一、工程概况
北濠涌中桥上跨北濠涌,桥中心桩号为K0+337.804,斜交角度90度,孔数-孔径(孔-m)3-16,桥梁全长,52.64米,宽度31米,总面积1631.84平方。
桥梁基础采用柱式墩,单幅2Ф1.1米柱配2Ф1.3米钻孔灌注桩,采用一字桥台,单幅配6Ф1.2m钻孔灌注桩。
二、施工方法
北濠涌为广州市海珠区主要排水河涌,为了不影响调水,同时结合现场实际情况,因此采用分左右幅(南北侧))搭设水上工作平台、施工栈桥的方案进行施工桩基、墩柱、盖梁。其优点是:搭设简便、受力稳定、无污染。
经过现场的勘察和实际情况的结合,在河堤旁打拉森钢板进行围堰,后搭设钢平台:施工工艺图如下:
详细施工工艺如下:
1、安排专业测量人员对现场进行测量及放线。
2、在河堤旁进行拉森钢板桩的施工及围护。(不占用河涌水面) 3、船只及机械在河涌水面进行钢管桩(桩径530mm)的施工。
4、在钢管桩上安装I字钢管和20mm钢板的铺设。详细见《北濠涌中桥钢平台及围堰立面图》
5、对河堤进行(打拉森钢板桩处)回填,回填面标高与钢平台标高一致。 6、钻孔桩机和人员的进场及施工 三、钢平台材料情况
(1)花纹钢板:厚度为20mm,密度ρ为7850kg/m3,弹性模量E为206×103N/mm2。
(2)I12工字钢:每米重量为11.55kg/m,截面积A?14.71cm2,截面惯性
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测量放线 打拉森钢板桩围护 打钢管桩 搭设钢平台 围护回填 钻孔桩机施工
矩Ix?351cm4,截面抵抗矩Wx?58.4cm3,半截面面积矩Sx?33.7cm3,腹板厚度tw?4.8mm,自工字钢顶面至腹板计算高度上边缘的距离hy?14.8mm。
(3)I20a工字钢:每米重量为27.91kg/m,截面积A?35.55cm2,截面惯性矩Ix?2369cm4,截面抵抗矩Wx?236.9cm3,半截面面积矩Sx?136.1cm3,腹板厚度tw?7mm,自工字钢顶面至腹板计算高度上边缘的距离hy?20.4mm,工字钢顶面宽度a?100mm。
(4)贝雷架:每片贝雷架重2.771kN。半边桥的双排单层不加强贝雷架梁
.4cm4,W?7147.1cm3;半边桥的三排单层不加强贝雷的几何特性:I?500994.6cm4,W?10735.6cm3。 架梁的几何特性:I?751491(5)钢板、槽钢、工字钢容许弯曲应力??W??145MPa,容许剪应力
????85MPa。考虑到是临时结构,按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》
(JTJ025-86),可提高1.40,则1.4??W??203MPa,1.4????119MPa。
四、活载情况
(1)由于栈桥通过人群不是很多,故人群荷载取经验数值,即人群纵向荷载Q人?1.5kN/m。
(2)重车30t:按一台计。 (3)履带-50:按一台计。
五、结构内力验算(分别按重车30t和履带-50取设计荷载) (一)、花纹钢板
桥面钢板厚2cm,其下纵向I12工字钢间距为30cm。汽车后轮着地宽60cm,不管车轮怎样移动,均能压到两根工字钢上。根据上述情况,桥面钢板厚度较小,相对于工字钢其刚度很小,而汽车轮作为一个弹性固体,当车轮作用钢板面上(指工字钢之间的钢板)时,钢板因其刚度较小,很快发生弹(塑)性变形,汽车轮着地面应力也很快发生重新分布,在工字钢顶面上的应力很大,而在钢板上(指工字钢之间的钢板)的应力很小。因此,可以说汽车轮荷载直接由工字钢承担。所以即使两工字钢之间的钢板被轮压坏,不参与承担车轮荷载,车轮也可以作用
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于工字钢上,由工字钢承担车轮荷载。故,在此不对钢板进行验算。
(二)、I12工字钢梁
为了方便计算,验算按较安全的单跨简支梁考虑,跨距l=0.75m,取一根I12工字钢验算。
1、恒载:
①钢板:自重Q1?0.3?0.002?7850?4.71kg/m?0.0471kN/m。 ②I12工字钢:自重Q2?11.55kg/m?0.1155kN/m。 所以,恒载q恒?Q1?Q2?0.0471?0.1155?0.1626kN/m。 2、活载:
①重车30t:按重车30t后轴的一个轮压计,一个后轮横桥向宽为0.6m,重车30t的单个后轴重120kN,所以单个后轮重60kN。则F汽?60?0.3?30kN,0.6此时单个后轮荷载施加到一根I12工字钢上,考虑到冲击系数取值为1.2,则
F汽?30?1.2?36kN。
②履带-50:按履带-50一边履带计,查设计规范得履带-50一边履带重250kN,履带宽70cm,工字钢组间距为30cm,因此履带至少压到2根I12工字钢,则单根工字钢承受履带吊的荷载为q履带?250?0.3?23.8kN/m,考虑到冲
0.7?4.5击系数取值为1.2,则q履带?23.8?1.2?28.56kN/m。
3、强度验算: (1)重车30t:
①最大弯矩:(当汽车荷载作用在跨中时)
F汽q恒A弯矩计算简图
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B
1111Mmax?q恒l2??F汽l??0.3039?0.752??36?0.75?6.77kN?m
8484抗弯强度按容许应力法计算:
??Mx???? Wx式中 Mx——同一截面处绕x轴的弯矩;
Wx——对x轴的净截面模量;
???——钢材的抗弯强度设计值,由上述材料情况知????203MPa。
MMmax6.77?106所以 ?????115.95MPa????,满足要求。
WxWx58.4?103②最大剪力:(当汽车荷载作用在支座处时)
F汽q恒A剪力计算简图
B
Vmax?11q恒l?F汽??0.3039?0.75?36?36.11kN 22抗剪强度按容许应力法计算:
??VSx???? Ixtw式中 V——计算截面沿腹板平面作用的剪力;
S——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩; I——毛截面惯性矩;
tw——腹板厚度;
???——钢材的抗剪强度设计值,由上述材料情况知????119MPa。
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VSx36.11?103?33.7?103所以 ????72.24MPa????,满足要求。 4Ixtw351?10?4.8③I12工字钢与I20a工字钢接触处I12工字钢局部压应力验算 根据规范可按下式计算:
?c??Ftwlz????
式中 F——集中荷载,对动力荷载应考虑动力系数;
?——集中荷载增大系数;对一般梁,??1.0;
lz——集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度,按下式计
算:
lz?a?5hy?2hR
a——集中荷载沿梁跨度方向的支承长度,对钢轨上的轮压可取
50mm;
hy——自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离; hR——轨道的高度,对梁顶无轨道的梁hR?0;
???——钢材的抗压强度设计值,由上述材料情况知????203MPa。
支座反力为36.11kN。支承长度为I20a工字钢顶面宽度a?100mm,局部压应力为
1.0?36.11?103?c???43.24MPa????,满足要求。
twlz4.8??100?5?14.8??F(2)履带-50:
①最大弯矩:
q?q履带?q恒AB
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