钢栈桥及便道施工方案

1、目录1 工程概况.3 1.1 路线走向.3 1.2 工程地形.3 1.3 地质概况.3 1.4 水文条件.4 1.5 气象条件.52 施工工艺.7 2.1 钢栈桥施工方案.7 2.2 便道施工方案.103 栈桥施工计算书.11 3.1 主栈桥计算书.11 3.2 副栈桥计算书.254 便桥、便道施工进度计划.39 4.1 便桥施工进度计划.39 4.2 便道施工进度计划.395 栈桥、便道施工用料.40 5.1 施工栈桥.40 5.2 回填拆房土、块石方案便道成本分析.406 施工期环境保护措施.406.1 污染防范措施.406.2 现场文明施工措施.41 17 质量管理点的设置计划.44附图

2、：钢栈桥及便道总平面图.45副栈桥平面图.46主栈桥横断面图.47主栈桥纵断面图.481#6副栈桥横断面图.491#6副栈桥纵断面图.507#、10副栈桥横断面图.517#、10副栈桥纵断面图.528#9副栈桥横断面图.538#9副栈桥纵断面图.5411#30副栈桥横断面图.5511#30副栈桥纵断面图.56主栈桥接岸结构示意图.57刚栈桥伸缩缝示意图.58刚栈桥剪力撑示意图.59刚栈桥各部位连接示意图.60便道断面图.61钻孔 ck2 地质图.62 21 1 工程概况工程概况1.11.1 路线走向路线走向本项目起自永定新河河口南侧的海滨大道疏港三线立交（k21386.208）,向北先后跨越疏

3、港四线（规划港岛客运专线）和规划的永定新河主河道。沿线以高架桥形式向北延伸,在 k23+200 处和k24+200 处跨越泰达控股填海造陆的入海路,在 k27 处避让开贝壳堤缓冲区.最终点位蛏头沽村东北侧(k30+506.808)接海滨大道北段高速公路主线收费站。路线全长 9.12 公里，其中桥梁长 8.6 公里，工程大部分处于海挡以外的沿海滩地之中。我部承担 k21386.208 k27551段（1#159#排架）所有灌注桩、承台、系梁、墩柱、盖梁，及0#3#、31#42#、58#62#，76#87#预应力砼现浇箱梁，以及永定河特大桥全部。1.21.2 工程地形工程地形灌注桩施工区域位于华北

4、平原北部海冲积平原，地貌特征为滨海低地、泻湖洼地和海滩。地势低平，海相与陆相相交互沉积地层。1.31.3 地质概况地质概况按地质成因主要分为八个地质成因层，现根据各土层时代成因及物理力学性质详细阐述如表 1-1。 3 表 1-1土层成因 年代岩性层厚(m)层底标高(m)承载力(kpa)-1 夹粉质黏土1.0010.001.448.26902 粉土100第海相层q42m2 夹粉质黏土4.6018.0012.4818.56100第陆相层q4lal粉质黏土4.0010.8019.4323.56130-1 粉质黏土140第陆相层q3eal-2 粉土、粉砂6.0013.10-29.28-33.29160

5、粉细砂180第海相层q3dmc粉质黏土10.3018.00-42.83-47.79170第陆相层q3cal粉细砂9.4017.00-55.94-60.08200粉质黏土220第海相层q3bm夹粉细砂、粉土最大 13.30240粉质黏土270第陆相层q3aal粉细砂最大 17.00270粉细砂300第海相层q23mc粉质黏土最大 37.63001.41.4 水文条件水文条件1.4.11.4.1 潮汐潮汐本区属不规则半日潮，每日两潮，滞后 45 分钟，一般涨潮时间为 6小时，退潮时间为 6 小时 22 分钟，最大潮差可达 4m，一般潮差为23m。潮位特征值（以新港理论最低潮面起算，下同）年最高高潮

6、位 5.81m（1992 年 9 月 1 日）年最低低潮位1.03m（1968 年 11 月 10 日）年平均高潮位 3.77m年平均低潮位 1.34m 4平均海平面 2.56m平均潮差 2.43m最大潮差 4.37m（1980 年 10 月）1.4.21.4.2 波浪波浪根据塘沽海洋站多年波浪实测资料统计分析得：常浪向为 ene 和 e向，其出现频率分别为 9.68%和 9.53%。强浪向 ene 向，次强浪向h41.5 的出现频率为 1.35%,t7.0 秒的频率为 0.33%。设计波浪要素：波高五十年一遇 h1%3.340m波长 l5.7s本海区的年强浪向为 nnw，其次是 e 向；常浪

7、向为 s。本海域的不利浪向为 ene，e 向。1.4.31.4.3 海流海流本区基本为往复流型，涨潮主流向 nw，落潮主流向 se，涨潮主流向se，涨潮流速大于落潮流速，最大流速垂直分布大致由表层向底层逐渐减小。平面分布是由岸边向外海随着水深的增加而逐渐增大。流速小于 40cm/s 的累计频率为 96.4%。1.51.5 气象条件气象条件本区域主要属于温暖带半湿润大陆性季风气候。主要气候特征：季风显著，四季分明，春季干燥多风，夏季湿暖适中，冬季寒冷少雪。1.5.11.5.1 气温气温多年平均气温 12.2（天津站）12(塘沽站),最高气温 39.6 5(天津站)39.9（塘沽站） ，最低气温2

8、2.918.3(塘沽站)。1.5.21.5.2 降雨量降雨量多年平均蒸发量 1779.5 毫米（天津站）1909.6 毫米（塘沽站） 。据 19511980 年天津和塘沽气象站观测资料，多年平均降水量 569.9毫米（天津站）602.9 毫米（塘沽站）,年最大降水量 976.2 毫米（天津站）1083.5 毫米（塘沽站） ，最小降水量 269.5 毫米(天津站)178.4 毫米（塘沽站） ，汛期 69 月占全年降水量的 82%。1.5.31.5.3 主导风向风速主导风向风速区域年平均风速为 4.5 米/秒，最多风向为西南风。冬季多北风，夏季多东南风和东风。多年各月最大风速值为 24 米/秒，出

9、现在一月份。1.5.41.5.4 冻结冻结根据建筑地基基础设计规范（gb500072002）,本场区标准冻土深度 0.60m。冻结期平均为 130 天，霜冻期可达 187 天。1.5.51.5.5 海冰海冰常年渤海湾冰期约为 3 个月（12 月上旬至次年 3 月初） ，其中 1 月中旬至二月中旬冰况最严重，为盛冰期。盛冰期间，沿岸固定冰宽度一般在 500m 以内，冰厚为 1025cm，位于北部浅滩地区的曹妃甸和南堡一带沿岸固定冰宽度较宽，曹妃甸一带可达 34km，南堡 2km 左右；流冰外缘大致在 1015m 等深线之间，流冰方向多为 senw 方向，流速一般为 0.3m/s 左右。但重年份盛

10、冰期间，渤海结冰范围占整个渤海 6海面 70以上，除渤海中部外，其他海区全被海冰覆盖，渤海湾冰厚一般为 3040cm，最大 60cm 左右。1.5.6 海啸与风暴潮2002 年出现风暴潮增水超过 0.5m 有 24 次，其中超过 1.0m 的有 8次，最大增水出现在 2 月 8 日，增水 1.34m，因未与天文大潮遭遇，最高潮位仅为 3.34m。2003 年是近年来风暴潮灾害最严重的一年，10 月11 日天津近岸海域受东北 911 级大风和天文大潮的共同影响，出现了特大温带风暴潮，最高水位 5.33m。最近一次是在 2007 年 3 月 4 日，天津海域发生较大风暴潮，塘沽地区最高潮位达到 4

11、.7m，汉沽地区最高潮位达 4.35m。由于及时启动防潮应急预案，风暴潮未造成灾害，滨海地区无人员、财产损失。2 2 施工工艺施工工艺2.1 钢栈桥施工方案钢栈桥施工方案根据现场地形，钢栈桥拟从港航初头为起点修至第 1 排架k21.423 长度为 60m,再从第 1 排架 k21.423 顺桥方向在桥梁的海侧距桥边 2 米位置修至第 4 排架 k21.525,长度为 102m，第 4 排架第6 排架为通航预留出航行通道，通道长 90m,从第 6 排架 k21.635 为起点在桥梁的海侧距桥边 4 米位置修钢栈桥，修至第 17 排架k22.403m, 长度为 768m,栈桥总长 870 米，宽

12、6m。等 4#、6#排架灌注桩、承台、墩柱、盖梁修完后，拆除 3#4#排架间的栈桥，补在6#排架至 5#排架之间，以供 5#排架施工 ，3#4#，4#5#之间为航行通道。2.1.1 钢栈桥施工钢栈桥施工 7水上栈桥主要包括主栈桥、副工作平台，二者顶标高一致，为保证副工作平台在施工期间重复利用的功能，要保证栈桥的各部分的受力不影响其他部分受力情况，铺设桩以上部分结构时就断开。栈桥桥面按照平均高潮位+3.77 米， （所有高程全部为大沽高程)设计，再考虑 1 米浪高,确定桥面标高定为+4.5m。主副栈桥都满足50t 履带吊和搅拌车进行施工作业的要求设计，副栈桥另外还要满足堆货荷载（小于 3t/m2

13、,实际施工中进行控制)。2.1.1.1 基础形式基础形式主栈桥：打入桩基础采用三根（横向间距 2.45+2.45m）600钢管桩(壁厚 8mm 顶面厚 10mm,2m),吊车悬吊 90kw 振动锤振动打入土 15m 深,桩顶面标高+3.54m,桩基纵向间距 6m。,由于地面地质条件相差不大，在施工过程中拟采用 20m 长度的钢管桩。副工作平台：1#6#排架为 2 排灌注桩，桩间距为 4m,工作平台做成 12m*48m 平台,桩基础采用四根（横向间距 3+3+3m）600 钢管桩(壁厚 8mm 顶面厚 10mm,2m),同主栈桥，见附图。11#34#为 1 排灌注桩，工作平台做成 8m*48m

14、平台, 桩基础采用四根（横向间距2.45+2.45+2.45m）600 钢管桩(壁厚 8mm 顶面厚 10mm,2m), 施工方法同主栈桥，见附图。8#及 9承台尺寸为 44.4*30.6m,承台较大,灌注桩为 70 根，为此修建 54m*34m 工作平台。2.1.1.2 结构形式结构形式主栈桥（6m 宽）上部结构依次为：桩顶横梁为双拼 40a 工字钢, 9 道（间距 750mm）36 a 工字钢作为纵梁,横向走道满铺 200200mm 8木方作路面,每隔 6m 加设一道 20 槽钢,桥面宽 6 米。行车道满足 50吨履带吊行走及砼罐车行走。边缘用 48 钢管设置护栏,护栏高度1.2m,每隔

15、6m 一个竖杆,横杆中间及顶面设置两道。副工作平台上部结构依次为：桩顶横梁为双拼 40a 工字钢,并且焊接成为整体， 36 a 工字钢作为纵梁,横向走道满铺 200200mm木方作路面,桥面宽 8 米、12m ,满足 50 吨履带吊行走及起吊工作。边缘用 48 钢管设置护栏,护栏高度 1.2m,每隔 6m 一个竖杆,横杆中间及顶面设置两道。同时为考虑吊机从主栈桥向副栈桥移位时，扭矩较大，为此主栈桥与副栈桥相交段的钢管桩全部用剪力撑连上，桩露出泥面 3m 以上的部位亦加设剪力撑（详见附图） ，保证整体性和足够的刚度。同时主栈桥与副栈桥连接处全部焊牢。栈桥的所有结构连接处均采用焊接，钢管桩与横梁的

16、焊角尺寸为 1cm,双拼 40a 工字钢横梁连接方式为每隔 20cm 进行长 20cm 焊角尺寸 1.5cm 的焊接，主梁与次梁的连接方式为焊接长度为主梁宽度，焊角尺寸为 1.5cm，两条次梁连接方式为焊接长度为次梁揣手长度(15cm),焊接厚度为 1.5cm，焊接整体性较好，可有效抵抗风浪冲击，详见附图。主栈桥每隔 60m 设置伸缩缝，详见附图。主栈桥接岸结构为用一排 20 工字钢作挡土墙，在其后回填坡度为 1：1.5 的拆房土，详见附图。 主栈桥、副栈桥及吊车平台的结构形式及构造见附图。2.1.1.3 施工流程及施工工艺施工流程及施工工艺测量定位 导向杆固定 吊机就位 起吊钢管桩 将 9钢

17、管桩打至设计标高 切割限位槽 安装上部结构 扶手安装 设备移位进行施工下一跨栈桥陆上推进施工港航码头4#排架主栈桥,先用 50t 履带吊吊震动锤施打 1 排3 排钢管桩，3排架先插上钢管桩立稳后再吊振动锤施打达到标高，钢管桩施打完成后，安装横梁、纵梁、木方，然后吊机向前移位施打 2排架，在安装上部结构，依次类推， 6#排架14 排架为孤岛，施工方法先用方驳吊机组施打钢管桩,安装上部结构,形成 12 米平台后,吊机爬上平台后向前推进施工,自航驳运输钢管桩及上部结构,配辅助吊机及运输车供给.打桩采用定制导向框架定位，即先由测量人员在已施工完的桥面上打出纵横轴线，由50 吨吊车吊住导向框架依此纵横轴

18、线向前延伸及左右平移，人员辅助微调，经测量校核孔位准确后进行导向框架固定，之后 50 吨吊车松吊，进行吊桩、打桩直至标高（导向框架同时可作为标高控制的平台） 。为保证施工速度，钢管桩打设时不分节。为保证上部结构安装方便，由于桩顶沉设标高和排距有一定的误差，按排距和标高切割限位槽，深度严格按横梁底标高控制（测量配合，挂篮法施工） ，排距严格按桩排距控制，以消除该误差。符合要求后直接安装上部结构。详见附图；2.2 便道施工方案便道施工方案施工便道起点位置在 17 排架 k22.223，修至 159 排架 k27+551,与四公司修筑的便道连接，在桥梁的海侧距桥边 4 米位置修筑,全长5328m,此

19、段经过两条海滨休闲工程修建的堤,位置位于 k23 及 k24 排架,便道顶面标高为+4.5m, 上口宽 6m,自然放坡, 海侧修 0.5m 袋装 10土挡浪墙。此便道为施工便道又同时作为海挡将施工区域变为陆地施工双重功能。2.2.1 断面形式及施工方法断面形式及施工方法为减少沉降在泥面上铺两层荆芭，一层土工布一层土工隔栅，直接回填拆房土，上口宽 6m，自然放坡，在每个排架处同时回填出副便道，13m 宽，50m 长，兼做施工会车岛，考虑 1m 沉降，实际施工中运用探坑的方法，安装沉降盘，分两头开始施工，从 k23 为起点向两头推进，从 k24 点向两头推进，拆房土回填时将大块放在外坡，以减少海浪

20、对拆房土的冲刷，减少损失，副便道准备修 40 个。详见附图。3 3 栈桥施工计算书栈桥施工计算书3.13.1 主栈桥（主栈桥（6m6m 宽）计算宽）计算（1） 桥面荷载：一辆 50t 履带吊荷载 20t（履带吊有固定行走路线，履带中心线与外侧桩中心连线重合，并且履带吊吊运重物时严禁行走，在现场有标牌警告，并对驾驶司机进行教育） ，则为p1=（50t20t1.3）10 =760 kn，或单辆满载混凝土的搅拌车 p2=1.330t10=390 kn。（2） 200mm200mm 方木满铺形成面板: 一根木方 q1=500100.20.2/1000=0.2kn/m 面板跨中弯距：m1=1/8 q1l

21、12=1/80.20.752=0.014knm面板的核算:搅拌车共有三排轮胎，其中后两排共八个轮胎，为按最不利荷载情况计算，由搅拌车产生的荷载全部由后两排轮胎承受。设荷载 11最大时为满载混凝土搅拌车的后两排轮胎中的两个轮胎在面板的跨中,见图示。(右下图为轮胎触地尺寸)取受力状况最不利的跨段(l=0.75m 跨)计算：l=0.75mln0.750.136=0.614m计算跨度为 0.6141.1=0.675m一台轮胎的触地宽度为 0.23m故其传递宽度为 0.23+0.2+0.2=0.63m两并列轮胎传递面积为 0.6+0.2+0.2=1m(如下图) q=1.33001/41=97.5kn/m

22、m2=1/8 ql12=1/897.50.6752=5.55 knm=6 mpa w=1/6bh2=1/60.20.22=0.00133 m3 12e=10gpai=1/120.20.23=0.000133m4= (m1+m2)/w=（0.0145.55）/0.00133=4.2mpa =6 mpa（满足强度要求） w=5ql4/(384ei)=597.50.6754/(384101060.000133)=0.198mm w=l/600=700/600=1.17mm（满足挠度要求）（3） 9 根 36a 工字钢纵梁：受力计算:考虑由最不利荷载为履带吊的一条履带正好处于一根次梁的正上方，履带中心

23、线与一根次梁中心线重合。面板自重：q面板0.5100.750.2=0.75kn/m次梁自重：q次梁52.710/1000=0.527kn/mm自重1/8(q面板+q次梁)l2=5.75knm首先计算履带吊通过面板传递给次梁的力：l=0.75m一条履带的触地宽度为 0.75m，长度为 5.8m故其传递宽度为 0.75+0.2+0.2=1.15m(如下图) 13履带吊履带产生的作用力为 5002001.3760kn(严禁履带吊调运重物时行走，故只有重物乘以动荷载系数）,考虑最不利为履带吊调运 20t 重物，此时有其中一条履带受整体重量的 3/4，即7603/4570kn。考虑履带吊压在次梁上时，次

24、梁会产生弯曲，但履带为刚性结构，只产生微小变形，经核算次梁挠度比履带钢梁大，故整体的重量全部作用在履带的两端。 （若考虑成履带产生均布荷载，则抗弯模量应等于履带吊钢梁与一根次梁的抗弯模量之和，经调查，履带吊的钢梁抗弯模量非常大，足以抵抗以上均布荷载产生的弯矩，故只考虑把履带吊的履带钢梁看作刚性结构，不产生变形，整体的重量全部作用在履带的两端)q履带=7603/4/2/1.15=247.83kn/m受力简图如下：由简支计算得：fb=2247.830.575(0.75-0.575/2)/0.75 =175.75kn 14履带吊作用点可能有偏差（约 20cm)，为了偏不利计算，使履带的作用点分别在距

25、次梁端头 0.3m，即两作用点相距 5.4m,计算简图如下：fa=175.75kn最大弯矩为 175.750.3=52.73knm=170 mpa w=0.000875m3截面面积为 0.00763m2e=200gpai=0.0001576m4= (m+m自重)/w=58.48/0.000875=66.83mpa =170mpa（满足强度要求） =fa/a=175.75/0.00763 =23.03mpa=170mpa0.5=85mpa（满足强度要求） w=2fb(3l2-4b2)/(48ei)=2175.750.3(362-40.32)/(48200106 0.0001576) =7.5mm

26、 w=l/600=6000/600=10mm（满足挠度要求） 15（4） 双拼 40a 工字钢横梁：方木面板自重:d面板=0.7560.20.510=4.5kn次梁自重： d次梁=652.710-310=3.162kn横梁自重： q横梁=0.0676210=1.352kn/m对于主梁的最不利荷载为满载的混凝土搅拌车的后两排轮胎中心位于主梁的跨中，为了偏不利计算，搅拌车的一侧后两排轮胎产生的作用力全部由位于主梁跨中的两根次梁承受，即传递给一根次梁的作用力为 f1=f2=3001.31/2/2=97.5kn，再传递给主梁，主梁的受力简图，如下图：受力计算:l=1.1ln=1.11.85=2.035

27、m=170mpaw=20.00109=0.00218m3e=200gpai=20.0002172=0.000434m4m自重=（4.5+3.162）0.64+1/81.3522.0352=5.25 16knmm轮胎=97.5(2.035-0.75)/2=62.64 knmm总=62.645.2567.89 knm=67.89/0.00218=31.14mpa =170 mpa （满足强度要求）wmax=w次梁所传力+w横梁自重2fb(3l2-4b2)/(48ei)5ql4/(384ei)2(4.5+3.162+97.5)(32.0352-40.642)/(48200 1060.000434)5

28、1.3522.0354/(384200106 0.000434)0.54mm w=l/600=2035/600=3.39mm（满足挠度要求）(5)栈桥桩的计算荷载的确定：方木面板自重：1.77560.20.510=11.25kn次梁自重：60.0527103=9.49 kn横梁自重：0.067626/3=0.27 kn钢管桩自重：785020（3.140.62/4-3.140.5922/4）10/1000=11.75kn最不利受力墩的受力状况：取最不利受力状态即 50t 吊车荷载 20t 作用情况考虑（考虑栈桥自重由各个墩的钢管桩平均分摊，现在仅计算加荷载后的受力状况。） 17综合分析，最不利

29、受力状态为履带吊吊 20t 重物，履带的中心与钢管桩中心重合时,考虑吊机的作业面的那条履带承受吊机与重物的重量总和的 3/4, 此 3/4 重量由 3 根桩来承受,中心桩承受 3/4 的重量,同时考虑严禁吊机吊运重物时行走,即这根桩承担履带吊与重物总和的(3/4)*(3/4)，(50+201.3) 103/43/4=427.5kn。履带吊作业时，一根桩可能承受的最大荷载为：11.259.490.27+11.75427.5460.26kn 侧摩阻力的确定：根据港口工程桩基规范,桩基宜选择中密或密实砂层,硬粘性土层,碎石类土或分化岩等良好土层作为桩基持力层。根据地质资料,第五层为粉质黏土,中密。单

30、桩垂直极限承载力设计值:pu= ufili+rak式中 u-桩身截面周长,u=3.140.6=1.885m fi-桩在地基中穿过的各土层桩侧单位面积摩阻力（kpa）li-桩侧各土层的厚度（m）r-单位桩端阻力（kpa） a-桩身的截面面积 k-桩端闭塞系数，0.8-0.85 由地质资料可以看出，ck2 处地质条件最差（详见附图） ，故按 18ck2 地质情况计算：土层名称fi深度范围桩长土深il淤泥0-0.23-5.735.52.751.47粉质黏土30-5.73-6.630.95.951.13粉土33-6.63-13.6379.90.55粉质黏土36-13.65-14.430.813.80.

31、71粉质黏土32-14.43-16.462.0315.450.71第五层粉质黏土层单桩桩端承载力标准 r=800kpa 则 pu =1.885(05.5300.9337360.8322.03)800(3.140.62/40.8)=843.9kn最大桩力 460.26kn安全系数为 843.9/460.26=1.83打入第五层即可满足要求桩长为 l=20m 为保证桩基的安全性，我部准备采取压载的方式检验桩基承载力，压载吨位为 50t。上部结构也采取压载的方法进行检验，检验合格后方可进行使用。(6)通过单桩水平承载力的值进行验算：由于栈桥结构处于海水之中，海浪、水的流动以及风荷载、车动荷载等均会对

32、桩产生一定的水平荷载，但是由于栈桥的设计顶标高为+4.5m，高出年平均高潮位（+3.77m）为 0.73m。根据地质资料 19可以知道栈桥地处浅海，水深不大，并且从当地海浪的资料显示出现 2.0m 以上浪高的情况就比较少见。因此，在本计算书中不考虑海浪对栈桥桥面的冲击作用，只考虑水流及制动力、风载等的水平荷载作用。由建筑桩基技术规范可以查得计算水平荷载的公式为：rh=a3eixoa/vx其中 e弹性模量；i桩截面惯性距；xoa桩顶容许水平位移值；vx桩顶水平位移系数；a桩的水平变形系数；a=(mb0/ei)1/5其中 m桩侧土水平抗力系数的比例系数；b0桩身的计算宽度，圆形桩(d=600)取值

33、为 b0=0.9(1.5d+0.5)；查得 m=2000kn/m4，计算得 b0=1.26m，i=(d4-d4)/64=(0.64-0.5844)/64=6.5210-4，则a=(mb0/ei)1/5=20001.26/（2.01086.5210-4)1/5 =0.454 (1/m)因为桩的换算埋深 ah=0.45416.23=7.374，由此可以知道桩身的变形及内力较小，可以忽略不计，土中应力区和塑性区的主要范围也在上部的浅土层中。并通过 ah 值可以查表得出 vx =2.441(按照 ah=4 进行计算)，假定桩顶的容许偏移值为 xoa =7.6mm（详见桩的水平位移计算）进行计算： 20

34、rh=a3eixoa/vx= 0.45432.01086.5210-40.0076/2.441 =38 kna考虑海水的流动对桩产生的影响，由公路桥涵设计规范可以得到：p=kav2 /2g其中 p水流压力；k形状系数，圆形取 0.8；v水流速度，在此取 1m/s；水的容重,取海水的容重为 10kn/m3；a阻水面积，按照入水 8.4m 计算，则 a=0.68.4=5.04m2；可以算出p=0.85.041012/(29.8)=2.06kn； b. 考虑栈桥上车辆制动力产生的水平荷载对桩的影响：由公路桥涵设计规范对汽车制动力计算的规定为：当桥涵为一或二车道时，为布置在荷载长度内的一行汽车车队总重

35、量的 10%，但不得小于一辆重车的 30%。根据现场的实际情况，由于栈桥上不会出现车队的情况，因此仅考虑单辆重车（满载的砼搅拌车，总重为 30t）的工况，此时的水平制动力为：30t9.80.3=88.2kn即车辆的制动荷载 88.2kn 作用在栈桥上，方向于车辆的制动切线方向一致。c. 考虑风产生的水平荷载对桩的影响：由公路桥涵设计规范对风荷载的计算式为：k=k1k2k3k40 21式中 k为风荷载的标准值；k1为对设计风速频率换算系数，取 0.85；k2为风压体型系数，取 0.5；k3为风压高度变化系数，取 1.0；k4为地形、地理条件系数，取 1.4；0为基本风压值（kn/m2） ；0=v

36、02/1600，取多年各月最大风速为 24m/s，求得基本风压的值为 0.36kn/m2。得出风荷载的标准值为：k =0.214kn/m2。可以计算栈桥的单跨横向挡风面积为 4.98 m2单跨受风荷载产生力的大小为 1.07kn；纵桥向挡风面积为 7.63 m2，栈桥纵向受风荷载产生力的大小为 1.63kn。由以上计算可以得出水流的冲击力、车辆制动力以及风荷载作用力的值都小于栈桥桩基的单桩水平承载力。(7)通过钢管桩的应力及水平位移值进行验算：a单桩压杆稳定计算：钢管桩的长细比为：=l/i=l0/i其中 l 为计算长度； l0为钢管长度，取 8.2m 进行计算；i 为惯性半径，i=（i/s）1

37、/2，600 内壁 8mm 的钢管桩i=0.208； 为长度系数，在计算中取 0.7。可以求得钢管桩的长细比为 =27.540，因此可以认为钢管桩为短杆构件，不需要再进行稳定校核计算。此时最不利的情况为 4#附近的钢管桩，此时水深为最大 5m 左 22右，桩顶距海底面高度为 5m。计算单桩桩顶的水平位移：在进行单桩桩顶水平位移的验算过程中，考虑单桩在风荷载、水流荷载、车辆动荷载等外部荷载同时作用在单桩且相互夹角为零的最不利情况。对于前面计算多种外部荷载考虑情况如下：车辆制动荷载为 88.2kn，考虑由 6 根钢管桩受力，则单根桩受力为 14.7kn，作用点为作用在桩顶上；纵桥向的风荷载作用力为

38、 1.63kn，考虑由 3 根桩进行承担，则单桩受力为 0.54kn，作用点考虑作用在桩顶上。水流荷载为 2.06kn（由公式 p=kav2 /2g 求得） ，作用点为水深的 h/3m 处（h=5m） ，即桩与海床分界点上 1.67m 处。单桩的受力情况如下图，其中 ha为车辆动荷载、hb为风荷载、hc为水流荷载，同时可以求得等效水平力 h=17.3kn；弯矩m=79.63kn.m；由港口工程桩基设计规范可以查到计算水平位移公式为：y=h0t3/(epip)ay+m0t2/(epip)by 23 m=h0tam+m0bm t=(epip/mb0)0.2 zm=ht mmax=m0c2或 mma

39、x=h0td2式中 y桩身在泥面或泥面以下的变形（m） ； h0作用在泥面处的水平荷载（kn） ； t桩的相对刚度系数（m） ； ep桩材料的弹性模量（kn/m2)； ip桩截面的惯性矩（m4） ； ay、by、am、bm分别为变形和弯矩的无量纲系数； m0作用在泥面处的弯矩（knm） ； m桩侧地基土的水平抗力系数随深度增长的比例系数 （kn/m4)； b0桩的换算宽度（m） ； zm桩身最大弯矩距泥面深度（m） ； h换算深度（m） ，根据 c1=m0/h0t 或 d1=h0t/m0按表 查得； mmax桩身最大弯矩（knm） ； c2、d2无量纲系数。t(epip/mb0)0.2(2.0

40、1086.5210-4/20001.2)2.2mc1m0/h0t79.63/(17.32.2)2.092d1h0t/m017.32.2/79.630.478查表得 h0.75m 24查表得 ay1.292、by0.588zmht0.752.21.65mmmaxm0c279.631.22297.3knm或 mmaxh0td217.32.22.641100.5knm取 mmax为 100.5knm yh0t3/(epip)ay+m0t2/(epip)by 17.32.23/(2.01086.5210-4)1.29279.63 2.22/(2.01086.5210-4)0.588 0.00356m当

41、采用假想嵌固点法计算时，弹性长桩的受弯嵌固点深度可用m 法并按下式确定： tt式中 t受弯嵌固点距泥面深度（m） ； 系数，取 1.82.2。 t桩的相对刚度系数（m） 。 oatt22.24.4m求桩顶的水平位移量为：l=(ob/oa) =9.4/4.40.00356 =0.0076m 即钢管桩桩顶的位移量为 7.6mm。计算桩的应力max、min n/am/w 460.26/0.015（100.5+460.260.0076） 25/1.08710-3 3.071049.57104(kn/m2) max=3.071049.57104=126mpa170mpa，满足要求。min=3.07104

42、9.57104=65mpa(拉应力)170mpa，满足要求。在实际使用过程中，对桩基承载力和变形情况进行定期（每周）和不定期（大海潮、冰冻等）检查，做好记录。3.23.2副栈桥计算副栈桥计算3.2.13.2.1 1#6#1#6#副栈桥副栈桥16副栈桥为 12m 宽，结构形式为 200mm200mm 木方满铺形成面板，次梁为 36a 工字钢，间距 750mm，主梁为双拼 40a 工字钢，桩基为 600mm 钢管桩，间距为 3m+3m+3m，两侧横梁各悬臂1.5m。详见附图。荷载：堆货荷载(小于 3t/m2)、流动机械荷载堆货荷载(小于 3t/m2)：对面板进行验算，16副栈桥上部结构形式与主栈桥

43、一样，由自重和堆荷产生的单米宽面板跨中弯距 m自重1/850.20.67520.057knmm堆荷1/8300.67521.71knmm=m自重+m堆荷0.057+1.711.767knm经核算，堆货荷载对面板、次梁、主梁产生的弯距都小于履带吊或搅拌车荷载产生的弯距，故不必再进行验算，只需验算流动机械荷载即可。 26流动机械荷载：16副栈桥的上部结构形式于主栈桥一样，故只需对横梁和桩基进行验算。 （1）双拼 40a 工字钢横梁： 方木面板自重:d面板=0.7560.20.510=4.5kn次梁自重： d次梁=652.710-310=3.162kn横梁自重： q横梁=0.0676210=1.35

44、2kn/m对于主梁的最不利荷载为履带吊的一条履带正好位于横梁的跨中,履带产生的作用力由三根次梁承受。履带吊通过次梁传递给横梁的作用力： f2=351.5kn，f1=f3=109.25kn（f1、f2、f3 是考虑由最不利荷载计算所得，即履带正好处于次梁正上方，履带中心线与一根次梁中心线重合，为了偏不利计算，一条履带的作用力全部由一个排架的的横梁承受，然后由简支计算得履带作用在次梁上的作用力，再传递给横梁。具体计算如下：7603/4/1.15=495.65kn/m，fb=f2=2495.651.15/2(0.75-1.15/4)/0.75=351.5 kn, f1=f3=(570-351.5)/

45、2109.25kn )钢管桩双拼40 工字钢 27受力计算:l=1.1ln=1.12.4=2.64m=170mpaw=20.00109=0.00218m3e=200gpai=20.0002172=0.000434m4m自重=（4.5+3.162）3/22.64/2-（4.5+3.162）0.75+1/81.3522.642=10.63 knmm履带=570/22.64/2-109.250.75=294.3 knmm总=294.310.63304.9 knm=304.9/0.00218=139.86mpa =170 mpa （满足强度要求）wmax=w次梁所传力+w横梁自重fb(3l2-4b2)

46、/(48ei)5ql4/(384ei)2.14mm w=l/600=2640/600=4.4 mm （满足挠度要求） (2)栈桥桩的计算荷载的确定：方木面板自重：3.2560.20.510=19.5kn 28次梁自重：60.0527105=15.81 kn横梁自重：0.067623.25=0.44 kn钢管桩自重：785020（3.140.62/4-3.140.5922/4）10/1000=11.75kn最不利受力墩的受力状况：综合分析，最不利受力状态为履带吊的一条履带与搅拌车的一侧后轮胎产生的作用力之和全部由一根钢管桩承受，但当履带吊吊运重物时严禁搅拌车在其旁边经过（在现场有标牌警告，并对驾

47、驶司机进行教育） ，履带的中心与钢管桩中心重合时,一条履带承受吊机重量的 1/2, 此 1/2 重量由 3 根桩来承受,中心桩承受 3/4 的重量,即这根桩承担履带吊重量的(1/2)*(3/4)，501.3101/23/4=243.75kn。搅拌车的一侧后轮胎产生的作用力为 301.3101/2=195kn 履带吊作业时，一根桩可能承受的最大荷载为：19.515.810.44+11.75243.75+195486.25kn 侧摩阻力的确定：根据港口工程桩基规范,桩基宜选择中密或密实砂层,硬粘性土层,碎石类土或分化岩等良好土层作为桩基持力层。根据地质资料,第五层为粉质黏土,中密。单桩垂直极限承载

48、力设计值:pu= ufili+rak式中 u-桩身截面周长,u=3.140.6=1.885m 29 fi-桩在地基中穿过的各土层桩侧单位面积摩阻力（kpa）li-桩侧各土层的厚度（m）r-单位桩端阻力（kpa） a-桩身的截面面积 k-桩端闭塞系数，0.8-0.85 由地质资料可以看出，ck2 处地质条件最差（详见附图） ，故按ck2 地质情况计算：土层名称fi深度范围桩长土深il淤泥0-0.23-5.735.52.751.47粉质黏土30-5.73-6.630.95.951.13粉土33-6.63-13.6379.90.55粉质黏土36-13.65-14.430.813.80.71粉质黏土3

49、2-14.43-16.462.0315.450.71第五层粉质黏土层单桩桩端承载力标准 r=800kpa 则 pu =1.885(05.5300.9337360.8322.03)800(3.140.62/40.8)=843.9kn最大桩力 486.25kn安全系数为 843.9/486.25=1.74打入第五层即可满足要求桩长为 l=20m 30副栈桥与主栈桥受力相同，但比主栈桥桩数量多，更加稳定，所以不必验算水平承载力。3.2.23.2.2 11#30#11#30#副栈桥副栈桥1130副栈桥为 8m 宽，结构形式为 200mm200mm 木方满铺形成面板，次梁为 36a 工字钢，间距 750

50、mm，主梁为双拼 40a 工字钢，桩基为 600mm 钢管桩，间距为 2.45m+2.45m+2.45m。详见附图。履带吊和搅拌车都可以任意行走。1130副栈桥的上部结构形式于主栈桥一样，故只需对横梁和桩基进行验算。（1）双拼 40a 工字钢横梁：方木面板自重:d面板=0.7560.20.510=4.5kn次梁自重： d次梁=652.710-310=3.162kn横梁自重： q横梁=0.0676210=1.352kpa履带吊通过次梁传递给横梁的作用力： f2=351.5kn，f1=f3=109.25kn（f1、f2、f3 是考虑由最不利荷载计算所得，即履带正好处于次梁正上方，履带中心线与一根次

51、梁中心线重合，然后由简支计算 31得履带作用在次梁上的作用力，再传递给横梁。具体计算如下：7603/4/1.15=495.65kn/m，fb=f2=2495.651.15/2(0.75-1.15/4)/0.75=351.5 kn, f1=f3=(570-351.5)/2109.25kn )受力计算:l=1.1ln=1.11.85=2.035m=170mpaw=20.00109=0.00218m3e=200gpai=20.0002172=0.000434m4m自重=（4.5+3.162）3/22.035/2-（4.5+3.162）0.75+1/81.3522.0352=6.65 knmm履带=5

52、70/22.035/2-109.250.75=208.05 knmm总=208.056.65214.7 knm=173.75/0.00218 32=98.49mpa =170 mpa （满足强度要求）wmax=w次梁所传力+w横梁自重fl3/(48ei)+2fb(3l2-4b2)/(48ei)5ql4/(384ei)0.88mm w=l/600=2035/600=3.39 mm （满足挠度要求）(2)栈桥桩的计算荷载的确定：方木面板自重：2.260.20.510=13.2kn次梁自重：60.0527104=12.65 kn横梁自重：0.067628/4=0.27 kn钢管桩自重：785020（

53、3.140.62/4-3.140.5922/4）10/1000=11.75kn最不利受力墩的受力状况：取最不利受力状态即 50t 吊车荷载 20t 作用情况考虑（考虑栈桥自重由各个墩的钢管桩平均分摊，现在仅计算加荷载后的受力状况。）综合分析，最不利受力状态为履带吊吊 20t 重物，履带的中心与钢管桩中心重合时,考虑吊机的作业面的那条履带承受吊机与重物的重量总和的 3/4, 此 3/4 重量由 3 根桩来承受,中心桩承受 3/4 的重量,同时考虑严禁吊机吊运重物时行走,即这根桩承担履带吊与重物总和的(3/4)*(3/4)，(50+201.3) 103/43/4=427.5kn。履带吊作业时， 3

54、3一根桩可能承受的最大荷载为：13.212.650.27+11.75427.5465.37kn 侧摩阻力的确定：根据港口工程桩基规范,桩基宜选择中密或密实砂层,硬粘性土层,碎石类土或分化岩等良好土层作为桩基持力层。根据地质资料,第五层为粉质黏土,中密。单桩垂直极限承载力设计值:pu= ufili+rak式中 u-桩身截面周长,u=3.140.6=1.885m fi-桩在地基中穿过的各土层桩侧单位面积摩阻力（kpa）li-桩侧各土层的厚度（m）r-单位桩端阻力（kpa） a-桩身的截面面积 k-桩端闭塞系数，0.8-0.85 由地质资料可以看出，ck2 处地质条件最差（见附图） ，故按ck2 地

55、质情况计算：土层名称fi深度范围桩长土深il淤泥0-0.23-5.735.52.751.47粉质黏土30-5.73-6.630.95.951.13粉土33-6.63-13.6379.90.55粉质黏土36-13.65-14.430.813.80.71 34粉质黏土32-14.43-16.462.0315.450.71第五层粉质黏土层单桩桩端承载力标准 r=800kpa 则 pu =1.885(05.5300.9337360.8322.03)800(3.140.62/40.8)=843.9kn最大桩力 465.37kn安全系数为 843.9/465.37=1.81打入第五层即可满足要求，桩长为

56、l=20m 为保证桩基的安全性，我部准备采取压载的方式检验桩基承载力，压载吨位为 50t。上部结构也采取压载的方法进行检验，检验合格后方可进行使用。副栈桥与主栈桥受力相同，但比主栈桥桩间距小，更加稳定，所以不必验算水平承载力。3.2.33.2.3 7 7、10#10#副栈桥副栈桥710副栈桥为 16m 宽，结构形式为 200mm200mm 木方满铺形成面板，次梁为 36a 工字钢，间距 750mm，主梁为双拼 40a 工字钢，桩基为 600mm 钢管桩，间距为 4m+3m+3m，两侧横梁分别为悬臂 1.9m、1.1m。详见附图。履带吊只能在栈桥的右侧（桩基间距3m+3m）行走，搅拌车可以任意行

57、走（在现场有标牌警告，并对驾驶司机进行教育） 。710副栈桥的上部结构形式于主栈桥一样，故只需对横梁和桩基进行验算。 35 （1）双拼 40a 工字钢横梁： 方木面板自重:d面板=0.7560.20.510=4.5kn次梁自重： d次梁=652.710-310=3.162kn横梁自重： q横梁=0.0676210=1.352kn/m对于主梁的最不利荷载为满载的混凝土搅拌车的后两排轮胎中心位于主梁的跨中，搅拌车的一侧后两排轮胎产生的作用力由三根次梁承受，轮胎对面板作用为 1m 宽的均布荷载，q3001.31/2=195kn/m，由简直计算得，传递给轮胎正下方的那根次梁的作用力为 f=1950.5

58、(0.75-0.25)/0.752=130kn，另外两根次梁分别承受（195130/2）32.5kn，再传递给主梁，主梁的受力简图，如下图：受力计算:l=1.1ln=1.13.43.74m=170mpaw=20.00109=0.00218m3e=200gpai=20.0002172=0.000434m4m自重=（4.5+3.162）(0.62+0.75+0.62+0.752+0.62+0.75 36 3+0.62+0.754+0.62)/3.74(0.752+0.12)- （4.5+3.162）(0.752+0.75)+1/81.352 3.742=20.31 knmm轮胎=(1300.62+

59、32.51.37+32.52.12+1302.87+32.5 3.62)/3.74(0.752+0.12)-(32.51.5+1300.75) =104.89 knmm总=20.31104.89125.2 knm=125.2/0.00218=57.43mpa =170 mpa （满足强度要求）wmax=w次梁所传力+w横梁自重fb(3l2-4b2)/(48ei)5ql4/(384ei)3.25mm w=l/600=3740/600=6.23mm（满足挠度要求）下面对悬臂 1.9m 的横梁进行核算，最不利的荷载并且偏不利计算为搅拌车一侧的两排后轮胎产生的荷载由最外侧的两根次梁承受，受力简图如下：

60、 m自重=1.9(560.2+1.352)1.9/2+3.162(1.9+1.15+0.4) 37 =24.18knmm轮胎=97.5(1.9+1.15)=297.38knmm总=297.3824.18321.56 knm=321.56/0.00218=147.5mpa =170 mpa （满足强度要求）wmax=w次梁所传力+w横梁自重fl3/(3ei)fa2(3l-a)/(6ei)5ql4/(384ei) 2.87mm w=l/600=1900/600=3.17mm（满足挠度要求）(2)栈桥桩的计算荷载的确定：方木面板自重：3.560.20.510=21kn次梁自重：60.0527105=