水上栈桥设计与施工

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1、海上桥梁栈桥设计与施工1 某大桥第七合同段栈桥概述某大桥位于某海湾北部，起于某市侧某海湾高速公路*河大桥北200m处，终于*侧某 海湾高速东1km处，主线全长26.707km。2 施工方案比选前期我部通过大量调研，从工期、材料及设备投入、材料及人员运输、电力等多个方面 切入，从以下三种可能的方案进行比选：方案 1：全水上施工方案；方案 2：半栈桥方案（主桥及黄岛侧引桥修建栈桥）；方案 3 ：全栈桥方案。本着“优质、高效、安全、经济”的原则，综合考虑各种影响因素，对第7 合同段施工 方案进行比选，详细内容见表2- 1 。表 2-1 不同方案优缺点比较万案优点缺点全水上施工1、临时材料投入量少；2

2、、与相邻施工单位无干扰，施工组 织安排较灵活。1、全部为水上施工，水上设备投入 量大、施工组织难度大、作业面多、人 员、设备相对分散、不便于设备周转；2、交通组织难度大，效率低；3、原材料需多次周转才能运至现 场，成本大，效率低；4、施工受水深等自然条件影响大；5、电力供应保障困难，投入大；全栈桥施工1、变水上为陆地施工，减少水上设 备投入，设备周转快；2、加快了施工进度；3、减少了材料及构件的中转运输次 数，降低成本，提咼了效率；4、栈桥材料可以周转到上部施工中 使用，避免投入过大；5、供电方便，保障维护简单；6、受气候等自然条件影响小。1、临时材料（栈桥）投入大，全栈 桥方案栈桥用材料共计

3、10553吨，半栈 桥方案用料5473吨；2、栈桥需周转使用，降低了后续施 工工效；3、栈桥公用段较长，相互干涉影响， 存在协调问题。4、栈桥使用时间受相邻标段制约。半栈桥施工1、近某市侧为水上施工，其余变为 陆地施工，减少水上设备投入；2、加快了施工进度；3、大部分材料可以周转至钢箱梁支架，临时材料利用率最高；4、黄岛侧引桥及主桥混凝土均可考 虑利用岸上拌和站供应。根据上述分析，为解决海湾内低潮位不能满足大型船舶吃水要求，施工受大风及材料运 输影响大，工程建设的组织和安全控制难度高等问题，最终确定采用全栈桥方案。3 栈桥设计3.1栈桥设计技术标准1）设计顶标高+6.10m，与现有主栈桥标高一

4、致；2）设计控制荷载：挂-120、履-50 （最大吊重按50t考虑）；3）设计使用寿命： 2 年；4）水位：取20年一遇最高水位+3.04m；5）河床高程取-3.20m，最大冲刷深度考虑5m,即冲刷后地面线高程为-8.2m；6）流速： v=1.38m/s；7）河床覆盖层：淤泥，厚度 4.5m；8）基本风速： 34.8m/s；9）浪高： 3.01m；10）设计行车速度 15km/h。3.2 栈桥结构形式采用全栈桥方案需搭设的栈桥长约3.31km，其中非通航孔桥区域栈桥布置于主桥轴线 中间，通航孔桥区域栈桥偏向内海侧。栈桥每15m 一跨，用六排贝雷桁架搭设，每5跨一联，每联之间设10cm伸缩缝。贝

5、雷 分2组，采用90cm花架，2组贝雷之间纵向每3m间距采用20号槽钢做为剪刀撑连成整体; 贝雷上的分配梁采用I22a工钢，间距为0.75m；分配梁上放置桥面系面梁，为20a型槽钢 满铺，宽6.0m；护栏高1.3m，由Q 48X3.5钢管焊接而成。栈桥基础采用Q 600X 8mm钢管桩，联与联设置中间墩，每墩号由两排4根钢管桩组成, 其余墩号为过渡墩，由单排3根钢管桩组成。为加强基础的整体稳定性，每排钢管桩间均采 用20号槽钢连接成整体，墩顶横梁采用2工45a。栈桥过渡墩结构见图3-1，中间墩结构 见图 3-2。图 3-1 栈桥过渡墩结构图图 3-2 栈桥中间墩结构图为解决栈桥贯通后施工海域内

6、的船只通行问题，在标段中心位置设置开启式栈桥通航孔一座，通航孔宽度18m，通航净空高度8m,具体结构形式见图3-3。甫也通配达蕊j-图 3-3 通航孔结构图3.3 栈桥结构计算栈桥设计主要考虑以下几种荷载：1）风荷载：基本风压取0.74KN/m2；2）流水压力：阻水面积取至一般冲刷线处，则单根桩流水压力为 6.4 KN；3）波浪力：浪高按3.01m计算，则波浪力为15.38 kN；4）栈桥自重：面板、分配梁、贝雷，主梁；5）施工荷载：车辆荷载（按120吨计）、履带吊荷载（按100吨计）、人群荷载经分析，栈桥可分为 3 种状态、4 种工况，详见表 3-1。表 3-1 栈桥的设计状态与最不利工况设

7、计状态工况荷载组合H- -H、. 荷载基本可变荷载其它可变荷载工作状态I结构自重履带-100对应工作状态标准的 风、波浪和潮流作用II结构自重挂车T20非工作状态III结构自重对应非工作状态标准的 风、波浪和潮流作用自施工状态结构自重履带-100为保证栈桥结构的安全，计算中分别采用SAP2000与ANSYS两种计算软件互相复核的方 式，计算结果显示在各种不利工况下，栈桥各部分均能满足变形和受力需要，具体计算结果 见表 3-2。表 3-2 栈桥结构计算结果部位取大弯应力（MPa）最大剪应力（MPa）变形（mm）钢管桩115.683734斜撑504.46主梁12569.624贝雷梁3676.54k

8、N.m627.6KN分配梁41.549.6经计算钢管桩单桩承载力850KN,钢管桩的入土深度为河床面以下19.8m,单根钢管桩总 长29m.0，设计桩长为30.0m,满足要求。4 栈桥施工第*合同段栈桥施工全属于水上施工，栈桥施工采用浮吊船搭设。在驳船上放一台50t 履带吊组成简易浮吊，进行打桩和吊装栈桥面层，同时安排两艘运输船分别进行钢管桩、型 钢及贝雷桁片等的运输工作。4.1 钢管桩下沉施工方法钢管桩下沉采用履带吊上驳船的方式施工，施工示意图参见图4-1所示，整根钢管桩一 次性打设到位。首先驳船抛锚定位，然后起吊钢管桩，同时由测量组采用GPS指挥驳船精确 定位钢管桩，并复测导向架位置及垂直

9、度，满足设计要求后，采用振动锤打沉钢管桩至设计 标高。按此方法，逐步完成每跨钢管桩的施工。图4-1钢管桩施工示意图42剪刀撑、平联、桩顶分配梁施工栈桥一个墩位处钢管桩施工完成后，进行该墩钢管桩间剪刀撑、平联、牛腿、桩顶分配 梁施工。 在钢管桩上进行平联、牛腿位置的测量放样。 吊装平联、剪刀撑到位后焊接。现场应及时检查焊缝质量，合格后进行纵横分配梁架 设。 吊装桩顶横梁到测量放样位置后安装并固定，检查合格后，将横梁焊接在牛腿上，所 有焊缝均要满足设计要求。4.3 贝雷桁架吊装贝雷拼装按组进行，每次拼装一组贝雷(横向两排)，每组贝雷长15m,贝雷片间用90cm 花架连接好。拼装在后场进行，将拼装好

10、的贝雷梁通过吊车配合运输船运到施工现场，再将 贝雷梁吊装至设计位置，插入销栓及保险插销，贝雷吊装见图4-2所示。贝雷桁架施工完成后进行型钢分配梁的安装，吊装设备按0.75m的间距安装I22a横梁, 并用骑马螺栓固定好。 I22a 横梁的支点必须放在贝雷桁架的支点位置，以满足受力要求。 面层20a纵桥向满铺，吊装到位后与I22a横梁接触点焊接成整体，焊缝厚度满足设计要求。(5)桥面系施工桥面系施工主要包括安装防滑钢筋、护栏立杆、护栏扶手、护栏钢筋和涂刷油漆等附属 工作，栈桥施工见图4-3 所示。图 4-3 栈桥施工栈桥的及时贯通使整个施工组织变得相对容易，克服了战线长、施工海域水位低等多种不利因

11、素的影响，为整个项目的施工打下了坚实的基础。贯通后的栈桥见图4-4。图 4-4 贯通后的栈桥5 栈桥运营5.1 栈桥交通管制 为满足我标段施工的需要，确保栈桥运营过程中的安全和通畅，我项目部制定了交通管 制、占用桥面施工管理等的相关规定，并设置了专门的机构负责栈桥的管理。5.2 栈桥养护维修 设立栈桥维修养护组，由专人巡视和养护栈桥的桥面系、贝雷梁和钢管桩结构，发现栈 桥的局部损坏及时维修加固。定期对栈桥进行全方位检查和保养，以确保栈桥的使用安全。6 结语经过 5 个月的艰苦奋战，某大桥第七合同段提前完成了栈桥的设计和施工，有力的保证 了主体工程施工的顺利进行，保证了施工所需工、料、机的周转，取得了巨大的经济效益 栈桥贯通后承受了多次大风、大潮及重型荷载车队通行等的严峻考验，证明栈桥设计合理 结构安全，从策划到实施是成功的。