西溪大橋便橋施工方案
2010-12-17
一、工程概況
省道308復(fù)線澇港至大嶺段新建工程第A合同段全長2.14Km，起訖樁號為K0+000～K1+700及K4+860～K5+300.本合同段采用部頒二級公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度近期為25.5m、遠(yuǎn)期50m，設(shè)計行車速度60km/h.主要工程量包括：大橋556.4m/2座。
二、棧橋設(shè)計
本段西溪大橋工程K1+230-K1+350處需搭設(shè)平臺和棧橋，橋梁的施工機(jī)械設(shè)備需要在棧橋上作業(yè)。棧橋設(shè)計在橋梁中線位置布置。設(shè)計棧橋橋面寬6.0m，橋梁總長度120m，分16跨。
全部棧橋和平臺采用鋼管樁做立柱，立柱用振動錘將管樁打入土層，打入深度根據(jù)地質(zhì)情況而定，主要以貫入度和入土深度控制，以達(dá)到設(shè)計承載力。管樁為直徑600㎜，壁厚6㎜的鋼管。在靠管樁頂部處用Ⅰ12槽鋼，樁頂焊接鋼板，而后鋪設(shè)Ⅰ32工字鋼，工字鋼與鋼板滿焊，使整個平臺連成整體，提高穩(wěn)定性。工字鋼橫梁上架設(shè)貝雷縱梁、面層用Ⅰ25工字鋼和枕木鋪成。貝雷片與橫梁采用U形螺栓鎖緊；枕木用瑪釘釘成整體，以保證施工機(jī)械的安全行走。
三、棧橋的受力驗算
1、貝雷架的受力分析及驗算：
貝雷縱梁最大跨度為8m，受力分析和驗算按8m計算。
枕木：0.8×103kg/m3
?、?5a工字鋼：38.1kg/m
貝雷架自重：300kg/片、每片3m長
枕木重量：0.8×103×0.15×6×8=5760kg
?、?5a工字鋼重量：38.1×6×16=3657.6kg
貝雷架自重：300×4/3×8=3200kg
恒載：5760+3657.6+3200=12617.6kg
每延米恒載：12617.6/8=1577.2kg/m
恒載跨中彎距：1/2q12=1/2×1577.2×82=50470.4kg.m
=504.7KN.m
活載：施工中35T吊車履帶，所有施工設(shè)備中最重，以其作為計算控制的標(biāo)準(zhǔn)。
受力筒算模型為筒支梁，查閱《裝配式公路鋼橋使用手冊》35T履帶吊車空車在跨中生產(chǎn)彎距為1400KN.m、剪力為175KN.貝雷架容許內(nèi)力：彎距為3152.8KN.m、剪力為980KN.
棧橋所受彎距：504.7+1400=1904.7KN.m
1904.7/3152=0.60
按《裝配式公路鋼橋使用手冊》中規(guī)定：在彎距未超過容許彎距的5%時，由容許剪力控制。
履帶吊車停在一頭靠近鋼管樁時的剪力最大。
恒載的剪力為1/2q1=63.09KN
吊重物引起的剪力為：225.8×（120/500）=54.2KN
貝雷架所受最大剪力：63.09+175+54.2=292.29≤980KN
經(jīng)上述受力分析計算得貝雷架能承受施工時產(chǎn)生的荷載，強(qiáng)度能達(dá)到要求。
2、鋼管樁承載力及穩(wěn)定性分析：
鋼管樁用6㎜Q235熱軋鋼板卷制而成。
鋼管樁的截面積=лR2-лr2=л（6002-5882）/4=11196.6㎜2
鋼管樁的極限承載強(qiáng)度=215×11196.6=2407277N
吊車吊重時靠平臺所受的荷載T
350×2+120×6=4T
T=355KN
鋼管樁頂所承受的荷載：P=126.2+355=418KN≤2407.3KN
強(qiáng)度滿足要求。
穩(wěn)定性分析：
根據(jù)壓桿穩(wěn)定性公式：Pcr=л2×EI/（μ1）2
其中μ為下端固結(jié)，上端為鉸接，并結(jié)合以往的計算經(jīng)驗，μ的取值為0.7.
E=2.1×105Mpa
I=1/64×л（ R4-r4 ）
=1/64×л（ 3004-2924 ）
=40744999㎜
I按頂標(biāo)高為水平聯(lián)系槽鋼下邊緣－2計算，底標(biāo)高鋼管樁打入粗砂混淤泥層的一半計算。查設(shè)計資料，設(shè)計樁長自由長度≥6.5m，
Pcr=л2×EI/（μ1）2
=л22.1×105×40744999/（0.7×6500）2
=4079158aN=4079KN
Pcr/P=9.2
鋼管樁的穩(wěn)定系數(shù)為9.2
根據(jù)本工程所提供的地質(zhì)報告和鋼管樁的入土自由長度≥1.2米計算其極限摩阻力為：Q=л。D×ti.li
中粗砂l(fā)i=1.5m ti=70Kpa
管樁為直徑600㎜樁底強(qiáng)風(fēng)化承載荷載 G=395.64KN
Q=3.14×0.6×（1.2×70）+395.640
=553.896KN≥418KN
經(jīng)上述受力分析的穩(wěn)定性計算。棧橋是安全的。本棧橋可滿足35t履帶吊、砼攪拌運輸車、和施工機(jī)械在棧橋上作業(yè)的安全要求。
四、棧橋的施工方法
棧橋的施工，采用履帶吊車配合震動錘插打鋼管樁的施工方法，將鋼管樁打入土層中做棧橋橋墩，鋼管樁打入深度根據(jù)地質(zhì)情況而定，主要以貫入度和入土深度控制，以達(dá)到設(shè)計承載力。設(shè)計采用45KW震動錘震動沉樁，當(dāng)震動到貫入度很小（下沉量很少）時，樁頂承載力可達(dá)450KN，同時要以達(dá)到管樁入土深度6.5 m來校核。確保橋墩的穩(wěn)定性。
施工步驟是：從0#墩開始，完成0#和1#墩管樁插打后，用水準(zhǔn)儀測量標(biāo)高，按設(shè)計標(biāo)高將管樁頂部處用I12槽鋼作水平撐，焊牢于管樁上，橫梁和支撐焊接牢固后安裝貝雷梁。貝雷梁在陸地按設(shè)計拼裝，用吊車直接吊裝就位。貝雷縱梁安裝后，安裝橫向工字鋼，橫向工字鋼按枕木設(shè)置，每根枕木兩端必須擱置在工字鋼橫梁上，工字鋼最大間距宜控制在50㎝左右，以改善枕木的抗彎距性能，工字鋼橫梁用U形螺栓和貝雷梁瑣緊，使橋面整體穩(wěn)定安全。
