棧橋設(shè)計(jì)及施工工藝

棧橋設(shè)計(jì)及施工工藝棧橋設(shè)計(jì)及施工工藝1前言棧橋是工地現(xiàn)場為解決水中材料、設(shè)備運(yùn)輸和人員通行而修建的臨時(shí)橋梁設(shè)施，按材料分鋼棧橋和木棧棧橋，但目前廣泛采用鋼結(jié)構(gòu)，木棧橋已極少采用；按棧橋功能及荷載分人行簡易棧橋和車載棧橋，單純滿足作業(yè)人員通行的棧橋相對(duì)較少，棧橋設(shè)計(jì)施工也比較簡單，更多是人、車混合，功能綜合型較強(qiáng)。不同工程項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)橋位水文、地質(zhì)、地形等條件，結(jié)合施工工期、材料、設(shè)備狀況、功能要求及通行荷載類型，進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。2棧橋的適用范圍及特點(diǎn)棧橋適用于：（1）河流流速相對(duì)較緩，最大流速不超過3m/s。（2）河床有一定厚度的覆蓋層，能夠滿足鋼管立柱自穩(wěn)。（3）河面無大量漂流物。（4）棧橋修建不影響河道正常通航要求。其特點(diǎn)是可以大量采用常規(guī)材料、周轉(zhuǎn)性材料進(jìn)行快速搭建，在短期內(nèi)能夠投入使用。能夠有效地解決水上物資材料快速供應(yīng)、機(jī)械設(shè)備及人員通行等問題，具有快捷、方便、安全、經(jīng)濟(jì)等特征。3棧橋的結(jié)構(gòu)構(gòu)造棧橋由基礎(chǔ)、立柱、橋面及附屬結(jié)構(gòu)等部分組成。一般利用支撐于堅(jiān)硬地層的鋼管樁直接支撐橋面結(jié)構(gòu)，鋼管樁既是棧橋基礎(chǔ)又是立柱柱身，鋼管立柱在水面以上部位設(shè)置橫向聯(lián)結(jié)系，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，立柱上端布置橫向分配梁，分配梁上架設(shè)安裝縱向主梁，主梁頂面鋪設(shè)橋面分配梁及橋面鋼板，兩側(cè)設(shè)置護(hù)欄、照明及其他附屬設(shè)施。3.1鋼管樁立柱鋼管樁立柱是棧橋主要承載結(jié)構(gòu)，通常采用直徑600～1200mm，壁厚6～10mm的鋼管，常用規(guī)格為ф600～800mm，壁厚8mm左右的成品鋼管。具體項(xiàng)目根據(jù)計(jì)算分析及現(xiàn)有材料進(jìn)行確定。每個(gè)支墩可采用雙排或單排鋼管樁，需要根據(jù)具體特征進(jìn)行對(duì)比分析，滿足技術(shù)條件下，盡可能經(jīng)濟(jì)實(shí)用。鋼管樁打入河床，其打入深度以貫入度和入土深度控制，原則上樁底應(yīng)進(jìn)入堅(jiān)硬地層，保證承載力滿足設(shè)計(jì)要求，并處于汛期沖刷深度以下，滿足汛期安全需要。水面以上部分鋼管設(shè)置聯(lián)結(jié)系，形成整體結(jié)構(gòu)。3.2立柱頂橫梁立柱頂橫梁一般采用Ⅰ20～Ⅰ36的工字鋼，鋼管立柱頂部管壁上開口，將工字鋼置于口槽內(nèi)，同時(shí)，焊接牛腿支撐。3.3主梁主梁一般采用型鋼、貝雷梁、軍用梁或萬能桿件，跨距較小時(shí)，一般選擇型鋼鋪設(shè)；貝雷梁、軍用梁適合于跨距較大、棧橋長度較長、工程量大的的項(xiàng)目，萬能桿件拼裝梁應(yīng)用相對(duì)較少。橋面結(jié)構(gòu)橫向采用I20工字鋼，按設(shè)計(jì)間距鋪在主梁，縱向采用[20槽鋼，橋面采用6mm冷軋鋼板或其他材料。兩側(cè)欄桿立柱及扶手，利用鋼管或角鋼以及其他材料焊接在橫梁上，高度50～80cm.橋面一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置人行道及欄桿和電力線路通道。4．棧橋設(shè)計(jì)棧橋設(shè)計(jì)主要內(nèi)容（1）棧橋位置、長度及功能，依據(jù)總體施工方案和施工需要確定。（2）棧橋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括橋面寬度、荷載等級(jí)、使用年限、棧橋橋面標(biāo)高等。（3）棧橋材料選擇，包括基礎(chǔ)、立柱、柱頂橫梁、主梁、橋面分配梁、橋面板及附屬設(shè)施等。（4）設(shè)計(jì)驗(yàn)算，相參見條內(nèi)容。（5）棧橋設(shè)計(jì)施工圖，即棧橋總體構(gòu)造及分部施工設(shè)計(jì)。（6）棧橋施工方案。4.2棧橋設(shè)計(jì)驗(yàn)算內(nèi)容（1）棧橋的設(shè)計(jì)按主梁、橋面系及下部構(gòu)造三部分分別進(jìn)行驗(yàn)算；（2）主梁驗(yàn)算時(shí)，結(jié)合橋面結(jié)構(gòu)的剛度大小，采用杠桿法進(jìn)行橫向分布系數(shù)的計(jì)算，然后運(yùn)用計(jì)算程序在考慮了自重、汽車荷載、沖擊力、風(fēng)力等多種因素情況下，按實(shí)際可能發(fā)生的各種荷載組合，對(duì)構(gòu)造結(jié)點(diǎn)位移、桿件應(yīng)力等進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算和分析；（3）橋面系按橋面板、縱梁、橫梁的順序分別進(jìn)行驗(yàn)算；（4）鋼管樁驗(yàn)算時(shí)，首先計(jì)算各片梁的最大反力值，然后作用在橫梁上，再進(jìn)行加載計(jì)算。采用橋梁博士軟件分別對(duì)單樁承載力、樁身內(nèi)力及樁頂位移進(jìn)行計(jì)算。主要荷載：靜水壓力、流水壓力、風(fēng)力、浪激力及施工荷載；（5）棧橋應(yīng)盡量靠近主橋，但又不能影響主橋的施工。一般選擇平行主橋的軸線方向。還要根據(jù)施工碼頭的布置，選擇布置在上游還是下游，并充分考慮各種因素的影響。4.3設(shè)計(jì)參考事項(xiàng)（1）在覆蓋層較厚的灘涂區(qū)域，采用小管徑鋼管樁群樁作為臨時(shí)鋼棧橋的基礎(chǔ)，具有施工方便、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。（2）在風(fēng)大、浪高的區(qū)域。利用加勁橫撐及限位板可大大地減小主梁的縱、橫向位移，保證棧橋的縱、橫向穩(wěn)定。（3）樁頂采用嵌入式雙工字鋼作分配式墊梁，因其具有足夠的剛度，可較好地進(jìn)行應(yīng)力分配，保證群樁受力良好。（4）采用大塊焊接鋼板代替臨時(shí)棧橋常用的木板作為橋面板，可以大大地降低棧橋的維修費(fèi)用，特別使用時(shí)間較長的臨時(shí)棧橋值得采用此方案。5棧橋施工5.1總體施工方案棧橋施工一般從岸邊開始，逐步向水中延伸，鋼管中采用輪式或履帶吊機(jī)配合振動(dòng)錘下沉到位，吊機(jī)根據(jù)起吊重量和范圍進(jìn)行選擇。水深區(qū)域，為加快進(jìn)度，可選用浮式吊機(jī)配合振動(dòng)錘或浮動(dòng)平臺(tái)上安裝打樁機(jī)進(jìn)行打設(shè)。梁部貝雷梁或軍用梁在岸上組裝成安裝節(jié)段長度后，用平板車或拖輪運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，采用吊車或浮吊進(jìn)行架設(shè)。棧橋施工工藝流程見圖1。圖1棧橋施工工藝流程圖5.2鋼管樁加工施工鋼管樁在加工場制作完成后，平板車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場采用輪式吊或50T履帶吊結(jié)合振動(dòng)錘下沉。首先進(jìn)行測(cè)量，吊機(jī)初步定位，鋼管運(yùn)輸?shù)轿缓蟮跗痄摴軜?，喂入樁錘、樁帽中，下部用抱鉗夾住。調(diào)整導(dǎo)向架的垂直度，檢查樁錘、樁帽、導(dǎo)向架和管樁的中軸線是否一致，采用全站儀測(cè)量樁位坐標(biāo)并與設(shè)計(jì)比較，確定樁的前后移動(dòng)距離，當(dāng)樁位偏差在規(guī)定范圍后可開始沉樁。首先利用管樁和錘的自重將其壓入覆蓋層，直至不下沉為止。在沉樁過程中控制好樁錘落距，作好施工記錄，當(dāng)貫入度達(dá)到控制貫入度時(shí)，即可停錘。鋼管樁需要現(xiàn)場接長時(shí)，連接可采用外拼板與接頭對(duì)焊相結(jié)合的焊接方式或法蘭盤栓接方式。焊接材料應(yīng)與焊接材質(zhì)相匹配，焊縫長度及焊縫高度滿足規(guī)范或設(shè)計(jì)要求；對(duì)接必須保持順直，順直度允許偏差小于％。鋼管樁打入后，根據(jù)設(shè)計(jì)的鋼管樁頂標(biāo)高，割去多余的鋼管樁，并在鋼管樁上割槽，能準(zhǔn)確放置通長的橫梁工字鋼，且同一個(gè)墩的兩根鋼管樁的槽口必須在同一直線上。5.3軍用梁、貝雷架的拼裝和架設(shè)在加工場對(duì)貝雷桁架或軍用梁分片進(jìn)行組裝，平板車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，利用履帶吊車或輪式吊機(jī)安裝貝雷桁架或軍用梁。吊裝前先用粉筆在墩頂橫墊梁上定出貝雷片或軍用梁的具體位置。架設(shè)按照從橋一側(cè)向另一側(cè)的順序進(jìn)行。第一片梁架設(shè)后采取臨時(shí)固定措施，以后各片梁架設(shè)后盡快橫向連接，形成整體。5.4橋面系施工主梁安裝完成后，采用人工配合吊機(jī)鋪設(shè)橫橋向工字鋼，然后用吊機(jī)整體吊裝橋面板安裝單元，從一頭向另一頭鋪設(shè)；防護(hù)欄桿的施工緊跟著進(jìn)行，其施工進(jìn)度落后于橋面板一跨主梁的距離。橫梁工字鋼直接鋪到貝雷梁或軍用梁上，但每條工字鋼都要正對(duì)貝雷梁的豎桿或斜桿位置，確保受力滿足要求。工字鋼鋪好后，馬上用ф16圓鋼做成的U型卡將其卡在貝雷梁上同時(shí)擰緊螺絲。縱梁槽鋼通過汽車和吊車進(jìn)行安裝。槽鋼按設(shè)計(jì)間距鋪好后，每條槽鋼都要與橫梁工字鋼采用點(diǎn)焊焊好，使它們成為一個(gè)整體，滿足受力要求。6機(jī)具設(shè)備配置利用水上設(shè)備施工時(shí)，應(yīng)配置拖輪、浮吊等設(shè)備。設(shè)備配備見表1。表1

棧橋施工機(jī)械設(shè)備配備表序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量備注1震動(dòng)錘90型個(gè)各1個(gè)

2吊車25T～50T輛2

3交流電焊機(jī)500kVA臺(tái)4

4彎曲機(jī)￠6-￠38臺(tái)6

5切斷機(jī)￠32臺(tái)2

6平板車12t～35t臺(tái)3

7質(zhì)量措施（1）為滿足棧橋在施工中的受力要求，棧橋設(shè)計(jì)為重載棧橋，樁基沉降和結(jié)構(gòu)剛度控制設(shè)計(jì)，通過每天對(duì)樁基沉降的觀測(cè)來計(jì)算和檢測(cè)棧橋的承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求。（2）鋼管樁單樁承載力控制：施工完畢第一排樁即做單樁承載力試驗(yàn)，驗(yàn)證與設(shè)計(jì)的偏差（3）棧橋標(biāo)高，必須高于施工期最高水位1m以上。（4）在施工期間，設(shè)專人檢查棧橋和工作平臺(tái)，若有異常情況發(fā)生，應(yīng)及時(shí)采取措施，確保施工安全。（5）為保證施工人員和過往行人在棧橋施工區(qū)安全，在棧橋和工作平臺(tái)均應(yīng)設(shè)立防護(hù)欄桿，并需安裝牢固。（6）經(jīng)常清除棧橋和工作平臺(tái)上游側(cè)的漂浮物(特別是在洪水期)，防止堵水，危及棧橋和工作平臺(tái)安全。（7）堆放在棧橋和工作平臺(tái)上的機(jī)械設(shè)備和料具重量不得超過設(shè)計(jì)荷載量。（8)對(duì)通行車輛數(shù)量采取限制措施，以避免意外交通事故發(fā)生。（9）為方便車輛會(huì)車將采取補(bǔ)樁增設(shè)平臺(tái)以拓寬部分棧橋橋面。（10）堅(jiān)持特殊工種的持證上崗制度，杜絕無證上崗操作行為。對(duì)施工機(jī)械要加強(qiáng)維修與保養(yǎng)，嚴(yán)格選用符合技術(shù)和安全規(guī)定的施工機(jī)具，并堅(jiān)持安全掛牌制。（11）所有進(jìn)入施工現(xiàn)場的人員必須戴好安全