海上引桥钢护筒式钻孔平台的设计与施工资料.doc

海上引桥钢护筒式钻孔平台的设计与施工 商 凯 （中国铁建港航局集团有限公司 浙江宁波 邮编315000） 摘要：关键： 1 引言 从施工角度讲，海上搭设钻孔施工平台和实施灌注型嵌岩桩，均为较常规的施工工艺6.761km。P24～P31号墩为60m预应力混凝土连续箱梁引桥低墩区，承台采用整体式哑铃形承台，平面尺寸为22.45×7.6m，厚度为3m，系梁平面尺寸为4.05×4.5m，厚度为2.5m。承台顶高程为3.2m，底面高程为0.2m。根据受力需要，一个基础下设8根直径为2.0m混凝土钻孔灌注桩，按支撑桩进行设计，桩长为56.6～85m，桩底进入中风化岩深不小于4m。 2.1 水文条件 象山港内潮汐属非正规半日浅海潮，受地形影响，潮波运动以驻波为主。桥区附近多年平均潮差约3.08m，最大潮差达5.65m。落潮流速较涨潮流速大，最大流速约1.66m/s，涨潮历时长于落潮近1小时。涨、落潮流主轴方向约有20°～30°左右的不对称性。桥区平均波高0.4m，最大波高为1.8m。5年一遇极高水位+3.65m，极低水位-2.58m，施工区域水深12～14m。 2.2 地质条件 引桥区地质条件差，基岩表面覆盖层主要为淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、亚粘土，覆盖层顶部标高变化不大，淤泥， 图1桥型布置图 3 钢护筒最小埋深计算 桥址处水深较大，且淤泥所以埋置深度采用下式计算：L=[（h+H）γw-Hγ0]/(γd?-γw)式中：L-护筒埋置深度m）；H-施工水位至河床表面深度；（见图2）?h-护筒内水头，即护筒内水位与施工水位之差；γw-护筒内泥浆容重KN/m3)；γ0-海水的容重KN/m3)；γd-护筒外河床土的饱和容重KN/m3)；γd=（Δ+e）γ0/(1+e)其中：Δ-土粒的相对密度，当护筒穿过几不同的土质时，护筒外河床土的饱和容重取平均值，即γd=∑γidli/∑li 式中：γd-几种不同土的平均饱和容重；γid-每种不同土的饱和容重；li-每种不同土的厚度， 材料 名称 规格(mm） 数量(根) 长度(m) 总重(T) 单价 (万元） 材料费(万元） 沉桩单价(万元） 沉桩费用(万元） 总计 (万元) 钢管桩钢平台 钢管桩 φ800×10 18 42 147.28 0.38 55.966 0.3 5.4 215.564 钢护筒 φ2332×16 8 35.8 261.72 0.58 151.797 0.3 2.4 钢护筒钢平台 钢管桩 φ800×10 6 42 49.09 0.38 18.654 0.8 4.8 200.584 钢护筒 φ2332×16 8 38 277.81 0.58 161.130 2 16 备注 仅计算单个钢平台基础用料，上部用料未考虑，钢管桩单价已考虑回收利用收益，故较低，钢管桩式钢平台沉桩方式为起重船及导向架利用振动锤方式，故较低。 方案比选结果：虽然采用钢护筒钢平台方案，需加长钢护筒2.2m，且打桩费用明显增加，但一个平台减少12根钢管桩，比钢管桩钢平台减少用钢量82吨，减少成本投入近15万元，8个平台则减少成本近150万元。由此可见：采用钢护筒钢平台既减少了钢平台的用钢量，降低了施工成本，又减少了钢管桩施工数量，提高了施工工效，具有良好的经济效益。 5 钢平台的设计 5.1设计基础资料 1、设计水位：考虑到平台使用周期仅为4个月左右，取重现期5年水文资料。 2、设计流速：V=1.66 m/s。 3、原泥面标高：－12～－14m，根据前期对钢管桩施工期间海床面监测，引桥区未发现有明显的冲刷发生，但基于安全考虑，确定冲刷深度为3m。 4、风速：正常工作V0=13.8m/s,最大风速 V=33.9m/s。 5、海床覆盖层:淤泥kN/m2。 7、施工船系缆力：不允许施工船舶停靠施工平台，仅考虑200t级交通船靠泊接送作业人员。 5.2 钢平台结构形式 钻孔平台采用独立式型钢平台，尺寸为24.85m×11m。平台顶面标高为6.3米， 8根钢护筒为主要支撑结构，另外在平台南北两侧各设3根辅助桩，通过上下两层平联结构（上层平联底标高为+4.892m，下层平联标高为+1m）将钢护筒和辅助桩连成刚性较大的整体，梁系布置由下而上依次为支撑梁及牛腿，上设钻机梁、钻机梁上设次梁，面层系为8mm厚钢板。整个钢平台结构布置见图3和图4。 图3钻孔平台平面布置图 图4 钻孔平台立面图 5.3 设计要点 1、钢护筒 钢护筒为钻孔平台的主要受力结构。钢护筒设计直径比钻孔灌注桩的直径大30cm，即护筒内径为2.3米。钢护筒壁厚16mm，底部以与钢护筒同材质同厚度钢板设置50cm宽加强箍,以满足插打时的局部受力要求。钢护筒在存放、运输及吊装过程中应严格控制变形。钢护筒采用