钢便桥施工方案201189.docx

钢
便
桥
施
工
方
案

目 录

1、 工程简介
2、 地质情况
3、 设置便桥原因
4、 便桥设计标准
5、 设计依据
6、 钢便桥设计及验算
7、 便桥方案
8、 便桥施工安全防护措施
9、 便桥施工防污染措施

铜仁市谢桥新区跳外河中桥
便桥施工方案
1、 工程简介
跳外河中桥位于谢桥新城区梵净山大道二期工程K2+520处，起点桩号为K2+473，终点桩号为K2+567。
该桥全长94m，宽40米，为4跨20m箱梁。桥梁横断面由左、右两幅桥组成，单幅桥宽20米，无中央分隔带，左、右梁幅桥采用2cm断缝连接。桥梁位于半径为783.108米的圆曲线上，且与跳外河顺30o斜交。
2、 地质情况
处于城市上风上水地段，山峦起伏，具有得天独厚的生态条件。区域内无重大污染源，空气质量达到国家一级，水体达到国家二级标准。
工程区属于亚热带季风温室季风气候，温和多雨，四季分明。年均气温16.90C，极端最高气温42.50C，极端最低气温- 9.70C，无霜期251—317天，年相对温度不足80%，雨量充沛，多年平均降雨量1302.7mm,降雨多集中在4-6月，雨季来临早，春雨较大。年平均降雨日数（日降雨量≥0.1mm）为173.9天，日降水量≥5.0mm的日数为62.3天，最大一日降水量曾达161.6mm。平均日照时数为1171.1小时，为可照日数的25%。灾害性天气又伏热干旱、春冬冷寒、洪涝、倒春寒、秋寒等。其中每年6月下旬至8月底的夏旱发生频率高，出现频率为89%，持续时间长及范围广，对农业危害大。
场区内地表水系有一河流通过，上游发源于温溪江，流经新寨、龙升、楚溪村至谢桥河段为跳水河；下游从谢桥流经唐家寨、邱家寨至污水处理提升站为木杉河，并在此汇入大江、锦江，属沅江水系。河流上流支流不发育，枯水期河面变窄，丰水期河面变宽；河流水位受季节性控制，汇水面积约70平方公里。
地下水东南部不发育，西南相对丰富；地下水赋存特点为岩溶、裂隙型，受岩溶、断（裂）层控制。场区内通过钻探勘察表明，为发现钻孔中有漏水、涌水现象，故场区水文地质条件属简单类型，对施工影响甚小。
桥位区无断层和褶皱等地质构造形迹，故地质构造不发育。场区广泛为第四系根植层覆盖；在两岸II、III级阶地上偶见基岩露头，岩石地层为中寒武统石冷水组，地层产状为150度，倾角12度。岩层单斜，地质构造属简单类型。
工程区内地震活动微弱，属于相对稳定的弱震环境。根据1:400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）和《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008），场区地震动峰值加速度小于0.05g,设计地震分组为第一组，抗震设防烈度小于6度。覆盖层厚度>5m，剪切波500≥vs>250m/s,为II类场地，设计特征周期为0.35g。
桥位场地整体稳定，场地地表水、地下水对混凝土无腐蚀性，适宜修建建筑物。

3、 设置便桥原因
由于本工程跨跳外河，水流湍急，且附近无跨越河道的桥梁可通行，为方便桥梁施工用的材料运输，保证商砼站的混凝土能及时有效运送到施工场地，在跳外河中桥北侧5米处平行于跳外河中桥搭建15米长临时便桥一座。便桥使用时间至桥梁开工之日起自工程结束止。
4、 便桥设计标准
本工程钢便桥活载按汽车-20级、汽车-超20级计算，因桥梁跨度较小且派专职交通协管员指挥车辆过桥，所以每次只有一辆车通过；桥梁各种车辆荷载的纵向排列、横向排列以及车轮着地面积根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）取值，荷载效应组合时恒载分项系数取1.2，活载取1.4。
因桥面平整，同时钢桥出入口两端设立减速带，汽车应以较慢速度驶过钢桥，不计汽车的冲击力。
因钢桥为直线型，且两端出入口转弯半径大于250m，认为车辆在钢桥上无转弯动作，不考虑车辆离心力。
本钢便桥内力计算时选取汽车-20级重车（30t）和汽车-超20级重车（55t）,按移动荷载计算。

5、 设计依据
5.1 跳外河中桥设计图纸
5.2 《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
5.3 《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）
5.4 公路施工手册《桥涵》
6、 钢便桥设计及荷载验算
从结构可靠性、经济性及施工工期要求等多方面因素综合考虑，便桥采用8片40工字钢作为主梁，4片为一组，两组工字钢间净距1米，各组工字钢分别由 10*5cm槽钢横向连接为一整体，保证8片工字钢整体受力，两组工字钢间由 18mm 钢板连接，钢板底部横向焊接钢筋做肋，保证小型车辆及单桥车通过。
钢便桥设计详见钢便桥立面图示意图、剖面图示意图。

6.1 荷载分析
根据现场施工需要，便桥承受荷载主要由桥梁自重荷载q,及车辆荷载P两部分组成，其中车辆荷载为主要荷载。如图1所示：

为简便计算方法，桥梁自重荷载按均布荷载考虑，车辆荷载按集中荷载考虑。以单片工字钢受力情况分析确定q、P值。
6.1.1 q值确定
由资料查得40b工字钢每米重73.8kg，再加上联结钢筋及钢板重量，单片工字钢自重按1KN/m计算，及q=1KN/m。

6.1.2 P值确定
根据施工需要，并通过调查，便桥最大要求能通过后轮重60吨的大型车辆，及单侧车轮压力为300KN，单片40b工字钢尺寸如图2：
单侧车轮压力由4片梁同时承受，其分布如图3：单侧车轮压力非平均分配于4片梁上，因此必须求出车轮中心点处最大压力fmax,且车轮单个宽15cm，40b工字钢翼板宽144cm，每片工字钢横向间距为5cm，因此单侧车轮至少同时直接作用于两片工字钢上。而f按图3所示转换为直线分布，如图4：

由图4可得到fmax=F/2,单片工字钢受集中荷载为fmax/2=75KN。
由于便桥设计通过车速为5km/小时，故车辆对桥面的冲击荷载小，故取冲击荷载系数为0.2，计算得到P=75KNx(1+0.2)=90KN。
6.2 结构强度检算
由图1所示单片工字钢受力图示，已知q=1.5KN/m，P=90KN，工字钢计算跨径l=8.5，根据设计规范，工字钢容许弯曲应力[σw]=210Mpa,容许剪应力[τ]=120Mpa。
6.2.1 计算最大弯矩及剪力
最大弯矩（图1所示情况下）：
Mmax=ql2/8+Pl/4=1KN/m*(8.5m)2/8+90KN/m*8.5/4=200.281KN·m
最大剪力（当P接近支座处时）
Vmax=ql/2+P=1KN/m*8.5m/2+90KN=94.25KN
6.2.2 验算强度
正应力验算:
σ= Mmax/w=200.281KN·m/1300cm3=154Mpa<[σ]=210Mpa
(w为40b工字钢净截面弹性抵抗矩，查表得到为1300cm3)
剪力验算：
由于工字钢在受剪力时，大部分剪力由腹板承受，且腹板中的剪力较均匀，因此剪力可近似按τ=V/（hwtw）计算。hw为腹板净高（除去翼板厚度），tw为腹板厚度，由图2可得到hw=367mm,tw=12.5mm。

计算得到：
τ= Vmax/hwtw=94.25KN/(367mm*12.5mm)=21Mpa<[τ]=120Mpa
6.2.3 整体扰度验算：
工字钢梁容许扰度[f]=l/400=850cm/400=2.13cm,而梁体变形为整体变形，由单侧4片工字钢为一整体进行验算，计算得到：
f=〔5(4q)l4/384+Fl3/48〕/EI
其中q=1KN/m F=360KN E=206*105/cm2 I=33760cm4*4
f=〔5*4*1KN/m*(850cm)4/384+360KN*(850cm)3/48〕/(206*105/cm2*33760cm4*4)=1.1cm
考虑车辆荷载非集中荷载，后轮轴重如达60吨时为双桥或三桥车，按《桥梁设计规范》中，双桥车梁轴间间距为1.4米，及F可认为如图5
所示分布。

根据图1和图5中集中荷载弯矩计算公式分别为：
M1=Fl/4和M2=Fab/l a=(425-140)cm b=(425+140)cm
η=M2/M1=4ab/l2≈0.89
由于扰度主要由车辆荷载产生，因此可近似将η视为扰度的折减系数，及ηf=0.89*1.1cm=0.97cm<[f]=28cm
6.4 验算结果分析
根据以上验算，可见本便桥可通过的最大车重为60吨，但根据进出工地车辆统计，一般车重不超过40吨，因此此设计可以完全满足使用要求。

7、 便桥方案
7.1 便桥构造
桥主桥采用工字钢，桥面系采用型钢和钢板铺垫：钢桥设2根主梁，每根主梁由一根工字钢构成；主梁上架设间距0.5m的I22b型钢做横梁，横梁与纵梁间焊接；纵梁上铺设18mm厚Q235钢板作桥面面板，钢板与纵梁焊接。
钢便桥设计详见《附图一 钢便桥立面图》、《附图二 1-1剖面图》。
7.2 便桥搭设
7.2.1 测量放样
在施工之前，首先放出跳外河中桥的桥边线，根据跳外河中桥边线确定便桥边线及中心线，并用全站仪放出每个桥台的边桩和中心桩，确定便桥的起点位置和中点位置，并做好标记，同时测量出便桥两岸处得地面标高及便桥桥台处的河底标高。
7.2.2 便桥基础施工
7.2.2.1 桥台基础围堰：根据河床情况，便桥两端桥台处于河床浅水区，采用钢丝笼围堰筑岛，原地面标高在水面以下0.3米左右，围堰施工从上游开始进行，外侧用砂袋堆码1.5-2米高，然后进行填筑，填筑原则为：采用钢筋片石网，逐步围堰。
待围堰工作完成后，用C30钢筋混凝土浇筑便桥桥台基础。
7.2.3 上部结构施工
便桥桥台基础上部采用8根，40x14.4高工字钢架设，作为便桥主梁，然后采用C30混凝土稳固。主梁上架设间距0.5m的I22b型钢做横梁，横梁与纵梁间焊接；纵梁上铺设18mm厚Q235钢板作桥面面板，钢板与纵梁焊接。

8、 便桥施工安全防护措施
8.1 在钢桥两侧用普通钢管搭设防护栏杆，并在桥头两侧插设红旗，以引起行人及司机的注意。
8.2 派专人进行维修养护。
8.3 禁止吨位不清楚的车辆通过。
8.4 严禁车辆在桥上停留。
8.5 严禁无驾照开车通行。
8.6 夜间便桥上必须设有足够的照明设备，以便车辆及行人的安全。
8.7 禁止在桥头会车。
8.8 在桥头设立安全警示牌，以提醒过往车辆和行人。
9、 便桥施工防污染措施
9.1 施工前项目部组建环境保护小组，设专职负责人
9.2 对所有参建员工进行教育，提高保护意识，把学习和教育贯穿到工程施工的始终，使所有员工明确环境保护的重要性。
9.3 做好便桥搭设及使用过程中杂物、垃圾的处理措施，集中将杂物、垃圾打堆运至岸上，确保杂物、垃圾不抛入河道中。
9.4 项目部定期派专人清理便桥上杂物、垃圾。
9.5 项目部环境保护小组定期开展环保检查，及时处理破坏环境的行为。