海中栈桥施工方案

中铁大桥局股份有限公司设计分公司新建福州至平潭铁路平潭海峡公铁两用大桥第1页施工栈桥专题汇报中铁大桥局股份有限公司设计分公司第2页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报一、全桥概述二、栈桥总体布置三、栈桥设计标准四、栈桥施工方案五、栈桥计算六、材料、工期及设备七、试验与存在问题目录中铁大桥局股份有限公司设计分公司第3页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报一、全桥概述二、栈桥总体布置三、栈桥设计标准四、栈桥施工方案五、栈桥计算六、材料、工期及设备七、试验与存在问题目录中铁大桥局股份有限公司设计分公司第4页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报一、全桥概述平潭跨海桥始于松下岸，止于平潭岛，全长16.32km桥梁依次途经人屿岛、长屿岛、小练岛及大练岛。平潭岛大练岛松下镇中铁大桥局股份有限公司设计分公司第5页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报一、全桥概述铁路等级：双线I级铁路线间距：4.4m设计速度：200km/h最大纵坡：13‰中铁大桥局股份有限公司设计分公司第6页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报一、全桥概述公路等级：高速公路车道数：双向六车道设计速度：100km/h中铁大桥局股份有限公司设计分公司第7页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报项目名称数据雾年平均雾天数20.8天风年平均风速（m／s）9.0≥6级大风天数301~314≥7级大风天数193~238≥8级大风天数117~125≥9级大风天数27~35≥10级大风天数7~8基本风速υ10(m／s)44.8大风主要集中于10月至2月，有效作业工期暂按180天/年计。一、全桥概述中铁大桥局股份有限公司设计分公司第8页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报一、全桥概述水流力（10年一遇）数据长乐岸至长屿岛2.1m/s长屿岛至小练岛2.5m/s小练岛至大练岛2.9m/s平均海平面(m)+0.25m10年一遇波浪要素位置波浪重现期(年)H5%(m水位计算点水深(m)BC1106.3510年一遇高水位23.2BC25.5915.32BC34.2726.92BC42.3831.32BC51.7235.12BC61.9024.42HT中铁大桥局股份有限公司设计分公司第9页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报一、全桥概述覆盖层的划分分界线：岩土承载力小于600kPa为覆盖层。覆盖层厚度在21-50m时，采用打桩船插打钢管桩(1723m)。覆盖层厚度在7-14m区段(斜桩)是否也采用打桩船插打钢管桩。覆盖层厚度在0-7m的区段采用锚桩、围裙法施工钢管桩。中铁大桥局股份有限公司设计分公司第10页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报一、全桥概述二、栈桥总体布置三、栈桥设计标准四、栈桥施工方案五、栈桥计算六、材料、工期及设备七、试验与存在问题目录中铁大桥局股份有限公司设计分公司第11页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报二、栈桥总体布置1#～10#栈桥，总长7581.1m。（3#、5#）中铁大桥局股份有限公司设计分公司第12页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报二、栈桥总体布置栈桥布置于主桥的北侧,根据承台尺寸及围堰下放要求、钻孔平台尺寸、施工船舶尺寸，确定栈桥与主桥中心线的间距。栈桥名称1#栈桥2#～6#栈桥3#～6#栈桥7#、8#栈桥9#、10#栈桥与主桥中线间距(m)21、24.5、27.75414124.540在调整栈桥与主桥中心间距时，栈桥之间采用重叠拐弯法设置。中铁大桥局股份有限公司设计分公司第13页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报二、栈桥总体布置引桥墩边缘与栈桥边缘之间的间距为7.0m。采用如下布置，满足围堰下放的要求。中铁大桥局股份有限公司设计分公司第14页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报二、栈桥总体布置在调整栈桥与主桥中心间距时，栈桥之间采用重叠拐弯法设置。中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第15页二、栈桥总体布置全线共设置10段栈桥，水深较深的区域，主要采用大桥I#桁梁，此段栈桥采用大跨13.5+36m布置。水深较浅的区域，栈桥采用小跨9+15m布置，主梁部分采用贝雷梁形式。为增强栈桥的横向稳定性，设计将栈桥桩和平台桩相连。3#、5#栈桥仅通行人及泵管，主要采用大桥I#桁梁，最大跨度60m。中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第16页二、栈桥结构形式—大桥Ⅰ#桁梁中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第17页二、栈桥结构形式—大桥Ⅰ#桁梁横断面布置中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第18页二、栈桥结构形式—贝雷梁中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第19页二、栈桥结构形式—贝雷梁横断面布置中铁大桥局股份有限公司设计分公司第20页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报一、全桥概述二、栈桥总体布置三、栈桥设计标准四、栈桥施工方案五、栈桥计算六、材料、工期及设备七、试验与存在问题目录中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第21页三、栈桥施设计标准——荷载1、当风力大于7级时，禁止栈桥自身施工；2、当风力大于8级时，栈桥禁止通行；3、工作状态下，风力8级，水流波浪按10年一遇进行计算，受力按基本允许应力控制。4、非工作状态：在20年一遇风荷载（39.8m/s）、波浪力、水流力作用，构件强度验算时按基本允许应力提高1.2倍控制。5、极限非工作状态：在100年一遇风荷载（45.4m/s）、波浪力、水流力作用下栈桥主体结构不垮，受力按材料屈服强度控制。中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第22页三、栈桥施设计标准——荷载组合设计状态工况荷载组合主力附加力工作状态Ⅰ结构自重+管道自重公路I级车辆10年一遇水流荷载+10年一遇波浪荷载+8级风荷载+行人Ⅱ100t履带吊机通行或平台侧侧吊20tⅢ挂-100非工作状态Ⅳ--20年一遇水流荷载+20年一遇波浪荷载+20年一遇风荷载极限非工作状态Ⅴ--100年一遇水流荷载+100年一遇波浪荷载+100年一遇风荷载栈桥施工状态Ⅵ结构自重墩顶处悬臂式导向架法架梁作业（贝雷梁）10年一遇水流荷载+10年一遇波浪荷载+7级风力+行人中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第23页三、栈桥施设计标准——结构1、栈桥高程：梁底高程：1m安全高度+20年一遇高水位+20年一遇波高/20.2m安全高度+20年一遇高水位+100年一遇波高/2取两者计算的最大值2、栈桥宽度：长栈桥，桥面宽度宜为双向通行，桥宽定为8m。3、桥面板类型：采用标准化栈桥的混凝土桥面板，增开卸载孔。4、钢管桩：管桩考虑防腐，但计算时，按壁厚减少2mm进行计算；中铁大桥局股份有限公司设计分公司第24页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报一、全桥概述二、栈桥总体布置三、栈桥设计标准四、栈桥施工方案五、栈桥计算六、材料、工期及设备七、试验与存在问题目录中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第25页四、栈桥施工方法序号施工方法适用条件适用长度(m)备注1打桩船插直接打法水深25m，覆盖层厚度12m区域。2436根据实验可调整作业区域。2悬壁式导向架法水深10m，基本无覆盖层，主梁为贝雷片，跨度15m。8853导管架法水深25m，基本无覆盖层。1092.34自立式平台法、架桥机法、半潜式平台法水深25m，海床面无覆盖层或少覆盖层。3167.8根据现场试验和进一步研究决定中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第26页四、栈桥施工方法—悬臂式导向架法中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第27页四、栈桥施工方法—悬臂式导向架法中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第28页四、栈桥施工方法—导管架法中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第29页四、栈桥施工方法—导管架法中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第30页四、栈桥施工方法—半潜式平台法中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第31页四、栈桥施工方法—简易自立式平台法中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第32页四、栈桥施工方法—简易自立式平台法中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第33页四、栈桥施工方法—简易自立式平台法（斜桩）中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第34页四、栈桥施工方法—架桥机法①②④③中铁大桥局股份有限公司设计分公司第35页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报一、全桥概述二、栈桥总体布置三、栈桥设计标准四、栈桥施工方案五、栈桥计算六、材料、工期及设备七、试验与存在问题目录中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第36页五、计算结果评判标准1、栈桥工作状态时，对于Q235钢材，基本弯曲许用应力为140MPa，基本剪切许用应力为80MPa；对于Q345钢材，基本许用应力分别为210MPa和120MPa。主梁许用最大弹性挠度为L/400，栈桥桩顶纵、横向最大许用位移为H/400。2、栈桥非工作状态和施工状态时，强度验算时，钢材基本许用应力提高1.2倍。栈桥桩顶纵、横向最大许用位移为H/330。3、栈桥极限非工作状态时，强度验算时，钢材基本许用应力取屈服强度。栈桥桩顶纵、横向最大许用位移为H/250。中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第37页五、贝雷片栈桥计算结果1、栈桥工作状态时：竖杆需加强，受力满足要求；横向与竖向刚度均满足要求，贝雷片栈桥桩可采用φ800×10mm钢管。2、栈桥非工作状态和施工状态时：强度与刚度均满足要求。3、栈桥极限非工作状态时，强度与刚度均满足要求。中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第38页五、大桥I型桁梁栈桥计算结果1、按栈桥工作状态、栈桥非工作状态和施工状态、栈桥极限非工作状态三种工况进行计算。2、栈桥上部结构布置12片大桥I型桁梁，受力满足要求，分配梁需采用1100×700箱形梁，受力满足要求。3、栈桥的刚度基本满足要求。横向位移工作状态下46mm，小于H/400，非工作状态下82mm，小于H/330，极限非工作状态下115mm,小于H/250。大桥I型桁梁栈桥强度及刚度计算见附表1中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第39页五、3#、5#栈桥（通行人及泵管）计算结果1、该两段栈桥仅承受自重、泵管重及行人荷载，最大跨度60m，栈桥在工作状态、非工作状态、极限非工作状态时，结构受力均满足要求。2、栈桥竖向变形与横向变形基本满足要求。3、栈桥横向3排桩，间距16m，桩基上拔力较大，不易控制。桩底反力最大(t)最小(t)143-40166-62.8183-65中铁大桥局股份有限公司设计分公司第40页平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报一、全桥概述二、栈桥总体布置三、栈桥设计标准四、栈桥施工方案五、栈桥计算六、材料、工期及设备七、试验与存在问题目录中铁大桥局股份有限公司设计分公司平潭海峡公铁两用大桥栈桥方案汇报第41页六、材料每月材料供应见附表五项目施工单位各项合计名称规格单位五公司六公司四公司钢管桩Ф1020*14t4114.4302.31130.25546.9Ф1200*16t2736.3921.13657.4Ф1500*18t677.0677.0导管架Ф1100*12t465.1684.51149.6Ф1300*12t919.3381.51300.8连接系Ф426*8t1701.4225.0415.52341.9Ф630*8t542.3329.3336.71208.3桥面板C30m³8538.01060.42564.812163.2桥面板钢筋t1294.2241.6410.41946.2锚桩砼C30m³12401.3594.01730