钢栈桥施工方案.docx

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钢栈桥施工方案

佛山市南海区美景大道建设工程

第一合同段

美景大桥

钢栈桥施工方案

施工单位：

湖南环达公路桥梁建设总公司

2008年1月1日

钢栈桥施工方案

一、概述

美景大桥在跨越西南涌时，采用55+80+55m连续梁形式。

位于既有河槽中的桥墩有6#~11#五个桥墩，其中8#及9#墩为主墩。

根据总体施工方案要求，6#~7#墩、10#~11#墩施工采取在河槽中筑岛，变水上施工为陆地施工。

8#及9#主墩采用钢板桩围堰筑岛形式，为保证主墩施工所需的各种机械设备、工程材料由岸边向主墩运输，便于主墩施工顺利进行，在7#墩筑岛~8#主墩，9#主墩~10#墩筑岛之间各搭设一座钢栈桥。

使得主桥施工平台与边墩筑岛连接起来。

钢栈桥采用单车道形式，桥宽6m，按通行55t标准重车进行设计。

为保证桥上行人安全，在桥两侧设置高度不小于1.1m的钢管栏杆。

考虑到施工方便，在钢栈桥与主墩施工平台相接处，在栈桥两侧各增加一个6mx12m的钢平台，以方便在钻孔桩施工使得桩机摆位及后期施工时所需吊车的摆放及工程材料的临时堆放。

二、钢栈桥的设计

根据施工的需要，钢栈桥按一个车道设计，设计宽度6m。

根据桥位处水位调查情况，便桥顶标高定为高海高程+3.00m。

钢栈桥按通行55t标准重车荷载进行设计。

栈桥基础采用钢管桩直接打设进入覆盖层一定厚度。

为保证栈桥钢管的稳定性，相邻钢管设剪刀撑连接，其材料规格根据现场材料而定，但不得小于[12a。

使得便桥钢管桩成为一个整体。

在钢管桩顶部开槽，放入栈桥纵梁，纵梁设计为I45a工字钢。

在纵梁上按50cm间距铺设横梁I32a工字钢，其上再铺设1.5cm~2cm厚钢板形成桥面，为保证良好受力，钢板与横梁焊接固定。

与主墩筑岛相接处的钢平台，按与栈桥相同的荷载进行设计。

结构形式也与栈桥相同。

为保证便桥行人安全，在便桥两侧设高度不小于1.1m的钢管护栏，钢管采用φ48x3mm。

栏杆立柱焊接在便桥横梁上，纵向水平钢管采用标准扣件与钢管立柱连接。

钢栈桥平面布置及结构设计图详见图一。

三、钢栈桥施工

1、钢管桩打设

钢管桩采用45kW震动锤打设，现场租赁25t浮吊进行施工。

钢管桩的入土深度根据震动锤产生跳锤，或持续震动1min，钢管桩下沉量不大于1cm来确定，以确保钢管桩获得满足设计要求的承载力。

根据45kW的震动锤技术参数，其激振力可达到30t，满足上述要求后，钢管桩的静载承载力将大于30t。

根据现场材料情况，钢管桩采用φ630x6mm和φ355.6x6mm两种形式。

后期新购置的钢管桩（将用于南岸栈桥及平台搭设中，将统一采用φ426x8mm螺旋焊管。

为使整个结构更趋于合理，大直径的钢管桩布置在便桥的桥头位置，中间部分大直径与小直径的钢管交错布置。

在小钢管布置区域内，边桥的跨度适当减小，尤其在平台位置，跨度变为3m。

钢管桩打设时，先进行钢栈桥两端定位桩的打设，按设计位置用全站仪进行定位，其平面位置偏差应不大于20cm。

两定位桩之间的各钢管桩打设时现场可采用拉线控制，要求顺桥向偏位不大于20cm，横桥向偏位不大于5cm，以避免钢管桩偏心受力。

施工中，应保证钢管桩竖直打入覆盖层中，其倾斜度应控制在千分之五内。

钢管桩打设完毕后，即用剪刀撑将相邻钢管连接起来，形成一个整体，加强其侧向稳定性。

为避免剪刀撑连接高度过小，受力不好，应选择在落潮期间进行焊接连接。

2、桥面铺设

考虑到施工方便，节省材料，且能提供侧向支承，提高纵梁的侧向稳定性。

在钢管桩顶顺桥向开槽，槽宽与纵梁宽一致，将栈桥纵梁放入槽口内，为改善钢管与纵梁接触面的局部受力状况，可在每个接触面位置加设2道三角加劲板加强，板厚1cm，板长20cm，其竖向侧与钢管焊接，水平侧与纵梁底部焊接。

纵梁安装时应保证梁面水平，其上按50cm间距布置横梁。

横梁与纵梁采用点焊固定。

纵梁需接长时，应按等强度连接，连接位置应避开弯矩最大处。

在横梁上铺设1.5cm~2cm厚钢板以作为桥面。

钢板两端均采用焊接与横梁固定，焊接采用断续焊。

3、钢栈桥验收及试通行。

钢栈桥搭设完毕后，经现场施工员、项目部工程部及质检工程师检验合格后，报请监理进行验收检查。

经检查，钢栈桥各部位质量良好，可进行车辆试通行。

在栈桥桩顶、跨中布设观测点，以观测在通过车辆时，钢栈桥各部位的变位情况。

试通行车辆可首先利用工地现场的装载机、挖掘机或吊车进行。

通行速度不大于5cm/h。

在通行过程中及时观测上述观测点的变位情况，发现有异常变位时，应立即停止车辆继续前进，并尽快驶离栈桥。

待上述车辆运行未发现异常，可选取工地上可能遇到的最大荷载的车辆，如满载的混凝土运输车、50t吊车等进行试运行，但应注意车辆的最大轴重不得超过设计的最大轴重。

附录：

钢栈桥设计计算书。

图一钢栈桥平面布置及结构设计图

附录：

美景大桥钢栈桥设计计算书

一、钢栈桥设计概述

根据施工需要,由主桥边跨侧筑岛至主墩间需搭设钢栈桥,桥宽6m。

桥墩采用螺旋焊管打入河床中，栈桥纵梁采用I45a工字钢，横梁采用I32a，间距0.5m，其上铺设1.5~2.0cm厚钢板作为桥面。

二、支架各构件力学性能

1、I45a工字钢

2、I32a工字钢

3、[14a槽钢

4、φ630×6mm钢管

5、φ355.6×6mm钢管

上述型钢及钢管材料均采用Q235，弹性模量E=2.1×105MPa，其容许应力：

对于临时结构，容许应力可以乘以1.3的提高系数，即

三、主要荷载取值

选取550kN重车检算，偏于安全，车辆荷载立面及平面尺寸见下图。

前轴重力为30kN，中轴重力为2x120kN,后轴重力为2x140kN，轴距为3+1.4+7+1.4m，轮距1.8m，前轮着地宽度及长度为0.3x0.2m，中、后轮着地宽度及长度为0.6x0.2m。

四、桥面钢板计算

桥面板按双向简支板进行计算，计算荷载按后轮荷载施加并按均布荷载布置。

1、受力简图

根据其受力情况,其受力简图如下：

2、荷载分析

后轮着地面积0.6x0.2m，其荷载为70kN。

因钢板自重荷载所占比例较小,计算时忽略不计.荷载系数取1.2。

汽车荷载P=qaxay=1.2x70=84kN；

3、受力计算

查表得：

由上得：

则：

在容许应力范围内，安全。

五、横梁计算

1、受力简图

根据受力情况，按简支梁计算，其受力简图如下：

2、荷载分析

（1）、桥面钢板及横梁自重q1=1.2x（0.59+0.53）=1.34kN/m；

（2）、汽车荷载由2根工字钢来承担：

q2=1.2x70/2/0.6=70kN/m。

3、受力计算

经计算，最大弯矩值Mmax=71kN·m；最大剪力值Qmax=45.2kN。

则：

均在容许应力范围内，安全。

经计算，跨中挠度f=8mm。

六、纵梁计算

1、受力简图

根据受力情况，偏于安全，按简支梁计算，其受力简图如下：

2、荷载分析

（1）、桥面横梁及纵梁自重q=1.2x13.38=16kN/m；

（2）、汽车荷载：

P=1.2x70=84kN。

3、受力计算

经计算，最大弯矩值Mmax=265kN·m；最大剪力值Qmax=132kN。

则：

均在容许应力范围内，安全。

经计算，跨中挠度f=7mm，满足L/400的刚度要求。

七、钢管桩受力计算

钢管桩型号为φ630x6mm和φ355.6x6mm螺旋焊管。

计算时按355.6x6mm螺旋焊管进行。

根据前述计算可知，偏于保守，钢管桩最大受力为P=2x132+12=276kN。

钢管桩按入土3m处为嵌固端，河床面标高为-4.5m，剪刀撑底端标高为+0.5m，则钢管桩计算长度l0=7.5+0.5+2x1=10m，

其长细比

81，查表得

=0.681，

则单根钢管桩的允许承载力为：

=0.681×66.1×102×182=819kN

[P]>P,说明钢管本身的强度满足要求，且有较大富余量，其允许承载力主要取决于桩周摩阻力及桩端承载力。

在钢栈桥施工方案中已明确，在钢管桩打设中，要求采用不小于45kW的震动锤打设，其激振力不小于300kN，打设完毕后的钢管桩，其静载有效承载力不小于300kN。