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xx市xx大桥钢栈桥施工组织设计

§1.2水文地质情况 1

§1.2.2工程地质 1

§1.2.3水文条件 2

§1.2.4气象条件 6

地面铺石材施工工艺第二章钢栈桥设计方案 7

§2.1栈桥基本结构 7

§2.2贝雷栈桥其它设施 10

§2.3贝雷栈桥受力计算 10

§2.3.1设计范围 10

§2.3.1设计依据 11

§2.3.1设计规范 11

§2.3.1主要技术标准 11

§2.3.1主要结构受力计算 11

第三章钢栈桥施工组织方案 26

§3.1组织人员进场 26

§3.2组织设备进场和到场方法 27

§3.3组织材料到场 27

§3.4项目施工组织安排 27

§3.4.1项目组织机构设置 27

§3.4.2职能部门岗位职责 28

§3.4.3施工现场规划 28

§3.4.4临时便道、栈桥 30

§3.4.5工地试验室 30

§3.4.6砼拌和站、料场 31

§3.4.7工程用水、用电 31

§3.4.8通讯设施 31

§3.4.9栈桥施工组织安排 31

§3.5钢栈桥施工工艺 32

§3.6工期及质量保证措施 37

§3.7项目施工安全措施 43

§3.8文明施工及市政、市容、环保、消防的保证措施 50

§3.9栈桥运行、维护和检修及拆除 52

附件：1、栈桥总体平面布置图；

4、栈桥施工进度横道图；

5、栈桥主要材料数量表。

全风化砂砾岩、泥质粉砂岩

强风化砂砾岩、泥质粉砂岩

中风化砂砾岩、泥质粉砂岩

微风化泥质粉砂岩、砂砾岩

下伏基岩为北垩系下统朝川组下段岩层，岩性为砂砾岩及泥质粉砂岩，岩石单轴极限搞压强度为1—3Mpa。

§1.2.3.1径流与洪水

表1－2桥址断面各频率流量和最大断面平均流速

断面平均流速（m3/s）

§1.2.3.2潮汐与潮流

为强潮河口，其潮汐为非正规半日浅海潮，一日两涨两落。桥址水域汛期受洪、潮控制，非汛期主要受潮水控制。

经统计自1953年至2004年仓前、盐官站50多年的潮位资料，潮位特征值见表1－3。

表1－3水位特征值（自建站至2004年）

1955年12月25日

1933年12月、1934年2月

1953年至2004年

1953年至2004年

潮波在上游传播的过程中，潮差逐渐增大，湾口南汇咀多年平均潮差3.17m，至湾顶澉浦增大76％，达5.57m，实测最大达9.00m，澉浦以上河段潮差沿程逐渐减小，至闸口减小到0.49m，大潮期潮汐一直可上溯到春江电站。

本河段高低水位主要由天文潮决定，但年最高、最低水位则主要受台风爆潮、寒潮和洪水的影响。xxxxxx河口，每年7～10月台风期间常受风暴潮影响，如果风暴潮与天文大潮相遭遇，每每形成异常高潮位，据盐官、仓前水文站记载，历史高水位中主要由台风暴潮遭遇天文大潮所致。洪水期江道的冲刷是该河段出现最低水位的主要原因。通过仓前潮位站历年实测高、低水位统计结果得到桥位附近的设计高低水位列于表1－4。

表1－4设计高、低水位单位：m

河口段内有庞大的沙坎使外海传入的潮流剧烈变形。该河段潮流为非正规半日浅海潮流，浅水分潮流的作用显著，往复流中不对称明显，涨潮流速大于落潮流速，落潮流历时显著长于涨潮历时，仓前站涨潮历时为1.7h，落潮历时约10.7h，盐官站平均涨潮历时2.4h，落潮历时10h。

根据2003年6月实测水文资料分析，桥面断面涨潮实测最大垂线平均流速及断面平均流速分别为4.33m/s,位于桥位西侧，而相应的落潮最大垂线流速及断面流速分别为3.02m/s和2.06m/s，位于桥位的东侧。考虑到本次水文测验期间潮差不是很大，仅为仓前站最大涨潮潮差（5.27m）的56％，因此设计条件下工程河段的涨潮最大流速还要大。

桥位附近涨落潮流受约束为往复流，涨落急涨急流向与桥轴线基本垂直，涨落急断面平均流向分别为：192°和26°。经统计2003年6月洪水期间涨、落潮流逐时实测垂线平均流向与桥轴法向夹角小于10°的概率：涨潮流位29％～63%，落潮流为78%～79%。

由于xxx、xxxxxx的江面宽度向上游大幅度收缩，以致潮波变形剧烈，潮能集中，潮流动力极强，从而形成世界闻名的xxxxxx涌潮，但其极强的潮流动力却给施工带来的极大影响和破坏作用，由于潮汐为非正规半日浅海潮，一日两涨两落，每月溯、望后二、三天涌潮较强，一年中有以9～10月为最。本工程所在河段处在赭山湾弯道及老盐仓弯道间的过渡顺直强涌潮河段，为xxxxxx坎顶部所在，洪、潮两股势力彼此消长，动力条件强，河床冲淤剧烈，具有特殊的水文条件。

涌潮是xxxxxx由于潮波传播过程中剧烈变形而形成的特殊水力现象。xxxxxx潮涌在下游尖山河湾高阳山下游3.5km左右的白腊礁附近形成，上溯过程中逐渐增大。最大涌潮高度出现在顶桥～大缺口一带，可达3m以上，之后，向上游推进过程中强度减弱。涌潮前坡陡立，瞬间水位可骤升1～2m。涌潮过处，流急势猛，潮头之后紧随急流，实测最大涌潮压力70kpa。涌潮是当地重要的自然景观，另一方面对海塘及护塘建筑物破坏性较大。

本工程位于强潮河段，其涌潮高度可根据上游3km的仓前水文站实测资料分析。1998年最大涌潮高度为2.2m（发生在9月20日），通过仓前站涌潮观测资料分析，桥址附近河段涌潮可能最大高度约为3.0m。根据野外观测及大范围数值模拟及试验研究，涌潮高度达到3.0m时，测点瞬时流速可达9～12m/s,垂线平均流速可达6～8m/s。

§1.2.3.4泥沙特征

xxxxxx流域来沙很少，富春江电站建成前年平均输沙量约为900万t,干流潮区界芦茨埠站最大含沙量1.76kg/m3,平均含沙量0.2kg/m3。但海域来沙丰富，澉浦平均含沙量3.5kg/m3。每潮往复输沙量1000万t。澉浦以上河段，悬沙由均匀的粉沙组成，中值粒径大多在0.02～0.04mm之间，本河段，床沙粒径与悬沙基本相同，其中值粒径在0.025㎜～0.03㎜之间，本河段，床沙粒径与悬沙基本相同，其中值粒径在0.025㎜～0.03㎜之间

§1.2.3.5洪灾和潮灾

xxxxxx地处中纬度，每年夏秋期间常常受到台风暴潮的侵袭和影响，往往引起较大的增水。台风暴潮危害很大，是xxxxxx及xxx地区主要灾害性天气。

所在地区属亚季风型湿润气候，四季分明。春季3—6月为梅雨季节，夏季7—9月为台风雨季，暴雨多、雨量大。秋季气候凉爽宜人。冬季12月至次年2月，气温较低，温度亦较大，且呈阴冷天气为多。

风：冬季多为西北风，夏季多为东南风，常年主导风向为偏东，每年7—8月受台风影响较多，台风每年2—3次，历年实测最大风速28m/s，汛期多南北风，最大台风达12级，风速34m/s。

施工主栈桥分为堤内栈桥和钱江水中栈桥两部分,堤内栈桥是从大堤通向钢箱梁拼装场地栈桥,其在大堤处与江中栈桥相连;江中栈桥总长为663.6m，共九联，第一联为型钢栈桥，第二联～第九联为装配式贝雷桁架，其跨径布置为：第一联8.3m；第二联12.1＋10×12m＋15m；第三联12.1＋5×12＋12.1m；第四联～第八联12.1＋4×12m＋12.1m；第九联7.5×2＋3×12＋12.1m，长63.1m。堤内栈桥总长138.48m，共三联，跨径布置为：第一联8.0＋8.0m；第二联2.2＋16.5＋18＋15×2＋15.2m；第三联为8.2＋3×8.0m。钱江水中栈桥的顶面标高为＋10.3m，同原大堤顶面标高。考虑到堤内通道的净空要求，栈桥自护堤河位置开始沿3.0％的坡度下降至护堤河另一侧，与施工生产、生活区连接。

除主施工栈桥外，另在南岸距桥梁纵向中心线南侧236m处设置一临时进场栈桥，进场便道栈桥总长4×6m+9m,采用桥宽4.2m的下承式标准贝雷栈桥。

主施工栈桥平面布置在主桥上游侧(详见栈桥平面布置图)，桥面宽6.0m。栈桥桥面设计均为+10.3m,与大堤标高相同。

栈桥采用多跨连续梁方案。贝雷栈桥按梁部结构分为运梁栈桥和非运梁栈桥，从PM29墩通向钢箱梁拼装场地之间为运梁栈桥,从PM29墩通向PM25之间非运梁栈桥，主要采用12m跨径，结合50t履带吊机悬打的施工能力进行控制设计。

栈桥与已建基桩施工平台或承台、墩身连接，以加强栈桥横向稳定性；PM25墩栈桥端部在上下游均设防护桩；在主桥中孔260米内栈桥每6跨设一个横向加强墩，加强墩采用Ф63mm×8mm的钢管桩，距栈桥中心线距离为6米，加强桩采用两道钢管平联与栈桥基础钢管桩连成一体，增加栈桥的横向稳定性。

运梁栈桥钢管桩墩顶横梁采用双肢I45a(两组三排单层贝雷桁架)和非运梁栈桥钢管桩顶面采用双肢I36(两组二排单层贝雷桁架)型钢的横向连接分配梁,顶面铺设“321”型贝雷片桁片,贝雷与横梁之间垫1cm厚橡胶垫片。两组三排单层贝雷桁架片组间中心距为3.10m，片与片间中距为0.9m，片与片设置贝90cm宽度标准支撑架。两组二排单层贝雷桁架片组间中心距为4.65m，片与片间距为0.45m，通过45cm宽度标准支撑架连接成整体。

桥面面设置I28a横向分配梁及I12纵向分配梁，桥面板采用δ=10mm厚Q235钢板。I28a横梁按贝雷桁架节点间距1.5m安装，采用直径为16mm的骑马螺栓进行贝雷桁架的固定，每根横梁与贝雷梁结合部位均设置骑马螺栓。从行车需要出发，运钢箱梁段栈桥的桥面分配纵梁I12按0.25m的中距布置，非运梁栈桥纵梁I12按0.35m的中距布置.栈桥几个标准跨为一联(具体划分见附图)，联与联之间预留0.2m伸缩缝（其净距为8.5cm），伸缩缝为0.5m宽钢板一端焊接一端自由。面板采用型宽1.8m的标准Q235钢板，厚度δ=10mm,每块面板间横缝设置2cm的伸缩缝，纵缝设置15cm的断缝，栈桥桥面板顺桥向每0.5m间距焊接一道φ8mm钢筋作为防滑处理措施。钢栈桥在墩位处利用部分钻孔平台作为错车平台。

§2.2贝雷栈桥其它设施

为确保xxxxxx施工中水、电的供应,贝雷栈桥上设置有Ф120mm×3.5mm的电焊钢管作为电缆管道，Ф80mm×3.5mm的镀锌钢管作为自来水供水管道。

贝雷栈桥桥面护栏采用Ф48mm×3.5mm钢管制作,竖杆焊接在贝雷架上的横向分配梁上，扶手横杆焊接在竖杆顶端。

贝雷栈桥考虑采用防腐涂装保护措施。护栏的竖杆、扶手横杆要刷上红白相间的警示反光油漆，保证船舶夜间航行安全。栈桥钢管桩露在水面以上部分涂刷醒目的警示反光面漆，防止江上作业其他船只过桥时对钢管桩的碰撞。

§2.3贝雷栈桥受力计算

设计内容包括：栈桥平面设计和纵断面设计，基础设计及上部结构和桥面系设计，施工方案选择。

⑵《数学模型计算及定床模型试验研究》；

⑶其它施工招、投标文件。

⑴《公路桥涵设计通用规范》；

⑵《公路桥涵地基与基础设计规范》；

⑶《钢结构设计手册》（第二版）；

⑷《装配式公路钢桥多用途使用手册》；

⑸《公路桥涵施工技术规范》JTJ041－2000；

⑹《公路工程质量评定标准》；

⑺《装配式公路钢桥使用手册》交通部交通战备办公室；

⑻《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》。

§2.3.1主要设计荷载

恒载：结构自重（按结构实际重量计算）。

活载：50t履带吊车（吊重含冲击系数后按不超过20T计），160T运梁平板车，砼输送车（按30t车载计）。涌潮压力，流水压力，风荷载。

动载系数：车行荷载的冲击系数取1.1。

荷载组合：1、恒载＋涌潮压力＋风力；

2、恒载＋活载＋涌潮压力＋风力。

§2.3.1主要结构受力计算

（一）、栈桥的主要控制计算工况

①跨径为8.0m型钢栈桥在运梁工况下的整体刚度、强度和稳定性；

②运梁段跨径为18.0m设置加强弦杆贝雷栈桥在运梁工况下的整体刚度、强度和稳定性；

③运梁段跨径为15.0m未设置加强弦杆贝雷栈桥在运梁工况下的整体刚度、强度和稳定性；

④非运梁段12.0m跨径无加强弦杆栈桥通行履带50t时的整体刚度、强度和稳定性；

⑤履带50t吊机悬打施工12.0m跨径贝雷栈桥时的栈桥的整体刚度、强度和稳定性；

（二）、各主要工况的控制计算

1、8.0m型钢栈桥通过运梁平车计算

该部分栈桥需要通行运梁平车。根据自锚式悬索桥招标图纸，钢箱梁分块运输的最大重量为110t，加上运梁平车后总重为160t，考虑冲击系数后，其总荷载为:P＝1.1×160＝176.0t，以此作为栈桥的最大控制设计荷载。

钢箱梁块段运输将纵向长度划分的9.0m作为进场时横向方位，待钢箱梁运输至PM29墩位处90度旋转后起吊至顶推拼装平台。钢箱梁底板横向宽度为15.4m，运输时作为纵向荷载分布长度，换算成等代荷载集度为176÷15.4＝11.4t/m，每侧为11.4÷2＝5.7t/m。运梁平车的轮宽为1.0m左右，考虑每侧承重轮由2排主梁型钢承受，其计算作用图示如下：

采用ANSYS结构分析软件计算其变形如下：

计入结构自重荷载后其最大竖向位移为1.14cm，等于L/700=1.14cm。

均布荷载作用条件下的主梁结构的压应力分布图如下：

结构上缘最大压应力为101Mpa（计入了荷载活载和自重荷载共同作用下的作用力效应），小于Q235钢的容许压应力145Mpa。

2、非运梁段12.0m跨径贝雷栈桥通行履带50计算

该段栈桥采用贝雷桁架上承式结构，双排单层上下不加强，则栈桥主梁的纵向总体刚度为2×500994.4cm4＝1001988.8cm4。

自重荷载计算：按3.0m一段栈桥的总体重量计算，桁片四片270×4＝1080.0kg；横梁两根I28a，单根长度为6.0m，重2×6.0×43.47kg＝521.64kg；支撑架4片4×21.0＝84.0kg；主销子8个8×3.0＝24kg；纵向桥面分配梁17根17×3.0×11.55＝589.05kg；桥面板5.4×3.0×0.01×7.85×10E3＝1271.7kg，总计重量为3570.39kg。则单位长度的自重荷载集度为1190.13kg/m，加上其它一些附属结构件后取1.20t/m进行计算。

活载控制设计为履带50，根据规范，履带50荷载纵向作用长度为4.5m，线性荷载集度为112KN/m，计入冲击系数1.1后，其荷载为123.2KN/m，则总荷载集度为1.2＋12.32＝13.52t/m。

通过ANSYS结构分析软件计算主梁的弹性变形图如下：

最大竖向变形为10.0mm，小于1200/700＝1.71cm，满足要求。由于贝雷桁架为装配式结构，其装配挠度为n2×0.05＝16×0.05＝0.8cm，则其总变形为18.0mm。

跨中最大弯矩为156.7t·m。小于双排单层不加强桥梁的容许弯矩315.3t·m。最大剪力为42.1t（考虑到连续两跨的自重荷载），小于容许剪力98.1t。

同时，根据《装配式公路钢桥使用手册》“荷载与跨径组合表”中，对应双排单层不加强在挂—80验算荷载作用下的最大跨径可达18.0m，即表明该栈桥满足使用要求。

3、运梁段贝雷栈桥计算

运钢箱梁段贝雷栈桥的最大跨径为15.0m，纵向布置六片贝雷纵梁，不加强结构。该部分除作为水中施工通道外，还兼作自锚式悬索桥上部钢箱梁运输通道，钢箱梁通过栈桥运输至PM29墩位处提升后就位拼装。因此该部分栈桥的控制设计荷载为钢箱梁最大分块重量，根据以上计算数据运梁平车的等代计算荷载为11.4t/m。

结构自重计算：3.0m一段栈桥的总体重量计算：桁片六片270×6＝1620.0kg；横梁两根I28a，单根长度为6.0m，重2×6.0×43.47kg＝521.64kg；支撑架6片6×21.0＝126.0kg；主销子12个12×3.0＝36.0kg；纵向桥面分配梁24根24×3.0×11.55＝831.6kg；桥面板5.4×3.0×0.01×7.85×10E3＝1271.7kg，总计重量为4406.9kg。则单位长度的自重荷载集度为1468.98kg/m，即1.47t/m。

则总荷载集度（恒载＋动载）＝11.4＋1.47＝12.87t/m，取13.0m进行计算。根据《装配式公路钢桥使用手册》中“桥梁几何特性表”，六排单层不加强桥梁的截面抵抗矩为1502983.2cm4。

根据单跨梁均布荷载集度下梁的弯矩计算公式，得出跨中最大计算弯矩为365.6t·m，小于三排单层贝雷栈桥的容许最大弯矩449.2t·m。其支点剪力为97.5t，小于容许剪力139.8t，因此该栈桥满足运输钢箱梁最大块段运输要求。

其竖向荷载变形图如下：

最大弹性竖向变形为2.7cm。15.0m的贝雷栈桥装配挠度（n2－1）×0.05＝1.2cm。则总挠度为3.9cm

4、50t履带吊车悬打施工计算

根据六桥施工经验，从施工可行性和安全角度出发，50t履带吊机悬打的最大跨径为9.0m左右。若施打12.0m跨径栈桥的钢管桩基础，仅有缩短跨径的办法减少纵向间距，在前一跨栈桥前端多装配两节贝雷桁架片，使吊机能前移3.0m左右的距离。此时栈桥的最不利荷载在吊机悬打钢管桩的工况，即吊机提吊90KW振桩锤及第一节钢管桩的时候，经过计算此时吊机的总体重量约为70t左右。

50t履带吊机按4.5m的履带长度计算其线性荷载分布集度为15.56t/m，加上栈桥自重荷载集度1.47t/m，则总荷载集度为15.56＋1.2＝16.76t/m。因跨径相同，以纵向布置贝雷片数为4片的贝雷栈桥作为计算控制依据。

取吊车悬打最不利施工工况，即吊车完全作用在悬臂端贝雷桁架上。其计算作用图示如下：

通有限元分析软件计算其竖向变形图如下：

最大竖向位移为2.44cm。其最大计算弯矩为179.15t·m，小于容许弯矩315.28t·m。最大剪力为77.22t，小于容许剪力98.0t，满足要求。

此时前墩的压力为最大，其竖向作用力为99.4t，以此作为钢管基础的承载力控制设计荷载。单桩承载力设计荷载为P＝99.4/2＝49.7t，取50t控制设计。

5、堤内18.0m栈桥计算

堤内栈桥最大跨径为18.0m，同样作为钢箱梁的运梁通道。堤内栈桥同样采用标准贝雷桁架主梁，纵向六排布置，设置上下加强弦杆，其截面抵抗矩为3464606.4cm4。。根据上述计算资料，钢箱梁运输时15.4m长度上的等代计算线性荷载为11.4t/m。

堤外栈桥非加强的单位长度重量为1.47t/m，加上加强弦杆后的单位长度重量为1.79t/m。则总荷载集度为13.3t/m。计算图示如下：

采用ANSYS有限元分析软件计算变形如下图所示：

最大竖向位移为4.5cm。结构的装配挠度为（n2－1）*0.05=1.2cm。则结构的总挠度为5.7cm。

其跨中最大弯矩为534.38t·m，小于容许弯矩961.9t·m，满足要求。最大剪力为99.8t，小于容许剪力139.8t。

乐部公寓康乐中心工程施工组织设计6、桥面纵向分配梁计算

履带50的履带宽度为70cm，线性荷载长度为4.5m，单侧履带线性荷载集度为56KN/m。栈桥桥面纵向分配梁为I12，横向布置间距为35cm，履带宽度为70cm时的支撑分配梁为两根，以桥面横梁为支点位置，取三跨连续梁计算桥面分配梁的强度和刚度。计算图示如下：

通过ANSYS有限元计算软件，计算分配梁的变形如下：

最大竖向挠度为1.3mm。小于容许挠度L/800＝1500/800＝1.9mm。

最大压应力为108Mpa，小于Q235钢的容许应力145Mpa。

7、贝雷栈桥计算成果汇总

将以上各工况的计算成果汇总如下表所示。其中对于贝雷栈桥主梁的容许挠度为L/400，型钢栈桥的容许挠度为L/700。贝雷栈桥的容许弯矩和容许剪力参照《装配式公路钢桥使用手册》的有关规定选取。

对于Q235钢材料，选取计算的容许应力为140Mpa消防水泵接合器及室外消火栓安装施工工艺 标准，容许剪应力为85Mpa。