跨溪流钢栈桥主要技术要求及施工方案

1、卢平2#大桥跨溪流钢栈桥主要技术要求及施工方案中交三航局厦沙高速A2项目经理部2014年11月25日第一章 工程简介1.1工程概述 卢平2#大桥位于华口村玉肖溪之间。南起卢平1#大桥北至马尾骑隧道进口处，经村道、跨越玉肖溪两次，路线全长529km，起迄里程Z1K119+809Z1K120+338。钢栈桥是卢平2#大桥施工顺利进行的枢纽，为保证施工的畅通，施工平台采用钢栈桥与钢平台相结合。 大桥自Z1K119+889Z1K119+969向北跨越玉肖溪，中间横穿一座山然后从Z1K120+169Z1K120+249再次跨越玉肖溪。拟建钢栈桥分Z1K119+900Z1K119+969 ；Z1K120+

2、169Z1K120+247 两段布置，共计长147m，按简支梁及连续梁设计。钢栈桥顶宽6.0m，平均跨径约为9.0m，桥面顶标高+408m。 施工桩基位置通过搭设钢平台，钢平台宽12.0m，长15m。 钢便桥结构如下： 1、基础结构为：6308mm钢管桩基础 2、下部结构为：I36b双排工字钢横梁 3、上部结构为：300150贝雷片4组纵梁 4、桥面结构为：I25b工字钢分配横梁及钢面板 5、防护结构为：483.5mm小钢管护栏 1#桥所在地实际地形图 2#桥所在地实际地形图 1.2钢栈桥平面布置 1#钢栈桥（Z1K119+900Z1K119+969 ）平面图 2#钢栈桥（ Z1K120+16

3、9Z1K120+247 ）平面图1.3钢栈桥结构形式钢栈桥立面图钢栈桥断面图 2.1、编制依据主要参考资料、公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）、公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ02586）、公路桥涵地基及基础设计规范（JTGD0632007）、公路桥涵施工技术规范（JTG/T F502011）、装配式公路钢桥制造及检验、验收办法 2.2、荷载 、荷载取载重500KN履带吊施工车辆 、荷载组合 a、汽车荷载、汽车冲击系数与钢便桥均布荷载同时考虑，计算时取其较大值。 b、人群、机具等临时荷载，由于便桥属于单行道 ，汽车通行时桥面无法堆放材料设备，不予考虑。第二章 编制依据及主要设

4、计标准 2.3、主要设计指标（1）、钢便桥主要技术标准、计算行车速度：10km/h、设计荷载：500KN履带吊施工车辆、桥跨布置：11+ 39+ 11m 连续桥跨布置、桥面布置：设计桩基础位置1215m作业钢平台 （2）、钢材强度设计值、考虑钢便桥属于临时结构，参照上述参考资料之规定，计算时， 结构的内力计算（除钢管桩外）均控制在钢材的容许应力或1.3倍容许应力以内（1.3为临时结构钢材的提高系数）。、钢材容许应力取值如下： A3钢(Q235)：弯曲应力w= 145MPa、剪应力= 85MPa 轴向应力= 140MPa 16Mn钢：弯曲应力w= 210MPa、剪应力= 120MPa 轴向应力=

5、 200MPa 贝雷片容许内力：单排单层容许弯矩：788.2KN/m 单排单层容许剪力：245.2KN 3.1、基础及下部结构设计 本工程跨江面宽约80m，常水位水深为818m，水下地质情况自上而下普便为：淤泥质粉质粘土、强风化凝灰熔岩、中风化凝灰熔岩。 钢桥下部结构采用钢管桩，单墩布置单排3根桩，制动墩布置双排3根桩，管桩横向间距2.5m，桩顶布置I36b双排工字钢横梁，钢管桩与钢管桩之间用槽钢20作剪刀撑、水平撑，并焊接牢固。钢管桩布置示意图第三章 钢桥设计说明 打钢管桩技术要求： 、严格按设计书要求的位置和标高打桩。、钢管桩中轴线斜率1L。、钢管桩入土深度必须大于8m。、当个别钢管桩入土

6、小于8m锤击不下，且用DZ90桩锤激振2分钟仍无进尺，必须现场分析地质状况，采取双排桩或其它加强措施，以提高钢管整体稳定性。 3.2上部结构设计 便桥纵梁采用规格为150cm300cm 国产贝雷片，纵向布置4组，贝雷片。贝雷片纵向用贝雷销联结，横向用90型定型支撑片联结以保证其整体稳定性，贝雷片与I36b工字钢下横梁间用槽钢焊结以防滑动。上部结构贝雷片及工字钢布置示意图 3.3桥面结构设计 贝雷片上铺I25b工字钢，沿便桥纵向间隔按30cm布置，工字钢横梁与贝雷片纵梁用槽钢于底下焊接固定，桥面宽6m，桥面板1cm厚钢板。工字钢I25b及钢面板布置示意图 3.4防护结构设计 桥面采用小钢管（直径

7、4.8cm）做成的栏杆进行防护，栏杆高度0.8m，栏杆纵向3m布1根立柱(与桥面槽钢焊接)、高度方向设置2道横杆。第四章 钢便桥各部位受力验算4.1、荷载计算 1、恒载a.桥面板；厚1cm的钢板每米自重为: q1=616.28=0.377KN/m b、I25b工字钢每米自重为:q2=10.3642.03=8.406KN/mb、贝雷片纵梁每米自重: q3=82.71=21.6KN/M 合计：恒载 q=21.6+0.377+8.406=30.38KN/M4.2、钢栈桥各部位内力计算1、桥面板验算；(1)结构型式 本平台面板为10mm厚花纹A3钢板，焊接在中心间距300mm的I25b工字钢横梁上，I

8、25b工字钢宽为118mm，即工字钢净间距为182mm。(2)荷载 履带吊机履带宽度（760mm）及9立方米混凝土罐车轮胎宽度（前轮宽300mm，中后轮宽600mm）均大于等于工字钢横梁间距，荷载直接作用在I25b工字钢上，故10mm面板可不作检算，满足要求。2、I25b工字钢分布梁计算 、桥面板；钢面板每米自重为:q1=616.28=0.377KN/m 、I25b工字钢横梁每米自重:q2=10.3642.03=8.406KN/m 合计：恒载 q=0.377+8.406=8.783KN/m 、贝雷片间距0.7m，受力最不利位置为当汽车偏于便桥一侧，且后轮一轴刚好置于跨径0.7m的跨中（假想最不

9、利情况），4.7m履带最少可跨过16道I25b工字横梁，按简支梁计算。 、I25a工字钢截面特性：I=5280cm4 W=422.2cm3 A=53.51cm2 q=0.4203KN/m 、荷载：履带吊：P=6002161.3=24.375KNa.抗弯强度计算 跨中弯矩: M=qL2/8+PL/4=8.8730.728+24.3750.7/4=4.8KN.m 弯曲应力：=M/W=4.8106/422200 =11.38MPa145 MPa 剪应力：= Q/A = =(P+qL)/2103/5351 =2.85MPa85 MPa 刚度计算： f=pL3/（48EI）=24.3750.73103/

10、(482.15280)=0.015mm700/400=1.75mm b、经计算，分布梁采用I25b工字钢满足强度、刚度、稳定符合要求。3、贝雷片纵梁计算 9米跨贝雷片计算 、抗弯强度计算 履带吊作用在桥面时，最不利位置为履带吊履带宽度0.76m作用贝雷桁纵梁跨中，基中贝雷片有4片位于履带吊履带底下，在最不利位置处。 按简支梁计算，计算纵梁最大弯矩近似取静载的跨中弯矩与活载产生的跨中最大弯矩进行叠加，结果偏于安全。 M1max0.25PLK0.25600/291.3877.5KN.m M2max0.125ql20.12530.3892307.6KN.m Mmax=877.5+307.6=1185

11、.1KN.m、容许弯矩计算 容许弯矩 ：M2片0.9（不均衡系数）788.2KN.m1418.76KN.m Mmax=1185.1KN.M M=1418.76KN.M、容许应力计算 贝雷片截面模量Wx3578.527157cm3Mmax/Wx（1185.1106）/(71570.9103)184.0Mpa=210Mpa 因此：抗弯强度符合要求。 、 抗剪强度计算 Q1max0.5P0.5600/21.3195KN Q2max0.5qL0.530.389136.71KN Qmax=195+136.71=331.71KN 容许剪力Q2片0.9（不均衡系数）245KN441KN Q=331.71KN

12、Q=441KN,所以，抗剪强度符合要求。 、刚度验算 贝雷片几何特性： E2.1105Mpa， Ix250497.2cm4 Wx3578.5cm3 P=600/21.3=390KN q=30.38KN fmax（PL3）/(48EI)+5qL4/(384EI) =(39010393)/（482.1250497.2 104）+530.3810394/(3842.1250497.2104)=9.17mmL/400=9000/400=22.5mm 刚度满足使用要求。 经受力计算:钢桥抗弯能力、强度、抗剪能力、刚度均满足使用要求，因此9米跨钢便桥纵梁可用单层8片贝雷片架设。4、 I36a双排工字钢横梁

13、（钢管墩柱上）计算 a、结构受力分析：钢管立柱单排3根横向间距为2.5米，因此按二等跨连续梁验算，计算跨径L=2.5米，横梁均匀的承担8排贝雷片传递过来的8个集中力，8个集中力简化为2个作用于两跨跨中的集中力计算，进行最不利验算，计算结果偏于安全。 b、P=600KN(车辆荷载)1.3+ 190.16KN(上部恒重)=970.16KN 其中上部恒重：P1为2I36b横垫梁 6265.66788kg=0.788t=7.88 KN P2=q6=30.386=182.28 P恒重= P1+P2=7.88+182.28=190.16 、抗弯强度计算 计算横梁最大弯矩近似取静载的最大弯矩与活载产生的最大

14、弯矩进行叠加，结果偏于安全。 P0P/2=970.16/2=485.08KN Mmax0.188P0L0.188485.082.5227.99KN.m 横梁采用两排2-I36b型工字钢焊接组成 W=2920.8cm3 I=216574cm4 S=2541.2cm3 d=13.8cm Mmax/W227.99106/（920.82103）123.8Mpa 145Mpa 因此；横梁强度符合要求。、整体稳定因其为箱型截面，且h/b=36/13.86,L/b=600/13.895,因此整体稳定符合要求。、抗剪强度计算 Q=0.688P0=0.688485.08=333.74KN（最大剪力发生在中间支座

15、） = QSx/(Id)=333.74103541.2/(1657413.8102) =7.90MPa333.64KN 由以上计算可知管桩打入强风化凝灰熔岩，入土5m,可满足单桩承载力要求振动沉桩时，由于影响承载力的因素较多，因此，在下沉过程中，当下沉深度超过8m又仍能继续进尺，必须继续下沉至无明显进尺，后激振2分钟仍无进尺，方可视为承载力达到要求。 当个别钢管桩入土深度在h5m，且用DZ90桩锤激振2分钟仍无进尺，说明桩底已进入较坚硬持力层，因此，可满足单桩承载力要求。但应视具体情况，进行加固处理，以保证钢管整体稳定。计算结果说明： 摩察力计算入土5米满足承载力要求。第五章 施工人员机具组织

16、序号人员人 数备 注1质检工程师12安全员23测量员44实验员25施工队负责人16施工队技术员17起重工28电工（电焊工、切割工）69汽车吊司机2合计21可根据进度需要增加1、主要施工人员情况2、主要机具组织情况序号设 备 名 称规 格单位数量备 注1汽车吊25t台12履带吊50t台1配90kw振动锤3平板车台14电焊机台6可根据进度需要增加5气割设备套2可根据进度需要增加6全站仪莱卡套17水准仪J61第六章 施工工艺6.1、施工工艺流程施工准备钢管桩加工岸边挖除钢管桩施打桥头承台施工钢板焊接工字钢36b安装贝雷片安装纵向槽钢安装工字钢25安装花纹钢板施工水平撑焊接剪刀撑焊接钢平台施工栏杆施工

17、6.2、施工工序 钢管桩制作钢管桩施工（打入、接桩）焊接桩顶钢板I36b双拼工字钢横梁制安321钢便桥贝雷纵梁制安横向联接剪刀撑、水平撑制安I25工字钢分配梁制安钢便桥面板（厚1.0cm钢板）铺设、固定结点联接检查6.3、施工步骤 步骤1：从岸上推进，搭设第一跨连接便桥。履带吊机在已填筑压实的便桥桥头施工便道上就位，起吊钢管桩，与振动锤连接后，使钢管桩振动下沉，直至钢管桩不再下沉为止，利用气割等机具割除钢管桩桩顶标高以上上面多余部份，焊接钢垫板，吊装I36b双拼工字钢横梁。施打钢管桩 步骤2：履带吊机吊起已预拼好的一组9m（4组8片）贝雷片，搁置在前方墩顶处工字钢中间，然后铺设桥面I25b横梁

18、及桥面钢板，完成一跨便桥的铺设。安装贝雷片 步骤3：履带吊机在已架设首跨便桥上就位，起吊钢管桩，与振动锤连接后，使钢管桩振动下沉直至钢管桩不再下沉为止，利用气割等机具割除钢管桩桩顶标高以上上面多余部份，焊接钢垫板，吊装I36b双拼工字钢横梁。在拼装好的贝雷片上施打钢管桩 步骤4：履带吊机吊起已预拼好的一组9m（4组8片）贝雷片，与安装好的贝雷梁销接就位，搁置在前方墩顶处，然后铺设桥面横及桥面钢板，完成一跨便桥的铺设。 钩鱼法式往前拼装贝雷片 步骤5：履带吊机前行至铺好的便桥跨前部墩顶就位，继续施工下一跨。 6.4钢管桩施工1、管桩运输 钢管桩运输用9m大型运输车辆，调运12m标准630 x8.

19、0管桩至现场指定位置整齐堆码待用。2、钢管桩的加工与制作 每根便桥钢管桩按需要加工制作接长,接桩在现场平整的场地进行，采用焊接接头并使用3块200mm200mm8mm钢板帮焊加强，焊缝饱满无沙眼裂纹，接好的钢管桩实际桩长不得少于设计值。3、管桩施工 施工采用50t履带吊车附带90kw振动锤施工安装630 x8.0管桩， 25t汽车吊吊运管桩至履带吊车作业半径内，以加快管桩施工速度。在管桩吊运至履带吊作业半径内后，履带吊吊起90kw振动锤使用液压钳夹住管桩垂直起吊至管桩安装位置。由测量人员准确定位后，并用垂线法测量管桩垂直度，要求垂直度误差不得大于1%L且不大于2cm。测量复核垂直度和平面位置满

20、足设计要求后，使用90kw振动锤施打入。5、钢管桩间剪刀撑、平联、桩顶分配梁施工 栈桥一个墩位处钢管桩施工完成后，立即进行该墩钢管桩间剪刀撑、平联、桩顶2根I36b型工字钢纵、横分配梁施工。、每个桥墩管桩施工完成后，并在桩顶加设带肋分配钢板。然后整体吊装双排I36b型工字钢横梁。、在钢管桩上进行平联的测量放样。同步进行焊接及剪刀撑、桩顶2根I36b型工字钢纵、横分配梁的加工。、用吊车悬吊平联、剪刀撑，到位后电焊工焊接平联、剪刀撑。6.5钢便桥上部结构安装栈桥上部结构的安装采用50t履带吊车进行施工。、贝雷梁纵梁的拼装 纵梁的位置需放线后确定，以保证栈桥轴线不偏移。将待安装的贝雷片使用25t汽车

21、吊吊运至已装好的完成桥跨后面，并完成主体拼装，便于50t履带吊车起吊安装。纵梁安装过程中，应准确安装在由现场技术员放样的位置上，以保证栈桥均匀负载。纵梁安放完成后，必须立即与下横梁联接稳定。在联接完成前吊绳不得与吊车脱钩，以防止纵梁侧倾造成严重事故。6.5钢便桥上部结构安装、桥面系的安装 在25t吊车的配合下，50t履带吊间距30cm安装I25b工字钢横向分配梁，并及时使用槽钢从底部，将分配梁整体固定在纵向贝雷梁上。 便桥栏杆高0.8m，采用483.5mm焊接钢管焊接，立柱间距3m，焊在栈桥桥面工字钢上。在栈桥入口设置车辆限速行驶10km/h警示牌以及车辆限重标志牌。便桥要安排专门的卫生打扫人

22、员兼安全监察员，保证栈桥的清洁。并在入口出设置水泵一套，进入车辆如车轮帯泥，必须冲洗干净方许车辆进入栈桥，防止车轮在栈桥上打滑发生安全事故。第七章便桥各部位联结及加固措施1、钢管与顶盖钢板焊接联结，并与I36b工字钢焊接，工字钢盖梁与贝雷片下弦杆用槽钢焊成门字形限位器联结。 2、贝雷片上弦杆与I25b工字钢分布梁采用底部槽钢联结，并与I25b工字钢分布梁焊接固定。3、I25工字钢上翼板与钢面板焊接固定。4、施工过程中，每个墩的桩机平台均与便桥桥面板临时焊接固定。成桩后，要把桩机的钢护筒与最近的钢管墩柱用平撑，剪刀撑焊接固定牢固。以增强其横向纵向稳定。以上布置，可以确保钢管桩在汽车的行驶及刹车时

23、，不会产生位移及偏位 ，因此，钢便桥是稳定安全的。 桩基钢平台的结构形式为：钢管桩基础、I36b工字钢横梁、I25b工字钢分布梁及钢面板。各部位结构与栈桥相同。 钢平台结构形式第八章钢平台布置第九章 钢平台主要部位受力验算9.1、荷载计算 1、恒载a.桥面板；厚1cm的钢板每米自重为: q1=1216.28=0.754KN/m b、I25b工字钢每米自重为:q2=10.31242.03=16.81KN/m合计：恒载 q=0.754+16.81=17.57KN/M第九章 钢平台主要部位受力验算9.2、钢栈桥各部位内力计算1、桥面板验算；(1)结构型式 本平台面板为10mm厚花纹A3钢板，焊接在中

24、心间距300mm的I25b工字钢横梁上，I25b工字钢宽为118mm，即工字钢净间距为182mm。(2)荷载 打桩机宽度（2.4m）及9立方米混凝土罐车轮胎宽度（前轮宽300mm，中后轮宽600mm）均大于等于工字钢横梁间距，荷载直接作用在I25b工字钢上，故10mm面板可不作检算，满足要求。2、I25b工字钢分布梁计算、桥面板；厚1cm的钢板每米自重为: q1=1216.28=0.754KN/m 、I25b工字钢每米自重为:q2=10.31242.03=16.81KN/m合计：恒载 q=0.754+16.81=17.57KN/m 、I36b工字钢间距分别为3.5+2.6+3.5m，受力最不利

25、位置为当打桩机偏于便桥一侧,8米桩机占用27根I25b工字根，且刚好置于跨径3.5m的跨中（假想最不利情况）按简支梁计算。 、I25a工字钢截面特性：I=5280cm4 W=422.2cm3 A=53.51cm2 q=0.4203KN/m 、荷载：桩机自重：P=1301.3=169KN; 冲击锤：P=801.51.3=156KN桩机第米自重为：q0=（169+156）/27=12.04KN a.抗弯强度计算跨中弯矩: M=qL2/8+PL/4=17.573.528+12.043.5/4=37.44KN.m 弯曲应力：=M/W=37.44106/422200 =88.68MPa145 MPa 剪

26、应力：= Q/A = =(P+qL)/2103/5351 =6.87MPa85 MPa 刚度计算： f=pL3/（48EI）=12.043.53103/(482.15280)=0.97mm700/400=1.75mm b、经计算，分布梁采用I25b工字钢满足强度、刚度、稳定符合要求。3、I36a双排工字钢横梁（钢管墩柱上）计算 a、结构受力分析：钢管立柱单排4根横向间距为4+3.5+2.6+3.5m，因此按四跨不等连续梁验算，横梁均匀的承担I25工字钢传递过来的集中力，当桩基位于最大跨径处，为最不利情况，按四跨不等连续梁计算。受力分析如下b、荷载：恒载q1=17.57+265.66/100=18.88KN/m q2=(169+156)/15=22.27KN/m q=q1+ q2 =41.15KN/m、抗弯强度计算连续不等4跨梁弯矩图 由弯矩图可知Mmax47.88KN.m 横梁采用两排2-I36b型工字钢焊接组成 W=2920.8cm3 I=216574cm4 S=2541.2cm3 d=13.8cm Mmax/W47.88106/（920.82103）26.02Mpa 145Mpa 因此；横梁强度符合要求。、整体稳定因