跨海大桥工程第I合同段栈桥设计及施工方案

1、杭州湾跨海大桥工程第I合同 施工栈桥PAGE 浙江省交通工程建设集团有限公司 2003-12-3杭州湾跨海大桥工程第I合同段段栈桥设计及施工方案（2）杭州湾跨海海大桥I合同项项目经理理部二OO三年年十二月月六日编制：叶仁仁亦 审核：楼谱增增前 言1、地形、地地质北引桥陆地地区，地地势平坦坦；滩涂涂区北高高南低，坡坡降平缓缓，地面面高程2.33m-3.26mm。据物探资料料显示，本本合同段段桥位区区桩基地地质以粘粘性土、亚亚砂土、粉粉砂土、淤淤泥质粘粘土为主主，基本本无不良良地质。2、气象、水水文杭州湾地处处东部沿沿海地区区，受其其典型喇喇叭状地地形形成成的“狭管效效应”影响，水水文、气气象条件

2、件十分复复杂，属属重大灾灾害天气气多发地地带。影响桥位区区施工作作业不利利气象因因素主要要有季风风（全年年平均风风速3m/s左右，北北岸略高高于南岸岸）、台风风（多发发生在7-9月间）、雾雾（北岸岸10月份出出现最多多，持续续时间一一般在4小时以以内）。不利的水文文因素主主要是潮潮汐，杭杭州湾为为强潮河河口湾，潮潮汐类型型为浅海海半日潮潮，日潮潮不等现现象明显显。北岸乍浦站站（19930-19999年）潮汐特特征值：项目最高潮位最低潮位最大潮差平均高潮位位平均低潮位位平均潮差潮位（m）5.54-4.0117.572.52-2.1224.65桥位北岸乍乍浦站设设计潮位位（单位位m）频率0.331

3、25备注设计高潮位位6.155.805.555.30建议采用设计低潮位位-3.588-3.566建议采用第一节 施施工栈桥桥设计计计算一、计算资资料1、栈桥设设计荷载载：汽车车超20级、挂挂车120，设计计桥面净净宽为8m，标高高为7m，平均均滩涂地地面标高高为0.115m，最低低滩涂地地面标高高为-4.12mm,最高滩滩涂标高高为2.882M。 22、栈桥桥区地层层为淤泥泥质亚粘粘土，物物理指标标为:W=40.4%，=177.7KKN/mm3，17.1.03a1s.P12a. as0 a3、10mm高30年重现现期风压压为0.554KNN/m22，20m高30年重现现期风压压为0.771KN

4、N/m22，30m高30年重现现期风压压为0.882KNN/m22。 4拟定栈栈桥结构构：栈桥桥采用跨跨径8.55m，每个个墩设3根60钢管桩桩，钢管管桩壁厚厚为8mm，桩顶顶采用H6992型钢横横梁做横横向连接接，横梁梁上面纵纵桥向安安装间距距为1600cm的H6006型钢纵纵梁，纵纵梁上面面横桥向向安装间间距为28.33ccm的I18型钢，在在I18型钢上上面铺10mmm厚钢板板作为桥桥面板。二、栈桥上上部结构构计算栈桥上部结结构计算算利用我我集团引引进的韩韩国大型型结构计计算软MIDDAS/CIVVIL进行，主主梁采用用简支梁梁计算，横横梁采用用连续梁梁计算。计计算结果果如下：计算荷载（

5、汽-超20）序号构件名称汽-超200（组合I）应力（Mppa）挠度（MMM）容许剪应力力计算剪应力力容许应力计算应力容许挠度计算挠度1下横梁8528.614510571.12主梁853014556.1133.53上横梁855.914546.52.73.5验算荷载（挂挂车-1220）序号构件名称挂车-1220（组合II）应力（Mppa）挠度（MMM）容许剪应力力计算剪应力力容许应力计算应力容许挠度计算挠度1下横梁1.4*88558.11.4*1145146.228.42.52主梁1.4*885671.4*1145128.7715.67.13上横梁1.4*88514.21.4*1145122.88

6、3.67.1注:1、根根据规范范JTJJ0255-866,第1.11.5条规定,对于临临时结构构, 其竖向向容许挠挠度可适适当放大大;2、根据规规范JTJJ0255-866,第1.11.5条规定,用挂车车验算时时,容许竖竖向挠度度可增加加20%。3、计算挠挠度为累累计挠度度。三桩基承承载力计计算根据计算结结果,汽-超20计算荷荷载产生生的单桩桩最大竖竖直荷载载为4922.5KKN;挂-1220验算荷荷载产生生的单桩桩最大竖竖直荷载载为6855.7KKN。对于于沉桩钢钢管桩自自重不计计。 根据规范(JTJJ0244-855，4.33.2-4)规定,打入桩桩的容许许单桩承承载力计计算公式式为:pp

7、=(iuLp+AR)/2，对于于打入桩桩i、值均取1。对于于荷载组组合II规范规规定（JTJJ0244-855，4.33.2-4）容许许承载力力可以提提高25%，U=00.6mm3.114=11.8884m ,钢管桩桩地层处处于软塑塑粉砂和和流塑、软软塑亚粘粘土地层层，下面面取两个个典型断断面进行行桩长计计算：1、根据设设计柱状状图孔位位编号XZKK22：桩身身所处地地层均为为流塑淤淤泥质亚亚粘土地地层(最不利)，p=255KPaa, R=10000KKPa，A=00.60.663.14/4=00.2883m22,但根据据专家咨咨询会意意见,对于管管桩桩底底支承力力不得超超过承载载力的10%考

8、虑, A、汽-超超20计算荷荷载-桩长计计算492.55=1.8884L225(1+110%)/2,得L=119M.B、挂-1120验算荷荷载-桩长计计算685.77= 1.8884L225(1+110%)1.25/2,得L=221.117M. 2、根据据设计柱柱状图孔孔位编号号XZKK23：桩身身所处地地层为：中间有有6.55M夹层为为软塑亚亚砂土, 取p=355KPaa;其余为为流塑淤淤泥质亚亚粘土地地层，取取p=255KPaa，R=10000KKPa，A=00.60.663.14/4=00.2883m22。但根根据专家家咨询会会意见,对于管管桩桩底底支承力力不得超超过承载载力的10%考虑

9、, A、汽-超超20计算荷荷载-桩长计计算492.55=1.8884(L-6.55)225+11.888466.5351.1/22,得L=166.411M.B、挂-1120验算荷荷载-桩长计计算685.77=1.8884(L-6.55)225+11.888466.5351.111.255/2 ,得L=188.588M.根据上述计计算结果果所得: 汽-超20荷载计计算桩长长为Lmaxx=199 m ,Lmmin=16.41mm,;按挂-1220验算荷荷载计算算桩长为为Lmaxx=211.177m，Lminn=188.588m。在内内河港池池围堤以以北方向向全部为为滩涂区区,在大桥桥左侧约约100

10、0M位置在在修建码码头通道道,局部冲冲刷影响响很小，由由于挂车车-1220作为验验算荷载载上桥概概率很小小,因此设设计平均均桩长取取值为L=119M；在内内河港池池围堤以以南方向向滩涂区区，冲刷刷影响较较大，平平均桩长长取L=220M;对于双双排桩墩墩位桩长长取L=118M.鉴于基基桩数量量多,地质情情况较复复杂,实际施施工每根根墩的桩桩长根据据实际桩桩位地质质及试桩桩情况调调整。3桩基水水平承载载力计算算Rh=a33EIxxoa/VVx其中E弹弹性模量量；I桩截面面惯性矩矩；Xoa桩桩顶容许许水平位位移值；Vx桩顶顶水平位位移系数数；a桩的水水平变形形系数；a=（mbb0/EI）1/55其中

11、m桩桩侧土水水平抗力力系数的的比例系系数；b0桩身身的计算算宽度，圆圆形桩（D=6600）取值值为b0=0.9(11.5dd+0.5)；查得m=220000KN/m4，计算算得b0=1.26mm，I=66.522 110-44m4，则a=00.4554(11/m)Vx取2.4411，假定定桩顶的的容许偏偏移值为为Xoa=44.1ccm(见后面面计算)得Rh=3308KKN(1)考虑虑海水流流动对桩桩产生的的水流压压力为P=KKAV2/2gg其中：K形状系系数，圆圆形取0.88 V水流速速度，取取平均涨涨潮最大大流速，3.777m/s水的容容重，取取10KKN/mm3A阻水面面积，按按照入水水8

12、m计算，A=00.68=44.8 m2P=0.884.811033.7772/(229.8)=27.8KNN（2）风载载对桩的的影响k=K11K2K3K40式中k风荷载载的标准准值K1对设设计风速速频率换换算系数数，取0.885K2为风风压体型型系数，取0.5K3为风风压高度度变化系系数，取取1K4为地地形条件件系数，取1.30为基基本风压压值，取取0.554KNN/m22求得k=0.33KN/m2可以计算栈栈桥的单单跨横向向挡风面面积为14.3m22，单跨跨产生的的风荷载载力的大大小为4.229KNN；纵桥桥向挡风风面积为为7m2，风荷荷载力的的大小为为2.11KN。（3）考虑虑栈桥上上车辆

13、制制动产生生的水平平荷载对对桩的影影响汽车制动产产生的水水平力按按车辆总总重量的的10%计算，挂挂-1220的总重重量为12000KNN，产生生的水平平力为1200KN，方向向与制动动方向垂垂直。以上合计1120+4.229+227.88=1552.11KN，远小小于栈桥桥桩基的的单桩水水平承载载力。4钢管桩桩的应力力及水平平位移计计算钢管桩的长长细比为为：=l/i=l0/i其中l为计计算长度度，l0为钢管管长度，取10m计算，i为惯性矩半径，8mm壁厚直径为60cm的钢管桩i=0.208，为长度系数，取2/3。求得=332.0052.5时，取为0；查表得(B3D4-B4D3)值为12.412

14、；(A3B4-A4B3)值为3.7624；(B3C4-B4C3) /(A3B4-A4B3)值为2.1875，代入可求得水平位移量为：=(222.1/0.4454332.0310886.5410-4) 122.4112/33.76624+(1455/0.454432.0310886.5410-4) 2.18775=0.611100-2+11.188100-2 =1.7910-2m水平位移L=(OB/OA) =166/71.779cmm=4.1cmm(2)计算算桩的应应力max minn=N/A+M/WW=6885.77/0.0155+(1455+6885.770.0411)/11.8552110

15、-33=4.5771004+9.3351104所以，mmax= =113.9921104KN/m21.3=1145MMPA；max minn= =4.7781104KN/ m221.3= 1455MPAA满足要求，通过以上的的计算可可知，当当所有荷荷载作用用在单跨跨之间的的管桩上上已经能能够承受受水平变变形以及及满足应应力的要要求，因因此排间间的剪刀刀撑以及及跨间的的剪刀撑撑在满足足构造要要求即可可，此时时剪刀撑撑也是整整座桥梁梁安全储储备体系系。三、结论经过对钢管管桩入土土深度、水水平位移移和应力力，上构构型钢抗抗弯、抗抗剪承载载力及变变形计算算，设计计的栈桥桥满足设设计荷载载承载能能力要求

16、求。第二节 施工方方案、方方法及其其质量控控制要点点本合同负责责北岸滩滩涂区东东侧施工工栈桥的的修建，栈栈桥桩号号：K500+0110-KK51+5800，全长15775m；根据设设计，在在大桥东东侧搭设设施工栈栈桥，总总长为15770.33m，与陆陆地临时时道路接接通，作作为本合合同施工工用桥，同同时作为为第合同段段通向桥桥轴向码码头的通通道。栈桥搭设标标准：在栈桥桥内设两两处会让让点，每每5000m一处，会会让点宽宽4m，长36m，荷载载等级同同栈桥。由由于堤坝坝顶加固固后标高高为7.335M,而栈桥桥桥面标标高为7.00M,因此在0#台至6#墩设置置过渡段段,纵坡为0.77%,其它桥桥跨

17、纵坡坡均为0%;0#台桥面面宽度按按10M设计,1#墩以南南方向桥桥面宽度度均为8M。1、栈桥施施工方案案本栈桥由滩滩涂区下下部结构构工区实实施，根根据工程程现场施施工条件件，结合合下部结结构施工工方案，拟拟定施工工栈桥方方案如下下：施工栈桥由由主栈桥桥、辅助助栈桥、施施工平台台、会让让点共四四部分组组成。栈栈桥桥面面标高7.00m，栈桥桥各部分分标高一一致。序号名称功能1主栈桥机械设备、材材料运输输通道2辅助栈桥每墩台设一一道，长长宽综合合钻孔平平台尺寸寸考虑，兼兼做会车车道3施工平台每墩位横桥桥向搭设设1座，用用于搭设设钻孔平平台、下下部结构构施工作作业场地地。除滩滩涂区悬悬浇段在在下部结

18、结构完成成后马上上进行周周转外，其其余等上上部结构构右半幅幅完成后后再拆除除。4会让点全桥共设两两处本合同A227-AA56号墩位位于滩涂涂区，根根据滩涂涂区表层层地质以以淤泥质质亚粘土土为主且且其水位位受潮汐汐影响的的实际情情况，栈栈桥钢管管桩基础础施工，采采用50t履带式式吊机配配ZD-60振动锤锤插打，沿沿北岸海海塘向南南逐孔打打设。根根据履带带吊机的的施工半半径，栈栈桥跨径径选定为为8.55m。有关关图表详详见“栈桥搭搭设布置置图”、“栈桥会会让点布布置图”、“栈桥布布置图”。2、施工栈栈桥工艺艺流程框框图见附表3、栈桥施施工进度度安排栈桥施工是是确保滩滩涂区桥桥梁下部部工程顺顺利施工

19、工的关键键，计划划开工时时间20003年11月30日，主主栈桥20004年7月底投投入使用用，施工工工期为为8个月。栈桥施工计计划投入入两套设设备按两两个工作作面展开开施工，主主栈桥使使用一套套设备独独立进行行作业，辅辅助栈桥桥、施工工平台及及钻孔平平台使用用另一套套设备进进行独立立施工。施施工一座座辅助栈栈桥、施施工平台台及钻孔孔平台平平均考虑虑7天，主主栈桥每每一天平平均完成成1跨（8.55m/跨）。考考虑各种种海上不不利条件件，取时时间效率率系数0.8，则主主栈桥需需施工时时间：185孔/（100.8）=2331天。即即满足栈栈桥施工工进度要要求。4、栈桥施施工方法法及顺序序施工顺序：测

20、量定定位导向架架固定吊机就就位起吊管管桩打至设设计标高高桩顶切切槽及牛牛腿安装装横梁就就位焊接接纵梁固固定焊接接直道板板横梁铺铺设铺设桥桥面板扶手安安装设备移移位其它附附属设施施安装。等合同施施工完成成后，再再进行栈栈桥拆除除。（1）0#台基础础施工本栈桥0#台位于于海塘堤堤坝上，基基础采用用C25钢筋砼砼，在每每根主梁梁位置预预埋厚16MMM钢板和和锚筋，以以便主梁梁与其焊焊接固定定。（2）钢管管桩打设设打桩采用定定制导向向框架定定位，即即先由测测量人员员在已施施工完的的桥面上上打出纵纵横轴线线，由50t履带吊吊车吊住住导向框框架依此此综合横横轴线向向前延伸伸及左右右平移，人人工辅助助微调，

21、经经测量校校核桩位位满足要要求后（水水平偏差差小于10CCM）进行行导向架架固定，之之后进行行吊桩、打打桩直至至设计标标高（导导向架同同时可作作为标高高控制平平台，桩桩顶标高高偏差5CM）。为为保证施施工质量量和进度度，钢管管桩打设设时不分分节，预预先在陆陆上按设设计长度度拼装好好，拼接接位置采采用破口口焊接，并并用6块20*8*11钢板贴贴面周边边焊给予予局部加加强。根据理论计计算，每每根桩强强度和稳稳定性可可满足施施工荷载载要求，为为增强栈栈桥的整整体刚性性，在每每排三根根管桩上上加焊16#槽钢剪剪刀撑；对于地地面标高高0.00M以下所所有桥孔孔（不包包括双排排墩）纵纵向加焊焊20#槽钢剪

22、剪刀撑加加强，但但对于地地面标高高0.00M以上（即即桩身露露出地面面少于6M）的桥桥跨每间间隔一孔孔纵向加加焊20#槽钢剪剪刀撑加加强，以以抵抗风风浪。桩桩号K511+5229以北方方向每间间隔5孔增加加一排钢钢管桩；K511+5229K511+5779之间每每隔一孔孔增加一一排钢管管桩，以以增强抵抵抗水平平推力及及风浪引引起附加加力。 我部计计划选择择在栈桥桥右侧打打入一根根试桩和和四根锚锚桩，其其中锚桩桩入土长长度为19M，中心心桩入土土长度初初定按19.0M控制,初步拟拟定方案案是采用用1500T千斤顶顶和H6992型钢作作为横梁梁进行静静载试验验，通过过试桩所所得承载载力和沉沉降量来

23、来调整桩桩基入土土深度。（详详细试桩桩方案另另外上报报）（2）帽梁梁安装桩顶横梁置置于牛腿腿上，牛牛腿采用用10mmm厚钢板板焊接制制作而成成，每个个牛腿由由一块面面板和两两块竖向向肋板组组成，水水平劲板板尺寸为为3200mm2000mm，直角角梯形肋肋板尺寸寸为顶宽宽2000底1000高3000 mmm，肋板板间距1500mm，每根根管桩上上布置两两只牛腿腿，采用用电焊连连接；由由于横梁梁高度达达69.2CMM，为防防止横梁梁纵向倾倾覆，在在横梁上上腹板位位置用2000*1550*110 mmm限位钢钢板（此此限位板板与桩侧侧焊接）加加以固定定。(具体见见栈桥细细部结构构图)（4）栈桥桥上部

24、结结构上部结构按按照从下下到上的的层次依依次安装装，各种种型钢预预先按设设计长度度定制. 主梁采采用H6006型钢长长为9000CM，每孔6根，间间距为1600CM；采用50t履带吊吊车吊装装，每孔孔间主梁梁连接采采用错位位搭接焊焊施工方方法，搭搭接长度度40CCM；主横横梁各节节点采用用四面焊焊接。道桥板横梁梁采用I18型钢长长为9000CM，纵向向间距为为28.3CMM，采用50t履带吊吊车安装装，与主主梁焊接接采用间间断跳焊焊方法，以以防损伤伤主梁；桥面板板采用厚厚1CM钢板铺铺设，并并与道桥桥板横梁梁焊接固固定。最最后安装装栏杆、水水管、警警示灯、主主横梁防防腐处理理等附属属设施。每40M设设置一道道伸缩缝缝，即在在双排墩墩（桩距距1.22M）位置置一端能能自由伸伸缩,用24MMM高强螺螺杆把主主横梁连连接,同时要要保证道道桥板与与主梁同同时纵向向能自由由伸缩。为防止施工工船只冲冲撞，在在栈桥栏栏杆上设设置安全全标志及及警告装装置。5、 栈桥设设计技术术