鋼棧橋橋設計方案

1、沈海公路復線柘榮至福安段高速公路工程A9標段 沈海公路A9標項目部交溪便橋施工方案沈海公路復線柘榮至福安段A9標跨交溪便橋設計方案設計：復核：審核：審批：中鐵一局沈海A9標項目部二O一三年一月沈海公路復線便橋設計方案一、沈海公路便橋設計概況沈海公路跨交溪便橋，位于坂中鄉(xiāng)水質(zhì)檢測站上游100m位置，主要用途是滿足工程車輛通行，設計最大載重量80t。沈海公路跨交溪便橋設計采用多跨貝雷梁鋼便橋跨越交溪，便橋總長210米，梁跨為 14×15米，便橋設計縱向與交溪垂直，橋面寬度為6.5m?；A采用直徑1.0m鉆孔樁基礎，嵌入河床面以下微風化1米。上部采用4榀8片貝雷縱梁，2榀貝雷縱梁按70cm

2、間距布置，橫向每3m間距采用支撐架（900mm×1180mm）連成整體；橋面板采用20cm厚鋼筋混凝土預制板，橋面系設總寬6.5米。防護護欄嚴格按照防護欄桿安全要求設置；便橋基礎采用重力式橋臺，詳見沈海公路跨交溪便橋設計圖。便橋設置高度參照交溪常水位通航要求進行設置。二、水文地質(zhì)情況 便橋位置位于剝蝕丘陵間沖洪積河谷地貌，交溪實測（2012年12月4日測）水面標高21.5米，河水深度2-7米，水面寬度210米，水流流速較快。河床底面為全裸巖石，表面堅硬，且成斜面。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，沈海公路跨交溪便橋有通航要求，故便橋凈空高出常水位4.5米設置。三、便橋施工方案 根據(jù)圖紙地質(zhì)資料說明及現(xiàn)場

3、實地考察，首先量測出兩岸間距為210m，中央水深最深為7m，河灘最淺為1m，由于水深影響導致水上設備（浮吊、浮箱）不能到位，其次河床底覆蓋層淺，洪水期水流沖擊便橋橫向穩(wěn)定性差，所以無法用鋼管樁直接插打錨固，結(jié)合以上原因，經(jīng)多方研究采用以下方案施工。中鐵一局沈海公路復線柘榮至福安段高速公路工程A9標段項目經(jīng)理部 便橋基礎采用混凝土灌注樁，墩身采用直徑630mm×10mm鋼管樁。水中基礎施工采用水中圍堰施工，用砂卵石填筑至水面上1.5米高，打設鋼護筒，采用沖擊鉆成孔，澆注底部混凝土并埋設預埋件，最后將預埋件與鋼管樁焊接牢固。施工順序：第一步1、施工準備。填筑前選好土方來源，暫定土方利用便

4、道挖方，為防止河水沖刷，填筑速度必須加快，填筑標高一次性到位，填筑高度高出現(xiàn)水位1.5m。2、河道總寬約為210m，分兩次填筑，第一次填筑順線路起點方向，長度為90m，填筑頂面寬度為8m，填筑坡度為1:1.5.3、河道填筑完成后為防止河水沖刷土方流失，在填筑過程中迎水面方向堆碼砂袋，防止水流沖刷。第二步1、首先由測量組進行樁基放樣，樁基布設原則為每15m垂直于線路方向打設3根1.0m鉆孔樁，樁間距為5m，樁頂標高為22m（由現(xiàn)場實際水位確定），樁基礎進入微風化巖1m。2、樁基鋼筋籠主筋采用16根16螺紋鋼，箍筋采用8圓盤條，上部4m箍筋間距為10cm，下部為20cm，鋼筋籠長度根據(jù)現(xiàn)場實際鉆孔

5、深度確定。3、樁身采用C30砼灌注，灌注頂標高與填土便道頂面平齊，封孔標高現(xiàn)場技術員必須按照設計標高執(zhí)行。4、灌注完成后在樁頂預埋20mm厚鋼板，尺寸為70*70*2cm（長*寬*厚），鋼板底部設置20牛腿鋼筋（具體見圖）。第三步1、鉆孔樁施工完成后在樁身頂部與已準備好的63cm鋼管樁采用電弧焊焊接，焊接必須牢固，防止松動。2、鋼管樁長度為3m，頂面標高高出常水位4.5m。3、對接完成后后在鋼管樁頂部依次安裝兩排橫向I550mm工字鋼。第四步1、樁基完成后由測量人員放樣出J匝道墩位位置，利用便道挖土方填筑J匝道樁基工作平臺。2、J匝道樁基施工平臺填筑尺寸順線路長為8m，寬為14m，周邊填筑坡度

6、為1:1.5。第五步1、上部貝雷梁采用4榀8片貝雷縱梁，2榀貝雷梁按70cm間距布設，橫向每3m間距采用支撐架連成整體，橋面系設計寬度為6.5m。2、橋面板采用鋼筋砼預制蓋板，蓋板尺寸為6.5*1.5*0.2m（長*寬*厚），蓋板擺放時必須穩(wěn)固牢靠，并用U行卡連接。3、安全防護欄桿根據(jù)安全防護欄桿要求進行防護，為保證欄桿穩(wěn)固性，每8m垂直于梁面安裝一根200mm工鋼，防護欄桿部位涂刷紅白油漆（可粘貼反光帶，保證夜間行車安全）便橋兩端頭、中部各設置安全警示標牌。第六步在以填筑完成的J匝道樁基平臺上打設鋼板樁圍堰，圍堰尺寸為4*11m，圍堰施工完成后進行下步工序施工。第七步1、拆除便橋及水中樁基，

7、拆除前審批拆除專項方案，確保安全。2、采用以上步驟對靠近G104國道側(cè)進行同類施工，施工步驟同上。四、安全保證措施1、抓好安全教育，建立安全檢查制度及防護措施；2、以建設安全標準工地為載體，強化施工現(xiàn)場作業(yè)控制，在施工現(xiàn)場要布設安全警示牌、警告牌和宣傳牌等。非施工人員不得進入施工現(xiàn)場，施工人員進入現(xiàn)場必須配戴安全帽等；3、加強現(xiàn)場用電管理，生產(chǎn)、生活用電按照有關規(guī)定架設線路。臨時用電符合供電安全運行規(guī)程，并定期檢查和防護，電工、電焊工等持證上崗，規(guī)范作業(yè)。4、定期檢查機械設備的安全保護裝置和安全指示裝置，以確保以上兩種裝置的齊全、靈敏、可靠。5、施工過程中堅持以“安全生產(chǎn)”為中心，實行全員安全

8、管理，定職、定責，使施工安全始終處于受控狀態(tài)，確保施工安全。6、為保證便橋航道和行人夜間行走安全,汛期時在每跨的跨中下面懸掛紅色警示燈,在橋面頂設置路燈。7、便橋上不得堆放材料。8、靠近G104國道便橋端設置看守室，運輸車輛上橋后，由專人指揮前進、后退，其他人員應立即避讓。9、平臺上的救生衣、救生圈 ，作為應急物資，不得隨意挪動。在橋頭設明顯的限速限載標志。11、便橋開始使用后，每周派專人對便橋的u型卡、橋面砼板、銷子及所有焊接部位進行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題，應立即進行加固和補焊，同時按要求做好便橋檢查記錄12、每天派專人在橋面進行巡視檢查，橋面檢查人員應謝絕無關的人員和車輛上橋，杜絕車輛超速，如

9、發(fā)現(xiàn)異常情況應及時處理或向主管安全領導匯報。13、汛期時加強對上游漂浮物的觀察，對有可能危及便橋安全的不明漂浮物，要及時清除或向海事處拔打求助電話，以便快速清理、疏通。14、通過便橋運送材料時，必須查清材料和運輸車輛的重量，對難以計算的材料，裝車后應先在電子磅稱重檢查， 檢查合格后方可通行，特殊情況下超載，須由主管領導簽字。15、對橋臺和路基相接處要經(jīng)常檢查，路基沉陷時要及時修復，防止發(fā)生橋頭跳車影響便橋安全。16、每天做好便橋上電線、電路的檢查，以保證用電安全。17、泵送混凝土時,注意觀察便橋的擾動情況。五、水環(huán)保證措施5.1 施工及生活廢水的排放遵循清污分流、雨污分流的原則，各種施工廢油、

10、廢液集中儲積，集中處理，嚴禁亂流亂淌，防止污染水源，破壞環(huán)境。5.2 施工作業(yè)產(chǎn)生的污水必須經(jīng)過沉淀池沉淀，并經(jīng)凈化處理，符合要求后排放。5.3 廢棄物中不得含有有毒有害物質(zhì)，避免雨水沖刷后對地表、地下水造成污染。5.4 填筑前采集河道水樣送水質(zhì)監(jiān)測站檢測，檢測結(jié)果留檔；填筑過程中設專人進行水質(zhì)送樣檢測，每2天采集筑島下游水樣送水質(zhì)監(jiān)測站進行水質(zhì)檢測，檢測結(jié)果記錄留檔，若水質(zhì)污染超標影響地方用水及生活，應立即停止填筑。5.5施工中產(chǎn)生的泥漿應先經(jīng)過沉淀后，排入指定地點，不得直接排入河流。5.6臨時運輸?shù)缆方?jīng)常灑水濕潤，減少道路揚塵。對產(chǎn)生塵埃運輸車輛和石灰等揮發(fā)性材料堆場加以覆蓋，減少對空氣污

11、染，生產(chǎn)及生活垃圾定期處理，嚴禁焚燒有毒廢料。中鐵一局沈海公路A9標項目部2012年12月20日沈海高速公路A9標段（交溪特大橋便橋）便橋計算書計算： 復核： 審核： 中鐵一局沈海高速公路9標段項目部二0一二年十二月棧橋總寬6.5m，計算跨徑為15m。棧橋結(jié)構自下而上分別為：4.5×2.5×6.5m重力式橋臺、直徑1000mm鉆孔樁，直徑630mm鋼管樁、工550mm工字鋼橫擔、“321”軍用貝雷梁、20cm厚鋼筋混凝土橋面板。單片貝雷：I=250500cm4，E=2.1×105Mpa，W=3570cm3      

12、0;   M=1687.5 knm, Q= 245.2 kn則EI=526.05×106 knm2 （一）、荷載布置1、上部結(jié)構恒載（按6.5m寬計）（1）20cm厚橋面板：q1=6.5×0.20×25（容重）32.5KN/m（2）“321”軍用貝雷梁：每片貝雷重443.5kg（含支撐架、銷子等）： q2=443.5/3×8×10/100011.8KN/m（3）護欄:q3=1KN/m上部恒載線荷載q=q1+q2+q3 =45.3KN/m 2、活載（1）汽-20級（2）8m3混凝土攪拌運輸車（滿載）：車重20t，8m3混凝土20t（3）

13、人群：不計G2=(20+20) ×10=400 KN（4）活載布置圖1（兩輛車會車，考慮混凝土罐車，單車重40t）（二）支座最大反力計算：車隊載荷縱向分布圖： 圖1R1=R2=ql/2+400=739.75KN（三）貝雷縱梁內(nèi)力驗算由于便橋是臨時性建筑，主要載重車輛是混凝土車，并且滿載時只允許單車通過，驗算時荷載組合只考慮恒載+一輛汽-20級重車（布置在跨中，按簡支計算）。1、貝雷縱梁強度驗算（荷載按照剛度分配，將作用力平均分配到每片縱梁上）：M恒= =1274.1kn·m 當車輛荷載布置對稱在跨中時產(chǎn)生最大彎矩；支座反力R1=R2=400KN則有M活=400×1

14、5/2-100×4.7-300×0.7=2320KN·m活載沖擊系數(shù)按1.2及偏載系數(shù)1.5考慮，安全系數(shù)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 截面最大應力=Mmax/Wx=6540.12×103 /（3570×8×10-6 ）=229MPa=245MPa <通過>2、貝雷縱梁撓度驗算恒載：=5× 45.3×154/（

15、348×526.05×106）=0.0626mm活載：（按跨中集中荷載計算）400×153（48×526.05×106）=0.0535mm撓度疊加：（0.0535+1.5×1.2×0.0626）×1.2=0.2mm<L/250=6mm <通過>3、抗剪力驗算 貝雷梁單片抗剪力為24.5t，根據(jù)以上計算可知支座最大反力為車輛正好通過支座時：Rmax=（400×1.2×1.5+45.3×15/2）×1.2=1271.7KN允許抗剪力為：8×245=19

16、60KN>Rmax(抗剪通過)4、橫擔梁計算 橫擔梁采用雙工550a工字鋼，與墩頂連接，車輛位于墩頂位置時為最不利布置?？傻弥ё戳镽恒=45.3×15/2=339.75KN;（每作用點受力84.94KN） R活=400KN（車輛單側(cè)作用力200KN）最不利荷載布置 荷載簡化為慣性矩Ix=655760000mm4；截面模量Wx=2342000mm3；單位重量: 106.273Kg/m；查表路橋施工計算手冊可得，最大彎矩系數(shù)為0.188，最大剪力系數(shù)0.688支座反力系數(shù)分別為0.312、0.688、0.312故：支座反力分別為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恒載彎矩：M恒=84.94×2×2.5×0.188=79.8KN·m活載彎矩：M活=400×2.5×0.188=188KN·m荷載組合：Mmax=（M恒+M活×1.2）×1.2=366.48KN·m=M/W=366.48×106/(2×234200

18、0)=78.3MPa<橫擔梁滿足要求。三、橋臺結(jié)構驗算沈海公路跨交溪便橋下部結(jié)構采用重力式擋土墻，墻高6.5m，基礎采用4.5×2.5×1mC20片石砼，墻身為M7.5漿砌片石，擋土墻墻頂向下2.53m為C30砼，擋墻面坡比1：0.3。 (一)橋臺擋墻計算 說明：假定墻背垂直、光滑、填土表面為單一平面，采用朗金理論主動土壓力計算，結(jié)果偏于安全。該擋墻墻身為C25砼，容重k=25kn，墻身長度8米，基礎為C20片石混凝土，基礎高度2.5米。擋墻按照重力式設計計算，墻高總高4.5米，填土為粉質(zhì)粘土，容重=18KN/m3；摩阻角=210。擋墻面坡比1：0.3基底內(nèi)摩擦f=0

19、.35,基底承載0.2MPa。擋墻汽車荷載換算假定搭板為剛性，如圖換算度=1.26米朗金主動土壓力系數(shù)：=0.472133KN擋墻穩(wěn)定性驗算1、擋墻自重G=423KN 2、擋墻重心由圖知X1=0.89，Y1=2.39(CAD軟件查詢)；如圖：對x軸起矩可得：Y心3、擋墻滑移穩(wěn)定性驗算參考查路橋施工計算手冊取f=0.35由重力式擋土墻滑動穩(wěn)定性公式：×f=1037×0.35/206.2=1.76>1.3 <可>即擋土墻不發(fā)生墻身沿基底的滑動破壞。4、擋土墻傾覆穩(wěn)定性驗算對擋墻趾點起矩：抗傾覆力矩：m1=G×X1=1037×0.89=923

20、kn·m傾覆力矩： m2=Ea×Y1=206.2×2.39=493 kn·m抗傾覆力矩>傾覆力矩，擋墻穩(wěn)定性滿足要求。四、便橋樁基礎及墩身驗算由橫擔梁計算中可得最大支座反力（三根立柱）：支座反力分別為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橫擔梁自重：106.27×2×6×10=1

21、2752N=13KN查表可得均布荷載支座反力分別為R1=R3=13/2×0.375=2.4KNR2=13/2×0.625×2=8.2KN鋼管樁最大受力組合（安全系數(shù)取2）=（8.2+233.6+550.4×1.2）×2=1804KN墩身及基礎按7米計，采用直徑630mm，壁厚10mm的鋼管樁，內(nèi)夯填砂子，頂部澆注50cm混凝土。單根柱重量G=16.8KN立柱鋼管的特性：D=630mm;d=610mm;A=24806mm0.01946 I=0.9×109mm4=9.3×10-4m4r=0.22；長細比=L/r=31.8；=1.

22、02-0.55=0.872強度驗算：=N/A=92.7MPa<210MPa穩(wěn)定性驗算：=N/A=106.3MPa<210MPa強度和穩(wěn)定性滿足要求，同時鋼管樁內(nèi)灌注砂子并澆注混凝土，強度和穩(wěn)定性將進一步提高。樁基礎計算：便橋基礎 圓形軸心受壓構件，直徑1000mm，受軸力1804kN，計算長度7000mm。 構件采用C30混凝土。配置16 II級鋼筋。鋼筋至邊距50mm。按最小配筋率As'=3141.6mm2鋼筋根數(shù)為16實際As'=3217mm2五、橋面板計算橋面板采用C30混凝土，單塊板尺寸為：1500mm×6500mm×200mm；車輛單軸單側(cè)承載200KN，車輪寬度60cm，均布荷載q1=333KN/m;混凝土橋面板均布荷載：q2=0.5×0.2×25=2.5KN·m。1、荷載計算荷載布置按照隔跨布置為最不利荷載，將一個軸布置在最大跨中，由于橋面板在中部分開，故可簡化為單跨簡支梁（偏安全），布載如圖：車輛荷載產(chǎn)生最大彎矩：M1=33.7KN·m；恒載產(chǎn)生彎矩為：M2=0.25KN·m考慮荷載沖擊系數(shù)1.2，安全系數(shù)1.2，可得跨中最大彎矩：M=(M1×1.2+M2)×1.2=48.8KN·m支座處最大剪力為：