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1、新建沿江公路二干河大橋系桿和橫梁支架工程施工方案目錄1、 系桿的施工1.系桿工程簡介1.系桿的施工方法1.1系桿的預制1.2系桿的安裝1.3系桿的支架設計和驗算2、 橫梁的施工2.橫梁施工簡介2.橫梁支架設計和驗算1、系桿的施工1.1、系桿工程簡介：本工程系桿共計2根，采用空心矩形斷面,單根長62.3m，寬1.5m，高1.8m(端部局部加高到2.4m)，空心矩形壁厚均為30cm。系桿在吊桿位置1.2m范圍及根部6.75m范圍內加強為實心矩形。1.2、系桿的施工方法1.2.1系桿的預制根據現場的施工條件及通航的要求，本工程系桿采用現場預制法，待系桿預制砼達到強度后采用浮吊進行安裝。原系桿施工圖按2、支架現澆法設計，現更改采用現場分段預制法。單根預制系桿分成五段：兩段拱腳和三段直線段，具體分段長度見后附圖（七）所示，具體的分段預制長度方案已得到設計認可，并把預制最長26m長系桿主筋配筋進行了加大,以確保該段系桿吊裝過程安全而不出現裂縫。每根系桿共設四個濕接頭, 濕接頭長度為60cm，見圖示, 濕接頭鋼筋焊接采用綁焊，砼澆制采用系桿同強度微膨脹砼澆制。系桿的預制采用胎模法。1.2.2系桿的吊裝為了將系桿的安裝順序說清楚，現將南側系桿的五段編號為南、南、南、南和南；北側系桿編號分為北、北、北、北和北，編號具體位置詳后附圖（八）所示。系桿的吊裝采用常熟市銘鑫橋梁安裝有限公司銘鑫浮吊叁號（起吊重量3、為150T），安裝前先和建設單位溝通,協調有關部門讓南側高壓線停電,確認無誤后先安裝南和南，接著對稱安裝南和南，而后安裝南，接著把浮吊開至北側安裝北和北，再安裝北和北，最后安裝北。1.2.3系桿的支架設計和驗算系桿的安裝支架設計，系桿段南和南、南和南以及北和北、北和北系桿均充分利用原橋橋墩，架設貝雷梁安裝；系桿段南和北分別采用二個樁支墩安裝，其支架搭設示意圖見后附圖（一）、圖（二）圖（三）和圖（四）所示。1.2.3.1 26m直線段系桿鋼管樁支架驗算26m直線段系桿,安裝采用鋼管樁支墩,因該樁支架跨度為25m，跨度較大，系桿原設計為貝雷梁支架現澆，現采用預制安裝方案，該方案已得到設計同意，并把4、系桿的主筋配筋進行了變更,確保了施工的安全。(1)、系桿的重量計算：26m系桿砼的自重：G=（3.275+1.6420）2.5=123T系 桿 內木箱模板: 0.1T/m26m=2.6T考慮安全系數K=1.2，系桿總重：1.2(2.6+123)=150.72T該系桿由兩個支墩承受，單個支墩承受荷載為F則F=1/2150.72T=75.36T(2)、系桿下工字鋼驗算：本工程系桿下工字鋼采用50a，其力學性質如下：L=750mm=215N/mm2=2150kg/cm2 W=1860cm3I=46470cm4 E=21105N/mm2=21106kg/cm2該工字型按以下計算簡圖（一）驗算：強度驗算5、:M最大彎矩=1/475.36(0.375+1.125)=28.26t.m= M/W=28.26t.m/1860cm3=28.26105kg/1860cm2 =1519.4kg/cm2=2150kg/cm2 滿足要求撓度驗算:最大撓度按均勻荷載計算q = 75.36t/1.5m=50.24t/mfmax=5qL4/384EI=550.2410kg/cm754/3842110646470=0.0002cm=0.002mm f =750/400=1.875mm滿足要求(3)、貝雷片驗算50a工字鋼下設單層四排貝雷，其受力按以下計算簡圖（二）計算：100010001000q = 75.36t/3m46、片=6.28t/m計算簡圖（二）貝雷片按單排單層不加強W=78.82tm按三跨連續梁計算：強度驗算：M最大彎矩=0.16.2812=0.63tmW=78.82tm滿足要求撓度驗算：f最大撓度=56.28101004/38421106250500 =0.0002mm f =1000/400 =2.5mm滿足要求 （備注：每層采用四片貝雷主要是考慮到支架穩定性和安全性）(4)、槽鋼驗算鋼管樁面上帽梁采用22a槽鋼雙拼而成，考慮鋼管樁間距只有1m，不需驗算剪力和撓度，只要求驗算其強度：根據前面計算帽梁的=2826000/2188根=1620kg/cm22150kg/cm 滿足要求。安裝帽梁前應在鋼管7、樁頂焊接鐵件，以調整帽梁安裝的標高和平整度。(5)、鋼管樁驗算：根據設計圖紙中提供的地質資料，將地質最不利的東側支墩位置作為檢算依據，確定打入鋼管樁的長度。1)依據圖紙提供地質及現場資料：粉砂夾粉土底標高： -3.2m淤泥質粉質粘土底標高：-5.6m由鋼管樁單樁豎向承載力計算公式：（見樁基工程手冊P79）Qu= Qsu+Qpu=SUqSULi+PqPUAP式中： Qu一 單樁承載力； S 側阻擠土效應系數，主要隨樁徑增加而減小，查表219樁，S=1； U 樁長周長； AP 樁端投影面積； qSU 樁的極限側阻力，據地質查表計取； qPU 樁端極限阻力標準值，據地質資料查表計取； Li 土分層深8、度； P 端阻閉塞效應系數，隨樁端進入持力層深度hb增加而增加，按下式計算： hb/D5， P= 0.16hb/DS hb/D5， P= 0.8S D表示鋼管樁外徑本工程鋼樁D=219mm，hb=5600mmhb/D= 5600/219=25.65 取P= 0.8S =0.8因此單樁承載力FF=13.140.219(3.230+2.425)+10000.83.140.2192=107.27+120.48=227.75KN=22.8t考慮摩擦樁的安全系數K=2及鋼管樁的安全系數K=0.7則單載極限承載力F=0.722.8/2=8t 故單個支墩共20根鋼管樁可承受的極限摩擦阻力為8t20=160t9、 2)鋼管樁荷載計算：a.系桿的自重： 75.36tb.25a型鋼：2.2593.6=210.6kg=0.21tc.貝雷片自重：0.2758片=2.2td.鋼管樁頂槽鋼：28m50=1400kg=1.4te.鋼管樁及樁頂鋼板：0.30.394.220+12.63.140.21947.120=8331kg=8.3t 因此P總=75.36+0.21+2.2+1.4+8.3=87.47t 因為P總=87.47t F總=160t 故鋼管樁能達到承載力要求3）鋼管樁穩定性驗算2196鋼管截面積A=40.15cm2 慣性矩：I=4557cm4i=I/A=4557/40.15=10.65cm = KL/i=10、0.712.6100/10.65=82.8 查表取0.9 = P/A =87.47/40.150.920=87470kg/722.7cm2=121kg/cm2取安全系數K=2則2=2121=242kg/cm2=1700kg/cm2 因此，整體穩定性滿足要求。4）鋼管樁施打貫入度e計算控制采用格爾謝萬諾夫公式，計算最終貫入度ee= nAQH/mP(mp+nA)(Q+K2q)/(Q+q)式中：P 表示樁的容許承載力 P=8000kg m 安全系數 取m=1.5 A 樁身截面積 A=1/4D2=1/43.14222=380cm2 n 系數 n=10kg/cm2 Q 錘的沖擊部分重量 Q=750kg 11、H 落距 取H=200cmK 恢復系數 K2=0.2q 樁、樁帽及帽的非沖擊部分重量 q=170kg故當落距為2m時貫入度e為：貫入度e=10380750200/1.58000(1.58000+10380)(750+0.2170)/(750+170) =(5700105/1896105)（784/920）=2.56cm/擊故鋼管的打設過程中采用貫入度進行控制，見上計算，目前河床的標高按0.00計算，因此鋼管樁樁頂標高為7.00m，樁底標高為-5.6m，鋼管樁的長度為12.6m，因目前管樁長度只有10m左右，因此可打設后接樁。為了提高樁支墩的整體抗撞能力和有效控制樁的水平位移，在橫向和縱向采用型12、鋼等把所有樁連成一體，并設剪刀撐加固，再設支撐桿和原橋的橋墩1200立柱相連，以確保該系桿段安裝后的安全和穩定。1.2.3.2、 7.65m拱腳和10.5m直線段系桿的貝雷梁支架計算因編號為南和南、南和南以及北和北、北和北的系桿受力相同，因此支架也相同，下面就以南和南系桿的貝雷梁支架進行驗算。該支架東端利用原橋墩立柱，西端采用在主橋臺承臺基礎面層埋設鐵件焊接四種鋼管420*5作立柱，架設貝雷梁安裝，橋墩和鋼立柱采用砂箱調整貝雷梁底的標高的方案(其支架如圖（二）、（三）、（五）所示)。(1)、荷載計算：1)拱腳7.65m自重：30.78m32.5+1.50.1=77.2t2)系桿10.5m自重：13、（3.272+1.648.1）2.5+0.18=50.8t3)貝雷梁自重： 4排5節0.275=5.5t 因此總荷載G=77.2+50.8+5.5=133.5t考慮安全系數K=1.2 則總荷載為133.51.2=160.2t(2)、強度和撓度驗算(計算簡圖(三)均布荷載是貝雷梁自重：q =1.25.5t/14.65m=0.45t/m 集中力F1是拱腳7.65m自重承受的一半，相當于扣除主橋立柱支撐砼后的自重的一半，即F1 = 1/2（77.2-1.51.62.42.5）1.2=37.7t同樣,集中力F3和F4是承受系桿直線段10.5m的自重:F2=F3= 1/250.81.2=30.5t強度驗14、算：M最大彎距= （53.7-30.5）8(集中力)+1/80.45142(均布荷載)=185.6+11.03=196.63tmW=478.82=315.28 tm滿足要求剪力驗算：Q最大=57.2+3.3=60.5tQ=424.52=98.08t滿足要求撓度驗算：（貝雷片E=21105N/mm2 I=250500cm4）f = 5qL4/384EI =5(160.2/13.45)13.454106/384211062505004= 194.89441014/80.8011014=2.41cmf=1400/400=3.5cm 滿足要求故貝雷梁支架數量為4列，間距為75cm，滿足要求。(3)、工15、字鋼驗算該段系桿下枕梁采用I50a工字鋼，因各集中力荷載均比26m系桿小，故根據前26M直線段系桿計算可知I50a枕梁能滿足要求。(4)、鋼管立柱驗算西端主橋承臺基礎上采用四根4205的鋼管立柱，長為2.5m。1）長細比驗算：鋼管外徑D=420mm 鋼管內徑：410mm回轉半徑r=0.35(D+d)/2=0.35(0.42+0.41)/2=0.145m長細比=uL/r 式中：u表示桿件長度系數 取u=1.0 L表示桿件幾何長度因此：=1.02.5/0.145=17.24u=100滿足要求2)立柱承受力驗算：單根承受力F=A =1700kg/cm265.188cm20.9=99738kg=99.16、7t式中：表示截面軸心受壓構件穩定系數 A表示截面面積，可查表因此4根立柱可承受力F=499.7t=398.8t實際承受荷載P=KP1=248t=96t F=398.8t滿足要求。另外，為了增強立柱的穩定性，一方面在承臺基礎面埋設鐵件焊接，另一方面四根立柱橫向和縱向用剪刀撐連成一體并和主橋立柱相連接。(5)、立柱頂工字鋼驗算（兩根I32a，跨度2.25m）1)抗彎驗算q = 48t/2.25m=21.3t/m W=1/8qL2=1/821.32.252=13.5t.m（兩根工字鋼）=W/W=13.50.51000100/692=975kg/cm2=2150kg/cm2滿足要求2)剪力驗算Q=q17、L/2=21.32.25/22=12.25t=122.5KNI/S=11080/400.5=27.67cm=QS/I=122.5/27.6710-20.0095=122.5/2.629=46.5Mpa =85Mpa滿足要求3)撓度驗算 f = 5qL4/384EI =521.30.52.254109/3842110611080= 1364.7109/893.48131011=0.0153cmf=225/400=0.5625cm滿足要求1.2.3.3、原橋墩梁H型鋼驗算由系桿計算可知：P1=P4=57.2T由橫梁計算可知：P2=P3=143.3T經過詳細計算,鋼梁采用H型鋼H400480142018、，底斜撐鋼梁采用H型鋼H4505001622，見后附圖所示,均能滿足要求。計算簡圖（四）其現場有H型鋼H6002501224（W=3880.33cm3）可代替H型鋼H4004801420（W=3740.96cm3）；H型鋼H60030012（W=4978.35cm3）可代替H型鋼H4505001622（W=4878.35cm3）。2、橫梁的施工2.1、橫梁施工簡介：橫梁有端橫梁和中橫梁，端橫梁二根、中橫梁十一根，端橫梁設計采用L型斷面，中橫梁采用矩形加牛腿斷面，端橫梁因自重有135t，且離河道較遠，采用預制后浮吊安裝較難，故端橫梁采用搭設支架現澆；中橫梁全部采用預制再搭設貝雷梁安裝，其支架搭設19、見后附圖(三)、(五)、(六)所示。每根橫梁共設二個濕接頭, 濕接頭長度為60cm，見圖示, 濕接頭鋼筋焊接采用綁焊，砼澆制采用橫梁同強度微膨脹砼澆制。2.2、橫梁的支架驗算：2.2.1、13.5m跨徑處中橫梁(共計2根中橫梁)支架驗算：按簡支梁計算，其計算簡圖如下圖(五)(1)荷載計算：單根中橫梁自重：16.5(0.21.1+0.135+1.0880.7)2.5=46.06tP1=P2=P3=1.246.061/2=27.6t均布荷載就是貝雷梁自重,按單層雙排不加強貝雷梁計算q=4.520.275t/13.1m=0.19t/m(2)其貝雷梁力學性質如下：I=250500cm4 E=2110620、kg/cm2 W=78.82t.m L=13.1m=2150kg/cm2 (3)強度驗算:M最大彎矩=1/8qL2+118=1/80.1913.12+118=122t.m W=278.82=157.64 t.m滿足要求(4) 撓度驗算:f = 5qL4/(384EI)=54.413.14109/(38421106250500)=8.4871015/(20.21015)=0.42cmf=1310/400=3.275cm滿足要求2.2.2、30m跨徑處中橫梁(共計5根中橫梁)支架驗算:按簡支梁計算,計算簡圖如下:(1)荷載計算：同前P1=P2=P3=P4=P5=27.6t均勻荷載按單層五排貝雷加強21、梁計算:q=205(0.275+0.16)/30m=1.45t/m(2)其貝雷梁力學性質如下:I=577434cm4 E=21106kg/cm2 W=168.75t.m L=30m=2150kg/cm2 (3)強度驗算:M最大彎矩=(6915-27.615)+1/81.45302=621+163.1 =784.1 tmW=5168.75=843.75tm滿足要求(4) 撓度驗算:f = 5qL4/(384EI)=56.05304109/(38421106577434)=2.451016/(4.6561015)=5.26cmf=3000/400=7.5cm滿足要求2.2.3、13.5m跨徑支座222、#或3#橋墩處支架驗算：按簡支梁計算,計算簡圖如下:(1)荷載計算：見前計算P1=P2=支座反力=32.9t均勻荷載就是貝雷梁自重,按單層雙排不加強貝雷梁計算:q=250.275/15=0.19t/m(2)其貝雷梁力學性質同前(3)強度驗算:M最大彎矩=(32.77.5-32.95.4)+1/80.19152=67.59+5.34 =72.93 tmW=278.82=157.64t.m滿足要求(4) 撓度驗算:f = 5qL4/(384EI)=54.6154109/(38421106250500)=11.61014/(20.21014)=0.57cmf=1500/400=3.75cm滿足要求223、.2.4、端橫梁的現澆支架驗算本工程主橋墩端橫梁長16.5m，兩端留60cm濕接頭后凈長15.3m，按16.5m計算，高146.8cm，底寬170cm，背墻高91.2cm，模板采用竹膠板，支架采用貝雷梁托底，鋼柱及砂箱調節高度以利拆模。1、端橫梁荷載計算1)端橫梁自重：G1=1.4681.7+0.90.912+(0.2+0.35)0.2/216.52.5=139.07T2)模板重：G2=0.228.05=5.61T3)施工及振搗：G3=0.628.05=16.83T4)貝雷片自重(按單層五排不加強計算)：G4=0.27530=8.25T5)端橫梁總重及考慮安全系數1.2：G總=169.761.24、2=203.71T6)該端橫梁由兩個支墩承受，單個支墩承受荷載為F=101.86T2、貝雷梁驗算按簡支梁計算,計算簡圖如下:按單層五排不加強貝雷梁計算，其貝雷梁力學性質如下:I=250500cm4 E=21106kg/cm2 W=78.82t.m L=13m=2150kg/cm2 其均布荷載q=203.71/15=13.58t/m 強度驗算:M最大彎矩=1/813.58132=286t.mW=578.82=394.1t.m滿足要求撓度驗算:f = 5qL4/(384EI)=513.58134109/(38421106250500)=19.3931014/(20.21014)=0.96cmf=1300/400=3.25cm滿足要求3、貝雷梁基礎 基礎采用C25素砼墩,基礎長2.2m,寬1m,高根據模板等調整,標高在吳淞8.00 左右.