钢栈桥设计计算书

钢栈桥设计计算书

一、总体概述

第一节 工程概况

钢栈桥工程所处位置是×××南股槽主流区域，涌潮汹涌，流速大，南侧500米左右江道在-10米（黄海高程，下同）以下，最深达-18米左右，其余地段江道在-8～-3.5米之间。

栈桥的起点位置定在世纪南丘一期西隔堤坝头，终点在中沙岛上。栈桥全长3km，设计起点里程ZQK0+000.0，终点里程ZQK3+000.0，起点标高+9.50m。其中ZQK0+000.0～ZQK0+024.20为过渡段型钢栈桥，设2%纵坡；ZQK0+024.20～ZQK2+450.8，长2426.6m，为贝雷栈桥，纵向平坡，桥面高程+9.00m；ZQK2+450.8～ZQK2+559，长108.2m，为型钢栈桥，设1%纵坡；ZQK2+559～ZQK3+000.0，长441m，为型钢栈桥，纵向平坡，桥面高程+7.92m。按双向行车道设计，桥面净宽8.0m，按两车道设计。

第二节 自然条件

2.1气候

⑴平均气温16.2℃，极端最高气温39℃，极端最低气温‐10.5℃。

⑵降水：年平均降水1423mm，最大24小时降水量189mm。

⑶潮汐：工程范围处于×××潮汐地段，每天日夜二潮，最高潮位7.18米，7、8、9三个月是台风暴潮影响频繁期。5年一遇设计高潮位为+6.24m，10年一遇设计高潮位为+6.50m，20年一遇设计高潮位为+6.77m。

2.2地质

工程区域属河江三角洲堆积平原，为第四纪海相沉积物，一般为粘质粉土和砂质粉土，受振动易析水液化，且易受潮流冲刷。地质土层自上而下为粉土、粉土夹粉砂、淤泥质粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土。

桥位地质土层情况表（ZK4钻孔） 表1-1

土层序号 土层名称 层厚m 层底标高m

1-2 粉土 0～4.2 4.4～0.2

2-1 粉土 4.2～9.8 -0.2～-5.4

2-2 粉土 9.8～10.9 -5.4～-6.5

3-1 粉土 10.9～14.8 -6.5～-10.4

3-2 粉土夹粉砂 14.8～20.7 -10.4～-16.3

4-1 淤泥质粉质粘土 20.7～33.5 -16.3～-29.1

4-2 淤泥质粉质粘土夹粉土 33.5～43.8 -29.1～-39.4

5 粉质粘土

2.3河床冲刷

进场后为给设计提供准确的河床标高资料，我单位委托《浙江省水利河口研究院测绘分院》进行栈桥桥位处河床断面测量工作，测量结果如下表：

河床标高一览表 表1-2

里程桩号 长度(m) 河床标高(m)

ZQK0+000～ZQK0+200 200 -3～-9

ZQK0+200～ZQK0+300 100 -9～-17

ZQK0+300～ZQK0+650 350 -17～-23

ZQK0+650～ZQK1+000 350 -9～-17

ZQK1+000～ZQK1+250 250 -9～-1

ZQK1+250～ZQK3+000 1750 大于-1

同投标时相比，河床冲刷较大，最大冲刷达5米多之深，河床标高最低为-23.21m，

河床的刷深对栈桥的设计与施工造成很大的难度，重新设计后钢材用量也明显增大。

二、钢栈桥设计方案

第一节 设计说明

1.1设计范围

本图纸为栈桥施工设计图，内容包括：栈桥总平面布置、钢管桩基础、上部结构（贝雷片组、型钢分配梁）、桥面附属设施、交通安全设施。

1.2设计依据

⑴《上虞市世纪丘治江围涂临时促淤工程钢栈桥工程招标文件》

⑵《桥位地质图》

⑶《桥位地形图》

1.3设计规范

1.3.1设计遵守的主要规范

⑴《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）。

⑵《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）。

1.3.2设计参考资料

⑴《钢结构设计手册》

⑵《路桥施工计算手册》

⑶《装配式公路钢桥多用途使用手册》

⑷《公路施工手册》-《桥涵》上下册

⑸《公路工程技术标准》

⑹《公路工程质量检验评定标准》

1.4主要技术标准

⑴设计荷载：公路—I级，汽车-超20级，挂—120级，桥上需同时行使总重40～50T自卸汽车。

⑵施工控制活载：公路—I级，履带吊-80

⑶设计行车速度：15km/h

⑷设计使用寿命：3年

⑸水位：选取20年一遇高水位+6.77m

1.5主要材料及性能

栈桥所选用的主要材料表 表2-1

名 称 及 规 格 材 料

桥面板，钢板厚σ=12mm Q235-A

I12、I25a、I36a、[20a、H60 Q235-A

“321”型贝雷片 Q345

φ800mm钢管桩，壁厚σ=10mm Q235-A

φ600mm钢管桩，壁厚σ=10mm Q235-A

φ27.3cm钢管，壁厚σ=8mm Q235-A

⑴桥面板

考虑到桥面板在施工过程中的变形问题，钢板厚取σ=12mm，采用Q235钢材质。

⑵普通钢材

钢管桩、型钢等采用Q235-A的钢材，必须符合国家标准（GB/T1591-94）的有关规定，Q235-A的屈服强度为235MPa，抗拉强度≥375MPa，弹性模量Eg=2.1×105MPa。

⑶贝雷片

贝雷片梁采用工厂加工成型的“321”型贝雷片，材质为Q345钢，支撑花架采用∟63×5与∟50×5，材质为Q235-A，自行加工,贝雷片剪刀撑采用[8。

第二节 栈桥结构设计

2.1概述

栈桥的起点位置定在世纪南丘一期西隔堤坝头，终点在中沙岛上。栈桥全长3km，设计起点里程ZQK0+000.0，终点里程ZQK3+000.0，起点标高+9.50m。其中ZQK0+000.0～ZQK0+024.20为过渡段型钢栈桥，设2%纵坡；ZQK0+024.20～ZQK2+450.8，长2426.6m，为贝雷栈桥，纵向平坡，桥面高程+9.00m；ZQK2+450.8～

ZQK2+559，长108.2m，为型钢栈桥，设1%纵坡；ZQK2+559～ZQK3+000.0，长441m，为型钢栈桥，纵向平坡，桥面高程+7.92m。按双向行车道设计，桥面净宽8.0m，按两车道设计。

栈桥采用多跨连续梁方案。贝雷栈桥梁部结构为四组双排单层“321”贝雷桁架，

梁高1.5m,均采用7×15m跨一联；型钢栈桥主梁采用H60型钢。栈桥下部结构采用打入式钢管桩基础，按摩擦桩设计。根据受力及河床冲刷情况，C-1～C-17#墩钢管桩单排采用3Φ800mm布置形式，制动墩设双排桩, 采用3Φ600mm布置形式；C-18～C-84#墩钢管桩单排采用3Φ1000mm+1Φ600mm(斜桩)布置形式，制动墩设双排桩, 采用2Φ800mm+1Φ1000mm布置形式；C-85～C-118#墩钢管桩单排采用3Φ800mm+1Φ600mm(斜桩)布置形式，制动墩设双排桩, 采用2Φ600mm+1Φ800mm布置形式；C-119～C-300#墩钢管桩单排采用3Φ800布置形式，制动墩设双排桩, 采用3Φ600mm布置形式。钢管桩采用防腐涂装保护措施。

由于钢栈桥通行车辆频率高，300辆/天，容易引起桥面板破损，所以桥面采用σ=12mm厚的钢板，采用标准化模块，每块1.5×8m。

2.2栈桥基本结构尺寸

2.2.1贝雷栈桥

贝雷栈桥桥宽为8.0m，标高为+9.00m，纵向平坡，标准跨为15m或12m长，标准跨之间采用φ800mm×10mm或φ1000mm×10mm的螺旋钢管桩（间距为15m），横桥向间距为3.20m，河床冲刷较大时采用一根φ600mm×10mm的斜桩进行加固，伸缩缝之间采用φ600mm×10mm、φ800mm×10mm、φ1000mm×10mm双排桩，纵桥向间距为3.0m，横桥向间距为3.20m。

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。钢管桩横桥向间设置有[20a钢的剪刀撑，平联管采用φ273mm×8mm、φ460mm×8mm的Q235-A的钢管。钢管桩顶面采用I36a型钢的横向连接分配梁，顶面铺设“321”型贝雷片组，贝雷片组间中心距为2.20m，片与片间距为0.9m，片与片设置贝雷花架，贝雷组与组间设置[8斜撑。上面设置I25a横向分配梁及I12纵向分配梁，桥面板采用δ=12mm厚Q235钢板。栈桥每3～9个标准跨一联，联与联之间预留0.2m伸缩缝，伸缩缝为0.5m宽钢板一端焊接一端自由。

9.000m支撑花架贝雷片剪刀撑桥面钢板12mmI12I25a7.102m电缆管道供水管道2I36a钢管平联剪刀撑牛腿节点板2节点板10.000m

图2-1 贝雷栈桥一般构造图

2.2.2型钢栈桥

型钢栈桥桥宽为8.0m，前108.2m设有纵向坡度为1%，桥面高程+7.92m～+9.00m，余下441.0m纵向平坡，桥面高程+7.92m，标准跨为12m长，标准跨之间采用φ800mm×10mm的螺旋钢管桩（间距为12m），横桥向间距为3.20m，伸缩缝之间采用φ600mm×10mm双排桩，纵桥向间距为3.0m，横桥向间距为3.20m。

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。钢管桩横桥向间设置有[20a钢的剪刀撑，平联管采用φ273mm×8mm的Q235-A的钢管。钢管桩顶面采用I36a型钢的横向连接分配梁，顶面铺设H60型钢主梁，H60型钢中心距为0.70m。上面设置I12横向分配梁，桥面板采用δ=12mm厚钢板。栈桥每9个标准跨一联，联与联之间预留0.2m伸缩缝，伸缩缝为0.5m宽钢板一端焊接一端自由。

7.920～9.000m钢管平联剪刀撑牛腿桥面钢板12mmI12H602I36a7.182～8.262m节点板2电缆管道供水管道节点板10.000m

图2-2 型钢栈桥一般构造图

2.3栈桥附属设施

本栈桥在上虞市世纪治江围涂工程临时促淤工程施工过程中发挥着重要的作用，是水上施工的生命线，因此组织好栈桥的交通是至关重要的。考虑到施工过程中的车流量较大，栈桥设计成8m宽度。

为方便促淤工程的施工，在栈桥上设置有φ140mm×3.5mm的无缝钢管作为电缆管道，φ120mm×3.5mm的镀锌钢管作为自来水供水管道。以确保中沙岛基地水、电供应。

贝雷栈桥桥面护栏竖杆焊接在贝雷架上的横向分配梁I25a上，型钢栈桥桥面护栏竖杆焊接在横向分配梁I12上，焊脚高度不小于6mm，扶手横杆焊接在竖杆顶端。

栏杆的竖杆、扶手要求刷上红白相间的警示反光油漆，保证车辆夜间运行安全。栈桥钢管桩露在水面以上部分涂刷醒目的橘红色反光面漆，防止海上作业其他船只过桥时对钢管桩的碰撞。

每隔15m设置有安全警示灯，每隔1000m设置有一个高倍扬声器，一旦发生意外情况，可及时通知作业人员和来往车辆在最短时间内撤离。