栈桥施工总结合集12篇

时间:2023-03-02 14:59:19

栈桥施工总结

栈桥施工总结篇1

0.引言

某新建铁路客运专线全长857公里,某标段线路总长62km,总投资42.35亿元,标段中有3座长度大于4000米的隧道,工期紧,施工难度大,工序间施工干扰严重。总结多年隧道施工经验,经过现场调研,反复论证,引进了24米自行式仰拱栈桥,使掌子面、仰拱、二次衬砌能同时施工,大大提高了施工工效,加快施工进度、降低成本、确保施工安全。

1.自行式仰拱栈桥

1.1自行式仰拱栈桥结构

为确保仰拱与拱墙衬砌混凝土防水系统统一,仰拱每循环施工长度和衬砌一致,仰拱施工缝和拱墙衬砌施工缝保持在同一位置。确定栈桥净跨度为24米,考虑两端搭接及坡道,确定栈桥总长为28米。在衬砌前,通过仰拱栈桥的主要施工设备为装载机、自卸汽车、挖掘机等,根据设备的空载重量、重载重量确定以自卸汽车重载时作为自行式仰拱栈桥的验算荷载,考虑一定的安全系数取45吨。

自行式仰拱栈桥由栈桥主体、液压系统、电气控制系统、走行系统等各部分组成。

栈桥主桥主体尺寸:长28米,主桥宽3.9米,高1.5米。

主桥主体构成:桥底部沿隧道纵向平行布置8根40b#工字型钢,其上沿隧道横向布置4根20#槽钢和6根20b#工字型钢,两侧是箱型结构,中间用25#工字型钢支撑 连接。各种型钢作为不同厚度的板组成,具体尺寸如下:

液压系统包括各升降油缸及相关液压泵站、管路;电气系统负责控制各系统的运作,主要由各种继电器、开关、断路器等构成。

行走系统由电机减速机、传动链条、箱体、行走轮等构成。共有4组,分别置于栈桥主体端部两侧,以实现栈桥主体的自动行走。行走装置可以实现横向和纵向行走,灵活方便。

1.2仰拱栈桥行走原理

为满足移动要求,在栈桥两端设置移动行走机构,并设置限位预警装置;行走时,栈桥两端坡桥的抬起、放下由液压系统执行机构完成。自行式仰拱栈桥主要由主桥、行走装置、液压系统、电气系统、限位装置和报警系统等组成。栈桥移动时使用电机驱动,通过齿轮条传动,带动走行轮在走行轨道上移动,其工作步骤如下:启动装于栈桥端部的主桥升降油缸,使栈桥坡桥离地,然后由工人配合,将栈桥行走轨道向前拖动,轨道拖至尽头后,收缩主桥升降油缸,启动走行电机。栈桥在轨道上向前移动,移动至轨道尽头后,重复以上步骤,直至栈桥就位(栈桥横向移动与此类同)。栈桥就位后,主桥升降油缸顶起,使走行轮不受力,待固定后,将前后坡桥放下。

1.3自行式仰拱栈桥施工工序

1.3.1自行式仰拱栈桥施工顺序

(1)仰拱开挖分成左右两部分,先进行一半的开挖。

(2)第一个循环先将左边或者右边的仰拱开挖好,栈桥停放在没有开挖的一侧;将运渣车停放在栈桥上,挖掘机在需开挖的面上,开挖时从栈桥的前端向后端开挖,挖掘机一直停在仰拱标高面上,这样就能保证挖掘机能向运渣车里面装渣。

(3)将其中一侧开挖好后,操作栈桥使得栈桥横移到已经开挖好的那一侧,同样将运渣车停放在栈桥上,挖掘机在需开挖的面上,开挖时从栈桥的前端向后端开挖,挖掘机一直停在仰拱标高面上,这样就能保证挖掘机能向运渣车里面装渣;此时仰拱开挖和仰拱衬砌可以同步进行。

(4)同样重复以上过程完成下一个循环的仰拱施工。

1.3.2施工工艺流程图

1.4与简易栈桥的比较

施作仰拱对掘进干扰大一直是国内隧道钻爆法施工中未能很好解决的一大难题。目前,大多数钻爆法施工的隧道采用半侧施作或简易栈桥的方法进行仰拱施工。但是由于传统栈桥采用的是固定结构,适应性、灵活性差,不但仰拱施工质量难以控制,而且开挖、衬砌不能同步进行,导致劳动强度高、安全事故频发、功效非常低,大大影响了隧道施工速度。施工企业为了完成任务,不得不在隧道狭小的空间里密集配备资源,单一推进掌子面掘进的同时,无法很好的兼顾其他作业面的良好进展,导致二次衬砌的跟进难以保证。采用自行式仰拱栈桥与简易栈桥相比,虽然制造或购置费用使成本有所提高,但由于有效提高生产效率,加快了进度,特别是长隧道的情况下,会起到降低工程施工成本的作用;同时,由于提高了机械化程度,无须人工移动栈桥,大大提高了施工作业的安全性。

1.5采用自行式仰拱栈桥施工的优点

(1)减少施工干扰:仰拱栈桥的成功使用,减少了掌子面开挖施工运输和仰拱施工之间的干扰,掌子面所施工的工装料具可以从栈桥上通过,不影响栈桥下部仰拱施工;同时,栈桥跨度大,为仰拱施工提供了流水作业工作面,提高了施工效率。

(2)该仰拱栈桥易于拼装,施工中行走灵活,能实现纵向及横向移动,移动就位方便,提高了工效。

(3)为仰拱下仰拱作业提供了足够的空间,可以有效地组织起流水施工。

(4)施工安全性高。采用型钢加工制作的仰拱栈桥,结构稳定,安全可靠;在栈桥一侧设置一条可以自动折叠人行通道,采用人员和设备分开通过的方式;桥下设置防护网,保证栈桥下施工作业人员安全。

(5)在完成一个工作面后,在不需要拆卸的情况下利用其行走设施就可以滑动至下一个工作面,节约了传统栈桥重复拼装时间,确保了隧道施工的安全性,避免了人员伤亡事故的频繁发生。

2.自行式仰拱栈桥的实际使用为实现各工序正常、有序施工,节余施工时间,提高隧道施工整体工作效率,使用自行式仰拱栈桥,满足了在安全质量可控的情况下,最大的体现工期成本优势。同时,使用自行式仰拱栈桥时,应注意:

(1)操作栈桥移动人员,必须经过培训并考核合格才能进行作业。

(2)仰拱栈桥就位时,要注意安设的平整性及安设宽度符合设计要求,保证车辆行车安全及不同轮距车辆均能正常通过。

(3)应根据现场实际情况确定车辆通过栈桥时的限速,以保证工作时仰拱栈桥的稳定性及安全性;施工人员在栈桥下作业时严禁车辆通过,以确保作业人员安全。

(4)在栈桥两侧桁架外侧布设安全防护网,防止石渣坠落伤到下方施工操作人员。自行式仰拱栈桥上不的参与混凝土及杂物应及时清理,以保持栈桥上部的清洁。

栈桥施工总结篇2

中图分类号:TU391文献标识码: A

引言

中新化工输煤系统5#栈桥为钢桁架结构,是连接气化框架和3#转运站的重要结构,栈桥楼面标高为40.000m,栈桥所连接两个建筑物的轴线距离为10.900m,栈桥两榀桁架之间的中线间距是4.300m。栈桥楼面上布置有H型钢主梁、I18次梁、水平支撑及6mm厚楼面花纹钢板,5#栈桥总重量约12t,其中5#栈桥端部门式钢架重量约1t,结构立面布置图如下图所示。

一、现场施工条件

气化框架与3#转运站之间的轴线距离为10.900m,净距为10.200m,而5#栈桥总长度为10.500m;5#栈桥主体桁架已经在地面焊接完毕,等待吊装,但是由于气化框架与3#转运站所在跨均有垂直支撑, 5#栈桥在吊装过程中无法进入两个建筑物之间的狭窄空间而不能完成吊装。

二、施工方案的选取、重点和难点

本工程钢结构桁架超长无法进入施工空间, 经设计、施工、监理三方讨论后采取了栈桥分体吊装的方案,即在地面上将栈桥分解,将5#栈桥端部门式钢架与主体切开,将两部分分别吊入栈桥合适位置后再进行空中焊接,完成组装。

施工的重点和难点集中在桁架分体吊装过程中如何确保桁架侧向稳定和安全以及焊接过程中如何减少桁架的移动。

三、栈桥分体吊装及安装过程

1).栈桥桁架地面分割

由于桁架主体与门式钢架分开后,四根上、下弦将处于悬臂状态,将来吊装到空中变形增大,不能准确的与门式钢架及气化钢梁对接,需要在二者分开前将上、下弦端部通过水平支撑、垂直支撑固定,此为分割前的准备工作。

5#栈桥端部门式钢架与上、下弦之间通过角钢与钢板焊接连接,5#栈桥桁架吊回到地面后,利用火焰切割将端部门式钢架与栈桥上、下弦之间的角钢及钢板上的角焊缝熔透,使得二者分开,并且对门式钢架及上、下弦主材没有热应力集中损伤。

2).5#栈桥端部门式钢架吊装

在5#栈桥端部门式钢架梁上设置2个吊点,通过吊于46.000m气化框架钢梁的电动葫芦将门式钢架吊起,同时为了方便起吊,在3#转运站45.000m高度框架钢梁上设置软绳索拉住门式钢架,谨防钢架起吊过程中与气化框架梁、柱及垂直支撑碰撞;电动葫芦通过人工操作,起吊大约1小时后门式钢架吊装就位,等待栈桥桁架主体吊装就位。

3).桁架主体吊装

根据桁架的起吊高度、起重量、起重半径,选择查德马克起重机进行作业,选用直径20mm钢丝绳,对桁架采取四点绑扎法进行吊装。先将桁架主体垂直起吊至40.000m高度,然后将桁架水平移动就位。

4).5#栈桥吊装就位后空中组装

待门式钢架与桁架主体大致就位后,先将桁架主体柱脚与3#转运站连接钢梁通过高强螺栓固定,并通过气化框架上伸出的钢丝绳与桁架主体连接固定,维持桁架主体在高空的稳定;微调门式钢架的位置,使二者准确吊装就位,维持误差5mm,具备焊接条件。先将门式钢架与气化框架钢梁焊接固定,然后通过角钢及钢板将端部门式钢架与上、下弦重新焊接连接,至此完成5#栈桥吊装过程。

结束.

栈桥施工总结篇3

1 引 言

京沪高速铁路是目前世界上一次建成线路最长、标准最高的高速铁路。阳澄湖是江苏省重要的淡水湖泊之一。京沪高速铁路特大桥分别跨越阳澄湖东、西、中湖区,湖中总长度约5.9km,共有181个墩位位于阳澄湖水中,采用双排筑坝围堰施工[1]。有必要加强京沪高速铁路施工期的环境影响研究,继而在理论上对施工行为造成的环境影响进行有效的控制。

2 研究现状

1973年,simons模拟了二维安大略湖冬季环流,其中谈及到了地球自转、非线性加速项、侧边界条件、底部地形、动量的侧边界扩散及不同底摩擦,并提到了三维流体力学方程[2]。2004年,楚敏明对阳澄湖现有存在的水质及流场的一些主要问题进行了简要分析,并提出了相应的措施[3]。

3 施工方案介绍

3.1 双排筑坝围堰施工方案

双排筑坝围堰施工方案施工工艺流程为:测量放样修筑围挡清淤泥打桩安装竹帘木桩纵横向连分次填筑堰芯土内外侧护坡填土围堰分仓分次抽水稳定观测围堰整修围堰养护围堰拆除清淤。

3.2 钢栈桥施工方案

钢栈桥宽4.5米,净宽4.0米。每150m在栈桥右侧设一长20m、宽3m的会车道。水中桩基采用搭设水中钻孔平台,桩位埋设钢护筒进行施工。钢栈桥、水中钻孔平台采用钢管桩基础,双排单层贝雷片桁架结构。

4 研究内容与技术路线

京沪高速铁路跨阳澄湖特大桥最终确立为“双排筑坝围堰”施工方案。本次研究主要模拟围堰施工期间阳澄湖流场的变化,并在相同条件下模拟栈桥施工对阳澄湖流场的影响,对比两种方案对流场影响的大小。

1、收集施工前的实测水文数值,对模型参数进行率定。

2、利用Delft 3D可视水动力-水质联合模拟软件系统进行围堰施工期和栈桥施工期的湖泊流场模拟,并对模拟结果进行对比分析。

5 Delft-3D软件及模拟参数选择

5.1 模型设置

Delft-3D是由荷兰水力研究院(Delft Hydraulics)开发设计的三维或二维可视水动力-水质联合模拟软件系统。Delft-3D flow模块是在浅水和Boussinesq假设下,建立不可压缩流Navier Stokes方程。其初始条件如下:在初始状态下(即当t=0的时候),流场静止。其表达式如下:

5.2 边界条件

1、湖岸边界条件:湖岸采用可滑移不可入条件,即岸边的法向流速为零。

2、进、出水口开边界条件:模拟采用实际进出水口流量资料,在进出水口设置开边界,采用流量-时间开边界形式。数值模拟要求进水总流量等于出水总流量。修正系数为,其中, 。

5.3 参数选择

1、F:Coriolsi系数取决于地理纬度和地球的自转角速度,取f=2sin=2*7.27*10-5*sin30.78°=7.44*10-5;

2、重力加速度g:取9.812m/s2;

3、水体密度:取1012kg/m3;

4、底部粗糙度n:采用manning公式,取n=0.028;

5、水平涡动粘性系数:计算调试后取值为10m2/s;

6、时间步长t:t=10min。

6 流场模拟结果与分析

6.1围堰、栈桥施工期间二维流场数学模型

图1 围堰施工期间流场流速等值线模拟结果(阶段1)

图2 栈桥施工期间流场流速等值线模拟结果(阶段1)

图3 围堰施工期间流场流速等值线模拟结果(阶段2)

图4 栈桥施工期间流场流速等值线模拟结果(阶段2)

图5 围堰施工期间流场流速等值线模拟结果(阶段3)

图6 栈桥施工期间流场流速等值线模拟结果(阶段3)

图7 围堰施工期间流场流速等值线模拟结果(阶段4)

图8 栈桥施工期间流场流速等值线模拟结果(阶段4)

6.2围堰、栈桥施工二维流场影响对比

从阶段1的结果可以看出,各出入口流速两者大致相同。湖中部狭窄咽喉附近,栈桥期间0.008m/s的流速区域面积相对围堰期间较大。西南区域,栈桥期间0.004m/s的流速区域面积相对围堰期间较大。靠近施工段出口处,栈桥期间0.004m/s的流速区域面积相对围堰期间较大。

从阶段2的结果可以看出,各出入口流速栈桥期间的较大。湖中部狭窄咽喉附近,栈桥期间的流速较大。西南区域,栈桥期间0.003m/s的流速区域面积相对围堰期间较大。靠近施工段出口处两者差别不大。

从阶段3的结果可以看出,各出入口两者差别不大。湖中部狭窄咽喉附近两者差别不大。西南区域,栈桥期间0.004m/s的流速区域面积相对围堰期间较大。靠近施工段出口处两者差别不大。

从阶段4的结果可以看出,各出入口栈桥期间流速较大。湖中部狭窄咽喉处,栈桥期间流速较大。西南区域两者差别不大。靠近施工段出口处,栈桥期间流速较大。

7 结 论

研究针对京沪高铁跨阳澄湖大桥两种施工方案—双排筑坝围堰施工方案和钢栈桥施工方案,对原有的湖区流场可能产生影响,展开相关研究,从而掌握大桥施工对阳澄湖流场的影响规律。研究采用Delft-3D可视水动力-水质联合模拟软件系统对大桥施工过程中的流场进行模拟,模拟施工四个阶段二维流场。对比分析了围堰施工与栈桥施工过程中流场变化情况与流场影响大小。通过分析,得出如下结论:

1、围堰的施工改变了阳澄湖西湖的流场,具体表现在:对湖区整体流向没有改变,但对局部区域的流速产生了影响。出入口处的流速变化不大。主要原因是围堰施工对原始流场产生截断,从而原有流程变短,流速变小。同时由于围堰的修建,产生了局部的死角区域,在死角区域最容易产生流速较小的现象。因此,围堰施工对原始流场产生较大影响。

2、对比栈桥施工与围堰施工,栈桥及围堰施工都是对局部区域的流速产生了降低影响。但围堰施工相对栈桥施工对局部区域的流速降低量更大,主要原因是栈桥施工只是位于水中的桥墩对水流产生小部分的阻隔,而围堰施工是对施工附近水域进行了整体阻隔,且阻隔面积围堰施工相对较大;同时围堰的修建方式更容易形成死角区域,从而使局部流速降低。因此,围堰施工相对栈桥施工对原始流场的影响较大。

参考文献:

栈桥施工总结篇4

Abstract: Through to described the Hangzhou Jiubao bridge steel Zhanqiao construction method and technology, and checking the Zhanqiao structure model bearing capacity, put forward some design and construction technical measures, in order to offer a reference for similar engineering.

Key words: steel Zhanqiao; construction method and technical measure; bearing capacity;

引 言

在土木工程中,栈桥是一种作为运输材料、设备、人员而修建的临时桥梁设施,按采用的材料可以分为木栈桥和钢栈桥。目前世界上最长的施工栈桥―宁波杭州湾跨海大桥南岸施工栈桥,全长9444米,共633跨,是海上主桥施工物资供应及交通出入的唯一通道,也是整座跨海大桥施工的基础性工程和控制性工程。

总的来说,栈桥有很多特殊服务功能。较大的承载力,便捷的施工,方便的拆除,临时性和可重复性的利用等都是栈桥所具备的显著特点。目前,因为栈桥这些人性化的特点,其建设已经广泛地应用在我国得桥梁施工和大坝施工之中。

从理论上说,栈桥的上部结构可以采用任何形式,但从施工便捷和拆除方便的角度来考虑,大多数采用利于工厂化拼装的结构形式,诸如钢箱梁和桁架梁等。栈桥的下部结构也是从施工和拆除便捷性两方面考虑,一般均采用钢管桩作为基础。

在江河或近海流域中修建栈桥下部结构的时候,潮位变化大,浪高,水流急都是经常面临的不利影响,造成修筑便道和水上运输的很多困难。此时,施工栈桥临时设施的架设就成了一个很好的选择方案。临时施工栈桥作为材料设备的运输通道,利用下部结构的施工平台,水上施工变成陆上施工,不但减小了恶劣环境对施工的影响,而且还缩短和保证了工期,同时它具有减少工程建设对环境的污染与破坏等优点[2]。从而临时栈桥的搭设在桥梁施工中得到了大量应用。

但是迄今为止,国内外研究人员对栈桥的设计和施工很少有系统化的研究成果,大部分都是建立在施工经验上的一些数据。即使是参考文献,涉及研究的较少,没有编制相关的规范,很多是通过参考类似工程来确定设计和施工方案,栈桥设计和施工工艺的经济性和安全性的统一难以做到 。

因为考虑施工便捷而搭设的临时栈桥,普遍处于较为恶劣的环境之中,要长时间经受风,浪,流等环境荷载的影响。现在,对风,浪,流荷载国内外进行了较多研究,也取得了一些成果。但是,因为风,浪,流荷载机理复杂,荷载计算参数也较多,需要提高多方面的认识,才能在工程上准确应用。

本文以杭州九堡大桥的临时栈桥施工搭设为例,建立MIDAS CIVIL的有限元模型对其承载力和稳定性进行验算,着重介绍以局部支架法为主的临时栈桥搭设施工方案,并为以后的栈桥设计和施工提供一定的参考价值。

1钢栈桥施工技术和结构验算分析

1.1工程概况

杭州九堡大桥工程北起沿江大道,南至滨江一路,工程设计范围自桩号K0+000.000~K1+855m,全长1855m。工程主要设计内容包括主桥工程、引桥工程、附属工程等。杭州九堡大桥的钢栈桥分为北岸段和南岸段,北岸段自北岸钢箱梁拼装场地起,沿桥轴线下游至PN1#桥墩附近,北岸段主栈桥长462m,每个承台边设支栈桥,支栈桥长共120m。栈桥宽均为6m。栈桥根据现场地形、地貌,河床变化以及施工条件布置桥跨。由于通航孔设置于PS1、PN1之间,栈桥于PS1、PN1处断开,PS1、PS2栈桥与II标连接。

栈桥使用桥面宽6.0m,高程+9.6m。栈桥桩采用φ800mm×8mm的Q235a钢管桩。下横梁采用I56型钢,主纵梁采用1.5m高的“321”型普通型贝雷梁,共三组,每组布置二榀。贝雷梁上依次铺设I25的横向分配梁,间距1.50m;I12.6的纵向分配梁,间距30cm;桥面板采用δ=8mm钢板,桥面板设置防滑条,最后安装栏杆、照明和管线等附属结构。栈桥在支栈桥入口处设有一个倒车平台,共2个。倒车平台将栈桥加宽为10.6m而成。

1.2栈桥施工

栈桥搭设采用逐跨推进施工,即利用80t履带吊在栈桥上逐跨施沉钢管桩、安装横梁、安装纵梁和上部结构,完成后推进履带吊,逐跨完成栈桥施工。栈桥由北岸大堤向江心逐跨推进。

1.2.1、测量控制

施工时测量定位控制:

施工采用GPS打桩定位系统,首先在岸上建立基站,利用该基站确定打桩的平面位置,利用吊车摆臂来纠正其垂直度的偏差和调整桩位,从而保证钢管桩的垂直度和桩位符合要求。

在岸上设置测量平台,在其上架设2台全站仪进行交汇测量,控制钢管桩的平面位置、垂直度及标高,两台仪器的交会角控制在60O~120O以内,当岸上测量平台满足不了施工控制要求时,在栈桥加宽段设置测量平台。

1.2.2、抛石清除

为保护钱塘江防洪堤,在防洪堤护坦前方有1米厚的抛石防护。为保证栈桥搭栈钢管桩顺利施沉,在栈桥搭设之前,须将栈桥施工范围内抛石清除,拟采用测量人员在放样出栈桥施工墩位位置,然后采用长臂挖掘机或人工清除桩位处抛石,然后再下沉钢管桩。

1.2.3、桥台的处理

由于接岸大堤堤头处现有标高为9.6m,栏杆顶标高为10.4m,栏杆外9.1m标高处有一62cm宽平台。起始墩栈桥嵌入大堤护坡,顶面与大堤沿江大道齐平。采用G10风镐凿除大堤栏杆及护坡,破除宽度为6m。

大堤破除后,将护坡内土整平夯实,安装L梁钢筋,支设模板,浇筑L梁砼。L梁长6m,底部宽2m,厚60cm,台背高1.5m,厚30cm,砼标号为C25。待砼到达强度后安装栈桥主纵梁,搭设栈桥。

由于护坦距离大堤岸边较远,约17m,栈桥第一跨无法直接搭设于水中,需在护坦上浇筑扩大基础,将钢管桩立于扩大基础上。扩大基础与护坦间设32根Ф16钢筋锚钉,扩大基础砼尺寸为6.1*1.5*0.6m,表面设置钢板预埋件,钢管桩与预埋件焊接,再搭设栈桥。

1.2.4、栈桥搭设

栈桥起始跨安装完成后,开始逐跨推进施工。栈桥施工采用80t履带吊DZ90型振动锤逐跨打桩搭设栈桥。施工时要根据吊机的实际起吊性能进行施工,如与设计有不符的地方要及时沟通解决,不能野蛮施工。

1)栈桥由引堤前端向前逐跨推进搭设。

2)栈桥钢管桩采用80t履带吊及DZ90型液压振动锤沉放,然后用80t履带吊逐跨搭设安装栈桥下横梁、贝雷梁、纵横分配梁及桥面板。

3)沉桩过程中应严密注视钢管桩的下沉速度,若在沉桩过程中出现急速下沉,或无法下沉到设计标高时,应综合考虑各种因素并报告项目部分析情况予以处理。

4)钢管桩之间用φ600×6mm钢管连接,以增强其稳定性。

1.2.5、栈桥拆除

根据栈桥的使用情况,在桥梁V腿施工完成,并得到监理工程师的同意后,进行栈桥拆除。栈桥采用80t履带吊逐跨从上到下,从前到后依次拆除,具体的拆除顺序为:

割除桥面板扣头螺栓起吊钢面板拆除桥面板拆除贝雷梁各种约束起吊贝雷梁拆除下横梁和割除平联钢管80t履带吊配合DZ90型震动锤拔除钢管桩,完成栈桥拆除。

参考文献:

栈桥施工总结篇5

引言

随着我国交通建设日益加快,跨水桥梁工程的重要性也越来越突出,其中钢栈桥作为大型水上桥梁的一种关键施工技术,也得到了广泛的应用。下面本文就结合实例,对钢平台和钢栈桥在水中桥梁施工中的各项技术进行分析。

1 工程概况

环湖南路古城段提升改造工程2合同段古城1号特大桥起点桩号为K2+654.140,终点桩号为K5+140.140,中心桩号为K3+897.14,桥梁全长2486m,跨径布置为31×(4×20)m。桥梁左幅宽度14.25m,右幅宽度16.25m,中央分隔带0.5m,总宽31m。桥梁上部结构采用现浇钢筋混凝土连续箱梁,桥墩采用双柱式墩,桥台采用柱式台,基础采用钻孔桩基础。

古城1号特大桥前半段位于虎山坡脚,后半段位于鱼塘沼泽,因此根据地形可将施工钢栈桥分为2段,1号栈桥10#墩处(K2+857.14)~37#墩(K3+397.14)共525m,2号栈桥69#墩(K4+37.14)~94#墩(K4+537.14)共516m,全桥长1041m。其余部分由施工便道顺接。

1.1 地形地貌及水文

本工程位于滇池西岸南段,地形地貌形态明显受构造和地层岩性控制,大致可分为侵蚀溶蚀低中山斜坡地貌、湖泊堆积平原地貌、滇池湖泊地貌。沿线地面海拔高程在1882~1900m之间,总体地形起伏不大。

桥位区域主要为滇池湖泊水体及湿地,少部分林地及坡耕地。

据测量资料,工程区域滇池水位高程在1887.4m~1887.5m之间,桥位区水深0~3.3m,鱼塘水深一般1~2.5m。

2 钢栈桥及钢平台设计

本工程栈桥分为两段采用上承式贝雷栈桥方案。设计荷载如下:

(1)设计荷载为公路Ⅰ级;(2)70t履带吊+30t吊重;(3)施工车辆,按照后八轮车辆组(单辆后八轮总重55t,前后轴分别为14.5t、2×20.25t)计算,车辆间距15m(前车后轴至后车前轴);(4)设计车速15km/h。

2.1 钢栈桥的标高及平面位置

滇池施工水位为1887.5,结合栈桥断面形式,古城1号特大桥的桥面标高、避免水下施工及方便日后梁部施工时模板支架安拆、梁部材料的吊装及施工等,将栈桥桥面标高定为1890m。栈桥位于线路左侧,距左幅翼缘板1.5m。(图2)

2.2 桥跨布置

古城1号特大桥位于滇池岸边,场内施工便道除钢栈桥这条纵向主便道之外,无其他道路可以通行,因此栈桥宽度设为8m,保证施工过程中的道路通畅。

栈桥钢管桩施工采用80t履带吊配合DZ90振动锤吊打,综合考虑履带吊工作半径、起吊能力及施工成本,栈桥跨径拟定为15m。

由于栈桥顺古城1号特大桥桥型布置,有3个曲线段,曲线半径300m,半径小,根据栈桥结构在曲线段如果设置5跨1联会导致矢高过大,距桥位太远,不利于施工。因此在曲线段位置设置3跨1联,直线段设置5跨1联。

2.3 栈桥结构形式

(1)栈桥基础设计。栈桥基础均采用钢管桩,栈桥中墩横向采用3根φ630×10mm钢管桩,桩距3m;钢性支墩横向采用6根φ630×10mm钢管桩,桩距2m,分2排布置。

栈桥普通段落桩顶横梁采用I45a型工字钢,贝雷架直接落于桩顶横梁之上。

(2)贝雷栈桥上部结构设计。承重部分采用贝雷片,主栈桥采用9片贝雷片,分为3组,每组3片,间隔0.9m,贝雷间通过型钢花架连接。

(3)桥面板设计。桥面板横梁采用I14,纵向间距为0.30m,桥面板采用Q235菱花纹钢板,厚8mm。桥梁栏杆采用L75*6mm角钢加工,立柱间距3m,高1.2m,2层横杆。

(4)伸缩缝及止推墩设计。在每一联伸缩缝处贝雷架不用销子连接,并错开12cm,保证足够的间距。此处设置双排钢管桩起止推作用。(图4)

(5)曲线段上部结构设计。曲线段采用插空的方式,如下图所示。

(6)栈桥桥台设计。栈桥桥台采用钢筋混凝土,填筑路堤与钢栈桥相连, 栈桥桥头设砼桥台,采用钢筋混凝土桥台,支座采用双拼I45a工字钢,设纵坡过渡与路堤顺接。

2.4 钢平台结构形式

水上钢平台采用12根Φ800厚10mm的钢管桩作为基础,桩顶横梁为双拼I45a工字钢,上架10片贝雷梁。桥面采用I14工字钢间距0.3m作为分配梁,8mm菱花纹钢板作为桥面板。

钻孔平台设计时应把其看做两个完全断开的部分即:钻孔平台及运输通道。根据本工程桥型特点将钻孔平台设置为4.5m宽,运输通道设置为6m宽。这样做的好处是当桩基施工完成后,可先将钻孔平台拆卸出来提前进入周转循环,待墩柱做完之后再将运输通道进行拆卸进行循环。

3 钢栈桥施工工艺

3.1 工艺流程(图8)

3.2 栈桥钢管桩插打施工

(1)钢管桩的制作。钢管桩的制作均采用一次加工到位,钢管桩的钢板采用Q235B,交货时应有合格的质量检验证明书,证明书中各项内容应符合设计文件和国家标准要求,进场后应按现行标准进行抽检、复验,表面不得有裂缝、气泡、起鳞、夹层等缺陷。

焊接材料应符合中国家现行标准的规定,并采用与主材相匹配的材料。考虑到本工程桥位区域地表淤泥层较厚,施工桩长较长,为节省材料采用开口型钢管桩,充分发挥桩芯“土塞”的作用。

钢管桩焊接时,应满足:①要求采用热轧钢带作管子坯模,以常温螺旋成型,螺旋缝应采用双面自动埋弧焊法焊接。②不等壁厚的钢管可以对接,对接焊缝宜采用埋弧焊进行,在对接管端的螺旋焊缝必须错开D/4以上(D为桩径),对接管端环缝应对称施焊,防止焊接变形,减少次应力。③钢带对接焊缝与管节端部的距离不小于100mm。④正式焊接前的母材清理工作、定位焊要求均应满足设计规范,在施焊过程中不得任意点焊和加码。⑤制造商应根据自己的工艺条件、设备、焊接制造的经验,预留焊接收缩余量,并采取有效措施控制变形。

焊缝允许超高小于3mm,对接焊缝表面各焊道交界处在凹沟时最低点不得低于母材表面。制造完毕,检查其外型尺寸,应符合:

椭圆度:允许0.5%D,且不大于5mm(D为钢管桩外径)

外周长:允许±0.5%C,且不大于10mm(C为钢管桩周长)

纵轴向弯曲矢高:允许0.5%L,且不大于30mm(Li为钢管桩长度)

(2)钢管桩的存放和运输。钢管桩堆放不应过高,为防止滑动钢管桩两侧必须用木楔塞紧,为防止钢管桩产生纵向变形和局部压曲变形,堆放场地尽量平整、坚实且排水畅通。

在钢管桩的运输过程中,为方便钢管桩的起吊,根据钢管桩使用的先后顺序确定钢管桩的摆放位置,加强对钢管桩的保护,减少对管体撞击而造成局部损坏及变形。

(3)钢管桩的插打。钢管桩的打入深度根据桩位实际的地质情况确定,垂直度控制在l%范围内,各墩钢管桩的桩顶高程、桩底高程埋设时停锤标准以设计桩顶高程和桩底高程控制,并以贯入度5cm/min校核。

定期(1次/周)做好钢栈桥的监控量测、测量钢管桩的顶标高变化,并保证相邻钢管柱相对沉降小于3.5cm,否则及时采取措施纠正超过相对沉降量。

(4)沉桩施工要点及注意事项。沉桩开始时,可依靠桩的自重下沉,然后吊装振动锤和夹具与桩顶连接牢固,开动振动锤使桩下沉。施工过程中采用设计桩长与贯入度法进行双控。

每根桩的下沉一气呵成,不可中途间歇时间过长,以免桩周的土恢复,继续下沉困难。每次振动持续时间过短,则土的结构未被破坏,过长则振动锤部件易遭破坏。

钢管桩之间的接头必需满焊,各加长加劲板也需满焊并符合设计的焊缝厚度要求。

3.3 钢管桩间平联、桩顶分配梁施工

栈桥一个墩位处钢管桩施工完成后,立即进行该墩钢管桩间平联、牛腿、桩顶分配梁施工。

3.4 栈桥上部结构安装

栈桥上部结构采用贝雷梁,贝雷梁上横向采用I14工字钢作为分配梁,上铺设8mm厚花纹钢板作为桥面板。横向分配梁及桥面板之间均焊接连接。

贝雷桁架的拼装选择在生产区进行。为便于吊装,栈桥分段预拼,以一跨为一吊,每次吊装3片一组贝雷桁架,所以杆件的拼装和销子的连接均须严格按照图纸施工,拼装完毕,应仔细检查贝雷片数量,销子的连接,合格后方能架设。贝雷桁架的安装是利用测量仪器在桩顶分配梁上精确标示出每组桁架的轴线,利用80t履带吊拼装就位,桩顶分配梁应焊接牢固,栈桥支座中心线应精确对位。型钢的安装是利用测量仪器在桩顶精确标示出中心线位置,利用履带吊拼装就位。桥面板在后场先加工成1.5m×8m的模块,再在现场安装。贝雷桁架与桥面板之间连接采用8mm钢板废料或桩基钢护筒废料切出楔形槽口,卡住贝雷片及桥面板,然后将其焊接于桥面板的I14工字钢下部翼板之上,每块桥面板(1.5m×8m)焊接18个点。每孔上部结构桥面板间留伸缩缝,防止热胀冷缩引起桥面板变形。最后安装护栏立杆、护栏扶手以及涂刷油漆。

4 施工检算

本栈桥施工检算共分以下大块:即基础部分地基承载力与水平荷载检算、8m宽上部结构受力计算(桥面板计算、贝雷桁梁受力计算、I45型钢受力计算)、钻孔平台验算等,不再一一介绍。检算后,满足规范及设计承载能力要求,故方案可行。

结束语

采用钢栈桥施工方案,主要受力由钢管桩传递至持力层,周围土体不会产生沉降,对周围土体扰动较小。

钢栈桥布设救生圈、救生绳以及小型施救小艇。考虑到热胀冷缩对桥梁的有害影响,栈桥适当分联,分联断缝处应设双排止推墩。

钢栈桥施工,水中安全施工至关重要,80t履带吊施工作业要编制特种作业指导书,并严格按作业指导书的流程进行施工,以确保施工安全。

栈桥施工总结篇6

网架结构是一种空间杆系铰接结构,一般使用螺旋球结点连接杆件,形成结构稳定、受力均衡的网状结构,包括屋盖、楼盖和两侧竖向网架。网架整体刚度大、抗震性能好,在水泥厂、电厂等工业厂房材料传输栈桥的设计中应用广泛。网架结构代替输送皮带栈桥传统使用的钢桁架结构,能够大量节约栈桥用钢量,使刚度增强、施工简洁、立面丰富,在建筑市场上具有十分广阔的前景。

1 网架矿石输送栈桥的分类

矿石输送栈桥一般包括水平支撑体系和两端门架,形成稳定、抗震的整体空间结构。钢网架栈桥所承受的荷载可以通过铰接结点向各向杆件分别施加,杆件以轴为基点互相支撑,使承重与支撑结合,形成稳定的一体承重体系。栈桥柱按材料有钢柱和钢筋混凝土柱,实践表明,用网架结构代替钢桁架结构更为合理,不仅结构美观,受理科学,而且节能用钢总量,安装简易,具有可观的经济效益。

网架输送栈桥根据受力结构分类,网架输送栈桥还可分为拼接式网架和扭剪型整体网架。拼接式箱形网架结构分为上下两层网架及侧面网架,与箱式整体网架结构相比,抗弯抗扭性和防止侧向移动的性能价差,刚度较小,因此栈桥两端应设置支撑装置。根据跨度结构要求分为双层和三层网架,剖面形态可以选择将网架组成拱形或其他断面形态。按围护结构类型分为封闭网架栈桥、露天网架栈桥两种。封闭网架栈桥又包括箱体网架、楼层平板网架加轻钢拱顶,经常应用于封闭的矿石输送栈桥。其中整体式箱形网架结构刚度较好,性能优秀。露天输送栈桥平台由于没有侧面封挡,因此一般采用单层平板网架。

2 网架输送皮带栈桥的设计

建构水泥厂的矿石输送皮带栈桥,首先根据工厂栈桥设计的跨度、构造、剖面、净空、平面尺寸等要求,以及风载等外部实际参数,选择栈桥的网架造型,如考虑采用封闭围护的箱形整体网架栈桥。

设计第二步,应根据栈桥工程的荷载条件、运行要求及建筑格式配合,在用钢量尽量小的前提下,对网架格数、栈桥高度、上下层网架厚度等参数,计算出最优化的结构造型。以多种结构形式的钢网架栈桥的设计计算作为参照,主要按照以下程序进行:

2.1 选择计算模型

以箱式网架栈桥为例,设计模型分为双层网架承力栈桥和箱体网架承力栈桥。前者为两层协调受力的平面栈桥,网架分为楼层、屋面两部分,外挂式墙架护于两侧。这种网架的设计可采用较为简单的计算形式,将楼层网架和屋面网架看做独立的两片平板网架,并将外侧的外挂式墙架看成简易拉杆,使两侧变形一致;后者一般为封闭的整体箱式网架结构,由楼层网架、屋面网架和两侧面网架组成封闭整体,整体刚度较好,控制变形能力较强。根据实际应用需要,可将结构造型设计为拱形等横剖面,将侧面和屋面网架与楼层网架形成箱式整体。

2.2 网架结构形式

根据实际使用要求,水泥厂输送栈桥一般采用双层网格,宽度6到9米。楼面网架细节施工可选用钢筋混凝土现浇板,在网架支托上进行铺设,或者将预制小肋板制成与网格相当的尺寸,直接覆盖在网架支托上,上面再铺设一层厚度为4cm左右的钢丝网细沙混凝土刚性面板。屋面和侧面的网架一般暴露在外,内部使用压型钢板封底,减少围护面积。

2.3 设计载荷分析

在结构的分析过程中,主要应考虑静载、活载和风载等各种作用下的最不利工况组合。如箱式网架输送栈桥所受荷载包括楼层的恒载和活载,屋面的恒载和活载,侧面恒载,侧面、楼层或屋面工艺电缆、管道吊重,栈桥上下左右四面风载,雪载、温差、地震、其他荷载等。其中恒载部分应在计算中折减,其余数据同时输入。另外还要考虑在矿石传输过程中煤炭皮带机与焦炭皮带机不对称荷载造成的扭矩对结构的影响,施工过程中预应力施加出现反拱的可能、由于大跨度传输而使矿石输送过程中产生的向心力的影响等。

在载荷的分析过程中,施工安装时大件的运输、起吊等临时荷载以及设备非正常运行的活荷载一般不予考虑,无需将其加入荷载组合与整体分析,只需必要时对个别构件进行承载力验算。但在单个构件和连接机构设计时,以上作用可以归为可变荷载,与其他荷载组成最不利效应,组合系数为1.0,安全等级不降低。

计算程序为确定输送栈桥网架的设计计算模型,建立与之对应的空间网架结构形式,分析计算施工和使用阶段各种情况,尤其是箱体网架输送栈桥吊装时,屋面及楼层网架分片受力的刚度和强度验证计算。

2.4 杆件节点设计

设计杆件截面的尺寸计算中,要考虑到其自身材料的强度和结构的稳定性。再分杆或支撑杆的增加有助于减小压杆长度,提高可靠性。网架结构的节点设计形式包括十字板、焊接空心球及螺栓球这三种。其中,十字板节点适用于型钢杆系结构,焊接或高强螺栓用于杆件连接节点板,钢管杆件的网架采用空心球或螺栓球节点。

根据设计计算,整个输送网架栈桥的支座节点中一般宜将橡胶支座节点与其他平板支座节点结合使用,以适应水平变位结构,保证结构稳定性。与其他类型的支座相比,橡胶支座的优点是可以减少温度应力,减轻地震影响,改善下部支承结构的受力状况,并且构造简单、安装方便、节省钢材、造价较低。橡胶支座节点应视输送栈桥网架布置情况、下部支承刚度、抗震要求、地质条件等综合分析加以设置。

2.5 各种结构设计特点

2.5.1 箱体网架承力栈桥从受力上看呈箱形截面梁受力状况,由于楼面、屋面及侧面形成整体空间网架体系,受压杆件绝大部分出现在屋面网架构件中,最大受压杆件分布在屋面网架的上弦层;受拉杆件绝大部分出现在楼面网架构件中,最大受拉杆件分布在楼面网架的下弦层;侧网架的内弦层杆件出现类似桁架杆件内力分布的状况。从变形上看,由于整体空间网架体系的形成,空间刚度大,变形很小,变形已为非控制条件。箱体网架栈桥在设计上要力求网格尺寸统一,加工简化,楼面板减少;栈桥柱需提供栈桥网架两端双层支座,因此要伸到屋面;结点处采用焊接球或螺栓球铰接;根据施工阶段各种安装方式对杆件进行验算,尤其应注意在施工和使用工况下可能变形的杆件设计。

2.5.2 双层网架承力传输栈桥中,楼面和屋面网架的拉压杆件分布和变形状况可参照普通平板网架进行设计分析。但楼、屋面为两片协调变形的平板网架,由于侧向墙架的拉杆作用,改善了楼、屋面竖向荷载级差大带来的楼、屋面网架构件断面悬殊的状况。

2.5.3 楼层平板网架加轻钢拱顶栈桥的的矿石输送栈桥中,其平板网架与普通平板网架一致,但需考虑轻钢拱顶在风和地震作用下对平板网架产生的扭转作用。这种栈桥的楼、屋面荷载均由楼层网架承受。网架变形大,偏于不经济,可考虑将皮带架融于楼层网架一体形成局部复层网架,以增强网架刚度。

2.5.4 露天网架栈桥采用单层平板网架作为受力骨架,工艺皮带架直接安装于网架支托之上,在皮带两侧网架支托上铺花纹钢板或钢格栅形成走道。可参照楼层平板网架加轻钢拱顶的矿石输送栈桥进行设计分析。

3 网架矿石输送栈桥经济性能

输送栈桥所用的材料包含楼屋面梁、楼屋面板、主骨架用钢这三方面。

根据实际工程中对钢桁架栈桥和箱体网架栈桥用钢量的统计比较可知,箱体网架矿石输送栈桥的主受力网架体系与钢桁架矿石输送栈桥的主受力桁架体系相比,可节省约20%的钢材。由于钢桁架矿石输送栈桥楼面梁一般跨度较大,并且双向受力,用钢占栈桥总用钢量的比率较大,而箱体网架矿石输送栈桥不需楼面梁,仅此项就可节省用钢35%。箱体网架栈桥预制小肋板与钢桁架栈桥预制小槽板的折算厚度及配筋相仿,这样,用网架栈桥完全节省了楼面梁,屋面钢梁跨度由6~9米减至2.5米左右,屋面钢梁及檩条可节省50%。

由于网架结构的栈桥自重减轻,整体刚度加大,即使钢材的单位造价高,其综合造价还不到钢桁架的80%,在成本降低、资源节约方面体现了显著的优越性。

4 网架栈桥的安装及运行问题

网架输送栈桥的安装有高空散装法、分条或分块安装法、高空滑移法、整体吊装法、整体提升法、整体顶升法。由于水泥厂的矿石输送栈桥路线较长,跨度较高,一般不推荐采用前三种安装办法。

在上文中的设计计算模型中,都是将网架结构用于静力结构工程加以分析,而在矿石输送栈桥这样的直接承受皮带震动荷重的结构应用中,对于皮带运行与网架结构是否稳定等问题也是需要设计人员考虑的问题。要根据皮带运行速率、托滚速度、振动周期结合网架结构自振频率进行计算,避免共振的发生。

钢网架结构较钢桁架结构在运行维护中也有许多优势,如采用焊接网架可以使栈桥的整个桥体没有死角,防腐难度降低,采用钢格栅板桥面自由散水,避免了以往栈桥根部排水困难的问题,这些均大大降低了运行维护的费用。

通过以上设计模型、经济效益、安装运行等方面的分析比较可以得出,水泥厂的矿石输送栈桥建筑中采用钢网架结构,能够节省建筑材料,从而减轻自重,并降低建设成本和基础费用,增强栈桥整体抗震性,改善加工和吊装条件,施工简易,缩短工期。此方案是合理经济、技术科学的,其应用领域也必将由此拓宽到更多建筑工程之中。

参考文献

[1]赖祯贤,沈雁彬.海河口栈桥钢网架结构方案设计[J].重庆建筑大学学报,2008,(10).

栈桥施工总结篇7

【中图分类号】TU158【文献标识码】A【文章编号】1674-3954(2011)02-0077-02

一、工程概况

武汉至黄冈城际铁路黄冈公铁两用长江大桥主桥为钢桁梁斜拉桥,桥跨布置为:81+243+567+243+81=1215m。因主墩基础施工及后期边跨侧钢梁安装的需要,拟在南岸修建栈桥连通主墩。栈桥全长195m,跨度15m,3跨一联,共5联。北岸栈桥长240m,跨度15m,3跨一联,共6联,按双车道设计,全宽8.0m,栈桥前端设置一个会车及存料平台,主梁采用贝雷梁结构,横向布置9片贝雷梁;栈桥纵向中心线距离桥梁中心线上游侧22.0m,栈桥顶面标高南岸为+25.73m, 北岸为+24.20m。详见图1“南岸栈桥总布置图”。

图1南岸栈桥总布置图

1、地质条件

桥址处覆盖层均为粉砂层,南岸由2#主墩往岸边逐步变薄,局部墩位无覆盖层,随着施工阻水面积的增加及长江水位的上涨,覆盖层基本全部冲刷完;北岸由3#主墩至岸边覆盖层,在枯水期为7~10m厚,随着长江水位的上涨,从岸边到3#墩冲刷程度逐渐增大,3#主墩附近100m范围基本全部冲刷完。覆盖层下为砂、砾岩,属弱风化带,岩石基本承载力[σ]=2000Kpa,南岸岩面倾斜严重,岩面与竖向最大有78°夹角。北岸岩面稍平坦。

2、水文条件

桥址处水面宽约1060m,最大水深约23~24m。桥址处流量大(洪水期流量达71800m3/s),流速达3.0m/s,流向与桥址基本呈0°夹角。

二、采用钢栈桥方案的总体思路

为了有效地解决2#、3#主塔墩建设工期紧张,施工压力大的问题,达到变水上施工为岸上施工的目的,经过研究分析,采用钢栈桥方案作为主塔墩施工的物资、设备运送的主要通道,以提高主塔墩施工过程中材料、设备输送效率,减少长江水位变化对施工的影响。

三、钢栈桥结构设计

根据现场施工条件和施工需要,该钢栈桥从使用功能上由架梁通道和汽车通道两部分组成;从结构上由钢管桩基础、型钢分配梁、贝雷梁纵梁及桥面板组成。

1、钢管桩基础

钢栈桥钢管桩基础采用钻孔桩与钢管桩结合形式,利用Φ1400×14mm钢管桩做为钢护筒进行Φ1.4m钻孔桩,钻孔方式采用冲击反循环成孔,钻孔桩入岩深度不小于4.0m,钢管内灌注混凝土高度4.0m,达到钢管桩与基岩固结的目的。设置两层用槽32制作的连接系,连续墩横桥向上下设置两层连接系L3,制动墩横桥向上下设置两层连接系L3,纵桥向上下设置两层连接系L2。连续墩上层连接系设置在距钢管桩顶1m位置处,制动墩上层连接系设置在距钢管桩顶1.42m位置处,上下层连接系的间距为4m ,为了栈桥的整体稳定性得以更好的保证,连接系与钢管桩之间均采用相惯线直接焊接连接。连续墩采用2根钢管桩,横桥向间距6.0m;制动墩采用4根钢管桩,横桥向间距6.0m,纵桥向间距5.0m。南岸岸边基础采用Φ1400×14mm挖孔桩基础,北岸岸边基础采用Φ800×8mm钢管桩插打基础。其余水中栈桥基础因覆盖层极少,采用钻孔桩与Φ1400×14mm钢管桩结合形式,钻孔桩入岩深度不得小于4.0m,钢管内灌注混凝土高度不小于4.0m。最小桩长9m、最大桩长34m。水中钢管桩基础形式详见图2“钢管桩基础结构图”。

图2钢管桩基础结构图

2、钢栈桥上部结构

为满足汽车行驶和后期边跨侧钢梁安装的要求钢栈桥从上到下依次为20cm厚C30预制混凝土桥面板,贝雷梁,2HN700*300mm分配梁,2HN400*200mm桩顶分配梁。分配梁型钢长度根据各个部位的需要确定,为了增强整个钢管桩基的整体稳定性和桩顶分配梁本身的稳定性,分配梁与钢管桩之间采用刚性连接。

四、钢栈桥施工

钢栈桥钢管桩基础采用定位船定位,逐根钻孔成桩,逐根连接的施工方法进行钢桩基础施工。上部结构采用履带吊机由岸边向江中心逐跨架设、安装施工。

主要施工流程:定位船定位 导向架加工及安装 插打第一排钢管桩 冲击钻钻孔成孔 浇筑混凝土 用连接系连接钢管桩 安装桩顶分配梁,贝雷梁及桥面结构 50t履带吊机上钢栈桥按上述方法完成剩余的结构施工。

1、钢管桩基础施工

南岸岸边墩位处于的基岩上,采用挖孔桩方法施工基础:人工挖孔Φ1.6m、深度4.0m以上,埋置Φ1400×16mm钢管桩后,浇注8.0m混凝土,其中嵌入岩层深度4.0m,桩内混凝土高度4.0m,达到固结目的。北岸岸边墩位处覆盖层较厚,采用常规振动锤插打钢管桩方法进行施工。

水中墩栈桥钢管桩基础采用钻孔桩与钢管桩结合形式,利用Φ1400×14mm钢管桩做为钢护筒进行Φ1.4m钻孔桩施工,钻孔方式采用冲击反循环成孔,钻孔桩入岩深度不小于4.0m,钢管内灌注混凝土高度4.0m。

管桩插打及钻孔施工平台采用浮式导向船形式,由5组2×HN400*200mm将两艘定位船焊接成整体,两艘定位船中间预留制动墩的4个桩位,便于导向架对位和插桩,以及固定钢护筒;整个定位船两侧各安装单排钢管桩导向;即浮式施工平台定位1次可以进行8根钢管桩的插打及钻孔桩的施工。详见图3“栈桥钢管桩基础施工导向船布置图”。

图3栈桥钢管桩基础施工导向船布置图

另外北岸栈桥在水位+15m以下时,覆盖层冲刷影响较小,实际在2010年4月~5月份(覆盖层还有6~8m)施工时,采用先快速插打钢管桩,并安装贝雷梁,钻孔桩施工在贝雷梁面进行的施工方法。此种方法相当于栈桥施工成形了再施工钻孔桩,其作业面大,可以上多台钻机进行施工,也减少了钢管桩在钻孔桩施工完后须接长的一道工序,大大加快了栈桥施工进度。但需注意的是:长江水位、流速、覆盖层厚度须经常进行观测,以理论计算为依据确保栈桥施工的安全;在管桩插打时须保证管桩底已到岩面,在钻孔桩施工时,不会导致管桩下沉造成安全事故;管桩顶分配梁安装时需预留钻孔桩的孔位,钻孔桩施工完进行恢复;在实际施工时务必利用当地水文局的水位预测资料进行施工安排,绝对确保安全。北岸栈桥在6月份水位上涨过大后,同样采用的浮式导向船钻孔方法。

(1)钢栈桥钢管桩定位

在流速大、水深的长江水域利用浮式平台进行钢管桩精确定位是钢管基础施工成败的关键。

①定位时由于水流力影响,钢管桩产生整移。

经计算流速为2.5m/s,施工水位为+18.0m时,钢管桩整体最大水平位移为34.5mm。;流速为2.5m/s,施工水位为+22.0m时,钢管桩整体最大水平位移为45.0mm。插打时钢管桩中心先向上游预偏5cm;

②由于钻孔施工状态下,钢护筒与岩层为铰接、与导向船为铰接,承受水流压力,且钢管桩长细比较大。定位时除考虑水流力造成的整移外还应考虑其绕度变形。导向船锚锭系统为线性材料,在承受钢管桩水流力情况下有一定伸长,伸长量约为5cm。因此二者合计取10cm的预偏量。

③利用导向船锚锭系统精确定位定位船,并安装好导向架。将定位船向上游预偏10cm,导向架的垂直度保证在1/500以上。

(2)钢栈桥钢管桩插打

水中钢管桩下沉采用悬打法施工,用35t浮吊配合振动桩锤施打钢管桩。先将钢管桩吊起并快速从导向架内插入覆盖层中。测量组确定桩位与桩的垂直度满足要求后,开动振桩的下沉应一气呵成,中途不可有较长的时间的停顿,同时振动的持续时间不宜超过10min~15min。

(3)冲击钻钻孔

钢管桩插打至岩面后立即进行冲击反循环钻进,钻至入岩4 m后终孔进行清孔。为防止由于岩面倾斜造成钢管桩底口局部脱空,影响钢管桩与基岩有效固结,钢管桩入岩应大于2.0m。为保证钢管桩顺利入岩,冲击钻头直径采用Φ1.36m,成孔后钢管桩基础桩径约Φ1.4m,成孔后利用振桩锤复打钢管桩使其达到入岩2.0m。

(4)安装钢筋笼及混凝土灌筑

成孔并进行钢管桩跟进后,即可进行钢筋笼安装及混凝土灌注,灌注过程应连续,保证成桩质量。由于钻孔孔深较深,钢筋笼质量相对非常轻,采取制作有底钢筋笼的方法,杜绝了灌注水下混凝土时钢筋笼的上浮。

(5)割桩移船

待钢管桩内混凝土达到强度后,将各钢管桩在定位船连接的分配梁底以上部分割除,移开定位船至下一施工点。管桩进行接高至设计标高。

2、钢管桩连接系施工

连接系采用槽32的型钢组在车间焊好后运至现场整体吊装焊接,下层连接系在低水位时进行焊接。

3、上部结构施工

上部结构主要有桩顶分配梁、贝雷梁及桥面板等。这些构件均在工厂或预制场加工成型后,通过陆路运至现场,采用50t履带吊机根据钢栈桥拼装过程的需要进行逐个拼装。

4、控制结果

由竣工测量数据可知,钢管桩定位时向上游预偏10cm施工,施工完后钢管桩中心位置偏差小于5cm,垂直度小于1%,符合要求。

五、结束语

钢管桩基础、贝雷梁结构的栈桥在桥梁施工中应用广泛,其基础施工因地质条件各有不同。黄冈公铁两用长江大桥主塔墩栈桥钢管桩基础在水位高、流速大、覆盖层薄且极易冲刷、部分岩面倾斜严重的特殊地质条件下施工,取得了施工速度快、钢管桩中心位置偏差小于5cm,垂直度小于1%的良好成果,为长江上施工栈桥及同类栈桥钢管桩基础施工积累了宝贵的经验。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准《公路桥涵施工技术规范》JGJ041-2000

栈桥施工总结篇8

中图分类号:S611 文献标识码: A

1.概述

目前国内隧道施工中自制的仰拱栈桥已是一项成熟的经验,且大多是跨度小、载重轻、结构形式简单的片式仰拱栈桥。该栈桥结构合理、移动方便,把掘进、初期支护和衬砌施工流水线连成一体,实现掘进、初期支护与二次衬砌等多个施工工序的平行流水作业。结合在我隧道实际施工的需要,拟制作简易片式仰拱栈桥:仰拱栈桥由两片梁板组成,每片梁板由4根I36b工字钢焊接而成,工钢长度为12m,间距分别为35cm,20cm,35cm,所以单片梁板的宽度为90+13.8cm=103.8,以保证车辆轮胎行驶宽度。为避免栈桥在集中汽车荷载作用下局部失稳,间隔1.0m设置横向连系梁,采用HW175型钢。同时工钢顶部用φ22螺纹钢筋连成整体,纵向间距10cm,以提高栈桥结构的平面内、外强度和刚度。纵向两端做成1m长坡道方便车辆通行。两幅栈桥横向间距根据车轮轮距布置,保证车轮压在栈桥中部,见图1.

图1 栈桥简图

2.栈桥的设计计算

2.1 栈桥通行车辆

通过仰拱的主要施工机械为红岩金刚自卸汽车、ZLC50装载机、PC220挖掘机、混凝土运输车等,其自重、宽度等参数见表1。

表1 主要施工机械车辆参数表

设备名称 空载重量

(t) 重载重量

(t) 行走宽度(mm) 轮胎宽度(cm) 轮距净宽(mm)

ZLC50装载机 22 25 2950 64.5 1560

红岩金刚汽车 12.5 30 2500 28.32 1860

PC220挖掘机 21.7 23 2880 500 1800

砼运输车 13.35 25 2498 28.32 1860

通过表1 可知,本计算应以运碴时通过的红岩金刚自卸汽车作为仰拱栈桥验算荷载,为了安全,计算以40t的公路大型自卸汽车为验算荷载,且计算时仰拱栈桥只承载一辆40t的汽车。40t的汽车技术参数见表2[1]。

表240t汽车技术参数

总重(KN) 前轴重(KN) 后轴重(KN) 轴距(m) 轮距(m)

400 80 320 4+1.4 1.8

2.2栈桥荷载分析确定[2]

根据受力情况可知,汽车作用在栈桥上的荷载,可视为集中荷载。且最不利荷载的位置是第一个后轮位于轨梁中间时,前后轮的间距为4.0m,两个后轮的间距为1.4m。前轮重4t,后两轮分别重8t的荷载作用在单片梁上,其长度为10m,其受力简图见图2。

图2 受力简图

2.3栈桥midas建模

本次计算主要是考虑栈桥的变形和应力分析,因此建模时要注意构件截面形状的准确性。采用midas civil有限元程序,纵梁、横向连系梁均为梁单元,考虑纵横连系梁之间的受力协同作用[3]。

(1)选取材料为钢材-GB(S)-Grade3,为I36b工钢及HW175型钢材质,选取GB03(S)-Q345,为φ22钢筋材质,各截面的选择均采用数据库数据,建立主梁为I36b工钢,横梁为HW175型钢,主梁顶面为φ22螺纹钢,模型建立见图3。

图3 模型建立

(2)边界条件为I36b工钢主梁两端简支见图4:

图4 边界条件

(3)荷载加载:根据最不利位置荷载施加梁单元集中荷载见图3:

根据受力简图施加荷载,再结合汽车轮胎实际作用的位置确定前轮作用为梁单元集中荷载-40KN,第一后轮为中间主梁梁端节点集中荷载分别为-40KN,第二后轮为梁单元集中荷载作用在中间I36b工钢主梁上分别为-40KN。见图5

考虑后期栈桥上会存有混凝土块、碴石及后期加焊钢板等因素,导致重量的增加,故考虑取自重系数1.1,可满足结构要求。

图5 加载条件

2.4 栈桥midas结构分析结果

(1)梁单元强度校验

应用midas civil分析计算结果,可直接得出梁单元正应力图(见图6):

图6 正应力结果

容易得出,梁单元最大正应力为:112.8MPa < [σ]=215 MPa.

工钢材料为Q235,其抗拉强度为215MPa,安全系数为1.9,符合使用要求。

(2)梁单元剪应力校核

计算梁单元剪应力时,最不利位置荷载施加应重新变换,再结合汽车轮胎实际作用的位置确定前轮作用为梁单元集中荷载分别-20KN,第一后轮为主梁梁单元集中荷载分别为-40KN,第二后轮为主梁梁端节点集中荷载作用在I36b工钢主梁端头上分别为-40KN。

模型步骤不再详述,建模施加荷载建模(见图7):

图7 建模2加载

应用midas civil分析计算结果,可直接得出梁单元剪应力图(见图8):

图8 剪应力计算结果

容易得出,梁单元最大剪应力为:10MPa < [σ]=120 MPa.

工钢材料为Q235,其抗拉强度为120MPa,安全系数为12,符合使用要求。

(3)梁单元刚度校核

运用第一个计算模型,可得到位移等值线(见图9):

图9 位移等值线结果

容易得出,梁单元最大位移值:28.64mm

一般简支梁结构允许挠度,对挠度要求高的结构[4],[f]=[L/400]=10/400=25mm;

对挠度要求小的结构,[f]=[L/250]=10/250=40mm;

所以,栈桥最大挠度值[f]稍大于要求较高挠度允许值,但考虑到栈桥为临时结构物,且最大挠度值远小于要求较小的结构挠度值,此栈桥结构可用。

3 总结

通过midas civil模型的简单计算,可得出以下结论:

(1)设计12m片式简易栈桥可满足施工要求,计算时考虑自重系数1.1及汽车载重40t都要比实际大一些,提高了安全系数。

(2)midas civil强度及刚度计算可直观查看整片栈桥中的应力大小分布情况,有利于后期进行加固焊接位置的确定。

(3)隧道实际使用这个栈桥,到施工结束都没有出现过栈桥失稳的情况发生,故计算是可靠的。

参考文献

[1] 郭小华.隧道片式仰拱栈桥动载作用下强度及刚度校核[J].隧道建设,2009

栈桥施工总结篇9

中图分类号:TM62 文献标识码: A

引言

在火力发电厂中,输煤系统作为发电厂的重要环节,在发电厂中起着举足轻重的作用。输煤系统运行和维护状况的好坏是保证火电厂供电能力及安全性的重要因素之一,也是机组稳定运行的重要保证。没有安全可靠的供煤保证,就不可能保障机、炉、电的稳定运行。

过去,我国发电企业以中小型火电厂为主,输煤系统比较简单,输煤栈桥的高度及跨度也小,型式较为单一,多采用混凝土结构。由于机组容量不断上升、输送系统的发展和工艺设备的改进,大跨度、高支架的输煤栈桥以及复杂的转运站不断增多,因此,混凝土结构已不能完全相适应,各种新型结构形式的栈桥得到了广泛应用。20世纪70年代以前,大跨度的栈桥多采用角钢或其它型钢桁架。

近年来,我国电力发展速度加快,火电厂目前主流机型以600MW、1000MW级机组为主。在大型火力发电厂设计中,火电厂煤场及输煤栈桥的布置对整个火力发电厂厂区的优化有着重要的影响,因此,在煤场布置过程中出现了一些不同结构形式和功能各异的输煤栈桥与之相适应。通常,大型火电厂输煤栈桥的土建投资高达亿元, 经过分析比较,栈桥结构型式对投资影响一般在15%~30%左右;因此在进行设计的时候,对栈桥结构型式选择进行深入探讨很有必要。

输煤系统及输煤栈桥的特点

输煤系统是火力发电厂的重要组成部分,通常包括接卸厂外来煤系统、卸煤系统、煤场及贮煤设施、输送系统、筛碎系统、混煤系统及输煤系统辅助设施等几个主要部分。

输煤系统特点

输煤系统平面布置占地面积大,竖向布置空间高,有的煤场或翻卸系统布置于几公里远的厂外。整个输煤系统往往长达几百米或几千米,单段栈桥长度常常少则几十米,多则几千米;竖向布置从地下20多米至地面以上60~70多米,单跨有时会达到70多米或上百米,这就要求我们在设计工作中需要全面考虑,合理设计,使输煤栈桥满足平面、空间的要求;同时,布置要合理,结构要安全、可靠,并实现经济、适用的要求。

输煤栈桥组成及特点

大型火电厂的输煤栈桥具有高度高、跨度大、节点复杂、型式多样、土建投资高等特点。输煤栈桥不同于其他建筑物,其平面呈细长条型,立面上通常为倾斜形式。栈桥主要由跨间承重结构、支架及围护组成。不同结构形式的栈桥,其跨间承重结构不尽完全相同,主要有钢筋混凝土结构、钢桁架结构、钢管桁架结构、网架结构等几种形式。支架结构型式主要有钢筋混凝土结构(现浇结构、预制结构)、钢结构、钢管混凝土结构以及砌体结构等几种形式。输煤栈桥的封闭围护结构主要有两种:型钢骨架抹钢丝网水泥板和型钢骨架外挂压型钢板。

栈桥的宽度由输煤工艺专业根据相关设计标准、规范及用户的一些相关要求确定并提出。栈桥的高度主要取决于栈桥的布置角度及跨度,也是由输煤工艺专业根据总平面的布置进行规划及提出。但栈桥的跨度应由土建专业根据地形、场地、下部的建构筑物布置,公路、管网、工艺流程、栈桥的总长度,是否有胶带拉紧装置间、检修间等设施,栈桥所用钢材的经济性、制造和施工等进行综合考虑。

输煤栈桥跨间承重结构的几种形式

栈桥结构型式选择与工艺条件、地质条件、抗震设防烈度、气象条件、栈桥跨度、栈桥面高度, 建厂地区经济条件等诸多因素有关。输煤栈桥常用的结构型式可分为砖混结构、混凝土结构和钢结构等几种。

砖混结构输煤栈桥在大型火力发电厂中几乎很少应用,文中不再叙述。混凝土结构输煤栈桥主要可分为(现浇)钢筋混凝土框架结构和(预制)钢筋混凝土桁架结构两种形式。钢结构输煤栈桥目前应用越来越多,主要可分为型钢桁架结构、钢管桁架结构、网架结构、机架与栈桥合一等多种形式。

钢筋混凝土框架结构

钢筋混凝土框架结构栈桥是承重结构采用钢筋混凝土现浇支架,现浇钢筋混凝土梁及板,围护结构采用空心砖砌体或其它轻型砌体的一种结构形式,主要适用于标高低、跨度小或皮带不需全封闭的栈桥,北方严寒地区应用较多。结构形式如下图。

钢筋混凝土框架结构

优点:整体性好,成本较钢结构低;防水、密封性能好,便于水冲洗和维护;便于保温,比较适合北方严寒的气候。

缺点:栈桥总高度超过24米时不便于支模板;常用跨度在9m左右,柱距比较近,栈桥下面空间利用性有限;养护期长;当采用底板保温层内做的时候,皮带机支腿的埋件必须穿过保温及防水层,容易造成破坏,长期会漏水。

框架结构输煤栈桥在设计时应根据使用要求,在经济合理、施工方便的前提下,合理地布置板与梁的位置、方向和尺寸,布置柱的位置和柱网尺寸等。

钢筋混凝土桁架结构

钢筋混凝土桁架是目前较普遍使用的一种结构型式,多用于屋架、塔架,有时也用于栈桥和吊车梁。由于钢筋混凝土桁架的拉杆在使用荷载下常出现裂缝,因而仅用于荷载较轻和跨度不大的桁架。桁架的形式决定于桁架的用途、荷载的性质和分布、制造、运输和吊装条件及合理的技术经济指标等条件。预应力钢筋混凝土桁架的结构型式虽与非预应力钢筋混凝土桁架相同,但使用的跨度却比非预应力桁架大,钢材消耗量少,较为经济,应用也比较多。由于钢筋混凝土桁架自重大,施工不便,火电厂目前应用比较少。

输煤栈桥钢筋混凝土桁架结构按桁架与柱子的关系分为上承式和下承式两种,如附图所示。

上承式下承式

下承式桁架主要用于桁架矢高与栈桥净高相差较大或采用三铰拱型薄壳围护结构将屋面板和侧围护结合为一体时。三铰拱型薄壳一般用土胎模生产,施工有一定难度,且桁架外露影响美观,因此工程中较少采用这种结构。

上承式桁架用预制屋面板支承在上弦,围护结构支承在腹杆上,桥面板通过下弦支承,是工程中采用较多的一种结构型式。

型钢桁架结构

型钢桁架是由弦杆及腹杆组成的空腹式钢结构件,通常用作结构梁。根据桁架与柱子的关系也分为上承式和下承式两种,同“钢筋混凝土桁架结构”。

上承式输煤栈桥,支座位于下弦两端的节点处,走道板采用钢筋混凝土板桥面,封闭式栈桥常常采用此种形式。下承式输煤栈桥,支座位于上弦两端的节点处,走道板采用钢格栅板桥面,露天式栈桥常采用此种形式。

型钢桁架输煤栈桥的特点是型钢材料加工制作容易、自重轻、抗震性能好、布置比较自由、施工周期短;单段可取较大跨度,解决了输煤栈桥支架数量多,布置密,影响厂区通道、建( 构) 筑物的问题,同时大跨度布置时支架数量很少,从外观上显得美观、轻巧,与厂区整体更协调;各种管线可以在桁架腹杆的内空中穿行,从而提高室内空间的利用率;悬挂荷载、管线及吊顶可以直接作用在桁架的下弦,节省了悬挂梁和吊顶龙骨等次构件;由于存在节点板,外观不美观,自重较大;受力点集中,一旦质量控制不严,容易发生质量事故。主要用于栈桥面高,或布置上需要设置成大跨度的情况,尤其是地质条件较差,施工条件受限制时。根据设计经验,钢材消耗最少的桁架轴线高度H与跨度L的比为H/ L=1/10~1/12。

桥面板一般采用现浇钢筋混凝土板或预制板, 封闭栈桥围护结构同钢筋混凝土桁架结构栈桥。为了充分体现轻巧美观, 栈桥围护一般多采用彩色压型钢板。

钢管桁架结构

钢管桁架栈桥是钢结构栈桥中的一种特殊形式,其采用钢管空心球桁架代替传统的型钢桁架。其特点是设计、制作、安装简单,用钢量省,同时在构造设计时,避免了难于刷漆或积留灰尘的死角,便于维护。

封闭式钢管桁架栈桥是由一个受力桁架和上、下弦风撑桁架组成的空间桁架体系。空间桁架内部无交叉支撑,为避免上、下弦风撑桁架在风载作用下产生错动,栈桥桁架的端部及支座位置设置封闭刚架。栈桥桁架的墙身和屋面通常采用金属夹芯板围护,荷载较小,栈桥的主要荷载混凝土楼板、煤及皮带机等都集中在桁架下弦,因此承重桁架的布置通常为平面桁架。桁架的高度可取桁架跨度的1/12~1/8 并应满足工艺检修要求,网格宽度通常取为2.0 m~3.0 m ,桁架网格宽度应与桁架高度协调,尽量使斜腹杆与上下弦的夹角在30°~60°之间。

露天式钢管桁架栈桥(如下图)是桁架的上下弦及腹杆全由钢管组成,腹杆按与上下弦的相贯线切割下料,直接焊在上下弦钢管上,不用节点板,简单省料。桁架的高度及跨度与荷载的大小和使用要求有关,根据计算结果表明,用于栈桥的空间桁架,高跨比选用1/16.7~1/17.5均能满足强度及变形要求。

网架结构

网架是由平面桁架发展而来,是由复杂的杆件系统组成超静定次数极高的空间结构。在节点荷载作用下,网架的杆件主要承受轴力,能够充分发挥材料的强度,自重轻,较为节省材料。网架结构各杆件互相起支撑作用,故其整体性强、稳定性好、空间刚度大、抗震性能好,支承跨度更大,用料更省。网架的结构高度较小,可有效利用建筑空间,且能利用较小规格的杆件建造大跨度结构,还具有杆件类型统一、便于工业化生产、可地面拼装再整体吊装等优点。网架杆件多为钢管或角钢制作,节点多为空心球节点或钢板焊接节点。

网架的设计及制作与网架型式、网架高度、腹杆布置、建筑平面形状、支承条件、跨度大小、屋面材料、荷载大小、有无悬挂吊车、施工条件等因素密切相关。

钢桁架输煤栈桥为平面结构,需靠水平支撑体系和端门架才能形成整体稳定和抗震能力,斜栈桥的楼层钢粱为双向受力且不经济。工程实例表明,用网架结构代替大、中跨桁架结构已显示出很大优势,且利用输煤栈桥的外露网架支承管道和电缆廊道,省去了沿线的管道和电缆廊道的支承结构。栈桥的封闭与否对网架栈桥的形式选择起着决定性作用。封闭输煤栈桥可分为箱体网架、楼层平板网架加轻钢拱顶形式;对于露天输煤栈桥,因无侧封,采用单层平板网架形式。网架栈桥的栈桥柱可以采用钢结构柱、钢筋混凝土柱或钢管混凝土结构柱。

机架与栈桥合一

近年来,输煤栈桥在设计中出现了采用输送机机架与输煤栈桥钢桁架合为一体的新型全钢结构栈桥形式,打破了栈桥设计的传统思路。新型全钢栈桥采用钢桁架,一种结构形式如下图1,采用两品桁架与带式输送机机架布置在同一位置,并利用桁架上玄槽钢作为输送机中间架,取消了带式输送机中间架和支腿;另一种结构形式如下图2,采用钢管做为承重桁架与带式输送机机架布置在同一位置,取消了带式输送机中间架和支腿;这两种机架合一设计理念的栈桥具有自重轻、工业化程度高、投资少,可重复利用性高、维护简单、降低了工程的综合造价,加快了输煤系统的安装进度,缩短了工期。

图1 图2

技术经济比较

在栈桥跨度、宽度及使用条件相同的情况下,各种结构形式栈桥间的技术经济比较如下:

技术经济比较表

结构形式

项目 钢筋混凝土

框架结构 钢筋混凝土

桁架结构 型钢桁架

结构 钢管桁架

结构 网架结构 机架与栈

桥合一

整体性 好 中 一般 中 中 好

防火性能 好 好 一般 一般 一般 一般

防水效果 最好 好 一般 一般 一般 露天为主

保温性能 好 好 一般 中 好 露天为主

适用高度 低 中 高 高 高 高

适用跨度 小 中 大 大 大 大

空间利用性 有限 小 中 大 大 大

养护期 长 中 无 无 无 无

施工工期 长 中 短 短 短 短

加工方式 现场现浇 现场现浇 工厂加工 工厂加工 工厂加工 工厂加工

标准化、系列化 低 低 中 高 高 高

耗钢量 中 中 大 中 中 最小

自重 最大 大 中 一般 一般 小

重复利用性 无 无 一般 中 好 好

成本 中 高 最高 中 中 最低

综合分析表中各项因素我们可以发现,钢筋混凝土结构的输煤栈桥在某些性能方面具有一定的优势,且造价适中,不可能被完全替代;型钢桁架结构的输煤栈桥有逐渐被替代的趋势,新型结构形式的钢结构栈桥的应用会越来越多。

输煤栈桥围护结构

不同结构形式的封闭输煤栈桥,其可采用的围护结构基本相同。除了采用型钢骨架抹钢丝网水泥板及型钢骨架外挂压型钢板外,还出现了采用玻璃钢材质的围护结构。目前常用的围护结构为彩色压型钢板(彩钢板)轻型围护结构。

综述

大型火电厂输煤栈桥应根据不同情况选择合理的结构型式。通过大量的工程实践及计算比较, 当工程可采用天然地基时, 以上各种型式的栈桥其合理使用范围及注意事项如下:

输煤栈桥不封闭, 栈桥初始段标高较低时,宜采用钢筋混凝土现浇结构。

当栈桥高度小于10m时, 宜采用框架式结构,且跨度要控制在6-10m之间, 最大不得超过12m。

当栈桥高度大于10m, 小于18m时, 采用钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土桁架比较合适, 钢筋混凝土桁架的经济跨度是18-24m。预应力钢筋混凝土桁架的经济跨度为24-27m,最大不超过30m。

钢结构, 当柱高H在15m以下时, 选用钢结构很不经济, 柱越低选择大的跨度越不经济, 柱越高,选择大跨度越经济。跨度L=(1-1.2)H时较为经济。

综合考虑钢结构经济跨度, 当柱高超20m,地质条件又较差, 恒荷载重, 施工吊装条件有限时, 采用钢结构较为合理。

进主厂房段栈桥的标高很高, 跨越建筑物或道路、跨度比较大, 考虑到此段施工工期直接影响到电厂整个施工工期,可考虑选用钢支架及钢桁架结构。

当输煤栈桥采用连续多跨钢桁架时,在第一跨钢桁架底端与地面支座连接处,地面支座宜设置成剪力墙或块石基础等大刚度的支座形式,以分担栈桥纵向传递的水平力。

当栈桥标高较低,跨度较大时,支架,钢桁架围护:进主厂房段或其它建筑立面要求较高地段应采用压型钢板。

北方气候严寒,栈桥内部需要采暖保温,从长期效益考虑混凝土结构便于保温的保护,因此,混凝土框架结构的栈桥更适合北方比较严寒的气候。

当工期、施工、安装场地受限时,应优先考虑钢结构形式的栈桥。

封闭式输煤栈桥经常需要冲洗,冲洗水会锈蚀钢结构件,因此,采用混凝土走道板的钢结构栈桥,宜在沿栈桥纵向通长两边设置挡水沿,挡水沿高度不宜小于100 mm。

封闭式钢结构输煤栈桥对火灾比较敏感,耐高温能力差,一旦遇到火灾,会在短时间内失去强度从而导致整个结构的破坏,危害很大。因此输煤栈桥内部的外露钢构件应采用可靠的防火措施,其耐火时限不应小于1 h。

当输煤栈桥采用下撑式桁架露天布置时,栈桥的走道板宜采用质量轻、施工方便的钢格栅板桥面。

参考文献:

1、汪涛,王志杰.一种新型钢栈桥设计简介.陕西煤炭,2002年02期.

栈桥施工总结篇10

中图分类号: TU74 文献标识码: A

1 工程概况

104国道温州西过境瓯海桐岭至瑞安仙降段改建工程地处温州市瓯海区与瑞安市境内,路线全长约17.112km。其中飞云江六桥全长1245m,其中主跨采用65+100+65m预应力砼变截面连续箱梁。为满足飞云江六桥施工,需搭设水中钢栈桥,栈桥分为两段,北段为飞云江北岸至飞云江六桥主桥主墩(29号墩),长225.3m,设计为3联;南段为飞云江六桥主桥主墩(30号墩)至南岸,长78.1m,全长约303.4m。栈桥宽均为7m,江中部分采用12m跨径的贝雷栈桥。栈桥采用钢管桩基础,浅水位置栈桥基础采用Ф800*8mm钢管桩,深水位置基础采用Ф1000*10mm钢管桩,栈桥用钢量1500t。

2 施工地区特征

2.1地质地形

根据钻探揭露,结合原位测试与室内土试成果,飞云江桥址区地基土在勘察深度范围内可划分为10个工程地层。依次为填土、粘土、淤泥、含淤泥中细砂、中粗砂、粘土、卵石、圆砾混粘性土、卵石。钢管桩设计长度平均在36m左右,设计原则是穿透砂层,接触卵石层。

南岸栈桥位于深水区,平潮水深10m,因南岸位于内弧冲刷段,当地水利部门已在南岸施工了护岸工程,沿岸线向河流中心方向50m范围了施工了砂袋软体排,并抛填了大量片石。

2.2 潮流

飞云江河口为一个山溪性强潮河口,感潮河段长78Km。潮汐性质属不规则的半月潮,平均每天两涨两落,潮差是潮汐强弱的主要标志之一。工程场区为强潮地区,平均潮差4.5m,历年最大潮差6.2m。瑞安站平均年最高水位+4.43m,最低潮水位-2.809m。

3 施工方案

3.1 总体思路

根据当地地质地形情况和钢管桩长度和深度,栈桥施工采用装配式悬臂导向架施工,施工机械为65T履带吊和500t浮吊船(船舶配合施工南岸栈桥和进行材料运输)。

北岸栈桥施工采用65t履带吊配合装配式悬臂导向架逐跨推进,南岸栈桥施工时因瑞安市飞云江仙降段护岸工程在(S3-S8)桩位处及运输船靠岸位置抛填了大量的片石,需对桩位清理后才能施工,南岸栈桥施工思路浮吊船打设S1、S2、S3钢管桩履带吊通过平板运输车至南岸材料通过200t打桩船运至南岸滩头位置悬打S8钢管桩悬打S7钢管桩安装S8~S7上部结构填筑平台使履带吊上S8~S6安装好的栈桥履带吊配合装配式悬臂导向架施工S6~S4钢管桩及上部结构悬打S8、S9、S10钢管桩施工南岸桥台安装栈桥剩余上部结构。

图1 栈桥基本桥型布置截面图

图2 栈桥施工工艺流程图

3.2钢管桩施工

3.2.1履带吊装配式悬臂导向架施工栈桥钢管桩

栈桥上履带吊施工,导向架就位,利用架桥机原理和贝雷梁的强抗剪能力,自行设计装配式悬臂导向架施工栈桥钢管桩基础,解决在恶劣的海洋环境条件下栈桥基础钢管桩精确定位的难题,将水上施工转化为陆地作业,实现栈桥施工的全天候作业,不受潮水的影响,前方工作面机械化、标准化程度提高,工效成倍增加。平面位置的偏移则由履带吊自行调解,注意其垂直度。

3.2.2浮吊船施工栈桥钢管桩

水中浮吊船施工, 在平板船船头焊接6m长导向架,自己设计的升降(根据潮水标高)导向架,当水深较浅且潮水位较低时,可以将螺栓松开后把导向架提高,以便于钢管桩施工。当水位较深且潮水位较高时,将导向架放下,即可施工。升降式导向架克服了水位和潮汐对栈桥钢管桩施工的影响,满足了全天施工,有效的保证了施工工期。由于水中浮吊船施工受潮水影响较大,则需要抛锚6根,船尾3根,其中两个用以调节左右方向,另一个则用以拉船后退,船头同样3根,其中2根是调节左右,另一根拉船前进,在江面施工时要动作轻微,勤复测,多动锚,轻动锚,以便保证钢管桩的精度要求。

3.2.3 钢管桩锤击下沉

水上栈桥采用DZ90振动锤振动下沉钢管桩,设计栈桥钢管桩尖位于含粘性土的卵石层上,沉桩停锤以标高控制为主,贯入度控制为辅,桩沉入后,桩顶高程的允许偏差为+100mm,-0。如桩顶达到设计标高后,贯入度较小时,应继续振动下沉,其停锤标准是通过预先在钻探孔位附近施工一根试验桩,收集现场试验资料采集各地质层的振动频率以确定停锤标准。

沉桩的垂直度直接影响管桩的承载力是否能达到设计要求,对结构的安全起到决定性的作用。故在沉桩的过程中应严格控制桩身的垂直度。施工时,采用可调节高度的钢导向架辅助下沉(浅水区使用3米高导向架,深水区使用6米高导向架辅助管桩下沉),同时管桩每下沉3米,使用水平尺对桩身进行一次垂直度的测量,及时调整纠正。

受潮汐水流的影响,钢管桩的下沉定位不宜控制。因船只会产生一定的晃动,导致固定在船上的导向架也随之晃动,特别是深水区,给钢管桩的定位带来很大影响。通过导向架对钢管桩进行初定位后,测量组用全站仪对钢管桩的下沉过程进行全程监控,全站仪控制水上钢管桩的下沉时要根据船舶上的活动锚线的位置和移动方向,换算坐标,及时准确的给出指导数据,通知现场船舶活动船锚的调整范围,及时的对钢管桩的空间位置进行调整控制。在钢管桩下沉过程中,一是要选择在平潮水位水流平缓时进行下沉;二是要利用好水流流动方向,合理的考虑水流冲击力对钢管桩截面的影响,预先设定一个影响数据,便于在施工过程中对钢管桩的定位做到及时控制;三是要控制好垂直度,必须将钢管桩分成短节进行钢管桩垂直度的量测,便于在导向架上加焊限位型钢进行调节(比如在下沉钢管桩过程中,发现钢管桩向一侧倾斜,其倾斜度通过长度计算处于垂直度最大允许偏差范围内,但为了更好的控制桩身下沉质量,在导向架上同方向焊接一根限位型钢,具备一定的强度要求,通过继续震动下沉和型钢顶支来纠偏,但如果通过长度计算满足不了整体垂直度和平面位置控制要求,则必须将钢管桩拔出,重新定位下沉)。

同时,因地质的复杂多变性,钢管桩下沉的过程中,可能会遇阻碍物导致管桩下口变形,无法正常下沉,故采用在钢管下口加焊环向钢板,对管端进行加强,提高管桩的土层穿透能力。

钢管桩施打时要注意桩顶标高的控制,若桩顶有损坏或局部压曲,则对该部分予以割除并接长至设计标高。

3.3 桩间连接

每排钢管桩下沉到位后,应进行桩之间的连接,增加桩的稳定性。设计连接材料采用【22a型钢。横撑采用Φ426*6mm螺旋钢管,尺寸需根据现场尺寸下料。焊缝质量满足设计及规范要求。

桩间连接作为加强整个栈桥结构稳定性的重要构件,其水平撑应根据施工环境在满足施焊时间的情况下尽可能的向河床面靠近,以减少钢管桩的自由长度。

3.4 分配梁安装

钢管桩间分配梁采用双拼H50型钢制作。安装经测量放线后,直接嵌入钢管桩内,钢管桩上焊接加强牛腿。加强牛腿的作用在于加大分配梁型钢与钢管桩之间的接触面积,减少结构水平方向受力对钢管桩管壁的破坏。

钢管桩先焊接,再在接口处焊接连接板,要求满焊焊接厚度不下于8mm。牛腿加劲板与顶板的焊接和牛腿与钢管桩的焊接都要求双面焊,焊脚高度不小于8mm。

分配梁型钢的安装要控制好标高和平整度,避免因标高误差和平整度误差造成钢管桩受力不均匀,产生不均匀沉降,对整个结构产生极大破坏。

3.5 贝雷梁安装

贝雷梁预先在陆上或已搭设好的栈桥上按每组尺寸拼装好,然后运输到位,安装在双拼H50分配梁上。

贝雷梁的位置需放线后确定,恢复栈桥中线而后在2H50型钢上确定贝雷梁位置。

贝雷梁安装到位后,横向、竖向均焊接定位A、B型限位器。

贝雷梁的结构布置主要受荷载受力形式的影响,贝雷之间采用螺栓连接,并通过卡槽、斜撑等将贝雷固定在分配梁上。

螺栓连接:螺栓连接应与连接构件紧贴,牢固可靠,外观排列整齐,外露丝口不应小于2口,连接质量应符合现行国家相关规范标准,检验时可用锤击法检查(用0.3 kg小锤,一手扶螺栓头,另一手用锤敲,要求螺栓头(螺母)不偏移、不颤动、不松动,锤声比较干脆;否则说明螺栓紧固质量不好,需要新紧固施工)。

3.6桥面及附属结构安装

桥面横梁采用I28型钢按间距1.5m均匀布置,纵梁采用I14型钢间距按0.4m均匀布置,面板采用12mm花纹钢板,采用Ф16mm“U”型螺拴将其固定在贝雷梁上。

栈桥栏杆标准段为1.5m,桥面以上高度为1.0m,采用Φ50×4mm及Φ55×2.5mm钢管焊接,立柱间距1.5m,焊在横向分配梁上。

4既有护岸工程对栈桥钢管桩施工的影响

在进行南岸栈桥施工时,由于受既有护岸工程的影响,钢管桩施工区域存在抛填的片石和已施工的砂袋软体排,为保证钢管桩的下沉施工,项目部拟定的三个方案,方案对比表如下:

通过综合比选后,决定采用方案三进行施工,我部用此方法共处理了4排8根桩,均一次性处理成功,且钢管桩最大偏位为9cm,小于设计要求的10cm,垂直度符合要求。

附图3 既有护岸工程影响图

图4 加长导向架原位处理示意图

五 结束语

随着建筑行业的发展,目前水中钢栈桥施工作为水上桥梁施工的主要的临时工程在许多桥梁施工中得到广泛应用,且由于结构工程量大、结构较为独立,许多工程建设单位将栈桥工程进行单独设计,单独招投标,单独施工,所以钢栈桥的设计和施工,在未来的建筑行业里面可能要求会越来越高,施工中所面临的问题势必会越来越多(特别是面临地质、地形、潮流水文方面的问题)。本文简单介绍了栈桥的施工工艺,突出介绍了在遇到既有护岸工程这种特殊的地形条件下钢栈桥的施工方法,并通过了实践证明。可能有些工程遇到大块顽石会反复处理几次或者处理不成功,但总体来说,这种方法成本低,施工简单,成功率也高,值得推广。

参考文献:

[1]JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范

[2]JTG F80-2004公路工程质量检验评定标准

[3]JTJ D63-2007公路桥涵地基与基础设计规范

[4]GB/T 5777-1996无缝钢管超声波探伤检验方法

[5]GB 13749-2003 柴油打桩机安全操作规程

栈桥施工总结篇11

中图分类号: U445 文献标识码:A 文章编号:

Study on Construction Trestle and Construction Platform of Large Span Bridge

LilingfangWujian

Huzhou愀昀昀&planDesignInstitute Zhejiang Huzhou 313000

Abstract: Taking construction trestle and construction platform of a large span construction as an example, introduces the engineering situation,construction trestle and construction platform layouts,construction requirements and matters needing attention , trestle and construction platform to meet the construction requirements of the bridge, providing similar engineering reference.

Keywords: large span bridge;construction trestle;construction platform

随着我国交通行业快速发展,桥梁建设逐步增多,桥梁实施技术日趋世界前列。在桥梁建设之前,为桩机、起重机械、运输车等工作、运输设备提供行走便桥,并且让机械能在桥梁实施范围内到达指定部位工作、装载、卸货而修建的平台,该类结构均为临时桥,其中便桥称为施工栈桥,平台称为施工平台。考虑桥梁经济性、适用性,施工栈桥、施工平台主要以钢结构为主。

1 工程实例

主桥采用双塔双索面无背索部分斜拉桥,主梁采用206m(53+100+53)预应力混凝土单箱五室斜腹板连续箱梁。引桥为现浇等高度连续箱梁,跨径布置均为4×25m+4×25m。桥梁全长606m;主桥主墩采用钢筋混凝土实体墩,主墩承台采用哑铃型承台,基础采用桩径1.8m灌注桩。

2 施工栈桥、施工平台布置

根据工程现场实际情况、《建筑施工安全检查标准》、《建筑法》、《安全生产法》、《中华人民共和国内河交通安全管理条例》、《中华人民共和国水上水下施工作业通航安全管理规定》、《建筑工程安全管理条例》及相关法律、法规、规范进行施工栈桥和施工平台实施。

2.1施工栈桥布置

在考虑施工栈桥桥头可以错车的条件下,主要通行段以最不利的单个机械外轮廓尺寸通行为主,所以设置施工栈桥全宽5.0m;与施工平台拼接段进行适当扩宽,采用双向道路,可减少机械等待时间,也可提高材料实施时间准确性,采用栈桥全宽7.0m;考虑钢材性能、贝雷架跨越能力、钢管桩承载能力等因素,经过多次经济比较,最终栈桥主跨选择3×10m的经济标准跨,两侧根据现场实际情况及施工平台要求进行布置:一侧采用6m,另外一侧采用2×9m,栈桥布置合计54m。栈桥桥头基本与施工平台外侧齐平,保证机械能够通行至每个施工角落。

2.2施工栈桥结构布置

宽度为5m段:栈桥面层为1cm厚钢板,板下设置36#工字钢横梁,间距67cm;横梁下采用四片贝雷自制平撑连接,贝雷下采用双拼36#工字连接2根直径80cm的钢管桩;四片贝雷之间采用26#工字钢交叉支撑(作用:剪力撑),其间距分别为1.3m、2.4m、1.3m。

宽度为7m段:结构布置除横梁下贝雷采用六片平撑连接,间距分别为1.3m、2.4m、1.3m、1.2m、0.8m,余均同宽度为5m段。

2.3施工平台布置

根据钻机与承台外形尺寸要求进行综合布置:为了方便钻机在平台上可以准确实施桩位,施工平台外侧骨架与承台内侧保证大于1.5m间距,所以采用横桥向1.6m间距、纵桥向2.0m间距;设置平台为长39m,宽16m;考虑单跨10m为经济跨,所以横梁采用10m、7.85m。

2.4施工平台结构布置

根据上述总体布置的大小进行布置结构:平台面层为1cm厚钢板,板下设置36#工字钢横梁,间距67cm;横梁下采用4条横贝雷梁、5条纵贝雷梁,单条贝雷梁采用双片贝雷,贝雷之间采用26#工字钢交叉支撑(作用:剪力撑);贝雷下采用双拼36#工字连接直径80cm的钢管桩。

2.5其他布置

钢管桩采用摩擦桩设计,其单根承载力32T;桩顶标高高出测时水位1.4m,单桩长度约18m,桩位偏差值≤10cm;外侧钢管桩可兼作钢板桩施工的定位桩;防撞护桩顶面标高高出测时水位约2m,入土深度≥4m,单桩长度约10m,单墩使用3根,三角形布置。

3 施工栈桥、施工平台平面图

施工栈桥、施工平台具体实施的平面如下:

4 施工注意事项

结构是临时工程,但是其结构安全性要求很高,如果出问题则将是重大安全事故,所以施工中要求很严格的。

主要施工注意事项:桩与工字钢之间、横梁与纵梁之间用骑马螺丝进行固定牢靠;平台及栈桥钢管厚度≥7mm,钢管接头焊接要采用钢板帮焊;要求钢管中心偏位≯5cm,垂直度≤1%,单桩承载力应大于设计值;平台四周要采用钢管围护,并悬挂密目式安全网;栈桥两侧要采用钢管维护,下承式部分采用贝雷兼作扶手,上承式部分采用8#工字钢焊接;水上作业人员均穿反光标志救身衣;在通航水域上下游,平台或便桥墩内侧3-5m各打三根钢管作为防护墩,钢管之间采用槽钢焊接牢靠,形成稳定的防护墩结构;在施工水域上下游设置醒目的减速标志、限高标志以及施工提示警告牌等;在防护墩上设置闪烁红灯,便桥通航孔和施工平台靠近航道一侧设置闪光带灯;在钢材使用之后,应及时进行防腐工作。

5 结语

临时结构主要从安全可靠、经济合理方面考虑其布置情况,经过对该桥的施工栈桥、施工平台设置,其实施技术、功能要求均符合相关规范要求,保证了该工程实施的安全和质量,具有较普遍意义性。

参考文献

[1]《钢结构设计规范》(GB50017―2003).

[2]《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60―2004).

[3] 李泉, 苏拉马都跨海大桥北引桥水上栈桥平台施工技术, 公路, 2011年3月.

[4] 赖见吾,桥梁施工临时水上钢栈桥与平台,西部探矿工程,2005年1月.

[5] 孙均冲,市政钢梁吊装临时栈桥平台施工控制,技术与市场,2010年12期.

[6] 王勇,水上栈桥的设计与施工,铁道建筑技术,2007年(S1期).

[7] 刘福海,三峡工程施工栈桥的施工优化, 云南水力发电, 2009年1期.

栈桥施工总结篇12

中图分类号:U448.18 文献标识码:A

0 引言

在公路桥梁施工中,受地形、地质及其他各种因素影响,施工栈桥成为施工现场不可或缺的临时结构物,其在整个施工过程中发挥着相当重要的作用,在某些特殊情况下,甚至成为施工进度的决定性因素[1],因此如何选择合适的结构方案及在整个施工过程中保证其结构安全,成为路桥施工中的重要内容。本文结合工程实例,介绍钢栈桥的施工工艺。

1 工程概况

长沙市福元路湘江大桥位于银盆岭大桥、三汊矶大桥居中偏南位置,距上游银盆岭大桥约2.9km左右,距下游三汊矶大桥约2.7km左右。福元路湘江大桥连接河西(滨江新城)和河东(新世纪片区)两处区域。大桥西起银杉路,东至芙蓉北路,工程线路全长3539m,其中跨越湘江部分约为1435m,工程由正桥、岸上引桥及接线道路组成,道路等级为城市主干路Ⅰ级,设计车道数为双向六车道,桥梁净宽31.5m。

本工程主桥墩PM19~PM22和引桥墩PM18、PM23~PM28共11个桥墩位于水中,由于湘江年内水位变幅达14m,枯水期桥墩处的最小水深仅1.0~1.5m左右,船舶难以进入桥位区施工。为减少枯水期水深条件对施工的影响,变水上施工为陆上施工,采用搭设钢栈桥作为各种材料、机具、人员等的运输通道。

2 栈桥结构形式

栈桥桥面标高为+33.0m,为满足施工车辆行走和错车的要求,主栈桥宽7m,分栈桥宽6m。河西栈桥起点位于PM17墩江侧约29m,沿桥轴线上游31.5m搭设至PM20墩,全长约375m;河东栈桥起点位于PM29江侧36m,沿桥轴线上游14m搭设至PM21,全长约770m。预留PM20-PM21一跨主孔210m作为施工期间的船舶通航孔,在各墩位处设置分栈桥。河西栈桥与施工便道衔接,起点标高约为+37.9m,设置4.5%的纵坡,使桥面标高逐渐降为+33.0m。

栈桥主要由支撑钢管桩、平联及斜撑、上部主、纵梁系、桥面板以及其附属设施组成。具体详见图2-1、图2-2。

图2-1 主栈桥横断面图 图2-2分栈桥横断面图

3 栈桥整体结构计算分析

采用大型通用有限元计算软件ANSYS对钢栈桥的整体结构进行计算分析。

3.1工况分析

考虑①自重、②汽车荷载、③制动力、④人群荷载、⑤水流力⑥风荷载等荷载的组合。详见表3-1。

表3-1 钢栈桥荷载组合表

工 况 荷载组合

工况一(正常工作期) 0.9×(1.2×①+1.4×(②+③+④+⑤)+0.7×1.4×⑥)

工况二(渡洪期) 0.9×(1.2×①+1.4×⑤)

3.2计算模型及结果

⑴ 正常工作期

约束条件:采用beam188单元。钢管桩在桩底标高铰接;主横梁与桩顶固接;主横梁与贝雷铰接。

计算模型:见图3-1。

计算结果:见表3-2。

表3-2 钢栈桥工作状态受力计算

构件名称及规格 最大轴应力(MPa) 最大弯应力(MPa) 最大轴力

(kN) 最大剪力

(kN) 最大弯矩

(kN.m)

贝雷梁 — — — 224 541

主横梁2I56a 2.54 73.5 68.8 478 345

平联Φ426×8 12.8 59.2 101 40.9 48.5

斜撑2[25a 32.2 28.7 162 6.2 9.2

钢管桩Φ720×8 55.4 66.5 830(压力) 90.2 209

栈桥竖向位移11.1mm,顺桥向位移5.5mm,横桥向位移44.5mm

从上表可知,栈桥各构件应力均满足规范要求。贝雷梁最大剪力224 kN<[Q]=245kN,最大弯矩541 kN.m<[M]=788kN.m,均满足要求。

图3-1 钢栈桥工作状态受力计算模型图

⑵ 渡洪期

约束条件:采用beam188单元。钢管桩在桩底标高铰接;辅助桩在桩底标高固接;主横梁与桩顶固接;主横梁与贝雷铰接。

计算模型:见图3-2。

图3-2 钢栈桥渡洪期受力计算模型图

计算结果:见表3-3。

表3-3 钢栈桥渡洪期受力计算

构件名称及规格 最大轴应力(MPa) 最大弯应力(MPa) 最大轴力

(kN) 最大剪力

(kN) 最大弯矩

(kN.m)

贝雷梁 — — — 48.9 141

主横梁2I56a 3.5 51.3 96.2 130 66.0

平联Φ426×8 8.5 66.8 89.4 76.6 71.9

斜撑2[25a 25.1 38.6 126 6.5 12.4

钢管桩Φ720×8 14.2 93.2 254(压力) 79.6 293

竖向位移5.6mm,顺桥向位移3.7mm,横桥向位移60.3mm。

从上表可知,栈桥各构件应力均满足规范要求。贝雷梁最大剪力48.9 kN<[Q]=245kN,最大弯矩141 kN.m<[M]=788kN.m,均满足要求。

4 栈桥施工工艺

4.1总体施工流程

栈桥施工采用履带吊、振动锤分别从东、西两岸向江中逐跨沉桩和架设。由于主墩PM19~PM22和引桥墩PM23~PM28基础施工时,需先行进行水下清表和岩层爆破开挖,考虑到对栈桥施工的影响,前期只搭设至PM18墩和PM28墩,其余待各墩水下开挖完成后再建。栈桥施工工艺流程见图4-1。

图4-1 栈桥施工工艺流程图

4.2主要项目施工方法

4.2.1桥台施工

钢栈桥与陆上施工便道通过桥台连接,桥台采用重力式结构,用C20混凝土浇筑而成。如图4-2所示。先用反铲开挖桥台区域,人工清基后,立模浇筑混凝土。

图4-2 栈桥桥台结构图

4.2钢管桩施工

4.2.1钢管桩加工

钢管桩在钢结构加工场按设计长度拼接成型,平板车运至现场。钢管桩采用两点吊,每节桩顶部设置两个对称吊点,吊点直接在钢管桩顶处割孔。钢管桩在运至打桩现场前,预先在桩上用油漆作出刻度标示,便于打桩时观测其贯入度。

4.2.2钢管桩下沉

钢管桩采用QUY-50履带吊配合DZJ-120型振动锤振动下沉,主要性能参数见表4-1。

表4-1 DZJ-120型振动锤主要技术参数

项目 单位 参数

电机功率 KW 120

静偏心力矩 N.m 724

激振力 KN 0-830

转速 R/min 0-1000

空载振幅 mm 0-7.45

允许拔桩力 KN 392

整机重量(单夹具) 吨 7.5

对于陆上沉桩,履带吊主钩起吊振动锤,副钩与钢管桩顶连接,缓慢将桩竖直,插入事先在桩位处开挖好的导坑内,下放振动锤使夹具夹住管顶;对于水上沉桩,将钢管桩立起后临时固定在已搭设好的栈桥上,再起吊振动锤夹桩。履带吊起吊连接振动锤的钢管桩,经测量定位后缓慢下放,钢管桩在自重下入土稳定,偏位满足要求后低档振动下沉,待钢管桩入土一定深度后高档振动下沉至设计标高位置。钢管桩下沉到位后,安装上部钢结构,形成通道,前移施沉下一排钢管桩,按此方法推进,直至栈桥施工完毕。钢管桩下沉示意见图4-2。

图4-2 钢管桩下沉示意图

钢管桩下沉控制采取标高与贯入度双控,贯入度控制为主,以保证单桩承载力。打桩时,技术人员进行实时观测,记录钢管桩的入土深度及贯入度,做好相应的施工记录。

4.3平联及斜撑安装

每排钢管桩施打完毕后,进行平联安装。测量人员根据设计标高测放平联安装标高,平联材料根据现场钢管桩之间的实际间距在后场下料加工(下料长度比实际间距小10cm,通过哈佛接头来调节长度),将平联的一端按照相贯线放样切割。在前场安装时,首先将加工了相贯线的一端与钢管桩连接并点焊,另一端通过哈佛接头与钢管桩连接,然后实施围焊焊接。平联安装完后,安装并焊接2[25a剪刀撑,以增强栈桥的稳定性。平联安装示意见图4-3。

图4-3 平联安装示意图

4.4主横梁安装

钢管桩下沉到位后,割除桩顶至设计标高并开设槽口,将拼装成整体的主横梁2I56a吊装嵌入槽口内,钢管桩下槽口应要割平,以保证主横梁搁置平稳,在槽口两侧和下部焊接加劲板将主横梁与钢管桩焊接固定。主横梁与钢管桩连接构造见图4-4。

图4-4 主横梁与钢管桩连接构造

4.5贝雷梁安装

将贝雷梁按排架间距在后场拼成单层双排组合,并用贝雷花架连接好,平板车运至安装现场。在主横梁上测放出安装位置线,用50t履带吊吊装贝雷桁架梁就位,偏差不大于5cm。横断面上共设三组贝雷桁架梁,组与组之间用[8作斜撑和拉杆,将贝雷梁连成整体。贝雷梁下弦杆通过门式卡固定在主横梁上,上弦杆用骑马螺栓和横向分配梁I25a连接,构件大样如图4-5。

门式卡 骑马螺栓

图4-5 门式卡与骑马螺栓构造图

4.6分配梁及桥面板安装

横向分配梁采用I25a,间距75cm,横桥方向铺设在贝雷桁架梁上,与贝雷梁通过骑马螺栓连接。纵向分配梁采用I28a槽口朝下、顺桥向铺设在横向分配梁I25a上并点焊固定,中心距30cm,纵向分配梁同时兼做桥面板用。为加快施工进度,可按照纵向分配梁的标准长度,将I28a与横向分配梁I25a在后场拼接成型,运至安装现场整体吊装就位。

4.7附属设施安装

栈桥两边均设置防护栏杆,栏杆高1.0m,采用Φ48×3mm钢管焊接,立柱间距1.5m,焊接在栈桥横向分配梁上,栏杆统一用红白油漆涂刷,交替布置,达到醒目、美观。为保证施工栈桥的安全性,防止夜间外来船舶撞击栈桥,以及施工船舶的航行安全性,在栈桥两侧设置警示灯,间距为10m,警示灯的安装高度需要高出栈桥顶标高2m。同时为保证栈桥在夜间正常运行,栈桥两侧间隔30m交叉布置照明路灯。

5 结语

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