钢管桩栈桥计算及施工方案

钢栈桥总长207m ， 标准桥面宽5m ，每跨按9m ，起于朱家河堤上K2+484，止于K2+691，其中在栈桥的第十三跨开始增设一个错车道，错车道宽度为8.5m ，长27m ；本钢栈桥承担着繁重的交通运输任务，它不仅承担着本标段大量材料、机械设备的运输任务，而且它还承担着全线所有标段大量材料、机械设备的运输任务，因此，高标准高质量的建设好钢栈桥是本项目全期工作的重点。 本钢栈桥中心线与立交桥箱梁边缘线平行，栈桥两侧设栏杆，上部结构采用型钢结构，栈桥上部结构2榀钢桁梁拼装而成,其上铺设横、纵分配型钢及桥面板，下横梁采用双工字钢I 40，桥墩采用桩基排架，栈桥基础为直径Φ630、壁厚8mm 的钢管桩,桩长根据河床、承载力变化而变化, 水中9排桩桩间设φ273mm ×5mm 的联系杆，陆上桩桩间用[14剪刀撑联系。为了考虑温度效应对钢栈桥的影响，在第十五排桩处设置一道温度缝，缝宽为6cm ，温度缝处栈桥所有钢构件均需断开,钢桁梁交界处采用双排桩。其中朱家河断面图如下

14.7

（现有水位）

26.3

23.1

朱家河断面图

南湖村

岱家山

栈桥的设计

1、栈桥使用要求: （1）栈桥承载力应满足：500k Ｎ履带吊在桥面行走及起吊20t 要求、450kN 混凝土罐车行驶要求； （2）栈桥的调头平台宽度设置应满足车辆掉头的要求；

（3）栈桥的平面位置不得妨碍钻孔桩施工、钢吊（套）箱及承台施工，能够满足整个施工期间全线通行的要求；

（4）栈桥跨度、平面位置及高程应满足洪水和通航的要求。 2、栈桥施工区域划分 （1）浅滩区

栈桥0#~7#墩及17#~23#墩之间，全长约126m ，为栈桥浅滩区。河床高程在+17.5~+23.5 m 之间。 （2）浅水区

栈桥8#~17#墩之间，全长约81m ，为栈桥浅滩区。河床高程在+11.5~+17.5 m 之间。 3、栈桥布置形式

栈桥从朱家河大堤起，沿桥箱梁右侧边缘线一直通至南湖村河堤，栈桥平面布置示意见图3.1-1所示。

4、栈桥构造栈桥桥面宽5m ，高程+26.3m ，栈桥桩采用φ630mm ×8mm 的Q235钢管。下横梁采用双I40。主纵梁一种是采用1.35m 高，宽1.07m 的钢桁梁共两榀，钢桁梁上铺[20的横向分配梁、间距0.5m ，I 10的纵向分配梁、间距30cm ；桥面δ=8mm 花纹钢板，最后安装栏杆、照明等附属结构。 断面图如图下所示：

栈桥断面图

栈桥断面结构图（单位：mm ）

５、栈桥温度伸缩缝设置

为适应栈桥钢构件温度变化, 在钢栈桥第15排桩设一道温度缝,缝宽6cm ，温度缝处栈桥所有钢构件均需断开,采用双排桩，具体结构尺寸见《栈桥施工图》。 6、栈桥起始墩

为保证栈桥与后方连接 ,作为栈桥起始墩0＃墩，栈桥第一跨上部结构为型钢组成，结构图如下：

7、栈桥基础

钢栈桥基础采用钢管桩直径Φ630mm，壁厚8mm；

根据栈桥各区域河床，水文条件，地质情况，以及承载力等因素分析，浅滩区、浅水区、深水区桩长根据位置不同而变化。

钢栈桥的受力计算

①设计说明

钢栈桥按9m一跨布置，总长207m长，其中钢栈桥桥面标准宽度为5m，钢栈桥每跨承受的最大荷载80t，车速为10km/h。

②栈桥计算参数

栈桥荷载形式

根据施工现场实际情况, 栈桥荷载形式如下:

钢材容重 78.5kN/m3

最大设计风速 27.9m/s

水流流速 1m/s

50t履带吊（考虑吊重20t）：

45t砼运输车通行

施工荷载 4kN/m2

③特征参数

①工字钢I

10

验算

1、45t砼车

计算跨度为0.5m,计算按简支计算，单边后车轮布置在跨中时弯距最大

Mmax

1

=1/4×90×0.5=11.25KN.m

单边车轮布置在临近支点时剪力最大

Qmax

1=90KN其中I

10

受力图如下

9090

2、履带-65（本施工机械为履带-50，计算时按履带-65计算）

Mmax

2

=1/8×75.5×0.52=2.35KN.m

Qmax

2

=1/2×75.5×0.5KN.m=18.8KN

无论履带吊还是砼罐车作用在I

10

上按两根计算，面板和自重忽略不计。

W

x

=49×2=98cm3 A=214.3=28.6cm2

σ=Mmax/Wx=11.25/98×104=114.7MP

a

<[σ]=200Mpa

Qmax/A=90/28.6×10=31.4MPa<[τ]=115Mpa

满足。I

10

布置为间距300mm。

⑥[

20

的验算

1、45t砼车时

75.5

砼罐车半边车轮布置在[20a 横向分配梁的跨中情况为最不利，不考虑I10的分布作用。 Mmax 1=1/4×90×1.5=33.8kN.m

砼罐车半边车轮布置在靠近支点时剪力最大： Qmax 1=90kN 2、履带-65

75.5

履带－65的履带接地宽度700mm ，如上图布置，履带吊布置在[20跨中时有8根[20a 横向分配梁承受；布置在临近支点时考虑8根[20横向分配梁承受。

履带－65的自重600KN 和吊重200KN 作用时考虑每个履带支点承受1/2荷载，即400KN 。每根[20受力如下：

Mmax 2=1/4×800×1.5/8=37.5kN.m Qmax 2=800/8=100kN 则σ=M/W=33.8×103/191

=176MPa<[σ]=200Mpa

Qmax/A=90/32.87×10=27.5MPa<[τ]=115Mpa

查[20 I X =1910cm 4，E=2.1*105N/mm 2, 计算: ωmax =2.18mm 满足要求.

⑦I 40横梁计算

假设横梁选用I 40，钢管桩按两排布置，两排布置的间距3米布置，

L

F

计算公式：ωmax =（FL 3）/（48EI X ）

L=3.0m, F=560KN （按最大荷载，履带－65的自重600KN 和吊重200KN 作用，每两根桩承受的荷载为400KN ，乘以一不均衡系数1.4，为560KN ） E=2.1×105N/mm 2, I X =21700cm 4, ωmax =6.9mm

强度验算：σ=（1/4×FL ）/W=38.5N/mm 2< f max 符合要求。为了安装需要，横梁选用双I 40 ⑧钢管桩打入深度计算 根据地质资料，