钢便桥施工方案计算-典尚设计(栈桥强度刚度稳定性计算).doc

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钢便桥施工方案
由于本地区雨量充沛，雨季较长，年降雨量1800毫米左右，雨量集中，每年5～9月降雨量占全年79.5%～88.2%，潮湿系数0.91～1.32；季风明显，冬天，东北风较多，风力4级，5～9月常受台风侵袭，风力6～9级。
绥江为Ⅵ级航道，通航100吨级船舶。大桥设两个主通航孔，通航净空尺度：净高不小于6m，净宽不小于25m，上宽不小于18m，侧高不小于4m。现有施工场地是因为附近发电站维修，没有蓄水对我项目部非常有利。可在3月底附近发电站要蓄水发电，到时我项目部将无法进行施工。因此我项目部建议采用钢便桥及施工平台施工，可以在蓄水其间不受蓄水的影响保证进度及质量。
一、 施工平台及便桥均采用钢管桩，钢管桩内灌满砂。用36工字钢作纵、横梁，零纵坡。平台宽6m长18m，便桥宽4m长120m，跨距3～5m。二桩单排，桩距分别为4.5m和3.0m（见附图）。台、桥面高出高潮水位2.0m以上。
二、施工方法
1、 钢管桩制作
在陆地上按设计桩长制出钢管桩。钢管对焊连接，要求焊缝饱满无砂眼。
2、 沉桩
将制作好的钢管桩用船运至打桩点用船吊起吊定位。震动锤成桩。沉桩时除准确定位外，要求边沉桩边测量保证桩的垂直度。当局部地层产生变化时，一定要依据桩头入土速度情况，调整桩的入土长度，保证桩的承载力。
沉桩完成后在钢管桩内灌满砂，即可在其上铺设焊接工字钢纵横梁和桥台钢板铺设。
二、 荷载计算
1、 桩基施工平台荷载计算
1）、恒载 a、纵梁 2Ⅰ36 g1＝2×40m×59.9kg/m＝4.79t
b、横梁 12Ⅰ36 g2＝12×6m×59.9kg/m＝4.31t
c、面梁 13Ⅰ25 g3＝13×40m×38.1 kg/m＝19.81t
单桩承受恒载G1＝（g1＋g2＋g3）/24＝1.2t
2）、活载 a、钻机、冲锤（单机施工） g4＝20t
b、首批砼及储料 g5＝18t
c、人及工具等 g6＝3t
施工中活载主要集中在桩基周围10根桩，此时单桩承受活载为：
G2＝（g4＋g4＋g5）/10＝4.4t
3）、平台单桩承受荷载 G＝（G1＋G2）×1.05＝5.88t＝60.57kN
1.05为冲击系数
2、 便桥荷载计算
1）、恒载 a、纵梁 31Ⅰ36 g1＝31×4m×59.9kg/m＝7.43t
b、横梁 3Ⅰ36 g2＝3×150m×59.9kg/m＝26.96t
c、面梁 301Ⅰ25 g3＝301×4m×38.1 kg/m＝45.87t
单桩承受恒载G1＝（g1＋g2＋g3）/62＝1.3t
2）、活载（限7m3砼单车通过） g4＝25t
按汽车通过墩时的最不利情况其中在一个墩上。此时单桩，所承受荷载G＝（1.3＋25/2）×1.05＝14.49t＝142.15kN

三、 桩长计算
由于各桩点地层结构不一致，无法采用统一桩长，只能按地质勘探资料分别计算各部位的控制桩长，并以此指导沉桩。计算时只考虑桩侧摩阻力，不计入桩底承载力。
1、 侧壁摩阻力的取值
按工程地质报告取中值
<2－1>淤泥 20kpa
<2－2>淤泥质砂 30kpa
<4－1>粘土 55kpa
<4－2>淤泥质土 20kpa
<4－3>亚粘土 55kpa
<4－4>砂土 40kpa
2、 桩基施工平台钢管桩长度计算
1）、13＃墩施工平台
按钻孔地质柱状图计算
F29＝Uaifili＝×3.1416×0.5（0.6×20×8.4＋0.6×55×1.7＋1.1×65×1＝179.29kN
桩入土深度11.1m，桩长14.17m
F30＝0.785（0.6×20×12.3＋0.65×55×4.0）＝219.49kN
桩入土深度16.3m，桩长19.55m
2）、15＃墩施工平台桩长计算
F31＝Uaifili＝0.785（0.6×20×13.4＋0.6×55×0.4＋0.6×30×2.9）＝177.57kN
桩入土深度16.7m，桩长20.02m
F31＝0.785（0.6×20×12.8＋0.6×55×3.7）＝216.42kN
桩入土深度16.5m，桩长19.71m
平台钢管桩一般控制长度为20m。
3）、便桥桩长计算
用靠近便桥的11＃、12＃、13＃、14＃、15＃钻孔地质资料计算
F28＝×3.1416×0.6（0.6×20×10.8＋0.6×55×1.2＋0.6×55×2.6）＝240.21kN
桩入土深度14.6m，桩长15.34m
F30＝0.942（0.6×20×12.3＋0.6×55×4.0）＝263.38kN
桩入土深度16.3m，桩长19.66m
F32＝0.942（0.6×20×12.8＋0.6×55×3.7）＝292.68kN
桩入土深度16.5m，桩长19.71m
F34＝0.942（0.6×20×12.3＋0.6×55×4.6）＝282.03kN
桩入土深度16.9m，桩长17.73m
便桥钢管桩一般桩长控制为20m。
四、 钢管桩及工字梁强度、稳定性检算
1、 钢管桩强度检算
A平＝πR2＝×3.14（5002－4842）＝12359mm2
δ平＝πR2＝×3.14（6002－5802）＝18526mm2
A桥＝πR2＝×3.14（6002－5802）＝18526mm2
δ桥＝G/A＝142150/18526＝7.67MPa<δ允＝140 MPa
2、 钢管桩稳定性验算
L取5m
I＝π（D4-d4）/64=0.0491(0.54-0.4844)=0.374×10-3m4
r＝＝＝0.174
λ＝L/r＝5/0.174＝28.74
ф＝1.02－0.55（）2＝0.889
δa=N/фA＝7.67/0.889＝8.65Mpa<δ允许＝140Mpa
3、 工字梁强度检算
Mmax=PL/4=89.66×5/4＝112.08KN•M
δ＝Mmax/W＝112.08×106/877.6×103＝127.7Mpa<1.3×145Mpa
4、 工字梁支点处剪应力检算
支座处剪力Qx＝89.66/2＝44.83kN
剪应力τmax=QSx/Ixδ=14.4Mpa<τ允许＝85 Mpa
5、 刚度计算
fmax=Pl3/48EIx=89.66×50003/48×2×105×15796×104＝7.39mmbc1787202
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