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南四环12#合同工程临时交通便桥的设计和施工
2012-01-10

  一、问题的提出

  南四环凉水河桥是我单位于1999年11月~2000年8月承担施工的一项工程。凉水河桥是南四环路上跨凉水河的大型立交桥,包括主桥、北辅桥和南辅桥。全桥长396m,两座辅桥各长96.2m。在新建主桥与北位置原有一座与凉水河下交的跨河桥-----肖村桥,它承担着该地区的过河交通任务。由于肖村旧桥与凉水河设计主桥1#轴北墩桩基位置冲突,所以必须将肖村桥拆除后才能进行该墩桩基的施工。但为了保证旧桥拆除后施工道路及社会交通的通畅,需修建一座交通便桥进行交通导流。

  二、结构设计

  2.1 位置

  便桥架设的位置应不影响桥区施工,又由于凉水河右岸要设一导流沟,为避免导流沟的影响,便桥应设在导流沟入口的上游,这样,车辆经便桥过河后可直接沿右岸滨河路向上游走,或向西与现有道路接通,向南经0#台背后10m宽的通道可到河的下游。

  2.2 便桥主体结构设计

  由于交通导流便桥只承担临时交通任务,故必须便于拆运。在工程施工期还可将此结构用于跨右岸导流沟的交通桥,故此桥的结构拆卸后应便于重新安装。另外,在桩基施工中有大型施工机械(60t履带吊)及重型社会车辆过河,故该桥结构必须牢固,能够承担60t荷载。同时,为了结构稳固,该桥跨度应尽可能小,但又必须保证桥下过流断面足够大。

  由于一期导流沟过流断面宽12m,故将一期围堰向上游延长,在顺河向拟建交通桥位置处建横河围堰,两侧围堰中间为一上口宽13m,下口宽12m的过水断面。交通导流桥处的横河围堰为梯形断面,顶宽6m,高4.5m,上下游坡比均为1:1。导流围堰的高程根据河底高程、河水流量、水位确定,顶宽6m为交通导流道路宽。

  左右岸横河围堰中间的过水断面上架工字钢梁桥,根据过水断面的上口宽度,再考虑两侧桥墩尺寸,以及工字钢规格,确定工字钢桥长度18m。桥墩用浆砌石砌筑。下面根据结构计算确定工安钢数量。

  结构计算过程:

  将该结构简化为简支梁考虑,计算简图如下:

  设计荷载按最不利的60t集中荷载考虑,F=60*103*9.8=5.88*103N。

  56a工字钢的材料力学性质:[σ]=190N/mm2 E=2.1×105N/mm2 I=6.55856×109mm4 W=2.34231×106mm3

  在容许范围内。

  2.3 材料的连接

  由于18m长的工字钢不便于运输,运到工地现场的工字钢长度不足18m,需要连接。为保证连接牢固,在翼缘和腹板上焊接钢板连接。

  考虑到该桥拆卸后架设在导流沟上,为便于重新安装,工字钢之间的连接除焊接连接外,将一些接口采用φ22高强螺栓连接,螺栓每个接头12个,螺栓孔为φ24。螺栓孔的布置见下图:

  2.4 横向稳定设计

  为保证顺桥向的56a工字钢承载时横向的稳定,横向设7道28号工字钢支撑与56a工字钢焊接。同样考虑拆卸和安装方便,横向连接的28号工字钢断开,接口焊法兰盘,用6个φ20普通螺栓连接

  2.5 桥面结构

  在按间距要求摆放的56a工字钢上铺满20*20cm的木方子,两边设架子管护栏,桥宽5m。这样设计的桥面结构同样也是为了便于拆卸。

  三、施工技术要求

  3.1 由于冬季施工,为保证浆砌石桥墩结构坚固,采取必要的冬季施工措施,砌筑砂浆采用60℃的热水拌合,加盐水防冻。工字钢型号选为56a型。

  3.2 焊缝应严格进行三遍焊,第一遍打底,第二遍焊满,应焊密实,尺寸应符合要求,第三遍找平

  同时应注意,在布置工字钢时,尽量避免把焊口布置在跨中,当不得已必须布置在跨中时,应尽可能布置在桥边(桥宽方向),不要布置在桥正中。各工字钢的焊接位置应交错布置,避免布置在同一截面上。

  3.3 横向的28号工字钢共设7道,用法兰连接的接口共63个。连接时先将一端焊在56a工字钢上,然后安装法兰螺栓,安好后将另一端焊在另一根56a工字钢上。

  四、结语

  在凉水河桥施工,交通便桥于2000年1月10日建成使用,2000年5月10日拆掉,在4个月的使用实践中牢固、安全、便捷,很好地解决了施工期的过河交通问题,拆卸又十分方便,造价相对较低,便桥主体结构可以多次周转使用。实践证明该桥的设计、施工是成功的。这也为大吨位临时便桥的设计和施工提供了一个很好的思路。


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