栈桥设计及施工工艺.docx

栈桥设计与施工工艺1刖言栈桥是工地现场为解决水中材料、设备运输和人员通行而修建的临时桥梁设施,按材料分钢栈桥和木栈栈桥，但目前广泛采用钢结构,木栈桥已极少采用；按栈桥功能与荷载分人行简易栈桥和车载栈桥，单纯满足作业人员通行的栈桥相对较少，栈桥设计施工也比较简单，更多是人、车混合，功能综合型较强.不同工程项目应根据桥位水文、地质、地形等条件，结合施工工期、材料、设备状况、功能要求与通行荷载类型，进行设计施工.2栈桥的适用X围与特点栈桥适用于：1河流流速相对较缓，最大流速不超过3m/s.2河床有一定厚度的覆盖层，能够满足钢管立柱自稳.3河面无大量漂流物.4栈桥修建不影响河道正常通航要求.其特点是可以大量采用常规材料、周转性材料进行快速搭建，在短期内能够投入使用.能够有效地解决水上物资材料快速供应、机械设备与人员通行等问题，具有快捷、方便、安全、经济等特征.3栈桥的结构构造栈桥由基础、立柱、桥面与附属结构等部分组成.一般利用支撑于坚硬地层的钢管桩直接支撑桥面结构,钢管桩既是栈桥基础又是立柱柱身，钢管立柱在水面以上部位设置横向联结系,增强结构整体稳定性，立柱上端布置横向分配梁，分配梁上架设安装纵向主梁,主梁顶面铺设桥面分配梁与桥面钢板，两侧设置护栏、照明与其他附属设施.3.1钢管桩立柱钢管桩立柱是栈桥主要承载结构,通常采用直径612mm,壁厚610mm的钢管,常用规格为6-8mm ,壁厚8mm左右的成品钢管.具体项目根据计算分析与现有材料进行确定.每个支墩可采用双排或单排钢管桩，需要根据具体特征进行对比分析，满足技术条件下，尽可能经济实用.钢管桩打入河床，其打入深度以贯入度和入土深度控制，原则上桩底应进入坚硬地层，保证承载力满足设计要求，并处于汛期冲刷深度以下，满足汛期安全需要.水面以上部分钢管设置联结系，形成整体结构.3.2立柱顶横梁立柱顶横梁一般采用I 20I 36的工字钢，钢管立柱顶部管壁上开，将工字钢置于槽内，同时，焊接牛腿支撑.3.3主梁主梁一般采用型钢、贝雷梁、军用梁或万能杆件，跨距较小时，一般选择型钢铺设；贝雷梁、军用梁适合于跨距较大、栈桥长度较长、工程量大的的项目，万能杆件拼装梁应用相对较少.3.4桥面结构横向采用I20工字钢，按设计间距铺在主梁，纵向采用20槽钢，桥面采用6mm冷轧钢板或其他材料.两侧栏杆立柱与扶手，利用钢管或角钢以与其他材料焊接在横梁上，高度5080cm.桥面一侧或两侧设置人行道与栏杆和电力线路通道.4.栈桥设计4.1栈桥设计主要内容1栈桥位置、长度与功能，依据总体施工方案和施工需要确定.2栈桥技术标准，包括桥面宽度、荷载等级、使用年限、栈桥桥面标高等.3栈桥材料选择，包括基础、立柱、柱顶横梁、主梁、桥面分配梁、桥面板与附属设施等.4设计验算,相参见4.2条内容.5栈桥设计施工图，即栈桥总体构造与分部施工设计.6栈桥施工方案.4.2栈桥设计验算内容1栈桥的设计按主梁、桥面系与下部构造三部分分别进行验算；2主梁验算时，结合桥面结构的刚度大小，采用杠杆法进行横向分布系数的计算，然后运用计算程序在考虑了自重、汽车荷载、冲击力、风力等多种因素情况下，按实际可能发生的各种荷载组合，对构造结点位移、杆件应力等进行详细计算和分析；3桥面系按桥面板、纵梁、横梁的顺序分别进行验算；4钢管桩验算时，首先计算各片梁的最大反力值，然后作用在横梁上，再进行加载计算.采用桥梁博士软件分别对单桩承载力、桩身内力与桩顶位移进行计算.主要荷载：静水压力、流水压力、风力、浪激力与施工荷载；5栈桥应尽量靠近主桥，但又不能影响主桥的施工.一般选择平行主桥的轴线方向.还要根据施工码头的布置，选择布置在上游还是下游，并充分考虑各种因素的影响.4.3设计参考事项1在覆盖层较厚的滩涂区域，采用小管径钢管桩群桩作为临时钢栈桥的基础，具有施工方便、造价低等优点.2在风大、浪高的区域.利用加劲横撑与限位板可大大地减小主梁的纵、横向位移，保证栈桥的纵、横向稳定.3桩顶采用嵌入式双工字钢作分配式垫梁，因其具有足够的刚度，可较好地进行应力分配，保证群桩受力良好.4采用大块焊接钢板代替临时栈桥常用的木板作为桥面板，可以大大地降低栈桥的维修费用，特别使用时间较长的临时栈桥值得采用此方案.5栈桥施工5.1总体施工方案栈桥施工一般从岸边开始，逐步向水中延伸,钢管中采用轮式或履带吊机配合振动锤下沉到位，吊机根据起吊重量和X围进行选择.水深区域，为加快进度，可选用浮式吊机配合振动锤或浮动平台上安装打桩机进行打设.梁部贝雷梁或军用梁在岸上组装成安装节段长度后,用平板车或拖轮运输到现场，采用吊车或浮吊进行架设.栈桥施工工艺流程见图1.图1栈桥施工工艺流程图5.2钢管桩加工施工钢管桩在加工场制作完成后，平板车运输到现场采用轮式吊或50T履带吊结合振动锤下沉.首先进行测量，吊机初步定位，钢管运输到位后吊起钢管桩，喂入桩锤、桩帽中，下部用抱钳夹住.调整导向架的垂直度，检查桩锤、桩帽、导向架和管桩的中轴线是否一致,采用全站仪测量桩位坐标并与设计比较，确定桩的前后移动距离，当桩位偏差在规定X围后可开始沉桩.首先利用管桩和锤的自重将其压入覆盖层，直至不下沉为止.在沉桩过程中控制好桩锤落距，作好施工记录，当贯入度达到控制贯入度时，即可停锤.钢管桩需要现场接长时,连接可采用外拼板与接头对焊相结合的焊接方式或法兰盘栓接方式.焊接材料应与焊接材质相匹配,焊缝长度与焊缝高度满足规X或设计要求；对接必须保持娘直,直度允许偏差小于0.5%.钢管桩打入后，根据设计的钢管桩顶标高，割去多余的钢管桩，并在钢管桩上割槽，能准确放置通长的横梁工字钢，且同一个墩的两根钢管桩的槽必须在同一直线上.5.3军用梁、贝雷架的拼装和架设在加工场对贝雷桁架或军用梁分片进行组装，平板车运输到现场，利用履带吊车或轮式吊机安装贝雷桁架或军用梁.吊装前先用粉笔在墩顶横垫梁上定出贝雷片或军用梁的具体位置.架设按照从桥一侧向另一侧的顺序进行.第一片梁架设后采取临时固定措施，以后各片梁架设后尽快横向连接，形成整体.5.4桥面系施工主梁安装完成后，采用人工配合吊机铺设横桥向工字钢，然后用吊机整体吊装桥面板安装单元，从一头向另一头铺设；防护栏杆的施工紧跟着进行，其施工进度落后于桥面板一跨主梁的距离.横梁工字钢直接铺到贝雷梁或军用梁上，但每条工字钢都要正对贝雷梁的竖杆或斜杆位置，确保受力满足要求.工字钢铺好后,马上用16圆钢做成的U型卡将其卡在贝雷梁上同时拧紧螺丝.纵梁槽钢通过汽车和吊车进行安装.槽钢按设计间距铺好后，每条槽钢都要与横梁工字钢采用点焊焊好,使它们成为一个整体，满足受力要求.6机具设备配置利用水上设备施工时，应配置拖轮、浮吊等设备.设备配备见表1.表1栈桥施工机械设备配备表序号设备名称型号规格单位数量备注7质量措施1为满足栈桥在施工中的受力要求,栈桥设计为重载栈桥，桩基沉降和结构刚度控制设计,通过每天对桩基沉降的观测来计算和检测栈桥的承载力是否满足设计要求.2钢管桩单桩承载力控制：施工完毕第一排桩即做单桩承载力试验，验证与设计的偏差值，从而确定单桩震动下沉的最终贯入度，藉以控制各桩打入深度.3桩和排架间的间距用定位架控制,且不得大于设计值.4排架和排架间的剪刀撑要焊接牢固，所有焊缝接头严格按照标准焊缝进行焊接.5桥面与纵梁、纵梁与横梁之间通过栓接与焊接方式联结紧密，空隙要楔紧垫实.6栈桥成桥后，用钢筋堆放于栈桥桥面板上作为静荷载，分别采用履带式吊车和满载钢筋的拖车作为动荷载作动荷载试验，检验栈桥的受力性能,确保栈桥使用安全.7现场详细记录每根钢管桩入土时间和实际打入深度，记录内容包括桩的加工长度、桩位水深、入土深度、振动锤的振动频率，确保入土深度.8加强栈桥桥面板与纵梁的连接，保证正确的受力.8安全措施1施工前报航道、海事、水利等有关部门审批通过，发布施工通告，设立相应通航、助航标志与夜间警示灯.2在栈桥和工作平台上下游按规定设置航标，在夜间需有灯光显示,防止船舶撞击.夜间施工须有充足的灯光照明，并悬挂醒目的安全警示牌.3栈桥标高，必须高于施工期最高水位1m以上.4在施工期间，设专人检查栈桥和工作平台，若有异常情况发生，应与时采取措施，确保施工安全.5为保证施工人员和过往行人在栈桥施工区安全，在栈桥和工作平台均应设立防护栏杆，并需安装牢固.6经常清除栈桥和工作平台上游侧的漂浮物特别是在洪水期，防止堵水，危与栈桥和工作平台安全.7堆放在栈桥和工作平台上的机械设备和料具重量不得超过设计荷载量.8对通行车辆数量采取限制措施，以避免意外交通事故发生.9为方便车辆会车将采取补桩增设平台以拓宽部分栈桥桥面.10坚持特殊工种的持证上岗制度，杜绝无证上岗操作行为.对施工机械要加强维修与保养，严格选用符合技术和安全规定的施工机具,并坚持安全挂牌制.11所有进入施工现场的人员必须戴好安全帽，并按规定配戴劳动保护用具，如安全带、救生衣等安全工具.9结语栈桥是水中桥梁施工常用的重要临时结构，对解决水上长距离运输，保证施工设备和物资材料与时供应发挥重要作用，针对不同项目特点和施工材料、机具设备的组织情况,因地制宜，合理组织设计和施工，在满足性能安全可靠、作用得到充分发挥的前提下,应考虑栈桥施工机具、材料的周转使用，尽可能降低成本，突出技术经济性.