省道308复线涝港-大岭段新建工程西溪大桥

施工栈桥施工方案

作者：连湘激（路桥工程师）

一、工程概况

省道308复线涝港至大岭段新建工程第A合同段全长2.14Km，起讫桩号为K0+000～K1+700及K4+860～K5+300。本合同段采用部颁二级公路标准，路基宽度近期为25.5m、远期50m，设计行车速度60km/h。主要工程量包括：大桥556.4m/2座。

二、栈桥设计

本段西溪大桥工程K1+230-K1+350处需搭设平台和栈桥，桥梁的施工机械设备需要在栈桥上作业。栈桥设计在桥梁中线位置布置。设计栈桥桥面宽6.0 m，桥梁总长度120m，分16跨。

全部栈桥和平台采用钢管桩做立柱，立柱用振动锤将管桩打入土层，打入深度根据地质情况而定，主要以贯入度和入土深度控制，以达到设计承载力。管桩为直径600㎜，壁厚6㎜的钢管。在靠管桩顶部处用Ⅰ12槽钢，桩顶焊接钢板，而后铺设Ⅰ32工字钢，工字钢与钢板满焊，使整个平台连成整体，提高稳定性。工字钢横梁上架设贝雷纵梁、面层用Ⅰ25工字钢和枕木铺成。贝雷片与横梁采用U形螺栓锁紧；枕木用玛钉钉成整体，以保证施工机械的安全行走。

三、栈桥的受力验算

1、贝雷架的受力分析及验算：

贝雷纵梁最大跨度为8m，受力分析和验算按8m计算。

枕木：0.8*10³kg/m³

Ⅰ25a工字钢：38.1 kg/m

贝雷架自重：300 kg/片、每片3 m长

枕木重量：0.8*10³*0.15*6*8=5760 kg

Ⅰ25a工字钢重量：38.1*6*16=3657.6 kg

贝雷架自重：300×4/3×8=3200 kg

恒载：5760+3657.6+3200=12617.6 kg

每延米恒载：12617.6/8=1577.2 kg/m

恒载跨中弯距：1/2q1²=1/2*1577.2*8²=50470.4 kg·m

=504.7KN·m

活载：施工中35T吊车履带，所有施工设备中最重，以其作为计算控制的标准。

受力筒算模型为筒支梁，查阅《装配式公路钢桥使用手册》35T履带吊车空车在跨中生产弯距为1400 KN·m、剪力为175KN。贝雷架容许内力：弯距为3152.8 KN·m、剪力为980KN。

栈桥所受弯距：504.7+1400=1904.7 KN·m

1904.7/3152=0.60

按《装配式公路钢桥使用手册》中规定：在弯距未超过容许弯距的5%时，由容许剪力控制。

履带吊车停在一头靠近钢管桩时的剪力最大。

恒载的剪力为1/2q1=63.09KN

吊重物引起的剪力为：225.8*（120/500）=54.2KN

贝雷架所受最大剪力：63.09+175+54.2=292.29≤980KN

经上述受力分析计算得贝雷架能承受施工时产生的荷载，强度能达到要求。

2、钢管桩承载力及稳定性分析：

钢管桩用6㎜Q235热轧钢板卷制而成。

钢管桩的截面积=лR²－лr²=л（600²—588²）/4=11196.6㎜²

钢管桩的极限承载强度=215*11196.6=2407277N

吊车吊重时靠平台所受的荷载T

350*2+120*6=4T

T=355KN

钢管桩顶所承受的荷载：P=126.2+355=418KN≤2407.3KN

强度满足要求。

稳定性分析：

根据压杆稳定性公式：Pcr=л²*EI/（μ1）²

其中μ为下端固结，上端为铰接，并结合以往的计算经验，μ的取值为0.7。

E=2.1*10⁵Mpa

I=1/64*л( R⁴－r⁴ )

=1/64*л( 300⁴－292⁴ )

=40744999㎜

I按顶标高为水平联系槽钢下边缘－2计算，底标高钢管桩打入粗砂混淤泥层的一半计算。查设计资料，设计桩长自由长度≥6.5m，

Pcr=л²*EI/（μ1）²

=л22.1*10⁵*40744999/（0.7*6500）²

=4079158aN=4079KN

Pcr/P=9.2

钢管桩的稳定系数为9.2

根据本工程所提供的地质报告和钢管桩的入土自由长度≥1.2米计算其极限摩阻力为：Q=л·D×ti·li

中粗砂li=1.5m     ti=70Kpa

管桩为直径600㎜桩底强风化承载荷载   G=395.64KN

Q=3.14×0.6×（1.2×70）+395.640

=553.896KN≥418KN

经上述受力分析的稳定性计算。栈桥是安全的。本栈桥可满足35t履带吊、砼搅拌运输车、和施工机械在栈桥上作业的安全要求。

四、栈桥的施工方法

栈桥的施工，采用履带吊车配合震动锤插打钢管桩的施工方法，将钢管桩打入土层中做栈桥桥墩，钢管桩打入深度根据地质情况而定，主要以贯入度和入土深度控制，以达到设计承载力。设计采用45KW震动锤震动沉桩，当震动到贯入度很小（下沉量很少）时，桩顶承载力可达450KN，同时要以达到管桩入土深度6.5 m来校核。确保桥墩的稳定性。

施工步骤是：从0#墩开始，完成0#和1#墩管桩插打后，用水准仪测量标高，按设计标高将管桩顶部处用I12槽钢作水平撑，焊牢于管桩上，横梁和支撑焊接牢固后安装贝雷梁。贝雷梁在陆地按设计拼装，用吊车直接吊装就位。贝雷纵梁安装后，安装横向工字钢，横向工字钢按枕木设置，每根枕木两端必须搁置在工字钢横梁上，工字钢最大间距宜控制在50㎝左右，以改善枕木的抗弯距性能，工字钢横梁用U形螺栓和贝雷梁琐紧，使桥面整体稳定安全。

完成第一跨桥桥面铺设后，吊车上桥在第一跨栈桥上进行第二跨施工，各跨施工按第一跨的施工方法进行。

本段工程拟投入机械设备情况表

附 表 1

2007年11月02日