棧橋專項施工方案

棧橋專項施工方案上海朱翔建設2013年12月23日棧橋施工計算說明一、編制依據(jù)1、金屬材料力學性能手冊2、公路貝雷桁片力學性能二、棧橋概況棧橋長度21米，寬度6米，由6米+9米+6米3跨組成。三、棧橋設計〔一〕根本要求1、要有足夠的面積，滿足工作操作，材料堆置和運輸?shù)男枰?、鞏固、穩(wěn)定，能滿足施工中的各種荷載和氣候條件作用下不變形、傾斜、搖晃。3、搭拆簡單，搬移方便，能屢次周轉使用。根據(jù)實際情況和現(xiàn)有條件，盡量利用現(xiàn)有設備搭設。〔二〕棧橋主要技術標準1、棧橋用途：滿足大橋主橋的施工需要，使用期為該工程結束。施工主要荷載如下：a．車貨總重350KN的混凝土罐車能夠滿足錯車要求b．施工人員的通行〔但不單獨設置人行道〕c．施工物資運輸車輛d．臨時電力線路、水管e．其它臨時荷載1、設計單跨標準跨徑9m，橋面凈寬5.5m。2、橋面標高：6m3、設計行車速度：10km/小時〔三〕棧橋構造其主要結構為：下部采用φ529*10鋼管樁，橫梁采用I40b雙拼工字鋼，縱梁采用3米×1.5米標準貝雷片，分配梁采用I20工字鋼〔間距30cm〕，橋面次用厚鋼板滿鋪，欄桿采用φ50鋼管，下部鋼管樁之間水平撐采用20#槽鋼。棧橋下部鋼管樁起始及結束段為6米每跨，后續(xù)為9米每跨，鋼管樁之間用20#槽鋼互相連接，提高平臺的穩(wěn)定性。棧橋面標高暫定為6米，鋼管樁樁頂標高為3.85米，現(xiàn)水位標高為1米，鋼管樁暫定長度為20米，入土深度不小于10米。〔四〕技術標準1、《公路橋涵鋼結構及木結構設計標準》〔JTJ025-86〕2、《公路橋涵地基與根底設計標準》〔JTGD63-2007〕3、《裝備式公路鋼橋使用手冊》(交通部戰(zhàn)備辦發(fā)布，1998年6月)4、《公路橋涵施工技術標準》〔JTG/TF50-2011〕5、《建筑樁基技術標準》〔JGJ94-2008〕6、《鋼結構設計標準》〔GB50017-2003〕〔五〕主要材料1、“321”裝配式鋼橋及附件采用國產321”裝配式鋼橋及附件，其技術標準應符合交通部編制《裝配式公路鋼橋制造及檢驗、驗收方法》的有關規(guī)定。貝雷桁架幾何特性及桁架容許內力(1)桁架單元桿件性能桿件名稱材料斷面型式橫斷面積〔cm2〕理論容許承載力〔KN〕弦桿16Mn][102*12.7560豎桿16MnI89.52210斜桿16MnI89.52171.5(2)幾何特性幾何特性結構構造Wx(cm3)Ix(cm4)EI(KN.m2)單排單層不加強3578.5250497.2526044.12加強7699.1577434.41212612.24雙排單層不加強7157.1500994.41052088.24加強15398.31154868.82425224.48三排單層不加強10735.6751491.61578132.36加強23097.41732303.23637836.72雙排雙層不加強14817.92148588.84512036.48加強30641.74596255.29652135.92三排雙層不加強22226.83222883.26768054.72加強45962.6689439014478219(3)桁架容許內力表橋型容許內力不加強橋梁單排單層雙排單層三排單層雙排雙層三排雙層彎矩KN.m〕788.21576.42246.43265.44653.2剪力〔KN〕245.2490.5698.9490.5698.9橋型容許內力加強橋梁單排單層雙排單層三排單層雙排雙層三排雙層彎矩KN.m〕1687.533754809.467509618.8剪力〔KN〕245.2490.5698.9490.5698.92、鋼材鋼管樁采用Q235A鋼板卷制，其技術標準應符合國家標準〔GB699-65〕的有關規(guī)定。型鋼應符合國家標準〔GB2101-80〕的有關規(guī)定。鋼材容許應力及彈性模量按JTJ025-86標準A3鋼(Q235)：彎曲應力[σw]=145MPa剪應力[τ]=85MPa軸向應力[σ]=140MPa彈性模量E=2.1*105MPa16Mn鋼：彎曲應力[σw]=210MPa剪應力[τ]=120MPa軸向應力[σ]=200MPa彈性模量E=2.1*105MPa四、使用考前須知1、嚴禁車輛超載、超速工作和行駛，不得在橋面上隨意堆放材料及重物，嚴禁超過2輛施工車輛同時上橋及在橋上排列和行駛。2、大于8級風時棧橋停止使用，洪水漲至貝雷桁片下翼緣0.3?0.5m時停止使用。過后必須對棧橋作全面檢查前方可恢復工作。3、棧橋使用期必須經常檢查棧橋狀況，如有異常情況，必須查明原因，經處理前方可繼續(xù)使用。4、經常清理棧橋上游側的漂浮物(特別是在洪水期)，防止堵水，危及棧橋和工作平臺平安。5、棧橋均應設立防護欄桿，并需安裝牢固。第二章棧橋結構計算書便橋檢算資料一、設計依據(jù)《鋼結構設計標準》〔GB50017-2003〕《公路橋梁施工技術標準》〔JTJ041-2004〕《公路橋涵地基與根底設計標準》〔JTJ024-85〕《公路橋涵設計通用標準》〔JTGD60-2004〕《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊》二、地質概況根據(jù)本工程的地質勘探報告，假設便橋址處的地質條件主要參數(shù)見下表：層號層厚地質情況τ(kPa)1X米淤泥質土30三、設計標準設計臨時荷載標準：便橋荷載標準為60噸。便橋寬：凈寬6米；限行速度：10km/h；便橋使用期限：12個月。恒載分項系數(shù)?。?.2活載分項系數(shù)取：1.4四、平臺總體布置1、平臺上部結構便橋上部結構：便橋主梁采用6排上承式貝雷結構，貝雷上弦20#b工字鋼橫梁每隔0.3米布置一根。橫梁上滿鋪10mm厚鋼板，橫梁下部考慮通過20#槽鋼將其焊接連成一個整體，橫梁與橋面鋼板采用焊接的方式進行連接。2、平臺下部結構該平臺下部采用直徑529*10mm的鋼管樁根底，平臺最大跨徑為9米。便橋管樁樁頂采用兩根40#b工字鋼并焊作蓋梁每墩中的鋼管樁橫向用20#槽鋼做水平連接，增加車輛上橋時便橋的整體穩(wěn)定性。具體便橋結構形式詳見便橋設計圖紙。五、平臺結構計算1、平臺彎矩、剪力、繞度的驗算根據(jù)方案對上承式便橋主橋最大跨徑9米進行內力分析根據(jù)荷載分布和實際情況，按主跨簡支梁控制計算。(1)、每米恒載①.貝雷片重量2700×6×1.15/3=6210N/m式中1.15為連接件擴大系數(shù)，下同。②.橫梁重量1864×11×1.15/3=7860N/m③.橋面鋼板〔10mm厚〕785×6×1.15=5416.5N/m合計q1=19486.5N/m為平安計，按L=9m簡支梁計算：M跨中、恒=1/8q1L12n=1/8×19.5×92×1.2=236.7KN.mQ恒=1/6q1Ln=19.5×9×1.2/6=35.1KN〔考慮多跨連續(xù)梁梁中間支點〕注：q1------每米恒載重量〔KN/m〕L------鋼便橋跨徑〔m〕n------恒載分項系數(shù)(2)、每米活載在分析單跨貝雷梁受活載工況下，考慮最不利受力狀況，將100噸荷載視為一個集中荷載，并且作用力在單跨的最中心處進行受力分析如下：M跨中、活=1/4PLn=1/4×1000×1.4×9=3150KN.mQ活=1/6qn=1000×1.4/6/3=77.7KN〔汽車對橋面的剪力分析時，考慮一般工程車至少是三軸的，所以計算剪力時考慮三個點同時作用分析〕注：q------每米活載重量〔KN/m〕n------活載分項系數(shù)L------鋼便橋跨徑〔m〕(3)、彎矩、剪力驗算Mmax=M跨中、恒+M跨中、活=236.7+3150=3386.7KN.mQmax=Q跨中、恒+QM跨中、活=35.1+77.7=112.8KN在平安系數(shù)=1.5條件下，單排桁片容許彎矩和剪力分別為M＝788KN?m，Q=245KN，〔見裝配式公路鋼橋使用手冊59頁〕考慮到貝雷銷間隙和偏載影響，貝雷片折減系數(shù)采用0.8[M]=788×6×0.8=3782.4KN.m﹥Mmax=3386.7KN.m[Q]=245×0.8=196KN﹥112.8KN〔4〕、繞度驗算：Fmax=f1+f2f1：自重P引起的繞度。f1=5ql4/384Ein=5×19.5×9^4×1.2/384/2100/250497/6=0.63mmf2;外部荷載Q引起的繞度。f2=Q×L3/48EIn=1000×9^3×1.4/48/2100/250497/6=6.74mmFmax=f1+f2=0.63+6.74=7.37mm[f]=L/400=9000/400=22.5mmFmax<[f],計算通過。因此便橋采用6排貝雷結構是平安的。2、I20b橫向分配梁內力分析對貝雷上部20#b工字鋼橫梁受力分析時，考慮橋面鋼板不能完全均勻將工程車的荷載分配給工字鋼，故考慮最不利工況即汽車單處車輪的荷載直接傳遞到20#b工字鋼上進行分析如下：單處車輪作用在單根20#b工字鋼時受力圖如下列圖：車輪寬度按30cm計算,每對車輪的著地面積為0.6×0.2〔寬×長〕，載荷分析〔計算寬度取貝雷組最大間距1.2米〕①自重均布荷載;忽略不計②施工及人群荷載：不考慮與工程車同時作用③100t工程車單處車輪輪壓為：150KNq=150×1.4/0.6=350KN/mMmax=qcl/8(2-r)=0.125×350×1.2×I20bA=39.55cm2W=250.2cm3σ=Mmax/W=47.25/0.250=189Mpa<[σ]=210Mpa計算通過3、I40b下蓋梁內力分析載荷分析：自重均布荷載：P恒=19.5×9/6=29.25KN〔考慮多跨連續(xù)梁，中間跨蓋梁受力情況〕工及人群荷載：不考慮與工程車同時作用考慮100t總載荷由6排貝雷均勻給蓋梁施加壓力：P活=83KN〔考慮多跨連續(xù)梁，中間跨蓋梁受力情況〕P=P恒+P活=29.25×1.2+83×1.4=151.3KNM1=151.3×0.9×1.5/2.4=85.1KN.mM2=151.3×0.6×1.9/2.4=Mmax=85.1+71.9=157KN.m選用2根I40b那么A=111.446cm2W=1140cm3σ=Mmax/W=157/1.14/2=68.6MPa<[σ]=170Mpa計算通過。4、鋼管樁承載力計算(1)、單樁承載力受力分析：①以單排樁為例，3根管樁共同承當左右兩跨各一半的恒載及活載；②管樁自重不計；P橋墩=恒載+活載=〔19.5×18×1.2+1000×1.4〕/2=910.6KNP單樁=910.6KN/3=303.5KN所以實際打樁所選用的DZ90振動錘進行打樁，該打樁設備振擊力至少可到達546KN，打樁時鋼管樁貫入度控制不得大于10cm/min。(2)、鋼管樁入土長度計算由地質資料可知，設打入土層下X米，那么Puk＝u∑qsik=0.529×3.14×〔30×X〕>546解得X>10.9m900——考慮90錘正常施工振擊力；Puk——單樁的豎向承載力標準值；u——樁身周邊長度；qsik——樁側第i層土的極限側阻力標準值。經過驗算，得到鋼管樁的設計入土深度應大于10.9m，再加上鋼管樁土面以上的高度，初定平均每根鋼管樁的長度為21米?！?〕、鋼管樁強度、穩(wěn)定性驗算鋼管樁是用10mm厚Q235熱軋鋼板卷制而成，其直徑為Φ529mm，那么鋼管截面積為0.0163m2通過地質報告及設計鋼管樁標高可推知鋼管樁土層〔不考慮淤泥層〕外長度最大值假設為8米，荷載為p=249.78KN，由《路橋施工計算手冊》進行強度、穩(wěn)定性驗算如下：受力截面幾何特性截面積：A=163cm2截面慣性矩：Ix=Iy=π〔D^4