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1、跨海大桥栈桥平台设计及施工方案一、工程概况1、工程简介七都大桥是跨越瓯江南汊连接温州和七都岛的重要通道。温州方向跨越江滨路与学院东路相接，七都方向与纬二路相接。中铁十局集团承建第2协议段，起点K4+016（20号墩），终点桩号为K5+137，与纬二路相接，本协议段主桥长1.121km。其重要工程分布情况为：主桥68+3120+68m五跨预应力变截面连续箱梁桥，445m+545m移动模架造桥，420m+420m+320m现浇等高度连续箱梁；以及A匝道1620米，B匝道920米现浇箱梁。下部构造为桩接承台，主桥部分基础为200cm钻孔桩，引桥为180cm钻孔桩，匝道桥为150cm钻孔桩。2、地形、
2、地貌根据钻探揭露，结合原位测试与室内土试成果，七都大桥桥址区地基土在勘察深度范围内可划分为10个工程地层。依次为填土、粘土、淤泥、含淤泥中细砂、中粗砂、粘土、卵石、圆砾混粘性土、卵石。3、气候、水文场区属亚热带海洋型季风气候，温暖湿润，雨量充沛，四季分明，全年无严寒酷暑，数年平均气温19.7，数年平均降水量为1700mm，降雨重要集中在56月的梅雨和79月的台风季节。温州为我国东南沿海台风的重要登陆点之一，数年台风记录频率2.4次/年，瞬时最大风力达12级以上，瞬时风速可达40m/s，定期最大风速达25m/s。七都大桥跨越瓯江南汊，两岸陆域地貌单元属河口冲海积平原区，地形相对平坦，地面高程2.
3、04.5m；桥位处江面宽约1300m。瓯江口属强感潮双向河口，潮流属不规则半日型潮，平均高潮位2.712m，平均低潮位-1.798m。4、栈桥里程桩号根据主桥跨瓯江的里程桩号，本栈桥设计里程桩号为K4+006-K4+597，设计总长为591米。二、总体设计方案1、设计通行能力根据本栈桥的使用特点和设计意图，结合主桥施工需要，拟定设计最大荷载为40吨的砼罐车，轴距2.5米，其重要荷载形式为：单位KN，cm2、设计思绪本栈桥设计思绪是先根据栈桥荷载计算出栈桥各部位材料型号，再通过对各种材料所受到的设计荷载和恒载进行验算，如发现不满足，则重新布设并验算，直至满足设计规定。3、基本桥型布置栈桥全长59
4、1米，设计为每跨15米（五节贝雷），共计40跨，桥面宽4米，全桥分为五联，分布情况为每联八跨。浅水位置栈桥基础采用630*8mm钢管桩，24#-25#为深水位置，基础采用800*10mm钢管桩, 桩距为3.7m；钢管桩横担为双拼I36b工字钢，长6.0m;贝雷上桥面系采用正交异性板，尺寸为3.78米*4米，桥面钢板为8mm。贝雷梁截面尺寸为3.0m1.5m，其分布尺寸分别为45cm+112.5cm+112.5cm+45cm,共计五排。贝雷内剪刀撑用10槽钢，外剪刀撑采用10槽钢，钢管桩连接系采用20槽钢。护栏采用505钢管。在深水区的钢管桩作哑铃式连接套筒。本栈桥所在区域地质结构复杂，风、浪、
5、潮、流等荷载具有较强的随机性且难以拟定，水流对桩周土体的冲刷严重，台风、潮汛等灾害性气候时有发生，栈桥处在恶劣的自然环境之中。三、设计资料1、基本资料表1：瓯江水中墩江底标高墩位20#21#22#23#24#25#26#27#标高-2.522-2.002-2.402-6.882-10.782-11.602-1.334+3.4钢管桩桩顶标高设计为+5米，考虑水流冲刷线为5米。表2：钢管桩的桩长为：（通过试算拟定）墩位20#21#22#23#24#25#26#27#桩长24.52224.50224.40228.88232.78233.60223.33418.6计算长度202022263335231
6、9数量6141812141642设计栈桥顶面高程+7米，高于正常潮水位。2、设计图纸设计图纸见后附图。四、材料数量表（见后附表）五、设计验算5.1贝雷梁稳定验算本栈桥为多跨连续超静定结构，为简化计算，采用一跨静定结构为计算依据，这样对于整个结构是安全的。考虑1.29的动载系数，其最大弯矩为1664KNM,最大剪力为480KN。由公路施工手册桥涵中可查得，对贝雷梁这种连续结构由外荷载产生的最大弯矩：单排单层为788.2KNM,最大剪力：单排单层为245.2KN。本栈桥设计为五排单层，五排单层结构承受的最大弯矩为788.25=3941KNM，最大剪力245.25=1226KN。Mmax=1664
7、KNM 3941KNMQmax=480KN392KNSZK7钻孔资料：（630*8）QUK=QSK+QPK=SUqskLi+PqPKAP=1.03.14160.63（4.830+7.212）+0.8483.14160.630.008=456KN392KNSZK9钻孔资料：（800*10）QUK=QSK+QPK=SUqskLi+PqPKAP=0.873.14160.8（630+612）+0.80.87483.14160.80.012=552KN392KNZK2钻孔资料：（800*10）QUK=QSK+QPK=SUqskLi+PqPKAP=0.873.14160.8（3.512+8.516）+0.
8、80.87483.14160.80.012=390KN392KNSZK10钻孔资料：（630*8）QUK=QSK+QPK=SUqskLi+PqPKAP=1.03.14160.63（5.930+6.112）+0.8483.14160.630.008=496KN392KN通过上述计算，单桩承载力满足设计规定。5.3钢管桩桩身稳定性计算钢管桩是受压构件，先验算其局部稳定性对于630*8，D/t=630/8=78.75100= D/t,无局部失稳问题对于800*10，D/t=800/10=80100= D/t,无局部失稳问题按桩身强度验算钢管桩的承载力钢管桩按一端嵌固，一端自由方式计算，局部冲刷线以上
9、均为自由端Pcr=2EI/4L2其中E-钢材的弹性模量；I-桩截面的惯性矩（D4-t4）/64；L-桩长对于A图，L=22米， Pcr1=2EI/4L2=3.141622101093.1416（0.84-0.784）/464222=2073KN对于B图，L=17米Pcr2=2EI/4L2=3.141622101093.1416（0.634-0.6144）/464172=1356KN取安全系数为nst=4Pcr1=2073KNnstP0=1044KN；Pcr2=1356KNnstP0=1044KN故结构是安全的，为保证深水区800*10的压曲稳定，我们采用在两桩上焊接倒牛腿，并下沉哑铃式套筒联系
10、梁见下图5.4土中钢管桩水平承载力计算水平承载力应满足：（1）桩体发生的弯曲应力不应超过桩材的允许弯曲应力；（2）桩头的水平变位量不应超过上部结构拟定的允许变位量。便桥承受的水平荷载涉及车辆制动力、风力、流水压力。1、车辆制动力按照公路桥涵施工技术规范JTJ0412023规定，不得小于一辆重车重量的30%，我们取30%作为车辆制动力4000.3=120KN。2、风力FWh=K0K1K3WdAWh；各参数取值V10=40m/s，Z-形心距水面距离取4米，K0=0.9,K1=1.36,K2=1.08,K3=1,K5=1.38,AWh=1.16m2，Wd=rVd2/2g，Vd=K2K5V10,r=0
11、.012023e-0.0001z，由此计算可得FWh=3KN。3、流水压力FW=KAV2/2g=0.825.1313.62/（29.8）=13KN桩顶按以上三力合力计算为H0=136KN。计算按照弹性地基梁理论进行，力学简图见下图因无确切的资料，参照实用桩基础中的有关规定运用张氏法计算桩顶自由，已知P0=315KN,H0=136KN,E=210Gpa,L=15m,取k=22MN/m3对于800圆形桩I=（D4-d4）/64=1.9410-3m4,EI=407400KN m2W=0.0982（D4-d4）/D=4.842410-3m3；A=0.025m2=(4/3)(D2+Dd+d2)/(D2+d2)=2桩的特性值=(Dk/4EI)0.25=（0.822023/4407400）0.25=0.3224m-1桩的换算入土深度L=0.322415=4.836y0=H0/2EI3=136/24074000.32243=5mm0= H0/2EI2=136/24074000.32242=1.60610-3radMmax=-0.3224H0/=-0.3224136/0.3224=136KNMQmax= H0e-/2=0.2079 H0=0.20
