钢便桥搭设
利民桥钢便桥搭设施工技术方案
工程概况
旺庄路古运河平桥地质条件经勘察揭示,在钻探深度内的地层均系第四冲湖积、冲海积相沉积,包括填筑土、粉质粘土、粉土、粉砂、细砂等,由上而下可划分为7个工程地质层,现分述如下:一层老桥拆除后,为便于两岸人员通行,需在新建桥梁右外侧搭设人行装配式钢便桥一座。钢便桥采用贝雷片搭设,经现场勘查,拟采用跨径布置为21+27+24+12m,总长84m,航道上方主跨跨径采用27m,便桥与航道中心线交角为90°,桥面总宽6m,净宽4.5m。钢便桥采用双排单层不加强贝雷片拼装,桥面系铺设木板,河道内基础采用钢管桩,陆上基础采用混凝土墩。
编制依据
利民桥现状
《公路桥涵设计通用规范》(JTJ 021-89)
《装配式公路钢桥架设说明》
《路桥施工计算手册》
钢便桥搭设施工
贝雷片性能参数
贝雷构件质量如表1所示,贝雷桁架片力学性质如表2所示。
贝 雷 构 件 质 量 (kg) 表1
序号 构件名称 单位 质量 序号 构件名称 单位 质量
1 桁架节 片 270 8 弦杆螺栓 个 2
2 加强弦杆 支 80 9 横梁夹具 副 3
3 销子 个 3 10 抗风拉杆 套 33
4 横梁 根 245 11 斜撑 根 11
5 有扣纵梁 组 107 12 联板 根 4
6 无扣纵梁 组 105 13 支承架 副 21
7 桁架螺栓 个 3 14 阴、阳头端柱 根 69.7
贝 雷 桁 架 片 力 学 性 质 表2
类型 高×长
(cm) 弦杆截面积
F(cm2) 弦杆惯矩
Ix(cm4) 弦杆断面率
Wx(cm3) 桁片惯矩
Ig(cm4) 桁片断面率
Wo(cm3)
国产贝雷 150×300 25.48 396.6 79.4 2505000 3570
类型 桁片允许弯矩
Mo(kN·m) 弦杆回旋半径
α 自由长度
Lp(xm) 长细比
λ 纵向弯曲系数
δ 弦杆纵向容许
受压荷载(kN)
国产贝雷 975.0 3.94 75 19.0 0.953 663.0
注:①两排单层的允许弯矩按单排单层的乘以2再乘以不均匀折减系数0.9;
②上表所列力学性质未计入加强弦杆。
搭设流程
钢管桩支墩
本便桥河道内设2个钢管桩支墩,每个钢管支墩采用3根φ500mm×10mm钢管桩一字型布置,钢管顶部开槽,横向设双拼36b工字钢作为扁担。钢管桩总长14m≈6.429-1.9+4+5,(实测水面标高为1.9m,水深4m,管顶标高为6.429m)入土深度≥5m,采用打桩船打入河道内。钢管桩之间采用12#工字钢作为剪刀撑,工字钢与钢管桩桩身焊接。钢管桩支墩的布置与老桥桥墩平行,墩顶与新桥梁底标高一致,6.429m(新桥底标高)。详图见B-01、B-02、B-03。
混凝土支墩
陆上支墩采用C30混凝土浇筑,支墩横桥向宽度为6.5m,纵桥向宽度为0.5m,高度根据引坡标高调节,但不低于30cm。混凝土墩浇筑前将底部松软土层铲除、整平,铺垫碎石后支立竹胶板模板进行浇筑,墩顶预埋2排φ16钢筋,横向间距40cm,与横桥向36b工字钢焊接连接,详图见B-04。
贝雷片拼装
贝雷片拼装在城南路侧3#桥台台后陆地上进行,依次拼装21m、27m、24m、12m节段。其中自重节段为27m节段,单侧双排贝雷需采用桁架节18片,支承架10副,联板18根,则自重约为:
钢便桥吊装安装
钢便桥吊装计划采用1台60t船吊,该船吊起重重量为60t,约合600kN,因此可以满足拼装成形贝雷桁架的吊装要求,按拼装次序依次吊装21m、27m、24m、12m节段。两侧双排贝雷吊装就位后采用36b工字钢横梁横向连接,横向连接完成后铺设桥面系。
由于本便桥引坡段落差较大,南长街侧21m跨高差1.5m,塘南路侧24m、12m跨高差依次为1.5m、1m,为此在各节段纵向连接处顶端需增设连接杆,每个增设部位采用2根10#槽钢作为连接杆,详图见B-05。
桥面系铺设
桥面铺设10cm木板作为桥面系,木板间横向以扒钉连接,兼起防滑作用,便桥护栏也采用贝雷片搭设。详图见B-06。
钢便桥受力验算
本钢便桥跨径为27m,故受力验算按跨径计算。
按《公路桥涵设计通用规范》(JTJ 021-89)规定的人群荷载3.5kPa满布桥面,按4.5m宽度计,人群均布荷载分配到单侧双排贝雷梁的值为:
钢便桥自身横梁及桥面系按贝雷梁自重的0.2倍计,则分配到单侧双排贝雷梁的值为:
合计均布荷载近似取11kN/m,贝雷梁按简支梁计算,则:
支点反力:;
支点部位剪力:;
跨中部位弯矩:;
双排不加强贝雷允许弯矩:,安全。
参照交通部公路规划设计院编写的《装配式公路钢桥架设说明》中提供的荷载与跨径组合表,双排单层不加强钢便桥27m跨径可满足汽-10级车辆荷载,由此亦可推断本钢便桥受力安全。
钢管桩受力验算
根据沉桩容许承载力求得(《路桥施工计算手册》),单根钢管桩允许承受的荷载为:
式中:
桩的周长:
和分别为震动沉桩对各土层桩周摩阻力和桩底承压力的影响系数,对于锤击沉桩其值均取为1.0;
钢管桩入土深度;
为沉桩桩周的极限摩阻力,按粘性土取45kPa;
A为桩底横截面积;
为桩尖处的极限承载力,桩底土质为粘土,按土质液性指数(即流塑状态)查计算用表,极限承载力为1000kPa。
3根钢管桩承载力为;
每个钢管桩支墩承受的荷载来自于两侧钢便桥,近似计算时取4倍的支点反力,即:
满足要求,安全。
安全文明施工措施
1、便桥外侧将插上彩旗提示行船安全,并在醒目位置设置警示标牌,确保行船安全和通航不受影响;在防护桩上标明,“桥梁施工、注意避让”,在桥的两头悬挂“禁止机动车辆通行” “非机、人行便桥”;
2、做好施工安全教育工作,提高施工人员的安全意识和观念;
3、便桥夜间必须有照明灯具,起到安全警示作用;便桥施工人员应配备救生衣等安全装置,并进行相关水上自救培训;
4、机械作业时,包括挖掘机、汽车泵等,要有专人进行指挥、监看,防止机与机、机与人发生碰撞事故;
5、夜间欠安全的原因一般不安排施工作业,若要施工,要求配足照明设备。
6、加强用电管理,规范各类电气设备使用,电箱、电源线等勤检查。发现破损及有碍安全使用的及时更换;
7、全体职工必须遵守安全生产制度,进入施工现场必须带安全帽;高空作业,必须系好安全带;水上作业,必须穿好救生衣;栈桥施工须穿防滑鞋。严禁酒后作业。
8、全体职工必须遵守安全操作规程,起重机械遵守“十不吊”规定。
9、便桥施工必须做好必要安全防护设施。