栈桥设计与施工说明

3.1 栈桥设计及施工说明 3.1.1 栈桥设计 一、栈桥结构设计概述

根据类似工程的施工经验，栈桥设计沿主桥左右两侧布置，单幅桥长约165m，栈桥跨度15m，宽6m。栈桥基础为υ1500mm钢管桩，桩内填砂，桩顶50cm用混凝土封顶，从栈桥起点开始每间隔5跨布置为双排，其余为单排。钢管桩上沿桥横向放置2I36a工字钢分配梁。栈桥梁部由贝蕾梁片拼接而成，每5跨布置为一联，贝蕾梁加加强弦杆，其上用2[18a槽钢按70cm间距排列，作为龙门吊轨道轨枕。龙门吊（吊重60T）走行轨道为43kg/m轻钢轨。栈桥详图见《栈桥布置方案示意图》（图号02）。

栈桥桥面标高综合南岸高程和施工水位标高，桥面高程暂定为H=9.5m。 二、栈桥结构主要结构受力计算： 1、荷载

(1) 龙门吊机自重：G1=270t (2) 龙门吊最大起重重量：G2=60t (3) 汽车荷载：汽-20级 (4) 施工荷载：q=3KN/m

2、主要结构检算（计算以龙门吊机为依据） (1) 轨道

轨道为43kg/m钢轨，其物理参数：Ix=1498cm4，W1=217.3cm3， W2=217.3cm3，A=57cm2 计算简图如图所示：

P1=（G1/2+G2）/8=243.75KN， 计算得：σ

max

2

=140.8Mpa＜[σ]=170Mpa 支反力：RA=RC=86.3KN RB=314.9KN 最大挠度：f=0.25mm＜L/400=1.75mm (2) 轨枕

轨枕为2[18a槽钢，其物理参数：IX=2545.4cm4， WX=282.8cm3， A=51.38cm2 计算简图如右所示： P2=RB=314.9KN 计算得：σ

max

=100.2Mpa＜[σ]=170Mpa

最大挠度：f=0.11mm＜L/400=1.25mm (3) 贝雷梁

每幅栈桥沿桥横向布置4组贝雷梁，其中龙门吊轨道下2组贝雷梁上下加加强弦杆，而另外2组贝雷梁不用加加强弦杆。由于龙门吊起吊重物时，喂梁小车不再受负荷，喂梁小车可看作施工荷载，因此只需对龙门吊轨道下2组贝雷梁进行计算。贝雷梁检算分3种工况进行，其物理参数：IX=4×250500=1002000cm4，WX=4×3570=14280cm3，

A=101.92cm2 ① 当龙门吊两支腿在栈桥一跨范围内时 q1计算简图如右所示：P3=（G1/2+G2）/4=487.5KN 轨道及钢轨自重：q1=0.92KN/m 施工荷载：q2=0.5×3=0.15KN/m 计算得：σ

max

=85.34Mpa＜[σ]=170Mpa

支反力：RD=RE=487.5KN

最大挠度：f=8.5mm＜L/600=25mm ② 当龙门吊两支腿跨过栈桥支墩时 q1计算简图如右所示：P3=487.5KN

轨道及钢轨自重：q1=0.92KN/m 施工荷载：q2=0.5×3=0.15KN/m 计算得：σ

max

=94.7Mpa＜[σ]=170Mpa 支反力：RF=830.3KN

最大挠度：f=4mm＜L/600=25mm

③ 当龙门吊一支腿位于栈桥支墩时 q1计算简图如右所示：P3=487.5KN

轨道及钢轨自重：q1=0.92KN/m 施工荷载：q2=0.5×3=0.15KN/m 计算得：σ

max

=101.1Mpa＜[σ]=170Mpa

支反力：RH=722KN

最大挠度：f=10mm＜L/600=25mm ④ 栈桥支墩分配梁

支墩分配梁为2136a工字钢，其物理参数：IX=31592cm4，WX=1755.2cm3， A=152.88cm2。由以上计算可看出当龙门吊两支腿跨过栈桥支墩时，工字钢分配梁及钢管桩受力最大， 其计算简图如右所示；P1=RF=415.2KN 计算得：σ

max

=94Mpa＜[σ]=170Mpa 支反力：RI=110.1KN RJ=757.8KN RK=693.2KN RL=146.2KN RM=3.43KN RN=16.8KN 最大挠度：f=0.25mm＜L/400=1.75mm ⑤ 钢管桩设计计算

A、承载力设计

由以上计算可看出，单桩最大荷载：P=RI+RJ=867.9KN，取安全系数1.5，则桩顶设计荷载为：P6=1.5×867.9=1301.85KN。由于桩位处以亚砂土及淤泥质亚粘土为主，钢管桩以摩擦桩进行设计，钢管桩单桩竖向极限承载力：

Pj=λSU∑τiLi+λPAσR 式中：U——钢管周长，为4.71m； A——验算截面处桩的截面面积，为1.76m2； λS——侧阻挤土效应系数，取λS=0.77； τi——各土层对桩侧的极限摩阻力（Kpa）； Li——桩在最大冲刷线以下第I层土中的长度；

λP——桩底端闭塞效应系数，对于敞口钢管桩，λP=0.8λS。 由上式得：

Li=（Pj-λPAσR）/λSU∑τi

=(1301.85×103-0.616×1.76×100×103)/0.77×4.71×20×103=16.45m 由以上计算可得，钢管桩埋入最大冲刷线以下不能少于16.5m。 B、钢管桩稳定性检算

根据《建筑桩基技术规范》，单桩稳定长度：LP=1.0(I0+h)，I0为地面以上桩长，取最大值10.70m，h为地面以下桩长，为16.5m，所以LP=27.20m。钢管桩身抗弯刚度EI=1717910KN.m，单桩屈曲临界荷载：Pcr=π2EI/Lp2=2292KN，由以上计算可看出钢管桩满足稳定性要求。 C、钢管桩抗冲刷稳定性计算

根据水文资料，百年一遇洪水设计流量为29700m3/s，设计水位8.52m，流速v=2.91m/s，则流水压力：P=KAγV2/(2g)=78.2KN；

P6水位线(8.52)7.14m3.57m冲刷线(-2.20)16.5m 式中：A——桥墩阻水面积； γ——水的容量，取10kN/m3； V——计算流速；

K——桥墩形状系数，对圆形，取0.73。

流水压力作用点位于水位线以下1/3水深，即3.57 m处。钢管桩打入冲刷线以下16.5m，经计算：αh=3.13≥2.5，栈桥钢管桩属弹性桩，其在水流冲刷作用下是稳定的。

另：为增强钢管桩抗冲刷稳定性，采取在钢管桩顶设横向联接系和在河床面钢管桩脚位置抛片石防护等措施。 三、栈桥施工说明

1、主桥栈桥由南岸岸边向江中延伸，采用边打桩边架梁的方法施工。 2、施工前的准备工作

(1) 栈桥钢管桩入土深度按计算原则上不得少于16.5m。

(2) 施工前，首先通过静载试验，以确定钢管桩贯入度，桩底标高和下沉量与承载力等的关系，并以此来确定打桩的依据。 3、钢管桩的插打

(1) 打入钢管桩需结合桥梁的位置，水中墩施工平台位置，对栈桥钢管桩精确定位，桩心误差不得大于5cm。

(2) 水中墩钢管桩用50t汽车吊站在架好的便桥上，吊运钢管就位，并吊起DZ60A震动锤振动下沉钢管桩，由中间向两侧插打。打入钢管桩时，应严格控制

桩身的垂直度，确保钢管桩合理承载。用万能杆件拼装2×4m临时打桩作业平台，用汽车吊吊放在桩位处，安放稳定，铺设竹跳板作为作业人员操作平台，便于钢管定位和就位。

(3) 每个墩钢管桩插打完后，用设计型钢焊成剪刀架将其连接成整体，架设横向分配梁，准备架贝雷梁。钢管内人工填充天然砂砾石，并夯填密实，顶部50cm采用C25混凝土封顶。 4、栈桥桥面结构

(1) 贝雷梁用支撑片将两片拼装成15m一组，用汽车吊直接吊装在分配梁上，连接成连续梁，贝雷梁横向每6m用剪刀架连接成整体，即安成一跨的架设，依此逐跨延伸完成便桥施工。

(2) 人工按1440根/km标准间距铺设2[18槽钢作为枕木，用螺栓与贝雷梁连接锁紧，其上铺5cm厚木板作为搭设便桥时汽车吊通道。便桥全桥完工后，拆除龙门吊机线路和运输轨道线路位置的木板，按走行龙门吊机线路和运输轨道线路铺设43kg/m钢轨，用弹簧扣件扣死在2[18槽钢上。中线偏差±5mm，轨距误差控制在+5mm，-0范围内。

5、行车试验

每段栈桥平台施工完成后，需做过车试验，确认安全后方可向前推进。

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