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1、目 录1工程概况31.1地形地貌31.2水文地质41.3自然气象51.4沿线交通条件52施工组织方案52.1组织机构52.2设备、材料组织62.3人员培训72.4施工队伍及机械配备82.5工期安排83 便桥形式、设计依据及技术标准83.1 便桥结构形式83.2 设计依据103.3 技术标准104 6M宽、15M跨度便桥计算书114.1验算荷载114.2 荷载统计124.3 上部结构内力计算124.4 一般墩的验算184.5 过渡墩的验算234.6 计算结论285 4M宽、12M跨度便桥检算285.1荷载确定285.2荷载检算295.3 计算结论336 6M宽、12M跨度便桥检算336.1荷载确
2、定336.2荷载检算346.3 计算结论377便桥施工工艺377.1便桥下部结构施工377.2便桥上部结构安装398施工监控及观测429便桥施工质量控制439.1质量控制程序439.2便桥质量验收标准4510便桥施工安全措施及日常维护方案4810.1施工安全保证措施4811环保水保措施5011.1水域施工区5011.2 岸上生产区和办公生活区5012附图51附件1 6M宽、12M跨便桥一般墩基础采用3根529*7钢管桩补充计算51附件2 施工平台检算53塞湖特大桥钢便桥施工方案1工程概况九江长江公路大桥A3合同段塞湖特大桥为跨越塞湖而建，桥梁中心桩号K17+665，全长2644m，其中1#71
3、#墩跨越塞湖湖面约2200m。上部结构采用30m预应力砼T梁，先简支后连续结构；下部结构采用钻孔灌注桩基础、柱式墩台上接盖梁，同幅桥桩顶设地系梁，较高的墩柱间增设系梁连接。为了塞湖特大桥基础及下部结构施工，便于施工机具设备、材料及砼运输，需修建一条贯通的便桥。考虑到地系梁施工和便桥拆除方便，便桥搭设在线路前进方向的左侧、盖梁正投影线外，便桥总长度约1860m。塞湖两岸地势较高，为方便便桥施工机械设备、材料进场，并提供工作面，经与塞湖产权部门及水利部门协商同意，便桥施工前先进行筑岛顺坡，经实地测量起点处筑岛长度约150m，终点大堤处筑岛长度约70m，筑岛纵坡按6%考虑。1.1地形地貌本项目位于九
4、江市经济开发区九江县，K15+700K16+400为丘岗垅谷地貌，地形呈波浪型起伏，丘岗丘坡植被发育或被辟为经济作物种植地，垅谷洼地多为水田，少部分为水塘、沟溪；K16+400K19+264为湖泊及湖冲积平原地貌，地势平坦，湖域较广，平原内沟渠、塘堰广布，道路纵横。1.2水文地质勘察区湖泊有七里湖和赛湖，两湖湖水涵道相通，其余为垅谷洼地的沟溪，均流入七里湖或赛湖。地表水、地下水受降水或长江水位多重控制，雨季水量增大，水位上升，长江水位高，其水位相应上升。塞湖与长江之间有一节制闸，可向长江泄洪。2000年至2008年塞湖最低枯水位标高14.7m（黄海高程12.81m），丰水期最高水位20.61m
5、（黄海高程18.72m）。塞湖历年水位调查表（来自九江县水利局网站）年份塞湖枯水位（m）塞湖最高水位（m）长江水位(m)备注2000年14.717.7518.39表中标高均为吴淞高程2001年15.1517.7617.382002年15.4019.2920.952003年15.1819.3020.012004年15.7519.4218.102005年15.0020.61(20米以上持续4天)19.422006年15.6018.1116.892007年15.7918.1819.002008年15.6117.9318.23地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙、基岩裂隙水及基岩岩溶水。根据水质分析成果
6、，测区内地表水及地下水对砼无结晶类腐蚀、无分解类腐蚀、无结晶分解复合类腐蚀。地质资料显示，湖区表层覆盖1020余米Q41+al粉质粘土：青灰、黑褐色，很湿，软塑为主，局部因为含水率稍高呈流塑状，主要成分粘粒组成，粉粒次之，稍有光滑，稍有摇震反应，干强度稍低，韧性中等，顶部覆有2030cm厚淤泥。fa0=110Kpa，qik=30Kpa。其下是Q2al粉质粘土：黄褐、灰褐、红褐色，湿，可塑硬塑，主要成分粘粒组成，粉粒次之，稍有光滑，无摇震反应，干强度较高，韧性中等。fa0=220Kpa，qik=55Kpa。1.3自然气象本合同段属亚热带内陆季风气候区，气候温和湿润，具有四季分明，无霜期长，雨量丰
7、富、雨热同季的气候特征。年最高气温41.2在7、8月份，年最低气温-10在1月份；年最大降水量2165.7mm、最小降水量868.3mm、年平均降水量1400mm，降雨主要集中在47月，占全年降雨的50%；全年平均无霜期249天；多年平均湿度79%，全年以东北风出现频率最高，年平均风速3m/s。1.4沿线交通条件本合同段地处九江城区范围，沿线交通条件较好，有公路达工点附近。但起点段及终点段进入塞湖需修筑便道。2施工组织方案2.1组织机构针对便桥搭设工程量大、材料设备投入大、安全、环保要求高的特点，项目部成立便桥施工领导小组，具体负责便桥的施工及维护，组织机构及人员分工见表2.1。表2.1组织机
8、构及人员分工序号姓名职务分工1潘学忠项目经理总协调2王洪田项目总工方案制定、技术交底3曲风浪项目副经理现场协调、管理4刘汉俊物质设备部长机械设备、材料组织、采购5王志刚工程部副部长现场质量控制6田双喜安全长安全环保培训、现场安全控制、使用过程检查7黄祖金征迁协调部主任外围关系协调、地方矛盾处理8李吉顺施工一队队长负责终点段便桥施工、现场管理9施工二队队长负责起点段便桥施工、现场管理10劳传凯现场技术员负责一队现场技术工作11刘国现场技术员负责二队现场技术工作12卢兴暖测量负责人负责测量定线及观测工作2.2设备、材料组织投入本工程便桥的主要施工机械设备及材料分别见表2.2投入钢便桥的主要施工机械
9、设备表及表2.3塞湖特大桥钢便桥材料一览表。表内所列设备及材料是根据便桥工程内容、数量，以保证施工质量和工期为前提做出的投入。表2.2 投入钢便桥的主要施工机械设备表序号机械或设备名称型号规格数量国别制造年份额定功率(kW)生产能力1履带吊QUY501中国 200850T2履带吊QUY701中国 200870T2汽车吊QY252中国200525T3平板运输车中国一汽220034振动沉桩机DZJ-602中国20045发电机组JS-1502中国20046电焊机BX-50010序号材料名称数量单位重总重1贝雷梁32802702桥面板88017673I22a工字钢657633.05490花架32805
10、销子65606I36a工字钢20207720钢管桩1728+52808529钢管1296+528920槽钢2232108槽钢496020个平台序号材料名称数量单位重总重1贝雷梁76*20=15203I25a工字钢468*20=9360490花架76*20=15205销子152*20=30406I36a工字钢84*20=16807630钢管桩168*20=3360920槽钢1794*20=35880合计序号材料名称数量单位重总重1贝雷梁48002桥面板8803I22a工字钢65764I25a工字钢93605I36a工字钢3700690花架48007销子96008720钢管桩70089630钢管桩
11、336010529钢管18241120槽钢38112128槽钢49602.3人员培训管理人员和专业技术人员及作业人员从已完工项目调派（从事现场施工多年，有丰富的工作经验），并按计划规定的时间到达施工现场。在组织施工作业队伍时应严格做好以下工作：注重素质。施工劳力人员素质直接影响工程质量，施工劳力队伍素质审查要严把“四关”，即政治素质、道德纪律、身体条件和技术水平四个方面。注重教育。教育是先导，只有适时耐心的教育，才能使施工劳力队伍的素质不断提高。教育内容要有针对性，包括：施工当地的政策、民风习俗教育、法制教育、作风纪律教育、文化技术教育等。签订施工劳务合同。要使施工人员安心施工，把精力集中到工
12、程质量上来，必须按经济规律办事，改过去的任务分配制为合同制。2.4施工队伍及机械配备拟安排2个专业施工队从赛湖两端分别进行施工，每个施工队配备施工人员50人。2.5工期安排计划2009年12月10日开工，每个施工队每天完成二孔（24m30m），35天完成，考虑不利天气影响10天工期，计划到2010年1月25日完成。每跨便桥的施工周期见下表。序 号工 作 内 容计划时间（h）备 注1插打钢管桩22桩头加固、桩帽安装23架设钢梁14桥面板铺设1.55便桥吊机前行0.5便桥安装循环7h6桥面附属53 便桥形式、设计依据及技术标准3.1 便桥结构形式便桥采用钢管桩基础，贝雷片承重体系；考虑到便桥长度达
13、到1860余米，便桥、平台、钻孔桩等交叉施工车辆多，为方便会车，并考虑到经济因素，便桥宽度采用6m和4m两种型式，两端各600m采用6m宽，中间段660m采用4m宽，4m宽段利用平台作为会车点。每联设置宽度为5cm的伸缩缝，伸缩缝设置在过渡墩位置。承重梁6m宽便桥采用6排单层贝雷桁架，4m宽便桥采用4排单层贝雷桁架，使用90型标准贝雷花架进行横向联结；考虑到现有的机械设备施工能力，现有50吨和70吨履带吊各一台，便桥纵向标准设计跨径为12m、15m两种（起点段采用15m跨径，采用70吨履带吊施工；终点段采用12米跨径，50吨履带吊施工；4m宽便桥采用50吨履带吊施工，采用12米跨径）；桥面系桥
14、面板常用的结构形式有以下三种：钢筋砼桥面板；槽钢桥面板加I20a分配梁组合结构，I20a桥面横向分配梁间距75cm；I12.6工字钢和=8mm防滑钢板焊接而成的定型组合结构；I22a桥面横向分配梁间距150cm；方案比选：方案，考虑长期周转使用，认为不宜采用，不考虑；方案，优点是直接使用定尺型钢，无需加工，第一次使用成本较低；缺点是槽钢在车辆荷载作用下易翘曲变形、损坏，维护费用高，周转过程材料损耗大，不易管理；方案，缺点是第一次加工成本相对较高；优点是为定型产品，施工速度快，且刚度大不易变形，便于管理，并可用于地质不良地段临时道路；方案与方案材料用量比较，方案每平方米比方案多用19.8kg钢材
15、。方案20a槽钢I20a工字钢合计重量单位重量22.63kg/m27.91 kg/m每6延米重量(宽度2米)10622.63=1357.8kg9227.91=502.38kg1860.18kg方案I12.6工字钢、8*120mm钢板肋I22a工字钢8mm花纹钢板单位重量14.21 kg/m33.05 kg/m62.8 kg/m2每6延米重量（宽度2米）（96+62）14.21+75.4=1013.265233.05=330.5kg2662.8=753.6kg2097.36kg结论：经综合考虑，选择方案桩基础钢管桩选用原则：考虑到钢管桩接长及打设费工、费时，设计中尽量选用直径较大的钢管桩，以减小
16、桩的数量，另外考虑到运输方便（大小管可套装）钢管桩选择5298mm、6307mm、7207mm三种直径。使用时7207mm钢管桩尽量使用在6m宽便桥段；6307mm钢管桩使用在4m宽便桥段和平台处；5298mm钢管用在双排墩处。因本便桥使用材料数量庞大，现有材料规格不一，如现场有小于设计桩径的钢管，使用时需通过加大打入深度及增加桩数量的方法解决，但必须经验算后进行。6m宽便桥标准钢管桩基础采用单排2根7207m（或6307mm）钢管桩，横向中心间距4.2m（4m宽便桥标准钢管桩基础采用单排2根6308mm钢管桩，横向中心间距2.2m）；为防止便桥在车辆纵向冲击荷载作用下倾覆，6m宽便桥每5跨设
17、双排3根5298mm桩基础做为制动墩（4m宽便桥每5跨设双排2根5298mm桩基础做为制动墩）；为加强基础的整体稳定性，每排钢管桩间均采用20号槽钢连接成整体，墩顶横梁采用双拼I36a以上工字钢；护栏护栏采用I8工字钢做为立柱，立柱上打孔纵向布置43钢管做为栏杆，高度1.0m。（详细见便桥图纸）。3.2 设计依据1）公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）2）公路桥涵地基与基础设计规范 （JTJ024-85）3）公路桥涵钢结构及木结构设计规范 （JTJ025-86）4）公路桥涵施工技术规范 （JTJ0412000）5）海港水文规范 （JTJ213-98）6）塞湖水文调查资料、设计图纸
18、地质资料7）塞湖特大桥二阶段设计图（送审稿）8）钢结构计算手册9）装配式公路钢桥多用途使用手册3.3 技术标准1）设计桥面标高为黄海高程18.0m（吴淞高程19.9m，经20002008年水位调查分析，2005年最高水位达吴淞高程20.6m，但持续时间仅4天，其余年份均在19.5m以下，综合考虑便桥顶面选用此高程）；2）设计桥面宽度6.0m、4.0m两种；3）设计控制荷载：便桥运营期间：施工重车荷载主要表现在8m3混凝土罐车和25t汽车吊，其中：砼罐车自重15t+砼重20t；25t汽车吊行驶状态自重约26t，最大吊重按25t计；计算时考虑车辆冲击系数，及偏载影响。取用罐车荷载用于验算桥面系及桥
19、面分配梁的验算，其中6m宽便桥计算时按一辆砼罐车满载、一辆空载车会车考虑。便桥施工期间，施工工艺利用50t或70t履带吊车采用“钓鱼法”施工，50t履带吊自重50t+吊重15t, 70t履带吊自重70t+吊重15t；计算时考虑履带吊自重、车辆冲击系数及偏载影响，6m宽、15m跨度便桥设计中选用70t履带吊车荷载进行便桥主梁及钢管桩基础荷载验算（6m宽、12m跨及4m宽便桥设计中选用50t履带吊车荷载进行便桥主梁及钢管桩基础荷载验算）；4）河床最低高程按12.00m计；5）河床覆盖层：湖区表层覆盖1020余米Q41+al粉质粘土6）设计行车速度15km/h。4 6m宽、15m跨度便桥计算书4.1
20、验算荷载钢便桥运营期间施工重车荷载主要表现在8m3混凝土罐车和25T汽车吊，其中：砼罐车自重30T+砼重20T计；25T汽车吊自重约26T+25T；利用70T履带吊车采用“钓鱼法”施工，便桥设计中选用70吨履带吊车荷载进行便桥主梁及钢管桩基础荷载验算，罐车荷载用于验算桥面系及桥面分配梁的验算。8m3砼车：考虑1.2的冲击系数，按60T计，对于各轴的承载力情况见图。70T履带吊机：70T（自重）+15T（吊重）1.1（动力系数）=93.5T，考虑1.4倍的偏载安全系数，则履带荷载为1.493.5=130.9T，接地比压值0.076Mpa，履带接地尺寸5.48m0.92m，履带中心间距4.2m，具
21、体布置情况见图。图2、罐车荷载布置图3、履带吊车荷载布置4.2 荷载统计 1）钢便桥面层：8mm厚钢板，单位面积重62.8kg，则4.08kN/m。2）面板加劲肋工12.6,单位重14.21kg/m，则0.14kN/m，间距0.24m 。3）横向分配梁：I22a，0.33kN/m ，2.145kN/根，间距1.5m。4）纵向主梁：321型贝雷梁，6.66 KN/m。5）桩顶分配主梁：2I36a，1.32kN/m ，7.92KN/根。4.3 上部结构内力计算 4.3.1 桥面系检算由于本项目桥面系8mm面板与I12.6焊接成框架结构，其结构稳定可靠，在此不再对面板进行计算，仅对面板主加强肋I12
22、.6进行验算，其荷载分析如下：1）自重均布荷载：0.305kN/m(面板+梁重)，电算模型自动附加在计算中，不另外进行添加。2）施工及人群荷载：不考虑与梁车同时作用。3）I12.6断面内间距为24cm，横向分配梁间距为1.5m，其受力计算按照跨径为1.5m的连续梁进行验算。汽车轮压：车轮接地尺寸为0.5m0.2m,每组车轮压在2根I12.6上，则单根I12.6承受的荷载按照集中力计算为250 kN22=62.5kN，转换成线性荷载为62.5 kN0.2=312.5 kN/m；计算模型如下：图4、受力模型图5、计算结果(Qmax=38.47kN，Mmax=14.854kN.m)选用I12.6,查
23、钢结构计算手册得各相关力学参数如下：Wx=87.4cm3,A=14.33cm2,Ix/Sx=11.04cm(Ix=488cm4，Sx=44.2cm3)，b=0.5cm。=M/W=14.85kNm /87.4cm3103=169.9MPa1.3 1.3（根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第1.2.10条有：对于临时结构弯曲应力1.3145188.5Mpa，剪应力1.385110.5Mpa）挠度，满足要求。计算中忽略了8mm厚面板及钢框架整体分配作用，为此上述计算中是偏安全的，该桥梁面系结构设计满足临时钢结构强度刚度规范要求。4.3.2 I22横向分配梁内力计算 罐车轮式荷载分析施工及人群荷载：不
24、考虑与车辆同时作用；罐车轮压：根据上节对桥面肋I12.6的验算，可得到横向分配梁对桥面肋各支点的反力，即为车轮作用在横向分配梁I22荷载。上节支点反力结果见图6，选择其中最大的荷载76.13kN对I22进行控制验算。图6-1、I12.6 各支点反力结果图6-2、计算模型图6-3、计算结果(Qmax127.644kN，Mmax=18.46kN.m)履带荷载分析施工及人群荷载：不考虑与车辆同时作用；履带长5.48m，纵向可以同时压在4根I22横梁上（31.5m=4.5m5.48m)，单侧履带给予单根I22横梁的集中荷载 ：233.76kN/m5.48m24=160kN单组车轮压250 kN2=12
25、5 kN，为此选择履带荷载进行I22的结构验算。考虑结构物自重，建立计算模型：图7-1、计算模型图7-2、计算结果(Qmax125.74kN，Mmax=22.34kN.m)选用I22,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下：A= 42.1cm2 , W=310cm3，I/S=18.9(I=3400 cm4，S=174.9)，b=0.75cm；根据上述验算可知，对于横向分配梁I22,其在罐车轮压及履带压作用下，最大的内力为：Qmax127.644kN，Mmax=22.34kN.m。=M/W=22.34kNm /310cm3103=72.04MPa1.3。1.3。挠度，满足要求。根据上述计算结果知，
26、强度满足施工要求。4.3.3 321型贝雷梁内力验算 分析本钢便桥结构形式，计算中选取一联（415m）进行结构的强度、刚度及杆件稳定性的验算。将415m联钢便桥简化成一连续梁模型进行建模分析，分析施工荷载作用情形，现对结构物的两种工况进行分析：工况一：当履带吊机位于15m跨中时贝雷梁承受最大弯矩。工况二：当履带吊机位于钢管桩顶区域作业时，贝雷梁承受最大剪力。具体的荷载布置情况见本计算书开篇的“荷载分析布置图”，下面分别对工况一、工况二下纵梁内力情况进行建模分析。工况一：履带吊机位于跨中区域作业图8、4m15m型钢便桥贝雷纵梁简化计算受力模型图9、贝雷纵梁跨中弯矩图图10、内力电算结果(Qmax
27、=652.2kN，Mmax=2518.2kN.m)工况二：履带吊机位于桩顶区域图11、4m15m型钢便桥贝雷纵梁简化计算受力模型图12、贝雷纵梁跨中剪力图图13、内力电算结果(Qmax=1130.8kN，Mmax=1517.8kN.m)经过上述分析知，履带吊施工过程中贝雷梁最大剪力Qmax2=1130.8kN，最大弯矩Mmax2=2518.2kN.m。本钢便桥贝雷梁内力情况为：KQ=【245.2 kN6片】/1130kN=1.3(安全)；KM=【788.2kN.mkN.m6片】/2518.2kN.m=1.87(安全)；因此，整体结构强度满足临时钢结构施工设计规范要求。结合上述计算，单排贝雷梁内
28、力为：Qmax=1130kN/6=188 kN，Mmax=2518.2kN.m/6=419kN.m根据装配式公路钢桥多用途使用手册第22页贝雷梁结构分析简图可知，贝雷梁的内力可分为受纯弯和纯剪叠加而成。受纯弯时弦杆内力，弦杆截面积25.48cm2，因此弦杆应力：，满足强度要求。弦杆的稳定性：，稳定性足够；受纯剪时查装配式公路钢桥多用途使用手册第59页“桁架容许内力表”可知不加强的单排单层贝雷的容许剪力为245.2kN；斜杆内力：，端竖杆内力：，斜杆、竖杆采用I8，截面积为9.53cm2因此，斜杆、竖杆应力弦杆的稳定性：，稳定性足够；挠度验算桥梁总惯性矩I查装配式公路钢桥多用途使用手册第59页表
29、3-5可知，单排单层桁架J=.2cm4,纵向的桥面层的Ix=77.4cm4,6.5米宽桥沿桥梁方向共有6片桁架和27根I12.6桥面纵向梁。因此，其总惯性矩为I=6J+27Ix=cm4=0.0151 m4。非弹性挠度按照装配式公路钢桥多用途使用手册第39页贝雷桁架挠度计算经验公式，当桁架节数为奇数时，简支梁其跨中最大挠度为：fmax=d(n2-1)/8其中：n为桁架节数，d为常数；单层桁架d=0.3556cm,双层桁架d=0.1717cm；对于一联桥型跨径组合为415m,为简化计算，验算中15m单跨径进行验算，跨内共有5节桁架，且为单层桁架。将上述数据代入公式得fmax=0.3556cm(52
30、-1)/8=1.07cm，而对于连续梁，其非弹性挠度一般为简支梁的2/3，所以其fmax=1.07cm2/3=0.72cm。弹性挠度查路桥施工计算手册第764页附表2-9中的计算系数可知，均布荷载产生的挠度为：fq=0.677ql4/(100EI),其中EI=2.1105Mpa0.0151 m4=0.31010N.m2.因此，fq=0.677ql4/(100EI)= 0.677167154（1000.31010）=1.910-5m=1.910-3cm=0.0019cm。总挠度由以上计算可得到桁架在自重及履带吊在SSL工况下产生的最大挠度为：f总=f非+f弹=0.72cm+0.0019cm=0.
31、7219 cm。按照公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ025-86第1.1.5条“对于临时或特殊结构，其竖向挠度容许值可与有关部门协商确定”以及参考装配式公路钢桥多用途使用手册第49页计算示例，其竖向挠度容许值需满足f/L=1/250,即本桥15m跨的挠度容许值为f容=1500cm/250=6cm。因此，上述计算得到的f总= 0.7219cmf容=6cm，满足要求。4.4 一般墩的验算4.4.1 计算模型建立当履带吊机位于墩顶作业吊装时，墩基础承受最大荷载。一般墩的结构形式见下图：图14、一般墩构造图（单位：cm）1）荷载分析工况一：贝雷及上部结构自重荷载为19.21kn/m（如下图）：工况
32、二：履带吊机位于桩顶作业（如下图）：工况三：为工况一和工况二的组合。分析上述工况，工况三为最不利情况，选择工况三进行墩基础的验算，经SAP2000分析，墩顶作用力反力结果为：图15、最大桩顶荷载为1531.63kN为此，当履带吊机位于桩顶作业时，单排贝雷传递到桩顶承重梁上的荷载表现为1531.63kN/6=255.27kN.则建立墩基础受力模型如下： 图16-1、受力图 图16-2、剪力图 图16-3、弯矩图 16-4、轴力图4.4.2桩顶承重梁的验算根据上述计算模型可以得到桩顶承重梁内力结构为：图17、电算结果(Qmax=528.63kN，Mmax=-331.7kN.m)通过上述计算，桩顶承
33、重梁最大内力结果为：Qmax=528.63kN，Mmax=331.7kN.m，因此，桩顶承重梁的截面特性要求为：W=M/=331.7kN.m/145 Mpa=2287.6cm3；A= Qmax /= 528.63kN/85 Mpa=62.2cm2。结合本项目已有钢材情况，桩顶承重梁拟投入使用的主要型材有I32a、I36a、I40a及I45a。初步比较各型号钢材的力学性能，现选用2I40a进行强度检算,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下：A=86.1cm2 , W=1085cm3；=M/W=331.7kNm /（21085）cm3103=152.8MPa1.3=188.5 MPaQmax /
34、A 528.63/(286.1)30.7MPa 1.3=110.5 MPa根据上述计算结果可知，本项目拟投入使用的承重梁型材必须选用工40a及以上型号的钢材才能满足钢结构设计规范的强度及刚度要求，以满足安全施工生产需要。4.4.3钢管桩强度验算经上述建模分析知，钢管桩在冲刷后泥面处最大弯矩M=227.05kN.m，最大轴力为809.98kN(即单桩最大承载力)，本种类型的墩基础拟采用6307mm。1）6307mm钢管桩Wx=2110.4cm3，A=137cm2。根据上述计算，钢管桩在压弯共同作用下，最大应力为：，强度满足要求；钢管的稳定性：，稳定性不足。2）7207mm钢管桩Wx=2768cm
35、3，A=156.8cm2。根据上述计算，钢管桩在压弯共同作用下，最大应力为：，强度满足要求；钢管的稳定性：，稳定性足够。根据上述验算，对于一般墩基础需采用7207mm及以上型号钢管。4.4.4 使用阶段钢管桩间剪刀撑和平撑强度验算钢管桩间剪刀撑和平撑均设计为20a，经上述建模分析知，20a各杆件中最不利杆件的最大弯矩M=-2.49kN.m，最大剪力为1.38kN，最大轴力为51.6kN。20a的截面参数为：W=178.04cm3,A=28.83cm2,I/S=13.47(I=1753.3cm4，S=130.12cm3)，b=0.7cm。=M/W=2.49kN.m /178.04cm3=13.9
36、MPa1.3；1.3；，满足强度要求。4.4.5钢管桩入土深度根据港口工程桩基规范（JTJ254-98）第4.2.4条：式中：Qd单桩垂直极限承载力设计值（kN）；单桩垂直承载力分项系数，取1.45；U桩身截面周长 （m），本处7207mm为2.26m；单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值（kPa）； 桩身穿过第i层土的长度（m）； 单桩极限桩端阻力标准值（kPa）；A 桩身截面面积，7207mm钢管桩A=156.8cm2；查看地质资料可得，该区域地质资料显示，湖区表层覆盖1020余米Q41+al粉质粘土，顶部覆有2030cm厚淤泥，fa0=110Kpa，qik=30Kpa。其下是Q2al粉质粘土
37、，fa0=220Kpa，qik=55Kpa。由809.98kN1/1.45【2.2655Lx）】计算得：Lx=9.45m，即桩底入粉质粘土层9.45m。4.5 过渡墩的验算 4.5.1桩顶承重梁验算过渡墩构造如下图。图18、过渡墩构造根据上述对一般墩构造的分析，取贝雷对承重梁的作用力反力结果建立过渡墩的计算模型如下： 图19-1、模型图 图19-2、受力图 图19-3、剪力图 图19-4、弯矩图 19-5、轴力图4.5.2桩顶承重梁一的验算根据上述计算模型可以得到桩顶承重梁内力结构为：图20、电算结果(Qmax=266.9kN，Mmax=-110kN.m)通过上述计算，桩顶承重梁最大内力结果为
38、：Qmax=266.9kN，Mmax=110kN.m，因此，桩顶承重梁的截面特性要求为：W=M/=110kN.m/145 Mpa=758.6cm3；A= Qmax /= 266.9kN/85 Mpa=31.4cm2。结合本项目已有钢材情况，桩顶承重梁拟投入使用的主要型材有I32a、I36a、I40a及I45a。初步比较各型号钢材的力学性能，现选用2I32a进行强度检算,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下：A=67.1cm2 , W=693.75cm3；=M/W=110kNm /（2693.75）cm3103=79.2MPa1.3=188.5 MPaQmax / A 266.9/(267.1)
39、19.9MPa 1.3=110.5 MPa根据上述计算结果可知，本项目拟投入使用的承重梁型材能满足过渡墩承重梁一的强度及刚度要求，满足安全施工生产需要。4.5.3桩顶承重梁二的验算根据上述计算模型可以得到桩顶承重梁内力结构为：图21、电算结果(Qmax=262.7kN，Mmax=173.7kN.m)通过上述计算，桩顶承重梁最大内力结果为：Qmax=262.7kN，Mmax=173.7kN.m，因此，桩顶承重梁的截面特性要求为：W=M/=173.7kN.m/145 Mpa=1197.9cm3；A= Qmax /= 262.7kN/85 Mpa=30.9cm2。结合本项目已有钢材情况，桩顶承重梁拟
40、投入使用的主要型材有I32a、I36a、I40a及I45a。初步比较各型号钢材的力学性能，现选用2I40a进行强度检算,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下：A=67.1cm2 , W=693.75cm3；=M/W=173.7kNm /（2693.75）cm3103=125.2MPa1.3=188.5 MPaQmax / A 262.7/(267.1)19.6MPa 1.3=110.5 MPa根据上述计算结果可知，本项目拟投入使用的承重梁型材能满足过渡墩承重梁二的强度及刚度要求，满足安全施工生产需要。4.5.4钢管桩强度验算经上述建模分析知，钢管桩在冲刷后泥面处最大弯矩M=5.01kN.m，最
41、大轴力为272.6kN(即单桩最大承载力)，本种类型的墩基础拟采用5297mm。5297mm钢管桩Wx=1478.5cm3，A=114.8cm2。根据上述计算，钢管桩在压弯共同作用下，最大应力为：，强度满足要求；钢管的稳定性：，稳定性不足。根据上述验算，对于过渡墩基础可采用5297mm及以上型号钢管。4.5.5 使用阶段钢管桩间剪刀撑和平撑强度验算钢管桩间剪刀撑和平撑均设计为20a，经上述建模分析知，20a各杆件中最不利杆件的最大弯矩M=-2.49kN.m，最大剪力为1.38kN，最大轴力为51.6kN。20a的截面参数为：W=178.04cm3,A=28.83cm2,I/S=13.47(I=
42、1753.3cm4，S=130.12cm3)，b=0.7cm。=M/W=2.49kN.m /178.04cm3=13.9MPa1.3；1.3；，满足强度要求。4.5.6钢管桩入土深度根据港口工程桩基规范（JTJ254-98）第4.2.4条：式中：Qd单桩垂直极限承载力设计值（kN）；单桩垂直承载力分项系数，取1.45；U桩身截面周长 （m），本处5297mm为1.66m；单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值（kPa）； 桩身穿过第i层土的长度（m）； 单桩极限桩端阻力标准值（kPa）；A 桩身截面面积，5297mm钢管桩A=114.8cm2；查看地质资料可得，该区域地质资料显示，湖区表层覆盖1020余米Q41+al粉质粘土，顶部覆有2030cm厚淤泥，fa0=110Kpa，qik=30Kpa。其下是Q2al粉质粘土，fa0=220Kpa，qik=55Kpa。由272.6kN1/1.45【1.6655Lx）】计算得：Lx=4.33m，即桩底入粉质粘土层约4.5m。4.5.7 打桩设备的选择 根据上述对一般墩及过渡墩结构的验算，桩顶作用力分别为809.98kN 和272.6kN。本工程钢管桩基础设计中主要为7207mm和5297mm两种，钢管桩直径均适中，结合过去工程中打桩
