城际轨道交通二期钢便桥设计施工方案Word格式文档下载.docx
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桥面布置:
净宽4m。
设计行车间距:
行车间距大于12米。
4、钢便桥设计文字说明:
4.1、桥台设计
钢便桥两端桥台采用混凝土桥台或垫设钢板的方法。
4.2、下部结构设计
采用单排四根Φ325×
8mm钢管桩,每墩的每排钢管面及两排钢管间露出水面部分均采用[20号槽钢水平方向和剪刀方向牢固焊接成整体。
桩顶布置2根25b工字钢横梁,使钢管立柱形成一座牢固的排架结构。
施打钢管柱技术要求:
钢管桩入土深度12米以上。
钢管桩中轴线斜率<1%L
4.3、上部结构设计
采用装配式公路钢桥,组合形式为单层双排结构形式。
贝雷片纵向用贝雷销连接,横向用450型支撑架连接以保证整体稳定性。
4.4、桥面结构设计
桥面采用20号槽钢满铺在工字钢横梁上,工字钢横梁采用25号工字钢@750mm一双一单铺设,工字钢采用U型螺杆两端固定在贝雷梁上施工方法。
4.5、防护结构设计
钢便桥采用下承式钢便桥,两边贝雷架可以作为护栏,上面装有警示灯并贴上反光红白相间警示胶带。
5、施工方案
主要采用汽车起重机(汽吊)来安装的方法,在钢便桥两端使用汽车吊吊起振动锤打入钢管桩。
具体施工方法如下:
5.1、桥台施工
根据现场情况,采用浇筑混凝土桥台或垫设钢板。
5.2、水中桥墩施工
桥墩采用钢管桩基,钢管桩采用DZ40震动打桩锤依次打入。
采用汽吊的方法施工。
将钢管桩桩头上割出可供吊具钩吊的三角小孔,用吊车将其竖直吊起,对准桩位放下。
对准好桩位后用汽吊吊起液压锤,液压夹头夹住钢管桩,初步检验桩体纵横方向垂直度,并在钢便桥上设置导向装置,确保桩体在锤击过程中始终保持垂直。
符合要求后,开动锤将桩打入河床土中。
直至贯入度满足要求,即施打5分钟,贯入度不到2厘米为止。
当桩底遇到硬物时,桩位易打偏或不垂直,应及时清理后再施打。
每个墩设计为4根钢管桩,待每一根钢管桩打完后,先用20号槽钢采用剪刀撑形式来连接后,再在每排钢管桩上口统一带线割上口子来放置2根25工字钢,作为横梁使用,横梁和钢管用钢板焊接牢固。
5.3、贝雷主梁的安装
待两组桥墩施工完成后,就可以进行贝雷梁的安装,在岸边将贝雷片按照设计方式组合起来,中间安装采用支撑架连接,并用22×
90螺丝拧紧,用销钉连接固定,一般一次性贝雷梁可拼装12m,使用汽吊把拼装好的贝雷片吊起来后,放到桥墩的横梁上,贝雷梁两边放好后,检查贝雷内侧距离能否满足≥4m净宽要求,及可以进行横梁安装。
5.4、横梁安装
横梁采用25b型工字钢,用吊车放在贝雷片上固定好位置,然后用U型螺杆固定,横梁铺设的平均间距在75cm。
5.5、桥面板安装
桥面板待横梁安装完后,即可进行施工。
用20号槽钢作为桥面板使用,两头用电焊满焊在次梁上。
待桥面板全部施工完毕后,可选用65吨以内车辆进行通车实验。
6、钢便桥验算书
6.1、钢便桥设计结构体系
钢便桥拟采用梁柱式钢管贝雷梁简支结构设计,跨径设计12m,采用直径325mm钢管。
每跨横向钢管间距为0.8m,每排4根,桥面宽4m设计,在钢管上横向布置2根I25b工字钢,纵向采用单层双排贝雷,贝雷纵梁上横向铺设I25b工字钢,工字钢间距为75cm,工字钢上横向满铺20#槽钢,并焊接在一起。
Q235型钢:
弹性模量E(MPa):
210000;
工字钢容许弯曲应力σ=215MPa,容许剪应力τ=125MPa。
工字钢梁容许挠度f为(1/200~1/1000)L
这里取L/400;
单片贝雷片:
I=250500cm4,W=3578.5cm3;
[M]=788.2KN•m,[Q]=245.2KN,弦杆容许力Nt=613KN;
加强弦杆单片贝雷片:
I=577434cm4,W=7700cm3;
[M]=1687.5KN•m,[Q]=245.2KN,弦杆容许力Nt=1226.5KN;
6.2、荷载计算
6.2.1.上部结构恒载(按4m宽度计)静载安全系数取1.2;
(1)20#槽钢25.8×
12×
20=61KN
(2)贝雷架270×
4×
1.15=49KN(1.15为连接件扩大系数)
(3)加强弦杆80×
16×
1.15=14KN
(4)I25b分配梁:
42×
24×
6=59KN;
(5)双拼I25b横梁:
6=10KN
枕梁上部结构重量:
183KN;
次跨总重量:
193KN
q=183/12=15KN/m
M静=ql2/8=15×
122/8×
1.2=324KN.m;
Q静=ql/2=15×
12/2×
1.2=108KN;
6.2.2.活载
(1)混凝土罐车后轮轴:
前后轴距540cm;
后轴距140cm;
轮距234cm;
轮径110cm;
空载轮胎宽20cm;
双胎距40cm;
重载轮胎压地长度20cm。
载重量计65t。
总重637KN,单个轮重64KN。
冲击系数为1.15,安全系数1.35;
在桥上行驶时:
M活=[(239×
12/4)+(239×
4.6/12×
12/2)+(159×
2/12×
12/2)]×
1.15×
1.35=2213KN.m
Q活=[(12-5.4)/12×
159+(12-1.4)/12×
239+239]×
1.35=835KN
(2)施工荷载及人群荷载忽略不计。
6.3、贝雷梁计算
(1)加强贝雷片在荷载作用下最大弯矩和剪切力:
Mmax=M静+M活=324+2213=2537KN.m
Qmax=Q静+Q活=108+835=943KN
加强贝雷片承受弯矩和剪切力:
M=2537/4=634KN.m<[M]=1266KN.m满足要求。
Q=943/4=236KN<[Q]=245.2KN满足要求。
(2)挠度计算
12m跨选用双排321加强贝雷
贝雷纵梁最大挠度:
fmax=5ql4/384EI+pl3/48EI=[5×
15×
124]/(384×
2100×
433076)/4+637×
123/(48×
433076)/4
=7.4mm<[f]=L/400=12000/400=30mm
fmax<[f]满足规范要求。
6.4、20#槽钢强度验算
槽钢直接承受车轮荷载,其下工字钢横梁中心间距75cm。
单个轮胎59KN,轮胎距为40cm,20#槽钢按支承于相邻工字钢上受集中荷载的简支板对其进行强度和刚度验算,计算结果偏安全。
计算跨径L=75cm-11.8cm=63.2cm,20#槽钢力学特性:
Wx=191cm³
,Ix=1914cm4;
根据荷载特点,考虑实际情况,集中荷载为:
由于轴距为140cm>75cm,简支梁最多承受一组轮胎受力:
后轴两个轮胎压在槽钢上,力量由三根槽钢承受,取集中荷载,安全系数1.4,槽钢自重:
0.28KN/m,则p=64×
2/3=43KN;
q=0.28KN/m
(1)强度:
σ=M/Wx=(43×
0.63/4+0.28×
0.632/8)/191×
103×
1.2×
1.4=60<[σ]=215MPa
(2)刚度:
(h为腹板净高,δ为腹板厚度)
τ=p/hδ=(43+0.28×
0.63/2)/75/9×
1.4=107<[τ]=125MPa
(3)挠度验算:
fmax=5ql4/384EI+pl3/48EI=(5×
0.28×
0.634)/(384×
1914)+43×
0.633/(48×
1914)=0.06mm<[f]=632/400=1.58mm
故20#槽钢可满足施工荷载要求。
6.5、I25b工字钢横梁验算
根据钢便桥特点,荷载均考虑传递在I25b的工字钢横梁上,罐车后轮轴重510kN,共4组轮胎,轮胎压地长度为160cm,由于工字钢铺设间距为75cm,则罐车行驶时,至少由6根工字钢承受后轴力量,则每根工字钢受力为85KN,I25b按支承于相邻贝雷片上受集中荷载的简支板对其进行强度和刚度验算,计算结果偏安全。
计算跨径L=400cm,p=42KN;
工字钢加槽钢自重q=1.4KN/m;
I25b工字钢力学特性:
Wx=423cm³
,Ix=5280cm4;
由于是I25b工字钢集中荷载
(a为受力点距支撑点距离)
σ=M/Wx=pa/Wx=(43×
0.83+0.125×
1.4×
42)/423×
1.4=153<[σ]=215MPa
τ=p/hδ=(43+0.5×
4)/(250-26)/10×
1.4
=34<[τ]=125MPa
fmax=pa(3al-4a2)/6EI+5ql4/384EI=43×
0.83×
(3×
4-4×
0.832)/(6×
5280)+5×
44/(384×
5280)
=4.2+0.42=4.6mm<[f]=L/400=4000/400=10mm
6.6、双拼I25b枕梁验算
桩顶横向双拼I25b工字钢,I25b按支承于Φ325钢管桩受集中荷载的简支板对其进行强度和刚度验算,横向钢管桩间距0.8m,两个集中力对称作用距在支点16cm位置;
后轴作用在桩顶时工字钢受力最大,工字钢自重取1KN/m;
,Ix=5280cm4;
Pmax=(183/4+637×
0.8/4)×
1.4=291KN
σ=M/2Wx=pa/Wx=(291×
0.16+0.125×
1×
0.82)/2/423×
103=55<[σ]=215MPa
τ=p/hδ=(291+0.5×
0.8)/(250-26)/20×
103=65<[τ]=125MPa
fmax=pl3/48EI+5ql4/384EI=291×
0.83/(48×
5280)/2+5×
0.84/(384×
5280)/2
=0.15mm<[f]=L/400=775/400=1.9mm
6.7、4根Φ325钢管立柱受力验算
由2根I25b工字钢将上部所有荷载均匀地传递给单排4根钢管桩。
受力模式分析:
637KN汽车后轴部位位于墩位处时钢管承担最大作用力,横向钢管桩间距0.8m;
桩安全系数取1.5;
(1)钢管桩强度验算(水上部位采用Φ325钢管基础,钢管顶采用双拼I25b工字钢与贝雷片连接)。
钢便桥单跨部分总重为:
因此单根钢管受力:
P=193/4+637×
0.8/4=177KN×
1.5=266KN
钢管桩承载力容许值按以下公式计算:
(u是钢管桩周长,a是桩侧摩擦阻力系数,锤击桩取1.0,L是钢管桩入土深度,q是土单位面积动摩阻力),根据地质报告,水深2米,表层为0.5米淤泥层,下方为粘土层和粉砂层,摩擦力系数取35;
Ra=uaLq/2=0.5×
0.325×
3.14×
L×
35≥266KN
L=15m,钢管总长为:
3+2+15=20m
按照进场最小钢管计算,直径325×
0.8cm钢管:
A=32.5×
0.8=81.6cm2
则压应力:
σ=P/A=266/81.6×
10=32.6MPa<[σ]=125MPa
(2)钢管桩稳定性验算(φ325回转半径为11.2cm)
入土1.5米即为粘土层,则lp为750cm;
λ=2lp/d=1500/11.2=134<
150,其长细比小于主要的受压构件容许长细比150。
查《钢结构设计规范》得Φ=0.412。
σ=P/(φA)=266×
10/(81.6×
0.412)
=79MPa<
[σ]=125MPa;
满足施工要求。
6.8、结论
通过以上验算,可以看出钢便桥的结构设计是合理的,各部件的强度、刚度均达到临时工程设计要求。
施工过程中,根据计算钢管桩的结构设计中纵梁贝雷片的强度和挠度,钢管桩的长细比、强度和单桩承载力均满足施工的要求。
在施工必须加强中支墩和边支墩各钢管之间采用20#槽钢横向、纵向联接、斜撑及剪刀撑,以确保整个支架体系的稳定性和整体性。
7、便桥的维护保养
项目部专门成立一个钢便桥检修和维护小组。
桥梁使用过程中,安排专人每天进行检修,定期对钢便桥进行检查和保养维修,对钢便桥的的各个连接螺栓、焊缝进行检查加固,对梁的挠度和应力进行监测,并作好日常检查记录;
发现问题时,应根据实际情况,决定是否立即封桥,同时上报上级主管部门,处理解决,以便维护钢便桥的日常使用安全。
同时,项目总工还要组织相关个部门,对便桥进行定期(每月)检查,并保存检查记录。
具体维护项目包括以下几点:
检查桥台钢管桩及桥台铺设钢板的冲刷情况,对于冲刷过大的位置采用抛沙袋、片石的方法进行维护。
检查横纵梁焊接情况。
检查钢管桩斜撑开焊的部位及时焊接复原。
检查钢便桥面板是否发生翘曲或损坏,螺丝是否松动或丢失,对于损坏的部位及时修复或更换。
检查贝雷片是否发生弯曲或变形,销钉是否松动或丢失,对于损坏的部位及时修复或更换。
检查桥体是否发生倾斜和沉降,并及时报告及修复。
8、拆除便桥方案
钢便桥在施工完成后,应按规定的流程、遵循“先支后拆,后支先拆”的顺序进行拆除处理。
原先焊接的部位用乙炔割掉,用螺丝固定的部位拆除分离。
桥面系采用吊车配合现场拆除,桥台管桩及其防护桩采用吊车配合振动锤拔除。
首先拆除钢便桥主跨部分,其次拆除次跨部分。
8.1、拆除流程
拆除桥面系——拆除横梁——拆除贝雷架——拔出钢管
8.2、桥面系拆除流程
先用气割拆除桥面槽钢与横梁之间连接。
其次切除横梁与贝雷架的连接,将横梁从贝雷架上移开。
再其次打开跨间贝雷片之间的贝雷销,用25吨吊车将贝雷组吊至岸上,在岸上将贝雷组之间的销子、连接片、加强杆螺栓拆除分解。
8.3、钢管桩拔除流程
先将钢管桩顶部的盖梁及钢管桩顶板拆除,然后在船上将剪刀撑及连接钢板割除,最后用振动锤将桩拔除。
振动锤拔桩时先用吊车将振动锤吊起放置钢管桩顶口,牵动引绳,使振动锤液压夹口伸入钢板桩一侧,打开液压系统,使夹头夹住钢管桩,确认夹紧后开动振动锤,先向下沉桩2-3cm,后慢慢起吊振动锤将钢管桩拔起,若钢管桩未有上移现象可逐渐加大振动力度,慢慢加大吊车向上牵引的力。
在拔桩过程中时刻注意液压表的压力和钢管壁的完好程度,防止压力不够或管壁撕落造成锤头滑落。
9、质量保证措施
质量是企业的生命,工程质量是走向市场的立足之本。
争创国内一流水平的意识将永远激励我们为用户提供更安全、更可靠、更精美的建筑产品。
确立“百年大计,质量第一”的质量管理方针;
提高全员业务素质,使全体员工树立“工程在我心中,质量在我手中”的管理观念,增强质量意识,调动职工积极性,人人各司其职,用全员的工作质量来确保工程质量;
确立创优质工程目标,积极开展争创优质工程活动。
9.1、质量管理机构
质量管理组织机构采用定期和不定期结合的工作方式开展质量检查工作。
质量管理组织机构每月由项目经理组织一次质量检查和评比活动。
作业班组实行上、下工序交接检查制度,并对主要项目、关键工序实行跟踪检查,做到预防为主,把质量事故隐患消灭在萌芽状态。
9.2、质量保证体系
首先由测量组加密施工控制网,在监理工程师的协助下对控制网进行全面复测。
现场操作人员提前熟悉便桥施工图纸、桥梁结构图纸、相关文件,采用最优的测量方法进行施工放样,关键部位的放样要采取一种方法放样,多重方法复核。
严格按照设计图纸、相关文件、规范进行计算、精确放样,确保测量结果满足设计要求。
施工测量严格按照规范操作,定期检校仪器,保证仪器良好,作好施工观测记录,填好相应的测量成果资料,确保施工测量程序有效进行,保证工程质量。
在使用过程中,必须对全桥加强观测、记录,具体措施如下:
前期每周一次对便桥全桥进行测量观察,对全桥的沉降,偏位进行记录,待稳定后每月测量一次。
每天对全桥拼装点,焊点焊缝及各型材检查一次,如发现关键焊点焊缝生锈老化、关键型材明显形变。
应立即通知相关人员,临时封闭交通,采取补强措施。
施工过程中每完成一道工序,现场施工技术人员必须填写相关记录表格,尤其对钢管桩的长度、加工情况、施打和振沉情况做好详细的记录,对于加工不合设计要求的钢管桩一律不允许进场,作业班组实行上下工序交接检查制度,并对便桥搭设的关键工序实行跟踪检查,做到预防为主。
9.3、质量保证制度
①、建立、健全质量保证体系,加强全体人员质量意识教育,严格按质量保证体系规范施工生产,确保质量目标的实现。
②、严格技术交底制度。
工程开工前,项目经理部技术部门根据设计文件、图纸编制“施工手册”,向施工管理人员进行工程内容交底,使施工管理和作业人员了解掌握施工方案、工艺要求、工程内容、技术标准、施工程序、质量标准、工期要求、安全措施等,做到心中有数施工有据;
施工阶段由经理部技术人员对工艺标准、技术标准及安全措施的交底;
现场技术交底由作业层技术人员向领工员、工班长交底。
③、建立健全岗位责任制,对有关人员定岗定责,将每项工作落实到具体人员。
④、加强全体作业人员的教育和培训工作,使全体施工操作能够认识到质量是生命,质量是企业和个人实力的体现,强化质量意识,强化建筑精品意识,对所有的作业人员都进行岗前培训和专业施工技术及操作培训,考核合格者方可上岗。
⑤、雨季施工,严格执行施工技术规范的各项规定,制定详细的施工组织技术措施,确保工程质量。
⑥、在钢便桥的架设过程中,严格检查精度的控制以及焊接质量的控制等关键工序,确保梁的搭设质量。
⑦、钢便桥施工时应对所有材料进行进场检验,特别是主要材料应选用正规厂家的产品,杜绝“三无”产品。
⑧、施工过程中严把各道工序,上道工序不合格,严禁下道工序施工。
10、安全措施
(1)、建立健全安全体系
项目经理部成立以项目经理、副经理、总工程师为首的安全领导小组,组织领导安全施工管理工作,积极推动全面安全管理工作的深入开展。
(2)、建立健全的自检制度
项目经理部建立二级安全管理体系,项目经理部设质量安全监察部,施工班组设专职安检员、兼职安检员,分别实施检查任务,同时认真接受外部监督。
(3)、落实安全生产责任制
建立以岗位责任制为中心的安全生产责任制,制度明确,责任到人,奖罚分明。
(4)、施工前,按审核通过后的设计方案,经公司技术负责人和总监理工程师审核通过后,向相关管理人员、作业人员交底;
向总监办报审核验施工特种设备质量安全状况和特种作业人员证件。
(5)、施工人员必须戴安全帽,水上施工人员必须穿着救生衣。
(6)、进场机器设备必须有合格证明,并对机器进行全面保养,以保证机器正常使用。
(7)、进场材料,必须是国家正规厂家生产,特别是贝雷片必须是经过总后勤装备部批准生产的企业。
(8)、振动打桩锤要勤检查螺栓,以防止松动。
(9)、现场尽量采用网电,若无网电,我部自备发电机组。
(10)、为保证便桥承载安全,须严防超重汽车上桥,便桥路口设置限载牌,限载65t。
(11)、便桥路口设置限速牌(限速10km/h),严禁汽车速度过快造成其他不安全因素。
(12)、水上施工时必须有专人指挥,用对讲机、口哨及指挥旗等指挥。
(13)、施工过程中加强对堤岸的监测,及时采取措施消除隐患,确保河堤安全。
(14)、吊装作业派专人指挥,参加吊装的人员要掌握作业安全要求。
一切人员都不准在起吊和运行的吊机下站立,吊装作业区严禁非工作人员入内。
(15)、吊装作业前必须严格检查起重设备各部件的可靠性和安全性,并进行试吊。
11、环保措施
严格遵守《环境保护法》以及相关的法律、法规、规章制度,保护和改善作业现场的环境,控制现场的各种粉尘、废水、废气、固体废弃物、噪声、振动等对环境的污染和危害。
施工噪声主要包括施工现场、机械作业时和车辆运输时产生的噪声。
为减少噪声影响,机械设备选型配套时优先考虑低噪声设备,尽可能采取液压设备和摩擦设备代替振动式设备,并采取消声、隔音、安装防震底座等措施。
加强机械设备的维修保养,保证机械设备的完好率,确保施工噪声达到环境保护标准要求。
施工过程中采用先进设备,使用清洁能源,在设备选型时选择低污染设备,并安装空气污染控制系统。
防止严重漏油,禁止机械在运转中和维修时产生的含油污水未经处理直接排放,对含油污水进行隔油处理后再行排放。
施工物料堆放严格管理,禁止堆放在河堤上,防止在雨季或暴雨将物料随雨水径流排入地表及附近水域造成污染。
施工及生活废水的排放遵循清污分流、雨污分流的原则,各种施工废油、废液集中储积,集中处理,严禁乱流乱淌,防止污染水源,破坏环境。
为防止便桥施工污染水源,破坏环境,污水及废渣严禁乱流乱淌。
余土及废弃物等,严禁直接排入河中或遗弃于河床,在工程完工时进行清理,集中置于弃土场。
遵守国家和地方有关水土保持的规定,采取必要的措施防止施工中的燃料、油、沥青、污水、废料和垃圾等有害物质对河流的污染。
不破坏、占压、干扰河道、水道及既有灌溉、排水系统。
必须占压的,首先征求主管部门同意,并采取必要的防护、替代措施。
防止工程施工中开挖的土石材料对河流、水道、灌渠等排水系统产生淤积或堵塞。
河床内施工,遵守《中华人民共和国河道管理条例》、《中华人民共和国水法》中有关规定,防止对河流状态造成改变,防止弃碴淤积河床、污染河流水质。
12、文明施工
我们将严格按照监理组及业主具体要求和我公司有关文明施工的具体规定,制定严格的文明施工管理条例和计划,全体进场员工必须认真遵守、严格执行,坚决做到文明施工。
12.1、进场材料堆放规范化
材料堆放:
现场施工材料