某钢栈桥
钢围堰及水上施工平台
施
工
方
案
目 录
一、工程概况
二、地质概况
三、钢栈桥：钢围堰及水上施工平台的结构
四、钢栈桥的设计依据
五、主要项目的施工方法
六、质量检测
七、计划工期
某桥工程，起止桩号为K6+470～K7+750，全长1280米。为了保证施工现场环境不被污染，采用钢栈桥施工．
一、工程概况
某桥工程，起止桩号为K6+470～K7+750，全长1280米。其中某桥大桥长1222米，正桥桩号K6+621～K7+525，长度904米，
二、地质概况
（1）地形与地貌
该桥梁位于某，现地貌为湖泊，水位一般在18.40-18.90m之间变化，区域地貌属长江III级阶地垅岗地貌。
（2）场地土层分布埋藏情况
按勘察结果表明，湖水水深在枯水季节约1.0-2.0m，雨水节节约2.0-3.0m，湖床地质情况较好，素填土层厚约为0.4-3.5m，再往下依次为粘土、卵石及强、微风化岩层，湖床较平坦，淤泥深度在1-2m之间。
三、栈桥、钢围堰及水上施工平台的结构
（1）钢栈桥
钢栈桥是采用沉箱作为基础及承重支架，沉箱上由工字梁相连，并铺设铁道枕木形成通道。栈桥每8米为一跨，每8跨为一联，联与联之间设伸缩缝。沉箱长6.0m，宽2.25m，高2.25m，底板采用6mm厚的钢板，边板为5mm厚钢板。支架的顶梁与底梁采用20cmB型槽钢，立柱采用75mm的角钢对焊为“十字”型压杆，水平杆及斜撑采用3mm厚50m角钢。沉箱上面为调平支架，结构与沉箱内骨架基本相同。调平骨架上铺5片45cmB型工字梁网片。工字梁间距为1.0m.上面铺满16cm×24cm×260cm的铁道枕木。本栈桥的钢结构联接部分均采用焊接。
（2）钢围堰
每个承台设一个8.5m长，4.5m宽的钢围堰，钢围堰壁厚为5mm，内侧用型钢焊接成支撑框架，立柱及内侧横撑采用75mm角钢。其它横撑及斜撑采用50mm角钢。每个围堰由上下两截连接而成。每截由四片“工”型结构拼装而成。每两片中间有夹橡胶止水带，用φ10圆梁满焊，以防漏水。
（3）水上作业平台
每个桥墩处设一个水上作业平台，每个作业平台由3个沉箱和2个钢围堰形成一个支撑系统。在钢围堰的短边上铺设由两根20cmB槽钢对焊而成的横梁。横梁上再铺设45cm的工字梁网片及枕木桥面。
四、栈桥的设计依据
（1）设计指标的确定
本栈桥主要是为桥梁施工提供临时通道，其所承载的荷载主要为砼运输车、砼泵车、吊车及其他运输车辆，汽车-20级重车即300KN满足要求。由于某调蓄最高控制水位为19.65m，栈桥工字梁高度加枕木高度为60cm，故桥面设计高程为20.25.经技术、安全、经济等方面比较，确定栈桥内边离设计道路中线15.0m.栈桥设计最高时速为10km/h。
（2）栈桥及钢围堰结构的力学验算
本设计采用《公路桥涵设计规范》，由于栈桥为钢桥每片工字梁的净跨距为7m，故汽车冲击系数为15/（37.5+7）=0.337，故设计最大荷载为300×（1+0.337）=401KN。
①桥面枕木验算
汽-20重车每个轮重120/2=60KN，每个车轮着地面积为0.6m×0.2m。
Maax=qcb/L×(d+cb/2c)=133.7×0.6×0.425/0.85×(0.125+0.6×0.425/2×0.85)=11.03KN
W=0.162×0.24/6=1.024×10-3m3
故a=M/W=11.03×103/1.021×10-3=10.77MPa-12 MPa(枕木顺纹允许弯应力)
Rmax=133.7×103KN/1.5×0.16×0.24=2.32Gpa＜8.0GPa（枕木允许剪应力）
②工字梁力学验算
该桥梁为145b工字钢每孔设置5片，等截面连接的连续梁结构单片截面抵抗拒为1500cm3,单片最大集中荷载为401÷5=80KN吨。工字钢净跨距为7m。
Mmax=p1/4=80×103×7/4=140KN
ω=1500cm3
a=m/=140×103/1.5×10-3=93.3MPa＜170MPa（A3钢的材料允许应力）。
可见主梁强度满足要求。
③沉箱力学计算
a永久荷载
枕木：0.16×5.2×8×0.75=50KN
工字梁：8.74×9.8×8×5=34.3KN
桥面连续结构均为：10KN
沉箱自重46KN
b可变荷载
汽-20重车及冲击力：300×（1+0.337）=401KN
c压杆验算：沉箱压杆采用5mm厚75mm角钢，截面为两根75mm角钢焊接而成的“十字形”压杆，其最大自由长度1.2m，故长细比为：1.2/64.3×10-3/=18.7，每根压杆受力（50+34.3+10+46+401）/10=54.1KN，54.1×103/1.47×10-3=36.8Gpa(A3钢允许应力)，符合规范要求。
④地基承载力验算
湖床表层为淤泥质粘土，地基承载力为40kpa-50kpa左右，湖床基本平坦；最低吃水深度为0.5m，故每个沉箱承受水的浮力为2.25×6×0.5=67.5KN，这样每个浮箱最不利荷载为：
N=50+31.3+10+46+101+67.5=476KN
而每个浮箱最小承载力为：
NMiX=13.5×40=540KN＞473KN
可见便桥沉箱基础地基承载力满足设计要求。
⑤车辆对钢栈桥的冲击力的验算：
车辆对便桥的冲击力决定了便桥的纵向稳定性。便桥的桥面基本平整，车辆在桥上行驶速度很慢，控制在10公里/小时以内，车辆在行驶过程中对便桥的冲击力很小；车辆在桥上停车或起步时对便桥产生的冲击力也较小。
设最不利情况为40KN重车辆以10公里/小时的速度在3秒钟内停止或起步，车辆对栈桥产生的冲击力为F，由动量守恒定理可知：
Ft=mv-0
F×3=401×103×10/3.6-0
F=371KN
栈桥每8跨为一联，每联的浮箱及栈桥梁焊接成一个整体，故每联的横向稳定力为其箱底与湖床的摩阻力
Fmix=13.5×10×8=1080KN＞371KN
所以每联的摩阻力远远大于车辆对便桥的冲击力，所以便桥不会产生位移。
⑥横向稳定性检算：
便桥的横向稳定性的破坏因素主要来自风力和水流冲击力，但由于便桥大部分沉入水中，水上阻风面积很小，风力对便桥的横向稳定性影响很小，可以忽略。
湖中水不会有大的流速，暂且按水流速度1米/秒进行检算，水深按2.0m考虑检算以单个浮箱进行；
单个浮箱的最小摩阻力为135KN；
水流对单个浮箱冲击力为F，由动量守恒定理可知
Ft=mv-0
F=2.25×2×1×103-0
F=45KN＜135KN
栈桥每联的摩阻力远远大于水流对便桥的冲击力，所以便桥横向不会产生位移。
五、主要项目的施工方法
（1）沉箱施工
原材料进场后，在现场加工车间统一下料，焊接沉箱骨架。骨架成型后，再焊接底板及四周边板。沉箱焊接确保不漏水，成型后，用吊车吊上汽车，用汽车拖到施工现场。然后测量定位，下沉箱。为防止沉箱下沉时滑动，在沉箱的四个角上分别焊50cm长的75mm角型进行锚固。定位后，里面灌满水，进行试压在沉箱上面预压砼预制块，再加一个灌满水的沉箱，保证上面总压力大于50T。若沉箱无明显变化（每小时沉降量小于1毫米），取下沉箱上的预压体制件。焊接调平支架，使栈桥面达到设计高程。
（2）工字梁安装
工字梁进场后，按设计要求切切割成或焊接成每8m一段，然后用5mm角钢联成整体，在梁底横向焊接两根20cmB型槽钢，作用吊装受力梁。全部焊接好后，用钢丝绳吊四个点受力点将整片工字梁系吊装到汽车上运至施工地点，测量定位后进行焊接。
（3）铺装枕木及安装栏杆
枕木铺在预先划分好的方块内，每方块放8根枕木，并排的两根枕木之间钉10毫米拉杆拉紧，安装好后，在桥面两侧焊上栏杆。
（4）钢围堰的施工方法
钢围堰按设计图在车间加工好后，并且按拼装成“口字型”，用吊车吊装运至现场，测量定位好后，开始下沉，沉到河床时，在围堰内加设支撑人工开始在堰壁周围挖土，下沉，中间用抽水泵抽水。当下截钢围堰顶面下沉至离水面50cm左右时，吊装上截围堰，将上下截钢围堰顶面下沉至离水面50cm左右时，吊装上截围堰，将上下截接装焊好，继续下沉，当围堰底下沉至离承台底30cm时，挖除堰内余土，预压钢围堰（方法同钢栈桥），埋设钢护筒，然后进行围堰封底。
（5）水上作业平台
钢围堰成型后，在围堰上焊接分配梁，搭设工字梁网片及枕木桥面，方法见钢栈桥施工方法。
（6）水上钻孔灌注桩
钻孔灌注桩施工时，把桩位处的工字梁割断。留出钻头及钢筋笼位置。利用钢围堰作为泥浆池，当泥浆稠度超出规定稠度后，用泥浆分离泵把泥浆及沉渣抽到事先准备好的泥浆箱内，用汽车运离现场。
（7）墩桩施工
墩柱模板采用整体式钢模板，用75cm×75cm角钢作为骨架，用4mm钢板作面板，模板加固（如图七）。
（8）帽梁施工
帽梁底模板及侧模用整体钢模，骨架用50mm角钢，间距为50cm，面板为4mm厚钢板。为了方便预应力张拉，挡头模板采用木模。帽梁支撑在施工平台上，支撑系统采用满堂式支架，结构（如图八、图九）。浇筑时，将施工平台和支撑平台割断，以确保支撑平台不受外力冲击、扰动。
（9）钢栈桥的维护
为确保安全，组织3个有经验的工人组成维修队，对钢栈桥进行巡视检查，有隐患的部位及时整改，在栈桥入口处设专人维护交通，立限速标志牌，限速10公里/小时。
（10）钢围堰的拆除
帽梁施工成型，支架拆除后，开始拆除围堰。首先把以前接缝处各个焊缝割开，然后从下往上依次割断各个联接螺栓，分片拆除。
（11）栈桥的拆除
栈桥的拆除将随施工进度逐步进行桥面每形成一联，栈桥便拆除一联。
六、质量检测
每一个沉箱，每一孔工字梁在加工成形安装就位后，先自检，自检合格后请经理部及工程监理检验合格后方进行下一步施工。钢栈桥完工后采用50T平板车（装配重）做通车试验。
七、计划工期
本钢栈桥采用自北向南施工法，钢围堰及水上施工平台施工与钢栈桥施工同步进行。钢栈桥施工三个月，钢围堰及水上施工平台施工5个月，总工期为5个月（钢围堰及水上施工平台全桥一次性安装到位，不采用倒用）。
