史爱
(浙江省交通规划设计研究院，浙江杭州 310006)
摘要：杭州湾跨海大桥自重2200t 的70m 跨箱梁，存在制造、运输、架设等重大技术难题，其预制场双栈桥式出海码头是箱梁陆海转运关键点。作为大桥建设的大型临时设施，设计采用预应力混凝土P HC 管桩基础、钢筋混凝土承台、钢箱梁滑道结构，成功解决超大、超重型预制箱梁陆地移运与海上运输衔接难题，为杭州湾跨海大桥70m 预制箱梁顺利出海架设奠定可靠基础。 关键词：杭州湾跨海大桥；箱梁；双栈桥码头
中图分类号:U656.116;U655.2 文献标识码:B 文章编号:100429592(2007)0420016203
Design &Construction of Double 2T restle Jetty for T ransporting 70m Box Beam of Over 2sea Bridge ,H angzhou B ay
浏阳霉素Shi Ai 2qun
(Jiangsu Province T ransportation Planning and Design Institute ,H angzhou 310006,China)
Abstract :The 70m space box beam wit h t he dead weight ton of 2200for t he over 2sea bridge are diffi 2culty for fabrication ,t ransport and erection..The double 2t restle jetty of pre 2casting yard is t he key point for box beam sea land t ransit.Being as t he large and temperate facility of t he bridge const ruction ,t he st ruct ures of P HC pipe pile foundation of p re 2st ressed co ncrete ,reinforcement concrete bearing platform and reinforcement slipway are adopted in t he design.Which has successivly solven t he difficult problem of land carrying and sea t ransportation of super large and heavy p recast box beam.
K ey w ords :over 2sea bridge of Hangzhou Bay ;box beam ;double 2t restle jetty
收稿日期:2007203219
作者简介：史爱(1965Ο
)，女，注册造价工程师，主要从事水运工程造价分析和概预算工作。
1 工程概况
49日下载
杭州湾跨海大桥是同三国道主干线跨越杭州湾
海域的重要工程。其中深水区长18.27km 的中引桥、南引桥水中区及南、北航道桥两侧高墩区引桥均为70m 箱梁单幅桥，单梁重达2200t ，采用整孔预制和运架一体化施工方案。
杭州湾跨海大桥70m 箱梁预制场位于大桥上游约15km 的海盐县武原镇东侧，介于老沪杭公路与海堤之间，预制场总面积约16.5万m 2。
杭州湾跨海大桥70m 预制箱梁为单箱单室截面梁，为满足单重2200t 的70m 预应力混凝土箱梁横移和运架一体架梁船进档提梁需要，以及满足
预制场约50万m 3混凝土原材料及部分施工材料的装卸运输需求，必须建设一座出海码头。
所建码头水域潮流性质属于不正规半日浅海潮流，潮流运动的基本形式为往复流。根据所测资料，该水域最大涨潮表面流速为1.72m/s ，最大落潮表面流速为1.25m/s ；多年平均高潮位4.0m ，多年平均低潮位Ο0.51m ，历史最高潮位7.38m ，历史最低潮位Ο2.35m 。码头处泥面表层为厚2～4m 的淤泥，以下为软塑可塑状粉质粘土间夹粉土及粉砂的互层土，在高程Ο50m 以下为强度较高、呈密实状的粉砂、粉土或呈可塑状且力学指标较好的粉质粘土等。
码头设计高潮位4.91m ；设计低潮位Ο2.39m ；极端高潮位6.02m ；极端低潮位Ο3.79m 。
・61・港 工 技 术 2007年8月 No.4
码头设计使用年限为5a;
箱梁移运荷载：预制梁重2200t，每个支点设计集中荷载6000kN;
汽车道使用荷载为300kN，设计车速为10 km/h;
码头面堆积均布荷载按5kPa计;
码头靠船系缆墩按靠泊1000t级船舶计,“天鹅号”架梁船非直接靠泊。
箱梁出海码头布置在预制场的中间，双侧栈桥移梁轨道对应5#制梁台座。栈桥总长176.5m，采用突堤式布设，每侧栈桥布设一道箱梁横移滑道(横移滑道顶面高程7.232m)、单线汽车运输道及人行道，两侧栈桥的滑道中心间距65m。栈桥横移滑道下主梁采用全连续钢箱梁结构，钢箱梁节段之间采用栓焊组合的连接形式，顶底板焊接，腹板使用摩擦型高强螺栓栓接，摩擦面使用喷铝技术。钢箱梁首跨(跨海堤)跨度均为12m，其余跨度均为6m。岸上基础及水中第一排基础采用2Φ1.5m钻孔桩和1Φ1.0m钻孔桩及钢筋混凝土承台结构。其余跨桩基础采用Φ1.0m预应力混凝土P HC管桩(直桩和斜桩)组成，桩长30～60m。桩顶设高低钢筋混凝土承台，在低承台上摆放钢箱梁，作为70m预制箱梁横移道；在高承台上摆纵梁及钢枕，作为汽车运输道，运输道宽3m。钢箱梁内侧利用简易牛腿设检修道。为防止运
架船停靠取梁时的撞击力，在运架船的靠船墩及防撞墩上采用DA2A500H型标准橡胶护舷，护舷和承台之间采用钢结构支架连接。另外考虑移梁及物资运输要求，在钢箱梁的内侧和外侧分别设置人行走道和单线汽车运输道。
2 方案比选
码头选址处海堤外约400m为海盐湾深槽，是现行秦山核电重件码头专用出海航道，码头选址于此对于万吨级运架船的进出码头和箱梁运输十分便利。因码头必须满足横移70m箱梁的特殊功能要求，再加上地形、潮流条件特点，决定了码头需按突堤式双线栈桥的总体结构型式布设，栈桥上两平移滑道中心间距为65m。
设计方案的比选总数达到10个以上，充分考虑了实施方案的经济性和实用性。最终实施的总体设计方案、施工方法及工艺经济、先进、合理、实用，确保了工期和工程质量。
在多种方案比选中，最具代表性的3种方案的特点及主要优、缺点介绍如下，经过认真筛选、反复论证，最终选择方案3作为实施方案。2.1 方案1
参考已实施的东海大桥60m箱梁出海码头的结构型式设计。下部结构采用Φ1.2m钢管桩，斜桩布置，大型钢筋混凝土承台结构；上部结构采用主、次钢梁并设联接系的形式，靠系船墩布置在栈桥前
端上游侧，与栈桥在同一条直线上。考虑用1艘打桩船施打管桩，吊钢套箱法施工承台，防撞设施全部安置于承台上，履带吊机拼装钢梁。
主要优点：桩基抵抗水平力的能力强；上部结构采用主、次钢梁形式，整体性强，安全性高。
主要缺点：因涨落潮和地形的限制，斜管桩的施打十分困难；防撞设施使承台加厚，套箱施工周期长；靠船墩与栈桥布置在同一直线上不利于运架船的抛锚停靠；钢桩的成本较高；主、次钢梁及其联接系的加工和安装比较繁琐。
2.2 方案2
下部结构型式采用钢排架，普通墩采用Φ1.2m 钢管桩，码头前端防撞墩采用直斜桩混合布设，并设导管架；上部结构采用钢箱梁与汽车道分离的形式，靠系船墩在栈桥前端按喇叭口形布置。施工时，钢管桩施打采用履带吊机辅助“吊打”，斜桩的施打利用导管架，由陆上向海侧推进，待钢管桩施打完毕后，将钢管桩上部用型钢焊接形成钢结构桁架式承台。承台结构的焊接均在低潮位时进行。
主要优点：施工设备位于岸上，两侧栈桥码头可由陆上向海侧同时推进，施工进度有保证；下部结构的焊接作业利用低潮位易于操作。
主要缺点：所需钢材的成本过高；桩的整体性受力效果较差，桩基抵抗水平力的能力较弱；管桩特别
是斜管桩的“吊打”较难控制，对吊机起重能力及运输道承载力的要求亦较高。
2.3 方案3(实施方案)
下部采用柔性单排桩小承台的结构型式，每个普通承台下设3根Φ1.0m PHC管桩，承受移梁荷载的主桩采用直桩，汽车道侧布置部分斜桩，每2个小承台之间设联接系以增强抵抗纵向水平力的能力；上部结构采用钢箱梁与汽车道分离的形式，靠系船墩在栈桥前端按喇叭口形布置。施工时，考虑利用1艘打桩船施打管桩，简易套箱法施工钢筋混凝土承台，用履带吊机由陆上向海侧逐段拼装钢梁及运输道，防撞承台下设预埋件焊接钢支架以安装护弦。
主要优点:P HC管桩代替钢管桩显著节约成本；承重主桩为直桩，易于施打；钢箱梁的拼接及型钢梁汽车道的铺设简单快捷；靠系船墩在栈桥前端
・
7
1
・
2007年8月 No.4 港 工 技 术
按喇叭口形布置，有利于运架船的停靠及离泊，护弦支架利用低潮位焊接十分便利，节约工期。
主要缺点：桩基抵抗水平力的能力较弱。
针对桩基抵抗水平力弱的缺点，经结构优化及对移梁水平力的传递处理，桩基承载力及水平抗力均能满足规范和使用要求。施工图设计中，根据结构需要及施工设备，对码头部分结构作了如下技术处理：钢箱梁主跨6m，每节段长12m，重约19t，节段之间采用栓焊组合的连接方式；顶、底板焊接，腹板采用摩擦型高强螺栓栓接，摩擦面采用喷铝技术；钢箱梁为全连续结构，岸端固定于地基梁上，在各墩顶设单向活动盆式支座，横桥向设拉压支座，可沿纵向伸缩；运架船靠系船墩及码头前端防撞墩采用标准橡胶护舷，护舷顶部支撑于承台上，底部支撑于钢结构上，材料码头系缆墩采用油枕护舷；为便于码头存梁，在码头前端防撞墩处设置3个存梁台座。
3 关键技术及创新点
码头设计中，水位、台风、水流、波浪、地质、运架船等各种计算参数的取值对结构影响较大，荷载计算较为复杂和繁琐，主要包括移梁荷载、结构物自重、支座摩阻力、波浪力、系缆力、船舶撞击力、挤靠力、水流力等。其中高水位时，作用在钢箱梁上的波浪力对基桩的设计影响很大。本设计大
胆尝试创新的柔性直桩小承台结构是建立在对荷载详细分析计算的基础上。经过使用桩基专用程序、专业软件《桥梁博士》、通用有限元程序Algor16等软件计算分析，为方案的制定提供了科学依据，保证了结构安全。
码头基础及下部结构的P HC单排柔性直桩小承台结构，其防撞设施、运输道、钢箱梁及拉压支座等构造设计简捷、受力明确，具有创新性。
4 箱梁栈桥式出海码头施工
由于杭州湾跨海大桥工期要求紧，箱梁出海码头建成时间和工程质量直接影响后期预制箱梁出海架设，同时栈桥开工时间正赶上杭州湾的台风季节，施工时间紧，因此栈桥施工的前期就得提前做好相关统筹策划工作，以保证箱梁栈桥式出海码头与预制场同步建成投入使用。具体施工准备工作如下: 4.1 施工前准备工作
提前进行预制场控制网联测，为箱梁出海码头施工建立控制网点；联系预应力混凝土P HC管桩生产厂家；联系大型施工船舶，办理水上施工许可手续；选择钢结构厂家加工钢箱梁；根据钢箱梁吊重要求，选择相应吊机。
4.2 预应力混凝土管桩施工
预应力混凝土P HC管桩采用全站仪任意角测量定位，选用“大桥1号”打桩船配备“M H100”锤施工，根据打桩船吊高、吊重要求对超出打桩船有效吊高的管桩采用法兰连接两次施打的方法。管桩施打分吊桩、喂桩、定位、稳桩、施打、接桩再施打6个步骤。管桩施工停锤标准按高程和贯入度双控，以高程控制为主，贯入度为辅。施工过程中并对部分管桩做高应变承载力动测检测，确保管桩的桩身完整性和承载力要求。
4.3 混凝土承台施工
对岸上钻孔桩承台采用明挖基础方式施工，对预应力管桩承台采用“高桩吊挂”法施工。即从管桩顶端的法兰焊接钢板及吊筋，完成承台底平台吊挂，对承台侧模采用拉筋对拉的方法施工。施工过程如下：搭设桩顶平台，从桩顶法兰处焊接钢板及吊筋；安装底平台；测量放线，底模定位安装承台底模；绑扎钢筋安装侧模；检测验收浇注混凝土；养护、竣工检测。4.4 钢箱梁施工
陕西公众信息网钢箱梁安装时根据钢箱梁最大吊重26t的吊重要求控制，采用65t履带吊机逐跨安装，安装到位后的钢箱梁接头处的高强螺栓，用检校过的电动扳手进行紧固，并用检校的扭矩扳手抽检校核，最后对钢箱梁的上下盖板接头采用二氧化碳气体保护焊进行焊接，并进行探伤检测。
5 结束语
杭州湾跨海大桥Ⅷ标段70m箱梁出海码头所处地质条件复杂，潮差大(达7m以上)、波浪高(达4m以上)，受台风影响严重，横移70m箱梁荷载大，总体方案以及在设计中采用的P HC单排柔性直桩小承台结构、防撞设施、钢箱梁拉压支座等结构具有创新性，施工便捷且经济效益显著。该出海码头建成后已经投入使用，效果很好，截至2007年春节已出梁518片，并成功抵御了两年的台风和天文大潮的正面袭击及考验。
本论文的完成，得到了中铁大桥局集团有限公司杭州湾跨海大桥Ⅷ合同项目部常务副经理、总工程师赵剑发先生和工程部部长徐敬淼先生的大力支持，在此，谨表示衷心的感谢。
[参考文献]
硅链
[1] J TJ025Ο86，公路桥涵钢结构及木结构设计规范[S].
文史天地
[2] J TJ283Ο99，港口工程钢结构设计规范[S].
[3] J TJ267Ο98，港口工程混凝土结构设计规范[S].
[4] J TJ215Ο98，港口工程荷载规范[S].
[5] J TJ213Ο98，海港水文规范[S].
・
8
1
郑博闻・港 工 技 术 2007年8月 No.4
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议