钢栈桥施工方案

第1章编制说明1.1编制依据（1）北京武交工程勘察设计院提供的《甘其毛都口岸至临河一级公路两阶段施工图设计》与《地勘报告》；；（2）踏勘工地，从现场调查、采集、咨询所获取的资料；（3）我单位的施工能力、技术力量和经济实力以及我单位在类似工程的施工经验；（4）相关技术标准及其规范；表1.1—1主要技术标准、规范序号名称标准规范号备注1公路桥涵设计通用规范JTGD60-20042公路桥涵地基与基础设计规范JTG_D63-20073铁路桥梁钢结构设计规范TB10002.2-20054金属材料弯曲试验方法GB/T232-20105公路桥涵施工技术规范JTG/TF50-20116工程测量规范GB50026-20077装配式公路钢桥多用途使用手册8路桥施工计算手册1.2编制原则遵循设计文件要求，本着优质、高效、经济、合理的原则，统筹安排、科学组织、均衡生产、合理投入，充分维护生态环境，最大限度地减少污染，强化过程管理，确保工程质量、安全、工期、环保目标实现。第2章钢栈桥设计2.1设计概述本方案主要涉及总排干渠、西乐渠的便道施工。由于内蒙古河灌局不同意采用预埋管涵修筑便道，为了保证运输通道畅通，拟修筑钢栈桥作为便道，钢栈桥采用钢管桩、型钢架及贝雷梁结构形式。2.2栈桥设计2.2.1钢栈桥使用功能（1）满足25t自卸车（重载65t）通行要求；（2）满足施工人、材、机通行要求。（3）满足9m3混凝土罐车通行。（4）钢栈桥限速10km/h。2.2.2栈桥总体设计钢栈桥总体布置如下：（1）总排干渠：栈桥桥跨布置为6*9m，全长54m。钢栈桥布置于桥梁左侧，栈桥单跨度9m，桥面5m，渠顶标高1032.9m，栈桥桥面标高1032.500m，纵横向均不设纵坡。（2）西乐渠：栈桥桥跨布置为2*9m，全长18m。钢栈桥布置于桥梁左侧，栈桥单跨度9m，桥面5m，栈桥桥面标高1036.500m，纵横向均不设纵坡。桥面标高采用最小值控制，其计算主要参考两侧渠堤顶面标高、钢栈桥结构高度、常年水位，总排干渠常年水位1027.8m，西乐渠设计水位1034.3m，渠内主要是灌溉水，水流较慢，不考虑冲刷。钢栈桥下部结构采用钢管桩，上部结构采用321军用贝雷片及型钢搭设，桥面采用花纹钢板。2.3钢栈桥平面图设计1377.31-总排干靳微mat堕总排颅中昉桥勰线TTTWFiSffll总审「•渠钢栈胸断而图图2.3-2总排干渠钢栈桥桥型布置图桥黑知标!51036.5m琲头搭标1034.2mK168-515小桥桥梁边线桥头搭板5临钢便桥中心线图2.3-3西乐渠钢栈桥施工平面布置图2.4钢栈桥结构设计况90Ef,90,90,90,9025<况90Ef,90,90,90,9025<-1，.1.上桥梁边线/500321贝雷架双拼I32b[14槽钢①529X8mm钢管桩8mm花纹钢板I12.6@20cmI28a@75cm90支撑架100I70]180J180J7068Z051图2.4-1钢栈桥横断面图（单位：cm）10mm花纹钢板900I28a工字钢@75cmI12.「321900I28a工字钢@75cmI12.「321贝雷架双拼I36a工字钢中529X8mm钢管桩图2.4-2钢栈桥纵断面（单位：cm）2.4.1钢管桩设计钢栈桥横向均布3根巾529mmX8mm的钢管桩，横向单排布置，桩长根据相关单位提供的勘察资料计算可知，钢管桩施工长度不同，入土深度16m控制，其施工长度根据现场实际情况确定。钢管桩的入土深度采用冲击力与贯入度双控制，采用DZ-90振动锤打设，贯入度达到2cm/5min时停止，工程量以现场实际打入数量为准。2.4.2垫梁设计钢管桩顶安装双拼I32b垫梁，作为承受贝雷梁的横向承载梁。2.4.3纵向主梁设计纵向主梁采用“321”贝雷桁架结构，贝雷梁与垫梁采用自制U型卡连接，3只90型贝雷梁和2只90型支撑架连为一体，呈等距型排列。2.4.4分配梁及桥面设计贝雷梁上横向分配梁采用I28a工字钢，间距75cm，横向分配梁与贝雷梁间采用U型卡连接；工字钢上布置纵向分配梁，纵向分配梁采用I12.6工字钢，间距为20cm，纵向分配梁上铺6=8mm的花纹钢板作桥面板。2.4.5桥面系设计为了行人安全，在桥面两侧设防护栏杆。栏杆立柱采用①48X3钢管，高度1.2m，间距为2m；防护栏杆设横杆为2道，间距60cm，横杆也采用①48X3mm钢管。立杆焊接在钢板上，横杆与立柱间采用KZ①48A型扣件连接，横杆之间采用KD①48A型扣件连接。栈桥上间隔50m设置一个救生圈。。所有型钢连接均采用焊接，焊缝高度不小于8mm。2.5.材料及机械投入2.5.1钢栈桥钢材用量统计总排干渠钢栈桥54延米，西乐渠18延米，合计72延米，主要钢材用量如下表：表2.5-1钢栈桥主要钢材用量表编号材料名称规格型号单位重量(t)备注1钢管桩①529X8mmt61.05按桩长18m计算2工字钢I32bt5.77垫梁3贝雷片1.5mX3mt38.884花窗90cmt2.575支撑架90cmT1.36工字钢I28at22.6横梁7桥面大板6m*1.5mt54.99含桥头搭板各3m8钢管①4853.5t1.33栏杆9钢板520t3.22钢管桩、垫梁加固10槽钢[14t1.34钢管桩平联、剪刀撑合计192.8611砂砾m372台背回填2.5.2主要机械设备表2.5-2钢栈桥施工主要机械设备表

序号设备名称型号规格数量额定功率（kW）生产能力用途1汽车式起重机QY501台50t材料吊装2平板车20t1台型钢运输3振动锤DZ-601套钢管桩打设4备用发电机300KV1台钢管桩打设5切割机4001台400材料切割6交流焊机BX-3153台焊接2.6.初步施工计划计划在2015年12月份开始施工钢栈桥，在2016年12月30日拆除完毕。第3章钢栈桥施工工艺3.1钢管桩施工流程3.1.1钢管桩施工工艺流程图:图3.1-1钢管桩施工工艺流程图3.1.2测量放样测量人员根据栈桥设计图纸，计算出每根钢管桩的坐标和标高，根据计算结果在湖岸边的控制点上设监测站，在钢管桩施工时进行实时监控测量，确保每根钢管桩定位准确，并做好施工测量记录。测量人员应严格按照设计图纸控制栈桥中心线与桥位中心之间的距离。防止轴线偏位造成对钢栈桥使用功能的影响。3.1.3钢管桩接长、运输（1）钢管桩接长钢管桩接长采用对接满焊，焊缝要求饱满。钢管桩接长时，吊车起吊待接钢管桩就位，施工人员乘小船进行焊接施工。在施工过程中接长时按照以下工艺进行：接口清理：钢管桩对接前应作一定处理工作，主要是把因打设施工过程振动锤钳夹破坏的区域进行切割处理，切割长度不少于为50cm；然后对钢管桩接口两侧30mm内的铁锈、氧化铁皮、油污清除干净，并显露出钢材的金属光泽。焊接：两钢管接头采用对接平焊，焊接为手工焊，按焊接工艺要求，焊接应控制走向顺序、焊接电流、焊缝尺寸。每一焊道熔敷金属的深度或熔敷的最大宽度不应超过焊道表面的宽度，同一焊缝应连续施焊，一次完成，接着应焊接补强钢板（每个接头6块20cmX40cm钢板）。焊缝清理及处理：焊缝焊接完成后，清理焊缝表面的熔碴和金属飞溅物，焊工自行检查焊缝的外观质量；如不符合要求，应补焊或打磨，修补后的焊缝应光滑圆顺，不影响原焊缝的外观质量要求。焊接环境：湿度不宜高于80%；温度不得低于0°C。相邻管节对接允许偏差应符合下表规定：表3.1-1相邻管节对接允许偏差项目允许偏差（mm）说明管径W3用管节周长之差来表示，次差W3n（mm）对口板边高差V1焊缝外观允许偏差应符合下表规定：表3.1-2焊缝外观允许偏差项目允许偏差（mm）咬边深度不超过0.5mm，累计长度不超过焊缝长度的10%超高3mm表面裂缝、未熔合、未焊透不允许弧坑、表面气孔、夹渣不允许（2）钢管桩运输钢管桩在加工场加工好后，用拖车运输到施工地点。拖车两侧设置栏杆或其它障碍物保护钢管桩，同时利用缆绳紧固，防止坠落；拖车装桩应采用多支垫堆放，垫木均匀放置，垫木顶面宜在同一平面上；钢管桩堆放、运输和起吊时保持平稳，避免钢管桩变形。3.1.4钢管桩起吊拖车将桩运至吊车旁，用吊钩将桩吊起，然后放入打桩架并抱紧，利用专用夹具起吊钢管桩。3.1.5注意事项每根钢管桩下沉应一气呵成，不可中途停顿或较长时间的间隙，以免桩周土恢复造成继续下沉困难。打桩下沉过程中测量用仪器随时监控垂直度。在沉桩过程中要进行测量监控，并做好沉桩记录。钢管桩的垂直度主要是靠夹具及架子来控制，夹具及架子对钢管桩起导向的作用。沉桩施工中注意事项：钢管桩是施工过程中应严格控制桩顶标高，且钢管桩垂直度满足<1%的要求。钢管桩利用全站仪进行定位。插桩初入土时依靠自重下沉，及时检查位置，如在桩沉入初期(1m〜2m)发生较大倾斜，及时修正，或拔出重打。钢管桩平面位置偏差应按照《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)的相关规定进行控制，具体规定见下表：表3.1-3钢管桩平面位置偏差项目桩位平面位置桩顶标高倾斜率允许偏差土10cm土10cm1%已沉放好的桩应按设计要求及时安装下平联，尽量缩短单桩抗流时间。钢栈桥施工期间，确保做好水上施工安全标志。3.1.6钢管桩打设及施工措施打设根据施工前计算好的钢管桩中心平面坐标，进行粗定位。使用50t汽车吊和DZ-60振动锤进行施工。首节钢管桩长度应保证桩底进入湖床基本稳定(即基本能承受本节桩自重)后，露出水面的高度不小于1.5m。钢管桩在自身和振动锤重力下进入湖床后，重新测设钢管桩的平面位置，满足要求后启动振动锤将钢管桩振入湖床。振动过程中管理人员通过全站仪和锤球对管桩纵横向的垂直度进行观测，并通过对讲机指挥吊车前后、左右摆动以调整钢管桩的垂直度。当钢管桩入土2〜3m，其平面位置及垂直度基本不会发生变化后，可松开吊钩，让钢管桩在振动锤的作用下继续振入。钢管桩的垂直度主要是靠打桩船的夹具及架子来控制，夹具及架子对钢管桩起到导向的作用。垂直度控制以预防为主，纠偏为辅。观测密度适当加大，随时了解沉桩状况。如发现钢管桩下沉时有倾斜趋势，及时采取相应措施调整垂直度。当首节钢管桩顶露出水面约1.5m左右时，停止振入，移开振动锤进行钢管桩接长。钢管桩打设好后，测量放点后按照设计标高抄平，并在钢管桩上标记明确。钢管桩打设完成后，开始平联施工。钢管桩与平联采用焊接连接。首先由吊车将平联吊运至桩顶处，然后人工指挥将平联降低至桩顶下30cm处进行焊接。在施工过程中要保证焊接质量，以确保平联的使用功能。3.2垫梁施工垫梁由双拼I32bH字钢组成，在钢管桩桩头切割成凹型，切割时要求倒角处呈现圆弧且曲线平缓，不得出现因过度烧伤出现棱角状，如果出现应修补成圆弧状。凹槽深度为20cm，底面宽度应与双拼工字钢宽度同宽，底部要求平直。然后在钢管桩上焊接加固钢板2，焊接时应将加固钢板的顶面标高与凹槽的底面标高控制一致，加固钢板距离凹槽边缘4〜5cm，在加固钢板的外侧施焊，焊缝高度为6mm。然后将垫梁放置在凹槽内，分别焊接加固钢板2和加固钢板1加固垫梁与钢管柱的连接。施工方法如下：首先在钢管桩上放出垫梁轴线及下边线位置，使横梁轴线和钢管桩排架轴线重合，以保证钢管桩轴心受压。利用气焊切割出安放垫梁凹槽，并对切割下的钢管钢板进行压平处理，以备加固垫梁使用。在加工场内将2根垫梁电焊接成整体，采用吊车整体进行安装，并采用钢板焊接加固。焊接连接，焊缝长度10cm@100cm图3.2-1垫梁安装图（单位：cm）“321”架设贝雷梁安装贝雷梁在架设前先根据图纸提前在加工场地拼接成长9m模数的单层单排架体，在架设前测量员用全站仪根据设计图纸恢复桩轴线，并标示在封头顶板上。安装人员根据测量放出的轴线进行安装贝雷架，贝雷纵向中心轴线与钢管桩轴线重合。在垫梁上设横向挡块，防止贝雷梁横向移位。用50t汽车吊将拼好的每组贝雷梁进行逐跨架设；两组贝雷梁之间用90花窗连接。3.4横向分配梁安装贝雷梁安装完成一跨后在贝雷梁上铺设I28a工字钢，其间距为75cm，作为横向分配梁；横向分配梁安装前应在按照设计图纸上的横向间距尺寸先进行量测，并在贝雷架做好标示。现场施工管理人员应对测量出来的间距进行逐个检查。3.5桥面板钢板，安装防护栏横梁铺设完成后，即可进行纵梁及桥面板的铺设，【12.6工字钢纵梁和8mm钢板桥面板先加工成6mX1.5m的大板，桥面大板之间、大板与I28a横梁之间采用U行螺栓连接。完成面板铺设后需及时进行两边安全护栏焊接，栈桥两侧均设置栏杆。护栏高1.2m，横、竖杆均采用巾48mmX3mm钢管，横杆设置2道。每2m设置一道竖杆焊接在桥面系横梁上。栈桥栏杆刷黄、黑相间油漆警示，以达到简洁美观的效果。为使车辆行驶不超速，在桥面板顺桥向每两联焊接一根长6m的［30槽钢作为减速板。为了行车安全在栏杆的内侧沿纵桥向设置一道［20槽钢与横梁焊接。3.6钢栈桥与渠堤连接钢栈桥与渠堤连接的第一跨采用钢管桩基础桥台与渠堤相接，贝雷梁外侧垂直用木板封闭，木板后先码沙袋，后采用砂砾回填，回填深度1.0m，顶部纵向铺设3m长桥面大板，作为桥头搭板。图3.6-1桥头结合部示意图图（单位：cm）3.7钢栈桥使用要求（1）为确保钢栈桥稳定性，在钢栈桥施工完成后不得立即使用。主要因为打桩时振动锤对桩身周围土在振捣导致土液化，土质对钢管桩摩阻力将大大减少，减少了对桩身的摩阻力。钢栈桥施工完工后停放三天后开始方可投入使用。（2）车辆行驶速度限制不允许超10公里/小时，车辆行驶间距不小于15米。（3）由于钢栈桥需使用约2年时间，合理使用和必要的维护是维持栈桥使用寿命的有力保障。应定期对钢栈桥进行全方位的检查和保养，以确保钢栈桥的使用安全。具体注意事项包括以下几点：1）合理安排施工，尽量减少重型机械对钢栈桥的碾压。重型机械在钢栈桥上行驶要居中慢行，减小对钢栈桥的冲击。2）尽量少在钢栈桥上堆放荷载。堆放时在不影响施工前提下，要摊开均匀堆放，不得集中堆放造成局部受力过大。3）施工期间，避免重物等对钢栈桥结构的撞击，尤其是钢管桩。4）在每根钢管桩上都设置沉降观测点，使用期间做好钢栈桥的监控测量，监测钢管桩的沉降情况，尤其是相邻钢管桩基之间的相对沉降。如出现相对沉降超限时，应停止使用，采取一些措施（如垫小钢板抬高贝雷梁，但应保证其与桁架和桩端横梁的连接）来减小相对沉降量。5）定期检查贝雷桁架纵梁连接处的销子、定位销的松动脱落情况。如有松动应及时加固。6）检查螺栓松动情况，对螺栓、螺帽脱落的部位及时安装紧固。7）经常检查钢栈桥各钢件之间的焊缝。如出现焊缝断裂等，及时补焊。8）对钢栈桥面板发生翘曲或损坏的部位，及时修复或更换。9）检查钢栈桥各钢构件的工作状况，如发现不良变形的钢构件应及时更换。3.8钢栈桥拆除3.8.1拆除时间当水中桥梁下构施工完毕，相关施工机械设备及材料转运完毕后对栈桥进行拆除。3.8.2拆除施工工艺图3.8-1钢栈桥拆除工艺流程图拆除方向与工程梁体架梁施工顺序一致，栈桥拆除顺序由上至下进行，起重设备用50t汽车吊，基础钢管桩拆除采用DZ-90振动锤。（1）桥面系割除栏杆、面板采用人工割除后，吊装上平板车转运到岸上材料堆放场地。（2）贝雷桁架梁拆卸工字钢纵、横方向分布梁拆除后，进行贝雷桁架拆卸。纵向按跨径断开拆除，贝雷梁在后端栈桥分解成单片贝雷用平板车运走存放。（3）钢管桩拔除单跨贝雷桁架拆除后，割除钢管桩顶面工字钢联系及联杆。管顶切割整齐，使用DZ-90振动锤进行拔桩，为防止拔桩时，与振动锤液压钳夹紧位置的钢管桩受到过大应力，而撕裂钢管桩，在钢管桩头与液压钳相接触的焊接2块2*40*60cm加劲钢板，启动振动锤，钢管桩周边土质在振动力作用下开始液化，土质对钢管桩的摩阻力将大大减少，此时汽车吊可缓慢将振动锤及钢管桩往上提动，逐渐将整跟钢管桩拔除，并利用平板车通过栈桥转运到岸上，将钢管桩头以上50cm切割掉，未受损的部分清洗干净，堆码整齐。3.8.3拆除注意事项（1）栈桥拆除施工期间，确保做好施工区域施工安全标志，特别在夜间施工时，要按规定设置交通指示灯。（3）入土钢管桩必须整根拔除，防止剩余桩头阻碍沟渠灌溉。（4）拆除完成后需要按河灌局相关要求对沟渠底部进行修补。（5）栈桥上部钢材在拆卸过程中注意避免掉入沟渠内。（6）施工人员须严格遵照水上施工安全规定进行施工。第4章施工保证措施质量保证措施4.1.1钢栈桥质量控制要点（1）在钢管桩定位过程中，测量组应严格按照图纸要求进行放样控制，导向架就位后，应通过复测确定导向架定位准确后方可进行钢管桩施工。（2）钢管桩施工过程中，施工作业及现场管理人员应全过程观察钢管桩的入土情况，发现钢管桩入土深度无明显变化时应停止振动锤，以免发生钢管桩底卷边，而造成降低钢管桩的承载能力。（3）钢管桩及其它钢构件的加工和安装焊缝必须满足要求，所有焊缝必须饱满密室，在焊缝不能根据设计要求进行施焊时需报工程技术人员，并经同意后方可进行。（4）栈桥所用的贝雷不得使用锈蚀严重或有缺陷的贝雷，贝雷的连接销必须使用贝雷梁专用的连接销及保险销，贝雷连接花窗的连接螺丝必须全部上满并拧紧。（5）贝雷顶的横向I28a工字钢尽可能摆放在贝雷梁顶的节点处，并采用U形螺栓与贝雷梁固定。（6）架设纵向I12.6分配梁时，其端头必须设置在I28a工字钢顶部，同一断面的两个端头侧面采用同等强度的钢板连接安全保证措施（1）通过栈桥和施工用的电线、电缆必须绝缘性良好，并固定于桥的一侧。（2）当六级以上大风及大雾气候时，停止工作。（3）配电箱等电器工作区应设立“有电危险”等警示标志。（4）当遇有雾天或暴雨使视线不清时，施工处均配备能产生强光、强声设备信号设备。（5）各种施工机具设备及安全防护设施，应进行安全检验合格后，方可投入使用。（6）施工用电按《临时用电安全技术规范》有关规定进行安装、架设、使用，施工机具应采用“一机一闸一漏”的安全措施；特殊施工作业场所应按规定采用相应的安全电压；手持式电动工具，应符合国标的有关规定，加设漏电保护器，做好安全防护工作。（7）按规定使用劳动个人防护用品。水上作业人员打桩、安装设备，以及测量人员登岛工作时，要配备救生圈，个人必须穿好救生衣，高空作业必须系好安全带，遵守高空作业安全规程。禁止单独个人进行水上作业。（8）搭设施工便桥、平台、打桩、拔桩作业应在专人的指挥下进行施工。（9）在钢栈桥的桥头设置限速（10km/h）和限重标识（90t）。（10）施工中对高处作业的安全技术设施，发现有缺陷和隐患时，必须及时解决，危及人身安全时必须停止作业。（11）钢管桩横联焊接时，应设工作平台和护栏。作业人员上桥作业或搭乘小船作业时必须戴好安全带和穿好救生衣。（12）因作业需要，临时拆除或变动安全防护设施时，必须经施工负责人同意，并采取相应的可靠措施，作业后应立即恢复。（13）乙炔，氧气瓶等存放时应满足允许的安全距离，注意防火防爆，在附近设立消防措施。（14）夜间施工必须配备灯光照明，电器开关箱柜等必须保持清洁，有门有锁，有防雨措施，并且标明非工作人员不得操作。4.3环保措施本工程跨越总排干渠和西乐渠，修建钢栈桥对环境有一定影响，因此特别注意防止严重污染水体，采取如下几方面措施：（1）湖底淤泥用罐车运至指定弃土场，严禁直接排入沟渠中。（2）严禁有污染的土源运至施工现场。（3）为防止泥浆排入沟渠，采用泥浆池配合施工，多余泥浆外运至弃土场。4.4文明施工措施（1）建立文明施工领导小组，制定文明生产制度，并且定期检查落实情况，发现问题及时解决。（2）做好施工现场总平面管理工作，场地保持清洁，材料堆放整齐有序，道路畅通，场内排水良好。（3）施工中尽量减少噪声对周围环境的影响，夜间施工时，应尽量避免机具的碰撞和人员的喧哗。（4）进入施工现场必须戴好安全帽，严禁赤脚、穿高跟鞋、拖鞋、喇叭裤、裙子等上岗。（5）现场施工人员要求穿戴整齐，持证上岗，并按各自的岗位责任完成施工任务。（6）工程施工用水及排污水，必须定向按制定地域排放。（7）生活设施内必须保持环境清洁卫生，同时加强用火、用电制度和对住宿人员的管理。（8）各种施工、操作人员经过安全培训后，持证上岗。（9）施工人员佩带标牌和带好安全帽。（10）施工现场清洁整齐，各种材料堆放有序，不得随意丢放在栈桥上。第5章钢栈桥结构设计验算5.1设计概况5.1.1设计简介本工程拟建钢栈桥结构采用贝雷架+型钢型式，栈桥设计跨径9m，设计桥面宽度为5m。栈桥基础设计为3根①529mmX8mm钢管桩，桩长入土深度14m；钢管桩顶设置双拼I32b垫梁，垫梁上布置6片3组321贝雷架作为纵梁，贝雷架间采用90型标准花架连接，纵梁上均布I28a横向分配梁，间距0.75m，横向分配梁上设置I12.6纵向分配梁，间距0.2m，桥面板采用8mm厚花纹钢板，花纹钢板与纵向分配梁焊接成框架结构。况90Ef,90,90,90,90况90Ef,90,90,90,9025<-1，.1.上桥梁边线/5000321贝雷架双拼I32b[14槽钢①529X8mm钢管桩8mm花纹钢板I12.6@20cmI28a@75cm90支撑架,100I70]180J180J70图5-1钢栈桥标准断面（单位：cm）5.1.2设计验算依据（1）《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006（2）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）（3）《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG_D63-2007（4）《内湖航道与港口水文规范》JTJ214-2000（5）《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10002.2-2005（6）《金属材料弯曲试验方法》GB/T232-1999（7）《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011

《路桥施工计算手册》《钢结构设计规范》GB50017-20035.1.3验算荷载设计荷载本栈桥主要供混凝土罐车、各种机械设备运输及材料运输行走，因而本栈桥荷载按每孔一辆满载自卸车进行检算，则活载为：30m3自卸车，自重25t+载重65t，考虑1.4动载系数，按126t荷载验算。结构自重8mm钢板：0.785kg/mX0.8*10N/kg=0.628KN/m2；I12.6纵向次梁：14.21kg/mX10N/kg=0.1421KN/m；I28a横向分配梁：43.5kg/mX10N/kg=0.435KN/m；I32b垫梁：57.71kg/mX10N/kg=0.58KN/m；贝雷片(3mX1.5m)：〔(270kg+33kg)X10N/kg〕/3m=1.01KN/m。施工荷载及人群荷载：4KN/m2。1)设计荷载布置05252494195图6-3126t自卸车结构示意图05252494195钢栈桥受力验算5.2.1桥面板桥面花纹钢板标准宽度为1.5m，长度为6m，顺桥向铺设。桥面板采用6=8mm钢板，钢板下设中心间距20cm的I12.6工字钢纵梁，桥面板净跨径为12.6cm(112.6工字钢翼板宽度为7.4cm)，车轮的轮宽最小为30cm,大于桥面板的净间距，故自卸车及混凝土罐车车轮荷载直接作用在工字钢纵梁上，桥面板不作该种检算。桥面板与工字钢纵梁间断焊接，间距20cm，焊缝长3cm。5.2.2I12.6纵向次梁受力验算I12.6工字钢纵梁焊接于间距75cm的I28a工字钢横梁上。112.6工字钢材料力学性能参数及指标：I=4.88x106mm4W=7.7x104mm3S=4.42xl°4mm3EI=2.1x1011x4.88x10-6=1.025x106Nm2d=5mm荷载计算按25t自卸车(重载65t)进行荷载验算，I12.6工字钢纵梁自重g=1.2x(0.14+0.785*0.2)=0.36kN/m，桥面板自重不计。工况分析最不利工况：重载自卸车顺桥向行驶此工况最不利荷载为其中一个后轮轮压作用在75cm跨中，查《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)，重载汽车后轮着地宽度及长度为60X20cm，I12.6纵向次梁间距为20cm，每组车轮压在3根【12.6工字钢上，力学模型及内力计算如下图所示：由结构力学求解器求解并通过对以上两种情况的比较可得:M=46.9kN•mQmax=125.14kN当后轮轮压接近于支座处时剪力最大3：*虽度检算b=^mx=46.9乂106=203.07MPa<卜］=215MPa，合格；maxW3X7.7X104t=QmaxSx=12'14X103X勺42X104=82.33MPa<□=125MPa，合格；maxId3x4.88x106x5通过对最不利工况的分析，纵向分配梁满足构造要求，可以实施施工。根据以上计算结果，本方案采用I12.6工字钢和8mm厚钢板工厂加工的桥面大板，整体性能良好，便于安装、拆卸。图2.2-1桥面大板示意图I28a横向分配梁受力验算横梁采用I28a工字钢，工字钢横梁安装在三组间距90cm的贝雷梁上（每组贝雷梁由两片间距900mm的贝雷片拼组而成）。按连续梁计算°I28a工字钢材料力学性能参数及指标：I=7.11X107mm4W=5.08x105mm3S=29T1x105mm3xd=8.5mm（1）荷载计算I28a工字钢横梁荷载按25自卸车（重载65t）验算；恒载为I12.6纵梁及桥面板自重，按均布荷载考虑，每根I28a横梁承受恒载：g=1.2x（（0.75x5x0.008x7850x10+26x0.75x14.2x10）-5+43.5x10）=1752N/m=1.752kN/m（2）工况分析

工况：重载车辆顺桥向行驶当车辆顺桥向行驶时，最不利荷载位置为重载自卸车后轴轴压作用在最大跨跨中上面的纵向分配梁的I12.6工字钢上，I12.6工字钢作为传力构件将轴压直接作用到横向分配梁上，受力模型为受集中荷载的简支梁，力学模型及内力计算如下图所示：由结构力学求解器求解得:M=56.43kNm；Q=250+1.752x0.9+2=250.704kN；（自卸车后轴轴压无限接近某一支座时剪力最大）a、强度检算=max=b=Mma^=56.43x106=111.08MPa<卜]=215MPa，合格；maxW5.08x=max=t=3=250.704X103X冬105=121.4MPa<[T]=125MPa，合格；maxId7.11x107x8.5通过以上工况的验算，横向分配梁I28a满足要求。5.2.4贝雷梁受力验算贝雷梁跨度9m，每组贝雷梁由两片贝雷片用90型花架连接。贝雷梁受力验算主要为重型车辆纵桥向行驶。车辆纵桥向行驶时最不利荷载工况为后轴车轮刚好为贝雷梁跨中正上方，由于上部结构对车辆荷载在向下传递的过程中有扩散的作用，所以承担车辆荷载的贝雷梁可按至少两组（单层四排）在承担荷载。偏安全考虑，将重载自卸车荷载考虑为一个集中荷载作用于贝雷梁的跨中，则集中荷载为1260KN。结构自重取单跨9.0m进行计算：结构自重q=1.2X（（2.0X9X0.008X7850X10+26X9X14.2X10+2.0X13X43.47X10)：9+1010)=8656/m=8.656kN/m。力学模型及内力计算如下图所示:

由结构力学求解器求解得：M=2922.64S•m<1576.4x2=3152.8S•m（单层四排）；Q=668.95kN<490.5x2=981kN（单层四排）；贝雷梁受力满足规范要求。I32b桩顶分配梁受力验算I32b截面参数：I=1.163x108mm4W=7.267x105mm3S=4-261x105mm3Xd=11.5mm双拼I32b桩顶分配梁主要验算断面为5m宽栈桥，最大跨径1.8m，作用在垫梁上的荷载是通过横向分配梁传递到贝雷梁，再由贝雷梁传递到垫梁的6个集中荷载，通过贝雷梁上部支点反力计算，可以得出集中荷载的大小来验算垫梁构造是否满足要求。集中荷载包括结构自重和活载，上部结构自重为：q=1.2X((9X5X0.008X7850X10+26X9X14.2X10+13X5X43.5X10+1010X3X9)：5)=23406N/m=23.41kN/m，活载有重载自卸车按126t计当重载自卸车顺桥向行驶且车后轴轴压刚好作用在垫梁跨中，此工况为最不利加载工况，受力模型如下:500h.41川1500h.41川1川川山1川山倡14川］D2J.411.30L.S0由结构力学求解器求解得出:M=234.48kNm；Q=271.07kN；a、、强度检算b=Mma^=234.48x106=161.33MP。<Iq]=215MPa，合格；maxW2x7267x105max——xT=OmA=271.07x103x4.261x105=43.18Mpa<[t]=125MPa，合格;maxId2x1.163x108max——x5.2.5钢管桩受力验算钢管桩最不利受力状态为重载自卸车通过钢管桩正上方时，按照126t全部集中在钢管桩上方，由3根桩来承受，单根桩承受的荷载（25+65）X1.4X10/3+（单跨栈桥重量）1.2X（9X5X0.008X7850X10+26X9X14.2X10+13X5X43.5X10+1010X3X9+4X5X57.71X10）/3/1000=471.4KN。（1）侧摩阻力验算根据港口工程桩基规范，单桩垂直极限承载力极限标准值按下式计算（桩基承载力不考虑桩端阻力）：Pu=USfili+RAK式中U---桩身截面周长，U=3.14X0.529=1.6611mf「一桩在地基中穿过的各土层桩侧单位面积摩阻力（kpa）l,桩侧各土层的厚度（m）R---单位桩端阻力（KPa）A桩身的截面面积K---桩端闭塞系数，0.8-0.85选择地勘报告中总排干渠中桥附件孔号QK-068地质情况来计算钢管桩承载力，钢管桩桩顶标高1029.644m，按入土深度16m计算其摩阻力为：Pu=USf,li=1.6611X（3.41X30+12.59X60）=1424.64KN。承载力特征值P=1424.64/3=474.88KN〉471.4KN，按照入土16m控制能够满足钢管柱承载力设计值及规范要求。瞬砌号qx-oee1卷U3453S.0O钻孺IEEO.-DOm1032.Eflmi标「=454394.34JFI0»嚣思蚀点5+.30m)[=4562709.4320120B.2&Z1Q1030,19®s4.7010"59©8B.00戏4,?91说L0916.701015一59■'OM«£Mt*.朴Jdl色*If他#ft«iLftrfc耳局斟时.Z1Q1030,19®s4.7010"59©8B.00戏4,?91说L0916.701015一59■'OM«£Mt*.朴Jdl色*If他#ft«iLftrfc耳局斟时.虹■败WKH*米.灰景&帝卖是5敝出刮部TOT3.205.207.209.201120112015.7017.7019.7021.7023.7030际』,Q

^7.0

^16.0Ntas=14,0

^15.0

1^33.05.657.669.651L6513.-8515.65174521509012&200306。本栈桥水平承载力验算考虑制动力作用及风荷载作用。由《建筑桩基技术规范》可以查得单桩水平承载力特征值的公式为：R=0.75a3EIx/v其中E一弹性模量；I一桩截面惯性距；xoa一桩顶容许水平位移值；v一桩顶水平位移系数；a一桩的水平变形系数；a=(mb/EI)1/50其中m一桩侧土水平抗力系数的比例系数；b°—桩身的计算宽度，圆形桩(D=0.63m)取值为b°=0.9(1.5d+0.5)；查得m=2000KN/m4,计算得b「1.3m,I=n(D4-d4)/64二n(0.64-0.5844)/64=3.83X10-4，则a=(mb/EI)1/5=[2000X1.3/(2.0X108X3.83X010-4）］i/5=0.679（1/m）因为桩的换算埋深气=0.679X10=6.79〉4,由此可以知道桩身的变形及内力较小，可以忽略不计，土中应力区和塑性区的主要范围也在上部的浅土层中。并通过a/直可以查表得出v=2.441（按照ah=4进行计算），按桩顶的容许偏移值为x=10mm进行计算：Rh=0.75a3EIx/v=0.75X0.6793X2.0X108X3.83X10-4X0.01/2.441=159.8KN。汽车制动力计算：考虑栈桥上车辆制动力产生的水平荷载对桩的影响：由《公路桥涵设计规范》对汽车制动力计算的规定为：当桥涵为一或二车道时，为布置在荷载长度内的一行汽车车队总重量的10%，但不得小于一辆重车的30%。根据现场的实际情况，由于栈桥上不会出现车队的情况，因此仅考虑单辆重车（满载的自卸车，总重为126T）的工况，此时的水平制动力为：126TX10X0.3=378KN，即车辆的制动荷载378KN作用在栈桥上，考虑为6根桩均摊，即单根桩制动荷载为63KN，方向于车辆的制动切线方向一致，小于栈桥单桩水平承载力特征值。风荷载计算由《公路桥涵设计规范》对风荷载的计算式为：3二KKKKe。式中」为风荷载的标准值；%为对设计风速频率换算系数，取0.85；K；为风压体型系数，取0.5；K3为风压高度变化系数，取1.0；K；为地形、地理条件系数，取1.4；30为基本风压值（KN/m2）；30=V02/1600，取多年各月最大风速为29.4m/s，求得基本