钢管桩栈桥计算及施工方案.doc

钢栈桥总长 207m， 标准桥面宽 5m，每跨按 9m，起于朱家河堤上 K2+484，止于 K2+691，其中在栈桥的第十三跨开始增设一个错车道，错车道宽度为 8.5m，长 27m；本钢栈桥承担着繁重的交通运输任务，它不仅承担着本标段大量材料、机械设备的运输任务，而且它还承担着全线所有标段大量材料、机械设备的运输任务，因此，高标准高质量的建设好钢栈桥是本项目全期工作的重点本钢栈桥中心线与立交桥箱梁边缘线平行，栈桥两侧设栏杆，上部结构采用型钢结构，栈桥上部结构 2 榀钢桁梁拼装而成,其上铺设横、纵分配型钢及桥面板，下横梁采用双工字钢 I40，桥墩采用桩基排架，栈桥基础为直径 Φ630、壁厚 8mm 的钢管桩,桩长根据河床、承载力变化而变化, 水中 9 排桩桩间设 φ273mm×5mm 的联系杆，陆上桩桩间用[14 剪刀撑联系为了考虑温度效应对钢栈桥的影响，在第十五排桩处设置一道温度缝，缝宽为 6cm，温度缝处栈桥所有钢构件均需断开,钢桁梁交界处采用双排桩其中朱家河断面图如下 14.7（ 现 有 水 位 ） 26.323.1 朱 家 河 断 面 图 南 湖 村岱 家 山栈桥的设计1、栈桥使用要求:（1）栈桥承载力应满足：500kＮ履带吊在桥面行走及起吊 20t 要求、450kN 混凝土罐车行驶要求；（2）栈桥的调头平台宽度设置应满足车辆掉头的要求；（3）栈桥的平面位置不得妨碍钻孔桩施工、钢吊（套）箱及承台施工，能够满足整个施工期间全线通行的要求；（4）栈桥跨度、平面位置及高程应满足洪水和通航的要求。

2、栈桥施工区域划分（1）浅滩区栈桥 0#~7#墩及 17#~23#墩之间，全长约 126m，为栈桥浅滩区河床高程在+17.5~+23.5 m 之间2）浅水区栈桥 8#~17#墩之间，全长约 81m，为栈桥浅滩区河床高程在+11.5~+17.5 m 之间3、栈桥布置形式栈桥从朱家河大堤起，沿桥箱梁右侧边缘线一直通至南湖村河堤，栈桥平面布置示意见图 3.1-1 所示 26.826.591421,56424,0626,54 1,50914、栈桥构造栈桥桥面宽 5m，高程+26.3m，栈桥桩采用 φ630mm ×8mm 的Q235 钢管下横梁采用双 I40主纵梁一种是采用 1.35m 高，宽1.07m 的钢桁梁共两榀，钢桁梁上铺[20 的横向分配梁、间距0.5m，I 10 的纵向分配梁、间距 30cm；桥面 δ=8mm 花纹钢板，最后安装栏杆、照明等附属结构断面图如图下所示： [ξ =8桥 面 26.3栈 桥 断 面 图 φ 630双 工 字 钢 钢 桁 梁@50231.0φ 48钢 管 栏 杆栈桥断面结构图（单位：mm）５、栈桥温度伸缩缝设置为适应栈桥钢构件温度变化, 在钢栈桥第 15 排桩设一道温度缝,缝宽 6cm，温度缝处栈桥所有钢构件均需断开,采用双排桩，具体结构尺寸见《栈桥施工图》 。

6、栈桥起始墩为保证栈桥与后方连接 ,作为栈桥起始墩 0＃墩，栈桥第一跨上部结构为型钢组成，结构图如下： 8m花 纹 钢 板原 浆 砌 块 石 护 坡耳 板C30砼 [2耳 板 钢 管 桩#桥 台 断 面 图7、栈桥基础钢栈桥基础采用钢管桩直径 Φ630mm ，壁厚 8mm；根据栈桥各区域河床，水文条件，地质情况，以及承载力等因素分析，浅滩区、 浅水区、深水区桩长根据位置不同而变化钢栈桥的受力计算①设计说明钢栈桥按 9m 一跨布置，总长 207m 长，其中钢栈桥桥面标准宽度为 5m，钢栈桥每跨承受的最大荷载 80t，车速为10km/h②栈桥计算参数栈桥荷载形式根据施工现场实际情况, 栈桥荷载形式如下:钢材容重 78.5kN/m3最大设计风速 27.9m/s水流流速 1m/s50t 履带吊（考虑吊重 20t）： 45t 砼运输车通行施工荷载 4kN/m2③特征参数泥面高程 见各典型断面设计冲刷深度 考虑 2m④工程地质结构 序号 层名 埋深（m） 厚度（m） 空间分布 岩性特征 工程性质（1）素填土Qml0.3～7.7场区均有分布灰色、黄褐色，松散-中密，干-很湿，成份为以粘性土为主，夹少量植物根茎，局部上为砼地坪。

密实度较不均匀2）粘土Q4al+pl0～2.0 1.3～2.4场区部分分布 黄褐色、灰黄色，软塑，很湿，含少量 Fe、Mn 氧化物， 中等偏高压缩性，强度高岭土，局部含白色螺壳、混粉砂3）淤泥质亚粘土Q4al+l0～8.0 1.8～17.8场区部分缺失灰褐色、灰色，淤泥质土，流塑-软塑，很湿-饱和，含少量腐植物，偶夹有螺壳部分地段表现为淤泥，高压缩性，强度低3）-1粘土Q4al+l0.5～10.0 1.0～7.3 场区部分分布黄褐色，软塑，很湿，含少量 Fe、Mn 氧化物，少量高岭土，为③淤泥质亚粘土透镜体中等压缩性，强度一般3）-2粘土Q4al+l4.0～8.5 2.0～5.0 场区部分分布黄褐色，软塑，很湿，含少量 Fe、Mn 氧化物，少量高岭土，③淤泥质亚粘土透镜体中等压缩性，强度一般4）亚粘土Q4al+pl1.0～16.9 1.0～9.1场区部分分布黄褐色，软塑，很湿，含少量 Fe、Mn 氧化物，少量高岭土中等压缩性，强度一般5）粘土Q4al+pl4.5～18.0 2.5～7.9场区部分分布黄褐色、褐色，软～硬塑，很湿，含少量 Fe、Mn 氧化物，及少量高岭土中等压缩性，强度一般。

6)粘土Q4al+pl0.5～20.0 1.5～18.8场区局部缺失黄褐色、灰褐色，硬塑，很湿，含少量 Fe、Mn 氧化物，及少量高岭土、结核低压缩性，强度高6)-1亚粘土Q4al+pl8.0～22.5 2.6～10.2局部分布 黄色、灰褐色，软塑，很湿， 含少量 Fe、Mn 氧化物 中等压缩性， 强度一般7)粘土混碎石Q4al+pl7.4～2.4 0.9～14.5局部分布褐黄～黄褐色，饱和，硬塑，很湿，含少量 Fe、Mn 氧化物，及少量高岭土，碎石含量约5-30%,成分较杂，以石英为主，d=0.5～3.0cm，混较多角砾、砾砂，局部含较大块石中等压缩性，强度较高8)残积土Q3.5～14.0 6.6～29.3局部分布褐黄～红褐色，饱和，可～硬塑，很湿，含少量 Fe、Mn氧化物，间夹泥岩岩块中等压缩性承载力较高（9） 白云岩（T） 10.2～34.0最大揭露厚度21.0mHZ31～HZ52 分布浅灰～灰色，岩芯完整，呈长柱状，HZ35、HZ36、HZ37、HZ45、HZ46 、HZ51、HZ53 号孔发育溶洞，内充填软塑状粘性土，混少量白云岩碎块，取芯率一般 90-100%,RQD 为80-95%为较硬岩，岩体较完整，基本质量等级为Ⅲ级。

承载力高不可压缩(10)-1-1 泥岩强 风化20.0～38.02.2～10.0HZ26、HZ27、HZ28～HZ30 分布棕红～红褐色，风化不均匀，大部分风化成砂土状，裂隙承载力高压缩性低（C+P）较发育，裂隙被 Fe、Mn 氧化物浸染局部夹中风化岩块10)-1-2泥岩弱风化（C+P）22.4～28.6最大揭露厚度11.9mHZ26～HZ30 分布棕红～灰色，岩芯较完整，呈短柱状，取芯率一般 80-95%,RQD 为 75-85%，裂隙较发育，裂隙被 Fe、Mn 氧化物浸染为软岩，岩体较完整，基本质量等级为Ⅳ级承载力高不可压缩(10)-2灰岩（C+P）14.2～48.0最大揭露厚度9.98mHZ23～HZ31分布灰～灰白色，岩芯完整，呈长柱状，HZ23—HZ31 溶洞，内充填软- 可塑状粘性土，混少量灰岩碎块，取芯率一般85-100%,RQD 为 80-90%，为硬岩，岩体较完整，基本质量等级为Ⅱ级承载力高不可压缩各土层的极限摩擦力地层编号 层 名岩土层状 态土层的极限摩阻力值 τ i（kPa）（1） 粘土 Il=0.63 35（2） 淤泥质亚粘土 Il=0.99 25（3）-1 粘土 Il=0.49 40（3）-2 粘土 Il=0.25 53（4） 亚粘土 Il=0.56 37（5） 粘土 Il=0.35 47（6） 粘土 Il=0.24 55（6）-1 亚粘土 Il=0.62 36（7） 粘土混碎石 Il=0.37 45（8） 残积土 Il=0.54 38（9） 白云岩 Ra=44.5MPa(10)-1-1 泥岩强风化 N>50(击) 140(10)-1-2 泥岩弱风化 Ra=4.2MPa 250(10)-2 灰岩 Ra=61.4MPa上部结构内力计算：①工字钢 I10 验算1、45t 砼车计算跨度为 0.5m,计算按简支计算，单边后车轮布置在跨中时弯距最大Mmax1=1/4×90×0.5=11.25KN.m单边车轮布置在临近支点时剪力最大Qmax1=90KN 其中 I10 受力图如下 90902、履带-65（本施工机械为履带-50，计算时按履带-65 计算）Mmax2=1/8×75.5×0.52=2.35KN.mQmax2=1/2×75.5×0.5KN.m=18.8KN无论履带吊还是砼罐车作用在 I10上按两根计算，面板和自重忽略不计。

Wx=49×2=98cm3 A=214.3=28.6cm2σ=Mmax/Wx=11.25/98×10 4=114.7MPa<[σ]=200MpaQmax/A=90/28.6×10=31.4MPa<[τ]=115Mpa满足I 10布置为间距 300mm⑥[ 20的验算1、45t 砼车时 90砼罐车半边车轮布置在[ 20a横向分配梁的跨中情况为最不利，不考虑 I10 的分布作用Mmax1=1/4×90×1.5=33.8kN.m砼罐车半边车轮布置在靠近支点时剪力最大：Qmax1=90kN2、履带-65 75.履带－65 的履带接地宽度 700mm，如上图布置，履带吊布置在[20 跨中时有 8 根[ 20a 横向分配梁承受；布置在临近支点时考虑 8 根[20 横向分配梁承受履带－65 的自重 600KN 和吊重 200KN 作用时考虑每个履带支点承受 1/2 荷载，即 400KN每根[ 20 受力如下：Mmax2=1/4×800×1.5/8=37.5kN.mQmax2=800/8=100kN 则 σ=M/W=33.8×10 3/191=176MPa<[σ]=200MpaQmax/A=90/32.87×10=27.5MPa<[τ]=115Mpa 查[ 20 IX=1910cm4，E=2.1*10 5N/mm2,计算: ω max=2.18mm满足要求.⑦I 40 横梁计算假设横梁选用 I40，钢管桩按两排布置，两排布置的间距 3 米布置， LF计算公式：ω max=（FL 3）/（48EI X）L=3.0m, F=560KN（按最大荷载，履带－ 65 的自重 600KN 和吊重 200KN 作用，每两根桩承受的荷载为 400KN，乘以一不均衡系数 1.4，为 560KN）E=2.1×105N/mm2, IX=21700cm4,ω max=6.9mm

为了安装需要，横梁选用双 I40⑧钢管桩打入深度计算根据地质资料，地层编号 层 名岩土层状 态土层的极限摩阻力值 τ i（kPa）河滩段 淤泥质亚粘土 Il=0.99 25河滩段 粘土 Il=0.49 40河床段 粘土 Il=0.25 53按 45t 砼车时考虑，计算时考虑风险系数 1.25，不均衡系数 1.4。