高速公路大桥栈桥施工设计书

1 高速公路大桥栈桥施工设计书 一 编制依据 1.武江大桥两阶段施工设计图 貌； 3、国家对河务的有关法律、法规，以及当地河务部门对防洪、防凌的有关要求； 3、桥梁施工工期及施工时各种施工机械、人员的施工荷载和作业空间。 4、公路施工手册桥涵 5、装配式钢桥使用手册 6、钢结构设计规范 7.公路桥涵设计通用规范 二、编制原则 1、满足防洪的有关要求，以此确定标高、跨度。 2、各部位构件严格检算，考虑便桥使用时间较长，且要经过汛期洪峰的 考验，设计中安全储备较大。 3、以“安全第一”为原则，结合施工最大荷载和最佳作业空间，确保施工人员及施工机械不相互干扰、方便施工，操作安全。 4、经济实用，美观大方，除满足施工期间使用外，还结合材料的 2 定型尺寸设计，易施工、易拆除，可周转使用，减少浪费，降低工程成本。 三 水文地质情况 本桥桥址区位于武江，属于珠江流域北江支流，桥址区水位及流量受降雨影响大。本区年降雨量 1800上，暴雨和台风多集中在5 9月之间。武江河西岸标高 岸标高 图纸标示江面常年水位为 地测量为 深在 7m 11m。桥址下游为溢洲水电站，平时江水流速平缓。河道内现为砂场，河道中央设计时原为沙洲，现场考察，由于当地人在河床采砂作业，现实际已经同河床，且采砂预弃卵石于河床，形同土堰。卵石层下灰岩，本区属岩溶发育区，施工中应注意暗流，落水洞的影响。 四 设计方案 1、设计标准 （ 1）、便桥荷载按单车 400重汽车荷载 10 载情况下为 40T，单车通行。 (2)、行车速度 重车 10Km/h，轻车 30Km/h。 (3)、桥型及结构 全桥采用钢结构。基础全部 采用钢管桩基础。贝雷桁架纵梁，双排单层，下承式结构，横梁桥面为 面板为 25面净宽 4m。单车道通行，车道宽度 四十米左右设置一行人避车台，宽度 150桥基本跨度 15+9m。 3 当栈桥墩位与桥梁墩位干扰时调整为 12m。 桥墩采用 800*10 钢管，四根钢管联结形成井架基础以增强稳定性。 (4)、平面布置 钢栈桥全长 540m,南岸由 5#墩开始搭至 20#墩，北岸由 23#墩至21#墩，保留 20#之间主航道。 西岸便桥共 20 跨，每跨 15+9米。其中 1# 8#跨 便桥布置在主桥上游，便桥线路中心与主桥中心线平行，相距 15m,直线布置。 9# 27#跨 便桥布置在主桥桥下分隔带中央。第 8跨处设会车道。 (5)、桥面设计高程应满足防洪要求 ,纵梁底标高以 计 ,其他相应部位以此标高推算。 2、设计方案 1、基础及下部结构设计 桥墩采用两排 2根钢管（桩径 800厚 10 向间距 9m，管桩与管桩之间用 325*6 垫梁采用两根 同一墩上的两根工字钢的上部和端头用 75 角钢连接。 2、上部结 构设计 桥梁纵梁各跨跨径为 15m+9m。根据行车荷载及桥面宽度要求，纵梁采用单层双排贝雷片（规格为 150300，横向布置形式为： 90630雷片纵向用贝雷销联结，横向用 90 定型支撑片联结以保证其整体稳定性，贝雷片与工字钢横梁间用 U 型铁件联结以防滑动。两组贝雷片间每 64 4 3、桥面结构设计 桥面采用 6m 长 28b 工字钢作为分配梁，按间距 50置，桥面铺设 25距 30 4、防护结构设计 桥面采用小钢管（直径 成的栏杆进行防护，杆纵向 根立柱 (与桥面槽钢焊接 )、高度方向设置两道横杆。 五 施工计划安排 栈桥计划于 2011年 2月 28日开始施工， 2011年 3月 25日完成。 六 施工材料配备计划 本栈桥为全钢结构，钢材耗用量较大，全桥耗用钢材 1225 吨。由于工期较短，本桥材料一次采购到位。 武江施工栈桥工程数量表 名称 型号 单位 数量 单位重 重量 (备注 钢管桩 800*10 m 2160 195 421200 联结管 325*6 m 1296 1171 剪刀撑 14a m 1458 1141 垫梁 m 648 7822 贝雷片 片 787 270 212490 贝雷销 个 1574 3 4722 90花窗 个 393 42 16506 联杆 14a m 280 060 6上横梁 m 4800 48 230400 5 桥面板 25a m 6600 81500 骑马螺栓 16 个 1400 718 栏杆 48*3.5 m 4872 8562 合计 1224292 七 施工机械配备 本工程主要施工为水上施工，需配备水上施工设备，主要施工设备见下表： 栈桥施工主要设备 序号 名称 型号、规格 数量 用途 1 长臂挖机 241 辅助基础处理 2 浮船 50t 1 水上施工 3 交通艇 1 水上施工 4 振动打桩锤 打桩 5 吊车 16T 1 拼装贝雷片 6 履带吊 50T 1 安装贝雷梁 6 交（直）流电焊机 B*1 7 氧割 4套 加工工字钢 ,切割钢管 8 运输车 1台 八 生产班组人员配置 序号 名称 人数 备注 1 技术组 3 测量监控 2 贝雷片拼装组 6 贝雷片拼装 6 3 型钢加工组 5 型钢加工 4 打桩组 6 打桩 5 桥梁加固组 6 桥梁加固 九栈桥施工方案 施工场地 武江西岸现有村道到达，交通比较便利，材料、机械设备利用现有道路运输进入。型钢加工场利用西岸桥头 6030 钢管桩施工 1 钢管桩的定位 根据现场施工条件，在岸边设置两个加密控制点，采用一台全站仪、两台 纬仪前方交会法（交会角控制在 60样栈桥钢管桩。钢管桩放样角为方位角。钢管桩控制部位为钢管外切线，经纬仪十字丝切于钢管外切线，可以观测钢管的平面偏位情况和垂直度，通过对讲机指挥打桩机调整钢管桩的垂直度和纠正平面偏位。 2 钢管桩的打设 栈桥钢管桩插打时，在铁驳船上安装导向架，利用 50t 船吊和 首节钢管桩长度的确定：首节钢管桩长度要保证在桩进入河床后，露出水面的高度不小于 2m。根据河床 标高第一节钢管桩长定为12m。 测量人员在抛锚后的铁驳船边缘距待打入桩最近的地方测出控制点，施工人员根据此控制点量出钢管桩的平面位置。用船吊 (或履带吊 )起吊 动锤及首节钢管桩，徐徐放下钢管桩，此时钢管桩在水流冲击下平面位置会发生变化，施工时根据水流情况可向上游 7 预偏 3当钢管桩在自身和振动锤重力下进入河床后，重新测设桩的平面位置，满足要求后启动振动锤将钢管桩振入河床。振动过程中测量人员通过全站仪、施工人员通过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船前后、左右摆动以调整钢管桩的 垂直度。当钢管桩进入河床 2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振动下振入河床。当首节钢管桩顶露出水面约 右时，停止振入，移开振动锤进行钢管桩的接高。 钢管桩接高时，吊船 (或履带吊 )起吊待接钢管桩就位，施工人员乘小船进行焊接施工。小船锚固于铁驳船及已打钢管桩。 钢管桩打设深度采用计算深度和贯入度两个方面进行控制，平台钢管桩根据设计承载力的要求，采用 动锤打设时贯入度在1后测量人员测设桩顶位置，割除多余钢管桩并在设计标高隔出 槽口，焊接加劲板，然后进行下道工序施工。 钢管桩打设中的质量控制标准如下： 平面位置：纵向 5向 10 垂直度： 1%； 贯入度：1 钢管桩施工设备 8 振动锤 动力站 注意事项 、严格按设计书要求的位置和标高打桩，注意避开桥墩桩位。 、沉桩开始时，可以靠桩的自重下沉，然后吊装振动锤和夹具与桩顶连接牢固，开动振动锤使桩下沉。施工过程中采用贯入度控制为主，但埋深不得少于 2m，如钢管桩 入土深度小于 2用桩锤激振 2分钟仍无进尺，必须现场分析地质状况，采取其他施工工艺。如采用长臂挖掘机挖出基础，再用振动锤打入而后回填，或射水配合打入施工。以保证钢管的防冲刷及抗横向力的能力。 、振动锤与桩头必须用液压钳夹紧，无间隙或松动，否则振动力不能充分向下传递，影响钢管桩下沉，接头也易振坏，在振动锤振动过程中，如发现桩顶有局部变形或损坏，要及时修复。 、每根桩的下沉一气呵成，不可中途间歇时间过长。每次振动持续时间过短，则土的结构未被破坏，过长则振动锤部件易遭破坏。振动的持续时间长短应根据不 同机械和不同土质通过试验确定，一般不易超过 1015 、测量人员现场指挥精确定位，在钢管桩打设过程中要不断的检测桩位和桩的垂直度，并控制好桩顶标高。下沉时如钢管桩倾斜，应及时牵引校正，每振 1 2校正钢管桩一次。设备全部准备好后振桩锤方可插打钢管桩。 、钢管桩之间的接头必须满焊，各加长加劲板也需满焊并符合设计的焊缝厚度要求，经现场技术员检查钢管桩接头焊接质量合格 9 后方可打设钢管桩。 、钢管桩施打完成后，应立即进行钢管桩的横向连接，焊接剪刀撑及钢管平联，夜间时应提前进行 照明设施的安装，并设置一定数量的安全警示灯标示，防止船只碰撞。 垫梁施工 将垫梁处的钢管桩割成槽口，将 时为保证垫梁稳定，将同一墩上的两根工字钢的下部和端头用 75角钢连接。 由于桩在打设中平面位置会有误差，分配梁位置测设时适当前后移动确保分配梁位置垂直于线路方向。 贝雷梁、分配梁及桥面板安装 1）、贝雷梁的拼装 将安装的贝雷梁抬起，放在已装好的贝雷梁后面，并与其成一直线，两人用木棍穿过节点板将贝类梁前端抬起，下弦销孔对准后，插入销栓，然后再抬起贝雷梁后端，插入上 弦销栓并设保险插销。贝类梁拼装按组进行，每次拼装一组贝雷（横向两排），每组贝雷长 9m/15m，贝雷片之间用联接片连接好，拼装在后场进行。拼装好的贝雷架节段用平板运输车利用已成形栈桥进入工作面。 2)、贝雷梁架设 、在下部结构顶横梁上进行测量放样，定出贝雷架准确位置。 、将拼装好的一组贝雷主桁片装车运至履带吊车后面。 、贝雷每两片分为一组， 38确就 10 位后先牢固捆绑在横梁上，然后用骑马螺栓将贝雷梁固定在垫梁上。再安装另一组贝雷，同时与安装好的一组贝雷用贝雷片剪刀撑进行连接，贝 雷梁就位后，立即安装贝雷梁之间的横向支撑，贝雷梁安装就位后，按设计要求（间距 30设 配梁用骑马螺栓与贝雷片固定。桥面槽钢铺设时注意不得悬空，且相邻槽钢纵向应错开 3钢上焊接限位钢筋限制在分配横梁上的移动。 钻孔平台施工工艺与栈桥施工工艺相同，此处从略。 十、安全注意事项 本钢栈桥需封闭北岸侧副航道，封闭前应在水道中设置明显的警示标示。栈道上应有照明措施。水道中设置引导航标。 施工和使用时要密切关注河流的水文情况。尤其是上游的降雨情况，洪水预警信息，洪水预警发布时人员及施工 机械应及时撤离。 所用上桥作业人员都应佩穿水上救生设备。 施工平台荷载较栈桥小，但振动频繁，故设计时采用较大的结构强度，施工中应经常注意检查构件的连接是否可靠。发现有开裂，松动时要及时补强。 栈桥上行驶车辆严禁急刹。 附件：武江大桥施工便道及平台布置图 武江大桥主墩施工平台布置图 武江大桥过渡墩施工平台布置图 11 栈桥结构计算 钢栈桥整体（一跨） 钢便桥正面 钢栈桥正面 12 1 . 1 3 1 . 1 37 5 . 0 0 7 5 . 0 0 7 5 . 0 0 7 5 . 0 0 7 5 . 0 0栈桥结构复核 以 40缺乏该车荷载数据，上部结构验算采用汽 550辆重力标准值 550轴重力标准值30轴重力标准值 12020轴重力标准值 14040重力标准值 ,轴距 3+胎接触面积为 30*20 单后轮分布荷载为 35击系数取 车制动力取 90 550（引自桥涵设计通用规范） 桥面板计算：每个车轮荷载由两条槽钢承担，每个车轮荷载 =1404=35布于槽钢面板线荷载为 35*，做三跨连续梁分析桥面板受力： 25 A=y=30.5 不利荷载为轮胎落于梁中，荷载分布为 载分布如下 13 1 . 6 02 4 4 . 8 83 0 6 . 2 5- 1 1 9 . 1 9 - 1 2 7 . 9 0- 1 1 9 . 1 9- 1 2 7 . 9 02 1 6 . 0 72 6 5 . 2 42 9 9 . 0 7图： 弯矩为 =w=306/03145 剪力图如下： . 7 2 2 0 . 7 2- 3 1 . 2 8- 3 1 . 2 87 . 9 3- 8 . 0 03 6 . 5 4 3 6 . 5 4- 1 5 . 4 6- 1 5 . 4 6 向倾覆弯矩： 流水阻力计算 风荷载计算 F=g K：形状系数 A：阻水面积 r:为水容重 v：为水流速 g：为重力加速度水流速度取 5m/s ,水深 10m。 F=0*25/20=1 L=韶关地区 10年一遇基本风压为 8*4+*2=5=3 倾覆弯矩 *2+40*2=256 19 2)=256/(13+5)=14钻孔平台结构复核 钻孔平台上主要荷载为钻机，钻机重量最大不超过 20t。宽 2m，长 2804t。 其下按间距 5梁，由于钻机本身有钢架底座，面板主要承担小机具，行人荷载，强度不予验算。 钻机落在 15 根横梁上。最不利荷载为提锤时荷载，最大加速度为 2m/s。冲击荷载为： Fc=4*2=28不利荷载为钻机前缘横梁，冲击荷载落入前面三根横梁上。前缘每根横梁承受荷载 Q=28*+20*5= 15根横梁最不利荷载受力模型如下图： 弯距图 25 A=y=32.7 =w=472/44145 75 759 5 . 0 0 8 3 . 0 0 2 4 3 . 0 0 8 3 . 0 0 9 5 . 0 0 2 2 7 . 7 7- 1 2 2 7 . 7 74 7 2 . 3 1 3 5 7 . 9 0- 1 1 6 6 . 3 1- 1 1 6 6 . 3 1 20 6/N/ 算得最大变形为 7 纵梁为四根 50不利受力模型如下： 钻机自重荷载 0t*=m=82KN/m=台自重荷载 *4/4+101） *0=m=N/机冲击荷载 8t*=m=98力模型图： 弯矩图 50如下 : A=129 4 . 7 97 4 . 4 3 7 4 . 4 3- 0 . 5 7 - 0 . 5 7- 7 5 . 5 7 - 7 5 . 5 71 4 . 0 50 . 0 3 5 0 . 0 3 5 0 . 0 3 5 0 . 0 3 58 2 8 2 0 . 8 2985 0 . 0 0 3 8 0 . 0 0 4 1 0 . 0 0 6 0 . 0 0 0 6 8 . 7 5- 1 0 6 8 . 7 5- 1 5 1 9 8 . 1 68 0 9 4 . 9 3- 1 5 1 9 8 . 1 67 8 2 1 . 5 4- 6 3 . 0 0- 6 3 . 0 0 21 940 =w=15198/1940=145 29=N/ 6 大变形为 1 由于钻机位于平台内，且平台本身焊接成钢架，导致平台倾覆的荷载仅为风荷载和流水阻力。该荷载在栈桥中已经计算，不再重复。 综上述复核计算，本栈桥及平台设计安全可行。 栈桥结构复核 以 10凝土罐车为设计荷载，车辆荷载 40t，前轴荷载 8t，中轴 荷载 16t，后轴荷载 16t,轴距 3850+1400胎接触面积为30*20 单后轮分布荷载为 40 N），冲击系数取 车制动力取 90个后轮由三条槽钢承受荷载，：分布于槽钢面板线荷载为 做三跨连续梁分析桥面板受力： 25 A=y=30.5 不利荷载为轮胎落于梁中，荷载分布为 载分布如下图： 弯矩为 =w=381/25145 剪力图如下： 23 7 4 . 2 7 4 . 21 5 . 0 0 1 0 0 . 0 0 3 7 0 . 0 0 1 0 0 . 0 01 5 . 0 0 5 8 7 . 9 4- 4 5 8 7 . 9 42 8 3 2 . 0 6 2 8 3 2 . 0 6- 4 5 8 7 . 9 4- 4 5 8 7 . 9 4 . 7 2 2 0 . 7 2- 3 1 . 2 8- 3 1 . 2 87 . 9 3- 8 . 0 03 6 . 5 4 3 6 . 5 4- 1 5 . 4 6- 1 5 . 4 6 2 125 位移变形如下图 最大变形发生在跨中，为 横梁计算：汽车轮胎荷载