湖南某跨江大钱钢栈桥设计与施工方案.doc

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1、某某市某某大桥工程钢栈桥设计与施工方案某某市某某大桥工程设计施工总承包项目部某某年八月某某市某某大桥工程钢栈桥设计与施工方案编制： 复核： 审核： 审批： 目 录1、工程概况11.1概述11.2水文11.3地质22、栈桥设计32.1设计条件32.2栈桥结构32.3荷载72.4栈桥整体结构计算82.5钢管桩7208稳定性验算102.6钢栈桥上部结构验算103、总体施工部署123.1总体施工流程123.2主要施工设备123.3人员组织安排133.4主要材料计划143.5进度计划144、主要施工方法144.1桥台施工144.2钢管桩施工154.3平联及斜撑安装164.4主横梁安装174.5贝雷梁安装

2、174.6分配梁及桥面板安装184.7附属设施安装185、质量、安全及环保措施185.1质量保证措施185.2安全保证措施195.3文明施工与环保措施20某某大桥钢栈桥设计与施工方案1、工程概况1.1概述某某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。某某大桥连接河西（滨江新城）和河东（新世纪片区）两处区域，具体地理位置详见图1-1。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级，设计车道数为双向六车道，桥梁净宽31.5m。图1-

3、1 某某大桥地理位置图1.2水文湘江是长江七大支流之一，河水动态为单汛周期类型，最大洪水发生在48月，且主要集中在4 月下旬至6 月（占全年最大洪水发生总次数的86%），10月至第二年2月为枯水期。最高洪水位为1998年的39.18m（吴淞高程），最低水位为2009年10月的24.93m（吴淞高程），多年平均水位29.48m，最大变化幅度14.03m。湘江水流平均流速0.121.26m/s。最大流量20800m3/s（1994年6月28日），最小流量102m3/s（2009年10月28日），多年平均流量为2473m3/s。1.3地质根据地表出露和钻探揭露：桥位地层主要由第四系人工堆积物、河流冲

4、积物（粉砂、粉质粘土、细砂、圆砾）和残积粉质粘土组成。下伏基岩为元古界冷家溪群板岩，按钻探揭露顺序，自上而下详述于表1-1。表1-1 岩土工程特性及分布表土层及编号层顶标高（m）层底标高（m）层厚（m）岩土特征描述人工填土24.5125.1921.7122.592.602.80褐黄色、褐灰色，湿，松散，可塑状粘性土为主，高压缩性，局部夹风化岩及建筑垃圾，软硬不均，工程性状差，堆填时间较短。仅见于东西堤岸粉质粘土21.7127.5618.1621.580.407.80褐灰、灰黑色，软-可塑状，底部含粉细砂及云母片。粉土褐灰夹灰绿色，湿，稍密状。含粉细砂，底部夹砾石，见于两岸。中细砂18.4322

5、.0916.7620.680.303.60褐黄，饱和，松散-稍密状，混砾石，含云母，粘土充填。圆砾17.4821.3116.8319.220.303.00褐黄色，饱和，稍密。含量60%以上，含量6070，粒径0.52cm，成分为硅质岩、脉石英、砂岩、石英砂岩，磨圆度较好，混卵石，中粗砂充填。粉质粘土18.9618.160.80褐黄、褐灰色、硬塑状为主，局部为坚硬状，原岩结构可辨，局部含黑色铁锰质氧化物。11强风化板岩16.7618.7911.9917.690.605.40褐黄色、灰绿色，极软岩，节理裂隙发育，并为铁锰质氧化物浸染，岩芯呈碎裂状、碎块状，用手折可断。12中风化板岩11.9920.

6、68-9.9119.381.3023.10青灰色、灰绿色、软岩，岩芯呈块状、碎块状，少许短柱状，节理裂隙较发育，充填黑色铁锰质氧化物。13微风化板岩-17.6019.38-23.432.512.0036.90青灰色，为较硬岩，岩芯呈长、短柱状、块状，锤击声脆，节理稍发育，局部为石英脉充填、夹中风化板岩13层-1，厚度1.807.50m不等，性质同12层2、栈桥设计本工程主桥墩PM19PM22和引桥墩PM18、PM23PM28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1.01.5m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

7、工，采用搭设钢栈桥作为各种材料、机具、人员等的运输通道。2.1设计条件 水位：设计高水位取+33.0m，施工水位取+30.0m； 设计流速：取2m/s； 风速：设计风速取，施工风速取。2.2栈桥结构2.2.1栈桥总体布置栈桥桥面标高为+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PM20PM21一跨主孔210m作为施工期间的船舶通航孔。主墩（PM19PM22）在承台两侧分别设置分栈桥

8、，其余水上桥墩在承台一侧设置分栈桥。栈桥总体布置具体详见图2-1。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，如图2-2所示。2.2.2栈桥主要结构设计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2-3、图2-4。 钢管桩钢管桩型号为7208mm，均为直桩，栈桥钢管桩排架间距为12m、9m、6m和3m四种。其中6m为河西栈桥稳定墩排架间距，每隔30m设置一个稳定墩；3m为河东栈桥稳定墩排架间距，每隔60m设置一个稳定墩。钢管桩排距见图2-6、图2-7。图2-1 钢栈桥总体布置平面图图2-2 河西

9、栈桥立面图图2-3 主栈桥横断面图图2-4 分栈桥横断面图图2-6 河西栈桥钢管桩排架纵断面图图2-7 河东栈桥钢管桩排架纵断面图 平联及斜撑每排两根支撑钢管桩之间用4266钢管作平联，标高约为+26.0m（视水位而定），为保证栈桥稳定性，在平联与主横梁2I56a之间设置225a剪刀撑。 上部结构栈桥上部结构由主横梁、主纵梁、横向分配梁、纵向分配梁及面板组成。主横梁采用双拼I56型钢，长7.0m；主横梁上设三组单层双排贝雷梁作主纵梁，贝雷梁片与片设置贝雷花架，组与组间设置8斜撑；贝雷梁上铺设I25a作横向分配梁，I25a间距75cm，与贝雷梁节点对应；在横向分配梁上设28b（槽口向下）作纵向分

10、配梁，同时兼做桥面面板。栈桥约60m设一道5cm伸缩缝。2.3荷载 恒载：结构自重 施工、人群荷载：按5kN/m2计 混凝土罐车车辆荷载：8m3混凝土罐车载重时重量450kN；轮距1.8m，轴距3.45+1.35m；前轴重力标准值90kN，后轴重力标准值2180kN；前轮着地面积0.3m0.2m，后轮着地面积0.6m0.2m。 履带吊车辆荷载：70t履带吊吊重按20t计，总重按90t计，计算时按全部重量作用在同一条履带的最不利情况考虑。履带着地面积5.88m0.76m，履带中心距4m。 车辆制动力：8m3混凝土罐车制动力F=4500.1=45kN 风荷载：根据公路桥涵设计通用规范，按照工作状态

11、风速、非工作状态风速计算，详见表2-1。计算公式如下：管型构件风荷载标准值：非管型构件风载标准值：表2-1 栈桥风荷载标准值（kN/m）部位工作状态非工作状态Vd=13.8m/sV10=20.2m/s7208钢管0.1680.3594266钢管0.0990.213主横梁2I56a0.1420.302贝雷梁0.1660.232 水流力：根据港口工程荷载规范，按照下列工作状态和渡洪期计算。工作状态：施工水位30.0m，桩顶标高30.5m，泥面标高18m，流速2m/s；渡洪期：设计高水位33.0m，桩顶标高30.5m，泥面标高18m，流速2m/s。计算结果见表2-2，计算公式如下：表2-2 栈桥水流

12、力计算部位工作状态渡洪期7208钢管桩前排桩FW=13.1kNFW=13.1 kN后排桩FW=10.6 kNFW=10.6 kN作用点标高26.3 m26.3 m平联qW=0.622 kN/mqW=0.622 kN/m贝雷梁及分配梁qW=6.17 kN/m作用在第一排贝雷梁上2.4栈桥整体结构计算2.4.1工况分析考虑自重、汽车荷载、制动力、人群荷载、水流力风荷载等荷载的组合。详见表2-3。表2-3 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+1.4（+）+0.71.4）工况二（渡洪期）0.9（1.2+1.4）2.4.2计算模型及结果 正常工作期约束条件：采用beam18

13、8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2-8。计算结果：见表2-4。表2-4 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.mkN.m）贝雷梁224541主横梁2I56a2.5473.568.8478345平联426812.859.210140.948.5斜撑225a32.228.71626.29.2钢管桩720855.466.5991（压力）90.2209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 kNQ=245kN，最大弯矩541 kN.mM=788kN.m，均满足要求。图2-8 钢栈桥工作状态受力计算模型图 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2-9。图2-9 钢栈桥渡洪期受力计算模型图计算结果：见表2-5。表2-5 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.