栈桥设计及施工工艺

栈桥设计及施工工艺

1 前言

栈桥是工地现场为解决水中材料、设备运输和人员通行而修建的临时桥梁设施，按材料分钢栈桥和木栈栈桥，但目前广泛采用钢结构，木栈桥已极少采用；按栈桥功能及荷载分人行简易栈桥和车载栈桥，单纯满足作业人员通行的栈桥相对较少，栈桥设计施工也比较简单，更多是人、车混合，功能综合型较强。不同工程项目应根据桥位水文、地质、地形等条件，结合施工工期、材料、设备状况、功能要求及通行荷载类型，进行设计施工。

2 栈桥的适用范围及特点

栈桥适用于：

（1）河流流速相对较缓，最大流速不超过3m/s。

（2）河床有一定厚度的覆盖层，能够满足钢管立柱自稳。

（3）河面无大量漂流物。

（4）栈桥修建不影响河道正常通航要求。

其特点是可以大量采用常规材料、周转性材料进行快速搭建，在短期内能够投入使用。能够有效地解决水上物资材料快速供应、机械设备及人员通行等问题，具有快捷、方便、安全、经济等特征。

3 栈桥的结构构造

栈桥由基础、立柱、桥面及附属结构等部分组成。一般利用支撑于坚硬地层的钢管桩直接支撑桥面结构，钢管桩既是栈桥基础又是立柱柱身，钢管立柱在水面以上部位设置横向联结系，增强结构整体稳定性，立柱上端布置横向分配梁，分配梁上架设安装纵向主梁，主梁顶面铺设桥面分配梁及桥面钢板，两侧设置护栏、照明及其他附属设施。

3.1 钢管桩立柱

钢管桩立柱是栈桥主要承载结构，通常采用直径600～1200mm，壁厚6～10mm的钢管，常用规格为ф600～800mm ，壁厚8mm左右的成品钢管。具体项目根据计算分析及现有材料进行确定。每个支墩可采用双排或单排钢管桩，需要根据具体特征进行对比分析，满足技术条件下，尽可能经济实用。钢管桩打入河床，其打入深度以贯入度和入土深度控制，原则上桩底应进入坚硬地层，保证承载力满足设计要求，并处于汛期冲刷深度以下，满足汛期安全需要。水面以上部分钢管设置联结系，形成整体结构。

3.2 立柱顶横梁

立柱顶横梁一般采用Ⅰ20～Ⅰ36的工字钢，钢管立柱顶部管壁上开口，将工字钢置于口槽内，同时，焊接牛腿支撑。

3.3 主梁

主梁一般采用型钢、贝雷梁、军用梁或万能杆件，跨距较小时，一般选择型钢铺设；贝雷梁、军用梁适合于跨距较大、栈桥长度较长、工程量大的的项目，万能杆件拼装梁应用相对较少。

3.4桥面结构

横向采用I20工字钢，按设计间距铺在主梁，纵向采用[20槽钢，桥面采用6mm冷轧钢板或其他材料。两侧栏杆立柱及扶手，利用钢管或角钢以及其他材料焊接在横梁上，高度50～80cm. 桥面一侧或两侧设置人行道及栏杆和电力线路通道。

4．栈桥设计

4.1栈桥设计主要内容

（1）栈桥位置、长度及功能，依据总体施工方案和施工需要确定。

（2）栈桥技术标准，包括桥面宽度、荷载等级、使用年限、栈桥桥面标高等。

（3）栈桥材料选择，包括基础、立柱、柱顶横梁、主梁、桥面分配梁、桥面板及附属设施等。

（4）设计验算，相参见4.2条内容。

（5）栈桥设计施工图，即栈桥总体构造及分部施工设计。

（6）栈桥施工方案。

4.2 栈桥设计验算内容

（1）栈桥的设计按主梁、桥面系及下部构造三部分分别进行验算；

（2）主梁验算时，结合桥面结构的刚度大小，采用杠杆法进行横向分布系数的计算，然后运用计算程序在考虑了自重、汽车荷载、冲击力、风力等多种因素情况下，按实际可能发生的各种荷载组合，对构造结点位移、杆件应力等进行详细计算和分析；

（3）桥面系按桥面板、纵梁、横梁的顺序分别进行验算；

（4）钢管桩验算时，首先计算各片梁的最大反力值，然后作用在横梁上，再进行加载计算。采用桥梁博士软件分别对单桩承载力、桩身内力及桩顶位移进行计算。主要荷载：静水压力、流水压力、风力、浪激力及施工荷载；

（5）栈桥应尽量靠近主桥，但又不能影响主桥的施工。一般选择平行主桥的轴线方向。还要根据施工码头的布置，选择布置在上游还是下游，并充分考虑各种因素的影响。

4.3 设计参考事项

（1）在覆盖层较厚的滩涂区域，采用小管径钢管桩群桩作为临时钢栈桥的基础，具有施工方便、造价低等优点。

（2）在风大、浪高的区域。利用加劲横撑及限位板可大大地减小主梁的纵、横向位移，保证栈桥的纵、横向稳定。

（3）桩顶采用嵌入式双工字钢作分配式垫梁，因其具有足够的刚度，可较好地进行应力分配，保证群桩受力良好。

（4）采用大块焊接钢板代替临时栈桥常用的木板作为桥面板，可以大大地降低栈桥的维修费用，特别使用时间较长的临时栈桥值得采用此方案。

5 栈桥施工

5.1 总体施工方案

栈桥施工一般从岸边开始，逐步向水中延

伸，钢管中采用轮式或履带吊机配合振动锤下

沉到位，吊机根据起吊重量和范围进行选择。

水深区域，为加快进度，可选用浮式吊机配合

振动锤或浮动平台上安装打桩机进行打设。梁

部贝雷梁或军用梁在岸上组装成安装节段长度后，用平板车或拖轮运输到现场，采用吊车或浮吊进行架设。栈桥施工工艺流程见图1。

图1 栈桥施工工艺流程图

5.2 钢管桩加工施工

钢管桩在加工场制作完成后，平板车运输到现场采用轮式吊或50T 履带吊结合振动锤下沉。首先进行测量，吊机初步定位，钢管运输到位后吊起钢管桩，喂入桩锤、桩帽中，下部用抱钳夹住。

调整导向架的垂直度，检查桩锤、桩帽、导向架和管桩的中轴线是否一致，采用全站仪测量桩位坐标并与设计比较，确定桩的前后移动距离，当桩位偏差在规定范围后可开始沉桩。首先利用管桩和锤的自重将其压入覆盖层，直至不下沉为止。在沉桩过程中控制好桩锤落距，作好施工记录，当贯入度达到控制贯入度时，即可停锤。

钢管桩需要现场接长时，连接可采用外拼板与接头对焊相结合的焊接方式或法兰盘栓接方式。焊接材料应与焊接材质相匹配，焊缝长度及焊缝高度满足规范或设计要求；对接必须保持順直，順直度允许偏差小于0.5％。

钢管桩打入后，根据设计的钢管桩顶标高，割去多余的钢管桩，并在钢管桩上割槽，能准确放置通长的横梁工字钢，且同一个墩的两根钢管桩的槽口必须在同一直线上。

5.3 军用梁、贝雷架的拼装和架设

在加工场对贝雷桁架或军用梁分片进行组装，平板车运输到现场，利用履带吊车或轮式吊机安装贝雷桁架或军用梁。吊装前先用粉笔在墩顶横垫梁上定出贝雷片或军用梁的具体位置。架设按照从桥一侧向另一侧的顺序进行。第一片梁架设后采取临时固定措施，以后各片梁架设后尽快横向连接，形成整体。