重型栈桥施工方案(2013.4.19)

1、平兴五标潭头河栈桥设计施工方案及安全防护措施1 工程概述1.1工程概况平兴高速第五合同段起于石正镇，由北向南至石正镇理塘、下塘、大山塘、塘背，跨乡道Y154，于赖屋跨越潭头河，经南蛇坑进入梅西镇；沿南蛇坑水库西侧山体，经曾屋，在石子岭跨县道X020，经李屋角、咀下东侧折往西南，经松树下、上黄坑。起止桩号为：K1610+700K1617+000，线路全长6.3公里。设计为双向四车道高速公路，设计速度100km/h，路基宽度26.0m。其中跨潭头河为9*20m先简支后连续小箱梁，线路中线与水流方向约90。斜交；潭头河不通航，栈桥桥位处河宽约30m，水深8m（枯水期，水位按1.0m）。1.2水文资料

2、设计水位H1/100=4.434，设计流速V1/100=1.53m/s，设计流量Q1/100=451m3/m通航最高水位3.4m，施工常水位：+1.5m，其中DX（01）041#主墩一般冲刷线标高为-4.549m，局部冲刷线标高为-4.949m，DX（01）042#主墩一般冲刷线标高为-4.677m，局部冲刷线标高为-5.077m。1.3地质资料根据设计桥位总布置图041#、042#主墩位置地质钻孔显示，地质情况如下表：墩位岩层标高（m）厚度（m）备注DX（01）041#淤泥质粉质粘土-1.20-6.04.8泥质粉砂岩全风化-6.0-10.194.19泥质粉砂岩强风化-10.19-11.701

3、.51泥质粉砂岩弱风化-11.70 墩位岩层标高（m）厚度（m）备注DX（01）042#淤泥质粉质粘土-1.35-7.015.66泥质粉砂岩全风化-7.01-8.131.12泥质粉砂岩强风化-8.13-13.315.18泥质粉砂岩弱风化-13.312 设计概况2.1栈桥律涌水道特大桥重型栈桥按承重50T设计，尺寸:东岸纵桥向长36m，横桥向宽均为6m。采用3排外径630×10mm的钢管桩作基础，纵向最大间距为12m，横向最大间距为2.25m。两根钢管桩横向用14a槽钢作剪刀撑，上横向设双拼I25a工字钢垫梁,3排双拼贝雷梁做纵梁，贝雷梁横向用14a槽钢作剪刀撑，每12m一道，上面I3

4、2a工字钢做横梁，间距为60cm,横梁上面纵向卧铺25a槽钢作为桥面，净距为5cm，栈桥顶设1.2m高护栏，竖杆和横杆均采用48mm钢管，栈桥顶面标高为+4.3m2.2钻孔平台所跨河道水中桩基均采用在重型钢管桩型钢钻孔平台上布置冲击钻机来施工，桩基钢筋笼下放及砼灌注全部由罐车和汽车吊直接上平台施工作业。主墩钢平台平面尺寸为27m×24.5m。基础采用630×8mm钢管桩，横桥向最大间距9m，顺桥向最大间距5.725m；钢管桩顶面加盖10mm钢板，上横向摆放双拼I32a工字钢作垫梁，垫梁上顺桥向布设4排双拼贝雷梁与一排双拼45槽钢，贝雷梁上横向摆放I45a工字钢，上顺桥向铺设

5、 18槽钢，净距4cm，平台顶面四周设1.2m高护栏，平台顶面标高为+4.3m。3 施工方案3.1栈桥1、钢管桩整修接长钢管桩运到工地后要首先进行检查、修整、接长，接长长度根据水深和试打深度现场确定。钢管桩对接采用单面坡口焊，已有焊缝不饱满的要进行补焊，接头一圈设六块300x200x8mm加强钢板。钢管桩底部沿外周设50cm高8mm厚加强钢板。钢管桩打设完毕后，要及时加焊14a剪刀撑，增强平台整体性，防水流冲击倾斜移位。2、钢管桩打设钢管桩下沉利用ZD60型振动锤，并用40T浮吊配合下放，钢管桩按摩擦桩设计，在实际打桩过程中根据不同的地质变化而采取相应的变动措施。沉入钢管桩时用一台全站仪和一台

6、经纬仪跟踪测量，随时指导沉桩的位置。钢管桩倾斜率控制在1%以内，平面位置偏差控制在10cm以内。钢管桩打设完毕后，要及时加焊14a剪刀撑，防水流冲击使钢管桩产生倾斜移位。3、纵横承重梁铺设钢管桩打设完毕后，利用水平管抄平后将上部多余钢管割除，并在钢管桩顶加焊盖板，盖板上横向铺设双拼I25a型工字钢垫梁并焊接牢固。必须严格控制垫梁顶面标高，以保证桥面水平。然后在垫梁上摆放贝雷梁承重纵梁，横桥向间距60cm铺设I32a工字钢承重梁，垫梁与纵向承重贝雷梁，纵向贝雷梁通过花窗连成整体,纵向承重贝雷梁与横向承重梁之间用U型卡卡紧。4、桥面分配梁铺设纵横承重梁铺设完毕后，顺桥向按5cm净间距摆放25槽钢，

7、反扣放并与横梁点焊连接。3.2钻孔平台1、钢管桩整修接长钢管桩运到工地后要首先进行检查、修整、接长，接长长度根据水深和试打深度现场确定。钢管桩对接采用单面坡口焊，已有焊缝不饱满的要进行补焊，接头四周设六块300x200x8mm加强钢板。钢管桩底部沿外周设50cm高8mm厚加强钢板。2、钢管桩打设钢管桩下沉利用ZD90型振动锤，并用40T浮吊配合下放，钢管桩按摩擦桩设计，在实际打桩过程中根据不同的地质变化而采取相应的变动措施。沉入钢管桩时用一台全站仪和一台经纬仪跟踪测量，随时指导沉桩的位置。钢管桩倾斜率控制在1%以内，平面位置偏差控制在10cm以内。钢管桩打设完毕后，要及时加焊14a剪刀撑，增强

8、平台整体性，防水流冲击倾斜移位。3、垫梁铺设钢管桩打设完毕后，利用水平管抄平后将上部多余钢管割除，在钢管桩顶加焊盖板，布设横桥向双拼I32a工字钢垫梁，工字钢与盖板焊接。必须严格控制垫梁顶面标高，以保证水平。4、顺桥向承重梁及横桥向分配梁安装平台顺桥向承重梁为单层双拼贝雷梁，摆放在钢管桩顶垫梁上，与垫梁用U型卡卡紧，并保证钢管桩中心受力。纵向承重梁上横桥向摆放I45a型工字钢分配梁，间距为50cm、49cm。两者之间也采用U型卡连接。5、面板铺设I45a型工字钢分配梁铺设完成后，再上铺设 18槽钢（净距4cm），平台顶面标高均定为+4.3m。4 受力检算4.1栈桥计算书1、 荷载本栈桥的最大荷

9、载设计为50t汽车（10m3砼搅拌运输车），其荷载分布如下图：前轴荷载：10t，后轴荷载：2x20t，轴距：4m+1.4m,轮距:1.8m；中、后轮着地宽度：0.6m，长度：0.2m。其平面尺寸如下图所示：2、25a槽钢检算25a槽钢净距为5cm，当汽车在桥上行驶时，则轴重的一半荷载考虑3根槽钢受力：Q=200/2=100KN最不利工况为当后轴在槽钢的中间位置时，受力简图如下：q=100KN/0.2=500KN/mR1=R2=100KN/2=50KN强度检算：Mmax=qbcx/l-(x-a)2/2b=500×0.2×0.4/4-(0.6/2-0.4/2)2/0.4=7.5

10、KN·m25a槽钢截面特性：Iy=175.9cm4Wmin=30.7cm3=7mm=Mmax/Wmin=7.5×103/(30.7×3×10-6)=81.4MPa1.3W=188.5MPa刚度检算：f=qab(4L-4a2/L-b2/L) ×L/2-4×(L/2)2/L+(L/2-a)4/ab/24EI跨中fmax=2.10×10-4mmL/600=600/600=1.00mm满足要求。3、32a工字钢工况一：当汽车后轴轮的着力点最靠近贝雷上方时，工字钢所受的剪力最大，受力简图如下：P=200/2=100KNR1=1.8P/

11、2.9=0.8PR2=(2.25+0.45)P/2.25=1.2PQ=R2=1.2×100=120KNM=0.45×R1=0.45×0.8×100=36KN·m工况二：R1=R2=P=100KNQ=100KNM=0.225R1=0.225×100=22.5KN·m因此取：Qmax=120KNMmax=36KN·mI32a截面特性：IX=11080cm4WX=692.5cm3SX=400.5cm3=9.5mm强度：=QSX/(IX)=120×103×400.5×10-6/(11080&#

12、215;10-8×9.5×10-3)=45.66MPa1.3=110.5MPa=Mmax/W=36×103/(692.5×10-6)=56.45MPa1.3W=188.5MPa刚度：fmax=Pb(a2+2ab)3/3)1/2/9EIL代入a=1.1，b=1.8，L=2.25得fmax=0.002mm <f=2250/600=3.75mm满足要求。4、贝雷架计算：工况一：当汽车后轴轮的着力点最靠近贝雷架上方且在护筒上方时，其所受剪力最大，按简支梁计算偏安全，受力简图如下：F=1.2P=1.2×100=120KNF1=1.2P1=1.2&#

13、215;50=60KNR2=(60×6.6+120×10.6+120×12)/12=259KNQ=R2=259KN工况二：当汽车后轴轮的重心在贝雷架跨中时，其所受弯距最大，按简支梁计算偏安全，受力简图如下：F=120KNF1=60KNR2=F(5.3×2+1.4)+F1×1.3/12=126.5KN因此Qmax=259KNMmax=679.5kN·m桥面和贝雷架自重：270×12×4/3+52.69×2.9×1200/65.5+27.4×2.9×290/30+3.55(1.2

14、×4+12×2)=1989.76kg=79.90KNq=79.90/(2×12)=3.33KN/mQ=q×L/2=3.33×12/2=19.98KNM=R1×5.3-q×5.32/2=3.33×12/2×5.3-3.33×5.32/2=59.12KN·m合计：Qmax=259+19.98=278.98KNQ=490.4KNMmax=679.5+59.12=738.62KN·mMmax=1576KN·m单层双排贝雷架：I=5.01×105cm4 M=1576

15、KN·m Q=490.4KNf=L/600=1200/600=20mm将车辆简化为集中荷载：f=PL3/(48EI)+5qL4/(384EI) 其中：P=500KN/2=250KNq=3.33KN/mf=(250×103×123/48+5×3.33×103×124/384)/(2.1×1011×5.01×10-3)=8.72(mm)f=20mm5、钢管桩检算：钢管桩压力:P=278.98+38.08×2.25×2/2×10×10-3+0.8×0.8

16、5;0.01×7.85×103×10×10-3=281.62 (KN)钢管桩容许承载力检算： 管桩容许承载力检算： P=1/2（Uilii+AR）式中：P端桩轴向受压容许承载力，KN；U钢管桩周长，取1.98m；i、桩周摩阻力和桩底承载力的影响系数，按进入局部冲刷线下5米计算均取1；li局部冲刷线以下各土层厚度，取15m；i各土层与桩壁的极限摩阻力，取60KP；A 桩端受力面积,按管壁计算；取0.0195R桩尖处土层（砾石）的极限承载力，取350KP；因此P=1/2（1.98×1×15×60+1×0.0195

17、15;350） =894.4KNP=281.62KN钢管桩稳定性检算：计算公式：N/Am其中=140MPa长细比：=L0/rL0:自由长度，承重栈桥部分取9m；r:回转半径：r=/4=/4=0.219m因此长细比：=9/0.219=41.1查表，得：=0.87Am=3.14×(0.3152-0.3052)=0.0195m2N/Am=281.62×103/0.0195=14.44(MPa)<=0.87×140=121.8MPa因此，稳定性满足要求。4.2 平台计算书1、 荷载本平台的最大荷载设计为50t汽车（10m3砼搅拌运输车） 2、18a槽钢检算 18槽钢

18、净距为4cm，当汽车在桥上行驶时，则轴重的一半荷载考虑3根槽钢受力：Q=200/2=100KN最不利工况为当后轴在槽钢的中间位置时，受力简图如下：q=100KN/0.2=500KN/mR1=R2=100KN/2=50KN强度检算：Mmax=qbcx/l-(x-a)2/2b=500×0.2×0.15×0.25/0.5-(0.5/2-0.3/2)2/2×0.2=5KN·m18a槽钢截面特性：Iy=98.6cm4Wx=52.4cm3=7mm=Mmax/Wmin=5×103/(52.4×3×10-6)=31.8MPa1.3

19、W=188.5MPa刚度检算：f=qab(4L-4a2/L-b2/L) ×L/2-4×(L/2)2/L+(L/2-a)4/ab/24EI跨中fmax=1.43×10-4mmL/600=588/600=0.98mm满足要求。3、45a工字钢工况一：当汽车后轴轮的着力点最靠近贝雷上方时，工字钢所受的剪力最大，受力简图如下：P=200/2=100KNR1=1.8P/5.8=0.31PR2=(4+5.8)P/5.8=1.69PQ=R2=1.69×100=169KNM=4×R1=4×0.31×100=124KN·m工况二：R

20、1=R2=P=100KNQ=100KNM=2.0R1=2×100=200KN·m因此取：Qmax=200KNMmax=200KN·mI45a截面特性：IX=32241cm4WX=1432.9cm3SX=836.4cm3=11.5mm强度：=QSX/(IX)=169×103×836.4×10-6/(32241×10-8×11.5×10-3)=38.1MPa1.3=110.5MPa=Mmax/W=200×103/(1432.9×10-6)=139.6MPa1.3W=188.5MPa刚度：f

21、max=Pb(a2+2ab)3/3)1/2/9EIL代入a=4，b=1.8，L=5.8得fmax=8.4×10-3mm <f=5800/600=9.6mm满足要求。4、贝雷架计算：工况一：当汽车后轴轮的着力点最靠近贝雷架上方且在护筒上方时，其所受剪力最大，按简支梁计算偏安全，受力简图如下：F=1.69P=1.69×100=169KNF1=1.69P1=1.69×50=84.5KNR2=(84.5×3.6+169×7.6+169×9)/9=334.5KNQ=R2=345.5KN工况二：当汽车前轴轮的重心在贝雷架顶上时，其所受弯距最

22、大，按简支梁计算偏安全，受力简图如下：F=169KNF1=84.5KNR2=169×(4×2+1.4)/9=176.5KN因此Qmax=345.5KNMmax=630.6kN·m桥面和贝雷架自重：270×9×4/3+80.38×5.1×900/58.8+2×(10×9×510/25) +5.1×9×0.01×7850=16789kg=167.89KNq=167.89/(2×9)=9.33KN/mQ=q×L/2=9.33×9/2=41.9

23、8KNM=R1×3.6-q×3.62/2=9.33×9/2×3.6-9.33×3.62/2=90.68KN·m合计：Qmax=345.5+41.98=387.5KNQ=490.4KNMmax=630.6+90.68=721.28KN·mMmax=1576KN·m单层双排贝雷架：I=5.01×105cm4 M=1576KN·m Q=490.4KNf=L/600=1200/600=20mm将车辆简化为集中荷载：f=PL3/(48EI)+5qL4/(384EI) 其中：P=500KN/2=250KNq

24、=9.33KN/mf=(250×103×93/48+5×9.33×103×94/384)/(2.1×1011×5.01×10-3)=4.32(mm)f=20mm5、钢管桩检算（1）钢管桩容许承载力计算P=1/2（Uilii+AR）式中：P端桩轴向受压容许承载力；U钢管桩周长，取1.98m；i、桩周摩阻力和桩底承载力的影响系数，锤击沉桩其值均取1.0；li局部冲刷线以下各土层厚度，取15m；i各土层与桩壁的极限摩阻力，取60KP；A桩端受力面积,按管壁计算，取0.0195；R桩尖处极限承载力，取5000KP；因此P=

25、1/2（1.98×1×15×60+1×0.0195×350=894.4KN钢管桩压力:P=387.5+52.69×5.1×2/2×10×10-3+0.8×0.8×0.01×7.85×103×10×10-3=390.7(KN) <P=894.4 KN承载力满足要求。（2）钢管桩稳定性检算计算公式：N/Am其中=140MPa长细比：=L0/rL0:自由长度，主墩平台部分取9m；r:回转半径：r=/4=/4=0.219m因此长细比=9/0.219

26、=41.1查表，得：=0.85Am=3.14×(0.3152-0.3052)=0.0195m2N/Am=382.49×103/0.0195=19.61(MPa)<=0.85×140=119MPa因此，稳定性满足要求。5安全防护措施5.1前期准备及施工安全防护措施施工栈桥除满足自身稳定，保证施工正常使用外，还要考虑到施工中船只的停靠或发生碰撞，为保证栈桥的安全，项目部采取了如下措施：1、在进行水上施工前，我项目部与当地海事及航道部门积极联系，上报了我标段的水上施工方案，海事及航道部门同意后，部分航道重新抛设了航标，并下达了水上施工许可证。同时我项目部与海事部门达成了以下维护协议：由海事部门在大桥施工区域上下游各200m处派一艘维护船，派人24小时维护航道、指挥来往船只，维护时间从栈桥开始施工至悬浇梁施工结束。2、栈桥两侧，施工平台四周设1.2m高围栏，立杆采用48mm钢管，间距3.0m,下部与工字钢满焊,立杆上部和中间纵向设两道通长48mm钢管围护。钢管上粉刷红白相间荧光涂料。3、在栈桥、平台靠上游栏杆和施工平台四周挂安全警示标语、标志和晚上设警示灯以提醒来往船只注意，设置的警示灯必须符合