1、 鋼便橋設計施工方案編制 審核 2014年7月23日目錄一、 鋼便橋設計概況.1二、 鋼便橋架設施工.4三、 鋼便橋受力計算.5四、 鋼便橋的拆除方案16五、 鋼便橋施工安全應急預案16六、 安全保證措施18七、 人員、材料、機械設備投入一覽表20 便橋施工方案和計算書一、 鋼便橋設計概況本鋼便橋為輕型鋼便橋，連接兩邊岸邊，用于村民出行、小噸位車輛運輸。其設計荷載采用公路-級汽車荷載標準值。查公路橋涵設計通用規范知，其后輪重力標準值為2*140KN，設計值按2*10KN計算。鋼便橋布置分述如下：（一）、鋼便橋布設 鋼便橋采用529×10mm的鋼管樁作支承樁。鋼管樁的布置15m及30m

2、跨度，共5跨，全長120m。橋墩設縱橫向群樁6根,樁中心間距2.5米。鋼管樁頂縱向連接采用兩根2I30b工字鋼,橫向主橫梁中心位連接采用一根2I30b工字鋼，長度4.0米。在2I30b工字鋼頂縱向布設12組貝雷片，貝雷片中心間距1.25米。貝雷片頂橫向均布25b工字鋼，間距0.25米。25b工字鋼頂滿鋪一公分厚鋼板。具體見附圖。（二）、鋼管樁樁基施工鋼管樁采用汽車吊配振動錘進行打設。1、振動錘的選擇。（1）、振動錘應具有必要的起振力P0P00.6FF-樁土之間摩阻力，根據便橋計算書，F按400KN考慮。則P0240KN（2）振動體系應具有必要的振幅 振動沉樁時，只有當振動錘使樁發生振動的必要振

3、幅A0使振動力大于樁周土的瞬間全部彈性壓力，并使樁端處產生大于樁端地基的某種破壞力時，樁才能下沉。A0= 0.8N+1A0=N/12.5N-標準貫入擊數。按上兩式計算取平均值，即可求出A0 值。樁下沉所必須的振幅為715mm。（3）振動錘應具的必要頻率振動沉樁時，只有當振動錘的頻率n大于自重作用下樁能夠自由下沉時振動頻率n0時，樁才能沉入預定的設計標高。（4）振動錘應具有必要的偏心力矩振動錘的偏心力矩KA0相當于沖擊錘的垂參數。因此，偏心力矩愈大，就愈能將更重的樁沉入至更硬的土層中去。必要的偏心力矩KA0=A0×（QB+GP）（KN.cm）A0-振動錘的必要振幅，如前所述；QB-振動

4、錘重量，本工程按60KN。GP-樁的重量，本工程最長樁重70KN。（5）振動體系應具有必要的重量QB+GP振動沉樁時，振動體系必須具有克服樁尖處土層阻力的必要的重量。（6）振動錘應具有必要的振動力FVFV=0.04n2M (KN)另外，在選定振動錘時，還應根據樁徑與長度，考慮一定時間完成的打入為宜。2、振動沉樁施工要點（1）振動錘：選擇45KW振動錘。（2）接樁：鋼管樁的連接采用接頭對接焊及外拼板焊接連接，外拼板均勻布置6塊，管樁對接時要保證管口平整、密貼、順直。焊條采用國產J502，焊縫厚度應滿足要求。應嚴格控制焊接質量，焊接強度不小于主材強度。鋼管樁對接必須順直。（3）開始沉樁時宜用自重下

5、沉，待樁身有足夠穩定性后，再采用振動下沉。（4）樁帽或夾樁器必須夾緊樁頭，以免滑動降低沉樁效率、損壞機具。（5）夾樁器及樁頭應有足夠夾持面積，以免損壞樁頭。（6）沉樁過程中應控制振動錘連續作業時間，以免因時間過長而造成振動錘損壞。（7）每根樁的沉樁作業，須一次完成，不可中途停頓過久，以免土的摩阻力恢復，繼續下沉困難。3、停錘控制標準振動沉樁的停錘標準，應以樁尖標高控制為主，以最終貫入度作為校核。如果樁尖已達標高而最終貫入度相差較大時，則應查明原因，研究后另行確定。采用樁尖標高和貫入度雙控的方法作為確定停錘標準。本工程最終貫入度（最后連續三次振錘一分鐘）按3cm/min控制或通過試樁確定貫入度控

6、制標準。4、出現異常情況的處理。 振動沉樁過程中，出現樁的偏移、傾斜或回彈（嚴重時），以及其他不正常情況時，均應暫停，并查明原因，采取措施方可繼續沉樁。5、測量控制 根據坐標定出樁基的縱橫中心線。施工中測量控制應注意下述幾點：（1） 打一根樁復核一根，做好測量記錄。（2） 測量人員應對樁的就位，垂直度和打設標高進行監測，確保施工精度。（3） 沉樁完成后，測量人員應根據輪線測出樁的平面偏位值，認真做好記錄。便橋打樁施工測量工作內容：a、樁位測量；b、垂直度測量；c、貫入度觀測。（4） 貝雷桁架定位測量及復測。（5） 貝雷架撓度觀測。6、沉樁容許偏差垂直度：1%。樁位：縱橋向40mm，橫橋向50m

7、m 。7、結合本便橋的地質情況(據當地人口述)，又加上本便橋所處地理位置特殊，易受山洪沖撞。如果用振動沉樁不能到達有效深度時，須采用水下砼澆筑來固定樁管。 (1) 用鋼板制作圍堰，使整個墩臺連成一體，形成一個橫5米、縱4米、高5米墩基進行水下澆注混凝土。墩基橫向兩端呈半圓形，減少水阻力，橫向下游方向每根立柱需兩條2I30b工字鋼斜撐加固。 二、 鋼便橋架設施工 （一）、鋼便橋的架設1、鋼樁的打入應在同一直線上，鋼管樁打入后，由測量人員測出鋼管樁頂標高，割去多余的鋼管樁，并在鋼管樁上割槽，槽的大小應比2I30寬度寬23cm。工字鋼底與管樁接觸處應焊接，同時應采用開槽割除的鋼管加工成10cm寬（長

8、度根據需要定）加勁環板把工字鋼與鋼管焊接定位，每根鋼樁焊四塊加勁環板。在鋼管樁的槽口上便橋縱向各架設4米長2I30工字鋼后主橫梁橫向中心線安裝4米長2I30工字鋼并焊接滿焊接觸位。 2、主橫梁2I30b工字鋼架設好后，在工字鋼橫梁上縱橋向設12組貝雷片，貝雷片橫橋向間距1.25m。貝雷片與2I30b工字鋼之間采用槽鋼10固定。3、貝雷片頂順橋向按0.25米的間距均布I25b。4、I25工字鋼頂橫橋向滿鋪一公分鋼板，接觸位滿焊。便橋搭設完畢后，設置安全護欄，護欄高度為0.9-1.2m為宜，立桿的間距為2m，立桿焊接在工字鋼上，立桿采用10槽鋼,扶手采用48×3.5mm鋼管，設置兩道。三

9、、鋼便橋受力計算（一）、便橋結構簡介便橋結構見附圖，便橋采用鋼管樁群樁基礎，采用6根直徑為529mm的鋼管樁組成，鋼管樁頂縱向連接采用兩根2I30b工字鋼,橫向主橫梁中心位連接采用二根2I30b工字鋼，長度4.0米，橫梁上縱橋向布置兩組150cm高裝配式貝雷桁架主梁，每組兩片貝雷桁架采用45cm寬花架連接。貝雷桁架上橫鋪25b工字鋼分布梁，貝雷桁架與分布粱全部采用U型扣固定，分布梁間距為25cm，I25工字鋼頂橫橋向滿鋪一公分鋼板。橋臺利用舊橋橋臺。（二）、480cm寬便橋各主要部件的應力計算便橋受力計算采用50T的重車進行驗算，前輪每個取5T，每個后輪每個取20T，取后輪進行驗算，在便橋橫橋

10、向分布如下，取最不利位置：各主要部位受力，從下到上計算如下：1、貝雷桁架縱梁受力計算根據下面對橫向分布30b工字鋼梁的受力計算可以得知，兩組貝雷桁架中的外側貝雷片總有一片承受上拔力，貝雷片的受力極不均勻，取受豎直向下的最大荷載計算，單片貝雷架承受的最大荷載為10256.18，按簡支梁計算，貝雷架的跨中彎矩最大值Mmax=10.26×12/4=30.78t.m，單片貝雷片容許彎矩為78.8 t.m,所以貝雷桁架縱梁的受力能滿足需要。注：貝雷片容許應力取值，取自橋涵下冊。單片貝雷片的抗剪能力為24.5t，通過下面對橫向分布I30b工字鋼的受力計算知其最大支座反力為10256.18，兩個重

11、輪，此時貝雷片相當于在跨中作用10256.18×2=20512.36Kg的集中力，顯然貝雷片的剪力等于20512.36Kg，小于限值24.5t，貝雷片抗剪能夠滿足要求。2、鋼管樁上橫梁受力計算橫梁支撐在鋼管樁上，其支點距離為250cm，按簡支梁計算，其計算如下：先計算P的值：P=4m貝雷桁架重量及橋面系總重的1/8+后輪總重的1/6=約2000Kg+6666.7=8666.7Kg采用清華大學結構力學求解器求得該梁的彎矩圖如下：最大彎矩Mmax數值為1321671.75Kg.cmmax=1565.2Kg/cm2=156.5MPaf=215Mpa其抗剪能力不需計算，能夠滿足要求。3、30

12、b分布梁受力計算 1)、抗彎應力計算重車采用兩個后輪，每個后輪重20t，每側分布寬度取為50cm，一側按作用在分布梁跨中時為分布梁跨中的最不利受力。分布線荷載q=10000/50=200Kg/cm。其計算如下：采用清華大學結構力學求解器求得該梁的彎矩圖如下：跨中彎矩最大Mmax=74036.39Kg·cm分布梁為30b工字鋼;所以橫梁的最大應力max=295.9Kg/cm2=29.6Mpaf=215Mpa橫梁抗彎應力能滿足規范要求。以上計算均為靜載受力時的應力，考慮汽車荷載為動載，查荷載規范知動力系數為1.1，顯然，考慮動載作用的最大應力值近似等于上述計算的彎應力乘以1.1，仍然小于

13、規范要求的抗彎強度設計值。215Mpa。2）、抗剪能力計算采用清華大學結構力學求解器求得該梁的剪力圖如下：最大剪力為6361.61Kg，采用鋼結構設計規范4.1.2式計算工字鋼剪應力：=，式中:V-計算截面沿腹板截面作用的剪力S-計算剪應力處以上毛截面對中和輪的面積矩I-毛截面慣性矩tw-腹板厚度V=6361.61Kg S= 146.1cm3 I=2502cm4 tw=1.1cm=338.4Kg/cm2=33.8MPafv=125Mpa(鋼結構設計規范表3.4.1-1查得)，所以30b工字鋼抗剪能力滿足要求。3)、支座反力計算橫向分布I25b工字鋼的支點約束反力采用清華大學結構力學求解器計算如

14、下：（其中結點編號參照上述計算簡圖）反力計算約束反力值 ( 乘子 = 1)- 結點約束反力 合力 支 座 - - 結 點 水平 豎直 力矩 大小 角度 力矩- 2 0.00000000 -175.426550 0.00000000 175.426550 -90.0000000 0.00000000 3 0.00000000 419.513277 0.00000000 419.513277 90.0000000 0.00000000 5 0.00000000 10256.1803 0.00000000 10256.1803 90.0000000 0.00000000 7 0.00000000 -

15、586.319386 0.00000000 586.319386 -90.0000000 0.00000000 8 0.00000000 6647.66166 0.00000000 6647.66166 90.0000000 0.00000000 9 0.00000000 3638.39062 0.00000000 3638.39062 90.0000000 0.00000000-由上述計算可知，外側貝雷片處的上拔力較大，為586.3Kg，需做好橫向分布梁與貝雷梁的卡扣連接工作，每根橫向分布梁與貝雷梁的外接觸點必須進行卡扣連接，每根橫向分布梁與貝雷梁連接兩處。4）、撓度計算采用清華大學結構力學

16、求解器計算的最大撓度為0.05cm，0.05/260=1/5200f=1/400，撓度計算能滿足要求。4、頂面滿鋪一公分鋼板橋面受力計算 1）、抗彎能力計算重車采用兩個后輪，每個后輪重20t，由于每側分布寬度為50cm，可以考慮作用在滿鋪一公分鋼板上面，在鋼板上的分布寬度(即輪壓順橋向長度)取為20cm，其分布線荷載q=10000/3/20=166.7Kg/cm。其計算簡圖如下：采用清華大學結構力學求解器求得該梁的彎矩圖如下：所以橋面一公分鋼板受力能滿足要求。考慮動載作用時的最大應力值近似等于上述計算的彎應力乘以1.1，max=204.3×1.1=224.7，略大于215，根據鋼結構

17、設計規范4.1.1，在主平面內受彎的實腹構件，考慮截面的塑性發展稀系數時，其抗彎強度需滿足下式要求：+f，本題只有繞y輪彎矩作用，查表5.2.1知，對開口側=1.2,所以考慮截面的塑性發展時上面計算的應力值需除以1.2，所以max=224.7/1.2=187.25MPaf=215Mpa，所以考慮截面塑性發展時，橋面滿鋪一公分鋼板受力是能夠滿足受力要求的。2）、一公分鋼板抗剪能力計算采用清華大學結構力學求解器求得該梁的剪力圖如下：最大剪力為3006Kg，采用鋼結構設計規范4.1.2式計算鋼板剪應力：=，V=3006Kg 輪的面積矩S2= 7.52×2.17=16.3cm3取S=16.3

18、 cm3 I=83.4cm4 tw=1cm=588Kg/cm2=58.8MPa fv=125Mpa所以一公分鋼板抗剪能力滿足要求。3）、一公分鋼板支座反力計算鋼板的支點約束反力采用清華大學結構力學求解器計算如下：（其中結點編號參照上述計算簡圖） 結點約束反力 合力 支 座 - - 結 點 水平 豎直 力矩 大小 角度 力矩- 1 0.00000000 -251.143156 0.00000000 251.143156 -90.0000000 0.00000000 2 0.00000000 1951.98090 0.00000000 1951.98090 90.0000000 0.0000000

19、0 3 0.00000000 1723.94940 0.00000000 1723.94940 90.0000000 0.00000000 4 0.00000000 2907.41573 0.00000000 2907.41573 90.0000000 0.00000000 5 0.00000000 331.629611 0.00000000 331.629611 90.0000000 0.00000000-由上述計算可知，鋼板上拔力只有251Kg，鋼板與I25b工字鋼之間只需點焊即滿足要求。（三）、4.5m寬便橋各主要部件的應力計算便橋受力計算采用50T的重車進行驗算，前輪每個取5T，每個后

20、輪取20T，取后輪進行驗算，在便橋橫橋向分布如下，取最不利位置：各主要部位受力，從下到上計算如下：1、貝雷桁架縱梁受力計算根據下面對橫向分布25b工字鋼梁的受力計算可以得知，貝雷桁架中的外側貝雷片有一片承受上拔力，貝雷片的受力是極不均勻的，取受豎直向下的最大荷載計算，單片貝雷架承受的最大荷載為11560Kg(見后續計算)，按簡支梁計算，貝雷架的跨中彎矩最大值Mmax=11.56×11.2/4=2.37t.m，單片貝雷片容許彎矩為78.8 t.m,所以貝雷桁架縱梁的抗彎能力能滿足需要。注：貝雷片容許應力取值，取自橋涵下冊。單片貝雷片的抗剪能力為24.5t，通過下面對橫向分布I25b工字

21、鋼的受力計算知其最大支座反力為11560Kg，兩個重輪，此時貝雷片相當于在跨中作用11560×2=23120Kg的集中力，顯然貝雷片的剪力等于23120Kg，小于該值24.5t，貝雷片抗剪能夠滿足要求。2、鋼管樁上橫梁受力計算橫梁支撐在鋼管樁上。按簡支梁計算，顯然其受力與便橋的基本一致，不需重新計算。3、30b分布梁受力計算 1)、抗彎應力計算重車采用兩個后輪，每個后輪重20t，每側分布寬度取為50cm，一側按作用在分布梁跨中時為分布梁跨中的最不利受力。分布線荷載q=10000/50=200Kg/cm。其計算簡圖見上述最不利位置計算簡圖：采用清華大學結構力學求解器求得該梁的彎矩圖如下

22、：跨中彎矩最大Mmax=299761Kg·cm分布梁為30b工字鋼;所以橫梁的最大應力max=1198Kg/cm2=119.8Mpaf=215Mpa橫梁抗彎應力能滿足規范要求。以上計算均為靜載受力時的應力，考慮汽車荷載為動載，查荷載規范知動力系數為1.1，顯然，考慮動載作用的最大應力值近似等于上述計算的彎應力乘以1.1，仍然小于規范要求的抗彎強度設計值。215Mpa。2）、抗剪能力計算采用清華大學結構力學求解器求得該梁的剪力圖如下：最大剪力為7971Kg，采用鋼結構設計規范4.1.2式計算工字鋼剪應力：=，式中:V-計算截面沿腹板截面作用的剪力S-計算剪應力處以上毛截面對中和輪的面積

23、矩I-毛截面慣性矩tw-腹板厚度V=7971Kg S= 146.1cm3 I=2502cm4 tw=1.1cm=423.1Kg/cm2=42.3MPafv=125Mpa(鋼結構設計規范表3.4.1-1查得)，所以30b工字鋼抗剪能力滿足要求。3)、支座反力計算橫向分布I25b工字鋼的支點約束反力采用清華大學結構力學求解器計算如下：（其中結點編號參照上述計算簡圖）反力計算約束反力值 ( 乘子 = 1)- 結點約束反力 合力 支 座 - - 結 點 水平 豎直 力矩 大小 角度 力矩- 2 0.00000000 -3.07437077 0.00000000 3.07437077 -90.00000

24、00 0.00000000 3 0.00000000 4.89346212 0.00000000 4.89346212 90.0000000 0.00000000 4 0.00000000 -88.0823181 0.00000000 88.0823181 -90.0000000 0.00000000 5 0.00000000 186.404460 0.00000000 186.404460 90.0000000 0.00000000 6 0.00000000 -1717.51529 0.00000000 1717.51529 -90.0000000 0.00000000 7 0.000000

25、00 3526.14520 0.00000000 3526.14520 90.0000000 0.00000000 8 0.00000000 3029.29782 0.00000000 3029.29782 90.0000000 0.00000000 9 0.00000000 10011.6417 0.00000000 10011.6417 90.0000000 0.00000000 10 0.00000000 11559.7606 0.00000000 11559.7606 90.0000000 0.00000000 11 0.00000000 -6429.47136 0.00000000

26、6429.47136 -90.0000000 0.00000000-由上述計算可知，外側貝雷片處的上拔力較大，為6429Kg，需做好橫向分布梁與貝雷梁的卡扣連接工作，每根橫向分布梁與貝雷梁的外接觸點必須進行卡扣連接。4）、撓度計算采用清華大學結構力學求解器計算的最大撓度為0.2cm，0.2/255=1/1275f=1/400，撓度計算能滿足要求。4、頂面一公分鋼板橋面受力計算由于鋼板就分布間距與便橋完全一致，所以其受力計算也與便橋上鋼板受力計算完全一致，此處不再重復計算。四、鋼便橋的拆除方案 鋼便橋要等到主線橋通車后才能拆除，拆除時采用履帶吊或浮吊進行拆除，拆除的順序與安裝的順序相反，每跨依次

27、拆除橋面一公分鋼、I25b工字鋼、貝雷桁架、鋼管樁頂面2I30b工字鋼、鋼管樁斜撐，然后利用吊機與振動錘配合將便橋鋼管樁拔除。五、鋼便橋施工安全應急預案為了更好地做好施工安全工作,建立健全各項安全管理制度和安全防護措施,確保施工全過程安全無事故,使各工序施工順利進行,做到有章必循、違章必糾、管理有序、層層落實,根據我部所承擔的施工任務和特點制定本施工安全應急預案： 第一條 施工重大、特大安全事故應急預案組織機構組 長： 李文忠副組長： 胡佳信成 員：陳榮慶 陳友應 楊顯勇 施工安全預案辦公室設在經理部安全部，負責人:李文忠負責日常事務工作,聯系電話二條 宣傳和培訓項目

28、經理部安全部對施工人員和應急小組成員進行崗位教育和消防知識教育,以及發生緊急事故時采取的應急措施和應急搶救教育。做好宣傳工作，使全體員工了解項目部應急小組成員，聯系電話及應急搶救程序和方法。第三條 應急預案組織措施 1、物體坍塌事故發生后，施工現場管理人員要立即向應急領導小組匯報，并拔打“110”報警；報警時要詳細報告發生事故地點，施工里程及結構物名稱、單位，聯系電話、坍塌范圍、受傷人員及報告人，報告人聯系電話等。 2、施工現場管理人員要立即組織有關人員，設立警示標志，搶救受傷人員及物資，并指定專人在主要路口迎接應急人員。3、項目經理部應急領導小組接到報警后，要立即報告公司，應急小組到達現場后

29、，應對發生事故地點進行勘察有無再次發生坍塌的可能，檢查受傷人員情況，交通暢通情況等，并做好相應的救護方法；如技術、設備達不到要求時，應向上級有關部門匯報，請求援助。4、發生事故后，如有施工人員受傷時，項目經理部應急領導小組應確定最近的救護醫院，經理部醫務人員應做好應急處理，立即送受傷人員到應急醫院治療。5、經理部應立即組織事故調查小組，對發生事故的全過程進行調查分析，查清事故原因，分清事故責任，教育群眾，對事故責任人進行處理，整改事故隱患，并確定有效的安全防護措施。6、發生重大事故后，施工單位負責人應在當時，立即報告經理部，經理部在24小時內快報上級有關部門，應填寫事故報告書報公司。第三條 應急預案運行流程圖發生事故現場施工現場立即進行搶救確定搶救方案施工現場管理負責人向經理部報告（特殊情況立即報警）經理部應急領導小組立即組織有關人員進行搶救。立