石灰石堆场栈桥工程设计及倾斜校正

石灰石堆场栈桥工程设计及倾斜校正

陈健富

陈健富（江门越秀城建房地产开发有限公司,广东江门529000）

摘要：本文主要介绍较重大面积堆载作用下对钢筋混凝土栈桥结构型式的选择，变形后的处理措施，两者均要在工程设计中考虑的问题。

关键词：大面积堆载；钢筋混凝土平腹杆双肢柱；桩基承载力及其沉降；双肢柱倾斜校正

1概况

某厂扩建的石灰石场栈桥，长158米，跨度25.5米，轨顶高11米，堆高7米，配备一台起吊重量为5吨的抓斗桥机，为石灰石的起卸、破碎、贮存、堆放和输送等工序服务。平面、剖面如图1。

图1

查阅地质资料，该栈桥场地由地面至地下10.5米依次为耕土、粘土和细砂，均含有淤泥；10.5米到14米为厚薄不均的粘土和中砂，14米以下为粗砂层。

由于场内大面积堆放石灰石，石灰石从挡石墙1.5米高开始以休止角50度向上堆至7米高，可能致使两侧柱基础下沉和向内倾侧。（笔者曾到本省某新建栈桥考察，由于大面积堆放矿石，导致柱子过度向内倾侧，以至栈桥不能使用。）

另该厂起卸堆放煤的场地，地压强约80KN/m2，配套的龙门吊跨度为30米，经投产使用数年后，龙门吊出现轨道下沉，最大沉降差达到70ｍｍ，离地面2米高的路轨向内倾侧，最大的达到34ｍｍ。

根据上述情况，在第四纪地质上建造大面积堆荷的栈桥工程，为日后便于调校倾侧的栈桥柱，要注意其结构和型式的选择。为此，笔者讲述对陆地上栈桥工程设计的一点心得。

2结构型式的选择

（1）采用钢筋混凝土四节间12米跨度的简支桁架吊车梁

a、除了伸缩缝有滑动支座的和设有纵向柱间支撑的跨度用7米外，其余均用钢筋混凝土四节间12米跨度的桁架式吊车梁。

b、由于露天栈桥仅用一部桥吊和根据地质情况用12米比用6米纵向柱距，节省投资。

ｃ、便于避开老厂地下原有工艺管线，减少其处理费用。

ｄ、柱子将产生不均匀沉降或过甚倾斜时，校正工作量相应减少。

（2）采用钢筋混凝土平腹杆双肢柱

a、双肢柱充分利用材料受力性能，节省投资。

b、柱子过度倾斜且桥吊路轨超出调校范围时，可凿开柱基础面上一段肢柱砼，以利于调正柱子。

ｃ、双肢柱每肢柱内纵向筋与基础伸出的插筋6ф22，其搭接位置在第一条横杆上部。第一条横杆以上柱筋由计算给出。其6ф22为便于校正凿除双肢柱部份混凝土500高时，可由柱筋承受上部梁柱本身自重270KN。如图2大样。(见下页)

（3）桩基承台

桩基承台面低于地面200毫米，若调校倾斜柱子凿开混凝土时，只需挖很少量土，又可以保护桩顶板，不易被石灰石撞损。

（4）桩基

采用350ｍｍ的钢混凝土桩，其桩尖入粗砂层约600~800ｍｍ，要求打桩时贯入度不大于20ｍｍ。

3栈桥结构需考虑的荷载及变形

（1）计算吊车梁时考虑荷载及变形

除了吊车梁自重、吊车作用的全部荷载和风荷（包括最大轮压时纵、横向吊车或小刹车时产生荷载）等引起桁架式吊车梁各杆件的最大轴向力、剪力和上弦杆弯矩外，还应考虑吊车梁上弦杆由于柱子倾斜面调正路轨后引起附加扭矩，本设计考虑的偏心距为60ｍｍ。吊车的挠度不大于，下弦裂缝宽度不大于0.2ｍｍ。

（2）计算双肢柱时考虑的荷载及其变形

除了吊车梁作用下全部荷载、柱子自重和风荷载作用下引起的柱轴向力、剪力和弯矩外，还应考虑由于内外桩沉降差引起柱子倾斜而产生的附加弯矩。柱顶位移需控制在15ｍｍ范围内。

（3）计算桩基时承载力及其沉降

除了双肢柱脚传来轴向力、水平剪力、弯矩和基础自重外，还应考虑由于柱子倾斜对桩基产生附加轴向力来进行计算桩基承载力、承台断面和配筋。控制栈桥横向两柱基沉降差不大于50ｍｍ，纵向两柱基沉降差要求不要超过30ｍｍ。

根据上述计算，由于大面积堆载，用角点法计算同一双肢柱基的内外桩沉降差。本工程计算结果内外桩基沉降差1.2ｍｍ（外桩沉降39.4ｍｍ，内桩沉降40.6ｍｍ），由于栈桥柱与桩基承台是刚性联结，致使柱子倾斜由图3，得，这理论计算均是满足要求。

4投产使用后情况和其它

由于石灰石堆放不均、地质不均匀和部份桩的施工质量等原因，投产二年后，栈桥柱子普遍发生垂直沉降和向内倾斜、垂直沉降和向内倾斜值分别为40~50ｍｍ和10~20ｍｍ，栈桥在调整轨道后仍可使用。然而（B）轴线上○1~○4轴上的柱子（见图1），在往后使用过程中仍继续下沉和倾斜、垂直沉降和向内倾斜值分别达到70~90ｍｍ和60~90ｍｍ，桥吊已无法正常运行。为此，对这四条柱子进行倾斜校正，详见图2，凿除柱子下部部分混凝土，在高约为500ｍｍ的范围内，把内肢柱筋加热至暗红色，金属相变温度不超过7200C，用千斤顶同时顶起四排内肢柱，致使柱筋伸长，同时把四排外肢柱筋6ф22分两个截面切断，再把双肢柱校正后，用短筋接驳焊接外肢柱筋，洗刷干净后用C30混凝土捣实。自校正后，栈桥使用到现在没有出现问题。

5结语

上述较重大面积地面堆载，当工程地质存在着差异，造成栈桥柱向内过多倾斜卡住桥机大轮。在工程设计中预先考虑了结构型式和变形后的处理措施完善，对校正带来很大方便和较短时间内完成有一定的经济效益。

参考文献

[1]房屋结构设计手册.南京市勘察设计院编.

[2]建筑结构静力计算手册（第二版）.《建筑结构静力计算手册》编写组，中国建筑工业出版社.