海域滩涂钢栈桥设计

海域滩涂钢栈桥设计

王萍

中铁十六局集团路桥公司有限公司

摘要：在沿海地区滩涂区域各类桥梁进行施工的过程中，需要采用钢栈桥辅助施工。需要根据不同的地质以及现场情况采用不同的支架体系结构。随着钢结构技术的推广，工程实际中以采用钢管桩-贝雷片-工字钢组合支架体系结构较为常见。这些体系结构都需要一定的钢管桩基础来承受上部传来的荷载。本文以中铁十六局集团施工的北海铁山港进港铁路海域滩涂钢栈桥项目为背景，来简述其施工时采用钢栈桥为例的支架体系设计。

关键词：支架体系；有限元；设计；分析；

1、工程概况

新建铁路北海铁山港1#-4#泊位铁路专用线工程，正线全长3.6km，铁路等级为Ⅲ级、双线铁路，港区车场到发线7条（含正线2条），2#、3#、4#泊位作业区各1束装卸线，包含路基工程、桥涵工程、吹填工程、轨道工程及其他运营生产建筑物等工程。其中线路由川江村到铁山港口码头海域滩涂区域设计500m钢栈桥沿大桥右侧铺设，平面线形为圆曲线，钢栈桥起始墩轴线距桥轴线约18.5米。

2、栈桥结构技术标准与设计

2.1技术标准

1）荷载：栈桥主要考虑80t履带吊车施工荷载（拔钢护筒）最重，为栈桥设计的主要荷载。

2）宽度：考虑施工车辆通行需求和经济性因素，按7.5m宽布置。

3）水流力：最大落潮测点流速1.67m/s，最大涨潮测点流速1.52m/s。

4）标高：根据水文资料：漩门湾大桥栈桥按50年一遇最高水位+1.42m设计，漩门湾栈桥终起点顶标高暂定为+3.8m，分别经过两跨过渡到+4.2m。

5）栈桥设计车速：15km/h。

6）动载系数：履带吊荷载的冲击系数取1.1，安全系数取1.2。

2.2栈桥结构设计

2.2.1、技术标准

（1）设计恒载：栈桥结构自重

（2）设计活载：

（3）验算活载：80吨履带吊（自重70吨+吊重20吨）

（4）设计行车速度：15km/h

2.2.2、栈桥结构形式

栈桥桥面净宽7.0m。贝雷梁栈桥上部构造从上到下依次是10mm刚桥面板，①工12.6纵向分配梁，间距30cm，②工14纵向分配梁，间距40cm（因与原设计图纸相同，且第①种情况纵向分配梁自重大于第②种情况，所以下面以第①种情况计算），工25a横向分配梁，间距100cm。栈桥纵梁采用7排单层321型贝雷梁，间距为0.9m+1.35m+0.9m+1.35m+0.9m+0.9m，贝雷梁跨度12m，采用7跨一联布置。

栈桥下部结构承重梁采用型式1：2工36a型钢，承重梁支撑在φ630×6mm钢管桩上，钢管桩采用3根，钢管桩横向间距2.7m；钢管桩平联采用[18槽钢。型式2：2工45a型钢，承重梁支撑在φ800×8mm钢管桩上，钢管桩采用2根，钢管桩横向间距5.4m；钢管桩平联采用[18槽钢栈桥结构形式见下图：

图1、栈桥横断面布置图（单位：mm）

图2、8m³混凝土运输车轮轴间距图（单位：mm）

4、栈桥结构检算

4.1、桥面系检算

4.1.1、工12.6垫梁检算

栈桥桥面系由上往下依次采用10mm钢板，工12.6垫梁，间距0.3m，工25a分配梁间距1.0m。

工12.6组合截面自重产生的均布荷载为：（乘以荷载安全系数1.2）。

表1、工12.6与钢板组合截面参数

4.1.2、工25a分配梁检算

栈桥工25a横向分配梁间距为1.0m，贝雷梁横桥向最大间距为1.35m，70t履带吊侧向吊重20t时应作用在贝雷梁上方，正面吊重20t时可考虑作用在分配梁跨中，此时作用在跨中时最不利，

图16、贝雷梁剪力图

由剪力图可知：最大，满足要求。

5、结论

（1）通过对钢栈桥及平台设计方案的结构承载力和稳定性进行完整的分析，本工程设计满足施工荷载的要求；

（2）本文在结合工程实际，系统地介绍了海域滩涂区域钢栈桥从钢管桩-双拼工字钢-贝雷梁-横向工字钢-钢桥面板支架体系的设计，对类似工程有借鉴作用。

参考文献：

［1］桥梁工程，范立础，人民交通出版社；

［2］《钢结构设计规范》（GB50017—2003）；

［3］周水兴，何兆益，邹毅松，等.路桥施工设计手册[M].北京：人民交通出版社，2005。