[PPT]公路特大钢栈桥施工组织设计方案讲稿(中铁-钢便桥)

一、工程简介20年最高潮位10.5m，根据现场地形地貌、潮汐变化并结合工程实际情况，为了方便施工，确保安全、质量并按合同工期完成工程任务，因此，必须架设一座经济实用又安全的钢便桥。经过现场勘查、结合桩基平台需要、架设的钢便桥形式为：特大桥跨段钢栈桥全长370.05m，设计为1×9.92m+29×12m+1×12.13m。桥面标高控制为高潮水位10.5m,加1.75m，即桥底面设计标高为12.25m，钢便桥结构如下：1、基础结构为：Φ530×8mm钢管桩基础2、下部结构为：I36a双排工字钢横梁3、上部结构为：300×150贝雷片2组纵梁4、桥面结构为：25#工字钢，[25a槽钢桥面5、防护结构为：∅48×3.5mm小钢管护栏二、工程编制依据及主要设计标准①、特大桥桥设计图纸②、交通部《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50—2011③、人民交通出版社《路桥施工计算手册》④、人民交通出版社《装配式公路钢桥多用途使用手册》⑤、钢结构设计手册⑥、钢管桩的设计与施工1、编制依据及主要参考资料①、荷载取载重600KN履带吊施工车辆②、荷载组合a、汽车荷载、汽车冲击系数与钢桥均布恒载同时考虑，计算时取其较大者。b、人群，机具等临时荷载，由于便桥属于单车道，汽车通行时桥面无法堆放材料设备，不予考虑。.2、荷载（1）钢便桥主要技术标准①、计算行车速度：5km/h②、设计荷载：600KN履带吊施工车辆③、桥跨布置：约：1×9.92m+29×12m+1×9.13m连续贝雷梁桥④、桥面布置：设计桩基位置设置8m×36作业平台3、主要设计指标考虑钢便桥属于临时结构，参照上述主要参考资料之规定，计算时，结构的内力计算（除钢管桩外）均控制在钢材的容许应力或1.3倍容许应力以内（1.3为临时结构钢材的提高系数）。钢管桩因考虑锈蚀作用影响及使用周期将近一年的实际情况，其内力计算控制在容许应力以内，不考虑1.3的临时结构钢材的提高系数（2）钢材强度设计值钢材容许应力取值如下：①.A3钢：轴向应力：140Mpa弯曲应力：145Mpa剪应力：85Mpa②.16锰钢：轴向应力：200Mpa弯曲应力：210Mpa剪应力：160Mpa③.贝雷片容许内力：单排单层容许弯矩788.2KN/m单排单层容许剪力245.2KN三、钢桥设计说明本工程上跨，江面宽约0.37公里，常水深约为6米。水下地质情况自上而下普遍为：中粗砂、卵石、花岗岩。钢桥下部结构采用钢管桩，单墩布置单排3根钢管（桩径ф530mm，壁厚8mm）。钢管桩横向间距2.5m，桩顶布置I36a双排工字钢横梁，钢管桩与钢管桩之间用80×80×8角钢钢管桩剪刀撑，并焊接牢固。1、基础及下部结构设计栈桥钢管桩布置示意图剪力撑布置示意图打钢管桩技术要求：①、严格按设计书要求的位置和标高打桩。②、钢管桩中轴线斜率1％L。③、钢管桩入土深度必须大于8m。④、当个别钢管桩入土小于8m锤击不下，且用DZ45桩锤激振2分钟仍无进尺，必须现场分析地质状况，采取双排桩或其它加强措施，以提高钢管整体稳定性。桥梁纵梁除通航孔为15m，其余各跨跨径均为12m跨。根据行车荷载及桥面宽度要求，便桥纵梁采用规格为150cm×300cm国产贝雷片，12米跨纵梁每跨布置单层6片贝雷片，横向布置形式为2×3排，间隔为：2×20cm＋110cm×3＋115cm×2。贝雷片纵向用贝雷销联结，横向用90型定型支撑片联结以保证其整体稳定性，贝雷片与I36a工字钢下横梁间用U型铁件联结以防滑动。2、上部结构设计钢管桩顶横梁布置示意图栈桥贝雷主纵梁布置示意图当采用贝雷片纵梁时，贝雷片上铺I25工字钢，沿便桥纵向间隔按80cm布置，工字钢横梁与贝雷片纵梁用u型卡固定，桥面宽6m，桥面板采用[25a槽钢倒置成∩型间距4cm密铺，并与I25工字钢横梁焊接固定。3、桥面结构设计4、防护结构设计桥面采用小钢管（直径4.8cm）做成的栏杆进行防护，栏杆高度1.0米，栏杆纵向3米1根立柱(与桥面槽钢焊接)、高度方向设置2道横杆。栈桥横向分配梁布置示意图四、钢便桥各部位受力验算（1）、恒载A.桥面板；[25a槽钢每米自重为:q1=600÷30×0.27=5.4KN/mb、I25a工字钢每米自重为:q=1÷0.75×6×0.381=3.048KN/mb、贝雷片纵梁每米自重:q2=5.4KN/M合计：恒载q=5.4+3.048+5.4=13.848KN/M（2）.冲击系数按规范计算，12m跨冲击系数取：1+μ=1.3030.75m跨冲击系数取：1+μ=1.389横梁1.15m跨冲击系数取：1+μ=1.191、荷载计算（1）、桥面板验算；受力分析；以50t履带吊位于跨中时按连续梁进行验算。50t履带吊（按60t计），荷载600KN分两条5.3m履带以300KN传递到桥面上(q=300/5.3=56.6KN/m).桥面板跨径为75cm，50t履带吊履带宽80cm，；槽钢宽度25cm，缝宽4cm。每个作用点假设只作用在三块槽钢上；计算按两端固定梁计算，[25a以上槽钢倒置成∩型沿I25工字钢横梁密铺,缝隙间隔4cm，并与横梁焊接固定。[25a槽钢截面特性为；I=176cm4Wmin=30.6cm3q=0.27KN/m2、钢桥各部位内力计算a、抗弯强度计算Mmax=qι2K/8=56.6×1.389×0.752/8=5.528KN.Mб=M/Wmin=5.528×106/(30.6×3×103)=60.13MPa＜1.3[б]=1.3×145=188.5MPa1.3为临时结构钢材的提高系数，b、抗剪强度计算；Qmax=0.5×56.6×0.75×K=21.23×1.389=29.48KNτ=29.48×103/（25×0.75×3×102）=5.24MPa＜[τ]=85MPaC、刚度计算（取集中荷载计算）f=pι3/（192EI）=42.45×1.389×0.753×103/（192×2.1×176）=0.4mm＜[f]=750/400=1.88mm经计算，桥面板采用[25a槽钢满足强度、刚度、稳定符合要求.（2）、I25工字钢分布梁计算。（布置在贝雷片上，最大跨径1.15m，工字钢横梁每0.75m布置一根，）①、桥面板；单跨12米跨槽钢每米自重为:q1=（600÷30×0.27）÷6=0.9KN/m②、25#工字钢横梁每米自重:q2=0.38105KN/m合计：恒载q=0.9+0.381=1.281KN/M贝雷片最大间距1.15m，受力最不利位置为当汽车偏于便桥一侧，且后轮一轴刚好置于跨径1.15m的跨中（假想最不利情况），5.3m履带最少可跨过7道I25a工字横梁，按简支梁计算。I25a工字钢截面特性：I=5017cm4W=401.4cm3A=48.51cm2q=0.38105KN/mP=300÷7=42.86KNq=1.281KN/Ma、抗弯强度计算M=pι/4+qι2/8=42.86×1.15×1.19/4+1.281×1.152/8=14.86KN.Mσ=14.86×106/(401.4×103)=37.06Mpa＜145×1.3=188.5Mpab、整体稳定因受压翼缘上密铺槽钢，因此整体稳定符合要求。C、抗剪强度计算；Qmax=(0.5×42.86+0.5×1.281×1)×1.19=(0.5×42.86+0.5×1.281×1)×1.19=26.26KNτ=26.26×103/（25×0.8×102）=13.1MPa＜[τ]=85MPad、刚度计算f=pι3/（48EI）=42.86×1.153×1.19×103/(48×2.1×5017)=0.15mm＜1150/400=5.4mm经计算，分布梁采用I25a工字钢钢满足强度、刚度、稳定符合要求（3）、贝雷片纵梁计算A、12米跨贝雷片计算①、抗弯强度计算按简支梁计算，计算纵梁最大弯矩近似取静载的跨中弯矩与活载产生的跨中最大弯矩进行叠加，结果偏于安全。M1max＝0.25PLK＝0.25×600×12×1.303＝2345.4KN.mM2max＝0.125ql2＝0.125×13.848×122＝249.26KN.mMmax=2345.4+249.26=2594.66KN.ma、按容许弯矩计算容许弯矩：[M]＝6片×0.9（不均衡系数）×788.2KN.m＝4256.28KN.mMmax=2594.66KN.M＜[M]=4256.28KN.Mb、按容许应力计算贝雷片截面模量Wo＝3578.5×6＝21471cm3σ＝Mmax/Wo＝（2594.66×106）/(21471×0.9×103)＝134.27Mpa〔σ〕=210Mpa因此：抗弯强度符合要求。b、抗剪强度计算Q1max＝0.5P＝0.5×600×1.303＝390.9KNQ2max＝0.5ql＝0.5×13.848×12＝83.1KNQanx=390.9+83.1=474.0KN容许剪力[Q]＝6片×0.9（不均衡系数）×245KN＝1323KN因为；Q=474.0KN＜[Q]=1323KN所以，抗剪强度符合要求。经计算；12米跨钢桥纵梁可以用单层6片贝雷片架设C、刚度验算贝雷片几何特性：E＝2.1×105Mpa，Io＝250497.2cm4W＝3578.5cm3P=600×1.303=781.8KNq=13.848KNfmax＝（Pι3）/(48EI)+5qι4/(384EI)=(781.8×103×123)/（48×2.1×250497.2×4）+5×13.848×103×124/(384×2.1×250497.2×4)＝15.2mmL/400=12000/400=30mm刚度满足使用要求。经受力计算:钢桥抗弯能力、强度、抗剪能力、刚度均满足使用要求，因此12米跨钢桥纵梁可用单层6片贝雷片架设。B、15米跨贝雷片计算①、抗弯强度计算按简支梁计算，计算纵梁最大弯矩近似取静载的跨中弯矩与活载产生的跨中最大弯矩进行叠加，结果偏于安全。M1max＝0.25PLK＝0.25×600×15×1.3＝2925KN.mM2max＝0.125ql2＝0.125×13.848×152＝389.48KN.mMmax=2925+389.48=3314.48KN.ma、按容许弯矩计算容许弯矩：[M]＝6片×0.9（不均衡系数）×788.2KN.m＝4256.28KN.mMmax=3314.48KN.M＜[M]=4256.28KN.Mb、按容许应力计算贝雷片截面模量Wo＝3578.5×6＝21471cm3σ＝Mmax/Wo＝（3314.48×106）/(21471×0.9×103)＝171.52Mpa〔σ〕=210Mpa因此：抗弯强度符合要求。b、抗剪强度计算Q1max＝0.5P＝0.5×600×1.3＝390KNQ2max＝0.5ql＝0.5×13.848×15＝103.86KNQanx=390+103.86=493.86KN容许剪力[Q]＝6片×0.9（不均衡系数）×245KN＝1323KN因为；Q=493.86KN＜[Q]=1323KN所以，抗剪强度符合要求。经计算；15米跨钢桥纵梁可以用单层6片贝雷片架设C、刚度验算贝雷片几何特性：E＝2.1×105Mpa，Io＝250497.2cm4W＝3578.5cm3P=600×1.3=780KNq=13.848KNfmax＝（Pι3）/(48EI)+5qι4/(384EI)=(780×103×153)/（48×2.1×250497.2×4）+5×13.848×103×154/(384×2.1×250497.2×4)＝30.4mmL/400=15000/400=37.5mm刚度满足使用要求。经受力计算:钢桥抗弯能力、强度、抗剪能力、刚度均满足使用要求，因此15米跨钢桥纵梁可用单层6片贝雷片架设。结构受力分析：钢管立柱单排3根横向间距为2.5米，因此按二等跨连续梁验算，