×2.5×1mC20片石砼，墙身为M7.5浆砌片石，挡土墙墙顶向下2.53m为C30砼，挡墙面坡比1：0.3。 (一)桥台挡墙计算 说明：假定墙背垂直、光滑、填土表面为单一平面，采用朗金理论主动土压力计算，结果偏于安全。该挡墙墙身为C25砼，容重k=25kn，墙身长度8米，基础为C20片石混凝土，基础高度2.5米。挡墙按照重力式设计计算，墙高总高4.5米，填土为粉质粘土，容重=18KN/m3；摩阻角=210。挡墙面坡比1：0.3基底内摩擦f=0

19、.35,基底承载0.2MPa。挡墙汽车荷载换算假定搭板为刚性，如图换算度=1.26米朗金主动土压力系数：=0.472133KN挡墙稳定性验算1、挡墙自重G=423KN 2、挡墙重心由图知X1=0.89，Y1=2.39(CAD软件查询)；如图：对x轴起矩可得：Y心3、挡墙滑移稳定性验算参考查路桥施工计算手册取f=0.35由重力式挡土墙滑动稳定性公式：×f=1037×0.35/206.2=1.76>1.3 <可>即挡土墙不发生墙身沿基底的滑动破坏。4、挡土墙倾覆稳定性验算对挡墙趾点起矩：抗倾覆力矩：m1=G×X1=1037×0.89=923

20、kn·m倾覆力矩： m2=Ea×Y1=206.2×2.39=493 kn·m抗倾覆力矩>倾覆力矩，挡墙稳定性满足要求。四、便桥桩基础及墩身验算由横担梁计算中可得最大支座反力（三根立柱）：支座反力分别为R1恒=R3恒=84.94×2×0.312=53KNR2恒=84.94×2×0.688×2=233.6KNR1活=R3活=400×0.312=124.8KNR2活=400×0.688×2=550.4KN横担梁自重：106.27×2×6×10=1

21、2752N=13KN查表可得均布荷载支座反力分别为R1=R3=13/2×0.375=2.4KNR2=13/2×0.625×2=8.2KN钢管桩最大受力组合（安全系数取2）=（8.2+233.6+550.4×1.2）×2=1804KN墩身及基础按7米计，采用直径630mm，壁厚10mm的钢管桩，内夯填砂子，顶部浇注50cm混凝土。单根柱重量G=16.8KN立柱钢管的特性：D=630mm;d=610mm;A=24806mm0.01946 I=0.9×109mm4=9.3×10-4m4r=0.22；长细比=L/r=31.8；=1.

22、02-0.55=0.872强度验算：=N/A=92.7MPa<210MPa稳定性验算：=N/A=106.3MPa<210MPa强度和稳定性满足要求，同时钢管桩内灌注砂子并浇注混凝土，强度和稳定性将进一步提高。桩基础计算：便桥基础 圆形轴心受压构件，直径1000mm，受轴力1804kN，计算长度7000mm。 构件采用C30混凝土。配置16 II级钢筋。钢筋至边距50mm。按最小配筋率As'=3141.6mm2钢筋根数为16实际As'=3217mm2五、桥面板计算桥面板采用C30混凝土，单块板尺寸为：1500mm×6500mm×200mm；车辆单轴单侧承载200KN，车轮宽度60cm，均布荷载q1=333KN/m;混凝土桥面板均布荷载：q2=0.5×0.2×25=2.5KN·m。1、荷载计算荷载布置按照隔跨布置为最不利荷载，将一个轴布置在最大跨中，由于桥面板在中部分开，故可简化为单跨简支梁（偏安全），布载如图：车辆荷载产生最大弯矩：M1=33.7KN·m；恒载产生弯矩为：M2=0.25KN·m考虑荷载冲击系数1.2，安全系数1.2，可得跨中最大弯矩：M=(M1×1.2+M2)×1.2=48.8KN·m支座处最大剪力为：