马銮海堤开口改造工程水管过桥解决方案.doc

马銮海堤开口改造工程水管过桥解决方案一、 原设计简介及目前施工存在的问题本工程海堤开口处设置闸桥一座（马銮桥），桥梁一座（翁厝桥），桥梁上部结构均采用连续箱梁方案，支架现浇施工。规划水管外径1016mm，水管通过海堤开口处原设计采用水管搁置在闸墩和桥墩上，并在闸墩侧边设置钢检修平台用于水管检修，水管跨中位置检修采用船只停靠在原桥旁进行检修。水管最大跨度27m（船闸孔原设计为36m，后进行变更修改为22.2m），满足相关规范要求。水管施工方案经与现场施工单位沟通，建议先逐节吊装水管（吊装长度可根据现场设备确定），搁置在水管支架上拼装接头，然后再浇筑箱梁。但由于种种原因，目前箱梁已经浇筑，而水管仍未施工，导致水管至箱梁悬臂底缘空间有限，水管无法一次吊装就位，存在施工困难。2013年6月18日，由业主组织、我院主体结构设计人员陪同，并邀请了施工专家，对现场进行踏勘，施工专家提出了一些初步想法，并认为水管施工虽存在一些困难，但可以采取相关措施解决。二、 水管安全性问题复核1、关于的水管跨度问题。目前，钢管外径1016mm，最大跨度为27m，此类型水管可通过专业图集查到。为策安全，我院采用平面杆系理论，以管道轴线为基准线划分结构离散图建立有限元计算模型。根据给水排水工程管道结构设计规范考虑恒载（包括水管自重、水管通长检修道自重、水重、基础不均匀沉降）、风载、检修荷载、地震作用、压力管道内部环向作用荷载，并进行荷载组合，根据计算应力及变形结果，验算管道极限应力及挠度。计算结果表明，计算壁厚20mm（设计壁厚为20+222mm）的管道截面组合最大折算应力为99.76MPa，小于钢管材料允许应力的75%（按Q235钢材计，153.8 MPa），管道最大挠度为37mm，小于规范要求值108mm（L/250）。可见，应力结果及挠度结果均满足规范要求。2、关于重载车辆经过产生的震动会对水管焊接部分影响问题。我院认为，重载车辆产生的震动经支座能量衰减传至刚度较大的桥墩（马銮桥为大体积钢筋混凝土实体闸墩、翁厝桥为桩柱式体系桥墩），桥墩的震动已十分微弱。而水管是搁置在桥墩上，不致对水管造成不利影响。至于贵单位担心的焊接质量问题，建议加强焊接质量控制或采取其他可靠接头方式（如采用螺栓连接）。三、 水管设置通长检修道方案应业主及贵单位要求，水管新增通长检修道。据了解，水管设置存在两种可能情况，一种为取消三根污水管，设置一根给水管、一根备用给水管；一种为保留三根污水管，并设置一根给水管、一根备用给水管。针对这两种情况，我院提出对应方案，供业主及贵单位选择。（一）方案一：钢吊架检修通道该方案对应取消三根污水管，仅设置一根给水管、一根备用给水管。采用在水管上设置钢吊架的方式，钢吊架下设钢面板，组成检修通道，两侧设置防落网。检修人员可通过墩侧钢检修平台直接进入检修通道进行作业。检修荷载按规范取值2Kpa，此荷载已包含在水管设计中。钢检修通道用钢量约100Kg/m2，估算金额约200万元（马銮桥和翁厝桥过桥管道合计）。（二）方案二：钢桁架检修通道该方案对应取消三根污水管，仅设置一根给水管、一根备用给水管。采用在原桥墩上增设牛腿，牛腿上搁置钢桁架检修通道，两侧设置防落网。检修人员可通过墩侧钢检修平台直接进入检修通道进行作业。检修荷载按规范取值2Kpa，此荷载已包含在水管设计中。钢检修通道用钢量约300Kg/m2，估算金额约600万元（马銮桥和翁厝桥过桥管道合计）。（三）方案三：专用水管桥该方案对应保留三根污水管，并设置一根给水管、一根备用给水管。水管桥方案总体设计由于箱梁悬臂已经浇筑，湾内侧悬臂距新阳大桥间距仅几米空间，而三根污水管设置在湾内侧，导致施工十分困难。因此，当三根污水管保留时，采用单独设置水管桥的方案。水管桥设置两座，分别对应翁厝桥及马銮桥。由于空间限制，水管桥布置在原桥和新阳桥湾内侧（翁厝水管桥距原桥中心约47m，水管桥距原桥中心约69m）。考虑到节约造价，水管桥孔跨设置为13.5m（对应船闸孔处设置为12m），桥梁结构型式采用贝雷梁钢管桩结构。翁厝水管桥起于翁厝桥梁起点，水管自原设计位置向道路左侧（湾内侧）弯折90度约47m上水管桥，终于翁厝桥梁终点，并向道路右侧（湾外侧）弯折90度约47m，水管回到原设计位置。桥梁孔跨布置为1413.5m，桥梁全长189m。水管直接搁置在桥面上，两侧预留1m检修通道，并在外侧设置栏杆，桥梁全宽8.2m。翁厝水管桥总体布置图马銮水管桥起于马銮桥引桥1号墩，水管自原设计位置向道路左侧（湾内侧）弯折90度约69m上水管桥，终于马銮桥10号闸墩，并向道路右侧（湾外侧）弯折90度约69m，水管回到原设计位置。桥梁孔跨布置为213.5+312+1813.5m，桥梁全长306m。水管直接搁置在桥面上，两侧预留1m检修通道，并在外侧设置栏杆，桥梁全宽8.2m。马銮水管桥总体布置图1、 水管桥方案设计水管桥上构采用贝雷梁，上设混凝土桥面板，桥面板宽8.2m，横向组成为1.0m（检修道）6.2m管位区域+1.0m（检修道）。下构采用钢管桩，桩顶设置纵横向分配梁与贝雷梁连接，纵横向分配梁采用两片焊接在一起的工字梁组成。钢管桩间设置纵横联系。估算金额约1230万元（马銮水管桥和翁厝水管桥合计）。四、 方案比选项目方案一方案二方案三施工先逐节吊装水管，搁置在水管支架上拼装接头，然后再浇筑箱梁悬臂。先逐节吊装水管，搁置在水管支架上拼装接头，然后再浇筑箱梁悬臂。先施工桥梁，再逐节吊装水管，搁置在水管桥面上拼装接头水管检修墩侧设置钢检修平台，水管下方设置了