棧橋設(shè)計及施工工藝

1、棧橋設(shè)計及施工工藝 1 前言 棧橋是工地現(xiàn)場為解決水中材料、 設(shè)備運輸和人員通行而修建的臨時橋梁設(shè)施， 按材料 分鋼棧橋和木棧棧橋， 但目前廣泛采用鋼結(jié)構(gòu)， 木棧橋已極少采用； 按棧橋功能及荷載分人 行簡易棧橋和車載棧橋， 單純滿足作業(yè)人員通行的棧橋相對較少， 棧橋設(shè)計施工也比較簡單， 更多是人、車混合，功能綜合型較強。不同工程項目應(yīng)根據(jù)橋位水文、地質(zhì)、地形等條件， 結(jié)合施工工期、材料、設(shè)備狀況、功能要求及通行荷載類型，進行設(shè)計施工。 2 棧橋的適用范圍及特點 棧橋適用于： （ 1）河流流速相對較緩，最大流速不超過3m/s。 （2）河床有一定厚度的覆蓋層，能夠滿足鋼管立柱自穩(wěn)。 （3）河面無大

2、量漂流物。 （4）棧橋修建不影響河道正常通航要求。 其特點是可以大量采用常規(guī)材料、周轉(zhuǎn)性材料進行快速搭建，在短期內(nèi)能夠投入使用。 能夠有效地解決水上物資材料快速供應(yīng)、 機械設(shè)備及人員通行等問題， 具有快捷、 方便、安 全、經(jīng)濟等特征。 3 棧橋的結(jié)構(gòu)構(gòu)造 棧橋由基礎(chǔ)、 立柱、 橋面及附屬結(jié)構(gòu)等部分組成。 一般利用支撐于堅硬地層的鋼管樁直 接支撐橋面結(jié)構(gòu)， 鋼管樁既是棧橋基礎(chǔ)又是立柱柱身， 鋼管立柱在水面以上部位設(shè)置橫向聯(lián) 結(jié)系， 增強結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，立柱上端布置橫向分配梁， 分配梁上架設(shè)安裝縱向主梁， 主梁 頂面鋪設(shè)橋面分配梁及橋面鋼板，兩側(cè)設(shè)置護欄、照明及其他附屬設(shè)施。 3.1 鋼管樁立柱

3、鋼管樁立柱是棧橋主要承載結(jié)構(gòu)， 通常采用直徑 6001200mm，壁厚 6 10mm 的鋼管， 常用規(guī)格為 600 800mm ，壁厚 8mm 左右的成品鋼管。具體項目根據(jù)計算分析及現(xiàn)有材 料進行確定。 每個支墩可采用雙排或單排鋼管樁， 需要根據(jù)具體特征進行對比分析， 滿足技 術(shù)條件下， 盡可能經(jīng)濟實用。鋼管樁打入河床，其打入深度以貫入度和入土深度控制， 原則 上樁底應(yīng)進入堅硬地層， 保證承載力滿足設(shè)計要求， 并處于汛期沖刷深度以下， 滿足汛期安 全需要。水面以上部分鋼管設(shè)置聯(lián)結(jié)系，形成整體結(jié)構(gòu)。 3.2 立柱頂橫梁 立柱頂橫梁一般采用 20 36 的工字鋼，鋼管立柱頂部管壁上開口，將工字鋼置

4、于 口槽內(nèi)，同時，焊接牛腿支撐。 3.3 主梁 主梁一般采用型鋼、貝雷梁、軍用梁或萬能桿件，跨距較小時，一般選擇型鋼鋪設(shè)；貝 雷梁、 軍用梁適合于跨距較大、 棧橋長度較長、工程量大的的項目，萬能桿件拼裝梁應(yīng)用相 對較少。 3.4 橋面結(jié)構(gòu) 橫向采用 I20 工字鋼， 按設(shè)計間距鋪在主梁， 縱向采用 20 槽鋼，橋面采用 6mm 冷軋鋼 板或其他材料。兩側(cè)欄桿立柱及扶手，利用鋼管或角鋼以及其他材料焊接在橫梁上，高度 50 80cm. 橋面一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置人行道及欄桿和電力線路通道。 4棧橋設(shè)計 4.1 棧橋設(shè)計主要內(nèi)容 （1）棧橋位置、長度及功能，依據(jù)總體施工方案和施工需要確定。 （2）棧橋技術(shù)標

5、準，包括橋面寬度、荷載等級、使用年限、棧橋橋面標高等。 （3）棧橋材料選擇，包括基礎(chǔ)、立柱、柱頂橫梁、主梁、橋面分配梁、橋面板及附屬 設(shè)施等。 （4）設(shè)計驗算，相參見 4.2 條內(nèi)容。 （5）棧橋設(shè)計施工圖，即棧橋總體構(gòu)造及分部施工設(shè)計。 （6）棧橋施工方案。 4.2 棧橋設(shè)計驗算內(nèi)容 （1）棧橋的設(shè)計按主梁、橋面系及下部構(gòu)造三部分分別進行驗算； （2）主梁驗算時，結(jié)合橋面結(jié)構(gòu)的剛度大小，采用杠桿法進行橫向分布系數(shù)的計算， 然后運用計算程序在考慮了自重、汽車荷載、 沖擊力、風力等多種因素情況下，按實際可能 發(fā)生的各種荷載組合，對構(gòu)造結(jié)點位移、桿件應(yīng)力等進行詳細計算和分析； （3）橋面系按橋面板

6、、縱梁、橫梁的順序分別進行驗算； （4）鋼管樁驗算時，首先計算各片梁的最大反力值，然后作用在橫梁上，再進行加載 計算。 采用橋梁博士軟件分別對單樁承載力、 樁身內(nèi)力及樁頂位移進行計算。主要荷載：靜 水壓力、流水壓力、風力、浪激力及施工荷載； （ 5）棧橋應(yīng)盡量靠近主橋， 但又不能影響主橋的施工。 一般選擇平行主橋的軸線方向。 還要根據(jù)施工碼頭的布置，選擇布置在上游還是下游，并充分考慮各種因素的影響。 4.3 設(shè)計參考事項 （1）在覆蓋層較厚的灘涂區(qū)域，采用小管徑鋼管樁群樁作為臨時鋼棧橋的基礎(chǔ)，具有 施工方便、造價低等優(yōu)點。 （ 2）在風大、浪高的區(qū)域。利用加勁橫撐及限位板可大大地減小主梁的縱、

7、橫向位移， 保證棧橋的縱、橫向穩(wěn)定。 （ 3）樁頂采用嵌入式雙工字鋼作分配式墊梁，因其具有足夠的剛度，可較好地進行 應(yīng)力分配，保證群樁受力良好。 （4）采用大塊焊接鋼板代替臨時棧橋常用的木板作為橋面板，可以大大地降低棧橋的 維修費用，特別使用時間較長的臨時棧橋值得采用此方案。 5 棧橋施工 5.1 總體施工方案 棧橋施工一般從岸邊開始，逐步向水中延 伸，鋼管中采用輪式或履帶吊機配合振動錘下 沉到位，吊機根據(jù)起吊重量和范圍進行選擇。 水深區(qū)域，為加快進度，可選用浮式吊機配合 振動錘或浮動平臺上安裝打樁機進行打設(shè)。梁 部貝雷梁或軍用梁在岸上組裝成安裝節(jié)段長度 后，用平板車或拖輪運輸?shù)浆F(xiàn)場，采用吊車

8、或浮吊進行架設(shè)。棧橋施工工藝流程見圖1。 圖1 棧橋施工工藝流程圖 5.2 鋼管樁加工施工 鋼管樁在加工場制作完成后，平板車運輸?shù)浆F(xiàn)場采用輪式吊或 50T 履帶吊結(jié)合振動錘 下沉 。首先進行測量，吊機初步定位，鋼管運輸?shù)轿缓蟮跗痄摴軜?，喂入樁錘、樁帽中， 下部用抱鉗夾住 。 調(diào)整導向架的垂直度，檢查樁錘、樁帽、 導向架和管樁的中軸線是否一致， 采用全站儀 測量樁位坐標并與設(shè)計比較，確定樁的前后移動距離，當樁位偏差在規(guī)定范圍后可開始沉 樁。首先利用管樁和錘的自重將其壓入覆蓋層，直至不下沉為止。在沉樁過程中控制好樁 錘落距，作好施工記錄，當貫入度達到控制貫入度時，即可停錘。 鋼管樁需要現(xiàn)場接長時，

9、連接可采用外拼板與接頭對焊相結(jié)合的焊接方式或法蘭盤栓接 方式。 焊接材料應(yīng)與焊接材質(zhì)相匹配， 焊縫長度及焊縫高度滿足規(guī)范或設(shè)計要求； 對接必須 保持順直，順直度允許偏差小于 0.5。 鋼管樁打入后， 根據(jù)設(shè)計的鋼管樁頂標高，割去多余的鋼管樁，并在鋼管樁上割槽，能 準確放置通長的橫梁工字鋼，且同一個墩的兩根鋼管樁的槽口必須在同一直線上。 5.3 軍用梁、貝雷架的拼裝和架設(shè) 在加工場對貝雷桁架或軍用梁分片進行組裝， 平板車運輸?shù)浆F(xiàn)場， 利用履帶吊車或輪式 吊機安裝貝雷桁架或軍用梁。 吊裝前先用粉筆在墩頂橫墊梁上定出貝雷片或軍用梁的具體位 置。架設(shè)按照從橋一側(cè)向另一側(cè)的順序進行。 第一片梁架設(shè)后采取

10、臨時固定措施， 以后各片 梁架設(shè)后盡快橫向連接，形成整體 。 5.4 橋面系施工 主梁安裝完成后， 采用人工配合吊機鋪設(shè)橫橋向工字鋼， 然后用吊機整體吊裝橋面板安 裝單元， 從一頭向另一頭鋪設(shè)； 防護欄桿的施工緊跟著進行， 其施工進度落后于橋面板一跨 主梁的距離。 橫梁工字鋼直接鋪到貝雷梁或軍用梁上， 但每條工字鋼都要正對貝雷梁的豎桿或斜桿位 置，確保受力滿足要求。工字鋼鋪好后，馬上用16圓鋼做成的 U 型卡將其卡在貝雷梁上 同時擰緊螺絲。 縱梁槽鋼通過汽車和吊車進行安裝。 槽鋼按設(shè)計間距鋪好后， 每條槽鋼都要與橫梁工字 鋼采用點焊焊好，使它們成為一個整體，滿足受力要求。 6 機具設(shè)備配置 利

11、用水上設(shè)備施工時，應(yīng)配置拖輪、浮吊等設(shè)備。設(shè)備配備見表1。 表 1 棧橋施工機械設(shè)備配備表 序號 設(shè)備名稱 型號規(guī)格 單位 數(shù)量 備注 1 震動錘 90 型 個 各1個 2 吊車 25T50T 輛 2 3 交流電焊機 500kVA 臺 4 4 彎曲機 6-38 臺 6 5 切斷機 32 臺 2 6 平板車 12t 35t 臺 3 7 質(zhì)量措施 （ 1）為滿足棧橋在施工中的受力要求，棧橋設(shè)計為重載棧橋，樁基沉降和結(jié)構(gòu)剛度控 制設(shè)計，通過每天對樁基沉降的觀測來計算和檢測棧橋的承載力是否滿足設(shè)計要求。 （2）鋼管樁單樁承載力控制：施工完畢第一排樁即做單樁承載力試驗，驗證與設(shè)計的 偏差值，從而確定單樁

12、震動下沉的最終貫入度，藉以控制各樁打入深度。 （3）樁和排架間的間距用定位架控制，且不得大于設(shè)計值。 （4）排架和排架間的剪刀撐要焊接牢固，所有焊縫接頭嚴格按照標準焊縫進行焊接。 （5）橋面與縱梁、縱梁與橫梁之間通過栓接及焊接方式聯(lián)結(jié)緊密，空隙要楔緊墊實。 （6）棧橋成橋后，用鋼筋堆放于棧橋橋面板上作為靜荷載，分別采用履帶式吊車和滿 載鋼筋的拖車作為動荷載作動荷載試驗，檢驗棧橋的受力性能，確保棧橋使用安全。 （ 7）現(xiàn)場詳細記錄每根鋼管樁入土時間和實際打入深度，記錄內(nèi)容包括樁的加工長度、 樁位水深、入土深度、振動錘的振動頻率，確保入土深度。 （8）加強棧橋橋面板與縱梁的連接，保證正確的受力。

13、8 安全措施 （1）施工前報航道、海事、水利等有關(guān)部門審批通過，發(fā)布施工通告，設(shè)立相應(yīng)通航、 助航標志及夜間警示燈。 （2）在棧橋和工作平臺上下游按規(guī)定設(shè)置航標，在夜間需有燈光顯示，防止船舶撞擊。 夜間施工須有充足的燈光照明 ,并懸掛醒目的安全警示牌。 （ 3）棧橋標高，必須高于施工期最高水位1m 以上。 （4）在施工期間，設(shè)專人檢查棧橋和工作平臺，若有異常情況發(fā)生，應(yīng)及時采取措施， 確保施工安全。 （5）為保證施工人員和過往行人在棧橋施工區(qū)安全，在棧橋和工作平臺均應(yīng)設(shè)立防護 欄桿，并需安裝牢固。 （ 6）經(jīng)常清除棧橋和工作平臺上游側(cè)的漂浮物（特別是在洪水期 ），防止堵水， 危及棧橋 和工作平臺安全。 （7）堆放在棧橋和工作平臺上的機械設(shè)備和料具重量不得超過設(shè)計荷載量。 （ 8） 對通行車輛數(shù)量采取限制措施，以避免意外交通事故發(fā)生。 （ 9）為方便車輛會車將采取補樁增設(shè)平臺以拓寬部分棧橋橋面。 （ 10 ）堅持特殊工種的持證上崗制度，杜絕無證上崗操作行為。對施工機械要加強維修 與保養(yǎng)，嚴格選用符合技術(shù)和安全規(guī)定的施工機具，并堅持安全掛牌制