鋼棧橋設(shè)計及施工方案

摘要：通過海南東環(huán)線萬泉河特大橋水中基礎(chǔ)工程的施工，對水中鋼棧橋施工技術(shù)進行了闡述，并對施工方法進行了探討，提出了計算方法和技術(shù)措施。關(guān)鍵詞：海南東環(huán)線；萬泉河特大橋；鋼棧橋；施工技術(shù)工程概況海南東環(huán)線位于海南省東海岸，北起海南省省會?？谑校现林麩釒I海旅游度假勝地三亞市，途經(jīng)文昌、瓊海、萬寧和陵水等四市縣，線路全長308.11正線公里。萬泉河雙線特大橋位于瓊海，橋全長3971.92m,其中0#臺?50#墩、71#墩?122#臺為陸地墩臺,51#墩?70#墩跨越萬泉河，為水中墩。基礎(chǔ)均為群樁鉆孔樁基礎(chǔ)、矩形承臺，結(jié)構(gòu)尺寸如表1-1:墩辭樁徑心〔皿〕心李臺橫橋?qū)挾?a凈臺順橋長度W-^承臺咼度(m)+>1.Op11.'3p ]7.如 [雙柱式實心墩戶九北肝.11..驚化22p圓端型牢社墩門57.5%1.穌11.3p 「7.茄圓端舉亭心墩4：1.25^11.'3p7.如易圓端型宰心墩門64~70*^1.Op5.駐 [.險雙柱式實心墩樸橋址百年一遇河道設(shè)計洪(潮)水位為10.47m,設(shè)計流量為17060m3/s,斷面平均流速2.23m/s；設(shè)計測時水位3.0m,施工水位考慮3.0m。本橋位于近海地帶，受季節(jié)降雨、臺風(fēng)及上游水庫影響，河道水位值相差較大，現(xiàn)場實測水位落差可達(dá)4.0m，56?63#墩深水基礎(chǔ)施工難度大。水中橋址區(qū)域地層巖性從上而下主要為:細(xì)砂、中砂、粗砂、全風(fēng)化、強風(fēng)化、弱風(fēng)化砂巖，部分墩位巖層直接過渡橋址區(qū)域砂層厚。本橋主墩承臺基礎(chǔ)屬高樁承臺，承臺置于河床面，擬采用搭設(shè)鋼棧橋及“先樁后堰”工法施工樁基及承臺。鋼棧橋設(shè)計對于鋼棧橋設(shè)計，我國目前尚沒有可以遵循的規(guī)范。為此，在鋼棧橋設(shè)計中，我們遵循相關(guān)要求和頁腳內(nèi)容1規(guī)定，同時遵守國家及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)資料和有關(guān)設(shè)計手冊。2.1鋼棧橋構(gòu)造形式考慮歷年洪水水位，橋面標(biāo)高設(shè)置為9m,在特大洪水來臨之時，本橋不通行。棧橋設(shè)計采用多跨連續(xù)梁方案，全長453m，共計42跨，每7跨為一聯(lián)，其中26跨長12m，15跨長9m，1跨長6m。貝雷梁結(jié)構(gòu)：施工鋼棧橋采用“321”型貝雷桁架，每聯(lián)之間設(shè)立雙墩，采用2組單層雙排貝雷桁架，其間距采用4.5m；橋面全寬6.0m；橋面系：由防滑鋼板和型鋼組成的，橋面板厚度為10mm，橫梁為I40b工字鋼，間距1.5m；縱梁為112.6工字鋼，間距40cm；樁基礎(chǔ)：f550,d=10mm厚鋼管樁，材質(zhì)為Q235，采用鋼板卷焊。棧橋設(shè)計使用期為24個月，為保證施工車輛行駛安全沿欄桿出順橋向設(shè)置通長I28工字鋼作為路緣保護以防止車輛墜落。棧橋設(shè)計荷載參數(shù)：汽－超20（單列）；設(shè)計行車速度為15km/h。/http_imgload.cgi?/rurl4_b=5fd0746438ef4c4edcf5245c87f057c566be940eeefae7241bef7826e7ea90328282531dca21a9ba06d132e871875fb00c92f46552cf6d4c63bf86f2aed3399cccd16db0bfIIWEE鬧善樁55025D衍竝hX字鋼下橫梁e7241bef7826e7ea90328282531dca21a9ba06d132e871875fb00c92f46552cf6d4c63bf86f2aed3399cccd16db0bfIIWEE鬧善樁55025D衍竝hX字鋼下橫梁啲巧！弟d7c5af5b22cff387564286ff3631ee上槽鋼-才占那1?1肪滑鋼板二列羊蠱眾徘皿雷梁圖2.1-1：鋼棧橋橫斷面圖2.2鋼棧橋設(shè)計計算荷載計算棧橋設(shè)計通過吊機、混凝土罐車等重車，根據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTGD60-2004)?4.3.1規(guī)定，車輛荷載采用汽－超20級荷載時其技術(shù)指標(biāo)如下表所示:/http_imgload.cgi?/rurl4_b=5fd0746438ef4c4edcf5245c87f057c5ca25ad74b7dfa9a73a9f7ed6cfa898da9ceed07f366c29f1cbedb5e91cd6720556802fe5e467a24f90066b9fc1119704c1afb275e0f4d584a44e3c239925478f8f654fb5?H 1枝術(shù)歯標(biāo)單扯技術(shù)4S極㈱輪SSthl.M前輔賣力為準(zhǔn)值kNJHI 前龜背地寬度艮喘攪uh中蟻畫力標(biāo)濮但"130中r右輪■地直窿段械JSwiti.fimO.2后枷■力標(biāo)踵僵kM2M1*1料外滯尺審1螯梵3K〕in15-i.SJ4-1.4^7+1.-*表 2.2.1-1 ：車輛荷載技術(shù)指標(biāo)/http_imgload.cgi?/rurl4_b=5fd0746438ef4c4edcf5245c87f057c5376220dac9108e1fbd12e1f53c488d87ea6d198f4ff9d845530ac16e45b979dc6b877f4f9b086f42ca4e3e3c82a83c3622d784ce77bb10991a222b0382070d7daa966cbc

30■3.070!20120140140圖221-130■3.070!20120140140圖221-1立面布置圖設(shè)計計算⑴建立模型及受力計算采用空間有限元法對鋼棧橋進行計算分析，利用MIDAS軟件建立7跨一聯(lián)的結(jié)構(gòu)計算模型，樁底采取固結(jié)，風(fēng)荷載可等效于集中荷載施加在最外側(cè)一片桁架的節(jié)點上。由于水流力作用在鋼管樁上，相當(dāng)于使上部貝雷桁架橫向整體移動而對其應(yīng)力影響不大，故在上部結(jié)構(gòu)分析中，可不考慮水流力的作用/http_imgload.cgi?/rurl4_b=5fd0746438ef4c4edcf5245c87f057c526a8389d46562ddb2da098d8b6e712b85d311459d0d0a5b1a3ad12707be12e0d65663c7e4e586825553892b1a9363c83c04080dbf8dc54c30f69e8ad90600421641b05a6

圖2.2.2-1鋼棧橋模型圖車輛行駛至跨中時彎矩最大，行駛至支點時反力最大，按此兩種工況進行計算，可求得：貝雷梁最大彎矩為870IKNm；剪力最大為230IKN；反力最大為276IKN。⑵結(jié)構(gòu)檢算根據(jù)《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊》查得：/http_imgload.cgi?/rurl4_b=5fd0746438ef4c4edcf5245c87f057c5e680e03cd51c9f683abb91d82b54d4821b65f15a28351fc266a073236b16660e7e5e6be53e458d11f89b7faec2ac180e72e69d3c0b9d8b4ca61514d25d422d231728ea85采用不加強雙排單層貝雷片則：\拚用內(nèi)采用不加強雙排單層貝雷片則：\拚用內(nèi)h\不加強橋梁丿川啜怖集單層三探貂II-單層>ss-788.21576.422頓4?16S7.54S09.+6750.09618.8245.2490.51598.9490.5924^2490,5490.5698,9[8]=1576.4KNm [t]=490.5KN故:[8]max=870KNm<[8]=1576.4KNmt=230KN<[t]=490.5KN合格！根據(jù)《公路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》單樁極限承載力:Q=Qsk+Qpk計算樁深7m，單樁承載力可達(dá)301.75KN>276KN,滿足要求；考慮沖刷線深度3m，則入砂深度達(dá)10m。施工工藝流程鋼棧橋施工流程見圖4-1：施工流程框圖

c1b4c5f48098798a6c685dd3fd1b13f49c9edf7a27fc14d6185ac944462c9c565ef46be3b3d4aa4f43a7fb4d8b1cf6da795d4008fd200bf7e76026aeb1f54施工方法棧橋施工主要由基礎(chǔ)鋼管樁振打、貝雷主桁架設(shè)、橋面鋪裝三部分組成，棧橋基礎(chǔ)施工采用履帶吊配合打樁錘施打鋼管樁；主桁采用在后方場地內(nèi)拼裝分組桁架，將分組桁架運至現(xiàn)場利用吊車組拼成整體；橋面施工采用在后方將橋面分塊加工成標(biāo)準(zhǔn)化模塊，由汽車運輸?shù)轿缓罄寐膸У醯跹b架

頁腳內(nèi)容6設(shè)，依次逐跨施工，如下圖所示釣魚法施工。4-1a906a1e2d741201ce6935f88bb4b4a907c444f6d7dd835b4d5a95e1ef74318ab731a4076e798b77f20db6107a4b9c97c36fc21fc56387eeea87b28176be397c36fc21fc56387eeea87b28176be3維護保養(yǎng)5.1結(jié)構(gòu)維護保養(yǎng)制定《棧橋交通管理辦法》,從人員、車輛、荷載、標(biāo)志、通行、用電、環(huán)保、處罰等方面加以規(guī)定，將因施工機械違章對棧橋造成的損壞減小到最低程度，從而起到對鋼棧橋的日常維護保養(yǎng)的作用。在棧橋進口豎立標(biāo)明載重等級、限制車速等重要通行規(guī)則的標(biāo)志牌，嚴(yán)防超載、超速運行，確保交通運營安全。棧橋使用壽命24個月，必要的維護是保證棧橋使用期正常運營的有力保障，定期對棧橋進行全方位的檢查和保養(yǎng)，以確保棧橋的使用安全。長期觀測棧橋基礎(chǔ)鋼管樁的沖刷情況，對于沖刷過大超過棧橋設(shè)計參數(shù)警戒的位置采用拋砂袋、片石的辦法進行維護；同時在潮水流速較大的區(qū)域設(shè)立沉降觀測點對基礎(chǔ)鋼管樁進行觀測,若發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)有不均勻沉降,立即加以處理。定期檢查貝雷桁架縱梁連接處的銷子、螺栓的松動脫落情況。在銷子周圍涂油脂,以防雨水進入銷孔內(nèi)。定期測量橋梁的跨中撓度，是否有所增加。撓度增加的速度應(yīng)與銷子或銷孔磨損度成正比，其增量應(yīng)該是很小的。如撓度增加過快，表明銷子或銷孔或桁架上下弦桿有了損壞，應(yīng)立即進行詳細(xì)檢查，并采取有效措施解決。鋼棧橋防腐保養(yǎng)棧橋位于特殊的河海環(huán)境中，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件更容易銹蝕，一旦鋼棧橋銹蝕，必然會降低鋼棧橋的承載能力和使用壽命，所以按期除銹、刷漆保養(yǎng)是保證棧橋壽命的重要環(huán)節(jié)。定期認(rèn)真檢查貝雷片、橫撐、斜撐等構(gòu)件的各個部位有無損傷、變形、油漆脫落、銹蝕等情況對銹蝕的部位，必須先將灰塵、油污、銹斑以及各種臟物清理干凈，然后再噴油漆。油漆表面有大面積吐銹，需將吐銹處的面漆、銹斑、氧化皮等徹底清除干凈，并露出光潔的金屬表面，重涂