[分享]一例钢栈桥施工技术

发表于2020-02-07    284人浏览    1人跟帖    总热度:662  

一例钢栈桥施工技术_1
(图片与内容无关)
       1.工程概况
       海南东环线位于海南省东海岸,北起海南省省会海口市,南至著名热带滨海旅游度假胜地三亚市,途经文昌、琼海、万宁和陵水等四市县,线路全长308.11正线公里。
         万泉河双线特大桥位于琼海,桥全长3971.92m,其中0#台~50#墩、71#墩~122#台为陆地墩台,51#墩~70#墩跨越万泉河,为水中墩。基础均为群桩钻孔桩基础、矩形承台,结构尺寸如表1-1:
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        桥址百年一遇河道设计洪(潮)水位为10.47m,设计流量为17060m3/s,断面平均流速2.23m/s;设计测时水位3.0m,施工水位考虑3.0m。本桥位于近海地带,受季节降雨、台风及上游水库影响,河道水位值相差较大,现场实测水位落差可达4.0m,56~63#墩深水基础施工难度大。
        水中桥址区域地层岩性从上而下主要为:细砂、中砂、粗砂、全风化、强风化、弱风化砂岩,部分墩位岩层直接过渡桥址区域砂层厚。本桥主墩承台基础属高桩承台,承台置于河床面,拟采用搭设钢栈桥及“先桩后堰”工法施工桩基及承台。
       2.
钢栈桥设计
       对于钢栈桥设计,我国目前尚没有可以遵循的规范。为此,在钢栈桥设计中,我们遵循相关要求和规定,同时遵守国家及相关行业标准、当地水文地质资料和有关设计手册。
       2.1钢栈桥构造形式
       考虑历年洪水水位,桥面标高设置为9m,在特大洪水来临之时,本桥不通行。栈桥设计采用多跨连续梁方案,全长453m,共计42跨,每7跨为一联,其中26跨长12m,15跨长9m,1跨长6m。
       贝雷梁结构:施工钢栈桥采用“321”型贝雷桁架,每联之间设立双墩,采用2组单层双排贝雷桁架,其间距采用4.5m;桥面全宽6.0m;
       桥面系:由防滑钢板和型钢组成的,桥面板厚度为10mm,横梁为I40b工字钢,间距1.5m;纵梁为I12.6工字钢,间距40cm;
       桩基础:f550,d=10mm厚钢管桩,材质为Q235,采用钢板卷焊。
       栈桥设计使用期为24个月,为保证施工车辆行驶安全沿栏杆出顺桥向设置通长I28工字钢作为路缘保护以防止车辆坠落。
       栈桥设计荷载参数:汽-超20(单列);设计行车速度为15km/h。
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       图2.1-1:钢栈桥横断面图
       2.2
钢栈桥设计计算
       2.2.1荷载计算
       栈桥设计通过吊机、混凝土罐车等重车,根据《公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)》4.3.1规定,车辆荷载采用汽-超20级荷载时其技术指标如下表所示:
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       表2.2.1-1:车辆荷载技术指标
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       图2.2.1-1立面布置图
       2.2.2设计计算
       ⑴建立模型及受力计算
       采用空间有限元法对钢栈桥进行计算分析,利用MIDAS软件建立7跨一联的结构计算模型,桩底采取固结,风荷载可等效于集中荷载施加在最外侧一片桁架的节点上。由于水流力作用在钢管桩上,相当于使上部贝雷桁架横向整体移动而对其应力影响不大,故在上部结构分析中,可不考虑水流力的作用。
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       图2.2.2-1钢栈桥模型图车辆行驶至跨中时弯矩最大,行驶至支点时反力最大,按此两种工况进行计算,可求得:贝雷梁最大弯矩为870KNm;剪力最大为230KN;反力最大为276KN。
       ⑵结构检算
       根据《装配式公路钢桥多用途使用手册》查得:
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      采用不加强双排单层贝雷片则:
      [δ] =1576.4KNm     [τ]=490.5KN
      故:[δ]max =870KNm<[δ] =1576.4KNm
      τ=230KN <[τ]=490.5KN  合格!
      根据《公路桥涵地基和基础设计规范》单桩极限承载力:
      Q=Qsk+Qpk
      计算桩深7m,单桩承载力可达301.75KN> 276KN,满足要求;考虑冲刷线深度3m,则入砂深度达10m。
      3.施工工艺流程
      钢栈桥施工流程见图4-1:施工流程框图
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       4.施工方法
       栈桥施工主要由基础钢管桩振打、贝雷主桁架设、桥面铺装三部分组成,栈桥基础施工采用履带吊配合打桩锤施打钢管桩;主桁采用在后方场地内拼装分组桁架,将分组桁架运至现场利用吊车组拼成整体;桥面施工采用在后方将桥面分块加工成标准化模块,由汽车运输到位后利用履带吊吊装架设,依次逐跨施工,如下图所示钓鱼法施工。
       图4-1:钓鱼法施工示意图一例钢栈桥施工技术_17
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      5.维护保养
      5.1结构维护保养
      ① 制定《栈桥交通管理办法》,从人员、车辆、荷载、标志、通行、用电、环保、处罚等方面加以规定,将因施工机械违章对栈桥造成的损坏减小到最低程度,从而起到对钢栈桥的日常维护保养的作用。
      ② 在栈桥进口竖立标明载重等级、限制车速等重要通行规则的标志牌,严防超载、超速运行,确保交通运营安全。
      ③ 栈桥使用寿命24个月,必要的维护是保证栈桥使用期正常运营的有力保障,定期对栈桥进行全方位的检查和保养,以确保栈桥的使用安全。
      ④ 长期观测栈桥基础钢管桩的冲刷情况,对于冲刷过大超过栈桥设计参数警戒的位置采用抛砂袋、片石的办法进行维护;同时在潮水流速较大的区域设立沉降观测点对基础钢管桩进行观测, 若发现基础有不均匀沉降,立即加以处理。
      ⑤ 定期检查贝雷桁架纵梁连接处的销子、螺栓的松动脱落情况。在销子周围涂油脂,以防雨水进入销孔内。
      ⑥ 定期测量桥梁的跨中挠度,是否有所增加。挠度增加的速度应与销子或销孔磨损度成正比,其增量应该是很小的。如挠度增加过快,表明销子或销孔或桁架上下弦杆有了损坏,应立即进行详细检查,并采取有效措施解决。
      5.2钢栈桥防腐保养
      栈桥位于特殊的河海环境中,钢结构构件更容易锈蚀,一旦钢栈桥锈蚀,必然会降低钢栈桥的承载能力和使用寿命,所以按期除锈、刷漆保养是保证栈桥寿命的重要环节。
       ① 定期认真检查贝雷片、横撑、斜撑等构件的各个部位有无损伤、变形、油漆脱落、锈蚀等情况。对锈蚀的部位,必须先将灰尘、油污、锈斑以及各种脏物清理干净,然后再喷油漆。
       ② 油漆表面有大面积吐锈,需将吐锈处的面漆、锈斑、氧化皮等彻底清除干净,并露出光洁的金属表面,重涂面漆。
       ③ 件与杆件、杆件与节点板连接时,通常不可能周边都焊满,因此,互相搭接处的缝隙不能密封。缝内钢料表面与大气相通,积水后容易锈蚀,亦不便维修。施工中发现有锈蚀现象,则在缝隙内塞上腻子,表面再涂油漆,将缝隙密封起来,使缝内钢板表面与大气隔离,以达到防止锈蚀的目的。
       结束语:由于本桥工期要求及所处位置在海南岛,大型吊车极少,故采取的是50t龙门吊,因此最大桥跨选择12m,不能充分利用贝雷梁。在条件允许的情况下,本桥采用最大桥跨15m、18m,均能满足要求。

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 发表于2020-02-07   |  只看该作者      

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