内蒙古准兴重载高速柳林滩黄河特大桥临时钢栈桥设计和计算

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1、内蒙古准兴重载高速柳林滩黄河特大桥临时钢栈桥设计和计算　　摘要：本文详细介绍了柳林滩黄河特大桥采用的临时钢栈桥的设计过程，解决了特殊的水文地质条件的施工运输问题。为在黄河特殊的地质水文条件下进行同类施工，提供参考经验。关键词：黄河特大桥钢栈桥设计施工中图分类号：TU997文献标识码：A1.工程概况柳林滩黄河特大桥是准格尔至兴和煤炭运输高速公路的控制性工程，桥址位于鄂尔多斯与呼和浩特清水河县交界处。柳林滩黄河特大桥主桥10#~12#墩跨越黄河，其中11#墩位于河中，10#、12#墩位于河槽边缘。为确保11#墩及西岸引桥人员、物资设备的通行，采取在10#~12#墩之

2、间设置钢栈桥，钢栈桥连接东岸施工便道。由于黄河封冻期施工11#墩钢管桩围堰，待围堰施工完毕后，流凌期整个围堰可对相应位置的栈桥起到保护作用，减少栈桥拆除量，为流凌前栈桥的拆除争取时间，所以栈桥设置在下游，同时应考虑为10#、12#墩的钻孔灌注桩预留足够施工空间，减少施工干扰。2．钢栈桥设计2.1位置选择7根据工程实际需要，在10#~12#墩之间设置钢栈桥作为施工便道，栈桥全长初步确定为240m，采用钢管桩基础+贝雷梁的结构型式，沿主桥中心平行延伸。2.2凌汛预防由于万家寨水库兴建使原天然河道凌汛期的水力特性发生变化，万家寨大坝隔断了冰凌下排的通道，使封、开河期上

3、游来的冰凌在库区回水末端堆积，形成库尾河道辅冰上延，产生冰塞、冰坝壅水，使万家寨到蒲滩拐原来不封河河段全线封河，并导致库区及库尾产生一定程度的冰凌灾害。根据头道拐水文站1960～2003年资料分析，封冻前流凌日期一般在11月中旬，最早为11月6日，最晚为11月25日。流凌天数为1～75天，平均28天。封冻日期一般在11月下旬、12月上旬，最早为11月14日，最晚为1月25日，封冻天数为62～134天，平均97天。开河日期一般在3月中、下旬，最早为3月14日，最晚为3月31日，开河后流凌天数为2～14天，平均6天。最大冰厚1.12m，年平均最大冰厚0.72m。综上

4、所述，钢栈桥在封河后开始施工，待钢管桩围堰施工完毕且在3月10日前拆除，确保黄河顺利开河。2.3水文计算7设计水位：糙率选用头道拐～蒲滩拐的实测资料，主河槽糙率n值取为0.013，滩地糙率取为0.024。桥位处不同频率设计水位见表2.1。表2.1桥位处设计洪水位（黄海高程）表考虑到黄河行洪要求，栈桥按10年一遇的洪水重现期考虑，施工水位取987.15m，栈桥桥面设计标高取988.32m。2.4地质条件根据勘探揭露，主桥10#~12#墩位处1~5层的地质情况如下表2.2：表2.2主桥河道位置地质情况2.5设计标准1、设计荷载：由于拌和站设置在东岸，正常使用阶段的设

5、计荷载按8m3混凝土运输车考虑；2、施工控制活载：80t履带吊+DZ-90振动锤+吊重；3、设计行车速度：重车10km/h，轻车30km/h；4、设计寿命：2年；5、栈桥下不通航；6、栈桥桥面标高大于黄河十年一遇的洪水水位。2.6设计参数1、贝雷梁采用单排单层：允许弯矩[M]=788.2kN·m；允许剪力[Q]=245.2kN；712m贝雷梁自重：(275.5*4*6+21.43*5*5+3.06*12*5)=7.33t；偶数节贝雷梁非弹性变形：；奇数节贝雷梁非弹性变形：；2、Q235钢材（厚度　　q=1050/2/20/1=26.25kN/m作用简图见图4。与

6、工况I比较，工况Ⅱ的应力和位移均小于工况I。按正交异性板设计，由于钢板的薄膜效应和纵肋的约束作用，面板的强度和刚度均有所提高，实际应力减小，面板具有足够安全储备。2.11贝雷梁计算根据贝雷梁的布置间距，采用偏心受压法计算每片贝雷梁活载的横向分布系数，并绘制出横向影响线，再进行活载横向最不利布置，求出最不利横向分布系数。每片贝雷梁的惯性矩相同，则横向分布系数计算公式如下：：荷载F=1作用在第j根梁对横向中心的偏心距。贝雷梁横向分布系数计算图式见图5，图中：a1＝a6＝5.4m，a2=a5＝3.6m，a3=a4＝0.9m贝雷梁对中线的偏心矩：7e1＝＝e6＝2.7m

7、，e2=e5=1.8m，e3=e4=0.45m。每片梁横向分布系数如下表2.4：表2.4横向分布系数计算表根据表2.4，可绘制出每片梁的横向影响线及活载横向最不利布置（图6），车辆荷载按距边缘50cm布置。根据图6可知，汽车荷载横行分布系数最大值为0.36845。履带吊荷载横向分布系数为0.167。活载：工况I履带吊+吊重：1050*0.167/6＝29.225kN/m工况Ⅱ8m3混凝土运输车(考虑1.1的动载系数)：前轮：80*1.1*0.36845＝32.4kN后轮：160*1.1*0.36845＝64.8kN恒载：主要由面板自重和贝雷梁自重组成。面板自重：

8、单块面板自重：2.2t*