鋼便橋施工設計方案北京城建三建設集團有限公司二〇一〇年十月目錄工程概況設計荷載設計方案3.1結構組成3.2結構計算3.2.1縱梁內力計算3.2.2橫梁內力計算3.2.3受壓鋼柱的內力計算3.3結果分析3.4橋臺計算四、結論五、設計依據六、施工方案七、便橋施工安全防護措施八、便橋施工防污染措施工程概況位于麻涌鎮(zhèn)東太村天元制罐廠傍邊小河邊需要建設便橋3座其中30米兩座，38米一座。橋面寬4。設計荷載按照總重60t的三軸單車過橋進行計算，且考慮最不利荷載為其中一軸傳遞了所有重量。設計方案3.1、結構組成為減少梁部結構，將跨河便橋設計為6m一跨的連續(xù)梁結構。便橋受力工字鋼全部采用焊接，為結構計算方便采用6m一跨的簡支梁進行計算。采用多片工字鋼結構進行設計，縱、橫梁均采用25a工字鋼。縱梁布置13根25a的工字鋼每33.333cm一道置于橫梁上，橫梁為2個25a工字焊接置于鋼板上，鋼柱采用直徑30cm厚1cm的鋼管，鋼柱頂焊接50cm×50cm的2cm鋼板。其中縱梁采用16工字鋼進行聯(lián)系加強整體剛度，每2cm一道并焊接牢固。鋼柱每1m一道布置于橫梁下，兩鋼柱就之間采用12號槽鋼進行橫向聯(lián)系。所用鋼材的連接點均采用焊接。3.2.、結構計算3.2.1縱梁內力計算采用6m簡支梁計算。彎矩出現在外力作用在跨中時，由于縱梁每2cm設置了16工字鋼焊接橫向聯(lián)系，并且縱梁上放置了10cm×15cm的方木布置了前面系。故此時每根縱梁分到的外力為60/（600/33.33+1）=3.16噸。（1）、彎矩圖縱梁的最大彎矩為PL/4=(3.16×10000×6)/4=47400N·M縱梁的彎曲正應力為MY/1=〔47400×（250/2）÷1000〕/（5023/100000000）=118MPa（2）、剪力圖當汽車作用在無限靠近支點附近即梁端時剪力最大。最大剪力是3.16*10000＝31600N最大剪應力為FS/Id=〔（3.16×10000）/（21.58÷100×8÷1000）〕÷1000000=18.31MPa3.2.2橫梁內力計算（1）、橫梁布置圖便橋寬度4m，縱梁連續(xù)布置在鋼柱上為連續(xù)結構。為安全計算，按1m一跨的簡支梁計算。（2）、縱梁計算簡圖橫梁梁的最大彎矩為Pl/3=（3.16×10000×6）/3=63200N·M橫梁的彎曲正應力為MY/1=｛〔63200×（250/2）÷1000〕/（5023/100000000）｝/1000000=157.3MPa(2)、剪力圖最大剪力是3.16×10000=31600N。最大剪應力為FS/Id=〔（3.16×10000）/（21.58÷100×8÷1000）〕÷1000000=18.31MPa3．2．3受壓鋼柱的內力計算受壓鋼柱的正應力為12.64×10000/0.009106÷1000000=13.9MPa按長細比為80,長度為9m的鋼管許可應力折減因數為0.83．3、結果分析從上面的計算可以看出,6m跨度的工字鋼最大彎屈應力為157.3MPa,而單根25a工字鋼能承受的最大彎曲應力是170MPa;最大剪力應力18.31MPa,而單根25a工字鋼能承受的最大彎剪應力是40MPa那么可以看出,該便橋的工字鋼型號是合格的。另外考慮到工字鋼的受力不均勻,車行過程中可能出現較大的偏載,且為整個結構的對稱性,將梁部定為每跨13根25a工字鋼。3.4橋臺結構驗算便橋下部結構采用重力式擋土墻，墻高3.5m，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1m為C30砼，擋墻面坡比1：0.3。3.4.1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，結果偏于安全。該擋墻墻身為M7.5漿砌片石，容重γk=24kn，墻身長度4.5米，基礎為C20片石混凝土，基礎高度1.0米。擋墻按照重力式設計計算，墻高3.5米，填土為粉質粘土，容重γ=18KN/m3；摩阻角ω=210。擋墻面坡比1：0.3基底內摩擦f=0.35,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===0.63米朗金主動土壓力系數：==0.472206.2kn擋墻穩(wěn)定性驗算1、擋墻自重G=43.2×2.4×10=1037kn2、擋墻重心由圖知X1=0.89，Y1=2.39(CAD軟件查詢)；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=923kn·m傾覆力矩：m2=Ea×Y1=206.2×2.39=493kn·m抗傾覆力矩>傾覆力矩，擋墻穩(wěn)定性滿足要求。3.4.2基地承載力驗算擋土墻自重：G=43.2×2.4×10=1037kn，由上計算知支座最大反力為F為649.75kn，擋墻基礎為4.5×2.5×1則基地許用應力為：［σ］=F+G／A=150kpa。根據下小河地質勘探資料，地基承載力不能滿足要求，設計采用插打φ20cm，長4.5m的杉木樁橫向間距0.6m,縱向間距0.9m進行加強處理。根據麻涌以往土質資料，第一層為洪積淤泥質粉質黏土，Ⅱ級普通土，流塑為主，σ0=60～80kPa，層厚0.4~4m；第二層為4m～12.3m為強風化花崗巖，σ0=300～400kPa。查《路橋施工計算手冊》沉樁的容許承載力公式(1)其中：查表第一層τ1=20kpa，第二層τ2=30kpa，第三層τ2=80kpa,a=1；(1)式中：U=3.14×0.2=0.628m(2)；0.4×20+3.6×30+0.5×80=156kn(3)；=3.14×0.12×300=9.4kn(4)將(2)、(3)、(4)代入(1)中：即[P]=(0.628×156+9.4)/2=53.7kn則P總=30×[P]+60×4.5×2.5=2286>1.3(F+G)=2193kn<可>綜上所述,基地采用插打φ20cm木樁是偏于安全的。四、結論:、梁部構成使橋梁部采用13根25a工字鋼,斷面如下:25a工字鋼上放置25a工字鋼橫梁上,間距為0.333m,縱梁25a工字鋼和橫梁25c工字鋼之間采用焊接進行牢固連接。再在縱梁25a工字鋼上橫向滿鋪10×15cm方木,即可作為車道面。（2）、基礎結構從上面的計算可知,便橋鋼管橋墩總支反力是12.64t,水中采用鋼管基礎并做橋墩用,鋼管樁根據現場情況決定大小,打入河床深度根據河床地質情況確定。五、設計依據《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ94-94)以下簡稱樁基規(guī)范《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB500007-2002)以下簡稱基礎規(guī)范《材料力學》六、施工方案6.1便橋構造跨河便橋設計為6m一跨的連續(xù)梁結構。便橋受力工字鋼全部采用焊接，為結構計算方便采用6m一跨的簡支梁進行計算。6.2便橋搭設6.2.1測量放樣在施工之前，根據現場確定便橋邊線及中心線，并用全站儀放出每個墩的邊樁和中心樁，確定便橋的起點位置和終點位置，并做好標記，同時測量出便橋兩岸處的地面標高及便橋橋墩處的河底標高。6.2.2水中墩選用9米長鋼管樁，直徑為30cm，端部為平尖。每個墩的樁全部插打結束后根據插打的管樁高低情況鋸平樁頂，樁頂面必須垂直于樁的軸線。打樁采用柴油打樁機，樁錘重0.3t，樁架高10m，打樁平臺采用水泥船。根據放出樁位，在固定好打樁平臺后，用柴油打樁機扒桿將管樁吊起人工輔助就位，啟動錘頭打擊管樁進入土層，直到最后錘擊貫入度不大于1cm為止，以確保單樁承載力達到設計要求，打樁同時應控制樁的垂直度，軸線偏差不得超過1/4樁徑。便橋橋臺位置位于河岸兩側，根據便橋底標高及地面標高，采用重力式擋土墻，墻高3.5m，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1m為C30砼，擋墻面坡比1：0.3。（如下圖）6.2.3上部結構施工便橋上部結構在拼裝過程中必須按照一定的順序進行，以保證各作業(yè)組有條不紊的進行，避免相互影響和發(fā)生事故。采用多片工字鋼結構進行設計，縱、橫梁均采用25a工字鋼?？v梁布置19根25a的工字鋼每33.333cm一道置于橫梁上，橫梁為2個25a工字焊接置于鋼板上，鋼柱采用直徑30cm厚1cm的鋼管，鋼柱頂焊接50cm×50cm的2cm鋼板。其中縱梁采用16工字鋼進行聯(lián)系加強整體剛度，每2cm一道并焊接牢固。鋼柱每1m一道布置于橫梁下，兩鋼柱就之間采用12號槽鋼進行橫向聯(lián)系。所用鋼材的連接點均采用焊接。七、便橋施工安全防護措施7.1、未經允許嚴禁與施工無關的人員到便橋上參觀、游玩；7.2、便橋建成投入使用后，將定期對便橋進行檢查、維修，重點觀測橋梁基礎沉降，及時對便橋進行加固整修，以保證便橋的使用安全；八、便橋施工防污染