大型吊装工程中水上钢栈桥结构设计分析（论文）.pdf

·2449 · 大型吊装工程中水上钢栈桥结构设计分析 熊 畅 1, 2 ， 韩 芳 1 （1.武汉科技大学，430070，武汉；2. 中国一冶集团有限公司，430081，武汉） 摘　要： 钢栈桥一般用于过渡性临时工程，具有布置灵活、安拆方便及重复使用等特点，在水上、跨线 施工等特定环境下得到广泛应用。以 200 t履带式起重机在水上钢栈桥上进行箱梁的吊装为工程背景，采用 有限元法分析了 49种钢栈桥平台的使用工况，得出了履带式起重机在钢栈桥上的最佳站位点和安全站位区 间，并定量分析了钢管桩的最小入土深度，取得了较好的效果。 关键词： 钢栈桥；有限元法；最佳站位点；安全站位区间；最小入土深度 中图分类号：TU 744 文献标志码：A 文章编号：1000-4726(2023)20-2449-05 DESIGN AND ANALYSIS OF STEEL TRESTLE STRUCTURE IN LARGE HOISTING PROJECT XIONG Chang 1,2, HAN Fang 1 (1. Wuhan University of Science and Technology, 430070, Wuhan, China; 2. China First Metallurgical Group Co., Ltd., 430081, Wuhan, China) Abstract: Steel trestle is generally used in transitional temporary projects, with flexible layout, easy installation and disassembly and reuse has been widely used in the water, cross-line construction and other specific environment. Based on the 200 tons crawler crane on the hydraulic steel trestle for box girder hoisting the engineering background, using the finite element method analysis of 49 kinds of steel trestle platform use condition, the crawler crane was obtained in the best position to point on the steel trestle and security stance interval, and quantitative analysis of the steel pipe piles into smallest depth, good results had been achieved. Keywords: steel trestle; finite element method; best position; safe standing interval; minimum penetration depth 1 工程背景 湖北省武汉市新建二七长江大桥匝道工程，其中 A匝道第四联柱墩编号为 A11、A12、A13、A14， 设计为（ 40+53+40） m 曲线连续钢箱梁，截面为单 箱双室，桥宽 11 m，梁高 2.4 m，跨越罗家港河道。 第四联 A11~A12 跨、A13~A14 跨钢箱梁具备独立 的场地吊装条件，直接采用起重机分段吊装就位。 A12~A13跨梁段需搭设水上钢栈桥（图 1），采用 200 t履带式起重机在钢栈桥上分 6段将箱梁吊装就 位，其中单榀最大箱梁重约 47.2 t。 钢栈桥所在的罗家港河道主要排放城市污水，宽 约33 m，水深 1.0~3.0 m，日变化幅度 0.5~1.0 m，栈 桥河道区域地质土层情况从上至下依次为淤泥、粉质 粘土夹粉土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土夹粉土、粉 砂、细砂。 2 钢栈桥结构设计总体方案 钢栈桥全长 48 m，宽11.6 m，跨径为 9 m+9 m+ 第三联 第五联 二七桥 A11墩柱 A12 墩柱 A13墩柱 A14墩柱 罗家港河道 罗家港河道 风栈桥 第四联（阴影部分） 图 1 钢栈桥位置示意 3 m+9 m+9 m+7.5 m，由下部结构、上部结构及桥面 系组成（图2~图 4）。下部结构包括49根螺旋式敞口 630× 10钢管桩，钢管桩进入粉砂层以下，中间设 置制动墩传递制动力，采用 [20a布成剪刀撑与钢管桩 焊接，以增强钢栈桥整体稳定性。上部结构主要包括 7组三拼 I40b枕头梁和28排“321”型贝雷梁（8 组双 排单层和4组3排单层），贝雷片单元之间销接，枕头 梁与钢管桩焊接。贝雷梁下弦杆与枕头梁采用U 形卡 扣进行连接，4组 3排单层贝雷梁之间采用 [10a 布成斜 收稿日期： 2023–08–23 作者简介： 熊畅（1982—），男，湖北 随州 人， 教授级 高级工程师， e-mail: 278522919@qq.com. 1\ 54 思1\ 20 O 2023 ? 10 8 Vol.54 No.20 Oct. 2023 *1? ? _ Architecture Technology ·2450 · 撑以阻止贝雷梁横向移动。桥面系主要包括分配梁、 桥面板及栏杆。 钢板桩(共 49根) G F E D C B A 1 2 3 4 5 6 7 7 6 5 4 3 2 1 AB CDEFG 图 2 钢管桩平面布置示意 7 500 9 000 9 000 9 000 3 000 9 000 钢板桩 制动墩 河道 河道 图3 钢栈桥纵截面示意 栏杆 48×3（A3） 桥面板 δ =10 mm（A3） 分配梁 3 I25a@250（A3） 横向斜撑[10a（A3） “321”型贝雷梁（16Mn） 枕头梁 3 I40b（A3） 平联 [20a（A3） 钢管桩 630×10（A3） 2 500 2 5001 5001 5001 5001 500 图4 钢栈桥横截面示意 桥面伸缩缝设置在制动墩的正上方，此时完全断 开的构件包括桥面板、栏杆、贝雷梁。桥台处伸缩缝 设置在桥台与贝雷梁连接处，此时桥面板、贝雷梁与 桥台完全断开。 3 钢栈桥有限元模拟与工况分析 3.1 荷载参数 栈桥在使用过程中，主要承受结构自重、人群机 具荷载、履带式起重机压力荷载、履带式起重机制动 力、风荷载、水流力等。 3.1.1 结构自重、人群机具荷载 在建模过程中