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1、 一、工程概述：按设计要求，京杭运河特大桥桥址处河宽为 666.2m，其 中 2 11#墩位于水中，施工所用材料（混凝土、钢材及其他材料等）均需采用栈桥或货物运输船运至各墩位处，根据我部实际情况及总工期要求，我部决定采取搭设临时施工栈桥来满足施工中材料运输要求。东岸栈桥起始位置为 墩间（里程为 K10+222.9）至墩（里程为K10+702.9），长度为 480m，栈桥位于桥梁前进方向的右侧；西岸栈桥从岸边（里程为K10+882.9）至墩（里程为K10+822.9），长度为60m，栈桥位于桥梁前进方向的左侧。栈桥平面及纵面布置图如图 1、图 2 所示。#二、栈桥结构型式：栈桥桥面宽度为 6m，
2、基础形式为打入钢管桩，钢管桩外径为500mm，壁厚为 10mm。沿栈桥长度方向每 12m 布置一排，每排三根，间距为 2.75m。桩顶采用 I 工字钢作帽梁，帽梁上采用贝雷片桁梁56a作为承重梁，顺桥向摆放四片，间距为1.7m。为均匀分布行车荷载，在承重梁上横向密排 I 工字钢分配梁，间距为 50cm。桥面板采用厚25a度为 10mm 的钢板，在分配梁工字钢上满铺。栈桥结构型式如图 3、图 4 所示。三、水文及地质情况经我部现场勘测，目前水面标高为+4.33m，从设计图纸及地方水利部门调查可知，最大洪水位为 7.92m 左右。运河河面共分为 3 个区域，即东、西航道区及中间浅滩区。东侧栈桥位于
3、东航道及浅滩区， 最大水深为 6.39m；西侧栈桥位于西航道岸边，最大水深为 7.40m。栈桥处地层土质以亚粘土为主，软塑亚粘土与硬塑亚粘土交替出现。四、基桩型式及长度确定：（一）按水文及地质剖面图，根据我部施工经验，为保证外露钢管桩强度及耐久性，采用沥青涂刷外露桩身部分作为防腐层。（二）钢管桩长度确定：1、荷载取值（按一排桩最不利的荷载情况考虑）（1）恒载：工字钢横梁自重（I ）55a106.2kg/m6m=637.2kg 合 6.37KN贝雷片桁架纵梁自重6(4 片270kg/片)=6480kg 合 64.80KN桥面分配梁（I ）25a(48 根6m/根)38.1kg/m=10972.8
4、kg 合 109.73KN桥面系钢板 6m12m0.01m7850kg/m =5652kg 合 56.52KN3以上恒载合计：G=6.37+64.80+109.73+56.52=237.42KN则每根桩的恒载值为：F=G/3=79.14KN（2）施工活载：考虑施工期间的最不利荷载作为计算荷载，即两台混凝土运输车（容量 7m ）满载时（砼重按 17.5T 考虑，自重按 12T 考虑）在栈桥3上错车，且错车位置为桩位处，两车荷载由三根桩承受，受力示意图 如下：P2=17.5TG2=12T砼输送车1混凝土运输车 P+G+ P +G =2(17.5+12)=59T 合 590KN1122则每根桩承受活
5、载重量为：N=590/3=196.67KN故一根桩所承受的恒、活载合计为F：+N=79.14+196.67=275.81KN,考虑车辆行驶时对栈桥水平及垂直方向的冲击取力安，全系数为3.0，则单桩承载力为3.0275.81=827.43K。N2、钢管桩入土深度确定：根据单桩竖向极限承载力标准值计算公式：Q =Q +Q =Uq lukskpksiki+q A ，其中 Q 为桩侧摩阻力，Q 为桩端摩阻力，考虑钢管桩受力pkpskpk机理主要为桩侧摩阻力，故不考虑桩端阻力作用，则单桩承载力为Q =Uq l ，其中U 为桩身周长，q 为桩侧第 i 层土的极限侧阻力，uksikIsikl 为第 i 层土
6、的厚度。i由地质剖面图可查得钢管桩嵌入的土层及土层厚度如下：第一层：素填土或耕植土 q =22kpa l =1.0ms1k1第二层：软塑亚粘土q =36kpa l =9.8ms2k2 第三层：硬塑亚粘土q =66kpa l=?s3k3综上有：0.50（221.0+369.8+66L ）=827.43KN3从而求得：L =2.30m3则钢管桩合计入土深度为： L= l +l +l =1.0+9.8+2.30=13.1m，123考虑河床冲刷等影响，取单根桩长为 L=15m。五、钢管桩施工工艺及要点：1、沉桩机具的选择根据栈桥所处位置及基桩的类型，水中桩选择 30T 浮吊配合 90KW电动振动锤（最
7、大激振力为 666.425KN，最大拔桩力 225KN）进行施工；靠近岸边处，浮吊无法停靠的桩位处采用 25T 吊机配合振动锤进行钢管桩下沉施工。2、沉桩前的准备工作沉桩前先在岸边修筑陆上吊机进场便道及浮吊定位桩，定位桩应牢固、不易拔起。另外，还需在岸边设置打桩定位观测平台，以控制沉桩过程中的垂直度及纵、横轴线。3、沉桩施工流程沉桩施工流程：岸上接桩运桩船就位吊桩对位插桩启动振动锤沉桩至一定深度再次校核桩位沉桩至设计深度放样精割桩头戴桩帽。4、接桩及运输在岸边进行钢管桩的接长，焊接前对连接端进行精割，准确对位后采取围焊，并在每个接缝处采用四块劲板对称焊接。接好的钢管桩 吊至岸边驳船上，由驳船运
8、至沉桩处。钢管桩在驳船上的堆放应事先排序，以保证先沉入的钢管桩放置于上面。5、沉桩方法沉桩时，先用两台经纬仪架设在桩的正面和侧面，校正桩的垂直度，当桩位距离岸边较远，另一台经纬仪无法架设时，采用运桩铁驳船暂作观测平台，以配合钢管桩的定位。管桩校正后需保证振动锤、桩夹具及桩身轴线一致，起动振动锤沉桩 1-2m 后，再次校正垂直度，准确无误沉至设计标高。6、贯入深度控制当桩沉入深度为 1/31/2 桩身长度时，涌入桩管内的土体即将桩管闭塞封死，相当于闭口桩（即柱桩）的作用，此时可采用贯入深度控制，直至沉至设计标高为止。按设计桩顶标高精割桩头，并加盖桩帽。六、工字钢帽梁及贝雷片桁梁施工桩顶采用单根
9、I 工字钢作为帽梁，帽梁长度为 6m，并点焊于桩55a帽之上，为避免工字钢发生倾倒，在工字钢两侧加焊预先加工好的梯形劲板。安放工字钢时应注意位置摆放要精确，以保证顺桥向间距为12m，不至于产生过大误差（误差应控制在10cm 以内），若工字钢横、梁间距误差较大，需在桩端焊加牛腿结构预以校正。桁架承重梁采用贝雷片组拼而成，贝雷片（单片长度为 3m）间通过销钉相连，形成连续桁梁。顺桥向共摆放四片桁梁，间距为 1.7m。为保证桁梁稳定，在贝雷片端节点处采用自行设计的支撑架将四片桁 梁连接在一起。另外，为减小栈桥承重时变形，采用配套加强弦杆对桁梁上弦杆进行加强。桁梁安装前，先在工字钢帽梁上放样出桁梁的位
10、置，并在桁梁两侧加焊竖直短槽钢以固定桁梁位置。首段桁梁在岸边组拼，25T 汽车吊机安装就位，立即安装分配梁及桥面钢板，以后各段桁梁可已成桥面上组装和起吊就位。七、分配梁及桥面系施工首段组合桁梁安装就位后，即可摆放分配梁 I 工字钢，分配梁25a间距为 50cm，每隔 300cm 将一道分配梁工字钢采用螺栓固定在两侧桁梁的加强弦杆上，并采用10 槽钢在将所有分配梁连成整体。桥面采用 10mm 厚钢板满铺，钢板接头处尽量落在分配梁工字钢上，不能满足时采取搭接，并点焊加固。为保证行车安全，在分配梁连接槽钢上焊加钢管栏杆，栏杆立柱间距为 200cm，高度为 100cm。八、栈桥与岸边路基的连接施工为保
11、证栈桥与岸边路基连接良好，岸边桥头的栈桥基础不采用打入桩，在桁梁支点位置开挖基基槽，横桥向浇筑砼地梁，地梁断面尺寸为 70cm（高）80cm(宽)。在地梁砼内预埋钢板（钢板下设锚筋），在桁梁端销孔内穿入短钢管，采用钢劲板将钢管焊于地梁预埋钢板上，形成固定支座。并减小河岸土体对栈桥的侧压力，采取在岸边砌筑挡土墙，挡墙成“八”字形，高度同桥面标高。挡墙后填土夯实，作成引道，并视河岸及栈桥高程情况引道纵坡。九、栈桥主要工程数量表 见表 1。十、栈桥力学检算 （一）桩顶帽梁（横梁）强度及刚度检算1、强度检算取一根横梁（I 工字钢）作为研究对象，取最不利荷载作为计55a算荷载，即桥跨方向 12m 范围内
12、全部恒载及最不利活载，即两台砼运输车在横梁处错车，此荷载并取定安全系数为 3.0，其总荷载值为：P=3.0（P +P ）=3.5237.42+(295+300)=2825.97KN恒活力学简化模式如下图：L=51.1mPPPPPP123456ABCL=22.75m由力学简化模式图可知，P =P =P =P =P =P =P/6=471KN123456根据力学简化模式图及二等跨梁的内力和挠度系数表可以确定：跨内最大弯矩 M = 0.2224712.75=287.55KNm，剪力最大值 Q =QmaxmaxB= Q =1.3334712.75=1726.57KN；又查得：I 工字钢左B右55aA=
13、146.45cm ，Iz=55150cm ，E=2.110 N/m ，y =27.5cm，则有24112max =(M /Iz)y =(287.5510 /5515010 )27.510 =143.38Mpa3-8-2maxmaxmax=215Mpa =Q /A=1726.5710 /146.4510 =117.89Mpa=125Mpa3-4maxmax故横梁强度满足要求2、帽梁刚度检算由受力模式图及二等跨梁的内力和挠度系数表可以确定，跨内最 大挠度为跨度中点挠度，其值为y =1.466471102.75 /(1002.110 5515010 )= 1.23mm3311-8maxL/400=1
14、2.75mm故帽梁刚度满足要求。（二）贝雷片桁架梁强度检算取顺桥向两排基桩间（跨度为 12m）单片桁架纵梁作为研究对象，由分配梁的荷载均分作用，故将栈桥活载视为均布荷载，其值为q=3.5（P /6）/12m=3.5(198.33/6)/12=9.64KN/m，则单排桁活架梁力学简化模式如下图：取节点 A、BYBq=12.39KN/mAABFXAACNABABDO1O2则有：Y =Y =qL/2=9.6412/2=57.84KNAB =N /A=Y /A=57.8410 /850=68.05Mpa3AA50mm=215Mpamm5故弦杆强度满足要求。mm072、钢销钉抗剪强度检度因O 结点为钢销
15、结点，故取 O B 段作为研究5mm22 对象，其剪力为：Q= Y =57.84KN，又知钢销钉截面积：A=D /4=1963.50mm ，则每个22B钢销钉所承受的剪力为：Q=Q/2=57.84/2=28.92KN，其剪应力为： =maxQ/2A=28.9210 /(21963.50)=7.36Mpa=215Mpa3故销钉抗剪满足要求。3、销孔内壁承压验算：销孔所承受的压力为：N= Q= Y =57.84KN，承压面积：BS=25080=8000mm ，则压应力为：=N/A=57.8410 /8000=7.23Mpa23=215Mpa故销孔内壁承压满足要求。(三)分配梁强度及刚度验算1、强度
16、检算取一根分配梁（I ）作为研究对象，考虑 25T 吊机工作时及砼25a运输车（容量为 7m ）满载时的最不利荷载情况，考虑桥面钢板对荷3载的均分作用，假设车辆两后轮作用于四根分配梁上，并取一根分配q=27.05KN/mABCDEFL=51.1m梁作为研究对象，其力学简化模式如下图所示：即将分配梁看成是均布荷载作用的五等跨连续超静定梁，其中：q=(175+120)/4+(0+300)/4/5.5=27.05KN/m，由五跨等跨连续梁内力和挠度系数表查得： 最大弯矩为 M = M =0.10527.051.1=3.44KNm；2maxB支最大剪力为Q =Q =0.52627.051.1=15.6
17、5KNmaxB右又查得 I 工字钢 E=2.110 N/m ，I =5023.54cm ，y =112425azmax25cm/2=12.5cm A=48.5cm ，则有：2 =(M /I )y =(3.44 10 /5023.54 10 ) 12.5 10 =8.56Mpa3-8 -2maxmaxzmax=215Mpa =Q /A=15.65 10 /48.5 10 =0.93Mpa=125Mpa3-4maxmax故分配梁强度满足要求2、分配梁刚度检算由以上分析可知：最大挠度发生在 AB 或 EF 跨中，其最大挠度为：y =0.64427.051.1 /(1002.110 5023.5410 )=2.410 mm411-8-5maxL/400=5500/400=13.75mm故分配梁刚度满足要求。