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景观大桥钢箱梁安装专项施工方案一、 结构简述**公路2号桥位于**市**区铁西三期开发片区内**公路上，修筑起点桩号K0+314.365，修筑终点桩号K0+804.365，桥梁总长1170米，其中主桥采用跨径为（40+90+230+90+40=490m）的自锚式悬索桥，中间三跨主梁采用正交异性板钢箱梁，40m边配跨采用预应力钢筋混凝土箱梁结构钢箱梁全长384m，桥面全宽50m，含风嘴总宽51.162m，梁高3.0m主跨处于R=20000m的圆弧竖曲线上桥梁立面图见下图图1 **公路2号桥立面图钢箱梁采用流线型正交异形板结构，分为顶板、底板、横隔板、纵腹板、风嘴及悬索吊耳等其中顶板宽度50米，中央设置1.5%的双向横坡，桥梁中心线处梁高3.0米顶板厚度16毫米，在主缆区局部加强至40毫米，在顶板下顺桥向间隔600毫米设置加劲纵肋，板厚为8毫米，穿过横桥向3.0米间距的横梁，组成正交异性结构的顶板箱梁底板厚度为14毫米，在底板上顺桥向间隔800毫米设置加劲纵肋，板厚6毫米箱梁纵向设有九道纵隔板，腹板厚度16毫米，间距4～7.5米全桥钢箱梁分为6种类型43个梁段，分为标准梁段、端梁锚固段、合龙段及塔下梁段等，其中标准梁段共34个，长9m，其他梁段共9个，长从7.5m至10.4m不等。

钢箱梁制作段的划分及编号见表1表1分区梁端类型梁段设计分段情况长度（m）桥面宽度宽度（m）重量（t）数量（块）主跨合拢段A10.450294.6 1正常梁段B950255.0 34塔区梁段C7.550212.5 2D7.550212.5 2E8.650243.6 2钢混结合段F段和过渡段10.250459.52合计　　11219.3243钢箱梁制造采用“板→板单元→涂装→桥位预拼装、焊接”方式生产，即公司厂内完成零件及板单元，直接运输至桥位现场，桥位处逐块吊装、匹配预拼装、焊接成整体二、安装思路及安装顺序**二号桥钢箱梁板单元在山桥厂内制作，陆路运输至现场进行安装钢箱梁安装分为塔区安装和主跨、边跨钢箱梁安装，均采用支架法安装塔承台施工后立即进行基础回填并进行夯实处理全桥均采用支架法安装，板单元运输至现场后直接吊装至支架上进行拼装焊接首先安装塔区梁段和钢混结合段，然后以塔区为中心向两边逐段进行全桥钢箱梁的安装钢箱梁吊装采用2台200吨履带吊机进行三、板单元划分和厂内制造由于受陆上运输及施工场地、工期条件制约，钢箱梁无法按照设计分段制造、运输及安装，故把钢箱梁的制作分厂内板单元制造、桥位节段拼装两个阶段进行。

以钢厂板材的供货能力和公司现有板单元制造设备、工装及公路运输不超限为原则，将每个梁段划分为若干板单元，便于陆上运输工厂内板单元划分见下图：风嘴纵隔板底板中横隔板顶板内横隔板锚箱边横隔板外纵隔板图2 板单元分布直观图图3 板单元划分示意图四、支架方案4.1、支架方案的选定原则：支架体系应牢固可靠，满足施工需要；必须要成本低（支架成本包含基础成本、支架材料摊销成本、进出场运输费用、支架搭设费用、拆卸费用）；施工速度快，组织协调灵活因此，我部将投标时初步的贝雷支架方案优化为钢管柱支架，支架采用纵向工字钢作分配梁，横向采用工字钢作为支撑体系，钢管柱间隔采用槽钢剪刀撑连接系加固4.2、支架的总体布置依据吊装工艺及安装顺序，钢箱梁支架自塔区向两边划分为塔区段支架、正常段支架、钢混结合段支架三个部分塔区段支架布置：塔区支架如图11所示，中间部分在主塔下横梁上直接搭设支撑横梁和牙板，外形高程与梁底一致，塔柱外侧两根采用φ500×8mm螺旋焊管钢管柱用以支撑E梁段悬挑出塔柱外侧的部分，钢管柱中心间距为3.8m，两钢管柱分别与邻近的支柱14、16及54、56之间采用18a槽钢剪刀撑和剪刀上下横撑连接，剪刀撑相交处采用焊接方式连接成整体。

正常段支架布置：中间支架横向布置7排钢管柱，采用φ500×8mm螺旋焊管钢管柱，钢管柱钢管柱中心间距6*7.5m，横向两钢管柱之间采用18a槽钢剪刀撑和剪刀上下横撑连接，剪刀撑相交处采用焊接方式连接成整体每排钢管柱顶沿纵向布置50b工字钢作为重力分配梁，用以支撑梁段支点正常段支架如图10所示）钢混结合段支架布置：由于钢混结合段钢箱梁重量大，钢箱梁完成后还要承受部分现浇混凝土的重量，横向钢管柱先按正常段间距布置，然后进行加密，并设置了悬挑梁支撑，如图13所示，断面共设置了15根钢管柱，所有钢管柱均采用φ500×8mm螺旋焊管管柱中心间距为1.9m+3.75m×12+1.9m，（详细布置如图12所示）横桥向每排支架中部采用剪刀撑及横撑连接成整体后，顶部使用槽钢进行连接用做焊接及涂装用施工脚手架纵桥向钢管柱设置原则为间隔1横隔板设置1根，正常段间距为6m，间隔设置剪刀支架布置具体见图10~图144.3、钢管柱受力分析本支架最高处支架高度为25.2m，进行支架受力验算是按照25.2m高度进行计算各种规格钢管支撑力计算如下：4.3.1钢管柱采用直径φ500mm（外径），壁厚8mm的钢管，每根钢管柱的长度为25.2m，下端支承在扩大的混凝土基础上，上端支承在钢箱梁底板上，在此条件下，钢管柱两端视同铰支；则杆件计算长度=杆件实际长度=25.2m单根钢管支架的截面回转半径:,长细比，查《建筑钢结构设计规范》GB/T50017-2003， 属于b类截面杆件。

查受压杆件纵向弯曲系数；钢管的受压截面毛面积钢管采用螺旋焊管，材质为Q235钢，取2.0安全系数，容许应力按单根钢管的容许支撑力：4.4、钢管柱支架组合设计4.4.1、纵桥向按照每间隔1道横隔梁下设置一排钢管支点，然后采用50b工字钢将每根钢管纵向连接起来，每2道横隔梁有1道横隔梁支点设置在工字钢上，纵桥向共设置71排钢管柱，横桥向共布置7排钢管，共计497根钢管桩横桥向上部使用槽钢连系起来，可做人员脚手平台纵横向分别使用槽钢连接系固定钢管柱采用φ500×8mm钢管按6m+6m布置，横桥向按照6*7.5m，共布置7根，如附件图所示 4.4.2、本支架方案即相当于横向每排支架支撑纵桥向6m长的钢箱梁1）全桥钢箱梁重：12104.37t；（2）全桥支架钢材总重2600吨；（3）施工位置人员、机具等其他荷载7t；4.4.3、单根桩施工最大压力N=（12104.37+2600）/497=29.6t假设人员、机具施工荷载由横向单排（7根）承担，则每根桩承载7/7=1t所以单根桩实际最大压力为N=29.6+1=30.6tN=30.6＜[N]=47.36t，钢管支架强度满足要求4.4.4、纵向分配梁、横梁的受力计算纵梁、横梁材料材质为Q235，取安全系数为2.0，则允许应力为[σ]=117.5MPa，[τ]=68.15MPa.横梁采用工45b，纵梁采用工50b。

工45b截面特性：Ix=3.376e8 mm4，Wx=1500400mm3；工50b截面特性：Ix=4.856e8 mm4，Wx=1942240mm3；参照《钢结构设计规范》GB50017-2003进行验算1）横梁工45b计算：横梁承受钢箱梁及自重荷载共12104.37（钢箱梁重量）+1100（横梁自重）=13204.37吨，纵向每延米重13204.37/384=34.39t/m横隔板间距3米，每3米重34.39*3=103.17t，每条横梁上横向均布荷载q=103.17/45=2.29t/m取其中一段按照简支、均布荷载计算：Mmax=ql2/8=2.29*7.5*7.5/8=16.1t·mTmax=ql/2=2.29*7.5/2=8.59t强度计算：σ=Mmax/Wx=16.1e7/1500400=107.3MPa＜[117.5MPa]，满足要求τ=Tmax/A=8.59e4/(414*13.5)=15.37MPa＜[68.15MPa]，满足要求稳定计算：h0/tw=414/13.5=31＜80，按照构造配置加劲肋b/t=76/18=4.2＜13，满足要求2）纵梁工50b计算：纵梁承受钢箱梁及横纵梁等自身荷载，共12104.37（钢箱梁重量）+1100（横梁自重）+275（纵梁自重）=13479.3t；纵向每3米重13479.37/384*3=105.3t；横向共7个支撑点，每个支撑点承受荷载P=105.3/7=15.04t，其中柱处支撑点受力直接传给立柱，仅中间点承受P荷载。

Mmax=PL/4=15.04*6/4=22.56 t·mTmax=P/2=15.04/2=7.02t强度计算：σ=Mmax/Wx=22.56e7/1942240=116.2MPa＜[117.5MPa]，满足要求τ=Tmax/A=7.02e4/(460*14)=10.9MPa＜[68.15MPa]，满足要求整体稳定计算：自由长度L1=6m，查表φb=0.8>0.6，则φb’=1.07-0.282/0.8=0.7175σ=Mmax/φb’Wx=22.56e7/(0.7175*1942240)=162MPa＜215，满足要求局部稳定计算：h0/tw=460/14=33＜80，按照构造配置加劲肋b/t=80/20=4＜16，满足要求4、支架基础设计1）支架基础设计每根钢管底部平均压力30.6吨，钢管支承柱下做扩大混凝土基础，基础厚度均为60cm，基础承压面尺寸为2.5m×2.5m布置，基础混凝土选用C25级混凝土，扩大基础中间1.5m×1.5m范围内铺设15cm×15cm(即10+10根)的φ12钢筋网片如下图所示：图4：钢管支架混凝土扩大基础示意图2）基础承载力验算查施工区域中密砂土承载力200KPa，地基容许承载力[P]=200KPa×(1.8 m×1.8m)=64.8t，单个1.8m×1.8m基础最大支撑力P工作=30.6+1.8×1.8×0.6×2.5=35.5t，P工作＜[P]，地基承载力满足要求。

3）混凝土抗剪强度验算混凝土顶预埋700×700×10mm钢板，钢管柱底直接焊在钢板上，钢管柱施加的压力=306000N/0.49m2=0.62MPa，C25混凝土抗剪强度1.27MPa，考虑1.5的安全系数，混凝土冲切强度ft=0.85MPa5、本支架方案支架材料成本估算：（1）φ500×8螺旋焊接钢管1137.8吨；（2）50b号工字钢272.7吨；（3）45b号工字钢945.4吨；（4）12mm牙板64.9吨；（5）20a号槽钢209.3吨；（6）18a号槽钢205.0吨；（7）10mm厚钢板20.9吨；（8）20mm厚钢板73.0吨；（9）C25基础混凝土1069米3；支架钢材总重约2992吨，基础处理C25混凝土1069m3，钢材按照2000元/吨摊销，C25混凝土按照300元/m3计，支架材料成本共计630.5万五、钢箱梁板单元吊装方案1、通过多种起重吊装方案比选，最终选定采用200吨履带吊机进行钢箱梁板单元桥位吊装，优点如下：1）履带吊机可同时进行多个作业面吊装施工；2）对场地适应性强，本桥位现场地势起伏，履带吊机不受限制；3）运输车辆直接运送钢箱梁板单元至安装位置处，避免空中位移，减少高空作业工作量；4）履带吊机。