栈桥施工方案及计算书[1]

1 栈桥概述

新建铁路赣州至韶关段韶关浈江大桥处于浈江急湾段，桥位处河宽约200m，线路与河流斜交角度为15度。桥址处地表为第四系全新统人工填筑粉质黏土，残坡积粉质黏土，第四系全新统冲、洪积粉质黏土、粉砂和卵石土，下伏石炭系下统石灰岩。浈江为规划Ⅶ级航道，为了尽量减少水上施工对航道的影响，根据浈江目前河床特征，结合本工程施工条件及要求，拟在韶关浈江大桥与韶关疏解线浈江大桥之间从韶关岸[D5#]墩河堤开始沿两桥中轴线位置搭设栈桥至[D3#]墩钻孔桩水上施工平台附近。栈桥设计定位为可供砼运输车与25t汽车吊在其上通行。 2 栈桥结构形式

栈桥桥面设计宽6m，总长70m，桥面标高出常用水位3m。栈桥采用双排4m一跨υ530mmδ=10mm钢管桩基础，桩长根据河床地质不同而有所不同，桩之间剪刀撑采用[12cm槽钢。 桩顶焊接□80cm×80cmδ10mm钢板作桩帽，采用I56#工字钢作为栈桥下横梁,其上搁置7条I40#工字钢间距0.9m做纵向分配梁，然后上铺间距30cm横向分配梁[14cm槽钢及桥面板为δ8mm的钢板，其中钢管桩、桩帽、下横梁、纵向分配梁构均加强焊接牢固，确保其稳固性满足荷载要求。栈桥结构形式见附图。 3 栈桥结构强度验算 3.1[14槽钢横向分配梁验算 3.1.1荷载

3.1.1.1均布荷载

桥面钢板：qa=7.85×0.008×0.3=0.019KN/m [14槽钢横向分配梁：qh=0.279KN/m

则：均布荷载合计为：q=0.298KN/m 3.1.1.2车辆荷载

栈桥设计可通过砼运输车（总荷载约40t）与25t汽车吊。只有单辆车通过栈桥。为简化计算，取汽车后轴150KN作为验算荷载。汽车后轴荷载由两根槽钢负担，因纵向分配梁间距为0.9m，则每根横向分配梁的每节段荷载为：

冲击系数：μ=a/（b+l）=20/（80+6）=0.233 P=150/4×(1+0.233)=46.24KN。

3.1.2计算模型

按单跨简支梁计算，取汽车荷载在横向分配梁跨中时验算，计算模型如图1所示。

图1 [14槽钢横向分配梁

3.1.3弯矩验算

Mmax=Pl/4+1/8×ql2=46.24×0.9/4+0.298×0.92/8=10.44KN.m [14槽钢横向分配梁抗弯模量=0.0805×10-3m3

σmax= Mmax /W=10.44KN.m/0.0805×10-3m3=129.7MPa＜[σ0] 满足要求。 3.1.4剪力验算

Qmax=P/2+ql/2=23.26KN

τmax=( QmaxSm)/(Imδ)=65.6Mpa＜[τ]=100MPa 满足要求。 3.2 I40工字钢纵向分配梁验算 3.2.1荷载

3.2.1.1均布荷载

桥面钢板：qa=7.85×0.008×0.9=0.06KN/m

[14槽钢横向分配梁：qh=14.53×3×10/1000/0.9=0.49KN/m I40工字钢纵向分配梁：qh=0.676 KN/m

则：均布荷载合计为：q=0.06+0.49+0.676=1.23 KN/m 3.2.1.2车辆荷载

取汽车后轴150KN作为验算荷载。

冲击系数：μ=a/（b+l）=20/（80+4）=0.238

每片纵向分配梁荷载：P=150/4×(1+0.238)=46.42KN。 3.2.2计算模型

按单跨简支梁计算，取汽车荷载在纵向分配梁跨中时验算，计算模型如

图2所示。

图2 I40工字钢纵向分配梁

3.2.3弯矩验算

Mmax=Pl/4+1/8×ql2=46.42×4/4+1.23×42/8=48.88KN.m I40工字钢纵向分配梁抗弯模量=1.09×10-3m3

σmax= Mmax /W=48.88KN.m/1.09×10-3m3=44.84MPa＜[σ0] 满足要求。 3.2.4剪力验算

Qmax=P/2+ql/2=25.67KN

τmax=( QmaxSm)/(Imδ)=9.7Mpa＜[τ]=100MPa 满足要求。 3.3 I56工字钢下横梁验算 3.3.1荷载

3.3.1.1均布荷载

桥面钢板：qa=7.85×0.008×6=0.377KN/m [14槽钢横向分配梁：qh=0.49KN/m I40工字钢纵向分配梁：qh=4.732 KN/m I56工字钢下横梁：qh=1.062 KN/m

则：均布荷载合计为：q=0.377+0.49+4.732+1.062=6.66 KN/m 3.3.1.2车辆荷载

取汽车后轴150KN作为验算荷载。

冲击系数：μ=a/（b+l）=20/（80+3.5）=0.24

每片纵向分配梁荷载：P=150/2×(1+0.24)=93KN。

3.3.2计算模型

按单跨简支梁计算，取汽车荷载在纵向分配梁跨中时验算，计算模型如图3所示。

图3 I56工字钢下横梁

3.3.3弯矩验算

Mmax=Pl/4+1/8×ql2=93×3.5/4+6.66×3.52/8=91.57KN.m I56工字钢纵向分配梁抗弯模量=2.342×10-3m3

σmax= Mmax /W=91.57KN.m/2.342×10-3m3=39.09MPa＜[σ0] 满足要求。 3.3.4剪力验算

Qmax=P/2+ql/2=58.16KN

τmax=( QmaxSm)/(Imδ)=9.6Mpa＜[τ]=100MPa 满足要求。 3.4 钢管桩验算 3.4.1钢管桩承载强度验算

汽车后轴通过钢管桩上方时，钢管桩承受的最大荷载：P max=Qmax= 58.16KN。钢管桩用δ10mmQ235热轧钢板卷制而成，直径为530mm。 钢管桩的截面积=лR2-лr2=16334.2㎜2

钢管桩的极限承载强度P=215×16334.2=3511.85KN

P＞P max

钢管桩强度满足要求。 3.4.2桩底承载强度验算

栈桥采用υ530mm钢管桩打入河床以下深度4m（平均值），有效锚固长度按3m计算，τp取50KPa。

单桩摩擦承载力：

P=0.3ULτp=0.3×(0.53×3.14)×3×50=74.9KN P＞P max

且根据本工程地质特征，钢管桩可直接穿过河床覆盖层达到基岩面上，该河床基岩承载力为1000KPa。

桩底承载强度满足要求。

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25t汽车吊、砼运输车、和施工机械在栈桥上作业的安全要求。 4 栈桥施工 4.1钢管加工

钢管桩均由专业厂家加工后运至施工现场，其制作加工严格按有关规范要求进行。 4.2 钢管桩的沉放

岸上部分由25t汽车吊配合振动锤（带液压钳）插打钢管桩的施工方法，将钢管桩打入河床中做栈桥桩基础，要求桩底达到基岩面上，确保桩基的稳定性。水中部分则通过锚泊定位好的水上吊装船吊入船头导向架，利用振动锤沉放到位。施工顺序是由由[D5#]墩河堤岸向水中[D3#]墩方向逐跨施工。钢管桩沉放控制采用全站仪进行定位测距放样控制，确保其桩位精确性。振动锤与钢管桩的中心轴应尽量保持在同一直线上。每一根桩的下沉应连续，不可中途停顿过久，以免覆盖层的阻力恢复，继续下沉困难。沉桩时以到基岩面不再下沉为停振标准。 4. 3 栈桥搭设

由[D5#]墩河堤岸向水中[D3#]墩方向采用25t汽车吊配合振动锤（带液压钳）打υ530mmδ=10mm钢管桩施工，钢管桩逐跨下沉，跨距为4m，每跨两根钢管桩，其长度根据现场尺寸下料。桩与桩之间则采用[12槽钢作剪刀撑连接，并准确控制钢管桩顶面高程，进行整平，保证钢管桩顶面标高一致。然后在钢管桩顶面焊一块80cm×80cmδ10mm钢板作桩帽并焊牢固定好，采用I56#工字钢作为栈桥下横梁,其上搁置7条I40#工字钢间距0.9m做纵向分配梁，然后上铺间距0.3cm横向分配梁[14cm双槽钢及桥面板为δ=8mm的花纹钢板，其中钢管桩、桩帽、下横梁、纵向分配梁构均加强焊接牢固，确保

其稳固性满足荷载要求，桥面两侧采用竖向υ48钢管作立柱高1m，间距2m，横向两根υ48钢管间距0.5m连接作人行护栏。 5 技术、安全保证措施

（1）钢管桩制作，必须符合设计及规范要求。

（2）钢管桩沉桩偏位控制在设计范围内，以保证结构受力可靠，以及避免与工程桩位，承台冲突，栈桥施工每跨的各种构件安装可靠后，才能上重载。

（3）汽车吊在栈桥上沉桩时，吊车应居中，以保证栈桥和吊车安全。 （4）每排钢管桩施打完毕，应进行桩间连接，剪刀撑焊接质量可靠，以保证桩的稳定性。

（5）水上吊装船水上沉桩时，必须抛足够大、可靠的锚、缆固定施工船，走锚、缆断。

（6）栈桥上单向行车，且车速不得大于8km/h。