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1、徐 州 至 明 光 高 速 公 路合同段：XMLJ-10钢便桥施工方案朝阳建设集团有限公司徐明高速公路十合同段项目经理部钢便桥施工方案一、编制说明本合同段为徐明高速公路五河县内沱河上怀洪新河一号大桥钢便桥。该便桥的编制以公司现有的施工力量和历年来类似的钢便桥施工经验作为基点、综合考虑施工现场实际情况。特编制便桥的施工材料、工艺及便桥承载计算作为依据。以方便指导施工，确保工程进度中的施工安全。二、工程概况该便桥桩号为k101+713k102+043段，桥总长度为330m左右和施工现场便道连接贯通。按照施工要求，该桥为单层六排上承式贝雷结构，便桥宽6m，跨径12m，五跨为一联，每一联设置一排制动墩
2、，最后一联设置六跨，每跨桩段设一座施工平台以便桩基施工。施工大平台单层六排上承式贝类结构，规格宽6m长21m，小的施工平台单层四排上承式贝类结构，宽6m，长9m。便桥设计限载60t，限速5km/h。下部钢桩分布：普通墩采用3根529mm8mm的钢管桩横桥向单排排列，桩中心距2.25m+2.25m。制动墩采用相同型号的钢管桩6根呈32双排列，横向中心距2.25m+2.25m，纵向中心距2m。横向盖梁采用三根25#工字钢并焊而成。上部结构分布：便桥主梁用三组双肢贝雷顺桥方向纵向排列，贝雷上以1.5m的间距分布25#工字钢作为横梁，横梁上用12.6#工字钢以0.3m的中心距分布作为分配纵梁，在分配纵
3、梁上满铺10mm钢板，钢板两侧以直径48mm的钢管焊成便桥护栏。便桥贝雷主梁与盖梁之间用小龙门连接，横梁与贝雷梁用U型螺栓连接，钢板、纵梁与横梁的连接采用焊接方式。二、便桥施工主要材料、设备 本便桥为全钢结构，主要材料见下表本便桥搭设所用主要设备见下表三、施工方法和工艺流程施工方法：钢管桩打设采用振动锤依次打入，贝雷采用现场拼装、吊车配合架设，就位后安装桥面梁系。施工工艺流程：便桥设计方案制定设备材料进场施工放样钢桩插打焊接剪刀撑盖梁安装桁架拼装主梁吊装横梁安装纵梁安装桥面钢板铺装护栏焊接完成安装。四、 便桥施工工艺流程1、测量放线根据图纸，在现有钢便桥上放出准确的控制点，便于现场控制桩基的轴
4、线。2、桩体质量检查施工前检查桩体本身是否有裂痕；是否已弯曲变形；表面有无严重的锈蚀和割焊受伤现象，其壁厚应当满足设计要求。存在缺陷的桩体禁止使用。3、机具准备选用设备应符合桩基的设计贯入度要求，机具性能满足进度要求4、场地场地平整，具有一定的超载力，以保证机械的垂直稳定和移动5、下部结构a、打桩根据计算钢管桩入粘土层7m左右，水深5m，高出水面3m，总长15m。实际打桩过程中根据水深及地质的不同用贯入度加以控制。（1）采用45振动锤打桩。将钢管桩桩头上割出可供吊具钩吊的三角小孔，用25t汽车吊将其竖直吊起，对准桩位放下。对准好桩位后，用汽车吊吊起振动锤，液压夹头对准钢管桩壁并夹住钢管桩，初步
5、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。若钢管桩已打入预计长度，贯入度仍较大，说明该处土质较差，承载能力不满足要求，需要继续打入，直至贯入度满足要求，即实际承载能力达到要求为止。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。振动锤打桩讲究一气呵成，一次性振动不能超过15min；如果再振，土地硬化很难打下去，施工现场出现桩无法打下去，我们将改进施工工艺，采用柴油锤打桩或自由锤打桩。如果桩入土很浅，就需增加桩的数量，形成群桩来增加栈桥墩的抗扭性与稳定性。b、钢管桩纵、横向加固连接每一桥墩处的钢管桩插打完成后
6、,对钢管桩进行横向连接。视其水位的高低确定适当的连接位置。将分割好的10mm钢板垂直焊接在钢管桩内侧作为槽钢与钢管桩的连接钢板，然后用14#槽钢横向或斜向焊接在连接钢板上。若受水面高度所限，可改用八字撑，保证横向稳定并防止出现不均匀下沉。各支撑型钢与钢管桩连接处采用满焊，必须确保焊缝质量，c、盖梁打设好钢管桩后，在每一桥墩处的钢管桩顶部放置10mm600mm600mm桩帽，盖梁采用2根6m长并焊的25#工字钢，最后将钢管桩、桩帽及盖梁焊牢成为整体。6、上部结构安装a、桥两侧上部结构安装贝雷主梁在桥头空旷场地内拼装，下面垫枕木，用吊车将贝雷逐片吊起，用桁架销子相互连接接长。该桥共有三组贝雷，三组
7、贝雷则用0.9m支撑架连接。每组间的距离为1.3m。连接桁架的所有螺栓螺帽必须拧紧，桁架销子穿到位后必须插好保险销。主梁拼装好后用吊车起吊安放至相邻桥墩上，吊放时应注意吊车的稳定性。放稳贝雷组后，用8#槽钢制作的斜撑将相邻的两组贝雷片斜向连接好。三组贝雷片连接就位后用小龙门将其固定在盖梁上。固定好贝雷组后，将25#工字钢以1.5m的纵向间距横铺于贝雷梁上作为横梁，两侧与主跨连接处各加设一根横梁，用U型螺栓及压板将其固定于贝雷梁上，接着将12.6#工字钢以30cm的间距纵铺于横梁上作为纵梁，接头处交错放置，并用电焊焊接好。然后将10mm钢板满铺在纵梁上，焊牢。之后将6mm的线钢作为防滑条焊横向焊
8、在桥面上。最后用48mm的钢管在桥面两侧焊成1m高的护栏。在铺设的过程中应注意横梁及钢板、护栏的整齐性，确保便桥外观保持整齐的线型。7、桥头填土桥面与桥头路的衔接十分重要，桥头填土应略高于桥面，并保持与桥面相平的距离不得小于2m，以防止上坡车辆给便桥造成挤压推力，从而使便桥扭曲变形。8、排架桩安装方法与便桥相同。9、便桥打桩及安装贝雷梁示意图：五、严格的工程质量检测制度1、 建立健全以项目经理为首的质量管理体系，经理部各部门明确质量管理范围、责任、技术科各部门分级落实责任制，技术人员分工明确，并且责、权、利三者相结合，发挥出每个技术人员的工作积极性，使他们起到应有的作用。2、 认真审阅图纸，审
9、图需全面、完整，发现问题时做好记录，开工后遇到有关技术上的问题及时请示，对相关专家指示的技术方法正确地深刻领会，以指导施工。3、 现场工程技术人员做到认真、细心负责，及时指出工程施工中的不足之处并予及时纠正完善，工作过程中做到操作仔细、不放过任何可疑点，并推行复核检验制度。4、 认真检查各型材的进场质保书；对全桥组装件的拼装质量进行检查，所有的销子、螺栓必须安装到位；全桥焊接严格按照相关操作规程进行，并由工程组把关，保证焊接的质量。5、 推行计划管理各施工组，各组根据总计划指标要求制定本组、本施工点的计划。队部提出处理意见，及时调整人工、材料、机械设备在数量和时间上的安排，保证各施工环节环环紧
10、扣，有条不紊，既保进度又保质量。六、严格的安全生产管理制度1、构件吊装和安装须遵守公路工程施工安全技术规程、起重机械安全操作规程以及其他相关安全操作技术规程，并要对每一个相关操作人员进行现场安全交底，确保施工安全。2、施工过程中，施工人员和技术人员必须带好安全帽，高空作业时要系好安全带，水上作业要穿救生衣。3、吊装过程中，无关人员应退至安全范围之外，吊车臂架下和工作半径范围内不得站人。4、吊装用的钢丝绳、吊具等必须满足受力要求，且要具有一定的安全系数；钢丝绳使用前一定要经过检查，合格后方可投入使用。5、钢丝绳吊点部位要保证所吊构件具有足够的强度和刚度，必要时加设支撑杆或扁担梁，以防止构件变形。
11、6、为保证钢丝绳使用寿命和使用安全，应在吊点处加垫木板、麻片或采取其它措施使吊点处钢丝绳受力均匀，不产生应力集中，避免割绳、断绳等安全事故发生。7、钢丝绳安装好后要进行全面检查，确保安全牢固后方可指挥起吊。起吊时要缓慢提升吊钩，先收紧吊绳使之受力，然后进行试吊，确认安全后才能正式起吊提升。8、吊装或拖拉过程中必须派专人指挥和协调运作，发现不安全因素和任何违规操作立即制止，纠正后方可继续吊装或拖拉。9、构件起吊后应根据实际情况，由起重工通过拉绳拉好重物防止旋转和晃动，任何人员、船只不得从被吊构件下通过。10、现场注意用电、用火安全，每天施工完毕应收好电线、气瓶，做到工完场清，并及时关闭电闸。七、
12、便桥监控维修措施1、为保证便桥承载安全，须严防超重汽车上桥，老路与便道岔路口设置限载牌，限载60t。2、老路与便道岔路口设置限速牌（限速5km/h），严禁汽车速度过快造成其他不安全因素。3、全桥需24小时专人看护，保证限载限速的严格执行及桥身、关卡安全，同时对紧固部分及焊接部位例行检查，发现松动的或者脱焊的及时加固。4、该便桥仅供施工之用，不作为通车便桥，因此对便桥需加以管制。便桥进出口两端醒目位置安装施工便桥警示牌，警示牌上注明“施工便桥，非施工人员、车辆不得通行”等内容。同时两端安装铁门，进一步对外来人员车辆进行控制。5、因该便桥需使用一年多，所以必须对全桥加强观测、记录。前期每周一次对全
13、桥进行观察，对全桥的沉降、偏位进行记录，待稳定后每月测量一次。保证每天对全桥拼装点、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，应立即通知项目部，临时封闭交通，采取补强措施。便桥计算书一、适用范围：本验算书适用于安徽怀洪新河便桥。二、设计依据怀洪新河一号桥施工图三、主要参考资料1、公路桥涵设计通用规范JTG D60-20042、徐明高速工程地质勘察参考资料3、公路桥涵施工技术规范 JTJ041-20004、海港水文规范 JTJ 213-985、海港工程荷载规范 JTJ 215-986、海港码头结构设计手册7、桩基工程手册中国建筑工业出版社8、公路桥涵设计规范（合订本
14、）9、公路桥涵设计通用规范JTG D60-200410、公路桥涵地基与基础设计规范 JTJ 024-8511、钢结构设计规范 GB 50017-200312、装配式公路钢桥多用途使用手册13、钢结构设计手册第三版14、路桥施工计算手册 人民交通出版社 周水兴等15、桥涵16、材料力学第三版 孙训方 胡增强等主编和修订四、主要技术标准1、设计标准：履带吊-50，混凝土运输车-402、荷载永久荷载：栈桥自重基本可变荷载：履带吊-50，罐车-40，空罐车18t其他可变荷载： 风力：6级风力，设计速度取Vd13.8m/s；20年一遇风速为33.5m/s；级别为11级； 波浪力：20年一遇，单根直径0.
15、529m的桩，波浪力为20kN；参照栈三图纸 汽车制动力：按公路桥涵设计通用规范采用；取车重的10%；3、栈桥尺寸：桥宽6米，单跨12m，5跨为一联,总长330m。五、地质情况灌注桩桩号第一层第二层第三层第四层第五层2号桩（K101+653）土质粘土层细砂粘土细砂粘土厚度(m)7.104.36.301.22.8侧向摩擦系数(kPa)5540704575灌注桩桩号土质第一层第二层第三层第四层第五层18号桩（K102+157）粘土层粉土细砂粘土细砂厚度(m)5.74.42.08.211.2侧向摩擦系数(kPa)6040457055六、主要材料及性能所用钢材性能参照表材料弹模（MPa）屈服极限（MP
16、a）容许弯曲应力（MPa）提高后容许弯曲应力（MPa）容许剪应力（MPa）提高后容许剪应力（MPa）参考资料Q2352.1E+5235145188.585110.5路桥施工计算手册Q3452.1E+5345210273120156路桥施工计算手册贝雷梁2.1E+534524024.5t/肢装配式公路钢桥多用途使用手册根据公路桥涵设计规范P392说明临时性结构容许应力可按提高30%40%后使用。七、设计要点本栈桥平面尺寸为横向6m，纵桥向12m/跨，5跨为一联，每联设置一个伸缩缝和一处制动墩。栈桥结构形式如下：支撑桩：普通墩为单排3支529mm8mm钢管，采用14a做剪刀撑，制动墩为双排6支52
17、9mm8mm钢管，采用14a做剪刀撑。横梁：双肢I25,支撑在钢管桩上。纵梁：六肢贝雷梁，采用900mm花架连接。组与组之间间距1300mm,采用自制8剪刀撑作为横向联系。支撑在横梁上。横向分配梁：I25,间距1500mm，支撑在贝雷梁上纵向分配梁：I12.6,间距300mm，分担在横向分配梁上。面板：10mm钢板作面板。护栏：48mm钢管和防护网作为护栏。连接：分配梁与贝雷采用U型螺栓连接,贝雷梁与横梁采用门架连接。八、施工要点、管桩施工管桩采用船载履带吊配合震动锤插打施工。管桩在后方加工成型，船运或通过栈桥汽运至现场，履带吊提起后一次打入，中间不可有较长时间停顿，避免桩周土扰动后又恢复造成
18、沉桩困难。管桩施工时应采用特制导向架施工，严格控制垂直度和偏位。管桩打设完后，将其顶面割至统一的设计标高后，在上面放置桩帽钢板并焊接（焊缝长度为60cm,高度1cm）,然后将横梁放置在桩帽上并焊接和设置八字斜撑确保其稳定。、贝雷梁及上部结构的安装。横梁安装完成后即可在其上放置贝雷梁。本方案中贝雷梁为两肢一组，采用90cm花架连接且组与组之间用8剪刀撑连接，提高了贝雷梁的整体稳定性。贝雷梁就位后，应用特制小门架将贝雷梁与横梁固定在一起，确保贝雷梁的定位及稳定性。贝雷梁上放置I25分配梁，分配梁间距1.5m。每道分配梁与贝类之间采用两道骑马螺栓连接，确保其稳定性。分配梁上放置I12.6,间距30c
19、m。I12.6两端与其下I25焊接。面板为10mm钢板，板与板之间拉开2cm施工缝，便于与其下I12.6焊接。九、荷载分布在铺设过程中可采用履带吊在栈桥上操作，施工时控制履带吊及荷载总重不超过60t。栈桥使用过程中，注意荷载的控制。错车尽量在错车平台位置进行，重车之间应严格保持车距。在便桥上支立吊机时，汽车吊支腿的垫木必需与分配梁垂直方向放置，并确保每肢分配梁最多分担7t。十、结构验算1、计算荷载、竖向荷载：一跨栈桥自重31t 、混凝土运输车40t，空罐车18t,履带吊50t，考虑履带吊和罐车不同时作用在一跨上,但是罐车可能出现错车的情况。单桩竖向受力F311.2+（40+18）1.4/339
20、.5t395kN。、水平荷载A、风载：（公路桥涵设计通用规范P28）式中：Fwh：横向风荷载标准值（kN）；Wd：设计基准风压（kN/m2），公式为；Awh：横向迎风面积（m2），此处取Awh14m2；Vd：设计高度Z的风速（m/s），此处取Vd33.5m/s；Z：距水面的高度（m），此处Z6m；：空气重力密度（kN/ m3），；k0：设计风速重现期换算系数，此处取k00.9k1：风载阻力系数，此处取k10.9k3：地形、地理条件系数，此处取k31.00g：重力加速度，g10m/s2。所以：；kNB、波浪力：F波20kN，参照栈三图纸D、汽车制动力：根据公路桥涵设计通用规范查得，汽车制动力为汽
21、车荷载重力的10，即F制动5001050kN2、横向分配梁I12.6a验算 荷载：罐车一侧后轮总宽为60cm，I12.6a间距30cm，再考虑桥面钢板的部分横向分布作用可以认为其作用在三肢I12.6a上，罐车每侧后轮荷载为400.7/2/2=7t，每肢受力为2.33（7/3=2.33）t.I25a间距为1.5m，受力情况经MDT2007分析见图1：单根I12.6a所受应力为112.9MPa,小于Q235钢材的容许应力188.5MPa,最大变形为1.6mm. 小于1500/400=3.75mm，满足要求。3、横向分配梁I25a验算 状态1： 一辆罐车作用且其中一个后轮刚好作用在分配梁I25a跨中
22、时，每肢受力为400.7/2=14t。I25a间距为1.5m，其下贝雷梁间距为0.9m和1.3m，受力情况经MDT2007分析见图2：单根I25a所受应力为77.3MPa,小于Q235钢材的容许应力188.5MPa,最大变形为0.318mm. 小于1500/400=3.75mm，满足要求。状态2：履带吊作用长度约5m，故重力平均作用在4肢I25a上，且经履带作用在两条线上，每肢跨中受力50/4/2=6.25t，小于状态1，不予计算。状态3：罐车作用且错车时，状况分析见图3。受力情况经MDT2007分析见图4：单根I25a所受应力为64.2MPa,小于Q235钢材的容许应力188.5MPa,最大
23、变形为0.199mm. 小于1500/400=3.75mm，满足要求。由以上分析知，状态1为最不利状态，经计算满足要求。4、贝雷梁稳定性验算作用在贝雷梁上的力主要为混凝土运输车荷载和50t履带吊荷载，按跨中最不利荷载计算。考虑到桥面板的部分横向分布作用，桥面板自重及其他可变荷载略去不计。4.1当混凝土运输车作用时，假设混凝土运输车一侧的重力完全作用在一肢贝雷梁的跨中位置，此时贝雷梁受力最大。 弯矩M1/4PL0.2520012600kNm 满足要求。剪力P为单侧车重一半，即10t，小于贝雷梁的容许抗剪强度24.5t， 满足要求。4.2当履带吊作用时，单侧车重P为25t，履带作用长度按4m计算，
24、均布荷载Q为6.25t/m弯距M=1/4PL-1/2Qx22=750-130=620 kNm 满足要求剪力P为单侧车重一半，即12.5t，小于贝雷梁的容许抗剪强度24.5t， 满足要求。4.3当罐车错车时，将其布置在对其下贝雷梁能产生最大集中力的情况，对I25受力分析见图5-1，由此可知贝雷梁跨中最大集中力为233112N=233kN，则分为前后轮后为69.9 kN和163kN，受力情况见图5-2，经MDT2007 分析得：单根贝雷所受应力为161MPa,小于贝雷梁的容许应力240MPa，最大变形为13.6mm小于12000/400=30mm.满足要求。综上所述，贝雷梁满足安全使用要求。5、横
25、梁（I25a）稳定性验算作用在横梁上的力主要为桥面板、贝雷片等自重及履带吊、罐车等活载，按横梁跨中最不利荷载计算。罐车荷载58t，栈桥自重31t，总荷载为118.4t（311.2+（40+18）1.4）。6排贝雷，每排分担19.7t。横梁下3根钢管为三个支点。由此建立受力模型，经MDT计算得横梁最大应力为98.1MPa，小于允许应力188.5MPa，最大变形为0.56mm。由此步计算知下方钢管桩每根受力为39.5t。6、钢管桩单桩竖向承载力验算开口管桩单桩极限承载力计算表达式为：桩基工程手册其中：，桩周第i层土的极限侧摩阻极限端摩阻。其中侧摩阻参照2#墩地质资料中桩周极限摩阻力计算。 桩周第i
26、层土的厚度。 桩端投影面积。 侧阻挤土效应系数，直径为529mm的管桩为1。 端阻闭塞效应系数，当入土深度与桩经比值大于5时，=0.8。开口管桩侧阻挤土效应系数sD(mm)6007008009001000s10.930.870.820.77实际计算时，保险考虑均不计桩尖承载力，按摩擦桩计算。假设钢管桩进入粘土层X米后，承载力满足要求。由上式推出X为3.96m，即钢管桩在进入粘土层3.96m（未计算淤泥层）时单桩承载力满足要求。实际控制时管桩长度应随着水深的增加而加长，原则以管桩的实际入土深度和管桩的插打贯入度双控，考虑1.5的安全系数，确保进入硬土层深度在6m以上或10min内贯入度小于3cm
27、。2.2、桩的稳定性验算钢管桩稳定性主要是压弯和水平荷载的稳定性。弯矩作用在对称轴平面内的实腹式压弯构件稳定性计算公式：钢结构设计规范P46N构件轴心压力；参数，=；轴心受压构件稳定性系数；构件计算范围内最大弯矩；截面塑性发展系数，查该规范，圆形截面取1.15毛截面模量；等效弯矩系数，无端弯矩但有横向荷载作用时为1.0；钢管桩的截面面积为：A=3.1452.90.8=132.88cm2N79.7t0.797106N钢管上部自由长度按9m计算，查表得：轴心受压稳定性系数=0.88 =3.143.142.1E110.0132/(1.132.532.5)=2.35E7水平荷载作用在钢管桩的顶部，水平力产生的弯距为，Mx=PL=29180kNm钢管桩抗弯截面系数故：满足稳定性要求。附图见下页
