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1、鋼便橋及水上鉆孔工作平臺施工方案驗算一、設計說明鋼便橋采用貝雷梁鋼棧橋，K56+470處便橋貝雷桁架中心距為5.1m，其余便橋貝雷桁架中心距為3.6m。便橋橋面寬度均為6m，行車道設置在橋中心線3米范圍內，兩邊為竹夾板人行道。為方便水上鉆孔樁施工，便橋橋面與水上鉆孔平臺齊平。便橋跨度為513m不等（K55+700處便橋中跨為20.5m，上面不過重車，另行驗算），上部采用2組4片貝雷縱梁（非加強單層雙排），2組貝雷縱梁按間距3.6m布置。貝雷桁架中心距3.6m的便橋貝雷架上每隔0.75m鋪設6m長25b型工字鋼，中心距5.1m的便橋貝雷架上每隔0.75m鋪設2根6m長25b型工字鋼。在25#工字2、鋼上面沿橋軸線3m內按30.3m+20.6m+30.3m布置9根10#工字鋼。上面鋪設8mm厚鋼板。水上鉆孔平臺采用貝雷桁架，分雙孔和單孔兩種型式。除磨蝶河大橋鉆孔平臺為雙孔型式外，其余平臺均為單孔型式。單孔平臺除長安互通接收費站處鉆孔平臺寬度為7.5m外其余都為6m，貝雷縱梁中心距間距46.6m，平臺跨度為3.87.6m不等。雙孔平臺寬度都為12m，每孔貝雷縱梁中心距間距為5.3m，平臺跨度為5.39m不等。貝雷桁架頂面分配橫梁按間距1.5m布置，槽鋼和鋼板視施工具體情況鋪設。基礎采用6308mm鋼管樁，為加強基礎的整體性，每排橋墩的鋼管均采用14號槽鋼連接成整體。大于5米跨徑的孔徑內貝雷梁3、每隔3米設置一道斜撐（斜撐采用14號槽鋼）。計算依據：公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范（鋼材容許應力提高系數為1.3）建筑結構靜力計算手冊（第二版）二、棧橋貝雷縱梁驗算棧橋總寬6m，計算跨徑為513m。棧橋結構自下而上分別為：6308mm鋼管樁、國產貝雷梁、25b型工字鋼分配橫梁（間距0.75m）、10號工字鋼及8mm厚鋼板橋面。由于棧橋動載相同，取恒載較重的貝雷桁架中心距為5.1m的棧橋進行驗算。單片貝雷：I=250497.2cm4，E=2105Mpa，W=3578.5cm3 M=500 knm, Q=173 kn（一）荷載布置1、上部結構恒載（1）10號工字鋼：911.26110/100014、.01 kn/m（2）25b型工字鋼分配橫梁：42.03610/1000/0.753.36 kn/m（3）國產貝雷梁：每片貝雷重287kg（含支撐架、銷子等）：287410/3/10003.83 kn/m（4）8mm厚鋼板：362.810/10001.88 kn/m2、活載（1）16T汽車吊車配吊重10T：26T荷載（2）9m3混凝土攪拌運輸車（滿載）：車重20t，9m3混凝土21.06t（3）人群：不計（二）工況分析考慮棧橋實際情況，同方向車輛間距大于15m，本方案中棧橋根據現場情況設置了不同跨徑,最小跨徑5m，最大跨徑13m，即一跨內同方向半幅橋內最多只布置一輛重車。便橋縱桁統(tǒng)一設置為2片5、一組的貝雷桁架，取最大跨13m跨徑進行驗算。（三）上部結構內力計算1、貝雷梁內力計算（1）16T汽車吊車在跨中位置處于吊重10T狀態(tài)，同時考慮側吊起吊狀態(tài)下荷載偏載最不利情況為單側貝雷梁即兩片貝雷架受力。對B點取矩，由Mb0，得RA = 1304+130(5+413 = 130 knMmax = 1304 = 520 knm查建筑結構計算手冊fmax = pal2（3-42）/（24EI）/2=13010004132（3-42/132）/（48EI）= 1.06 cmV max = p = 130 kn（2）9m3混凝土攪拌運輸車（滿載）同向每跨只布置一輛，按簡支計算。車重20t，9m3混凝土6、21.06t。對B點取矩，由Mb0，得RA =（1745.8+1747.2+62.611.2）/13 = 227.9 knM中 = 227.96.5-1740.7-62.64.7 = 1065.33 knm查建筑結構計算手冊f1pal2（3-42）/（24EI）/4=17410005.8132（3-5.82/132）/（96EI）= 1.0 cmf2 = pa2b2/（3EIl）/4= 62.610001.8211.22/（32.010114250497.210-813）= 0.3 cmV1max = p = 174 knV2max = pb/l = 62.611.2/13 = 53.9 kn7、（3）恒載按最長13m跨簡支梁計算，查建筑結構計算手冊（第二版）。q = 1.01+3.36+3.83+1.88 = 10.08 kn/mMmax = ql2/8 = 10.08132 /8= 212.94 knmV max = ql/2= 65.52 knfmax = 5ql4/384EI/4= 510.08134384EI4= 0.19 cm（4）恒載+16T吊車（吊重10T）荷載組合荷載計入沖擊系數及偏載系數。Mmax = 212.942+5201.21.15= 824.1 knmM=5002=1000 knmV max = 65.524+13041.21.15= 61.23 knQ=18、73 knfmax = 1.21.151.06+0.19= 1.7 cmL/250= 5.2cm（5）恒載+9m3混凝土攪拌運輸車（滿載）荷載組合荷載計入沖擊系數及偏載系數。Mmax = 212.94+1065.331.21.15= 1683.1 knmM=5004=2000 knmV max = 65.524+(174+53.9)41.21.15= 95 knQ=173 knfmax = 1.21.15（1.0+0.3）+0.19= 2.0 cmL/250=5.2 cm安全。三、棧橋橋面板10#工字鋼驗算全線棧橋橋面工字鋼沿橋軸線3m內按30.3m+20.6m+30.3m尺寸統(tǒng)一鋪設，可按簡9、支梁計算，計算跨徑取L0.75m。車輪寬度按25cm計算,每對車輪的著地面積為0.50.2（寬長），受力最大的情況為軸重的一半荷載由2根工字鋼承擔。采用9m3混凝土攪拌運輸車滿載荷載進行驗算。E=2.0105Mpa，I=245cm4,Wx=49cm3 P=P0/2=87KN q87/0.2435kn/m荷載計入沖擊系數1.2。Mmax= 1.2qlc（2-c/l）/8= 1.24350.750.2（2-0.2/0.75）/8= 17 knm= Mmax/ Wx= 171000/（4910-6）= 347 Mpa1.3= 1.31452 =377 Mpafmax = 1.2qcl3（8-4c2/10、l2+ c3/l3）/（384EI）/2= 1.24351030.20.7537.735/(7682101124510-8)= 1 mm L/250 =4.8mm安全。四、棧橋橫向分配梁驗算全線貝雷桁架中心距為3.6m的棧橋，25b型工字鋼分配梁計算跨徑取L3.6m進行驗算。荷載如圖。E=2.0105Mpa，Ix=5280cm4，Wx=423 cm3，Sx=247.9 cm3,t13mmR = 87KNM = 870.978.3knm= Mmax/ Wx= 78.31000/（42310-6）= 185.1 Mpa 1.3 =1.3145 =188.5Mpa= Q Sx/（Ixt）= 871011、00247.910-6/（528010-80.013）= 31.4 Mpa=85 Mpaf = pal2（3-42）/（24EI）= 8710000.93.62（3-40.92/3.62）/（242.01011528010-8）= 11mm L/250=16mm安全。貝雷桁架中心距為5.1m棧橋，即K56+470處棧橋，采用225b型工字鋼分配橫梁，計算跨徑取L5.1m，。荷載如圖。E=2.0105Mpa，Ix=5280cm4，Wx=423 cm3，Sx=247.9 cm3,t13mmR = 87KNM = 871.65143.55knm= Mmax/ Wx= 143.551000/（423112、0-6）= 339.4 Mpa 1.3 =1.31452 =377Mpa= Q Sx/（Ixt）= 871000247.910-6/（528010-80.013）= 31.4 Mpa =852 =170Mpaf = pal2（3-42）/（24EI）/2= 871031.655.12(3-41.652/5.12)/(482.01011528010-8)= 19mm L/250=20.4mm安全。五、K56+470鋼便橋通航處承重梁驗算鋼便橋視實際情況在K56+470處設置了5.4m寬的通航位置，此處用10根25b型工字鋼取代貝雷架承重，中部采用2組4根25#工字鋼雙排雙層進行焊接作為主要承重梁13、，其余結構同其它便橋。按中部8根工字鋼承重驗算。E=2.0105Mpa，Ix=5280cm4，Wx=423cm3，Sx=247.9cm3,t13mm1、9m3混凝土攪拌運輸車（滿載）荷載對B點取矩，由Mb0，得Rmax = 174 knMmax = 1742 = 348 knm查建筑結構計算手冊f = pal2（3-42）/（24EI）/8= 174100025.42（3-422/5.42）/（1922.01011528010-8）= 1.23cm2、恒載（1）10號槽鋼：910.00710/10000.9 kn/m（2）25b型工字鋼分配橫梁：42.035.7210/1000/1.24.0 14、kn/m（3）25b型工字鋼承重梁：42.0318/10000.34 kn/m（4）8mm厚鋼板：362.810/10001.88 kn/m按5.4m跨簡支梁計算，查建筑結構計算手冊（第二版）。q = 0.9+4.0+0.34+1.88 = 7.12 kn/mMmax = ql2/8 = 7.125.42 /8= 25.95 knmR max = ql/2= 19.22 knfmax = 5ql4/384EI/8 = 57.125.44384EI8= 0.09 cm3、恒載+9m3混凝土攪拌運輸車（滿載）荷載組合荷載計入沖擊系數及偏載系數。Mmax = 25.95+3481.21.15= 5515、5.87 knm= Mmax/ Wx= 555.871000/（42310-6）= 1314.1 Mpa 1.3 =1.31458 =1508 Mpa= Q Sx/（Ixt）= 1741.21.151000247.910-6/（528010-80.013）= 86.7 Mpa= 858= 680 Mpafmax = 1.21.151.23+0.07= 1.77 cmL/250=2.16 cm安全。六、K55+700鋼便橋貝雷梁驗算K55+700鋼便橋中跨為20.5m，結構同其它便橋，其上只允許輕型載重車通過，取汽車-20級車隊中20噸車進行驗算。1、上部結構恒載（1）10號槽鋼：910.00716、10/10000.9 kn/m（2）25b型工字鋼分配橫梁：42.036210/1000/1.24.2 kn/m（3）國產貝雷梁：每片貝雷重287kg（含支撐架、銷子等）：287410/3/10003.83 kn/m（4）8mm厚鋼板：362.810/10001.88 kn/m2、汽車-20級中20噸車對B點取矩，由Mb0，得Rmax = 113.7 knM中 = 113.710.25-704 = 885.4 knm查建筑結構計算手冊f1pl3/（48EI）/4=130100020.53/（192EI）= 1.2 cmf2 = pa2b2/（3EIl）/4= 7010006.25214.25217、/（32.010114250497.210-820.5）= 0.5 cmV 1max = p/2 = 1302 = 65 knV 2max = pb/l = 7014.2520.5 = 48.7 kn3、恒載q = 0.9+4.2+3.83+1.88 = 10.81 kn/mMmax = ql2/8 = 10.8120.52 /8= 567.86 knmV max = ql/2= 110.8 knfmax = 5ql4/384EI/4= 510.8120.54384EI4= 1.2 cm4、恒載+汽車-20級20噸車荷載組合荷載計入沖擊系數及偏載系數。Mmax = 567.86+885.41.21.15= 1789.7 knmM=5004=2000 knmV max = 110.84+(65+48.7)41.21.15= 66.9 knQ=173 knfmax = （1.2+0.5）1.151.2+1.2= 3.5 cmL/250= 8.2cm安全。由以上計算可看出便橋滿足施工要求。由于水上鉆孔平臺結構型式與棧橋相似，且不承受混凝土攪拌運輸車的載荷，這里不再重復驗算。鋼管樁打入淤泥深度要求15米，并且60T振動錘振不動為止。每根鋼管樁承載能力應30T。