跨海大橋工程第I合同段棧橋設計及施工方案

1、杭州灣跨海大橋工程第I合同 施工棧橋PAGE 浙江省交通工程建設集團有限公司 2003-12-3杭州灣跨海大橋工程第I合同段段棧橋設計及施工方案（2）杭州灣跨海海大橋I合同項項目經(jīng)理理部二OO三年年十二月月六日編制：葉仁仁亦 審核：樓譜增增前 言1、地形、地地質(zhì)北引橋陸地地區(qū)，地地勢平坦坦；灘涂涂區(qū)北高高南低，坡坡降平緩緩，地面面高程2.33m-3.26mm。據(jù)物探資料料顯示，本本合同段段橋位區(qū)區(qū)樁基地地質(zhì)以粘粘性土、亞亞砂土、粉粉砂土、淤淤泥質(zhì)粘粘土為主主，基本本無不良良地質(zhì)。2、氣象、水水文杭州灣地處處東部沿沿海地區(qū)區(qū)，受其其典型喇喇叭狀地地形形成成的“狹管效效應”影響，水水文、氣氣象條件

2、件十分復復雜，屬屬重大災災害天氣氣多發(fā)地地帶。影響橋位區(qū)區(qū)施工作作業(yè)不利利氣象因因素主要要有季風風（全年年平均風風速3m/s左右，北北岸略高高于南岸岸）、臺風風（多發(fā)發(fā)生在7-9月間）、霧霧（北岸岸10月份出出現(xiàn)最多多，持續(xù)續(xù)時間一一般在4小時以以內(nèi)）。不利的水文文因素主主要是潮潮汐，杭杭州灣為為強潮河河口灣，潮潮汐類型型為淺海海半日潮潮，日潮潮不等現(xiàn)現(xiàn)象明顯顯。北岸乍浦站站（19930-19999年）潮汐特特征值：項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橋位北岸乍乍浦站設設計潮位位（單位位m）頻率0.331

3、25備注設計高潮位位6.155.805.555.30建議采用設計低潮位位-3.588-3.566建議采用第一節(jié) 施施工棧橋橋設計計計算一、計算資資料1、棧橋設設計荷載載：汽車車超20級、掛掛車120，設計計橋面凈凈寬為8m，標高高為7m，平均均灘涂地地面標高高為0.115m，最低低灘涂地地面標高高為-4.12mm,最高灘灘涂標高高為2.882M。 22、棧橋橋區(qū)地層層為淤泥泥質(zhì)亞粘粘土，物物理指標標為:W=40.4%，=177.7KKN/mm3，17.1.03a1s.P12a. as0 a3、10mm高30年重現(xiàn)現(xiàn)期風壓壓為0.554KNN/m22，20m高30年重現(xiàn)現(xiàn)期風壓壓為0.771KN

4、N/m22，30m高30年重現(xiàn)現(xiàn)期風壓壓為0.882KNN/m22。 4擬定棧棧橋結構構：棧橋橋采用跨跨徑8.55m，每個個墩設3根60鋼管樁樁，鋼管管樁壁厚厚為8mm，樁頂頂采用H6992型鋼橫橫梁做橫橫向連接接，橫梁梁上面縱縱橋向安安裝間距距為1600cm的H6006型鋼縱縱梁，縱縱梁上面面橫橋向向安裝間間距為28.33ccm的I18型鋼，在在I18型鋼上上面鋪10mmm厚鋼板板作為橋橋面板。二、棧橋上上部結構構計算棧橋上部結結構計算算利用我我集團引引進的韓韓國大型型結構計計算軟MIDDAS/CIVVIL進行，主主梁采用用簡支梁梁計算，橫橫梁采用用連續(xù)梁梁計算。計計算結果果如下：計算荷載（

5、汽-超20）序號構件名稱汽-超200（組合I）應力（Mppa）撓度（MMM）容許剪應力力計算剪應力力容許應力計算應力容許撓度計算撓度1下橫梁8528.614510571.12主梁853014556.1133.53上橫梁855.914546.52.73.5驗算荷載（掛掛車-1220）序號構件名稱掛車-1220（組合II）應力（Mppa）撓度（MMM）容許剪應力力計算剪應力力容許應力計算應力容許撓度計算撓度1下橫梁1.4*88558.11.4*1145146.228.42.52主梁1.4*885671.4*1145128.7715.67.13上橫梁1.4*88514.21.4*1145122.88

6、3.67.1注:1、根根據(jù)規(guī)范范JTJJ0255-866,第1.11.5條規(guī)定,對于臨臨時結構構, 其豎向向容許撓撓度可適適當放大大;2、根據(jù)規(guī)規(guī)范JTJJ0255-866,第1.11.5條規(guī)定,用掛車車驗算時時,容許豎豎向撓度度可增加加20%。3、計算撓撓度為累累計撓度度。三樁基承承載力計計算根據(jù)計算結結果,汽-超20計算荷荷載產(chǎn)生生的單樁樁最大豎豎直荷載載為4922.5KKN;掛-1220驗算荷荷載產(chǎn)生生的單樁樁最大豎豎直荷載載為6855.7KKN。對于于沉樁鋼鋼管樁自自重不計計。 根據(jù)規(guī)范(JTJJ0244-855，4.33.2-4)規(guī)定,打入樁樁的容許許單樁承承載力計計算公式式為:pp

7、=(iuLp+AR)/2，對于于打入樁樁i、值均取1。對于于荷載組組合II規(guī)范規(guī)規(guī)定（JTJJ0244-855，4.33.2-4）容許許承載力力可以提提高25%，U=00.6mm3.114=11.8884m ,鋼管樁樁地層處處于軟塑塑粉砂和和流塑、軟軟塑亞粘粘土地層層，下面面取兩個個典型斷斷面進行行樁長計計算：1、根據(jù)設設計柱狀狀圖孔位位編號XZKK22：樁身身所處地地層均為為流塑淤淤泥質(zhì)亞亞粘土地地層(最不利)，p=255KPaa, R=10000KKPa，A=00.60.663.14/4=00.2883m22,但根據(jù)據(jù)專家咨咨詢會意意見,對于管管樁樁底底支承力力不得超超過承載載力的10%考

8、慮, A、汽-超超20計算荷荷載-樁長計計算492.55=1.8884L225(1+110%)/2,得L=119M.B、掛-1120驗算荷荷載-樁長計計算685.77= 1.8884L225(1+110%)1.25/2,得L=221.117M. 2、根據(jù)據(jù)設計柱柱狀圖孔孔位編號號XZKK23：樁身身所處地地層為：中間有有6.55M夾層為為軟塑亞亞砂土, 取p=355KPaa;其余為為流塑淤淤泥質(zhì)亞亞粘土地地層，取取p=255KPaa，R=10000KKPa，A=00.60.663.14/4=00.2883m22。但根根據(jù)專家家咨詢會會意見,對于管管樁樁底底支承力力不得超超過承載載力的10%考慮

9、, A、汽-超超20計算荷荷載-樁長計計算492.55=1.8884(L-6.55)225+11.888466.5351.1/22,得L=166.411M.B、掛-1120驗算荷荷載-樁長計計算685.77=1.8884(L-6.55)225+11.888466.5351.111.255/2 ,得L=188.588M.根據(jù)上述計計算結果果所得: 汽-超20荷載計計算樁長長為Lmaxx=199 m ,Lmmin=16.41mm,;按掛-1220驗算荷荷載計算算樁長為為Lmaxx=211.177m，Lminn=188.588m。在內(nèi)內(nèi)河港池池圍堤以以北方向向全部為為灘涂區(qū)區(qū),在大橋橋左側約約100

10、0M位置在在修建碼碼頭通道道,局部沖沖刷影響響很小，由由于掛車車-1220作為驗驗算荷載載上橋概概率很小小,因此設設計平均均樁長取取值為L=119M；在內(nèi)內(nèi)河港池池圍堤以以南方向向灘涂區(qū)區(qū)，沖刷刷影響較較大，平平均樁長長取L=220M;對于雙雙排樁墩墩位樁長長取L=118M.鑒于基基樁數(shù)量量多,地質(zhì)情情況較復復雜,實際施施工每根根墩的樁樁長根據(jù)據(jù)實際樁樁位地質(zhì)質(zhì)及試樁樁情況調(diào)調(diào)整。3樁基水水平承載載力計算算Rh=a33EIxxoa/VVx其中E彈彈性模量量；I樁截面面慣性矩矩；Xoa樁樁頂容許許水平位位移值；Vx樁頂頂水平位位移系數(shù)數(shù)；a樁的水水平變形形系數(shù)；a=（mbb0/EI）1/55其中

11、m樁樁側土水水平抗力力系數(shù)的的比例系系數(shù)；b0樁身身的計算算寬度，圓圓形樁（D=6600）取值值為b0=0.9(11.5dd+0.5)；查得m=220000KN/m4，計算算得b0=1.26mm，I=66.522 110-44m4，則a=00.4554(11/m)Vx取2.4411，假定定樁頂?shù)牡娜菰S偏偏移值為為Xoa=44.1ccm(見后面面計算)得Rh=3308KKN(1)考慮慮海水流流動對樁樁產(chǎn)生的的水流壓壓力為P=KKAV2/2gg其中：K形狀系系數(shù)，圓圓形取0.88 V水流速速度，取取平均漲漲潮最大大流速，3.777m/s水的容容重，取取10KKN/mm3A阻水面面積，按按照入水水8

12、m計算，A=00.68=44.8 m2P=0.884.811033.7772/(229.8)=27.8KNN（2）風載載對樁的的影響k=K11K2K3K40式中k風荷載載的標準準值K1對設設計風速速頻率換換算系數(shù)數(shù)，取0.885K2為風風壓體型型系數(shù)，取0.5K3為風風壓高度度變化系系數(shù)，取取1K4為地地形條件件系數(shù)，取1.30為基基本風壓壓值，取取0.554KNN/m22求得k=0.33KN/m2可以計算棧棧橋的單單跨橫向向擋風面面積為14.3m22，單跨跨產(chǎn)生的的風荷載載力的大大小為4.229KNN；縱橋橋向擋風風面積為為7m2，風荷荷載力的的大小為為2.11KN。（3）考慮慮棧橋上上車輛

13、制制動產(chǎn)生生的水平平荷載對對樁的影影響汽車制動產(chǎn)產(chǎn)生的水水平力按按車輛總總重量的的10%計算，掛掛-1220的總重重量為12000KNN，產(chǎn)生生的水平平力為1200KN，方向向與制動動方向垂垂直。以上合計1120+4.229+227.88=1552.11KN，遠小小于棧橋橋樁基的的單樁水水平承載載力。4鋼管樁樁的應力力及水平平位移計計算鋼管樁的長長細比為為：=l/i=l0/i其中l(wèi)為計計算長度度，l0為鋼管管長度，取10m計算，i為慣性矩半徑，8mm壁厚直徑為60cm的鋼管樁i=0.208，為長度系數(shù)，取2/3。求得=332.0052.5時，取為0；查表得(B3D4-B4D3)值為12.412

14、；(A3B4-A4B3)值為3.7624；(B3C4-B4C3) /(A3B4-A4B3)值為2.1875，代入可求得水平位移量為：=(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)計算算樁的應應力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滿足要求，通過以上的的計算可可知，當當所有荷荷載作用用在單跨跨之間的的管樁上上已經(jīng)能能夠承受受水平變變形以及及滿足應應力的要要求，因因此排間間的剪刀刀撐以及及跨間的的剪刀撐撐在滿足足構造要要求即可可，此時時剪刀撐撐也是整整座橋梁梁安全儲儲備體系系。三、結論經(jīng)過對鋼管管樁入土土深度、水水平位移移和應力力，上構構型鋼抗抗彎、抗抗剪承載載力及變變形計算算，設計計的棧橋橋滿足設設計荷載載承載能能力要求

16、求。第二節(jié) 施工方方案、方方法及其其質(zhì)量控控制要點點本合同負責責北岸灘灘涂區(qū)東東側施工工棧橋的的修建，棧棧橋樁號號：K500+0110-KK51+5800，全長15775m；根據(jù)設設計，在在大橋東東側搭設設施工棧棧橋，總總長為15770.33m，與陸陸地臨時時道路接接通，作作為本合合同施工工用橋，同同時作為為第合同段段通向橋橋軸向碼碼頭的通通道。棧橋搭設標標準：在棧橋橋內(nèi)設兩兩處會讓讓點，每每5000m一處，會會讓點寬寬4m，長36m，荷載載等級同同棧橋。由由于堤壩壩頂加固固后標高高為7.335M,而棧橋橋橋面標標高為7.00M,因此在0#臺至6#墩設置置過渡段段,縱坡為0.77%,其它橋橋跨

17、縱坡坡均為0%;0#臺橋面面寬度按按10M設計,1#墩以南南方向橋橋面寬度度均為8M。1、棧橋施施工方案案本棧橋由灘灘涂區(qū)下下部結構構工區(qū)實實施，根根據(jù)工程程現(xiàn)場施施工條件件，結合合下部結結構施工工方案，擬擬定施工工棧橋方方案如下下：施工棧橋由由主棧橋橋、輔助助棧橋、施施工平臺臺、會讓讓點共四四部分組組成。棧棧橋橋面面標高7.00m，棧橋橋各部分分標高一一致。序號名稱功能1主棧橋機械設備、材材料運輸輸通道2輔助棧橋每墩臺設一一道，長長寬綜合合鉆孔平平臺尺寸寸考慮，兼兼做會車車道3施工平臺每墩位橫橋橋向搭設設1座，用用于搭設設鉆孔平平臺、下下部結構構施工作作業(yè)場地地。除灘灘涂區(qū)懸懸澆段在在下部結

18、結構完成成后馬上上進行周周轉(zhuǎn)外，其其余等上上部結構構右半幅幅完成后后再拆除除。4會讓點全橋共設兩兩處本合同A227-AA56號墩位位于灘涂涂區(qū)，根根據(jù)灘涂涂區(qū)表層層地質(zhì)以以淤泥質(zhì)質(zhì)亞粘土土為主且且其水位位受潮汐汐影響的的實際情情況，棧棧橋鋼管管樁基礎礎施工，采采用50t履帶式式吊機配配ZD-60振動錘錘插打，沿沿北岸海海塘向南南逐孔打打設。根根據(jù)履帶帶吊機的的施工半半徑，棧棧橋跨徑徑選定為為8.55m。有關關圖表詳詳見“棧橋搭搭設布置置圖”、“棧橋會會讓點布布置圖”、“棧橋布布置圖”。2、施工棧棧橋工藝藝流程框框圖見附表3、棧橋施施工進度度安排棧橋施工是是確保灘灘涂區(qū)橋橋梁下部部工程順順利施工

19、工的關鍵鍵，計劃劃開工時時間20003年11月30日，主主棧橋20004年7月底投投入使用用，施工工工期為為8個月。棧橋施工計計劃投入入兩套設設備按兩兩個工作作面展開開施工，主主棧橋使使用一套套設備獨獨立進行行作業(yè)，輔輔助棧橋橋、施工工平臺及及鉆孔平平臺使用用另一套套設備進進行獨立立施工。施施工一座座輔助棧棧橋、施施工平臺臺及鉆孔孔平臺平平均考慮慮7天，主主棧橋每每一天平平均完成成1跨（8.55m/跨）?？伎紤]各種種海上不不利條件件，取時時間效率率系數(shù)0.8，則主主棧橋需需施工時時間：185孔/（100.8）=2331天。即即滿足棧棧橋施工工進度要要求。4、棧橋施施工方法法及順序序施工順序：測

20、量定定位導向架架固定吊機就就位起吊管管樁打至設設計標高高樁頂切切槽及牛牛腿安裝裝橫梁就就位焊接接縱梁固固定焊接接直道板板橫梁鋪鋪設鋪設橋橋面板扶手安安裝設備移移位其它附附屬設施施安裝。等合同施施工完成成后，再再進行棧棧橋拆除除。（1）0#臺基礎礎施工本棧橋0#臺位于于海塘堤堤壩上，基基礎采用用C25鋼筋砼砼，在每每根主梁梁位置預預埋厚16MMM鋼板和和錨筋，以以便主梁梁與其焊焊接固定定。（2）鋼管管樁打設設打樁采用定定制導向向框架定定位，即即先由測測量人員員在已施施工完的的橋面上上打出縱縱橫軸線線，由50t履帶吊吊車吊住住導向框框架依此此綜合橫橫軸線向向前延伸伸及左右右平移，人人工輔助助微調(diào)，

21、經(jīng)經(jīng)測量校校核樁位位滿足要要求后（水水平偏差差小于10CCM）進行行導向架架固定，之之后進行行吊樁、打打樁直至至設計標標高（導導向架同同時可作作為標高高控制平平臺，樁樁頂標高高偏差5CM）。為為保證施施工質(zhì)量量和進度度，鋼管管樁打設設時不分分節(jié)，預預先在陸陸上按設設計長度度拼裝好好，拼接接位置采采用破口口焊接，并并用6塊20*8*11鋼板貼貼面周邊邊焊給予予局部加加強。根據(jù)理論計計算，每每根樁強強度和穩(wěn)穩(wěn)定性可可滿足施施工荷載載要求，為為增強棧棧橋的整整體剛性性，在每每排三根根管樁上上加焊16#槽鋼剪剪刀撐；對于地地面標高高0.00M以下所所有橋孔孔（不包包括雙排排墩）縱縱向加焊焊20#槽鋼剪

22、剪刀撐加加強，但但對于地地面標高高0.00M以上（即即樁身露露出地面面少于6M）的橋橋跨每間間隔一孔孔縱向加加焊20#槽鋼剪剪刀撐加加強，以以抵抗風風浪。樁樁號K511+5229以北方方向每間間隔5孔增加加一排鋼鋼管樁；K511+5229K511+5779之間每每隔一孔孔增加一一排鋼管管樁，以以增強抵抵抗水平平推力及及風浪引引起附加加力。 我部計計劃選擇擇在棧橋橋右側打打入一根根試樁和和四根錨錨樁，其其中錨樁樁入土長長度為19M，中心心樁入土土長度初初定按19.0M控制,初步擬擬定方案案是采用用1500T千斤頂頂和H6992型鋼作作為橫梁梁進行靜靜載試驗驗，通過過試樁所所得承載載力和沉沉降量來

23、來調(diào)整樁樁基入土土深度。（詳詳細試樁樁方案另另外上報報）（2）帽梁梁安裝樁頂橫梁置置于牛腿腿上，牛牛腿采用用10mmm厚鋼板板焊接制制作而成成，每個個牛腿由由一塊面面板和兩兩塊豎向向肋板組組成，水水平勁板板尺寸為為3200mm2000mm，直角角梯形肋肋板尺寸寸為頂寬寬2000底1000高3000 mmm，肋板板間距1500mm，每根根管樁上上布置兩兩只牛腿腿，采用用電焊連連接；由由于橫梁梁高度達達69.2CMM，為防防止橫梁梁縱向傾傾覆，在在橫梁上上腹板位位置用2000*1550*110 mmm限位鋼鋼板（此此限位板板與樁側側焊接）加加以固定定。(具體見見棧橋細細部結構構圖)（4）棧橋橋上部

24、結結構上部結構按按照從下下到上的的層次依依次安裝裝，各種種型鋼預預先按設設計長度度定制. 主梁采采用H6006型鋼長長為9000CM，每孔6根，間間距為1600CM；采用50t履帶吊吊車吊裝裝，每孔孔間主梁梁連接采采用錯位位搭接焊焊施工方方法，搭搭接長度度40CCM；主橫橫梁各節(jié)節(jié)點采用用四面焊焊接。道橋板橫梁梁采用I18型鋼長長為9000CM，縱向向間距為為28.3CMM，采用50t履帶吊吊車安裝裝，與主主梁焊接接采用間間斷跳焊焊方法，以以防損傷傷主梁；橋面板板采用厚厚1CM鋼板鋪鋪設，并并與道橋橋板橫梁梁焊接固固定。最最后安裝裝欄桿、水水管、警警示燈、主主橫梁防防腐處理理等附屬屬設施。每40M設設置一道道伸縮縫縫，即在在雙排墩墩（樁距距1.22M）位置置一端能能自由伸伸縮,用24MMM高強螺螺桿把主主橫梁連連接,同時要要保證道道橋板與與主梁同同時縱向向能自由由伸縮。為防止施工工船只沖沖撞，在在棧橋欄欄桿上設設置安全全標志及及警告裝裝置。5、 棧橋設設計技術術