工字钢运梁便桥施工设计.doc

临时便桥施工方案一、临时便桥设计说明临时便桥设计总长32米，宽8米，钢管桩标准跨径5.0米，临时便桥与施工便道相接处采用C30混凝土台座支撑，混凝土台纵宽2m，高1m，横宽8m与临时便桥面同宽，台面标高与便桥钢管桩顶工字钢标高相同，台下1m范围内采用三七灰土换填，分层夯实。临时便桥基础采用630mm钢管桩，壁厚10mm，每跨4根钢管桩，间距2.5m；上部连接横梁采用焊接三拼I40b工字钢；纵梁采用14组工字钢并排构成，每组宽0.6m；纵梁上满铺2020cm方木。横向钢管桩之间采用 16槽钢斜撑，以增强临时便桥整体稳定性；横向3拼I40b工字钢上顺桥向扣焊16槽钢限制工字钢位置。临时便桥主要材料表见表1，横断面与纵断面结构分别见附图。表1：临时便桥主要材料表名称规格单位数量重量（kg）钢管桩630 mm10mm 31000 mm根2491820桩帽 75075010mm个241061工字钢横梁I40b米14410640工字钢纵梁I40b米134499456连接撑架I16米2004100方木20cm20cm4m根32030720栏杆钢管404mm米39m密目网1.2m宽76.8m2二、临时便桥结构检算临时便桥行车检算临时便桥设计荷载（设计通车能力）：车辆自重38t，限速5km/h，最大预制梁重量为162t，按通过栈桥预制梁运输车满载时考虑，车总重按200t计算。不考虑船只和排筏的撞击力，施工及使用时做好安全防护措施。1、栈桥计算参数(1) I40b工字钢：截面积94.1 cm2，每米重量73.878kg , Ix=22781cm4， Wx=1139cm3,Sx=671.2 cm3，腹板厚12.5mm。(2) I16槽钢:截面积25.15cm2，每米重量19.75kg ,Ix=934.5cm4， ，Wx=116.8 cm3 ，Sx=70.3 cm3，腹板厚8.5mm。(3)车辆冲击系数：由查公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)知，冲击系数采用1.3。考虑栈桥实际情况，即一跨内同方向最多只布置一辆重车。人群荷载不计。2、方木计算工字钢上满铺0.2m0.2m方木，纵横梁三拼I40b工字钢中心跨距0.6m，纵梁工字钢间距为60cm，是指中对中的距离，所以实际上连续两跨纵梁的距离为60cm减去工字钢的自身宽度，大约18cm。最不利情况为运梁车及预制梁荷载平均分布在1根方木上。运梁车共有56个轮胎，前边24个轮胎，后边32个轮胎。按运梁车与预制箱梁一半作用在栈桥上，荷载为运梁车与预制箱梁的一半为100t。按100t荷载全部作用在24个轮胎上，1个轮胎荷载集中作用在方木上，荷载为100101.21.31/24=65KN计算跨度L=0.18m。由查表路桥施工计算手册附表2-10得:方木跨中弯矩: ，截面弯曲应力为，挠度计算：满足要求。方木上不需铺设钢板。3、工字钢纵梁验算对纵梁工字钢最不利的单跨进行检算，最不利情况的集中荷载及均布载荷如下图所示：按运梁车及预制箱梁荷载一半全部作用在跨中。纵梁间距为0.6m，全部荷载的1/4作用在两根3拼工字钢上。运梁车及预制梁荷载P=P1/2=200101.21.3/4=780KN方木、工字钢的均布荷载每跨方木的重量P2 =（580.20.6）101.2=57.6KN每跨纵梁工字钢的重量P3=（74210/1000）101.2=186.5KNq=（P3+ P2）/5.0=(186.5+57.6)/5.0=48.8KN/m则最大弯矩为：M=Pl/4+ql2/8=7805.0/4+48.85.02/8=1127.5KNm跨中最大弯曲应力：，满足要求。查表路桥施工计算手册一根I40b工字钢，共作用在6根工字钢上。则在跨中产生最大挠度为： 满足要求。4、工字钢横梁验算路桥施工计算手册为两个集中荷载分布在跨中的位置时的弯矩，本工程最不利荷载位置应该为单侧车重等值的集中力作用在左侧跨中时，右侧车轮根据轮距（1.982m）作用在邻跨，计算此时左跨跨中最大弯矩临时便桥工字钢横梁力学计算简图如下：每跨方木自重P2 =（580.20.6）101.2=57.6KN每跨纵梁工字钢的重量P3=（74210/1000）101.2=186.5KN每跨横梁工字钢的重量 P4=（7424/1000）101.2=21.3KN横梁上重量为P=P2+P3 + P4 =265.4KN转化均布荷载为：q=P/8=33.2KN/m由运梁车及预制梁产生的集中载荷为P/= P1 =780KN根据清华大学版本力学求解器求出：最大弯矩则跨中最大弯曲应力：查路桥施工计算手册可知，一根I40b工字钢，满足要求。查路桥施工计算手册可知，集中荷载处挠度系数为0.99，均布荷载在集中荷载作用处挠度系数为0.677；则在跨中产生最大挠度为： 满足要求。5、单桩承载力及稳定性验算 （1）危险截面单桩受力单桩最不利荷载为运梁车运梁过程中，运梁车及预制梁前部自重落在桩顶位置。动力系数取1.3，安全系数取1.2。力学计算简图如下：最不利位置处外力为P1 =（38+162）101.21.3/4=780KN每跨方木自重P2 =（580.20.6）101.2=57.6KN每跨纵梁工字钢的重量P3=（74210/1000）101.2=186.5KN每跨横梁工字钢的重量 P4=（7424/1000）101.2=21.3KN每跨平面斜撑槽钢自重P5=(20.534)101.2=8.4KN（2）单桩承载力计算：极限侧摩阻力根据滨海新区西外环高速公路工程岩土工程详细勘察桩侧土摩阻力标准值，设计钢管桩长31m，桩入土深度28m，河底2m厚淤泥层侧摩阻力不计，进行单桩承载力计算：地质资料：栈桥桥面高程为+2.1m，河底高程为-0.622米，Q33Nsi淤泥层底标高为-2.622m，厚度2mQ24m淤泥质粘土底层标高约为-8.622m ，厚度6m，值取22KPaQ24m粉质粘土层底标高为-9.622m，厚度1m，值取30KPaQ24m粉土层底标高约为-12.622m，厚度3m，值取38KPa Q14h粘土层底标高约为-14.622m，厚度2m，值取45KPa Q14al粉质粘土层底标高约为-20.622m，厚度6m，值取50KPaQ14al粉土层底标高约为-22.622m，厚度2m，值取56KPaQd3mc粉质粘土层底标高约为-34.622m，厚度12m，值取60KPaQd3mc粉砂层底标高约为-40.622m，厚度6m，值取69KPa由公式计算得3.140.63(0.6622+0.6130+0.6338+0.6245+0.6650+0.6256+0.6660)=1350.7kN（3）特殊位置的验算在运梁车后轴半侧走在边跨跨中时，四根钢管桩的受力不均匀，反力入土所示，最大力为1290.33KN，小于桩的极限受压承载力。经验算，此位置为钢管桩受力的最不利荷载位置。根据清华大学版本力学求解器求出：运梁车走在最中间时，两侧的钻孔桩受到向上的力，所以加强横梁与钻孔桩的连接，满足抗拔要求。（3）单桩稳定性验算：回转半径最大自由长度取5+2/32622.33m，故钢管桩长细比22.33/0.22=101.51.3,符合要求4 倾覆稳定性验算=3.361.5,符合要求三、临时便桥栏杆设置在临时便桥两侧设置高1.2m栏杆，