蒋 燕
(昆山市交通工程有限公司,江苏 昆山 215300)
该标段公路大桥共4只位于河中的承台,其水深约为5-7m,我部为保证整个工程的施工,在便道走向修筑便桥,桥面宽度均为9m,拟建便桥四座,共长180m。
2.1 便桥设计,最大设计运输荷载为60T,桥面宽度为9m。
2.2 施工设计
(1)因顶层32#槽钢N1为满铺直接当做桥面板,故无需进行强度验算。其受力情况如下。N1槽钢受人群均布荷载:3.5KN/m2×2.5m=8.75KN/m
N1槽钢自重
2.5×(3/0.32×38.2×9.8=8.8KN
钻机自80KN,吊车重250KN,(考虑1.1的冲击系数和1.1 的安全系数,合计取1.2系数),计算时考虑最重的一种荷载得:(250+80)×1.3=429N,
图1
汽车吊机每个支腿传递的荷载为:429/4=107.5KN。
N1槽钢受力最不利情况,受力简图如图1所示。
(2)底横梁I40a 工字钢N2 检算
因桩间距即跨径为3m和2m,所以汽车吊有两个支腿的荷载通过纵梁传递给横梁,钢管桩在3m跨径范围内,N1横梁传递给底纵梁工字钢的最大支座反力:129KN,则每根上纵梁传递的荷载为129 KN/3=43KN
按按单跨3m 简支梁分析工字钢受力情况,计算简图如图2所示。
I40a 工字钢截面特性参数:
〔σ〕=145MPa ; 〔τ〕=85MPa
A=86.1cm2; b=14.2cm ;d=1.05cm;Ix/Sx=34.1m ;Ix=21720cm4
Sx=631.2cm Wx=1090cm3;Iy=660 cm3;ix=15.9cm; iy =2.77cm
需用工字钢根数:
n=Mmax/( Wx〔σ〕)=48.4×103/(1090×145)= 0.3 根
取n=1 根满足要求(每排钢管桩顶布置1 根)。
剪 应 力 τ= Qmax ×S /(I ×d)/n=64.5 /0.3410/0.0105=18MPa
< [τ]=85 Mpa
经以上计算,每1 根钢管桩顶布置1根40a工字钢。
(3)局部集中受力计算:(假设汽车吊支腿直接传递力至N2 上)
当25T 汽车吊在平台上吊放钻机时,按单跨2.5m 简支梁考虑,汽车827cm4A=73.4cm2 i=(I/ A)1/2=10.3cm)
按地质资料计算的单桩承载力确定钢管桩长度,具体如下。
打入桩的容许乘载力为:[P]=1/2(UΣαi×fi×li + λARα)
αi、α——分别为打入桩对各土层桩周摩阻力和桩底承压力影响系数。(αi、α土层埋深5 米以下时取0.8,10 米时取1)打入桩均取1。λ——系数,砂类土当D/d≥1 时λ=1
A——桩底支承面积A =0.0073m2
R——桩尖土的极限承载力
[P] ——轴向受压桩的容许承载力(kN)
U —— 桩 身 截 面 周 长(m) U=πd=3.14×0.3=0.942m
fi ——桩侧土的极限摩阻力(kPa)
li ——各土层的厚度(m)
根据施工图,栈桥施工区域的土层主要为粉质粘土和粉质粘土夹粉土,计算取 fi =50kPa,R=120 kPa。
故桩身入土深度均满足要求。
总结经过施工实践证明,该桥梁工程的栈桥施工设计方案是合理可行,安全可靠的,栈桥的建成不仅保证了该桥梁的施工质量,而且还大大提高了施工的主动性。为未来类似的工程提供了参考借鉴。
图2
[1]梁建设施工平台及栈桥验算分析[J].交通标准化.
[2]贝雷桁架栈桥设计与施工[J].城市道桥与防洪 .2011(04).