栈桥计算与施工

PAGEPAGE20PAGE1目录TOC\o"1-2"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc240904279"一、概述1HYPERLINK\l"_Toc240904280"二、栈桥设计1HYPERLINK\l"_Toc240904281"1、栈桥设计要点1HYPERLINK\l"_Toc240904282"2、栈桥布置2HYPERLINK\l"_Toc240904283"三、栈桥设计检算2HYPERLINK\l"_Toc240904284"1、荷载布置2HYPERLINK\l"_Toc240904285"2、上部结构内力计算3HYPERLINK\l"_Toc240904286"3、桥面板验算5HYPERLINK\l"_Toc240904287"4、12.5型工字钢纵向分配梁验算7HYPERLINK\l"_Toc240904288"5、25b型工字钢分配横梁验算7HYPERLINK\l"_Toc240904289"6、45a型工字钢下横梁验算8HYPERLINK\l"_Toc240904290"7、钢管桩验算8HYPERLINK\l"_Toc240904291"四、栈桥施工10HYPERLINK\l"_Toc240904292"1、施工工艺流程10HYPERLINK\l"_Toc240904293"2、主要施工方法13HYPERLINK\l"_Toc240904294"3、施工平台施工方法15HYPERLINK\l"_Toc240904295"五、技术、安全保证措施16HYPERLINK\l"_Toc240904296"六、环境水利保护措施19一、概述本桥位于XX境内，其中57#－64#墩位于X江中。承台及部分桥墩全部位于水位线以下，设计钻孔桩为8φ125，水中钻孔桩最浅17m，最深32m。XX属于Ⅶ级航道，为减少施工对河流运输的影响，采用搭设钢栈桥，作为各种材料、机具、人员等的运输，前进通道，变水上施工为虚拟陆地。水中桩基础施工搭设水中钻机平台，待桩基础施工完成后采用钢板桩围堰进行承台及桥墩施工。二、栈桥设计1、栈桥设计要点钢栈桥起始里程为大堤上57#墩后DK31+510m，终点里程为64#墩前沿DK31+780，全长270m。根据现场调查及图纸资料，鉴江现水深约为5.0m。鉴江水下分别为细沙、粗砂、黏土、细圆砾土、花岗岩。计算时，上述土层的摩擦力均按τ＝25KN/m2取值。栈桥桥面宽度：按双向两车道设计，桥面宽6m，计算跨径为9m，其中通航处（62＃～63＃之间）空跨12m。栈桥梁底面标高：+11m栈桥设计荷载采用汽-20级车队和9m3混凝土搅拌运输车（满载）。汽车及混凝土搅拌运输车活载计算时采用荷载冲击系数1.15及偏载系数1.2。钢管桩按摩擦桩设计。栈桥结构自下而上分别为：φ600×8mm钢管桩、45a型工字钢下横梁、“321”军用贝雷梁（横向间距1.0m）、25b型工字钢分配横梁（纵向间距1.5m）、桥面采用14槽钢。为加强基础的整体性，每排桥墩钢管之间用15号槽钢连接成整体。相邻桥墩钢管之间采用上下两道φ300×5mm钢管连接。每排贝雷梁之间在钢管墩轴线位置采用10号槽钢相连，各连接件之间采用双面加劲板焊接。以下为钢栈桥横纵断面图：栈桥纵断面栈桥横断面2、栈桥布置栈桥大堤上57#墩后DK31+510m，终点里程为64#墩前沿DK31+780，栈桥轴线中心距鉴江特大桥中心左偏10m。其中62＃与63＃墩间做12m跨度用于通航。栈桥布置见图。三、栈桥设计检算单片贝雷：I=250497.2cm4，E=2×105Mpa，W=3578.5cm3[M]=788.2KN·m,[Q]=245.2KN则6EI=3006×106KN·m21、荷载布置<1>、上部结构恒载（按桥面6m宽计）（1）δ10钢板：6×1×0.01×7.85×10=4.71KN/m（2）12.5型工字钢纵向分配梁:14.2×10×(6/0.3+1)/1000=2.98KN/m（3）25b型工字钢分配横梁：42.0×4×10/1000/0.75＝2.24KN/m（4）“321”军用贝雷梁：每片贝雷重287kg（含支撑架、销子等）：287×6×10/3/1000＝5.74KN/m（5）45a型工字钢下横梁：6×80.4×10/1000＝4.82KN/根<2>、活载（1）汽-20级（2）9m3混凝土搅拌运输车（满载）：车重20t，9m3混凝土21.6t（3）20m3土方自卸车(满载)：车重20t，20m3土方36t（3）人群：不计考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距大于15m，即一跨内同方向半幅桥内最多只布置一辆重车。2、上部结构内力计算（1）贝雷梁内力计算一辆汽-20级重车（布置在跨中如图，按简支计算）对B点取矩，由∑Mb＝0，得RA＝（120×3.1+120×4.5+60×8.5）/9＝158KNM中＝158×4.5-60×4＝471KN·m查建筑结构计算手册R1＝120KNR1＝101.3KNR3＝24KNRa总＝225.3KN（2）20m3土方自卸车(满载)同向每跨只布置一辆，按简支计算。车重20t，20m3土方36t。对B点取矩，由∑Mb＝0，得RA＝（250×3.1+250×4.5+60×8.5）/9＝267KNM中＝267×4.5-60×4＝961.5KN·m查建筑结构计算手册R1＝250KNR2＝211KNR3＝24KNRA＝∑RAi＝485KN（3）恒载按3等跨简支梁计算，查建筑结构计算手册（第二版）。q＝4.71+2.98+2.24+5.74＝15.67KN/m跨中Mmax=0.125ql2＝0.125×15.67×92＝158.65KN·mRmax＝0.5ql＝70.51KN（4）恒载+20m3土方自卸车(满载)为荷载组合(最不利值)荷载计入冲击系数级偏载系数。Mmax＝158.65+961.5×1.2×1.15＝1485.52KN·m＜[M]=4729.2KN·mRmax＝70.5+485×1.2×1.15＝739.8KN＜[Q]=1471.2KN满足要求。10.510.5910.510.5912915.7KN20m3土方自卸车，按简支计算。车重20t，20m3土方36t。q＝4.71+2.98+2.24+5.74＝15.67KN/m跨中Mmax=0.125ql2＝0.125×15.67×92＝158.65KN·mRmax＝0.5ql＝70.51KN按2.0安全系数考虑，做三角支撑附属桩。安全3、桥面板验算按简支梁计算，计算跨径取L＝0.4m。车轮宽度按30cm计算,每对车轮的着地面积为0.6×0.2（宽×长），则轴重的一半荷载由14槽钢。20m3土方自卸车(满载)。E=2.0×105Mpa，W=bh2/6=1×0.012/6=1.67×10‐5m3P=P0/2=125KNQ＝125/0.2＝625KN/mMmax=qll2/8＝0.125×6625×00.2×00.2＝3.1225KN·mσ=Mmax//W=3.125×11000//（16.77×10--6）＝187.12Mppa＜1.3[σ]=1..3×1445＝188..5Mppa安全。4、12.5型工字字钢纵向分分配梁验算算计算跨径取L＝＝1.5m，采用12.5型工字钢钢。采用9m3混凝土搅搅拌运输车车满载荷载载进行验算算。E=2.0×1105Mppa，单根12.5型工字钢钢：Ix=4888.4ccm4,Wx=777.4ccm3q=恒载+活载=4.71+22.98==7.699KN/mPk=125KKNM中=0.125qql2+00.25Pkl==48.3KN·mσ=Mmax//Wx=（48.3）×11000//（21×777.4×110-6）＝29.7Mpaa＜1.3[σ]=1..3×1445＝188..5Mppa安全。5、25b型工字钢钢分配横梁梁验算计算跨径取L＝＝1.0m，按五跨简简支梁计算算。采用25b型工字钢钢。采用9m33混凝土搅搅拌运输车车满载荷载载进行验算算。E=2.0×1105Mppa，Ix=52284cmm4,Wxx=4233cm33Pk=P/2==（恒载+活载）/2=(4.711+2.998+3.366+2500)/2=130..52KNNq=Pk/66=130.552/6==21.7KN/mMmax=-00.1055ql2==2.3KNN·mσ=Mmax//Wx=（2.3）×10000/（77.44×10--6）＝29.7Mpaa＜1.3[σ]=1..3×1445＝188..5Mppa安全。6、45a型工字钢钢下横梁验验算计算跨径取L＝＝6.0m，采用455a型工字钢,按简支计计算,20m33土方自卸卸车(满载)。E=2.0×1105Mppa，Ix=322240ccm4,WWx=14430cmm3Pk=P/2==（恒载+活载）/2=((4.711+2.998+3.366+5.774)×9/2++560//2=3661.9KKNP=Pk/6=3661.9//6=600.3KNN/mR=361.99/2＝180..975KNq=0.8KKN/mM中=R×3-P×0.66-P×1.8--P×3+0.1125qll2＝220..92KNN·mσ=Mmax//Wx=220.92××10000/（14300×10--6）＝154.4Mpaa＜1.3[σ]=1..3×1445＝188..5Mppa安全。f1＝(5×62+2)pll3/（384×6EI）=0.12mm＜L/2550=4mmm7、钢管桩验算每排桩按照3根根柱桩设计计。单桩最大需要承承力：P==180..98+22.4=1183.338KN按单桩承受2000KN计算,桩长根据据河床、承承载力设置置为13mm,穿过砂层层，伸入全全风化花岗岗岩W41.55m，合计计埋入土层层5m。砂层、土层、全全风化岩层层摩阻力平平均值为25KN/m2（1）承载力检算考虑2.0的安全系系数单根钢管桩承载载力:F＝200×2=4400KNN钢管桩入土深度度：h＝400/(255×3.114×0..8×2))＝3.188m<5.0mm。符合要求（2）钢管桩稳定性检检算φ600×8mm钢钢管桩I＝3.14×0..84（1-788.44/804）/64＝16.5×100-5m4根据《建筑桩基基技术规范范》，单桩桩稳定长度度：LP=11.0(II0+h))，I0为地面以以上桩长，取取最大值77m，h为地面以以下桩长为为5m，所以LP=133m。钢管桩身抗弯刚刚度：EI=22.0×11011××16.55×10--5/10000＝330000KN.m22单桩屈曲临界荷荷载：Pcr=π2EI//Lp2==19277KN由以上计算可看看出钢管桩桩满足稳定定性要求。（3）钢管桩抗倾覆性性检算钢管桩设计桩长长16m,埋入土层层5m，现有水位深为：5m。风速按照12级级台风检算算：风速332.7mm/s，风压0.699kPa洪水流速：5mm/s,水压：122.5kPPa土压力平均值为为：1000kPa5m6m5m6m当12级台风和洪水同同时作用时时为最不利利因素倾覆力矩：M倾=6×0.8×0.669×6.255+5×0.8×12.55×2.255=20.7+1112.5=133.2KKN.m抗覆力矩：M倾倾=0.88×100×5×5×2/3=13333KN.m抗覆力矩/倾覆覆力矩=11..7>2符合要求.四、栈桥施工1、施工工艺流程（1）浅滩桥台基础区区挖基础测量定位浇筑基础混凝土钢管桩桩间连接栈桥下横梁安装贝雷梁安装纵、横分配型钢挖基础测量定位浇筑基础混凝土钢管桩桩间连接栈桥下横梁安装贝雷梁安装纵、横分配型钢贝雷梁斜撑抗风拉杆安装14槽钢铺装防滑条、栏杆、照明等附属结构安装（2）部分浅水区及深深水区打桩船定位打桩船定位测量控制履带吊吊振动锤下沉钢管桩钢管桩桩间连接栈桥下横梁安装贝雷梁安装纵、横分配型钢贝雷梁斜撑抗风拉杆安装14槽钢铺装防滑条、栏杆、照明等附属结构安装锚定系统布设测量放线钢管桩加工2、主要施工方法（1）栈桥起始墩施工工栈桥由岸边向河河中延伸，采采用边打桩桩边架梁的的方法施工工。由于桥轴线与大大堤有一定定夹角，施施工时需注注意起始墩墩与栈桥轴轴线必须对对应，栈桥桥轴线中心心距鉴江特大桥桥中心左偏偏10m。起始墩墩台C35，浇砼时时，固定贝贝雷梁的予予埋件一定定要埋设准准确。起始墩回填内摩摩擦角较大大的建渣，必必须分层夯夯实，透水水孔必须埋埋设通畅，砌砌筑砂浆强强度，饱满满度均应符符合设计及及规范要求求。（2）钢管桩制作卷制钢桩的钢板板,必须符合合设计及规规范要求管节拼装定位应应在专门台台架上进行行，管节对对口应保持持在同一轴轴线上进行行。管节管径差，椭椭园度以及及桩成品的的外形尺寸寸必须满足足规范要求求。钢管桩焊缝质量量应符合要要求。根据陆上50tt履带吊及及沉桩船上上吊车的起起重性能，13m桩采用一次性制作，不考虑接桩，运至现场沉桩。栈桥钢管桩为直直径Φ600×8mmm，总计计27根。（3）振动下沉钢管桩桩栈桥前四跨采用用50t履带吊车车下堤至浅浅滩区桩位位附近打桩桩。陆上其其余部分50t履带吊车车直接在栈栈桥上吊振振动锤打桩桩，由于受受50t履带吊车车吊重吊高高限制，使使用液压钳无法法达到目的的。采用振振动锤通过过替打直接接与桩焊接接在一起，吊吊立后进行行沉桩。沉桩以标高控制制。沉桩偏差：桩位位平面位置置：±10cmm桩顶标高：±10cmm桩身垂直度：11%（4）每根钢管桩下沉沉深度以60T振动锤无无法沉桩为为止，下沉沉到位后，应应进行桩之之间的连接接，增加桩桩的稳定性性，避免涌涌潮来时发发生意外事事件，连接接材料采用用Φ300×8钢管，钢钢管尺寸需需根据现场场尺寸下料料。焊缝质质量满足设设计及规范范要求。（5）下横梁I45aa安装及桩桩顶处理I45a安装经测测量放线后后，直接嵌嵌入钢管桩桩内40ccm，露出出桩顶5ccm。为增增加桩的局局部刚度和和桩与I45a良好好结合在一一起，钢管管桩内填砂砂，并在桩桩顶浇注440cm厚厚C35砼。（6）贝雷梁及横，纵纵向分配梁梁拼装贝雷梁予先在陆陆上或已搭搭设好的栈栈桥上按每每组尺寸拼拼装好，然然后运输到到位，安装装在I45a上。贝贝雷梁的位位置需放线线后确定，以以保证栈桥桥轴线不偏偏移，为减减少贝雷梁梁的磨损，在I45a与贝雷梁之间垫一δ3cm厚的硬杂木。贝雷梁安装到位后，横向、竖向均焊定位挡块及压板，将其固定在I45a上。贝雷梁拼装完毕毕，其上铺铺设I25a横向向分配梁，间间距1500cm，I20a与贝贝雷梁间采采用Ф16“U”型螺拴固固定，每个个节点1套螺栓。然然后在I25a上铺铺设I12..5纵向分配配梁，间距距20cm，如如遇与“U”型螺栓螺螺母冲突时时，可适当当调整其间间距。（7）桥面板铺装及附附属结构施施工桥面板采用144槽钢铺设。栈栈桥栏杆高高1m，采用Φ48焊接钢管管焊接，立立柱间距11.5m，焊焊在栈桥I25a上。3、施工平台施工方方法57#～64##墩施工平平台设计采采用梁柱组组合式结构构，平台顶顶面高程与与栈桥高程程一致，施施工平台尺尺寸根据承承台的尺寸寸及在满足足施工要求求的情况下下进行设计计，58#～64#施工平台台为14（顺桥桥向）*14m（横桥向向），577#施工筑岛平平台施工，水水中墩桩基基钢护筒与与施工平台台钢管桩同同步插打，逐逐步连接形形成钢管桩桩和钢护筒筒共同受力力整体结构构。施工时利用打桩桩船插打平平台定位桩桩，施工方方法同栈桥桥施工方法法，利用低低潮位焊接接桩间连接接系，安装装钻孔平台台。58#～64号施工工平台，钻钻孔平台完完成后，利利用施工平平台作为导导向架，插插打钢护筒筒施工。定定位桩采用用直径6000mmm的钢护筒筒，单桩承承载力60吨，钢管管桩插打严严格控制其其终止时的的贯入度和和垂直度，必必须保证钢钢管桩入土土深度，实实测河床标标高有变化化时，还要要调整其长长度。定位位桩必须与与最外侧的的钢护筒连连接牢靠，采采用直径为为600mmm的钢管管连接。定位桩施工完毕毕后，安装装定位桩顶顶25b型工字钢钢作为分配配梁，横梁梁顶设置槽槽钢组合花花纹钢板作作为钻孔和和移设钻机机工作平台台。57#墩采用草草袋围堰筑筑岛的施工工方法，围围堰顶宽22m，内侧侧边坡1：0.2～1：0.5，外侧边边坡1：0.5～1：1。围堰内内填筑河砂砂等透水性性土筑岛，围围堰顶面标标高11m，筑岛标标高平面尺尺寸要满足足钻桩、基基坑开挖、排排水、立模模等施工需需要。草袋围堰施工方方法：采用用麻袋装以以砂土，装装土量为袋袋容量的1/2～2/3，袋口用用细麻线或或铁丝缝合合。施工时时草袋平放放，上下左左右互相错错缝堆码整整齐，以增增强围堰的的整体性。安装连接系安装面板、导向架插打钢护筒安装分配梁插打支撑桩插打定位桩施工准备安装连接系安装面板、导向架插打钢护筒安装分配梁插打支撑桩插打定位桩施工准备筑岛完成后震动动下沉钢护护筒，完成成后硬化施施工场地做做为施工平平台。场地地硬化采用用C25混凝土，考考虑龙门吊吊走形设备备及钻机位位置，硬化化尺寸为116m*14m，混凝凝土厚度为为25cmm。57号墩筑筑岛示意图图：五、技术、安全保证证措施1栈桥应严格按设设计要求组组织施工。钢管桩制作，必必须符合设设计及规范范要求，并并按规范进进行抽检。钢管桩沉桩偏位位控制在设设计范围内内，以保证证结构受力力可靠，以以及避免与与工程桩位位，承台冲冲突，栈桥桥施工每跨跨的各种构构件安装可可靠后，才才能上重载载。2履带吊在栈桥上上沉桩时，履履带最前端端悬臂处与与I45a的水水平距离不不得超过33m，吊车车应居中，以以保证栈桥桥和吊车安安全。3每排钢管桩施打打完毕，应应立即进行行桩间连接接，钢联撑撑焊接质量量可靠，以以保证桩的的稳定性。4在涌潮及洪水期期间必须经经常测量栈栈桥桩位处处受冲刷的的情况，冲冲刷超过设设计要求时时，必须及及时抛砂袋袋进行河床床维护。5打桩船水上沉桩桩时，必须须抛足够大大、可靠的的锚、缆固固定桩船，以以防涌潮来来临时，走走锚、缆断断。6涌潮来临时，钻孔孔应停止作作业时，小小涌潮时可可就地避潮潮，大涌潮潮时利用拖拖车将钻机机托离作业业区至安全全水域避潮潮。7栈桥施工便道两两侧及钻机机操作平台台设置栏杆杆高1m，采用Φ48焊接钢管管焊接，立立柱间距11.5m，焊焊在栈桥I25a上。每排钢钢管上挂上上、中、下下三道明显显的三角彩彩条旗。8栈桥上同向车辆辆间距不得得小于200m，车速速不得大于于5km/h。在每侧桥桥头前方220m处设设置限速标标志和安全全警示牌，并并排专人负负责。9施工人员必须佩佩好安全帽帽，水上作作业人员必必须按要求求穿好救生生衣，背好好安全绳。10施工船舶在施工工中遵守河河道交通管管理的有关关规定，施施工期间设设置安全作作业区或警警戒区，安安装警示标标志或配备备警戒船。对对所有水上上施工作业业和施工设设施的临时时锚泊做出出合理的安安排，锚泊泊设施的设设置、锚泊泊方式、警警示标志、位位置和数量量均要符合合规定要求求。11水上施工前根据据水上水下下施工作业业通航安全全管理有关关规定的要要求办理各各种手续，并并与海事部部门联系，商商定有关航航运和施工工的安全事事项，并通通报相关单单位。12水上搭设临时便便桥编制专专项方案，并并有安全验验算结果，便便桥设置防防护栏杆。13定时与当地气象象、水文站站联系，当当六级以上上大风时，停停止工作，并并检查加固固水面上的的船只和锚锚缆等设施施。14当有暴雨，视线线不清时，施施工船上鸣鸣锣、喊话话，引起过过往船只的的警惕，并并做好避碰碰准备。15在通航桥孔进行行悬灌施工工时，应事事先与航道道局协商，办办理航标等等事宜，并并发出公告告，使过往往船只注意意航行。16防止过往船舶撞撞击临时支支架及桥墩墩措施，大大桥水上工工程施工前前，派人与与港监、航航道、海事事、河道等等部门取得得联系，取取得他们的的支持。请港航监督部门门在桥轴线线上下游水水域航道上上设置水上上船舶减速速行驶标志志灯，以警警示过往船船只进入施施工区域后后谨慎行驶驶，以保大大桥施工安安全。请港航监督部门门在桥址位位置建立大大桥港航监监督站，对对过往船舶舶进行联系系，协调和和管理。要要求过往船船舶遵守过过桥的有关关规定，加加强联系，听听从调度，注注意瞭望，谨谨慎驾驶，减减速通过。并并建立24小时值班班制度