跨金水河貝雷梁便橋設(shè)計(jì)及施工方案

1、新建西安至成都鐵路西安至江油段（陜西境內(nèi)）站前工程（XCZQ-5標(biāo)段） 【跨金水河貝雷橋施工方案】目 錄目錄11.編制依據(jù)、目的及適用范圍21.1編制依據(jù)和原則21.2編制目的21.3 適用范圍22.工程概況及氣候條件22.1工程概況22.2氣候條件33.施工過程33.1基礎(chǔ)開挖33.2 模板安裝33.3混凝土施工43.4貝雷桁架橋安裝架設(shè)43.5 便橋進(jìn)、出引道施工43.6貝雷橋拆除54.施工進(jìn)度安排及資源配置54.1施工進(jìn)度安排54.2資源配置55.各項(xiàng)保證措施65.1冬季施工措施65.2便橋施工質(zhì)量措施75.3 基礎(chǔ)防護(hù)措施75.4 便橋施工階段安全措施75.5 便橋使用階段安

2、全措施76.便橋使用期間應(yīng)急預(yù)案86.1方針與原則86.2組織機(jī)構(gòu)及聯(lián)系電話86.3應(yīng)急資源86.4預(yù)案啟動87.附件97.1圖紙97.2計(jì)算書90中國水利水電第十四工程局有限公司福仁山隧道斜井跨金水河貝雷橋施工方案1.編制依據(jù)、目的及適用范圍1.1編制依據(jù)和原則 (1)現(xiàn)場勘查有關(guān)地質(zhì)、水文資料；(2)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范；(3)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范；(4)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范；(5)建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范；(6)路橋施工計(jì)算手冊； (7)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范；(8)鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范；(9)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范及相關(guān)文件。1.2編制目的福仁山隧道斜井位于洋縣秧田鄉(xiāng)稻田溝村，進(jìn)場

3、施工需要架設(shè)貝雷橋跨越金水河，以期快速進(jìn)場施工，確保按期完成施工任務(wù)。1.3 適用范圍 福仁山隧道斜井進(jìn)場施工便道跨越金水河貝雷梁橋。2.工程概況及氣候條件2.1工程概況 本施工便橋采用321型雙排單層（加強(qiáng)型）下承式貝雷桁架，便橋孔跨布置為3-18m，全長57.53米，橋面凈寬4.0米，橋面至河床面凈高9.6米，至水面凈空為8.5米，便橋0#橋臺至G108國道有13米長引道，設(shè)喇叭型入口。貝雷梁橋設(shè)計(jì)為使用階段單車80t單向通行，最大活荷載為120t。 本橋橋墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)采用C20片石混凝土澆筑，墩身設(shè)計(jì)為圓端形實(shí)體墩，臺身為重力式矩形臺，墩身及臺身采用C20混凝土澆筑，該

4、便橋使用時(shí)間為2013年4月至2016年11月（約4年）。2.2氣候條件 該橋梁所處地區(qū)為暖溫帶山地氣候區(qū)，降水豐富，氣候濕潤。7-10月份為雨季。年平均氣溫 11.6°C，極端最高氣溫38.7°C，極端最低氣溫-14.4°C，年平均降水量912.5mm，年平均蒸發(fā)量1122.3mm，最大風(fēng)速28.0m/s，風(fēng)向N，最大積雪厚度15cm ；土壤最大凍結(jié)深度13cm。橋址區(qū)基礎(chǔ)主要分布于砂礫石土層及圓、角礫石土層。本河道1/20洪峰流量為1190m3/s，雨季洪峰水位高程為634.00m，常水位高程628.50m，貝雷桁架梁底部高程高出洪峰水位高程2.4m。3.施工

5、過程3.1基礎(chǔ)開挖基礎(chǔ)開挖前按設(shè)計(jì)圖紙測設(shè)中心樁及基礎(chǔ)的縱橫軸線控制樁，按要求引測好水準(zhǔn)點(diǎn)。對1#、2#水中墩基礎(chǔ)位置填筑施工平臺，平臺整體為臺體，臺體側(cè)面坡度均為1:1.5，壓實(shí)后的平臺頂部要高出當(dāng)前河道水位0.5m。平臺采用分層填筑法，臺體外圍填筑礫石料，內(nèi)部填筑塑性粘土，中間夾鋪雙層土工膜并分層壓實(shí)。開挖內(nèi)部基坑的邊坡坡度為1:1，當(dāng)開挖至距離基底20cm時(shí)停止機(jī)械開挖而采用人工開挖。開挖后的基坑底部尺寸為10.9m×4.3m，在基坑的一角設(shè)集水井，將基坑內(nèi)的積水全部引導(dǎo)至集水井內(nèi)并用水泵抽排到基坑以外。 基礎(chǔ)處理：基坑底部需要施做一層10cm厚C15的砼墊層，然后測量隊(duì)在墊層

6、上放樣錨筋預(yù)埋孔位置，錨筋采用20鋼筋,孔位呈梅花狀布設(shè)，間距1.5m。人工用手風(fēng)鉆鉆孔，錨入深度88cm，其后在孔內(nèi)注漿，外露88cm，錨筋上端彎鉤為90O，彎鉤長度為7.5d。 開挖時(shí)分期施工、導(dǎo)流，先施工右岸3#橋臺及水中2#墩基礎(chǔ)，將水引至左岸分流；待右岸3#臺及2#墩下部結(jié)構(gòu)施工完成后再開挖左岸0#臺及1#墩。開挖采用PC220挖掘機(jī)施工，開挖后的礫石料用裝載機(jī)裝運(yùn)至左岸陸地處進(jìn)行堆放用于引道填筑，開挖深度嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制。3.2 模板安裝基礎(chǔ)開挖完成并驗(yàn)收合格后進(jìn)行模板安裝。基礎(chǔ)及墩、臺身模板采用高強(qiáng)覆模竹膠板，模板采用48鋼管做豎橫楞，雙向100cm，設(shè)對拉螺絲（100c

7、m），上口采用腳手架鋼管固定位置，外側(cè)用斜撐固定。橫板拼裝前先涂上脫模劑，然后進(jìn)行拼裝。施工時(shí)拼縫處采用泡膜雙面膠進(jìn)行處理，確保拼縫嚴(yán)密。模板安裝好后，組織人員對模板的穩(wěn)定性、支撐、螺桿間距、模板的幾何尺寸、拼縫、連接牢固程度等進(jìn)行自檢，并做好復(fù)核的書面記錄。3.3混凝土施工基礎(chǔ)及墩、臺身混凝土施工分層進(jìn)行。本橋所用混凝土標(biāo)號為C20，全部由洋縣商品混凝土拌合站供應(yīng)（含運(yùn)輸），擴(kuò)大基礎(chǔ)采用C20片石混凝土分兩層施工，在第二層砼澆筑完成后預(yù)埋與墩、臺身連接的16mm插筋，單根長100cm，間距20cm，預(yù)埋入擴(kuò)大基礎(chǔ)混凝土50cm。墩、臺身采用C20混凝土一次澆筑成型，不設(shè)施工縫。墩、臺身底部在

8、澆筑混凝土前需要綁扎12mm的環(huán)狀分布筋，由下至上共三層，層間距20cm。在墩、臺頂面鋪設(shè)一層12mm鋼筋網(wǎng)片，并在對應(yīng)支座處預(yù)埋2cm厚鋼板，加鋪一層12mm的鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行局部加強(qiáng)?；A(chǔ)片石混凝土施工每鋪一層片石后，就澆一層混凝土。片石擺放要求大（頭）面積朝下，?。^）面積朝上，片石含量不超過30%?；炷敛捎貌迦胧秸駬v器搗固密實(shí)，澆搗時(shí)嚴(yán)格控制振動棒插入深度，上層振搗插入下層5-10cm，以利上下層混凝土連成一個(gè)整體，振搗過程中，避免振動器碰擊模板。混凝土終凝后，安排專人進(jìn)行規(guī)范養(yǎng)護(hù)7d，養(yǎng)護(hù)期間嚴(yán)禁堆載重物。雨季本河道由于水量較大，在每個(gè)基礎(chǔ)及墩身施工完畢后需要在每個(gè)墩身下部上下游兩縱向

9、側(cè)面布設(shè)6.0m3鋼絲石籠，以減輕激流攜帶的石塊對墩身下部的沖擊及基礎(chǔ)的沖刷，起到墩身基礎(chǔ)防護(hù)的作用。3.4貝雷桁架橋安裝架設(shè)為確保上部貝雷桁架安裝質(zhì)量，擬組織有貝雷桁架橋安裝經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)行架設(shè)。由于本施工便橋所跨河道施工期間水位較淺，采取就地拼裝，整孔吊裝法進(jìn)行便橋架設(shè)。采用兩臺汽車吊分別吊起拼裝好的每片貝雷桁架的三分之一吊點(diǎn)處，同時(shí)在貝雷桁架兩端各綁扎好吊繩，起吊期間施工人員拉起四根吊繩站立于汽車吊作業(yè)半徑之外的安全區(qū)域，輔助汽車吊控制好貝雷桁架位置。架設(shè)期間現(xiàn)場技術(shù)、安全人員對人員、設(shè)備進(jìn)行全程監(jiān)控，規(guī)范文明施工，確保安裝架設(shè)工作安全順利完成。3.5 便橋進(jìn)、出引道施工

10、進(jìn)口引道起到連接G108國道和臨時(shí)便橋的重要作用，施工過程要求嚴(yán)格控制。其引道總長度近12m，縱坡11.6%，引道路基所用填料主要來自于前方修筑便道開挖料。引道路基靠近河道兩側(cè)需要施做漿砌石擋土墻，擋土墻高度為4.00m，擋土墻頂面為水平面，高程為635.00m。出口引道連接臨時(shí)便橋與福仁山隧道斜井便道路基，其采用全斷面填筑施工，填料為便道開挖料，要求分層填筑，分層壓實(shí)。引道中心線為圓曲線，直徑大于10m，外側(cè)加寬，便于大型車輛通過。進(jìn)、出口引道與便橋橋臺連接處10m范圍內(nèi)填料要求填筑礫石土料，填料孔隙率小于25%，含水率不宜過高。填筑過程分層攤鋪及壓實(shí)，靠近臺背2m范圍內(nèi)要求用小型振動壓實(shí)機(jī)

11、具碾壓。3.6貝雷橋拆除福仁山隧道斜井施工完成退場后即可拆除貝雷橋。便橋拆除計(jì)劃在枯水季節(jié)進(jìn)行，采用汽車吊逐跨拆除。拆除時(shí)先依次拆除橋面板、貝雷梁的定位卡、支撐架、連接槽鋼，然后卸掉貝雷架支座處的連接銷子，利用汽車吊將每組貝雷梁吊裝至載重汽車上運(yùn)走。專職安全員在拆除期間做好安全監(jiān)控。4.施工進(jìn)度安排及資源配置4.1施工進(jìn)度安排 考慮到臨近春節(jié)施工，計(jì)劃節(jié)前將下部結(jié)構(gòu)施工全部完成，節(jié)后進(jìn)行貝雷桁架拼裝架設(shè)施工。具體時(shí)間安排如下：施工人員進(jìn)場：2013年2月25日基礎(chǔ)及墩身施工：2013年2月26日2013年3月25日貝雷桁架拼裝、架設(shè)：2013年3月22日4月10日4.2資源配置（1）人員配置管

12、理人員：2人，技工：22人，普工：8人。（2） 機(jī)械設(shè)備配置主要機(jī)械設(shè)備配置表序號名稱型號單位數(shù)量備注1汽車吊25t臺22挖掘機(jī)PC220臺13裝載機(jī)ZL50C輛14電焊機(jī)BX1-400臺35水泵 IS100-80-125臺26自卸汽車15t輛27發(fā)電機(jī)100KW臺15.各項(xiàng)保證措施5.1冬季施工措施5.1.1當(dāng)工地晝夜平均氣溫（每天6、14、21時(shí)所測室外溫度的平均值）低于+5或最低氣溫低于-3時(shí)，必須立即啟用冬季施工措施。5.1.2通過當(dāng)?shù)貧庀蟛块T或網(wǎng)絡(luò)媒體，及時(shí)掌握天氣預(yù)報(bào)的氣象變化趨勢及動態(tài)，以利于安排施工，做好預(yù)防準(zhǔn)備工作。5.1.3施工機(jī)械加強(qiáng)冬季保養(yǎng)，對剎車系統(tǒng)、加水、加油潤滑部

13、件勤檢查，勤更換，防止凍裂設(shè)備，購買防滑鏈等防滑裝置。5.1.4混凝土攪制好后，應(yīng)及時(shí)運(yùn)到澆灌地點(diǎn)。運(yùn)輸時(shí)間應(yīng)縮短，并盡量減少中間倒運(yùn)環(huán)節(jié)。在運(yùn)輸過程中，要注意防止混凝土熱量散失、表層凍結(jié)、混凝土離析、水泥砂漿流失、坍落度變化等現(xiàn)象。由于洋縣縣城商品混凝土拌合站距離施工現(xiàn)場較遠(yuǎn)，應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)輸工具的保溫覆蓋，保證混凝土入模溫度10左右，最小不低于5。5.1.5混凝土澆注 混凝土在澆灌前，應(yīng)清除模板和鋼筋的冰渣和污垢，裝運(yùn)拌合物用的容器應(yīng)有保溫措施，澆灌過程中發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象時(shí)，必須在澆筑前進(jìn)行加熱拌合。 混凝土入模溫前，應(yīng)測定混凝土的溫度、坍落度、含氣量及泌水率等工作性能。 冬季混凝土澆注應(yīng)盡可能安排

14、在上午10點(diǎn)至下午6點(diǎn)氣溫較高時(shí)段進(jìn)行澆筑，以保證模板、鋼筋均處在正溫情況下。 混凝土應(yīng)采用機(jī)械振搗并分層連續(xù)澆筑，分層厚度不得小于20cm。 掌握氣溫變化情況，混凝土澆筑應(yīng)避開寒流大風(fēng)降溫天氣，當(dāng)夜間環(huán)境氣溫低于-10時(shí)，也不得進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)。 當(dāng)舊混凝土面和外露鋼筋暴露在冷空氣中時(shí)，對新、舊混凝土施工縫1.5m范圍內(nèi)的混凝土和長度在1.0m范圍內(nèi)的外露鋼筋進(jìn)行防寒保溫。 混凝土澆筑后，應(yīng)及時(shí)采取有效措施對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行防寒保溫措施。 嚴(yán)格控制拆模條件。拆模時(shí)，必須控制好混凝土芯部與表面、表面與環(huán)境溫差不大于15。5.2便橋施工質(zhì)量措施嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求組織施工，每道工序必須經(jīng)過驗(yàn)收后才能

15、進(jìn)行下道工序施工，杜絕蠻干，現(xiàn)場技術(shù)、質(zhì)檢人員負(fù)責(zé)對其進(jìn)行監(jiān)控，所有監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄在案。5.3 基礎(chǔ)防護(hù)措施 下部結(jié)構(gòu)施工完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行石籠及擋墻防護(hù)施工，避免水流沖刷基礎(chǔ)，造成失穩(wěn)。5.4 便橋施工階段安全措施 便橋施工必須做好安全防范措施，所有進(jìn)場作業(yè)人員一律要求接受安全教育。 5.4.1 起吊及挖掘設(shè)備下嚴(yán)禁站人，起吊、挖掘及運(yùn)輸設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中其作業(yè)半徑范圍內(nèi)嚴(yán)禁站人； 5.4.2發(fā)電機(jī)及配電箱，開關(guān)全部做好安全用電防護(hù)，防止無關(guān)人員接觸； 5.4.3 所有施工人員規(guī)范佩戴安全帽，墩臺高空作業(yè)要求設(shè)置雙層安全網(wǎng)，作業(yè)人員必須系好安全帶。水中作業(yè)平臺頂部四周及臨時(shí)漫水橋兩側(cè)均要求安設(shè)鋼

16、管防護(hù)欄，掛設(shè)安全網(wǎng)，以防人員不慎落入水中； 5.4.4現(xiàn)場醒目位置需掛設(shè)安全警示標(biāo)志； 5.4.5 專職安全員在現(xiàn)場要求嚴(yán)格履行職責(zé)，進(jìn)行全程安全監(jiān)控，堅(jiān)決杜絕人為原因造成的安全生產(chǎn)事故。5.5 便橋使用階段安全措施 5.5.1在便橋引道邊側(cè)安裝防護(hù)欄，進(jìn)、出入口處醒目位置樹立：限重、限速及其他安全注意事項(xiàng)等標(biāo)識牌。 5.5.2貝雷橋施工完成后及時(shí)對河道雜物進(jìn)行清理，確保河道排水通暢。6.便橋使用期間應(yīng)急預(yù)案 為防止汛期發(fā)生特大洪水造成安全事故，工區(qū)成立了施工便橋應(yīng)急預(yù)案小組，并制定了防洪應(yīng)急預(yù)案。6.1方針與原則 為加強(qiáng)安全生產(chǎn)管理，保障人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全，根據(jù)中華人民共和國安全生產(chǎn)法

17、、建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例等法律法規(guī)要求，特制訂本應(yīng)急預(yù)案。6.2組織機(jī)構(gòu)及聯(lián)系電話 為保證應(yīng)急救援工作的反應(yīng)及時(shí)，協(xié)調(diào)有序，工區(qū)專門建立應(yīng)急救援領(lǐng)導(dǎo)小組： 組 長：XXX 副組長：XXX 成 員：XXX XXX XXX XXX 應(yīng)急辦公室電話：XXX6.3應(yīng)急資源 （1）救援力量：工區(qū)及作業(yè)隊(duì)所有員工，視災(zāi)情嚴(yán)重程度，必要時(shí)及時(shí)聯(lián)系社會救援力量。 （2）救援設(shè)備物資：挖掘機(jī)2臺，裝載機(jī)2臺及各類生產(chǎn)生活物資、材料。視災(zāi)情程度必要時(shí)再及時(shí)聯(lián)系社會救援力量提供必要的設(shè)備、物資。 （3）交通工具：運(yùn)輸車輛8輛，小車3輛，需要時(shí)可隨時(shí)調(diào)集更多車輛使用。 （4）信息收集：在汛期及時(shí)和當(dāng)?shù)貧庀蟛块T聯(lián)系，

18、注意天氣動態(tài)，以便做好應(yīng)急預(yù)案啟動前的準(zhǔn)備工作。6.4預(yù)案啟動 當(dāng)河道洪水位超過橋面時(shí)，立即啟動本預(yù)案。由工區(qū)領(lǐng)導(dǎo)親自組織各成員對該橋梁進(jìn)行封閉，禁止一切車輛及人員通行，待洪水位退去后，對施工便橋重新檢查、維護(hù)確保橋梁安全后開放交通。7.附件7.1圖紙7.2計(jì)算書8中國水利水電第十四工程局有限公司福仁山隧道斜井跨金水河貝雷橋力學(xué)檢算書一、金水河便橋貝雷梁受力檢算：相關(guān)321型貝雷桁架施工便橋的技術(shù)參數(shù)對照如下：荷載、跨徑與橋梁組合配置表跨徑(m)荷載汽車10級汽車15級汽車20級履帶50級掛車80級9S.SS.SS.SS.S12S.SS.SS.SS.SD.S15S.SS.SS.S.RS.S.R

19、D.S18S.SS.S.RD.SD.SD.S21S.S.RS.S.RD.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.

20、RD.D.RT.D.R57D.D.RT.D.RT.D.R60D.D.RT.D.RT.D.R61T.D.R注：1、表中S.S 表示單排單層，D.S表示雙排單層，T.S. 表示三排單層，D.D表示雙排雙層，T.D表示三排雙層； 2、在S.S、D.S、T.S.、D.D、T.D之后加R，則表示它們?yōu)榧訌?qiáng)型，即有加強(qiáng)弦桿。321型鋼橋桁架幾何特性表橋型幾何特性不加強(qiáng)橋梁單排單層（SS）雙排單層（DS）三排單層（TS）雙排雙層（DD）三排雙層（TD）截面慣性距I(cm4)250497.2500994.4751491.62178588.83222883.2截面抵抗矩W(cm3)3578.57157.1107

21、35.614817.922226.8橋型幾何特性加強(qiáng)橋梁單排單層（SSR）雙排單層（DSR）三排單層（TSR）雙排雙層（DDR）三排雙層（TDR）截面慣性距I(cm4)577434.41154868.81732303.24696255.26894382.8截面抵抗矩W(cm3)7699.115398.323097.430641.745962.6 計(jì)算時(shí)施工用便橋所受荷載按集中荷載考慮取80t，全套標(biāo)準(zhǔn)321型雙排單層加強(qiáng)型貝雷架自重取1.40tm。以最不利簡支梁情況檢算，當(dāng)活載作用在跨中時(shí)，便橋承受的荷載為最不利荷載。其計(jì)算簡圖簡化如下：金水河便橋貝雷梁荷載簡圖1、 跨中最大彎矩值： M=q恒

22、·l2/8+k·P·l/4 =(1.4×9.8/2)×182/8+1.2×(80×9.8/2)×18/4 =277.83+2116.8 =2394.63 KN·m 2、 梁端最大剪力值： Q=k(P+q恒·l)/2=1.2×80×9.8/2+(1.4×9.8/2)×18/2=309.288KN3、 跨中最大撓度值： f =5·q恒·l4/384EI+P·l3/48EI=5×(1.4×9.8/2)×

23、180004/(384×2.06×105×1154868.8×104)+(80×9.8/2)×1000×180003/(48×2.06×105×1154868.8×104)=3.94+20.02=23.96mm4、最大容許彎矩、剪力、撓度值： M=3375 KN·m Q=490.5KN f =l/400=18000/400=45 mm故： 彎矩：M=2394.63 KN·m < M=3375 KN·m 滿足設(shè)計(jì)要求； 剪力：Q=309.288KN &

24、lt; Q=490.5 KN 滿足設(shè)計(jì)要求； 撓度：f=23.96 mm < f =l/400=18000/400=45 mm 滿足設(shè)計(jì)要求。5、 橫梁檢算：321型貝雷桁架橫梁采用27號熱軋工字鋼，單根長5.85m，共計(jì)14根，設(shè)計(jì)橋面凈寬l=4m，則：恒載 q=41.88Kg/m×9.8N/Kg=410N/m即q=0.41KN/m；P=80×9.8/14=56KN。彎矩極值 Mmax=q·l2/8+P·l/4=0.41×42/8+56×4/4=56.82 KN·m剪力極值 Qmax=k·P/2+q

25、3;l/2=1.2×56/2+0.41×4/2=34.42 KN正應(yīng)力極值 max=Mmax/W=56.82×106/(485×103)=117.15MPa 故：max=177.15MPa<=297MPa 滿足設(shè)計(jì)之要求。27號熱軋工字鋼，Hw×Tw=250.4×6=1502.4 mm2，則工字鋼截面最大剪應(yīng)力為： max=Qmax/(Hw×Tw)=34.42×1000/1502.4=22.91 MPa故：max=22.91MPa < =1.3×160MPa=208MPa 滿足設(shè)計(jì)之要求。橫梁

26、撓度值 f=5·q·l4/384EI+P·l3/48EI 即 =5×0.41×40004/(384×2.1×105×6547.5×104)+ 56×1000×40003/(48×2.1×105×6547.5×104) =0.099+5.430 =5.529 mm又 橫梁撓度容許值 f =l/400=4000/400=10 mm故 f=5.529mm < f =10mm 滿足設(shè)計(jì)之要求。綜上所述，321型雙排單層加強(qiáng)型貝雷梁整體之強(qiáng)度和剛度均

27、完全滿足設(shè)計(jì)之要求。二、金水河便橋（貝雷梁橋）橋臺基礎(chǔ)方案驗(yàn)算（一）、最不利橋臺(0#)基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算 1、庫倫主動土壓力計(jì)算：作用于橋臺主動土壓力依照橋臺臺背傾斜，橋臺橫向?qū)挾菳0=6.10m，填料重度=18KN/m3。臺背傾角為=14º，臺后引道填料內(nèi)摩擦角=35º，臺背和填料間的外摩擦角=17.5º，臺后引道填料面傾斜，其=4º計(jì)算。 （1）臺后填土表面有車輛荷載時(shí)，本橋設(shè)計(jì)活荷載為單車道掛車80，依據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范，庫倫主動土壓力系數(shù)：Ka=cos2(-)/cos2·cos(+)·1+2 =cos2(35º-1

28、4º)/cos214º·cos(17.5º+14º)· 1+2 =0.377 其計(jì)算長度B0=l0=6.10m，破壞棱體的寬度為：B=H·(tan+cot)，其中墻背俯斜，即>0，則 cot= -tan(+)+ = -tan66.5º+ = 0.783又橋臺高度H=7.567m，故：B=H·(tan+cot) =7.567×(tan14º+0.783) =7.811m破壞棱體范圍B·l0內(nèi)僅能布置一輛汽車，單車道單向通行，車輛荷載=784.00KN，轉(zhuǎn)化為均布荷載為q=

29、/(B·l0)。將均布荷載q換算為土體的當(dāng)量厚度： 均布荷載作用下庫倫土壓力力學(xué)簡圖 h0=q/=/(B·l0)/=/(B·l0·)，即h0=/(B·l0·) =784/(7.811×6.10×18) =0.914m土層當(dāng)量厚度h0轉(zhuǎn)化為當(dāng)量墻高h(yuǎn)'： h' =h0·cos·cos/cos(-) =0.914×cos14ºcos4º/cos(14º-4º) =0.898m則墻背的主動土壓力合力為：Ea= ·B0·

30、;Ka·H·(h'+H/2) =18×6.10×0.377×7.567×(0.898+7.567/2) =1466.40KN則主動土壓力水平分力為：Eax =-Ea·cos(+) =-1466.40×cos(17.5º+14º) =-1250.31KN作用點(diǎn)離基礎(chǔ)底面的距離為：ey = (H/3)·(H+3·h0)/(H+2·h0)=2.77m則對基底形心軸的力矩：Mex = Eax·ey = -1250.31×2.77=-3463.36

31、KN·m其豎直方向分力為：Eay =Ea·sin(+) =1466.40×sin(17.5º+14º) =766.19KN作用點(diǎn)離基底形心軸的距離：ex =6/2-2.02-(2.77-1.5)·tan=0.66m對基底形心軸的力矩：Mey =Eay·ex=766.19×0.66=505.69KN·m （2）臺后填土表面無車輛荷載時(shí)，主動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：Ea= B0·Ka··H2/2 = 6.10×0.377×18×7.5672/2 = 118

32、5.12KN其水平方向分力為 Eax =-Ea·cos(+) =-1185.12×cos(17.5º+14º) =-1010.48KN離基礎(chǔ)底面距離：ey =H/3=7.567/3=2.52m對基底形心軸的力矩： Mex =Eax·ey=-1010.48×2.52=-2546.41KN·m其豎直方向分力為Eay =Ea·sin(+) =1185.12×sin(17.5º+14º)=619.22KN作用點(diǎn)離基底形心軸的距離：ex=6/2-2.02-(ey-1.5)·tan=0.

33、726m對基底形心軸的力矩：Mey=Eay·ex=619.22×0.726=449.55KN·m（3）臺前溜坡填土自重對橋臺前側(cè)面上的主動土壓力計(jì)算計(jì)算時(shí)以基礎(chǔ)前側(cè)邊緣垂線作為假想臺背，土表面的斜坡以溜坡坡度1:1.5計(jì)算出=-34º，基礎(chǔ)邊緣至坡面的垂直距離為H=5.60m，橋臺前斜面與豎直面的夾角=0º，填土內(nèi)摩擦角=35º，取外摩擦角=17.5º，則主動土壓力系數(shù)為：Ka=cos2(-)/cos2·cos(+)·1+2 =cos2(35º-0º)/cos20º·

34、;cos(17.5º+0º)· 1+2 =0.182主動土壓力：Ea=B0·Ka··H2/2 =6.10×0.182×18×5.602/2 =313.34KN其水平方向分力為Eax=Ea·cos(+)=313.34×cos(17.5º+0º)=298.84KN離基礎(chǔ)底面距離：ey=H/3=5.60/3=1.87m對基底形心軸的力矩：Mex=Eax·ey=298.84×1.87=558.83KN·m其豎直方向分力為Eay=Ea·

35、sin(+)=313.34×sin(17.5º+0º)=94.22KN作用點(diǎn)離基底形心軸的距離：ex=-3m對基底形心軸的力矩：Mey=Eay·ex=-94.22×3=-282.66KN·m1、 上部構(gòu)造恒載反力及橋臺臺身、基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上部土重計(jì)算表：恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算表序號計(jì)算式P/KN/mM/(KN·m)備注11.0×0.837×6.1×24122.537-0.800-98.0322.1×0.923×6.1×24283.767-1.350-383.093(2.1+

36、3.381)×5.307×6.1/2×242129.22-1.030-2193.1041×5.7×6.7×23878.37+0.15131.7650.5×6×7.3×23503.700.0000.006(5.097+5.497)×0.6×6.1/2)×18348.97-2.700-942.2270.3×1×6.7×1836.18-2.850-103.1180.3×1×6×2×1864.80.0000.009

37、(5.097+6.897)×2.7/2+1.28×5.307/2)×0.6×2×18423.11-1.335-564.8510上部構(gòu)造恒載123.48-1.865 -230.29 4914.13-4382.933、 正常使用極限狀態(tài)及承載能力極限狀態(tài)下作用效應(yīng)的不同組合計(jì)算基底偏心距見下表：作用長期效應(yīng)的不同組合計(jì)算基底偏心距計(jì)算表 作用類別作用效應(yīng)作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值不同組合的作用效應(yīng)水平力/KN豎向力/KN力矩/(KN·m)永久作用結(jié)構(gòu)重力03917.6-2772.7土的重力0873.06-1610.2×臺后土側(cè)壓力-1010

38、.48619.22-2096.9×臺前土側(cè)壓力298.8494.22276.17×可變作用汽車引起的土側(cè)壓力-1250.31766.19-2957.710100人群荷載00011000 M/(KN·m)-9161-6204-9161-6204-2773 P/KN6270.35504.16270.35504.13917.6e0/m-1.46-1.13-1.46-1.13-0.71注：表示該永久作用參與組合，×表示該永久作用不參與相應(yīng)組合；分項(xiàng)系數(shù)為1。經(jīng)計(jì)算，組合：y=b/2=6.00/2=3.00m e0= M/ P=9161/6270.3=1.46m抗

39、傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)： K0=y/e0=3.00/1.46=2.05 > K0 =1.50 滿足要求 組合：e0= M/ P=6204/5504.1=1.13m抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)： K0=y/e0=3.00/1.13=2.65 > K0 =1.30 滿足要求在施工階段，作用效應(yīng)組合為： e0= M/ P=2773/3917.6=0.71m抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)： K0=y/e0=3.00/0.71=4.23 > K0 =1.20 滿足要求綜上所述，橋臺基礎(chǔ)穩(wěn)定性完全滿足要求。（二）、最不利橋臺地基承載力驗(yàn)算1、 計(jì)算橋臺地基的容許承載力 本橋臺基礎(chǔ)埋置深度為2.9米，基礎(chǔ)位于岸邊，底

40、部位于常水位以上，汽車荷載為N1=784KN，汽車制動力為T=80KN，橋臺承受貝雷鋼架自重為N2=123.48KN，基底以下持力層為中密砂礫石土(天然重度取=18.0KN/m3），按規(guī)范相關(guān)規(guī)定取砂礫石土地基容許承載力0= 350 kPa計(jì)算。 計(jì)算修正本橋臺地基的容許承載力： = 0+ k1·1·(b-2)+ k2·2·(d-3)式中：0可從規(guī)范中直接查出：350 kPa； b=6.0m為基礎(chǔ)最小邊，<2m時(shí)按2m計(jì)算，>10m按10m計(jì)算； d=3.0m為基礎(chǔ)埋置深度，一般以沖刷線算起；若d<3m取d=3m； 1=18.0KN/m

41、3為基底下持力層土的天然重度，當(dāng)在水面以下時(shí)，取浮重度； 2=18.0KN/m3為基底以上土的重度，不同土?xí)r應(yīng)換算重度，在水面以下時(shí)取浮重度；k1=2.0、k2=4.0為地基容許承載力寬度、深度修正系數(shù)，由規(guī)范對應(yīng)修正系數(shù)表取值。 =0+ k1·1·(b-2)+ k2·2·(d-3) =350+2.0×18.0×(6.0-2.0)+4.0×18.0×(3.0-3.0) = 494.00kPa故此砂礫石土地基容許承載力為494.00kPa。2、地基承載力驗(yàn)算（1） 、臺后填土表面有車輛荷載時(shí)：、橋臺臺身和基礎(chǔ)自重：N

42、3=P-873.06-123.48 =4914.13-873.06-123.48 =3917.59KN、基礎(chǔ)底面以上豎向荷載： N=N1+N2+N3+Eay =0+123.48+3917.59+766.19 =4807.26KN、基底面積：A=a·b=7.3×6.0=43.80m2、外力對基底形心軸之力矩： M = T·H+Mex+Mey =0-3463.36+505.69=-2957.67KN·m 、基底截面模量：W = a·b2/6= 7.3×6.02/6= 43.8m3則基底應(yīng)力極值：max = ± =4807.26/

43、 43.80 ± 2957.67/ 43.8= kPa 則max= 177.28kPa= 494.00kPa 滿足要求（2）、臺后填土表面無車輛荷載時(shí)： 、橋臺臺身和基礎(chǔ)自重： N3=P-873.06-123.48 =4914.13-873.06-123.48 =3917.59KN 、基礎(chǔ)底面以上豎向荷載： N =N1+N2+N3+Eay =784+123.48+3917.59+619.22 =5444.29KN 、基底面積： A =a·b=7.3×6.0=43.80m2 、外力對基底形心軸之力矩： M = T·H+Mex+Mey =-80×(7.1+1.5)-2546.41+449.55=-2784.86KN·m 、基底截面模量：W = a·b2/6= 7.3×6.02/6= 43.8m3 則基底應(yīng)力極值： max = ± =5444.29/43.80±2784.86/43.8= kPa則 max= 187.88kPa= 494.00