浅析拱北湾大桥栈桥设计和施工技术

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1、浅析拱北湾大桥栈桥设计和施工技术摘要：拱北湾大桥是连接珠澳口岸人工岛与珠海的大型跨海大桥。栈桥是大型水上桥梁的必备施工技术，不仅具有运输通道、吊装平台等多种功能，而且安拆方便、经济实用。本栈桥采用321标准贝雷桁架作为主梁，采用钢管桩作为栈桥基桩。本文结合拱北湾大桥施工，提出了一套从栈桥的设计到施工的整体方法。关键词：拱北湾大桥；贝雷桁架；钢管桩；栈桥验算；有限元1工程概况拱北湾大桥东起珠澳口岸人工岛，设置了A、B、C、D、E、F六条匝道；西至珠海接线人工岛，全长约900米，双向六车道，设计时速80km/h，为港珠澳大桥主桥

2、与珠海连接线的连接纽带。2栈桥设计2.1使用要求（1）栈桥承载力最大应满足80t履带吊的行走及常规吊装要求。（2）平面位置不得妨碍主体工程的施工，且应满足桥梁的整体施工要求。2.2设计参数行车荷载：根据现场施工情况人群荷载：1.5kN/m2设计跨度：15m/跨桥面宽度：6m设计风速：24m/s2.3栈桥结构栈桥桥面宽度为6m，桩采用直径为630mm，厚度为10mm的Q345钢管桩。下横梁采用I40b双拼工字钢，主纵梁采用1.5m高的“321”型标准型贝雷梁，共三组，每组布置二榀。贝雷梁上依次铺设I14b工字钢分布梁，分布梁间

3、距为30cm，分布梁顶铺10mm花纹钢板做桥面。两侧钢护栏采用Φ30mm钢管纵向布置，高度1.0m。栈桥断面如图1所示；车辆需转弯掉头位置设置加宽段，加宽段长度为18m，宽度为6m。3栈桥施工栈桥施工工艺流程（如图3所示）3.1测量定位采用全站仪与钢尺控制架桥机走行轨道与钢管桩导向架中心位置。3.2吊机就位栈桥施工机械采用80T履带吊及DZ60型柴油振动锤逐孔搭设栈桥。3.3导向框安装导向定位架采用贝雷片和型钢拼装而成，长12m，与已安装完成贝雷片纵梁拼接。在悬臂前端下一墩的桩位处，采用型钢焊接轻型导向框架定位，定位过程要有

4、测量人员配合。导向框空间比桩径大2-3cm。导向框示意图见图4。3.4钢管桩施工1）钢管桩的制作钢管桩使用对接焊焊接，并要求达到母材强度。先焊接接口再焊接连接板，焊接控制如下：①接口清理：钢管桩对接前接口两侧30mm内的铁锈、氧化铁皮、油污、水分清除干净，并显露出钢材的金属光泽。②焊接：焊接为手工焊，按焊接工艺要求，焊接应控制走向顺序、焊接电流、焊缝尺寸。接头处加劲板必须保证焊缝密贴；每一焊道熔敷金属的深度和熔敷的最大宽度不应超过焊道表面的宽度，同一焊缝应连续施焊，一次完成。2）钢管桩的插打将履带吊定位，自制导向架定位钢管桩

5、，保证其偏差在3cm范围内。用履带吊带动振动锤吊起钢管桩，放入导向架内，徐徐插入水中，沉桩过程中通过专人观测、摆动振动锤调整钢管桩垂直度。3.5横梁安装每排钢管桩沉桩就位后在桩顶开槽口，开口位置需在一条直线、同一标高位置，切口宽度需满足双拼I40b工字钢要求，且应保证型钢安放平稳，并使用35*30*0.8弧形钢板对切口进行加固。槽口施工完成后放出横梁轴线及下边线位置，使横梁轴线和钢管桩排架轴线重合，以保证钢管桩轴心受力均衡；I40b双拼工字钢加工成6m一条，位置安放准确后进行点焊固定，横梁两侧与槽口间满焊连接。3.6贝雷梁安

6、装下横梁安装就位后，测量定位纵梁的位置。贝雷梁按设计拼装成15米一组，贝雷销在安装时敲打紧密，避免销孔内留下空隙以减少挠度。贝雷梁安装时，与上一跨贝雷梁接头组合，且保证节点位置落在横梁上。安装就位后，采用10#槽钢将贝雷梁与下横梁连接限位。为减少贝雷梁的磨损，在下横梁与贝雷梁之间放置1cm厚橡胶垫板。贝雷架的安装、加固示意图见图5、6。3.7桥面铺设I14b工字钢加工成6m一条，与整块δ10mm钢板按设计要求焊接成整体，点焊间距40-60cm，焊缝长度不小于5cm，以防止重车行驶引起钢板反卷。钢板之间预留焊接缝隙3cm，焊接

7、完成后使用平板运输车运送、履带吊安装。桥面铺好后，用卡槽钢板把分配梁卡在贝雷梁上，同时焊接卡槽钢板与分配梁接触面，与贝雷梁接触面不得焊接，每条工字钢都要正对贝雷梁的竖杆或斜杆位置，确保受力满足要求。3.8剪刀撑加固钢板桩在低潮位时，采用槽钢对钢管桩进行剪刀撑连接，且剪刀撑尽量在两条钢管桩的中心连线上，以最大限度的达到受力要求。3.9栈桥拆除栈桥采用80t履带吊逐跨拆除，拆除顺序与栈桥搭设顺序基本相反。拆除顺序为：栈桥附属设施→围栏→桥面（钢板、分配梁）→贝雷梁→横梁→钢管桩。4设计验算4.1栈桥整体验算根据栈桥的构造形式利用

8、MidasCivil2012建立标准跨径（15m）的栈桥模型，贝雷梁、分配梁和桩顶横梁、钢板桩采用梁单元，支撑架采用桁架单元，桥面采用板单元，整个模型一共建立1251个单元，714个节点。模型的钢板桩和桥面板施加一般支承，分配梁与贝雷梁上部、贝雷梁下部与双拼工字钢以及双拼工字钢与钢板桩之间