摘要： 杭州灣跨海大橋Ⅱ標包括北航道主橋和高墩區引橋，引橋樁基直徑2.5m,長度在91m～93之間，屬于超大直徑樁，杭州灣水域較深，常年風大浪急，樁基礎施工前需要搭設施工平臺，本文將簡述引橋平臺的力學建模驗算和施工平臺搭設技術。

　　關鍵詞：杭州灣大橋,大直徑 ,樁基施工,平臺塔設技術

　　1引 言

　　杭州灣跨海大橋北側高墩區引橋有7個橋墩，每墩設8根鉆孔灌注樁，樁徑2.5m，樁長約90～95m，均為摩擦樁群樁基礎; B1～B7墩處的泥面標高約為-12.0～-12.8m。杭州灣水域較深，常年風大浪急，施工平臺結構的設計合理性及施工工藝,關系到橋梁工程的施工進度和安全，本文通用ALGLOR，對平臺結構的進行受力和穩定性計算，并介紹本工程引橋平臺的施工搭設技術，我國跨海橋梁的施工剛剛起步，望能對同類環境下的橋梁施工有借鑒作用。

　　2水文地質

　　杭州灣屬強潮河口灣，潮汐類型為不規則半日淺海潮，并有明顯的日、夜潮不等現象。北航道橋潮汐特征值根據附近乍浦水文站長期驗潮(1930～1999)資料平均高潮位+2.52m，平均低潮位-2.12m;按20年重現期，垂線號漲、落潮垂線平均最大流速分別為2.50m/s，垂線號可能最大流速2.81m/s;全年波高平均0.2m。最大波高3.5m(臺風所致)。

　　北航道橋北側高墩區引橋工程區段的地下水主要為第四系松散巖類孔隙水，地下水對混凝土無腐蝕性，海水對混凝土具弱腐蝕性;地下水及海水對鋼結構具中等腐蝕性。地下土層由上而下分別為：亞砂土，、淤泥質亞粘土、淤泥質粘土、粉砂、亞粘土、粉砂、亞粘土、粉砂、亞粘土、含礫中粗砂、亞粘土。

　　本地區屬南亞熱帶季風氣候，溫濕多雨，是重大災害天氣多發地帶,全年平均風速3m/s.

　　3施工平臺功能及構造

　　3.1平臺功能

　　施工平臺可為鋼護筒下放及樁基礎施工提供工作平臺，同時作為鉆樁的設備、材料堆放場地，便于鋼護筒下放及樁基礎施工。同時在承臺及墩身第一節施工時能利用龍門吊吊裝材料，進行材料運輸。

　　3.2平臺構造

　　B1～B7施工平臺平面尺寸為42×15m，平臺面標高為+7.00m。由16根Φ800×10mm鋼管直樁支承，樁底標高為-37.00m。

　　鋼管樁間用φ325×6mm鋼管焊成的桁片焊接連接，鋼護筒與鋼管樁間通過φ400×6mm鋼管連接，鋼護筒間用φ800×8mm的鋼管焊接連接，兼做連通管。平臺承重梁為45#貝雷支撐架聯結的單層三排貝雷片主梁;平臺一次分布梁為雙拼45a工字鋼，間距根據鋼護筒位置進行調整在1.45m～3.30m間，雙拼45a工字鋼頂面二次分配梁為25a工字鋼，間距35cm;平臺頂面平鋪厚δ8mm鋼板。平臺構造如下圖3所示。

　　4平臺施工驗算

　　4.1計算參數

　　4.1.1工況

　　平臺下部結構采用ALGLOR建模計算，根據杭州灣施工區域的實際情況，考慮以下工況：

　　(1)平臺在工作狀態下：自重+平臺面堆載+水流力+波浪力+龍門吊+鉆機+風力

　　(2)平臺在抗臺狀態下：自重+水流力+波浪力+龍門吊+鉆機+風力

　　上部結構采用手算，計算內容有包括面板、I25縱向分配梁、雙拼I45a橫向分配梁、貝雷架的計算，其計算過程如下

　　4.1.2荷載取值

　　(1)鋼材容重78.5KN/m3　，(2)面堆載10KN/m2，(3)QUY70履帶、鉆機，(4)水流速2.81m/s，(5)工作狀態波浪起算波要素H=1.5m，T=5.56s;抗臺狀態波要素為 H=3.79，T=7.36s ;在工作狀態下，考慮風速24.4m/s，在抗臺狀態下，考慮風速34.8m/s.

　　4.1.3沖刷取值

　　參照設計圖紙提供的資料B2～B7施工平臺沖刷值工作狀態取5m，抗臺狀態取7m,驗算單樁穩定性時，當沉樁后立即安裝橫聯時,沖刷值取1m。

　　4.2嵌固點計算

　　鋼管樁嵌固點T為2.64m,入土深度為4T，固點深度為4.75m, 鋼護筒嵌固點T為4.64m,入土深度為4T，固點深度為8.35m,

　　4.3水流力計算

　　鋼管樁在工作狀態下，水流力標準值Fw 為54.6KN在鋼護筒在工作狀態下，水流力標準值Fw 為191.0KN，作用點標高均為-2.4m。抗臺狀態下，水流力標準值Fw 為59.4KN，鋼護筒在抗臺狀態下，水流力標準值Fw 為207.7KN，作用點標高均為-3.07m。

　　4.4波浪力計算

　　平臺在工作狀態下，鋼管樁波浪力P為7.4KN，鋼護筒波浪力P為90.8KN，作用點標高均為-3m。

　　平臺在抗臺狀態下，鋼管樁波浪力P為20.3KN，鋼護筒波浪力P為228.9KN 作用點標高為-4.2m。

　　4.5、上構計算

　　4.5.1鋼面板驗算

　　鋼面板按單向板計算，Mmax=0.53KN.m, σmax=49.4MPa.m, fmax=0.21mm.

　　4.5.2縱向分配梁驗算

　　I25a縱向分配梁按簡支梁計算,Mmax=45KN.m, σmax=112.1MPa, fmax=4.3mm,

　　4.5.3雙拼I45a橫向分配梁計算

　　履帶沿2I45a跨徑方向布載,按簡支梁計算, Mmax=305.9KN.m, σmax=107MPa, fmax=7.7mm;

　　沿垂直2I45a跨徑方向布載,按兩跨連續梁計算,σmax=203MPa, fmax=9.0mm.

　　4.5.4.貝雷驗算

　　4.5.4.1履帶沿貝雷方向布載

　　采用三排單層貝雷，跨徑12m，間距6.5m。履帶吊最大吊重30t(鋼護筒)時履帶按東西方向擺放，按貝雷三跨連續梁計算,σmax=249MPa, fmax=11.0mm.

　　4.5.4.2履帶沿垂直貝雷方向布載時

　　貝雷承載一條履帶荷載260KN，自重q1=19.1KN/m, 經計算得σmax=294MPa, fmax=8.1mm.

　　4.6下構計算

　　4.6.1平臺下構穩定性計算

　　對平臺結構用ALGLOR建模,根據工況,給結構模型進行加上上述計算荷載,其穩定性計算結果如下圖.

　　4.6.2鋼管樁承載力驗算

　　B1～B7平臺鋼管樁規格為φ800mm×δ10mm。由鉆孔資料可知，平臺處各土層厚度、容許承載力及極限摩阻力如下表：

　　樁底標高-37m，由四、6點知單樁最大承載970KN，經計算極限承載力為1320KN,故能滿足要求.

　　經以上計算，整個平臺無論在工作狀態還是在臺風狀態都能滿足施工要求。

　　5平臺塔設施工

　　5.1.施工方案的選擇

　　該平臺的設計年限為4年，根據其施工處的施工條件，我們提出了以下3種搭設方案。

　　(1)先插打鋼管樁，然后利用鋼管樁承重，再安裝鋼管橫聯和上部結構的的常規施工方法。然后利用定位架下沉鋼護筒。

　　(2)先利用大型打樁船先下沉鋼護筒，讓其作為承重結構，然后下沉鋼管樁，再聯結橫聯鋼管和平臺其他結構。

　　(3)浮運套箱平臺到墩位后，插打錨樁定位，再插打鋼管樁和鋼護筒，焊接橫聯鋼管，安裝橫聯，然后與平臺形成整體，待樁基礎完成以后，作為承臺套箱使用。

　　第(2)種方案用大型打樁船下沉鋼護筒，施工進度較塊，但由于杭州灣施工水域風大浪急，鋼護筒施工平面定位和垂直度都不易保證，而且大型打樁船錘振能量大，易鋼護筒底發生變形，給施工帶來困難，這種方案最終我們沒有選擇。第(3)種方案適用于水域條件好，潮差小的施工環境，但杭州灣區域施工條件極其復雜，常年面臨不定期臺風影響，如果先安裝好套箱，施工進度會加快，成本會降低，可是一旦有臺風親臨，勢必會給結構帶來破壞性災難，鑒于臺風的不可預測性，我們不能冒險。因此我們最終選擇了第(1)種常規施工方案。

　　5.2施工方案流程

　　5.3平臺搭設中應該的注意事項

　　(1)由于杭州灣海域潮流和風速較大，施工人員一定要系好安全帶和救生衣，首先要保證人生安全,才能保證工程進度。

　　(2)鋼平臺具有足夠的強度和穩定性，鋼構件的焊接質量必須是前提，焊接表面不得有氣孔、焊渣、及未焊透等現象。

　　(3)施工現場人員一定要及時掌握氣象動態，及時做好平臺搭設期間的防臺工作。

　　6結 語

　　大直徑樁基施工的淺海施工平臺的設計，要經過嚴密的受力分析，建立合理的受力模型，同時要結合實際的水文、地質條件，認真查閱相關規范，對各類荷載的正確取值，才能保證臨時設施結構計算強度、剛度和穩定性的準確度。

　　杭州灣水域風大、浪急、潮差大、臺風多，在此種惡劣的環境條件下，進行鋼平臺的搭設施工，要及時注重臺風情況，并且要保證構件焊接質量及安裝質量。

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