省道308復(fù)線澇港-大嶺段新建工程西溪大橋
施工棧橋施工方案
作者：連湘激（路橋工程師）
一、工程概況
省道308復(fù)線澇港至大嶺段新建工程第A合同段全長2.14Km，起訖樁號為K0+000～K1+700及K4+860～K5+300。本合同段采用部頒二級公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度近期為25.5m、遠(yuǎn)期50m，設(shè)計(jì)行車速度60km/h。主要工程量包括：大橋556.4m/2座。
二、棧橋設(shè)計(jì)
本段西溪大橋工程K1+230-K1+350處需搭設(shè)平臺和棧橋，橋梁的施工機(jī)械設(shè)備需要在棧橋上作業(yè)。棧橋設(shè)計(jì)在橋梁中線位置布置。設(shè)計(jì)棧橋橋面寬6.0 m，橋梁總長度120m，分16跨。
全部棧橋和平臺采用鋼管樁做立柱，立柱用振動錘將管樁打入土層，打入深度根據(jù)地質(zhì)情況而定，主要以貫入度和入土深度控制，以達(dá)到設(shè)計(jì)承載力。管樁為直徑600㎜，壁厚6㎜的鋼管。在靠管樁頂部處用Ⅰ12槽鋼，樁頂焊接鋼板，而后鋪設(shè)Ⅰ32工字鋼，工字鋼與鋼板滿焊，使整個平臺連成整體，提高穩(wěn)定性。工字鋼橫梁上架設(shè)貝雷縱梁、面層用Ⅰ25工字鋼和枕木鋪成。貝雷片與橫梁采用U形螺栓鎖緊；枕木用瑪釘釘成整體，以保證施工機(jī)械的安全行走。
三、棧橋的受力驗(yàn)算
1、貝雷架的受力分析及驗(yàn)算：
貝雷縱梁最大跨度為8m，受力分析和驗(yàn)算按8m計(jì)算。
枕木：0.8*103kg/m3
Ⅰ25a工字鋼：38.1 kg/m
貝雷架自重：300 kg/片、每片3 m長
枕木重量：0.8*103*0.15*6*8=5760 kg
Ⅰ25a工字鋼重量：38.1*6*16=3657.6 kg
貝雷架自重：300×4/3×8=3200 kg
恒載：5760+3657.6+3200=12617.6 kg
每延米恒載：12617.6/8=1577.2 kg/m
恒載跨中彎距：1/2q12=1/2*1577.2*82=50470.4 kg·m
=504.7KN·m
活載：施工中35T吊車履帶，所有施工設(shè)備中最重，以其作為計(jì)算控制的標(biāo)準(zhǔn)。
受力筒算模型為筒支梁，查閱《裝配式公路鋼橋使用手冊》35T履帶吊車空車在跨中生產(chǎn)彎距為1400 KN·m、剪力為175KN。貝雷架容許內(nèi)力：彎距為3152.8 KN·m、剪力為980KN。
棧橋所受彎距：504.7+1400=1904.7 KN·m
1904.7/3152=0.60
按《裝配式公路鋼橋使用手冊》中規(guī)定：在彎距未超過容許彎距的5%時(shí)，由容許剪力控制。
履帶吊車停在一頭靠近鋼管樁時(shí)的剪力最大。
恒載的剪力為1/2q1=63.09KN
吊重物引起的剪力為：225.8*（120/500）=54.2KN
貝雷架所受最大剪力：63.09+175+54.2=292.29≤980KN
經(jīng)上述受力分析計(jì)算得貝雷架能承受施工時(shí)產(chǎn)生的荷載，強(qiáng)度能達(dá)到要求。
2、鋼管樁承載力及穩(wěn)定性分析：
鋼管樁用6㎜Q235熱軋鋼板卷制而成。
鋼管樁的截面積=лR2－лr2=л（6002—5882）/4=11196.6㎜2
鋼管樁的極限承載強(qiáng)度=215*11196.6=2407277N
吊車吊重時(shí)靠平臺所受的荷載T
350*2+120*6=4T
T=355KN
鋼管樁頂所承受的荷載：P=126.2+355=418KN≤2407.3KN
強(qiáng)度滿足要求。
穩(wěn)定性分析：
根據(jù)壓桿穩(wěn)定性公式：Pcr=л2*EI/（μ1）2
其中μ為下端固結(jié)，上端為鉸接，并結(jié)合以往的計(jì)算經(jīng)驗(yàn)，μ的取值為0.7。
E=2.1*105Mpa
I=1/64*л( R4－r4 )
=1/64*л( 3004－2924 )
=40744999㎜
I按頂標(biāo)高為水平聯(lián)系槽鋼下邊緣－2計(jì)算，底標(biāo)高鋼管樁打入粗砂混淤泥層的一半計(jì)算。查設(shè)計(jì)資料，設(shè)計(jì)樁長自由長度≥6.5m，
Pcr=л2*EI/（μ1）2
=л22.1*105*40744999/（0.7*6500）2
=4079158aN=4079KN
Pcr/P=9.2
鋼管樁的穩(wěn)定系數(shù)為9.2
根據(jù)本工程所提供的地質(zhì)報(bào)告和鋼管樁的入土自由長度≥1.2米計(jì)算其極限摩阻力為：Q=л·D×ti·li
中粗砂l(fā)i=1.5m ti=70Kpa
管樁為直徑600㎜樁底強(qiáng)風(fēng)化承載荷載 G=395.64KN
Q=3.14×0.6×（1.2×70）+395.640
=553.896KN≥418KN
經(jīng)上述受力分析的穩(wěn)定性計(jì)算。棧橋是安全的。本棧橋可滿足35t履帶吊、砼攪拌運(yùn)輸車、和施工機(jī)械在棧橋上作業(yè)的安全要求。
四、棧橋的施工方法
棧橋的施工，采用履帶吊車配合震動錘插打鋼管樁的施工方法，將鋼管樁打入土層中做棧橋橋墩，鋼管樁打入深度根據(jù)地質(zhì)情況而定，主要以貫入度和入土深度控制，以達(dá)到設(shè)計(jì)承載力。設(shè)計(jì)采用45KW震動錘震動沉樁，當(dāng)震動到貫入度很?。ㄏ鲁亮亢苌伲r(shí)，樁頂承載力可達(dá)450KN，同時(shí)要以達(dá)到管樁入土深度6.5 m來校核。確保橋墩的穩(wěn)定性。
施工步驟是：從0#墩開始，完成0#和1#墩管樁插打后，用水準(zhǔn)儀測量標(biāo)高，按設(shè)計(jì)標(biāo)高將管樁頂部處用I12槽鋼作水平撐，焊牢于管樁上，橫梁和支撐焊接牢固后安裝貝雷梁。貝雷梁在陸地按設(shè)計(jì)拼裝，用吊車直接吊裝就位。貝雷縱梁安裝后，安裝橫向工字鋼，橫向工字鋼按枕木設(shè)置，每根枕木兩端必須擱置在工字鋼橫梁上，工字鋼最大間距宜控制在50㎝左右，以改善枕木的抗彎距性能，工字鋼橫梁用U形螺栓和貝雷梁瑣緊，使橋面整體穩(wěn)定安全。
完成第一跨橋橋面鋪設(shè)后，吊車上橋在第一跨棧橋上進(jìn)行第二跨施工，各跨施工按第一跨的施工方法進(jìn)行。
本段工程擬投入機(jī)械設(shè)備情況表
附 表 1
|
機(jī)械名稱 |
機(jī)械型號 |
單位 |
數(shù)量 |
進(jìn)場時(shí)間 |
|
履帶起重機(jī) |
QUY35 |
臺 |
1 |
|
|
汽車吊 |
QY16 |
輛 |
1 |
|
|
震動錘 |
45KW |
臺 |
1 |
|
|
電焊機(jī) |
BX-3-300 |
臺 |
2 |
|
|
鋼管樁 |
Φ600L=10m |
根 |
32 |
|
|
貝雷片 |
國產(chǎn)（300×150） |
片 |
240 |
|
|
工字鋼 |
I32 |
T |
62 |
|
|
工字鋼 |
I25 |
T |
82 |
|
|
枕木 |
片 |
2007年11月02日
