清江大桥栈桥

甬台温铁路Ⅲ合同段工程清江特大桥栈桥设计及说明书中铁四局甬台温铁路工程指挥部第二项目经理部2005年12月1清江特大桥栈桥设计及说明书1、设计依据⑴《公路工程技术标准》（JTJ001-97）；⑵《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；⑶《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）；⑷《公路桥涵钢结构木结构设计规范》（JTJ025-86）；2、工程概况桥址位于浙江省乐清市清江镇上埠头村与建新村之间的清江上，桥位河宽1.6m。桥址上游约0.6km处为方江屿围垦大坝，下游约3.1km为G104国道跨清江特大桥。2.1、孔跨布置61-32m整孔简支箱梁，中心里程DK204+049.395,全桥长2008.55m。桥墩分布情况表项目位置地形情况施工方法备注1～7号墩水稻田、池塘施工便道、移动模架主要受台风影响8～43号墩清江栈桥、移动模架主要受台风、海潮影2响44～60号墩水稻田、池塘施工便道、移动模架主要受台风影响2.2、清江范围内下部结构清江范围内下部结构基础采用钻孔灌注桩群桩基础。承台厚度为4m，平面尺寸为14.30m×9.5m。桩基础为10根直径1.5m桩基，采用行列式布置，桩中心净距3.9m，桩长在27m～60m之间变化。承台在河床下的埋入河床下的深度在在4m～5m之间。承台顶面顶面高程在-4.257m-2.243m。2.3水文资料2.3.1、陆地水文据乐清市气象站记载，本流域地处著名的雁荡山暴雨中心，雨量充沛。据资料分析，流域多年平均降雨量1874.1mm。且年雨量在时空上分布极不均匀，5～9月份雨量占全年的70％左右，最大日雨量580.8mm（1981年9月21日），多年平均雨日177天。2.3.2、海洋水文位于乐清湾内东北部，海区属正规半日潮，每月农历初一至初三和农历十五至十八分别有一次高潮期，流向自东南→西北，落潮自西北→东南，呈漫流状。3工程附近无长系列潮位站，但位于桥位下游南糖镇的东山站，曾在1975年～1979年进行短期潮位观测。东山站潮位特征值见下表：潮位特征表（吴淞）单位：米潮汐特征东山统计实测资料年限1975～1979高潮位最高6.30（75年.10.7/9.3）历年平均最高6.15最低3.0（78年.3.15/2.10）历年平均最低3.04平均4.52低潮位最高1.45（77年.9.14/8.2）历年平均最高1.32最低－2.23（76年.4.16/3.17）历年平均最低－2.04平均－0.44平均潮位2.05涨潮最大8.09（79年）最小1.84（78年）4潮差平均5.0落潮最大7.84（79年）最小2.09（78年）平均5.09历时涨潮平均6：26落潮平均5：592.3.3、工程水文设计潮位分析依据浙江省海塘技术规定，结果采用东山站潮位基础上插值11cm。东山站设计高潮位计算成果表（吴淞）单位：米站名重现期（年）年平均潮位2001005020105东山7.497.287.076.796.576.352.0510年一遇年平均潮位潮位为6.57－1.88＋0.11＝4.80m。20年一遇年平均潮位潮位为6.79－1.88＋0.11＝5.02m。50年一遇年平均潮位潮位为7.07－1.88＋0.11＝5.30m。100年一遇年平均潮位潮位为7.28－1.88＋0.11＝5.51m。清江涨、落潮时间统计表时间第一第一第一第二第二第二5次涨潮时间次平潮时间次落潮时间次涨潮时间次平潮时间次落潮时间初一、十六6：0510：30初二、十七6：3011：00初三、十八7：2511：40初四、十九7：5012：20初五、二十8：3013：00初六、二十一9：0013：40初七、二十二9：4014：30初八、二十三10：2015：20初九、二十四11：3016：20初十、二十五12：2017：20十一、二十13：5018：406六十二、二十七15：0019：30十三、二十八16：1020：20十四、二十九17：1020：50十五、三十17：5021：50海区属正规半日潮，第一次涨潮与第二次涨潮间隔时间基本上在12小时。涨潮平均历时6小时26分，落潮平均历时5小时59分。2.4、水文地质资料桥址区地下水对混凝土结构无侵蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性；河流地表水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性；海潮水对混凝土结构具有硫酸盐侵蚀型和盐类结晶型侵蚀，为弱侵蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋具中等腐蚀。2.5、立交情况于DK204+480处跨越石清公路（老104国道），双向2车道，与线路夹角为71○50’。2.6、通航情况最高通航水位5.5m，净高8.5m，净宽30m。72.7、地质资料⑴粉质黏土：褐黄色，软塑，σ0=120kPa。⑵淤泥：灰色、深灰、流塑、饱和，σ0=45kPa。⑵-1粉质黏土:褐灰色，软塑，σ0=80kPa。⑶粗圆砾土：灰色，稍密，饱和，σ0=350kPa。⑶-1黏土：灰兰～黄色，硬塑，σ0=180kPa⑶-2细圆砾土：浅灰色、褐灰色，稍密，饱和，σ0=300kPa。⑶-3砾砂：浅灰色、褐灰色，稍密，饱和，σ0=250kPa。⑶-4中砂：浅灰色，松散，饱和，σ0=180kPa。⑶-5黏土：灰黄色，软塑，σ0=120kPa。⑷黏土：灰黄色～灰兰色，硬塑，σ0=180kPa。⑷-1粗圆砾土：灰黄色，中密，饱和，σ0=350kPa。⑷-2黏土：灰色、灰兰色，软塑，σ0=120kPa。⑸粗圆砾土：灰黄色，中密，饱和，σ0=350kPa。⑸-1粉质黏土：褐黄色，软塑，局部硬塑，σ0=150kPa。⑸-2细圆砾土：灰黄色，稍密，饱和，σ0=300kPa。⑸-3含粗圆砾粉质黏土：褐黄色，硬塑，σ0=200kPa。⑹粉质黏土：灰黄色、紫黄色，硬塑，σ0=200kPa。⑺含砾粉质黏土：褐黄色，硬塑，σ0=200kPa。⑻-1凝灰岩：全风化，灰黄色、棕红色、灰白色，密实，风化破8碎成土状、砂状，σ0=250kPa。⑻-2凝灰岩：强风化，褐灰、灰白色、紫红色，成碎块状，σ0=400kPa。⑻-3凝灰岩：弱风化，青灰色、肉红色、浅红色间黑色，岩芯成柱状，σ0=1000kPa。2.8、清江范围内基础冲刷情况位于清江范围内共有36个墩。清江范围内基础冲刷情况统计表（1%频率）项目墩位一般冲刷线局部冲刷线(标高)差值8～10－10.409－18.3577.94810～15－14.614－18.7574.14315～18－10.409－19.3208.91118～23－14.614－21.0576.44323～31－10.409－22.45712.03831～38－14.614－22.1577.54338～43－10.409－19.4579.0483、栈桥与钻孔平台栈桥分为两段。一段设置在DK203+296.00～DK204+136.00，即宁波侧围垦大坝至33号墩，全长840.00m；另一段设置在DK204+196.40～DK204+468.00，即34号墩至温州侧围垦大坝，全长228.00m；33号墩～934号墩之间形成通航道。栈桥共长1068m。根据大桥施工的总体部署，栈桥设置于桥位上游，栈桥中心与大桥中心线距离11.65m，栈桥按单向单车道设计，桥面总宽6.0m。在温州侧栈桥，设置汇车道一处，汇车道长36m,在外侧加宽2m，前面宽达到了8m。3.1栈桥与钻孔平台面板标高栈桥桥面标高同钻孔平台面板标高一致，便于材料及机械设备运输和交通便利。桥顶面高程设为7.00m（20年一遇施工水位5.02m＋浪高0.25m+梁高1.72m）。既有公路道路标高在5.24m左右，通过二跨栈桥顺接。3.2、栈桥结构主栈桥分为三部分：通车区、汇车区、管线区。管线区布置在护栏外侧，坐落于管桩端头的2［32a工字钢上。平台分为四部分：通车区、钢筋加工及存放区、人行通道及小料堆放区。贝雷梁坐落于管桩端头的2［32a工字钢上。主栈桥采用通长布置形式，形成多跨一联的形式。主栈桥采用装配式上部结构，纵梁均采用4排一组的贝雷桁架，横向联结采用加工的横向联结系，顺桥向3m一道，上铺8mm花纹钢板形10成平台；基础采用φ600×8mm的打入式钢管桩。3.3、钻孔平台结构承台平面尺寸为11.2m×7.2cm，钻孔平台平面尺寸设置为24.0m×21.2m。钻孔平台采用可拆卸式上部结构，平台纵均采用贝雷桁架，上铺8mm花纹钢板桥面板形成平台；基础采用φ600×10mm的打入式钢管桩。钻孔桩施工完成后，保留施工通道区及材料堆放区，钻孔区平台拆除，周转到其余墩位。3.4、栈桥和钻孔平台基础钢管桩栈桥和钻孔平台基础统一采用φ600×10mm钢管桩。根据河床高程划分为两种桩长钢管桩。承台顶面高程在-4.257m～-1.000m。主栈桥基础钢管桩设置单排，每排3根，间距2.5m。3.5、栈桥和钻孔平台贝雷桁片栈桥纵梁采用单层贝雷桁片，设置4排，纵梁放在桩顶横系梁上，贝雷桁片上部通过U型螺栓与桥面板下的工10工字钢联结连接。钻孔平台采用单层贝雷桁片，通车区和钢筋加工区设置4排，人行通道区设置3排。3.6、栈桥和钻孔平台面板面板分为栈桥面板和钻孔平台面板两种。主栈桥面板统一采用δ8mm的Q235花纹钢板。联结法兰采用［1011槽钢；面板横桥向方向采用10号工字钢，间距75cm；顺桥向方向采用［10槽钢，间距40cm。钻孔平台四周区域面板的构造与主栈桥一致，钻孔区面板横向方向采用12.6号工字钢，间距75cm；顺桥向方向采用［12.6槽钢，间距40cm3.6.1、栈桥面板栈桥面板宽度取为6m、12m两种，长度取为3m，与单节3m贝雷片成模数关系。3.6.2、钻孔平台面板平台面板尺寸为24.0m×21.2m，根据平台的不同功能分区，加工成不同的面板模块。桥面板由50t履带吊吊装，人工配合安装。桥面板在护筒位置预留方形缺口，缺口处加盖δ=8mm铁盖板，铁盖板下面支撑I14工字钢插在两侧附近的贝雷横梁上。3.7、栈桥及钻孔平台主要技术参数的确定3.7.1、基本计算数据①、水位：取20年一遇最高水位：＋5.02m。②、流速：平均流速取为2.5m/s(甬台温铁路Ⅳ标瓯江特大桥设计流速为V1=2.40m/s)。12③、流向：水流方向与基础轴线的夹角为0o。④、河床标高分为-4.257m～-1.000m（取为-4.257m）和-1.000m～2.243m（取为-1.000m）两种。⑤、河床覆盖层：河床覆盖层：淤泥、粗圆砾土、黏土、中砂等。⑥、河床冲刷一般冲刷取为2m～3m（100年一遇一般冲刷标高为-10.409m、-14.614m）钻孔桩施工期间河床总的冲刷深度按照3m～5m考虑。⑦、基本风压根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004“附录A全国基本风速图及全国各气象台站基本风速和基本风压值”），取20年一遇的基本风压为0.4125kN/m2(风速约为25.75m/s)(甬台温铁路Ⅳ标瓯江特大桥设计设计风速25m/s)。⑧、浪高：浪高：1.0m（经验值，实际取值为0.25m）。3.7.2栈桥安装设计荷载组合栈桥设计荷载组合分为4种施工工况：①、插打钢板桩；②、正常13施工期间；③、拔桩。3.7.2.1、钢管桩施工①、竖向荷载组合Ⅰ：栈桥自重＋50t履带吊车重量＋施工荷载＋材料堆放荷载(图示)。②、横桥向水平荷载组合Ⅰ:履带吊车摇摆力＋波浪力＋水流压力＋风力。栈桥安装荷载组合表项目名称竖向荷载横桥向水平荷载栈桥自重程序自动计入50t履带吊车产生的力500kN/1台15kN/1台材料堆放荷载其他荷载根据实际计施工荷载2.5kN/m2（略）水流压力（桩）波浪力（桩）风力（桩和梁部）3.7.2.1.1、栈桥安装竖向荷载计算14插打钢板管桩竖向荷载计算分为：①、插打钢板管桩；②、安装贝雷片；③、安装面板。1、插打钢管桩①、插打钢管桩施工位置图示见下：管桩吊装（锤头和管桩），6500Kg②、插打钢管桩施工取用二跨作为计算，受力计算图示见下：q3＝4250N/m。q0＝11300N/m。q2=249629Nq1=1481N2、履带后3m存放待安