栈桥、钢平台设计方案

钢栈桥及钻孔平台 设计方案和安全保证措施

中国水利水电建设集团路桥工程有限公司

2013年05月

龙海市龙江大桥钢栈桥设计

一、 基本资料

设计中采用流量Q1%=9010m3/s，流速V1%=2.33m/s，潮水位标高为4.77m，最大潮差5.00m，设计风压为800Pa（计算风速：35.8m/s，12级以上飓风）；根据《龙海市龙江大桥工程地质勘察报告》,栈桥范围内河床多为淤泥、中砂、卵石土所覆盖，下卧花岗岩，河床标高-7.63m～0m。 二、 方案设计计算参考资料

1、《龙海市龙江大桥工程两阶段施工图设计》 2、《龙海市龙江大桥工程地质勘察报告》 3、《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004

4、《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068-2001） 5、《钢结构设计规范》GB50017-2003

6、公路施工手册《桥涵》上、下册 人民交通出版社 7、《路桥施工计算手册》 人民交通出版社 8、《钢结构（第二版）》 中国建筑工业出版社

9、《装配式公路钢桥多用途使用手册》（广州军区工程科研设计所） 10、公路工程《简明施工计算手册》 中国建筑工业出版社 三、 栈桥结构拟定

栈桥纵向等跨径9m，五孔一联，每联两端为制动墩，制动墩设2排钢

管桩间距3米；桥面宽6m，栈桥桥面标高6.79m。

Ⅰ ⑥φ48mm@200cm⑤δ＝6mm防滑钢板④I18工字钢@25cm③国产贝雷片(历史最高潮水位)②I36a工字钢①φ529mm12mm(常潮位)制动墩制动墩河床线Ⅰ 钢栈桥立面布置图

⑥φ48mm@200cm⑤δ＝6mm防滑钢板④I18工字钢@25cm③国产贝雷片②2I36a工字钢①φ529mm12mm地面线 钢栈桥横桥向布置图

道 路 中 心 线每墩台钢管桩采用3根φ426×12mm钢管桩，钢管桩入土深度由计算分析及地质条件决定；管桩横向采用［16槽钢作剪刀撑；刚性墩的纵向和横向采用［16槽钢作为剪刀撑，以增强其稳定性。

钢管桩横桥向支撑大样图

钢管桩制动墩纵桥向支撑大样图

钢管桩顶帽梁采用2I36a工字钢，帽梁钢管桩焊接形成整体框架体系；纵梁采用3组国产贝雷梁,双排单层布置；贝雷梁纵梁上采用I16工字钢上分配梁横桥向布设，间距30cm；桥面板采用δ＝6mm防滑钢板。桥面安全护栏采用φ48mm钢管。

工字钢横梁加劲构造详图

贝雷片横向连接及横向位移限位设施

四、 设计方法

1、采用容许应力法设计计算 2、容许应力法安全储备系数的设定

钢栈桥属临时结构；钢结构容许应力提高系数～见《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86））；本方案取容许应力法计算时的最小安全储备系数K=～(重要构件不小于。

3、重要设计参数

(1)结构重要性系数01.0(根据《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068-2001）；

(2)取荷载冲击系数、偏载系数； (3)钢材容许应值取

A3钢材抗拉、抗压轴向力175Mpa； 弯曲应力w181Mpa；

剪力106Mpa； 弹性模量：E210000Mpa

五、 施工荷载

1、荷载

车辆荷载取8m3混凝土搅拌运输车、25吨吊车、50吨履带吊及吊重20吨组成的车队组合,各车辆后轮为双桥双排轮。

8m3混凝土搅拌运输车：

整备质量；载重质量(实测质量～37t) 25吨吊车整备质量28t；

履带吊整备质量50t,吊重20t?(工作时)。 2、车队组合

图1 车队组合(Kn，m)

六、 桥面系验算 1、工字钢上分配梁验算

I16a上分配梁最大计算跨径为1.35m；其截面参数如下：

3A26.11cm2，g20.50kg/m，I1127cm4， W140.9cm，S80.8cm3，

tw0.6cm。

荷载分析

活载

车辆后轴触地宽度为600mm，长度为200mm(图2)，8m3混凝土搅拌运输车车轮位于I16a工字钢上分配梁时，为不利荷载位置.则每根上横梁承受车辆单轮轴荷为:

N轴15.1101.151.252.1Kn 223030

图2 车轮作用示意图

恒载

桥面板和横梁自重：q砼(0.30.006785020.5)100..3463KN/m 受力简图

采用清华大学的SMSOLVER软件进行内力计算,弯矩、剪力及支点反力计算,结果如下：

1.2.1 一部8m3混凝土搅拌运输车行驶时受力简图

图3车辆分轴荷布图(Kn，m)

支点①、②、⑦、⑧在车辆轴荷作用下有翘起的趋势,组合恒荷载受力简图如下:

图4横梁荷载简图(Kn，m)

图5弯矩图

图6剪力图(Kn)

1.2.1 二部8m3混凝土搅拌运输车并排行驶时横梁受力简图

图7车辆分轴荷布图(Kn，m)

组合恒荷载受力简图如下:

图8荷载简图(Kn，m)

图9弯矩图

图10剪力图(Kn)

承载力验算

根据分计结果, 一部8m3混凝土搅拌运输车行驶, I16a工字钢上横梁为最不利荷载工况。

根据图5,Mmax21.9KN.m

M21.9106155.4Mpaw181Mpa 满足承载力要求 3W140.910根据图6,Qmax88.96KN

QS88.9610380.3103105.6Mpa106Mpa 满足承载力要求 4Ib1127106挠度验算（偏安全的按简支梁集中荷载计算）：

5ql450.343613504f20.01mm 54348EI3482.110112710f总f1f22.60.12.7mmf13503.3mm 满足承载力要求 400 结构优化设计

为提高I16a工字钢上分配梁安全储备系数，工字钢两端通过自制U型螺栓与贝雷梁联结成整体，形成连续梁受力体系，达到应力调幅目的。

图11弯矩调幅结果（提高25%安全储备系数）

图12:剪力调幅结果(Kn)（提高9%安全储备系数）

经过方案对比及考虑到材料本身差异，I16a工字钢上分配梁两端固结工作量大，实际操作保证性较差，方案决定将I16a工字钢上分配梁全部调整为I18工字钢上配梁。

2、桥面板承载力验算（δ＝6mm防滑钢板）

I16a工字钢上分配间距30cm，净距22cm，桥面板跨径l0.22m；考虑到面板的连续性，在均布荷载（混凝土运输车单轮宽30cm作用面20cm）下可近似地按下式验算其承载:

ql2 桥面板承受的弯矩 m

10ql4 桥面板承受的挠度 f

150EI 桥面板力学参数

取200mm单元宽度桥面板计算其截面特性:

bh2截面抵抗矩 w=×200×62=1200mm3

6bh2 半截面静力矩 sx=×200×62=900mm3

8bh3惯性矩Ix=3600mm4

12强度验算

根据图1、图2：q15.1/22/0.31.151.217.364KN/m

ql217.3640.222m0.084Kn.m

1010M0.08410670Mpa181Mpa 满足承载力要求 W1200刚度验算

ql417.36422040.36mm f5150EI1502.1103600f0.36mmf2200.88mm 满足刚度要求 250七、 贝雷桁架纵梁承载力验算 1、挠度计算理论

贝雷桁架纵梁的贝雷桁片在较大荷载作用下, 贝雷桁片腹杆产生微量变形，使的贝雷桁架纵梁实际整体挠度较一般实腹梁理论计算结果要大；同时国产贝雷桁架连接孔与连接销间设计间隙约Δ=1mm，贝雷桁架受载后两者间的相对位移会引起结构的非弹性挠度（既错孔挠度）；因此方案取贝雷桁架纵梁整体挠度组合如下：

（1）贝雷桁架荷载引起的弹性挠度采用.卡秋林计算公式：

5Keql4h0h0f1tgtg1.610.335Kdf 12384EIlh式中：f——桁架荷载引起的弹性挠度（mm）；

；l9.0m l——桁架的计算长度（m）

h0——桁架在支座处的计算高度（m）；h01.5m

；h1.5m h——桁架的计算高度（m）

1——跨中斜杆与垂直线的夹角（）；145

。

；E2.1106Mpa E——桁架所用材料的弹性模量（Mpa）

Kdf——荷载的横向分布系数，Kdf0.9

I——桁架截面的惯性矩， I2830002566000cm4

Keq——荷载的等挠度等代荷载，Keq61.3Kn/m；

（2）贝雷桁架错孔挠度计算公式： f错2、荷载 恒载

桥面系质量:q桥320.510.00678501010001.1Km/m2 贝雷桁片: 1 KN/m（包括连接器等附属物）

贝雷桁架纵梁的恒载:q恒0.91.351.1211.668Kn/m 、活载

2.1.1荷载组合一

履带吊布置在跨中，吊重20t，取受力较大的一组承重梁计算，吊重时履带吊活载全部作用在单侧履带上，则单侧履带荷载为：

q1.151.25.610204.510121.7Kn/m

N21（N=3；交通部推荐公式估计间隙挠度，3.52;） 8（1）荷载模型图

图13纵梁恒载图(Kn/m，m)

图14纵梁活载图(Kn/m，m)（履带吊50）

（2）受力分析

图15弯矩图

图16剪力图(Kn)

（3）挠度分析 a、恒载产生的挠度

表1

b、活载产生的挠度

f活2121.72.254.52.2524.524.524.52.254944.5494.52.2513.2mm24EI99荷载的等挠度等代荷载，.卡秋林公式计算：f活22.4mm。 c、贝雷桁架错孔挠度

f错33.52213.52mm 8（4）荷载组合一内力

Mmax928.56Kn.m；Qmax281.33Kn；f16.72mm 2.1.2荷载组合二

履带吊在桥墩旁，吊重20t，受力较大的一组纵梁荷载模型图：

图17荷载简图(Kn/m，m)

图18剪力图(Kn)

Qmax418.24Kn;Rmax418.24Kn

2.1.3荷载组合三

一台混凝土搅拌车行走到跨中，弯矩最大，混凝土搅拌车单侧轴压

P1.151.215.110104.19Kn,受力模型：

2

图19荷载简图(Kn/m、Kn、m)

Mmax415.41Kn.m;Qmax112Kn;Rmax112Kn;f7mm

一台混凝土搅拌车行走到梁端，剪力最大，受力模型：

图20(Kn/m、Kn、m)

Mmax128.64Kn.m;Qmax200Kn;Rmax200Kn;

3、承载力验算

（1）荷载的横向分布系数

不考虑纵梁作用情况，I18工字钢上分配梁，跨径2.25m时,单根分配梁集中承载力为30Kn, 履带长4.5m,共15根I18工字钢上分配梁可分配荷载为30×15=450Kn,则荷载横向分布系数为: 121.74.54500.1

121.74.5荷载横向分布系数说明I18工字钢上分配梁足可以将履带吊荷载分配至另外两组纵梁共同承受荷载,方案偏安全的按2组纵梁承受荷载进行分析,既取0.5。 （2）承载力分析

Mmax0.5928.56464.28Kn.mM788.2Kn.m 满足承载力要求 Qmax0.5418.24140.7Kn245.2Kn 满足承载力要求

ff恒f错f活0.463.5222.40.515.18mmf900022.5mm 400 满足承载力要求 八、 帽梁验算

1、材料性质

2I36a帽梁计算跨径为2.7m；其截面参数如下：

A76.3cm2，g59.9kg/m,I15760cm4， W875cm3，S513cm3 IX30.7cm，d10mm。 SX2、荷载分析 恒载

贝雷桁架纵梁及桥面系产生支点反力P1I36a工字钢帽梁质量：q2活载

(1)、8m3混凝土搅拌运输车(前跨)+履带吊(墩顶)+ 8m3混凝土搅拌运输车(后跨)车队的组合。

前后跨8m3混凝土搅拌运输车在墩顶产生的反力：

P2104.197210139.19Kn

1.66897.506Kn 259.9100.599Kn/m 1000履带吊在墩顶产生的反力：

P35.64.5102010452Kn(较重侧)

P35.64.510252Kn

'根据履带吊在桥面几种不利位置，经对比分析，当履带吊位履带于外侧第二排贝雷桁架纵梁顶时，由贝雷桁架纵梁传递支点反力对工字钢帽梁受力最不利，其荷载组合简图如下：

图21荷载简图(Kn/m、Kn、m) (承重履带位于外侧时)

图22荷载简图(Kn/m、Kn、m) (承重履带位于内侧时)

3、受力分析

图23弯矩

图24剪力图(Kn) (起重则位于外侧时)

图25剪力图(Kn) (起重则位于中间时)

4、承载力验算

（1）荷载的横向分布系数

墩顶支点刚度较大，I18工字钢上分配梁荷的横向分配效果较差，本方案偏安全的取横向分布系数为1。

（2）承载力分析

Qmax571.09Kn；Mmax299.93Kn.m；根据帽梁受力弯矩图23及剪图25：

Rmax571.09Kn。

M299.93106171.38Mpaw181Mpa 满足承载力要求 W2875103QS571.0910393Mpa106Mpa 满足承载力要求

Ib230.71010挠度偏安全的按简支梁进行计算：

5ql450.59927004f10.1mm

385EI38521000015760104Pb集中荷载挠度计算式为：fp9EIla22ab33，经计算及叠加集中荷

载挠度f23.2mm

ff1f20.13.23.3mmf270011mm 满足承载力要求 250九、 栈桥单排桩计算 1、横向力计算 、水流力

计算水位取施工高水位+4.77m进行计算，取15#墩对应处的地质和水文(见《龙海市龙江大桥工程地质勘察报告》)情况作为计算依据：河床最低标高-7.63m,局部冲刷按4.5m考虑，锚固点在局部冲刷线下5d=3m处，如下图所示意。

图26水流力示意图(Kn、m)

kAV2水流力计算式:P

2g其中：P-为流水压力

-为水的容重，10Kn/m3;

v-为流速,v＝2.33m/s;

g-为自由落体加速度g＝10m/s2;

k-为阻水形状系数，取K＝。

0.7317.40.59102.33220.3Kn 水流力：P水210水流力弯矩：M1P水L20.3、风荷载

（1）、非工作时的风荷载

20.43198.94Kn.m 3栈桥受风载面积为栈桥立面投影面积:

风载计算式:wk10.7zsw00.71.381.170.80.9Kn/m2

其中：us-K1为风载体型系数，取(其它构件); uz-为风压高度变化系数，取(A类地面); w0-基本风压值，取m2

受风面积按结构的轮廓面积乘以一个系数，对于桁架系数取。 一孔栈桥的受风面积：

A0.491.50.36.5m2

P2ws0.96.55.85Kn 假定作用点在栈桥面，栈桥面标高+6.79m

M2P2L5.856.7915.63131.2Kn.m （2）、工作时的风荷载

栈桥受风载面积为栈桥立面投影面积及栈桥上的活载面积(活载面积按×12m计)：

风载计算式:wk10.7zsw00.71.381.170.80.9Kn/m2

其中：us-K1为风载体型系数，取(桁架体)；

uz-为风压高度变化系数，取(A类地面)； w0-基本风压值，取m2

受风面积应按结构的轮廓面积乘以一个系数，对于桁架系数取。 一孔栈桥的受风面积：

A0.491.50.31.51224.5m2

P3ws0.924.522Kn 假定作用点在栈桥面，栈桥面标高+6.79m M3P3L226.7915.63493Kn.m 2、顺桥向水平力计算

顺桥向水平力主要由车辆走行时产生的制动力，理论上制动力应由制动墩承受；但为确保安全，按一联栈桥(5孔)布置一个制动墩(制动墩为双排钢管桩共6根，排距3.0米，采用I36工字钢相连形成框架体系)；方案偏安全的在同一墩前后跨各布置1台8m3砼搅拌运输车+1台履带-50(图27)，考虑到钢材间较大的摩擦力作用，方案认为汽车制动力由该联栈桥6个墩共24根钢管桩承受，每根桩的线刚度的制动力相等。

EI相同,因此每根钢管桩承受l

图27车辆水平制动力示意图

车辆水平制动力:F37.2501010%3.63Kn

24制动力作用点假定在栈桥桥面1.2m(公路桥涵设计规范P28)

M43.636.7915.631.285.8Kn.m

3、钢管桩竖向承载力验算

钢管支墩高度H22.4m,选用φ426壁厚12mm普通A3钢管。每排钢管桩与桩顶I36a工字钢帽梁及中间[16槽钢撑焊接连执接,形成框架受力结构，方案按顶部有侧移端部条件的框架柱计算型模进行承载力力分析。 、钢管桩受荷载

钢管桩最不利受力为在工作时，最高潮水位水流力、风荷载及车辆竖向荷载及水平制动力共同作用。

车辆竖向荷载：Rmax571.09Kn(见帽梁验算) ； 水流力：M1198.94Kn.m； 风荷载：M3493Kn.m；

车辆水平制动力：M4342.49Kn.m 、钢管支墩截面特性

截面惯性矩:I0.0491D4d40.049142.6441.4417464.2cm4 截面最小回转半径:i截面积:AD2d24D2d2442.6241.4214.85cm

43.142426241427917.8mm2

4D4d452.9451.740.0982819.94cm3 截面抵抗矩:W0.0982D52.9IX337192702107.0621503cm3 框架柱整体截面抵抗矩：Wy270、钢管支墩验算 （1）框架柱刚度验算

上、下节点横向联结系与立柱线刚性比为：

k115760217464k2(底层柱与基础刚接),查表得11.6；

2.717.40.9。

（2）刚度验算

li0.922.4100136150 满足刚度要求

14.85（3）横桥整体稳定验算

此类构件属b类截面，=(受压构件的稳定系数)。压弯构件的整体稳定计算公式:

fmxMN AXWX1N/NE 其中:x-截面塑性发展系数,取;

NE-欧拉力, NE2EA/21374Kn;

mx-等效弯矩系数,取

571.091031.03198.94493106f163Mpaf175Mpa0.4327917.81.152903310310.432571.09/1374 满足整体稳定要求 （4）顺桥向整体失稳验算

汽车制动力(顺桥向)在钢管桩产的弯矩M485.8Kn.m；小于横桥向水流力及风力产的弯矩总和M3198.944931089.8KN.m,因此是安全的。

4、单桩承载力计算

（1）、钢管桩竖向荷载

车辆竖向荷载：Rmax571.09Kn(见帽梁检算) ；

198.943493201.8Kn

5.4844.7715.631510钢管桩质量：G桩29.7Kn；

100059.92.7210帽梁质量： G帽3.23Kn

1000水流力及风力的钢管桩竖向荷载：P风汽车制动力：纵梁与工字钢帽梁间摩擦力较大，汽车制动力较好的分配至一联各钢管桩，实际钢管桩产生的竖向力很少。

钢管桩竖向荷载：

NmaxRmaxP风G桩G帽571.09201.829.73.23805.8Kn

（2）、钢管入土深度计算《桥梁施工工程师手册》P109页至P119页

根据《龙海市龙江大桥工程地质勘察报告》,以主桥墩15#墩作为钢管桩承载力的验算依据，各层地质情况见表2，施工中实际情况与本表不符时应适当调整。

单桩承载力标准值计算式：

PKUiliiAR

其中：K—安全系数，取；

AR—桩尖承载力，本方案取0；

i—震动沉桩对土层摩阻力的影响系数，对于砂土

层，取；

li—局部冲刷线以下，各土层厚度，m；

i—与li对应各土喜层与桩壁的极限摩阻力，Kpa；

U—桩的周长，m。

土质特性表及钢管桩承载力标准值

表2

桩侧土极限摩阻力标准值 土层顶土层底标标高高（m） （m） 承载力厚度桩周标准值（m） 长（m） （kn） 193 120 210 198 岩层 岩性 i（kPa） II III1 III1 III2 V2 V3 V4 淤泥 中砂 中砂 中砂 中砂 中砂 卵石土 10 局部冲刷线4.5m深 30 40 55 70 170 卵石土层以上地基承载力标准值为721Kn,进入卵石土层厚度Hi: Hi1701.6627211.5805.8 Hmin1.73m（进入卵石土层厚度）

钢管桩入土总长Lmin4.380.123.881.82.31.71.7315.91m，取16m。 钢管桩持力层为卵石土（V4），为确保安全钢管桩进卵石土（V4）不小于2m，单桩理论及限承载力：

P72121.6621701286Kn

（3）、振动锤选择

土壤对桩侧的动摩系数及钢管桩动摩擦力标准值

表3

桩侧土极动摩阻力标准值 土层顶动摩擦力土层底标桩周标高厚度（m） 标准值高（m） 长（m） （m） （kn） 43 1 岩层 岩性 i（kPa） II III1 淤泥 中砂 1 局部冲刷线4.5m深 III1 III2 V2 V3 V4 中砂 中砂 中砂 中砂 卵石土 38 18 23 17 42 181 动摩擦力标准值合计（kn） DZ-60震动锤参数

表4

参数 型号 DZ60 电动机功率 （Kw） 60 偏心力矩 （Nm） 360 激振力 偏心轴转速 空载振幅 许用拔桩力 （Kn） 250 桩锤重量 （kg） 4492 （Kn） （R/min） （mm） 402 1000 钢管桩桩周动摩擦力标准值（见表3）：

F摩KUiliiAR1811.10.2652800375Kn

DZ-60震动锤激振力验算（见表4）：

F402KnF摩375Kn 满足要求

十、 栈桥整体稳定性验算

1、荷载分析

钢管桩最不利受力为在工作时，最高潮水位时水流力、风荷载与水流力产生的同向倾履力矩，本方案取一联栈桥(5孔)进行整体稳定性分析。

2、倾履力

水流力倾履力：M1198.94244774.56Kn.m 工作时风力倾履力：M349352465Kn.m

整体倾履力：MM1M24774.5624657239.56Kn.m 3、抗倾履力

水流力、风荷载同向力矩作用下，栈桥有绕下流外侧钢管桩倾履趋势，

则栈桥自身质量抗倾履力矩半径2.7米，上流第1排钢管桩抗倾履力矩半径5.4米、第2排钢管桩抗倾履力矩半径2.7米。

纵梁及桥面质量：G11.668965450Kn 单根钢管桩自重与摩阻力：P128629.71316Kn

抗倾履力矩：M4502.7131685.4131682.786492Kn.m 4、整体稳定性分析 栈桥整体稳定安全系数kMM8649211.9 满足整体稳定性要求

7239.56

龙海市龙江大桥主墩桩基作业平台

一、 钢平台结构拟定

钢平台贝雷纵梁，横桥向布置，跨度为等跨径6m，作业平台内设置2组三排单层贝雷纵梁，平台边各设置1组单层单排贝雷纵梁，贝雷梁纵梁上采用I25a工字钢间距38cm中分配梁横桥向布设；中分配梁上采用I16a工字钢间距30cm；桥面板采用12mm防滑钢板；桥面安全护栏采用φ48mm的钢管。

钻孔平台平面图

钻孔平台立面图 二、 设计荷载

1、荷载组合一：

25t汽车吊整备质量，基本臂最大起重矩为，根据钢平台布置图以及吊车参数，最小起重距离为5.3m，因此最大起质量为G==，按单腿承受75%的质量：25t汽车吊工作时最大单腿集中荷载为：+×75%=。

为分摊I16字钢中分配梁荷载，吊车单腿下采用2根I20工字钢间距10cm、长度150cm钢支垫，确保单腿最大集中荷载至少由4根I16工字钢上分配梁承担。

2、荷载组合二：

钻机按桩基直径2.5m冲击钻机考虑，钻架质量约8t、锤质量约10t,考虑冲击系数，荷载为18×=。

3、荷载组合三：

2部8m3混凝土搅拌运输车，整备质量；载重质量，并排位于孔口。 4、荷载组合四：

50吨履带吊及吊重41吨(钢筋笼)单侧履带受力，履带吊荷载为202KN/M

5、荷载限定：

(1)、履带吊重超过10吨时，履带垂直于帽梁而且是必段同时位于2根帽梁上，

(2)、吊车位于帽梁上 三、 桥面系验算 1、上分配梁

上分配梁，计算跨径为38cm。 荷载分析 活载

车辆后轴触地宽度为600mm，长度为200mm(图2)，8m3混凝土搅拌运输车车轮位于I16a工字钢上分配梁时，为不利荷载位置.则每根上横梁承受车辆单轮轴荷为:

N轴15.1101.151.252.1Kn 223030

图1 车轮作用示意图

恒载

桥面板和横梁自重：q砼(0.30.006785020.5)100..3463KN/m 单根工字钢分配梁荷载： P52.10.3463261Kn/m 0.2受力简图

在荷载作用下，上分配梁两端有翘起的趋势,方案偏安全的按简支梁进行承载力分析,弯矩、剪力计算结果如下：

图2横梁荷载简图(Kn/m、Kn、m)

图3弯矩图

图4剪力图(Kn)

承载力验算

I16a分配梁间距20cm，计算跨径为38cm，其截面参数：

A16.131cm2；g20.511kg/m；I1130cm4；WX141cm3。

根据图3,Mmax4.71KN.m

M4.7110633.4Mpaw181Mpa 满足承载力要求 W141103根据图4,：Qmax49.59KN

QS49.5910330.7Mpa106Mpa 满足承载力要求

A16.131100挠度验算：

5ql45261384380.01mmf0.1mm f2348EI3482.11051130104400 满足承载力要求

2、工字钢中分配梁

2根I28a中分配梁间距38cm，计算长跨径为3.5m，其截面参数：

A55.4cm2，g43.4kg/m,I7710cm4， W508cm3，tw8.5mm。

IX24.6cm，SX2根I25a中分配梁间距38cm(确保履带吊下中分配梁数量)，计算长跨径为3.5m，其截面参数：

A48.5cm2，g38.1kg/m,I5020cm4， W402cm3，tw8mm。

IX21.6cm，SX荷载分析

恒载

桥面板和I18横梁重：q砼0.34630.7592.70.866KN/m I28a工字钢重：q恒38.11010000.381KN/m

恒载合计：q恒0.3810.8661.3KN/m

2.1.1吊车活载组合一

通过限定吊车支腿点位于帽梁顶中，中分梁不参于荷载作用，无需验算。

2.1.1履带吊活载组合二

(1)、履带吊活载全部作用在单侧履带上，履带吊与I28a工字钢中分配梁平行布设, 因限定履带位于2根帽梁上，中分梁不参于荷载作用，可不进行荷载分析。

(2)、履带吊布置在跨中，吊重41t，履带吊75%活载全部作用在单侧履带上，履带吊与I28a工字钢中分配梁垂直布设, 至少9根中分梁参于荷载分配用用，横向分布系数为,则I28a工字钢中分配梁最大荷载为：

P履9100.755.64.5112kn/m

90.719

受力简图

在荷载作用下，上分配梁两端有翘起的趋势,方案偏安全的按简支梁进行承载力分析,弯矩、剪力计算结果如下：

图5横梁荷载简图(Kn/m、Kn、m)

图6弯矩图

图7剪力图(Kn)

2.1.1组合三：2部8m3混凝土搅拌运输车

2部8m3混凝土搅拌运输车，整备质量；载重质量，并排位于孔口。 活载

经对比分析2部混凝土搅拌运输车与I28工字钢中分配梁垂直,并排布置时,为最不利荷载布置；考虑[18工字钢面板间距0.76m时，单根槽钢分配20Kn集中荷载，则每根上横梁承受车辆单轮轴荷为:

N轴15.1101.151.22032.1Kn 223030

图8 车轮作用示意图

恒载

桥面板和横梁自重：q砼(0.30.006785020.5)100..3463KN/m

图9横梁荷载简图(Kn/m、Kn、m)

图10弯矩图

图11剪力图(Kn)

承载力验算

根据图6,Mmax63.73KN.m

M63.73106159Mpaw181Mpa 满足承载力要求 3W40210根据图8,Qmax82.42KN

QS82.4210348Mpa106Mpa 满足承载力要求

821.610Itw挠度验算（偏安全的按简支梁集中荷载计算）： f2qcb112140070072.261072.26101mm 5424EI242.1105020103500f总1mmf8.75mm 满足承载力要求

4003、桥面板承载力验算（δ＝12mm防滑钢板）

I16a工字钢上分配间距30cm，净距21.2cm，桥面板跨径l0.212m；考虑到面板的连续性，在均布荷载（混凝土运输车单轮宽30cm作用面20cm）下可近似地按下式验算其承载:

桥面板承受的弯矩 mql210

桥面板承受的挠度 fql4150EI

3030

图2 车轮作用示意图

车辆单轮轮压：

N.110轴15221.151.252.2Kn 桥面板力学参数

取300mm单元宽度桥面板计算其截面特性:

截面抵抗矩 wbh2=×300×122=7200mm3

6半截面面积矩 sbh22x=×300×12=5400mm38惯性矩bh3I4

x12=43200mm强度验算

根据图1、图2：P52.10.2260.5Kn/m

ql210260.50.2122M101.17Kn.m

M1.17106W7200162.5Mpa181Mpa 刚度验算

满足承载力要求

ql4260.521240.39mm f150EI1502.110543200f0.39mmf2200.88mm 满足刚度要求 250

四、 贝雷桁架纵梁承载力验算 1、荷载 恒载

桥面系质量:q桥320.510.00678501010001.1Km/m2 贝雷桁片: 1 KN/m（包括连接器等附属物）

贝雷桁架纵梁的恒载:q恒0.91.351.1211.668Kn/m 、活载

2.1.1荷载组合一（履带吊与贝雷纵梁平行布设）

履带吊与贝雷纵梁平行布设，位于跨中，单组贝雷纵梁受力，吊重41t，取受力较大的一组承重梁计算，吊重时履带吊活载全部作用在单侧履带上，则单侧履带荷载为：

q5.610414.510147Kn/m

（1）荷载模型图

图12纵梁恒载图(Kn/m，m)

图13纵梁活载图(Kn/m，m)（履带吊50）

（2）受力分析

图14弯矩图

图15剪力图(Kn)

2.1.2荷载组合二(履带吊与贝雷纵梁垂直)

履带吊与贝雷纵梁垂直布设，位于跨中，单组贝雷纵梁受力，吊重41t，取受力较大的一组承重梁计算，吊重时履带吊活载全部作用在单侧履带上，则单端履带荷载为：

q1474.5472.5Kn/m 20.7

图16纵梁活载图(Kn/m，m)（履带吊50）

图17弯矩图

图18剪力图(Kn)

2.1.3荷载组合三（吊车单腿最大荷载位于贝雷纵梁平行布设）

25t汽车吊整备质量，基本臂最大起重矩为，根据钢平台布置图以及吊车参数，最小起重距离为5.3m，因此最大起质量为G==，按单腿承受75%的质量，位于25t汽车吊工作时最大单腿集中荷载为：+×75%=。

图19横梁荷载简图(Kn/m、Kn、m)

图20弯矩图

图21剪力图(Kn)

2.1.3荷载组合四（吊车单腿最大荷载位于贝雷纵梁、履带吊与贝雷纵梁分别位于前跨）

履带吊与贝雷纵梁平行布设，至少9根中分配梁参于荷载分配作用，中分配梁间距2.05m时，每根可分配120kn，取荷载分配系数为33%。

q

14749Kn/m 3

图22横梁荷载简图(Kn/m、Kn、m)

图23弯矩图

图24剪力图(Kn)

2、承载力验算

（1）荷载的横向分布系数

a、面板材料强度相对于吊车集中荷载及履带吊最大工作荷载，荷载分配作用较小，计算中作为安全储备不予考虑。

b、设备荷载作用于中分配梁端部时，工字钢无法参于荷载分配作用，因此不考虑中分配梁荷载的横向分布作用。 （2）承载力分析

Mmax679.1Kn.mM788.2Kn.m 满足承载力要求

销子设计材料为30CrMnSi，直径为49.5mm，考虑到此部分配件易丢失，易以A3材料替代，其单个销子容许双剪容许应力，按A3核算：

49.53.14106203Kn

22桁贝雷桁单端梁容许剪力：

2032406Kn

则 Qmax335.7Kn406Kn 满足承载力要求

ff恒f错f活0.463.5222.40.515.18mmf900022.5mm 400 满足承载力要求

五、 工字钢帽梁

2根I36a中分配梁，计算长跨径为2.05m，其截面参数： I36a工字钢截面参数：

A76.3cm2，g59.9kg/m,I15760cm4， W875cm3，tw10mm。

IX30.7cm，SX荷载分析

工况1：贝雷桁架纵梁支点反力

根据贝雷桁架纵梁承载力计算结果，最大支点板力反力：

Nmax292.48201.23493.71Kn

工况1：吊车单腿最大荷载位于帽梁顶

Nmax448Kn

受力简图

图25横梁荷载简图(Kn/m、Kn、m)

图26弯矩图

图27剪力图(Kn)

承载力验算

(1)、材料参数 I36a工字钢截面参数：

A76.3cm2，g59.9kg/m,I15760cm4， W875cm3，tw10mm。

IX30.7cm，SX(2)、承载力验算

根据图26,Mmax253.38KN.m

M253.38106145Mpaw181Mpa 满足承载力要求 3W287510根据图27,Qmax247.51KN

QS247.5110340.3Mpa106Mpa 满足承载力要求

Itw21030.710

龙江大桥工程钢栈桥及钻孔平台

安全保证措施

一、落实安全管理制度

建立安全责任制度、安全教育培训制度、安全交底制、安全检查制，把安全生产纳入竞争机制，纳入承包内容，逐级签订包保责任状。安全检查流程详见《安全检查流程图》。

安全检查流程图 安全检查工作内容 安全保证体系

组织机构 安全目标 安全管理 自检制度 安全日常检查

检 查 安 全 会 议 记 录 检 查 安 全 法 规 配 备 检 查 安 全 制 度 制 定

检 查 安 全 奖 罚 条 件 执 行

检 查 日 常 安 全 活 动 检 查 安 全 目 标 规 划

检 查 预 防 安 全 事 故 措 施 检 查 安 全 防 护 用 品 使 用 检 查 安 全 制 度 落 实 情 况

检 查 安 全 宣 传 工 作

检 查 安 全 工 作 报 表 上 报

安全工作内容

二、安全生产保证措施

1、栈桥应严格按设计要求组织施工。

钢管桩制作，必须符合设计及规范要求，并按规范进行抽检。钢管桩沉桩偏位控制在设计范围内，以保证结构受力可靠，以及避免与工程桩位，承台冲突，栈桥施工每跨的各种构件安装可靠后，才能上重载。

2、每排钢管桩施打完毕，应立即进行桩间连接，钢联撑焊接质量可

靠，以保证桩的稳定性。

3、在潮汐及洪水期间必须经常测量栈桥桩位处受冲刷的情况，冲刷超过设计要求时，必须及时抛砂袋进行河床维护。

4、打桩船水上沉桩时，必须抛足够大、可靠的锚、缆固定桩船，以防潮汐来临时，走锚、缆断。

5、潮汐或洪水来临时，船舶应停止作业，小潮时可就地避潮，大潮时利用拖轮将船拖离作业区至安全水域避潮。

6、风速大于13m/s（六级风）时停止栈桥施工。 7、栈桥的上下游安装航标指示灯

8、栈桥所用贝雷架、工字钢、槽钢等构件进场前须检查验收，检查有无缺损、断裂等现象，检查合格的构件方可使用。

9、钢管桩之间相对独立，安装横向工字钢时，须在钢管上安装上人爬梯。钢管吊装过程中严禁在钢管和吊车臂下站人。

10、加强施工人员及机械操作手的培训教育，各种机械操作人员均需持证上岗派专人指挥操作。

11、电焊机应设置独立的开关箱，作业时应穿戴防护用品，施焊完毕，拉闸上锁。

12、施焊时，把线、地线不得与钢丝绳、各种管道、金属构件等接触，不得用这些对象代替接地线。

13、栈桥桥面铺设完毕后在两侧竖立1.1m钢管（间距2m左右）与工字钢横梁焊接，作为防护栏立杆，护栏顶部横杆采用6m钢管通过扣件与立杆连接，护栏安装完毕后满铺安全网。贝雷架栈桥可利用贝雷架作为

防护设施。

14、悬空高处作业必须穿戴好安全防护用具，必须戴好安全帽、佩安全带。

15、严禁穿塑料底鞋，皮鞋等硬底易滑的鞋子登高作业。操作工具及小零件要放在工具袋内，扎紧衣袖口，领口以及裤腿口，以防钩挂发生危险。

16、从事高处作业人员发现有不宜登高的病症，不得从事高处作业，严禁酒后登高作业。

17、栈桥在搭设完成前后，其上的材料和工具要堆放整齐，杂物应及时清除，防止高空坠物伤人。

18、晴天施工时需在便道、栈桥上及时洒水，防止扬起灰尘影响车辆行驶安全。

19、当有六级及六级以上大风和雾、雨天气时，应停止栈桥搭设作业。雨后上架作业应注意防滑，并采取防滑措施。

20、关注天气变化，经常与气象部门联系，雨季、汛期洪水到来之前，及时将人员、机械、材料转移，已施工的桩基做好防护，将损失降到最小，当洪水可能溢过桥面时，派专业技术人员升起贝雷梁，以利于泄洪及保护钢栈桥。

21、定期派人清理河面漂浮物，以免阻碍河水通过，确保栈桥安全。 22、车辆在栈桥上行驶速度不得大于5Km/h，满载砼罐车等重型车辆速度控制在5Km/h以下。

23、船只在夜间有照明设备，没有发电设备的船只，备有防风灯及

电池灯具。浮吊的拖轮在浮运启航前，检查各个部位的机械与设备性能是否良好，安全设施、工具是否齐全，拖重吨位是否超标。确认无误后，方得启锚开航。

24、每周组织安全、质量相关人员检查栈桥各部件连接处是否有下沉、变形、开裂等异常现象，一有发现立即报告并停止使用，待修复加固后方能继续使用。

三、施工机械施工安全技术措施

1、各种机械设备的操作人员必须经过相应部门组织的安全技术操作规程培训，考试合格后，持有效证件上岗。

2、机械操作手上岗前，要进行身体健康状况检查，有禁忌病症的人员，不准从事机械操作工作。

3、机械操作人员工作前，应对所使用的机械设备进行安全检查，严禁带病使用，严禁酒后作业。

4、机械操作人员只要离开机械设备，必须按规定将机械平稳停放于安全位置，并将驾驶室锁好，或把电器设备的控制箱拉闸上锁。

5、严禁在行走机械的前后方休息(包括乘凉、午睡)，行走前应检查周围情况，确认无障碍时鸣笛操作。 四、栈桥及钢平台安全防护布控

1、在航道位置栈桥上下游两侧各悬挂限宽牌，为防止夜间船只碰撞，在航道栈桥底部及钢管桩上安装节能灯、警示灯及反光警示标志，同时在下游方向打设防撞钢管力柱。

2、南北岸起栈桥设置限制轴重15吨牌、限制总质量37吨牌、限制5Km/小时牌、限宽5m标志牌； 3、顺栈桥布设夜间施工爆闪灯；

4、各标志标牌的具体设置方法见南(北)岸钢栈桥安全防护布控图。