钢管桩栈桥计算及施工方案

1、钢栈桥总长207m,标准桥面宽5m,每跨按9m,起于朱家 河堤上K2+484，止于K2+691，其中在栈桥的第十三跨开始增设 一个错车道，错车道宽度为8.5m，长27m；本钢栈桥承担着繁重 的交通运输任务，它不仅承担着本标段大量材料、机械设备的运 输任务，而且它还承担着全线所有标段大量材料、机械设备的运 输任务，因此，高标准高质量的建设好钢栈桥是本项目全期工作 的重点。本钢栈桥中心线与立交桥箱梁边缘线平行，栈桥两侧设栏杆，上 部结构采用型钢结构，栈桥上部结构2棉钢桁梁拼装而成，其上铺设 横、纵分配型钢及桥面板，下横梁采用双工字钢140，桥墩采用桩基 排架，栈桥基础为直径630、壁厚8mm的钢管

2、桩，桩长根据河床、 承载力变化而变化，水中9排桩桩间设？ 273mmX5mm的联系杆，陆 上桩桩间用14剪刀撑联系。为了考虑温度效应对钢栈桥的影响，在 第十五排桩处设置一道温度缝，缝宽为6cm，温度缝处栈桥所有钢构 件均需断开，钢桁梁交界处采用双排桩。其中朱家河断面图如下南湖村朱家河断面图栈桥的设计1、栈桥使用要求:（1）栈桥承载力应满足：500kN履带吊在桥面行走及起吊20t要求、450kN混凝土罐车行驶要求；（2）栈桥的调头平台宽度设置应满足车辆掉头的要求；（3）栈桥的平面位置不得妨碍钻孔桩施工、钢吊（套）箱及承台施工，能够满足整个施工期间全线通行的要求；（4）栈桥跨度、平面位置及高程应满

3、足洪水和通航的要求。2、栈桥施工区域划分（1）浅滩区栈桥0#7#墩及17#23#墩之间，全长约126m，为栈桥浅滩区。河床高程在+17.5+23.5 m之间。（2）浅水区栈桥8#17#墩之间，全长约81m，为栈桥浅滩区。河床高程在+11.5+17.5 m 之间。3、栈桥布置形式栈桥从朱家河大堤起，沿桥箱梁右侧边缘线一直通至南湖村河 堤，栈桥平面布置示意见图3.1-1所示。4、栈桥构造栈桥桥面宽5m,高程+26.3m，栈桥桩采用 630mmX 8mm的 Q235钢管。下横梁采用双I40。主纵梁一种是采用1.35m高，宽1.07m 的钢桁梁共两棉，钢桁梁上铺20的横向分配梁、间距0.5m, I10

4、的纵 向分配梁、间距30cm；桥面0 =8mm花纹钢板，最后安装栏杆、照 明等附属结构。断面图如图下所示：_一:2S-_ IE _ *-:_6303片三苓、栈桥断面图栈桥断面结构图（单位：mm）5、栈桥温度伸缩缝设置为适应栈桥钢构件温度变化，在钢栈桥第15排桩设一道温度缝, 缝宽6cm，温度缝处栈桥所有钢构件均需断开，采用双排桩，具体结构尺寸见栈桥施工图。6、栈桥起始墩为保证栈桥与后方连接，作为栈桥起始墩0#墩，栈桥第一跨上部结构为型钢组成，结构图如下：7、栈桥基础钢栈桥基础采用钢管桩直径630mm，壁厚8mm；根据栈桥各区域河床，水文条件，地质情况，以及承载力等因素分析，浅滩区、浅水区、深水

5、区桩长根据位置不同而变化。钢栈桥的受力计算设计说明钢栈桥按9m 一跨布置，总长207m长，其中钢栈桥桥面标准宽度为5m,钢栈桥每跨承受的最大荷载80t，车速为10km/h。栈桥计算参数栈桥荷载形式根据施工现场实际情况，栈桥荷载形式如下：钢材容重78.5kN/m3最大设计风速27.9m/s水流流速1m/s50t履带吊（考虑吊重20t）：45t砼运输车通行施工荷载4kN/m2特征参数泥面高程见各典型断面设计冲刷深度考虑2m工程地质结构序号层名埋深（m）厚度（m）空间分布岩性特征工程性质（1）素填土Qml0.37.7场区均有分布灰色、黄褐色，松散-中密， 干-很湿，成份为以粘性土为 主，夹少量植物根

6、茎，局部上为砼地坪。密实度较不均匀。（2）粘土Q al+pl0 2.01.32.4场区部分分布黄褐色、灰黄色，软塑，很湿， 含少量Fe、Mn氧化物，高岭 土，局部含白色螺壳、混粉砂。中等偏高压缩性，强度一般。（3）淤泥质亚粘土0 8.01.817.8场区部分缺失灰褐色、灰色，淤泥质土，流 塑-软塑，很湿-饱和，含少量高压缩性，强 度低。Q al+l腐植物，偶夹有螺壳。部分地 段表现为淤泥，(3) -1粘土Q al+l0.5 10.01.07.3场区部分分布黄褐色，软塑，很湿，含少量 Fe、Mn氧化物，少量高岭土， 为错误！未找到引用源。淤泥 质亚粘土透镜体。中等压缩性， 强度一般。(3) -2

7、粘土Q al+l4.0 8.52.05.0场区部分分布黄褐色，软塑，很湿，含少量 Fe、Mn氧化物，少量高岭土， 错误！未找到引用源。淤泥质 亚粘土透镜体。中等压缩性， 强度一般。(4)亚粘土Q al+pl1.0 16.91.09.1场区部分分布黄褐色，软塑，很湿，含少量 Fe、Mn氧化物，少量高岭土。中等压缩性， 强度一般。(5)粘土Q al+pl4.5 18.02.57.9场区部分分布黄褐色、褐色，软硬塑，很湿，含少量Fe、Mn氧化物，及少量高岭土。中等压缩性， 强度一般。(6)粘土Q al+pl0.5 20.01.518.8场区局部缺失黄褐色、灰褐色，硬塑，很湿， 含少量Fe、Mn氧化物

8、，及少 量高岭土、结核。低压缩性，强 度高。(6)-1亚粘土Q al+pl8.0 22.52.610.2局部分布黄色、灰褐色，软塑，很湿， 含少量Fe、Mn氧化物。中等压缩性， 强度一般。(7)粘土混 碎石Q al+pl7.4 2.40.914.5局部分布褐黄黄褐色，饱和，硬塑， 很湿，含少量Fe、Mn氧化物， 及少量高岭土，碎石含量约 5-30%，成分较杂，以石英为 主，d=0.53.0cm，混较多角 砾、砾砂，局部含较大块石。中等压缩性， 强度较高。(8)残积土Q3.5 14.06.629.3局部分布褐黄红褐色，饱和，可硬 塑，很湿，含少量Fe、Mn氧 化物，间夹泥岩岩块。中等压缩性承载力

9、较高(9)白云岩(T)10.2 34.0最大揭 露厚度 21.0mHZ31HZ52 分 布浅灰灰色，岩芯完整，呈长 柱状，HZ35、HZ36、HZ37、 HZ45、HZ46、HZ51、HZ53 号孔发育溶洞，内充填软塑状 粘性土，混少量白云岩碎块， 取芯率一般90-100%,RQD为 80-95%为较硬岩，岩体较完 整，基本质量等级为III级。承载力高不可压缩(10)-1-1泥岩强 风化(C+P)20.0 38.02.210.0HZ26、 HZ27、HZ28HZ30 分 布棕红红褐色，风化不均匀， 大部分风化成砂土状，裂隙较 发育，裂隙被Fe、Mn氧化物 浸染。局部夹中风化岩块。承载力高压缩性

10、低(10)-1-2泥岩弱 风化(C+P)22.4 28.6最大揭 露厚度 11.9mHZ26HZ30 分 布棕红灰色，岩芯较完整，呈 短柱状，取芯率一般80-95%,RQD 为 75-85%，裂隙 较发育，裂隙被Fe、Mn氧化 物浸染。为软岩，岩体较完整，承载力高不可压缩基本质量等级为IV级。(10)-2灰岩(C+P)14.2 48.0最大揭 露厚度 9.98mHZ23 HZ31 分布灰灰白色，岩芯完整，呈长 柱状，HZ23HZ31溶洞，内 充填软-可塑状粘性土，混少 量灰岩碎块，取芯率一般 85-100%,RQD 为 80-90%，为 硬岩，岩体较完整，基本质量 等级为II级。承载力高不可压

11、缩各土层的极限摩擦力地层编号层名岩土层 状态土层的极限摩 阻力值t i (kPa)(1)粘土I =0.63 135(2)淤泥质亚粘土Ij0.9925(3) -1粘土I=0.4940(3) -2粘土i|=0.2553(4)亚粘土I：=0.5637(5)粘土I；=0.3547(6)粘土I；=0.2455(6) -1亚粘土I；=0.6236(7)粘土混碎石I =0.3745(8)残积土1I =0.5438(9)白云岩1Ra=44.5MPa(10)-1-1泥岩强风化N50(击)140(10)-1-2泥岩弱风化Ra=4.2MPa250(10)-2灰岩Ra=61.4MPa上部结构内力计算：工字钢I10验算

12、1、45t砼车计算跨度为0.5m,计算按简支计算，单边后车轮布置在跨中时弯距最大Mmaxj1/4X90X0.5=11.25KN.m单边车轮布置在临近支点时剪力最大Qmaxi=90KN其中110受力图如下=90 I =90 KI -I一|LI（2、履带-65 （本施工机械为履带-50,计算时按履带-65计算）：1 = 7 =,二 八七I n I I im I I I 11 I I I I I 11 m I n I. . . ， .b_j,_j,_J-|Mmax2=1/8 X 75.5 X 0.52=2.35KN.mQmax2=1/2 X75.5X 0.5KN.m=18.8KN无论履带吊还是砼罐车

13、作用在I10上按两根计算，面板和自重忽 略不计。W=49X2=98cm3A=214.3=28.6cm2xO =Mmax/Wx=11.25/98X 104=114. 7MP a =200MpaaQmax/A=90/28.6X 10=31.4MPaT =115Mpa满足。I10布置为间距300mm。”的验算乙u1、45t砼车时= 75.51 I砼罐车半边车轮布置在:20&横向分配梁的跨中情况为最不利，不 考虑I10的分布作用。Mmax1=1/4 X 90 X 1.5=33.8kN.m砼罐车半边车轮布置在靠近支点时剪力最大：Qmax =90kN12、履带-65 TOC o 1-5 h z = 75.

14、5|Ilinn川口iininleiemi川I imninin川川八 M哭具 7 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document I一_i_履带一65的履带接地宽度700mm，如上图布置，履带吊布置在 20跨中时有8根20a横向分配梁承受;布置在临近支点时考虑8根20 横向分配梁承受。履带一65的自重600KN和吊重200KN作用时考虑每个履带支点 承受1/2荷载，即400KN。每根20受力如下：Mmax2=1/4X800X1.5/8=37.5kN.mQmax =800/8=100kN2则 a =M/W=33.8X 103/191=176MPao =200Mp

15、aQmax/A=90/32.87X10=27.5MPaT =115Mpa查20 Ix=1910cm4, E=2.1*105N/mm2,计算：3 max=2.18mm满足要求.I40横梁计算假设横梁选用I40，钢管桩按两排布置，两排布置的间距3米布置，FL计算公式：3 max=（FL3）/（48EIx）L=3.0m, F=560KN （按最大荷载，履带一65的自重600KN和 吊重200KN作用，每两根桩承受的荷载为400KN，乘以一不均 衡系数1.4，为560KN）E=2.1 X 105N/mm2, IX=21700cm4,3 max=6.9mmL/250=12mm强度验算：a = （1/4X

16、FL） /W=38.5N/mm2 fmax符合要求。为了安装需要，横梁选用双I40钢管桩打入深度计算根据地质资料，地层编号层名岩土层 状态土层的极限摩 阻力值T j (kPa)河滩段淤泥质亚粘土Ii=0.9925河滩段粘土1=0.4940河床段粘土=0.2553按45t砼车时考虑，计算时考虑风险系数1.25，不均衡系数1.4，计 算荷载450X 1.25X1.4=787KN，按履带一65的自重600KN和吊重 200KN作用时共800KN，其中计算时考虑风险系数1.25，800X 1.25=1000KN，因此本次按最大荷载1000KN计算)河滩桩长计算：其中河滩1-2m是覆盖层，摩阻力值t .

17、 (kPa)为25，但2m以下摩阻力值t(kPa)为40，因此取平均系数为32.5计算公式T *sL=KF其中T 取 32.5kN/m2,s=3.14*0.63*1=1.97m，取系数 K=2.0 考虑 L=31.2m,单根桩打入L=31.2/4=7.8米。考虑到上面土层松动情况,L取9米计算。河中桩长计算：河床段地质粘土摩阻力很大为53,本次河床段计算按45考虑。计算公式T *sL=KF其中T 取 45kN/m2,s=3.14*0.63*1=1.97m，取系数 K=2.0 考虑L=22.5m,考虑到水冲沙作用等,L取7.6米计算钢栈桥受温度应力的验算在温度变化时，钢结构伸长或缩短的变化值L=

18、L（t2-t1）a其中9随温度变化而伸长或缩短的变化值L一结构长度t2-t1温度差，a材料的膨胀系数，1.2*10-5温度产生的收缩力a = （E（t）.a v?t）/（1-v）.s.ra = 0.735 VRL为了适应栈桥钢构件温度变化，钢栈桥在第14排桩位置设一道 温度缝，缝宽6cm。温度缝处栈桥所有钢构件均需断开,主纵梁钢桁梁 上交界处采用双排桩。汽车冲击力验算桥规近似地用冲击系数口来考虑这种动力效应，其中口二15/（37.5+L）其中L为计算跨径长度，故口 =0.32以8m3砼罐车来计算，G总=（1+口）*G=1.32*450=594KN设计荷载 满足要求。（11）钢栈桥钢管桩坐标设计

19、标1，X=530812.7151Y=395927.0948Y=395918.5217Y=395915.4448Y=395912.7036Y=395909.5923Y=395906.8437Y=395903.7283Y=395900.9823Y=395897.9068Y=395895.1631Y=395892.0341Y=395889.2927Y=395886.1526Y=395883.4112Y=395880.4800Y=395877.4368Y=395874.5800Y=395871.5367Y=395868.6799Y=395865.6367Y=395862.77982, X=530808

20、.26241, X=530799.09992, X=530801.47961, X=530792.29942, X=530794.67051, X=530785.50352, X=530787.87761, X=530778.66212, X=530781.03881, X=530771.86092, X=530774.24031, X=530765.05832, X=530767.43771, X=530758.06922, X=530760.71111, X=530751.27302, X=530753.91491, X=530744.47672, X=530747.11861, X=53

21、0737.68042, X=530733.52613, X=530730.05354, X=530732.69541, X=530723.59152, X=530726.23341, X=530717.47272, X=530719.85241, X=530711.08622, X=530713.46591, X=530704.69962, X=530707.07931, X=530698.31312, X=530700.69281, X=530691.92662, X=530694.30631, X=530685.54002, X=530687.91971, X=530679.15352,

22、X=530681.5332Y=395853.8365Y=395856.1586Y=395853.1154Y=395849.8768Y=395846.8336Y=395843.1971Y=395840.4560Y=395836.8251Y=395834.0840Y=395830.4531Y=395827.7119Y=395824.0810Y=395821.3399Y=395817.7090Y=395814.9679Y=395811.3370Y=395808.5958Y=395804.9649Y=395802.2238Y=395798.59291, X=530672.76701、施工工艺流程23-

23、2, X=530668.7601钢栈桥主要施工方法钢管桩加工Y=395789.4797振动锤与钢管桩连接*履带吊吊钢管桩就位测量定位振动下沉钢管桩栈桥下横梁I40安装-钢管桩桩间连接钢桁梁安装|纵，横分配型钢安装焊接|钢管桩斜撑、抗风拉杆安装桥面板铺装栏杆、照明等附属结构安装2、主要施工方法（1）施工准备首先利用南湖村河堤作为临时进场道路，在河滩区进行场地整理， 修建材料加工区，加工区内用砖碴硬化50cm厚，四周用彩钢板封闭， 材料按规格型号进行分类堆放。（2）测量放线用全站仪在岸上建立基站，陆上用全站仪定位测量放线，标出桩心位 置，并用石灰撒圈标出桩径大小和位置。水上利用机动船定位测量，同时

24、控制钢管桩的平面位置、倾斜度 及标高。（3）陆上钢栈桥施工a、钢管桩施工陆上钢管桩栈桥跨度9m，栈桥的架设采用500kN履带吊、DZ60 型振动锤逐跨打桩搭设栈桥。首先在确保钢管桩中心轴线与振动锤中 心轴线一致的前提下将钢管桩的第一节段与75振动锤通过夹具连成 整体，然后由65t履带吊起吊钢管桩，经测量定位后缓慢下放，并在 自重情况下入土稳定，检测钢管桩垂直度，满足要求后开始低档锤击 下沉，待钢管桩入土一定深度后高档锤击下沉，当钢管桩露出泥面或 水面的长度为1.5m2.0m时停止锤击，拆除替打与钢管桩的第一节 段的连接，当按要求焊接接高钢管桩的第二节段并安装替打及振动锤 后，继续启动振动锤，直

25、至钢管桩下沉至设计标高。打桩时，先用用全站仪架设在桩架的正面或侧面，校正桩架导向 杆及桩的垂直度，并保持锤、桩帽与桩在同一纵轴线上，然后空打 1-2m,再次校正垂直度后正式打桩。若开始阶段发现桩位不正或斜时， 应调正或将钢管桩拔出重新插打。钢管桩的最终桩尖标高由入土深度控制，若钢管桩无法施打至设 计标高，及时汇报、分析原因，拿出解决办法，直至钢管桩的入土深 度满足设计要求和已证明钢管桩达到了设计承载力。当前排钢管桩下沉完毕时，在前后排架间安装上部结构形成通 道，吊车前移施沉下一排钢管桩。每排钢管桩下沉到位后，应进行桩之间的连接，增加桩的稳定性， 连接材料采用14, 14尺寸需根据现场尺寸下料，

26、焊缝质量满足设计及 规范要求。栈桥施工示意见下图履带吊沉桩示意图履带吊搭设栈桥示意图-50t履带吊性能表最大起重量(t)最大起重力矩(kN-m) f主臂起升高度(mzrf幅度范围(m)行车速度(km/h)接地压力(MPa)外形尺寸(m)502500 .54 ZW4381.20.077.5X4.5X2.85DZJ-75振动锤性能表电机功率.偏心力偏心轴转速激振力一外形尺寸 (长X遇高)机重.(kWL,-.N-mr/min|L kN：.kN_ _U . 1.mm. A .J一 .Ju * 0 /75,6541.9005|3B77701740X13|B289j|4横梁安装 TIF首先在钢管桩桩顶中心线上先切割一个对称的凹曹，凹槽尺寸与工字钢【4尺寸一致，此凹曹作为工字钢的安装和调平用；在陆地上拼制双工字钢140利用履带吊安装到指点的位置，并焊接牢固，焊缝要求应满足规范要求。C、钢桁梁安装在陆地上拼装好的钢桁梁，利用吊