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《金塘大桥非通航孔桥基础方案及结构设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、公路2009年1月第1期HIGHWAYJan12009No11文章编号:0451-0712(2009)01-0168-04中图分类号:U4431159文献标识码:B金塘大桥非通航孔桥基础方案及结构设计徐力,张必准(中铁大桥勘测设计院有限公司武汉市430050)摘要:结合金塘大桥非通航孔桥区域自然环境条件,对该区域桥梁基础方案及结构设计思路做了较详细的说明,包括了从基础方案的比选到钢管桩基础细部构造及防腐蚀耐久性的设计思路,并将结构受力的理论计算与施工、制造工艺综合水平相结合,介绍了钢管桩基础的结构设计。关键词:非通航孔桥;钢管桩;钢管-混
2、凝土复合桩;剪力环;防腐涂层金塘大桥是舟山大陆连岛工程中第5座桥梁,113工程地质条件也是规模最大的、至关重要的一座跨海大桥。桥址处第四纪覆盖层厚度大,一般大于80~金塘大桥全长211029km,其中跨海段桥梁长110m。由于线路较长,总体工程地质条件复杂,各18127km,非通航孔桥区域长15172km。段变化较大。场地浅部由高压缩性淤泥质土组成,物理力学性质差,海域表部为淤泥和亚砂土,累计厚1桥址区自然条件度1517~2410m;中、深部物理力学性质较好的地层111气象有粉砂、细砂、中砂、含砾中砂、含粘性土砾砂、含粘性桥址处属东亚季风
3、气候区,受冬夏季风影响,全土圆砾和亚粘土、粘土(硬土层),可作为桩基持力层。年四季分明,气候温和湿润,降水充沛。海水和海区地下水均为咸水,水化学类型为Cl桥址区年平均温度1615e,1月、7月平均温度-Na型。海水对混凝土按Ó类环境判断具强结晶为513e、2718e。类腐蚀和弱结晶分解复合类腐蚀,海水对钢结构具设计风速V10=40144m/s(百年一遇)。中等腐蚀性,需采取相应的防腐措施。112水文冲刷由以上自然条件决定,全年海上有效作业天数最大涨潮流速为2154m/s,落潮测点最大流速为180d左右,因此本桥应以/工厂化、预制化、标准3
4、102m/s。化、工艺成熟、施工快捷0为原则,尽可能减少海上施平均海平面0126m,平均高、低潮位为工作业量和海上作业时间,缩短施工工期。+1114m、-0175m,平均潮差1191m。桥址区水域出现的大浪主要为风浪,波浪的常、2桥梁基础方案比选强浪向总体上均为偏北,百年一遇浪高6126m。桥址处地质情况复杂、覆盖层较厚,适用的基础初步冲刷计算分析见表1。形式只有桩基础,因此设计时比较了钻孔桩、预应力表1金塘大桥冲刷计算成果m混凝土管桩(PHC桩)和钢管桩等3种类型的基础方案。一般冲刷局部冲刷墩号位置跨径床面高程211钻孔桩基础后高程后高
5、程钻孔桩施工技术成熟,无需大型起重设备。但E1~主西通航-8~-9130~-16189~60E148孔桥之间-10180-12110-25179采用钻孔桩基础,海上施工作业量大,海上施工作业G1~西通航-5138~-7110~-10171~受恶劣自然环境影响较大,而且需搭设坚固的钻孔60G48孔桥以西-7146-8146-14120平台,还需要配备大量的船机;对于海洋环境,钻孔收稿日期:2008-11-262009年第1期徐力张必准:金塘大桥非通航孔桥基础方案及结构设计)169)桩基础工程费用相对较高,工期较长,风险较大。因此,钻孔桩基础
6、不适合本区域。212预应力混凝土管桩基础(PHC桩)在我国,目前能够投入应用的PHC桩最大桩径为112m,最大起吊能力为60m。本桥桩长大部分超过60m,施工海域流速大,海上不仅打桩困难,海上接桩难度更大,接头祼露部位仍被海水腐蚀,因此,本区域也不适合采用预制管桩基础。213钢管桩基础本桥水中基础不仅要承受上部结构的垂直荷载,而且还要承受梁体温度力、制动力、波浪力和船撞力等多种水平荷载。由于冲刷深,桩的自由长度长,要求桩基具有较大的水平刚度。钢管桩具有自重轻、抗弯能力强、施工方便、施工期稳定性好等优点,直径可根据设计需要确定,在国内现有施
7、工条件下直径可达116m,有利于抵抗水平荷载作用。钢管桩亦可根据需要做成不同斜率的斜桩,这将大大地增强基础抵抗水平荷载的能力。钢管桩吊装和运输方便,抗锤击能力强,沉桩容易,施工速度快,完全可适应桥址区域的气象、水文、地质条件。钢管桩防腐技术成熟,可根据不同部位的腐蚀特点采取相应的防腐措施,如预留腐蚀量、涂装防腐、阴极保护防腐等。图1高墩区钢管桩基础布置钢管桩基础为本区域比较适宜的基础形式。(1)由于桥址所处海域流速快、波浪力很大、局部冲刷较深,桩径过小单桩受力很大,难以满足单桩3钢管桩基础结构设计稳定及受力要求;主要对主西通航孔之间和西通
8、航孔以西区域的(2)桩外径与壁厚之比满足沉桩施工及受力要求;E区和G区,两个桥梁区域采用的钢管桩基础进行(3)钢管桩采用开口桩,如果桩径过大,将不利说明。由于本区域范围长,墩高变化大,结构受力
