【導(dǎo)讀】孟平鐵路增建二線(xiàn)工程MPSG-I標(biāo)。沙河1號(hào)特大橋北汝河。中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部跨北汝河鋼便橋施工方案

　　

【正文】 0工字鋼，間距 20cm布置，工字鋼頂滿(mǎn)鋪 10mm厚花紋鋼板做橋面板。 橋?qū)挿较虿贾?6排貝雷桁架，間距 ++130m++，用 90、 45 型支撐架連接。鋼便橋兩側(cè)用 ?48179。 3mm的鋼管做欄桿，欄桿高 米。便橋橋墩采用排架式鋼管樁，橋墩設(shè)計(jì)為單排樁， 每排設(shè)置 3 根， 橫向間距 2 米。樁的橫向用 [14a 號(hào)槽鋼作水平支撐和斜向支撐。鋼管長(zhǎng)度根據(jù)高度確定，橋墩冠材采用雙拼 I36b 型工字鋼。 中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部 跨北汝河鋼便橋施工方案 32 2．地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù) 北汝河地質(zhì)資料如下： 02m， 143粉質(zhì)粘土，基本承載力 180Kpa； ， 1102沙礫（稍密），基本承載力 180Kpa； ， 143粉質(zhì)粘土，基本承載力 180Kpa 50T 履帶吊車(chē)參數(shù)表 中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部 跨北汝河鋼便橋施工方案 33 DZ90 型振動(dòng)錘參數(shù)表 DZ90 型振動(dòng)錘： 電動(dòng)機(jī)功率 90千瓦 偏心力矩 500Nm 擊 振力 570KN 空載振幅 允許拔樁力 300KN 樁錘質(zhì)量 6200Kg 便橋荷載 履帶寬度（縮回/伸出） 3500/4800mm履帶板寬度 800 mm輪距 5484mm履帶長(zhǎng)度 6535mm支重輪數(shù)量 2X12個(gè)驅(qū)動(dòng)力 570kNm爬坡度 行走速度 接地比壓 總工作重量 95000Kg360旋挖鉆機(jī)參數(shù)表中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部 跨北汝河鋼便橋施工方案 34 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要，施工便橋作為主要運(yùn)輸通道，橋面荷載考慮以下三種情況：公路一級(jí)車(chē)道荷載設(shè)計(jì)總體；便橋使用中最重車(chē)輛 12m3的混凝土運(yùn)輸車(chē)和 360型旋挖鉆施工兩種工況驗(yàn)算局部。 360 型整機(jī)工作重量為 950KN，下為履帶，履帶長(zhǎng)為 米，寬，換算成履帶板下 面 荷載為 ，每 延米 履帶下橫向 線(xiàn)荷載為 ，旋挖鉆軸距 （履帶板中對(duì)中），沖擊系數(shù)取。 12m3 罐車(chē)滿(mǎn)載時(shí)荷載車(chē)輛重力標(biāo)準(zhǔn)值 475KN，前軸重力標(biāo)準(zhǔn)值，后軸重力標(biāo)準(zhǔn)值 + 重 力標(biāo)準(zhǔn)值 ,軸距++。輪胎接觸面積為 30*20cm , 單輪所受荷載為 輪下 面 橫向線(xiàn) 荷載為 132KN/m，沖擊系數(shù)取 。 360旋挖鉆荷載圖示 12m3罐車(chē)滿(mǎn)載 荷載圖示 本便橋結(jié)構(gòu)采用允許應(yīng)力法設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)計(jì)算中所有型材所取參數(shù)均出自于型鋼規(guī)格表，貝雷片相關(guān)規(guī)格參數(shù)引自《裝配式鋼橋使用手冊(cè)》，計(jì)算過(guò)程采用清華大學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求解。應(yīng)力允許值參照中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部 跨北汝河鋼便橋施工方案 35 《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》與《鐵路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》。 便橋整體設(shè)計(jì) 橋梁橫斷面布置如下圖： 橋面板1 c m 厚鋼板縱向分配梁 I 1 0 @ 0 . 2 m橫向分配梁 I 2 0 @ 0 . 7 5 m主橫梁 I 3 6 b扶手欄桿 φ 4 8 3 . 5 m m 高1 . 2 m3 1 . 5 貝雷梁鋼管樁 Φ 5 2 9 8 m mI 1 4 槽鋼120A抱箍1 4 a 槽鋼5 5 局部荷載檢算 360 旋挖機(jī)過(guò)橋時(shí) 1）面板檢算 360 旋挖鉆荷載計(jì)算 。 橋面板采用 10mm 厚鋼板滿(mǎn)鋪， 按三跨連續(xù)梁模型計(jì)算。 單元寬度 取 1m。 鋼板參數(shù)如下 :A=bh=1179。 = W=bh2/6=1179。 179。 247。 6=179。 105 m3， I= bh3/12=1179。 247。 12=179。 108m4。 重量 旋挖鉆縱向通過(guò)橋面時(shí)，縱向分配梁間距按 20cm 布置， 按 3 跨連續(xù)梁建模， 面板所受橫向 取 1m 均布荷載=950/*=。 （ 1)荷載分布如下圖： 中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部 跨北汝河鋼便橋施工方案 36 （ 2)應(yīng)力計(jì)算 彎矩圖示如下： σ =Mmax/w=（ 179。 105） =〈 [215 Mpa] 符 合要求。 （ 3)撓度變形計(jì)算 位移變形如下圖 通過(guò)結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求得最大變形發(fā)生在 3為 。 Fmax=200/400= 要求。 2) I10 縱梁計(jì)算 按三跨連續(xù)梁建模。 10工字鋼參數(shù)如下 :A=, Wx=49 cm3，Ix=245 cm4，每米重 。 中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部 跨北汝河鋼便橋施工方案 37 I10 工字鋼鋼荷載為： 950/2/**=荷載分布 (1)彎矩圖示 σ =Mmax/w=〈 [215 Mpa] 符 合要求。 (2） 剪力 計(jì)算 剪力 如下圖 τ max=QS/bI=11520*(*245)= [145Mpa] (3)撓度變形計(jì)算 位移變形如下圖 通過(guò)結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求得最大變形發(fā)生在 3跨。 中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部 跨北汝河鋼便橋施工方案 38 Fmax=750/400=,滿(mǎn)足要求。 3)I20b 工字鋼計(jì)算 20b 工字鋼參數(shù)如下 :A=, Wx=250 cm3， Ix=2500 cm4，每米重 。 S=,b=9mm I20b 工字鋼荷載為： 950/2/**=上部材料荷載： *（ 29***+*5*） /5= I20b 工字鋼荷載布置圖如下： （ 1)彎矩圖如下： σ =Mmax/w=〈 [215 Mpa] 符 合要求。 (2） 剪力 計(jì)算 剪力 如下圖 τ max=QS/bI=*(9*2500)= [145Mpa] 中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部 跨北汝河鋼便橋施工方案 39 (3)位移圖如下： 由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器知最大變形在 6 單元，為 Fmax=900/400=,滿(mǎn)足要求。 3）貝雷梁計(jì)算： 縱梁采用貝雷片，主跨長(zhǎng)為 9m，分 兩 組布置，橫橋向布置為90cm+45cm+130cm++90cm, 貝雷片尺寸為 1500179。 3000mm，參數(shù)如下 :A=179。 104m2 Wx= cm3， Ix= cm4，允許彎矩 W=,允 許剪力 ，單片質(zhì)量 270kg。 單側(cè)履帶板下由 2 片貝雷片承擔(dān) . 貝雷梁最大荷載為： 950/2/**=95KN/m 結(jié)構(gòu)自重： *（ 5*+29*+） *橋面上旋按鉆荷載通過(guò)分配橫梁以點(diǎn)荷載形式傳至縱梁， F=95179。 = 貝雷梁荷載布置圖如下： 中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部 跨北汝河鋼便橋施工方案 40 （ 1） 彎矩圖如下： Mmax=178。 m*2= KN178。 m 符 合要求。 (2） 剪力 計(jì)算 剪力 如下圖 Qmax=178。 m*2= KN178。 m (3)位移圖如下： 由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器知最大變形在跨中最大為 25mm 中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部 跨北汝河鋼便橋施工方案 41 Fmax=18mm9000/400=,滿(mǎn)足要求。 4)雙拼 36b 橫冠梁檢算： 36b 工字鋼參數(shù)， A=,I=16530cm4,w=919cm3,S= b=12mm,每沿米重量 當(dāng)整個(gè)旋挖機(jī)至于橫冠上時(shí)，所受荷載最大。由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算反力如下： 由反力可知 36b工字鋼荷載布置圖： 橋面自重 結(jié)構(gòu)自重加上部反力知 I36b 受力圖如下 ： (1)彎矩圖如下： σ =Mmax/w=116484/919=〈 [215 Mpa] 符 合要求。 (2） 剪力 計(jì)算 中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部 跨北汝河鋼便橋施工方案 42 剪力 如下圖 τ max=QS/bI=*(12*16530)= [145Mpa] (3)撓度變形計(jì)算 位移變形如下圖 由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器知最大變形在跨中最大為 1mm Fmax=1mm1000/400=,滿(mǎn)足要求。 5)鋼 管樁檢算 由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算 主橫梁 如下反力圖可知，中間螺旋管受力最大為 179。 2=817213N。 直徑 螺旋焊鋼管， 8mm 壁厚，每米重量 , 截面抵抗矩 W=,截面慣性矩 I=，回轉(zhuǎn)半徑中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部 跨北汝河鋼便橋施工方案 43 i=,截面積 S= (1)強(qiáng)度計(jì)算： σ =N/A=817213/=215 Mpa,滿(mǎn)足要求。 (2）穩(wěn)定性計(jì)算 鋼管河床基底 以上最長(zhǎng)為 7m，則自由長(zhǎng)度取 14m，長(zhǎng)細(xì)比： λ =L/i=1400/=76。 查穩(wěn)定系數(shù)表，得Φ = 造成鋼便橋失穩(wěn)的因素有流水阻力，風(fēng)荷載，汽車(chē)荷載造成的鋼管樁偏心受壓?，F(xiàn)取一跨鋼便橋以最不利荷載分析。水流阻力出現(xiàn)在水位以下 米處。 流水阻力 F=KArv2/2g K：形狀系數(shù)，對(duì)圓形管樁取 A：阻水面積，算至一般沖刷線(xiàn)處， A=179。 10= r:為水容重 ,取 10Kn/m3 v：為水流速 , 汝 河本橋位處為 V1/10= m/s g：為重力加速度，為 10m/s2。 F=179。 179。 10179。 247。 2247。 10= M1=FL=179。 10179。 2/3=9KN178。 m 中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部 跨北汝河鋼便橋施工方案 44 β取值 由以上公式計(jì)算知： 87+111+5=202Mpa215Mpa 穩(wěn)定性符合要求 。 3）埋深計(jì)算 打入樁容許承載力 P=(U179。 ai179。 fi179。 li+λ179。 A179。 a179。 R)/2 其中 P 為容許承載力 (考慮安全系數(shù)為 2)， U 為樁周長(zhǎng) =179。 =。ai、 a為振動(dòng)成樁系數(shù)，打入樁均取 1； fi為樁周摩阻力 ，河床底為粉質(zhì)黏土， 140Kpa、 180 Kpa。 R 為樁尖土極限承載力， 粉質(zhì)黏土 取 180Kpa； A 為樁支撐面積，為 ；λ為系數(shù)，取 1； li 為埋深。 為保證結(jié)構(gòu)安全， 樁周摩阻力 取 140Kpa Li=（ 179。 21179。 179。 1179。 180）247。（ 179。 1179。 140） =7m 為保證結(jié)構(gòu)安全，取 ，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)要求管樁以貫入度控制。 4)貫入度計(jì)算 根據(jù)橋規(guī)推薦打樁公式， e=n*A*Q*H/(m*P*(m*P+n*A))*(Q+K*q） /(q+Q) 中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部 跨北汝河鋼便橋施工方案 45 e 為貫入度 n 為系數(shù)，根據(jù)材料和樁帽選用，鋼樁為 5Kpa。 A 為樁支撐面積，為 ； Q為樁錘擊重量， DZ90 取 570000N（錘擊力）， H 為落錘高度， DZ90 取 。 m 為安全系數(shù)，臨時(shí)結(jié)構(gòu)為 。 P 為樁的設(shè)計(jì)承載力，本便橋?yàn)?817213N K 為恢復(fù)系數(shù)，取 。 q 為樁及樁帽重量，鋼管樁長(zhǎng)度按 10 米，錘重 62021N，則 q=10179。 179。 10+62021=72280N 將數(shù)代入公式可得 e=。 取貫入度為 5mm，則最后 1分鐘平均值為 5mm。 12m3旋挖機(jī)過(guò)橋時(shí) 1）面板計(jì)算 罐車(chē)通過(guò)橋面時(shí)，面板按 3 跨連續(xù)梁計(jì)算，縱向分配梁間距按20cm 布置， 縱向取 1 米計(jì)算， 面板所受橫向均布荷載 =132179。 179。1=。 荷載分布如下圖： （ 1） 應(yīng)力計(jì)算 中鐵七局集團(tuán)孟平鐵路二線(xiàn)工程項(xiàng)目經(jīng)理部 跨北汝河鋼便橋施工方案 46 彎矩圖如下： σ =Mmax/w=〈 [215Mpa] 符 合要求。 （ 2） 剛度計(jì)算 : 位移圖如下： 由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器可知 3 單元變形最大。 fmax=200/400=,滿(mǎn)足要求。 2） I10 工字鋼受力 I10工字鋼受力。汽車(chē)輪下由 4根 I10工字鋼承擔(dān)，載分布圖示。 后輪最大荷載為 *=205920N 前輪最大荷載為 *=102960N （ 1） 彎矩圖如下 ： 中鐵七局集團(tuán)孟