施工便桥受力检算课件.pptx
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- 施工 便桥 受力检算 课件
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1、高家湾隧道巴中端便桥施工方案高家湾隧道巴中端便桥施工方案一、工程概况一、工程概况 桃巴高速公路桃巴高速公路LJ7LJ7合同段全线控制性工程高家湾隧道为双向四车道合同段全线控制性工程高家湾隧道为双向四车道双洞隧道,最大埋深双洞隧道,最大埋深731m731m,隧道地质构造复杂,隧道地质构造复杂,IVIV、V V级围岩占级围岩占90%90%。双。双洞全长洞全长83998399米。米。 本合同段主线与国道S101线基本平行,公路交通比较方便。便于施工机械设备和人员的进场,但高家湾隧道巴中端在牛嵌河S101省道对岸山上,总体坡度12度、端斜平均坡度为45度左右,植被主要为少量草丛及灌木,斜坡下方缓坡带为
2、旱地,地势险峻,坡度陡峭,需要从省道新修600m便道进入至河边后修建一座跨河便桥并展线1公里进入施工现场。 由于高家湾隧道为全线重点控制性工程,工期紧,任务重,为了方便高家湾隧道巴中端施工用的材料运输,保证拌合站混凝土能够及时有效的输送至隧道,在高家湾隧道汉中端ZK75+906路线前进方向左侧,沿设计路线横行,架设工字钢结构临时便桥一座。该桥设计结构形式为6跨*9米=54米,便梁上部结构为9米I32a工字钢,桥面系满铺10mm厚的钢花板,墩采用桩柱式圆墩,桥宽4米为单向车道,河中部分为4跨,两岸各设一个桥台,可将便桥直接引到路上。二、地质情况 便桥搭设处牛嵌河上覆盖卵石土及漂石土,下伏砂岩、灰
3、岩及页岩、岩溶角砾岩,桥区岩溶发育。三、便桥施工 在施工之前,我部多次实地考察了解谭家坝河道历年涨水水位情况,并根据设计图纸中2010年4月水位525.75米,我部设计洪水频率按便桥1/20,最高洪水位高程为529.045米,便桥顶面高程529.845米。1、基础施工 结合便桥的平面布置形式和工程现场的地形、地貌,以及保证避免破坏河道的前提条件,对水中墩基础采取挖掘机改移河道施工,待水中墩基础浇筑完成后,再恢复原有河道。便桥基础采用C25片石混凝土扩大基础,尺寸为(长)5米*(宽)3米*(高)2.5米。2、桥墩施工 全桥分为6跨,河中部分设5个水墩,桥墩采用4个直径1.2米的钢筋混凝土承插管并
4、排布设,墩高3.5米,埋深基础0.5米,往水泥管中灌注C25片石混凝土,并插入25钢筋起连接作用。桥墩顶设1.2米*4.8米*0.6米C30混凝土墩帽,并预埋25钢筋。3、桥台施工 两岸桥台均采用M7.5浆砌片石砌筑,上设2.5米*4.8米*0.6米的C30混凝土台帽,并预埋25钢筋。并在桥台两侧砌筑各5米长的挡墙来加固河坝,桥台台背采用砂砾石进行回填,分层夯实,防止边坡下滑。4 4、桥梁上部施工、桥梁上部施工 用用1515* *20cm20cm的的10mm10mm厚的钢板与台帽(墩帽)的预埋钢筋焊接,形成厚的钢板与台帽(墩帽)的预埋钢筋焊接,形成垫板,而后在垫板顺桥轴线方向布置长垫板,而后在
5、垫板顺桥轴线方向布置长9 9米的米的I32aI32a工字钢工字钢作为纵梁作为纵梁,每,每跨铺设跨铺设1010道,间距道,间距20cm20cm。横向连接采用。横向连接采用I32aI32a工字钢,间距工字钢,间距2.62.6米。桥面米。桥面系满铺系满铺10mm10mm厚的钢花板。桥面两侧设防护栏杆,栏杆立柱顺桥轴线方向厚的钢花板。桥面两侧设防护栏杆,栏杆立柱顺桥轴线方向采用采用I12I12工字钢焊接于钢花板上,间距工字钢焊接于钢花板上,间距5 5米,并预留钢管孔。扶手两道采米,并预留钢管孔。扶手两道采用用1212无缝钢管穿立柱预留孔,上下间距无缝钢管穿立柱预留孔,上下间距0.50.5米。米。长期以
6、来,我们一般习惯地称所有引起结构反应的原因为长期以来,我们一般习惯地称所有引起结构反应的原因为“荷载荷载”,这种叫,这种叫法实际并不科学和确切。引起结构反应的原因可以按其作用的性质分为截然不法实际并不科学和确切。引起结构反应的原因可以按其作用的性质分为截然不同的两类,一类是施加于结构上的外力,如车辆、人群、结构自重等,它们是同的两类,一类是施加于结构上的外力,如车辆、人群、结构自重等,它们是直接施于结构上的,可用直接施于结构上的,可用“荷载荷载”这一术语来概括。另一类不是以外力形式施这一术语来概括。另一类不是以外力形式施加于结构,它们产生的效应与结构本身的特性、结构所处环境等有关,如地震加于结
7、构,它们产生的效应与结构本身的特性、结构所处环境等有关,如地震、基础变位、混凝土收缩和徐变、温度变化等,它们是间接作用于结构的,如、基础变位、混凝土收缩和徐变、温度变化等,它们是间接作用于结构的,如果也称果也称“荷载荷载”,容易引起人们的误解。因此,目前国际上普遍地将,容易引起人们的误解。因此,目前国际上普遍地将所有引起所有引起结构反应的原因统称为结构反应的原因统称为“作用作用”, 而而“荷载荷载”仅限于表达施加于结构上的直接作仅限于表达施加于结构上的直接作用。用。 编号作用分类作用名称1永久作用(恒载)结构重力(包括结构附加重力)2预加应力3土的重力4土侧压力5混凝土收缩及徐变作用6水的浮力
8、7基础变位作用8可变作用汽车荷载9汽车冲击力10汽车离心力11汽车引起的土侧压力12人群荷载13汽车制动力14风荷载15流水压力16冰压力17温度(均匀温度和梯度温度)作用18支座摩阻力19偶然作用地震作用20船舶或漂流物的撞击作用21汽车撞击作用一、永久作用(恒载)的定义一、永久作用(恒载)的定义永久作用(恒载)永久作用(恒载)作用位置和大小、方向固定不变的荷载。作用位置和大小、方向固定不变的荷载。二、永久作用的类型二、永久作用的类型(一)桥梁上部结构的恒载:(一)桥梁上部结构的恒载:结构重力结构重力 、附属设备附属设备等外加力。等外加力。(二)桥梁下部结构的恒载:(二)桥梁下部结构的恒载:
9、由支座传递下来的结构重力由支座传递下来的结构重力、墩台本身的重力墩台本身的重力、土压力土压力及及水浮力水浮力等。等。三、永久作用的计算三、永久作用的计算1.1.结构重力结构重力 结构重力结构重力= =结构体积结构体积 材料容重材料容重注意:注意: 在进行桥梁结构分析时,通常需要预先估计恒载,当估算的恒载与最在进行桥梁结构分析时,通常需要预先估计恒载,当估算的恒载与最终的设计恒载之间的终的设计恒载之间的差距不超过差距不超过5%5%时,不必修正设计时,不必修正设计;否则,需重新进行;否则,需重新进行结构分析。结构分析。2.2.预加力预加力在在结构正常使用极限状态设计结构正常使用极限状态设计和和使用
10、阶段构件应力计算使用阶段构件应力计算时,应作为时,应作为永久永久作用作用计算其计算其主效应主效应和和次效应次效应,计算时,计算时应考虑相应阶段的预应力损失应考虑相应阶段的预应力损失,但,但不计由于偏心距增大所引起的附加效应;不计由于偏心距增大所引起的附加效应;在在结构承载能力极限状态设计结构承载能力极限状态设计时时, ,预加应力不作为作用预加应力不作为作用,而将预应力钢,而将预应力钢筋作为结构抗力的一部分,但在连续梁等超静定结构中,仍需考虑预加筋作为结构抗力的一部分,但在连续梁等超静定结构中,仍需考虑预加力的次效应。力的次效应。3.3.土压力土压力 按其产生的条件,分为按其产生的条件,分为静土
11、压力静土压力、主动土压力主动土压力和和被动土压力被动土压力。 桥梁下部结构设计时主要用到桥梁下部结构设计时主要用到静土压力静土压力、主动土压力主动土压力。土的侧压力计。土的侧压力计算涉及到结构形式、填料性质、墩台位移和地基变形,还与水文和外加荷载算涉及到结构形式、填料性质、墩台位移和地基变形,还与水文和外加荷载等因素有关。目前等因素有关。目前按库仑理论推导的公式按库仑理论推导的公式计算土侧压力。计算土侧压力。一、可变作用(活载)的定义一、可变作用(活载)的定义 可变作用可变作用是指在设计使用年限内其作用位置、大小和方向随时间变是指在设计使用年限内其作用位置、大小和方向随时间变化,且其变化值与平
12、均值相比不可忽略的化,且其变化值与平均值相比不可忽略的作用作用。二、可变作用(活载)的类型二、可变作用(活载)的类型1.汽车荷载汽车荷载2.汽车冲击力汽车冲击力3.汽车离心力汽车离心力4.汽车引起的土侧压力汽车引起的土侧压力5.人群荷载人群荷载6.汽车制动力汽车制动力7.风荷载风荷载8.流水压力流水压力9.冰压力冰压力10. 温度温度(均匀温度和梯度温度均匀温度和梯度温度)作用作用11. 支座摩阻力支座摩阻力1. 汽车荷载汽车荷载1 1)公路车辆荷载的类型)公路车辆荷载的类型公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路汽车荷载等级公路I级公路I级公路II级公路II级公路II级a.等级等级:
13、各级公路桥涵的汽车荷载等级(新规范)各级公路桥涵的汽车荷载等级(新规范)汽车荷载等级(汽车荷载等级(97标准)标准)公路等级汽 车 专 用 公 路一 般 公 路高速公路一二二三四计算荷载汽车超20级汽车超20级汽车20级汽车20级汽车20级汽车20级汽车10级验算荷载挂车120挂车120挂车100挂车100挂车100挂车100履带50 b.由车道荷载和车辆荷载组成由车道荷载和车辆荷载组成2 2)新旧规范公路车辆荷载的类型)新旧规范公路车辆荷载的类型汽车荷载等级(汽车荷载等级(9797标准)标准) 新标准新标准汽车汽车超超2020级、挂车级、挂车120 120 公路公路级级汽车汽车2020级、挂
14、车级、挂车100 100 公路公路级级 汽车汽车1515级、挂车级、挂车8080汽车汽车1010级、履带级、履带5050 9797标准标准 车队荷载车队荷载(计算荷载(计算荷载+ +验算荷载)验算荷载) 新标准新标准 车道荷载车道荷载(均布荷载(均布荷载+ +集中荷载)集中荷载) 车辆荷载车辆荷载(55t标准重车荷载)标准重车荷载)(注意:(注意:桥涵结构的整体计算采用车道荷载,局部加载、横向桥桥涵结构的整体计算采用车道荷载,局部加载、横向桥面板、涵洞、桥台台后汽车引起的土压力和挡土墙上汽车引起的面板、涵洞、桥台台后汽车引起的土压力和挡土墙上汽车引起的土压力等的计算采用车辆荷载。土压力等的计算
15、采用车辆荷载。车辆荷载与车道荷载的作用不得车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。)叠加。)lmPkNk550180360731.430 1201201.4140140(a) 立面布置 3 3)车道荷载的标准值)车道荷载的标准值 a)a) 公路公路级车道荷载级车道荷载均布荷载标准值:均布荷载标准值: qk = 10.5kN/m10.5kN/m 集中荷载:集中荷载: 计算跨径小于等于计算跨径小于等于5m5m时时,180kN 180kN 计算跨径大于等于计算跨径大于等于50m50m时时,360kN360kN 计算跨径在计算跨径在5 5至至50m50m之间时之间时,直线内插。,直线内插。 剪力效应应再乘以
16、剪力效应应再乘以1.21.2的系数。的系数。kqkPb)公路公路级车道荷载级车道荷载 车道荷载标准值应取公路车道荷载标准值应取公路级汽车荷载的车道荷载标准值的级汽车荷载的车道荷载标准值的0.750.75倍倍4 4)车辆荷载的标准值)车辆荷载的标准值 2.57 . 01 5 . 01.81 . 44 . 01 . 4b ) 平 面 尺 寸项目单位技术指标车辆重力标准值kN550前轴重力标准值kN30中轴重力标准值kN2120后轴重力标准值kN2140轴距m3+1.4+7+1.4轮距m1.8前轮着地宽度及长度m0.30.2中、后轮着地宽度及长度m0.60.2车辆外形尺寸(长宽)m152.5车辆荷载
17、主要技术指标车辆荷载主要技术指标 表表1.51.55 5)横向布置)横向布置 0.61.31.82.5单位:m1.80.52.5桥涵设计车道数表桥涵设计车道数表行行 车车 道道 宽宽 度度 W W(m m)桥涵设计车道数桥涵设计车道数车辆单向行驶时车辆单向行驶时车辆双向行驶时车辆双向行驶时W W7.07.07.0W7.0W10.510.510.5W10.5W14.014.014.0W14.0W17.517.517.5W17.5W21.021.021.0W21.0W24.524.524.5W24.5W28.028.028.0W28.0W31.531.56.0W6.0W14.014.014.0W1
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