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1、一、工程概述： 按設計要求，京杭運河特大橋橋址處河寬為 666.2m，其中2#11#墩位于水中，施工所用材料（混凝土、鋼材及其他材料等）均需采用棧橋或貨物運輸船運至各墩位處，根據我部實際情況及總工期要求，我部決定采取搭設臨時施工棧橋來滿足施工中材料運輸要求。東岸棧橋起始位置為墩間（里程為K10+222.9）至墩（里程為K10+702.9），長度為480m，棧橋位于橋梁前進方向的右側；西岸棧橋從岸邊（里程為K10+882.9）至墩（里程為K10+822.9），長度為60m，棧橋位于橋梁前進方向的左側。棧橋平面及縱面布置圖如圖1、圖2所示。二、棧橋結構型式：棧橋橋面寬度為6m，基礎形式為打入鋼管樁2、，鋼管樁外徑為500mm，壁厚為10mm。沿棧橋長度方向每12m布置一排，每排三根，間距為2.75m。樁頂采用I56a工字鋼作帽梁，帽梁上采用貝雷片桁梁作為承重梁，順橋向擺放四片，間距為1.7m。為均勻分布行車荷載，在承重梁上橫向密排I25a工字鋼分配梁，間距為50cm。橋面板采用厚度為10mm的鋼板，在分配梁工字鋼上滿鋪。棧橋結構型式如圖3、圖4所示。三、水文及地質情況經我部現場勘測，目前水面標高為+4.33m，從設計圖紙及地方水利部門調查可知，最大洪水位為7.92m左右。運河河面共分為3個區域，即東、西航道區及中間淺灘區。東側棧橋位于東航道及淺灘區，最大水深為6.39m；西側棧橋位于西航道3、岸邊，最大水深為7.40m。棧橋處地層土質以亞粘土為主，軟塑亞粘土與硬塑亞粘土交替出現。四、基樁型式及長度確定：（一）按水文及地質剖面圖，根據我部施工經驗，為保證外露鋼管樁強度及耐久性，采用瀝青涂刷外露樁身部分作為防腐層。（二）鋼管樁長度確定：1、荷載取值（按一排樁最不利的荷載情況考慮）（1）恒載： 工字鋼橫梁自重（I55a） 106.2kg/m6m=637.2kg 合6.37KN 貝雷片桁架縱梁自重 6(4片270kg/片)=6480kg 合64.80KN 橋面分配梁（I25a） (48根6m/根)38.1kg/m=10972.8kg 合109.73KN 橋面系 鋼板6m12m0.01m784、50kg/m3=5652kg 合56.52KN以上恒載合計：G=6.37+64.80+109.73+56.52=237.42KN則每根樁的恒載值為：F=G/3=79.14KN（2）施工活載：考慮施工期間的最不利荷載作為計算荷載，即兩臺混凝土運輸車（容量7m3）滿載時（砼重按17.5T考慮，自重按12T考慮）在棧橋上錯車，且錯車位置為樁位處，兩車荷載由三根樁承受，受力示意圖如下：混凝土運輸車 P1+G1+ P2+G2=2(17.5+12)=59T 合590KN則每根樁承受活載重量為：N=590/3=196.67KN故一根樁所承受的恒、活載合計為：F+N=79.14+196.67=275.81KN5、 ,考慮車輛行駛時對棧橋水平及垂直方向的沖擊力，取安全系數為3.0，則單樁承載力為3.0275.81=827.43KN。2、鋼管樁入土深度確定： 根據單樁豎向極限承載力標準值計算公式：Quk=Qsk+Qpk=Uqsikli+qpkAp ，其中Qsk為樁側摩阻力，Qpk為樁端摩阻力，考慮鋼管樁受力機理主要為樁側摩阻力，故不考慮樁端阻力作用，則單樁承載力為Quk=UqsiklI，其中U為樁身周長，qsik為樁側第i層土的極限側阻力，li為第i層土的厚度。由地質剖面圖可查得鋼管樁嵌入的土層及土層厚度如下：第一層：素填土或耕植土 qs1k=22kpa l1=1.0m第二層：軟塑亞粘土 qs2k=36k6、pa l2=9.8m第三層：硬塑亞粘土 qs3k=66kpa l3=?綜上有：0.50（221.0+369.8+66L3）=827.43KN從而求得：L3=2.30m則鋼管樁合計入土深度為：L= l1+l2+l3=1.0+9.8+2.30=13.1m，考慮河床沖刷等影響，取單根樁長為L=15m。五、鋼管樁施工工藝及要點：1、沉樁機具的選擇根據棧橋所處位置及基樁的類型，水中樁選擇30T浮吊配合90KW電動振動錘（最大激振力為666.425KN，最大拔樁力225KN）進行施工；靠近岸邊處，浮吊無法停靠的樁位處采用25T吊機配合振動錘進行鋼管樁下沉施工。2、沉樁前的準備工作沉樁前先在岸邊修筑陸上吊機7、進場便道及浮吊定位樁，定位樁應牢固、不易拔起。另外，還需在岸邊設置打樁定位觀測平臺，以控制沉樁過程中的垂直度及縱、橫軸線。3、沉樁施工流程沉樁施工流程：岸上接樁運樁船就位吊樁對位插樁啟動振動錘沉樁至一定深度再次校核樁位沉樁至設計深度放樣精割樁頭戴樁帽。4、接樁及運輸在岸邊進行鋼管樁的接長，焊接前對連接端進行精割，準確對位后采取圍焊，并在每個接縫處采用四塊勁板對稱焊接。接好的鋼管樁吊至岸邊駁船上，由駁船運至沉樁處。鋼管樁在駁船上的堆放應事先排序，以保證先沉入的鋼管樁放置于上面。5、沉樁方法沉樁時，先用兩臺經緯儀架設在樁的正面和側面，校正樁的垂直度，當樁位距離岸邊較遠，另一臺經緯儀無法架設時，采用8、運樁鐵駁船暫作觀測平臺，以配合鋼管樁的定位。管樁校正后需保證振動錘、樁夾具及樁身軸線一致，起動振動錘沉樁1-2m后，再次校正垂直度，準確無誤沉至設計標高。6、貫入深度控制當樁沉入深度為1/31/2樁身長度時，涌入樁管內的土體即將樁管閉塞封死，相當于閉口樁（即柱樁）的作用，此時可采用貫入深度控制，直至沉至設計標高為止。按設計樁頂標高精割樁頭，并加蓋樁帽。六、工字鋼帽梁及貝雷片桁梁施工樁頂采用單根I55a工字鋼作為帽梁，帽梁長度為6m，并點焊于樁帽之上，為避免工字鋼發生傾倒，在工字鋼兩側加焊預先加工好的梯形勁板。安放工字鋼時應注意位置擺放要精確，以保證順橋向間距為12m，不至于產生過大誤差（誤差應9、控制在10cm以內），若工字鋼橫梁間距誤差較大，需在樁端焊加牛腿結構預以校正。桁架承重梁采用貝雷片組拼而成，貝雷片（單片長度為3m）間通過銷釘相連，形成連續桁梁。順橋向共擺放四片桁梁，間距為1.7m。為保證桁梁穩定，在貝雷片端節點處采用自行設計的支撐架將四片桁梁連接在一起。另外，為減小棧橋承重時變形，采用配套加強弦桿對桁梁上弦桿進行加強。桁梁安裝前，先在工字鋼帽梁上放樣出桁梁的位置，并在桁梁兩側加焊豎直短槽鋼以固定桁梁位置。首段桁梁在岸邊組拼，25T汽車吊機安裝就位，立即安裝分配梁及橋面鋼板，以后各段桁梁可已成橋面上組裝和起吊就位。七、分配梁及橋面系施工首段組合桁梁安裝就位后，即可擺放分配梁I10、25a工字鋼，分配梁間距為50cm，每隔300cm將一道分配梁工字鋼采用螺栓固定在兩側桁梁的加強弦桿上，并采用10槽鋼在將所有分配梁連成整體。橋面采用10mm厚鋼板滿鋪，鋼板接頭處盡量落在分配梁工字鋼上，不能滿足時采取搭接，并點焊加固。為保證行車安全，在分配梁連接槽鋼上焊加鋼管欄桿，欄桿立柱間距為200cm，高度為100cm。八、棧橋與岸邊路基的連接施工為保證棧橋與岸邊路基連接良好，岸邊橋頭的棧橋基礎不采用打入樁，在桁梁支點位置開挖基基槽，橫橋向澆筑砼地梁，地梁斷面尺寸為70cm（高）80cm(寬)。在地梁砼內預埋鋼板（鋼板下設錨筋），在桁梁端銷孔內穿入短鋼管，采用鋼勁板將鋼管焊于地梁預埋鋼板11、上，形成固定支座。并減小河岸土體對棧橋的側壓力，采取在岸邊砌筑擋土墻，擋墻成“八”字形，高度同橋面標高。擋墻后填土夯實，作成引道，并視河岸及棧橋高程情況引道縱坡。九、棧橋主要工程數量表 見表1。十、棧橋力學檢算（一）樁頂帽梁（橫梁）強度及剛度檢算1、強度檢算取一根橫梁（I55a工字鋼）作為研究對象，取最不利荷載作為計算荷載，即橋跨方向12m范圍內全部恒載及最不利活載，即兩臺砼運輸車在橫梁處錯車，此荷載并取定安全系數為3.0，其總荷載值為：P=3.0（P恒+P活）=3.5237.42+(295+300)=2825.97KN力學簡化模式如下圖：L=51.1mP1P2P3P6P4P5CABL=22.12、75m由力學簡化模式圖可知，P1=P2=P3=P4=P5=P6=P/6=471KN 根據力學簡化模式圖及二等跨梁的內力和撓度系數表可以確定：跨內最大彎矩Mmax= 0.2224712.75=287.55KNm，剪力最大值Qmax=QB左= QB右=1.3334712.75=1726.57KN；又查得：I55a工字鋼 A=146.45cm2，Iz=55150cm4，E=2.11011N/m2，ymax=27.5cm，則有 max=(Mmax/Iz)ymax=(287.55103/5515010-8)27.510-2=143.38Mpa =215Mpa max=Qmax/A=1726.57103/13、146.4510-4=117.89Mpa=125Mpa 故橫梁強度滿足要求2、帽梁剛度檢算由受力模式圖及二等跨梁的內力和撓度系數表可以確定，跨內最大撓度為跨度中點撓度，其值為ymax=1.4664711032.753/(1002.110115515010-8)= 1.23mmL/400=12.75mm 故帽梁剛度滿足要求。（二）貝雷片桁架梁強度檢算 取順橋向兩排基樁間（跨度為12m）單片桁架縱梁作為研究對象，由分配梁的荷載均分作用，故將棧橋活載視為均布荷載，其值為q=3.5（P活/6）/12m=3.5(198.33/6)/12=9.64KN/m，則單排桁架梁力學簡化模式如下圖：YBNBBYAA14、FANAXAA取節點A、B則有：YA=YB=qL/2=9.6412/2=57.84KN1、弦桿強度檢算 立桿截面積 A=5052+705=850mm2 AC=NA/A=YA/A=57.84103/850=68.05Mpa =215Mpa 故弦桿強度滿足要求。2、鋼銷釘抗剪強度檢度 因O2結點為鋼銷結點，故取O2B段作為研究對象，其剪力為：Q= YB=57.84KN，又知鋼銷釘截面積：A=D2/4=1963.50mm2，則每個鋼銷釘所承受的剪力為：Q=Q/2=57.84/2=28.92KN，其剪應力為：max= Q/2A=28.92103/(21963.50)=7.36Mpa=215Mpa 故銷15、釘抗剪滿足要求。3、銷孔內壁承壓驗算：銷孔所承受的壓力為：N= Q= YB=57.84KN，承壓面積：S=25080=8000mm2，則壓應力為：=N/A=57.84103/8000=7.23Mpa =215Mpa 故銷孔內壁承壓滿足要求。(三)分配梁強度及剛度驗算1、強度檢算 取一根分配梁（I25a）作為研究對象，考慮25T吊機工作時及砼運輸車（容量為7m3）滿載時的最不利荷載情況，考慮橋面鋼板對荷載的均分作用，假設車輛兩后輪作用于四根分配梁上，并取一根分配梁作為研究對象，其力學簡化模式如下圖所示：L=51.1mMFAEBCDq=27.05KN/m即將分配梁看成是均布荷載作用的五等跨連續超靜16、定梁，其中：q=(175+120)/4+(0+300)/4/5.5=27.05KN/m，由五跨等跨連續梁內力和撓度系數表查得： 最大彎矩為Mmax= MB支=0.10527.051.12=3.44KNm； 最大剪力為Qmax=QB右=0.52627.051.1=15.65KN 又查得I25a 工字鋼 E=2.11011N/m2，Iz=5023.54cm4，ymax=25cm/2=12.5cm A=48.5cm2，則有：max=(Mmax/Iz)ymax=(3.44103/5023.5410-8)12.510-2=8.56Mpa =215Mpamax=Qmax/A=15.65103/48.510-4=0.93Mpa=125Mpa 故分配梁強度滿足要求2、分配梁剛度檢算 由以上分析可知：最大撓度發生在AB或EF跨中，其最大撓度為：ymax=0.64427.051.14/(1002.110115023.5410-8)=2.410-5mm L/400=5500/400=13.75mm 故分配梁剛度滿足要求。