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1、中鐵五局懷邵衡鐵路項目跨白竹河鋼便橋施工方案編 制： 審 核： 審 批： 中鐵五局懷邵衡鐵路項目經(jīng)理部二分部 2014年12月一、工程概況中鐵五局懷邵衡鐵路項目位于邵陽市隆回縣轄區(qū)，沿途經(jīng)過南岳廟鄉(xiāng)、石門鄉(xiāng)、桃洪鎮(zhèn)、雨山鎮(zhèn)、灘頭鎮(zhèn)、周旺鎮(zhèn)共兩鄉(xiāng)四鎮(zhèn)，正線起訖里程為DK114+900.00DK157+209.00，線路長度42.309公里。設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：本項目為客貨共線級鐵路，最高時速200km/h。中鐵五局懷邵衡鐵路項目二分部施工段主要工程內(nèi)容：（1）正線：里程DK137+520.525DK157+209.00，線路長19.688km；（2） 隧道工程：管段4座隧道，共計2554m，占管段長度2、的12.97%，其中羅家隧道長1044m，為管段控制性工程。（3）橋涵工程：管段橋梁18座，共計4.387km，占管段長度的22.28%,其中特大橋1座，大橋10座，中橋4座,框架小橋2座,公路跨鐵路橋1座；涵洞39座，倒虹吸2座；（4）路基工程：管段路基長12.748km，挖方總計153.9萬m，其中挖除、類土方 96.8萬m，挖除、類土方57.1萬m；基床本體填筑88.2萬m，基床底層填筑AB組料24.6萬m，基床表層填筑級配碎石8.8萬m，過渡段水泥穩(wěn)定級配碎石4.7萬m，過渡段級配碎石17.1萬m。 中鐵五局懷邵衡鐵路項目二分部白竹河特大橋、三田車中橋跨越白竹河，白竹河凈寬22m25m3、，平均水深2米，設(shè)置一孔全長27m的鋼便橋，為三排單層上下加強型，便橋為上承式鋼便橋，橋臺基礎(chǔ)為鋼筋砼基礎(chǔ)。鋼便橋橋面系I10工字鋼和10mm厚花紋鋼板。本便橋工程計劃工期：2014年12月10日開工,2015年1月20日完工，工期40日歷天。二、編制依據(jù) 1、公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTGD60-2004)2、公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 3、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 4、公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （JTJ025-86） 5、裝配式公路鋼橋多用途使用手冊 6、施工現(xiàn)場的實際情況。三、主要工序施工方法 鋼便橋施工放樣采用全站儀，高程測量采用水準(zhǔn)儀控制。便橋為上承式三排上下加強型，貝雷片縱向排列64、片，由橫梁、夾具、抗風(fēng)拉桿連接成一體，在架設(shè)鋼便橋時按場地、器材準(zhǔn)備、拼裝、吊裝、座落的步驟進(jìn)行。1、鋼便橋拼裝場地的布置；為方便架橋作業(yè)，根據(jù)架橋現(xiàn)場的地形、道路狀況，在橋頭堆放橋梁部件、工具的位置、建橋器材及車輛掉頭的位置。2、鋼便橋的拼裝； （1）貝雷架采用三排單層加強型，主梁在空曠場地內(nèi)拼裝，下面墊枕木，用吊車將貝雷逐片吊起，用桁架銷子相互連接接長。貝雷為三排，排距為0.45m，加強弦桿的桁架用弦桿螺栓將加強弦桿連接在貝雷弦桿上，用支撐架螺栓將豎向支撐架、水平上下支撐架和貝雷連成整體，每節(jié)貝雷接頭位置安裝各類支撐架各一片。為保證梁的剛度，貝雷、加強弦桿和水平支撐架之間采用接頭錯位連接，5、這樣可減少由于桁架接頭變形產(chǎn)生的主梁位移。連接桁架的所有螺栓螺帽必須擰緊，桁架銷子穿到位后必須插好保險銷。（2）所有支座位置要求進(jìn)行局部加強，防止弦桿局部受力過大產(chǎn)生變形。梁端部采用高剪力型桁架，上弦桿應(yīng)較下弦桿長2mm，較長的為上弦桿，拼裝好后可形成一定的預(yù)拱度，減小下?lián)希虼似囱b時要注意區(qū)分上下弦桿，防止安裝錯誤。3、鋼便橋的吊裝； 加強型鋼便橋拼裝完成后，采用吊車進(jìn)行吊裝，在貝雷桁架就位后，安裝連接支撐架，連接支撐架的螺栓必須在加強弦桿與貝雷片連接之前預(yù)先擰到加強弦桿上。為確保上部貝雷桁架安裝質(zhì)量，擬組織有貝雷桁架橋安裝經(jīng)驗的專業(yè)施工隊伍進(jìn)行架設(shè)。由于本施工便橋所跨河道施工期間水位較淺，6、采取就地拼裝，整孔吊裝法進(jìn)行便橋架設(shè)。采用吊車吊起拼裝好的每片貝雷桁架的三分之一吊點處，同時在貝雷桁架兩端各綁扎好吊繩，起吊期間施工人員拉起四根吊繩站立于吊車作業(yè)半徑之外的安全區(qū)域，輔助吊車控制好貝雷桁架位置。架設(shè)期間現(xiàn)場技術(shù)、安全人員對人員、設(shè)備進(jìn)行全程監(jiān)控，規(guī)范文明施工，確保安裝架設(shè)工作安全順利完成。4、橫梁安裝；橫梁采用I28b工字鋼，長5.0m，平均間距0.75m，安裝桁架節(jié)點處，用支撐架螺栓將橫梁與貝雷梁連接成一體，相互之間用角鋼或標(biāo)準(zhǔn)拉桿打斜撐相連。橫梁放置時，需保證主體格構(gòu)柱處有橫梁放置。貝雷架上弦桿安裝橫撐，橫撐采用16A槽鋼施工即可，間距2.5m。5、橋面縱梁安裝；主橫梁安裝7、就位后、調(diào)整好線形和位置后安裝縱梁。縱梁采用I10工字鋼，并排豎放在橫梁上，翼板與橫梁接觸交叉處采用角焊焊接。縱梁接頭連接處盡量設(shè)在1/4跨位置，并要求錯開布置，同一截面接頭不得超過25%。先將工字鋼焊接后再用鋼板雙面貼焊補強，包括腹板和翼緣板部位。 6、橋面板安裝； 便橋?qū)?.7m，橋面板與縱梁焊接固定。橋面鋼板選用優(yōu)質(zhì)深花紋防滑鋼板，防止雨天行人滑倒或機動車打滑。主體格構(gòu)柱處要打斜撐或設(shè)抗風(fēng)拉桿將主梁與其固定，防止側(cè)向移位或傾覆。四、安全、質(zhì)量保證措施 1、在施工作業(yè)期間，設(shè)置安全作業(yè)區(qū)和有關(guān)標(biāo)志。 2、所有的連接銷必須插入保險銷，螺栓必須擰緊。 3、起吊重物時，鋼絲繩連接可靠，不得滑脫，8、起重臂和重物下不得站人。 4、單片貝雷梁穩(wěn)定性差，必須水平放置。 5、針對鋼便橋施工特點，所有的連接銷必須插入保險銷，螺栓必須擰緊吊重物時，鋼絲繩結(jié)實，連接可靠，不得滑脫，起重臂和重物下不得站人。單片貝雷梁穩(wěn)定性差，必須固定可靠，防止傾倒傷人。五、設(shè)計計算書（一）、設(shè)計資料1、標(biāo)準(zhǔn)跨徑:1-27m；2、橋面寬度:全寬3.7m；3、設(shè)計荷載:750KN4、橋梁縱坡：平坡5、限速：5km/h6、設(shè)計依據(jù):（1）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范 （JTG D60-2004）（2）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 （JTG D63-2007）（3）公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （JTJ025-86）（4）公路橋涵施工9、技術(shù)規(guī)范 （JTG /T F50-2011）計算方法:極限狀態(tài)法。（二）、結(jié)構(gòu)尺寸橋梁橫、縱斷面布置如下圖（單位mm）：（三）、貝雷梁構(gòu)件截面特性貝雷梁構(gòu)件截面特性桿件名材質(zhì)截面形式截面面積（cm2）容許承載力（kN）弦桿16Mn雙10背靠背 212.74 560豎桿16Mn單根I89.52210斜桿16Mn單根I89.52171.5（四）、荷載標(biāo)準(zhǔn)：1、靜載計算（1）、桁架總重（3米貝雷梁重270kg）: G1=27096=14580kg=145.8KN（2）、加強弦桿總重： G2=80962=8640kg=86.4KN（3）、聯(lián)結(jié)系總重（包括抗風(fēng)拉桿、斜撐、支撐架）： G3=3320+1110、20+2230=1540kg=15.4KN（4）、28b工字鋼橫梁總重(間距0.75米,38根)： G4=47.95.0038=9101kg=91.01KN（5）、10工字鋼縱梁總重(12根)： G5=11.2612712=3649kg=36.5KN（6）、橋面重（10mm鋼板78.5kg/m2）： G6=78.53.727=7842kg=78.4KN2、活載計算按75t汽車荷載采用相同的車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值如圖所示： 車輪寬0.6米，輪距如圖示所示： 按城市橋梁設(shè)計規(guī)范，車道荷載應(yīng)該按均布載加一個集中載計算，當(dāng)跨徑20mL150m時，可以簡化為如圖所示： 其中，當(dāng)計算彎距時，q=qm=10.5kN11、/m；計算剪力時，q=qQ=15kN/m。3、桁架設(shè)計計算 （1）、彎距計算 a、靜載在跨中產(chǎn)生的總彎距 M1=1/8ql2=1/8（G1+G2+G3+G4+G5+G6)/27272=1530.6KN.m b、靜載在跨中對單片桁架產(chǎn)生的總彎距 M1= M1/6=255.1KN.m c、活載在跨中對單片桁架產(chǎn)生的彎距 M活= ql2/8+pl/4=(10.52727)/8+(50027)/4=4332KN.m 活載彎距按杠桿法分配到兩邊的桁架組上，最大偏心為0.3米，分配系數(shù)為：Kdf =(3.2/2+0.3)/3.2=0.59 對于每組桁架，再考慮1.2的桁架不均勻系數(shù)，車道荷載沖擊系數(shù)20/12、(80+30)=0.18，則每排桁架分配的活載最大彎距為： M2=1.2*（1+0.18）*（ M活*0.59）/3=1206.4KN.m d、單排桁架承受的總彎矩則Mmax= M1+ M2=255.1+1206.4=1461.5KN.m 查裝配式公路鋼橋多用途使用手冊，得： 單排加強桁架容許彎矩為M=1687.5KN.mM=1461.5KN.m。（2）、剪力計算 Qmax=Q靜+（Q活+Kdf)/3*1.2*(1+沖擊系數(shù)0.18) a、靜載在桁架端部產(chǎn)生的總剪力 Q1=1/2（G1+G2+G3+G4+G5+G6)=226.8KN b、靜載對單排桁架在端部產(chǎn)生的剪力 Q1=1/6Q1=37.13、8KN c、活載在桁架端部對單排桁架產(chǎn)生的剪力 橫向分配系數(shù)、不均勻系數(shù)、沖擊系數(shù)不變。 Q活=1/2P+1/2*(qQ*l)=250+202.5=452.5 KN Q2=( Q活* Kdf)/3*1.2*1.18=452.5*0.59/3*1.2*1.18=126.0 KNd、單排桁架承受的總剪力 Q= Q1+ Q2=37.8+126=163.8 KN查裝配式公路鋼橋多用途使用手冊，得：單排加強桁架容許剪力為Q=245.2KN.M Q=163.8 KN經(jīng)驗算，桁架安全。（4）、橫梁設(shè)計計算 橫梁采用I28b型鋼梁，材料相關(guān)參數(shù)： Wx=534 3， tw=10.5，IxSx=24.2，容許抗14、彎應(yīng)力f=215 MPa，截面積61.0 2，自重47.9/m。將190kN的軸壓力作用在單根橫梁上為最不利荷載工況。a、恒載：橫梁自重：q橫=0.48KN/m，橋面系及縱梁重：q板=1.4*0.010*7.85=0.11t/m=1.1KN/mq縱=11.261*12*1.4/4.2=45.0kg/m=0.45KN/m則恒載q= q橫+ q縱+q板=1.94 KN/m則靜載在跨中產(chǎn)生的總彎距：M=1/8ql2=0.125*1.94*4.2*4.2=4.28 KN.mb、活載： 將軸載分為兩個集中載，輪間距1.8m，考慮車道荷載沖擊系數(shù)，則P1=P2=P/2*(1+0.18)=95*1.18=115、12.1KN 橫梁的跨徑為3.7m，按如下布置為最不利荷載工況：可求得最大彎距Mmax=4.28*3.7*3.7/8+（112.1*0.95*2.75*2.75）*（1+0.95/2.75）/（3.7*3.7） 86.5KN.m橫梁的截面抵抗矩：W=534cm3， max=Mmax/ W=162MPa=215 MPa滿足要求！ （5）、縱梁設(shè)計計算縱梁采用I10型鋼梁，材料相關(guān)參數(shù)： Wx=49 3， tw=4.5，IxSx=8.59，容許抗彎應(yīng)力f=215 MPa，截面積14.34 2，自重11.261/m。a、恒載：縱梁自重11.261/m，則：q縱=0.113KN/m橋板：q板=78.516、3.7*/12=0.242KN/m則縱梁承受的恒載為：q= q縱+ q板=0.355KN/m則靜載在跨中產(chǎn)生的總彎距：M=1/8ql2=0.125*0.355*1.4*1.4=0.09 KN.Mb、活載：190kN軸載作用在單跨縱梁上，為最不利荷載工況。單個車輪重P=95KN,車輪寬0.6m，考慮橋板的分配作用，則按單個車輪壓4根工字鋼，則每根工字鋼縱梁承受的荷載：P1=P*（1+0.18）/4=95*1.18/4=28KN縱梁間距可簡化為以橫梁間距跨徑的簡支梁，平均跨徑為0.75米，最大跨徑為0.95米。可以求得最大彎距：Mmax=28*0.95/4+0.88*0.95*0.95/8=5.317、1KN.M縱梁的截面的抵抗矩W=49cm3則：max=Mmax/ W=139.6MPa=215 MPa滿足要求！ 由以上的計算可以看出，計算得出的內(nèi)力滿足桁架的內(nèi)力要求，結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài)。（6）、地基承載力要求 鋼便橋基礎(chǔ)采用C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)底面尺寸長4.7m*寬3m，截面積4.78，鋼便橋重G=（G1+G2+G3+G4+G5+G6)=453.5KN，設(shè)計荷載750KN。則基礎(chǔ)最大承重F=453.5/2+750+2.65*3*4.7*10=1350.4KN。地基承載力要求大于1350.4KN/（4.7*3）=95.8KN/。鋼便橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)尺寸如下：六、鋼便橋材料統(tǒng)計跨白竹河鋼便橋材料統(tǒng)計表（一座）序號材料名稱型號單位數(shù)量重量（kg）備注1桁架長3米*高1.5米片54145802加強弦桿長3米根1088640同桁架弦桿3銷子直徑49.5mm，長20cm個228材料30CrMnSi4橫梁長5m，I28b工字鋼根389101I28b工字鋼5橫梁夾具個1206縱梁I10工字鋼m3243648 7陽頭端柱個68陰頭端柱個69斜撐根22154010支撐架個2011連板塊2212抗風(fēng)拉桿根2013橋座個814座板塊415弦桿螺栓M36*180個19216斜撐螺栓個4417撐架螺栓個8018鋼花板10mm99.9784220基礎(chǔ)砼+搭板C30m53.4 21基礎(chǔ)鋼筋12kg1455