三标钢便桥专项施工方案.doc

钢便桥专项施工方案一、工程概况某某高等级公路工程如东段3标起点位于桩号K39+700，路线向东南前行，跨越陆家河、卫海闸河，下穿海洋铁路(规划)，然后连续跨越省道S221和洋口港池（规划，现为四贯河），终于洋口大桥东桥头，桩号为K48+100，路线全长8.4 km。本标段施工便道统一设置在线路里程方向左侧，紧贴70m红线外修建。便道所经过的所有沟、河和鱼塘均须贯通。便道在设计主线中有桥梁的河流通过搭设钢便桥贯通。施工便道在四贯河（K47+738）、卫海闸河(K45+980)、陆家河(K43+724)的位置需架设施工钢便桥。目前，四贯河、卫海闸河、陆家河均无通航要求。钢便桥设计每跨跨度12m，桥面宽4.5米。根据现场情况，K47+738处钢便桥设计为3跨，K45+980处钢便桥设计为2跨，K43+724处钢便桥设计为4跨，所需钢便桥总长为108米。三标施工便道钢便桥一览表序号桥梁中心里程跨越河流便桥长度（m）便桥跨数(n)1K43+724陆家河4842K45+980卫海闸河2423K47+738四贯河363合计108陆家河现状(K43+724)卫海闸河现状(K45+980)四贯河现状(K47+738)二、编制依据1、临海高等级公路初步设计第四册桥梁设计及地质资料2、建筑桩基技术规范3、钢结构设计规范4、建筑施工计算手册5、现场调查情况。三、设计总体方案根据钢便桥的设计标准和使用功能，结合主桥施工需要，确定设计最大荷载为能通行总重90吨的运梁车，实际施工时考虑1.2倍的安全系数，作用在运梁车单轴上的最大荷载接近50吨，因此按照钢便桥承重50吨来设计钢便桥的结构形式。结构形式如下：钢便桥采用321型贝雷梁钢结构，每跨跨度12m，桥面宽4.5米；桥墩基础采用630mm钢管桩（=10mm），每墩3根，每根长13m，钢管桩中心间距1.8m，入土深度10m，打桩时严格控制桩身垂直度，确保钢管桩的施工质量；钢管桩顶面采用双拼【25a槽钢的横梁；横梁顶面布置贝雷梁，5片均匀布置，横向间距为90cm，中间部分每隔3m用四孔支撑架联结；贝雷梁上设置I16工字钢横向分配梁，间距0.3m；顶层分配梁上采用满铺8mm厚的压花钢板；钢便桥两侧设置栏杆，护栏采用48*3.5钢管。桥台采用C30混凝土扩大基础，厚度80cm，宽度1.5m，长度5m。钢便桥布置详见附图1施工钢便桥设计图。四、钢便桥结构计算施工钢便桥参数选取及结构检算如下：1、钢管桩承载力验算钢管桩采用630*10mm钢管，单排三根，管桩中心横向间距1.8m布置。便桥自重为18t/跨，荷载按50t计。三根桩共同受力，单桩设计承载力Quk（1.2×18×9.81.4×50×9.8）/3=299.2kN。钢管桩的摩擦承载力计算:只考虑侧摩阻力,不考虑端阻力，均按入土深度10m考虑。 、基本资料： a、地质报告：岩土工程勘察资料 b、土层参数： qsik - 桩侧极限侧阻力标准值（kPa）； qpk - 桩端极限端阻力标准值（kPa）；根据钢管桩的特性，其底部是处于孔洞状态，且钢管桩底部没有进过封底和其他的加固和扩大处理，所以桩端的极限端阻力不以考虑，qpk以“0”代替；钢管桩所经过的各土层的桩侧极限侧阻力标准值以各层的平均值计： 土层名称 qsik qpk 粉土 15 0 粉土 30 0 粉砂 40 0 c、钻孔参数：本计算中的钻孔参数取自南通设计院初步设计图上河两侧的钻孔参数。并以其土层参数进行验算。 d、执行的规范： 建筑桩基技术规范以下简称 桩基规范 、计算结果： s、p - 分别为桩侧阻抗力分项系数、桩端阻抗力分项系数； d - 桩身直径（mm）； u、L - 分别为桩身周长、桩身长度（m）； Ap - 桩端面积（m2）； V - 桩身体积（m3）； Gk - 桩身自重标准值（kN）； Qsk、Qpk - 单桩总极限侧阻力标准值，在此为693 kN、总极限端阻力标准值，在此为0 kN； Quk、R - 单桩竖向极限承载力标准值、竖向承载力设计值（kN）； 1)、钢管桩 sp1.65 d630 u1.98 Ap0.3117 最小桩长Lmin10m 单桩竖向极限承载力标准值可按下式计算： Quk Qsk + Qpk u * Qsik * li + Qpk * Ap （桩基规范 5.2.8） 单桩竖向承载力设计值可按下式计算： R Qsk / s + Qpk / p （桩基规范 5.2.2-1） 420KN 299.2 KN 满足要求。2、顶层分配梁计算运梁车单轮荷载按25t计。顶层分配梁跨度为90cm，跨中最大荷载为：q25×9.8/0.9272kN；计算简图如下： 弯矩计算：实际弯矩：M=1/8qL21/8×272×0.9227.6kN·m；需要的截面抵抗矩：WM/27.6÷215128 cm3选用16a工字钢W141 cm3；可满足要求。挠度计算：实际挠度：f5qL4/384EI=（5×272×103×0.94）÷（384×210×109×1130×108）0.98mm容许挠度：fL/300900÷3003mm由于ff ；因此，挠度满足要求。3、桩顶横梁验算便桥自重按18t/跨，荷载按50t计。荷载标准组合为：S1.2×18×9.81.4×50×9.8897.68kN；5片贝雷梁共同受力并传至桩顶横梁，每片贝雷梁处的作用力为F897.68÷5180 kN；计算简图如下：弯矩计算：实际弯矩：M=1/4·F·L1/4×180×1.881kN·m；需要的截面抵抗矩：WM/81÷215377 cm3选用2根25a槽钢W2×268.7537 cm3；可满足要求。剪力计算：实际剪力：Q=3F÷2270 kN容许剪力为：Q2×279558kN由于QQ；因此，剪力满足要求。挠度计算：实际挠度：f7FL3/768EI（7×180×103×1.83）÷（768×210×109×3.359×105×2）0.67mm容许挠度：fL/8001800÷8002.25 mm由于ff；因此，挠度满足要求。4、贝雷梁验算弯矩计算：便桥自重为18t/跨，荷载按50t计。计算简图如下：实际弯矩：M=1/4FL1/8qL21/4×50×9.8×121/8×1.5×9.8×1221734.6 kN·m实际应力：M/W1734.6/（5×3578.1）97 MPa容许应力：=215 MPa由于因此，弯矩满足要求。剪力计算：实际跨中剪力：Q1=（FqL）×9.8÷2333.2 kN实际端部剪力：Q2=（FqL）×9.8÷2490kN容许剪力为：Q5×240.31201.5 kN由于Q1Q ，Q2Q因此，剪力满足要求。挠度计算：实际挠度：f5qL4/384EIFL3/48EI=（5×1.5×9.8×103×124）÷（384×210×109×250497.2×5×108）（50×9.8×103×123）÷（48×210×109×250497.2×5×108）0.0082 m8.2 mm容许挠度：fL/30012000÷30040 mm由于ff ；因此，挠度满足要求。5、桥台基底承载力检算基底荷载：Q=(50+18/2+0.8×1.5×5×2.5) ×9.8=725.2 kN基底承载力：1.4Q /S725.2/（1.5×5）135 kPa因此，桥台施工前要进行基底处理，确保基底承载力满足要求。五、钢便桥施工工艺1、钢便桥施工工艺流程测量放线 打桩钢管桩桩顶横梁安装顶层分配梁安装桥面施工桥台施工贝雷梁安装2、测量放线 根据设计图示位置，采用直接量距方法放出桥台位置，便桥主桥两侧桥台设在河堤上，然后用全站仪确定方向角度与距离，并放出钢便桥中轴线。测量各桩墩角度和距离，定出桩位。3、钢管桩施工 打桩施工流程及质量要求打桩机械到位钢管桩制作钢管运输到位钢管桩吊装就位钢管桩打入就位高程处理打桩质量要求：垂直度要求偏差1.5%，平面位置偏差10cm；入土深度不小于10米，桩长可根据实际地质变化情况做适当调整。 打钢管桩将要打入的钢管桩运至河岸处，50吨履带和DZ90振动锤进场，于岸边就位打设钢管桩。在钢管桩打入之前，首先将振动锤吊起进行试机，确认无误后方可进行桩的施工。钢管桩单根长度为13m，顶端达到水面上约3m5m，需要接桩时根据高程进行接桩处理。用桩架的导滑夹具将桩嵌固在桩架两导柱中，垂直对准桩位中心，用经纬仪架设在不同的角度，校正控制桩的垂直度，并保持锤、桩帽与桩在同一纵轴上。吊起钢管桩后，空打12m，再次校正垂直度后，再将钢管桩缓缓插入水下土层，待桩位置及垂直度校正后即可将锤连同桩帽，压在桩上，同时在桩的侧面或桩架上设置标尺，并做好记录。振动锤开始振动下沉时，落距要较小，待入土一定深度后，按照需要的落距进行施打。注意事项桩帽与桩接触的表面须平整，与桩身在同一直线上，以免打桩时产生偏斜。下沉过程中随时控制管桩的垂直度，如出现倾斜及时进行纠偏。沉桩过程做好沉桩施工记录，至接近要求时，观测入土深度，至达到要求为止，然后移动桩机至下一桩位置。4、桩顶横梁安装打桩完成后，调整钢管桩顶面标高，低于设计标高的接桩，高于设计标高的割除至设计高度，钢管桩顶面采用900*900*10mm钢板封口，四个方向采用加劲板与钢管桩焊连；钢板上布置双拼25a槽钢的分配梁，长度为6m，两根槽钢对拼后上下翼缘板面每隔2m采用钢缀板焊连，加强整体性和抗弯能力，吊装到位，两侧与钢管焊接。桩顶至水面范围内，用16槽钢将钢管桩横向焊接，连成整体。5、桥台施工及支座安装桥台基底采用50cm厚8%石灰土夯填密实，进行基底承载力检测，确保底承载力不小于135kpa。桥台立模浇筑C30混凝土扩大基础，模板加固牢靠，混凝土采用插入式振捣棒振捣密实，严格控制承台顶面标高，终凝后覆盖洒水养护7天。桥台具体尺寸见附图1。支座采用上下两块橡胶板，中间夹10mm厚钢板，支座顶面平整，顶面标高严格控制在±2mm以内。支座支撑在贝雷梁梁端节点上。6、贝雷梁安装贝雷梁逐孔吊装，横向