青岛海湾大桥栈桥设计、施工及监测

青岛海湾大桥栈桥设计、施工及监测

1栈桥设计

1.1设计依据

对于栈桥设计，我国目前尚没有可以遵循的规范。为此，在栈桥设计中，我们遵循业主发布的青岛海湾大桥土建工程施工招标文件及相关要求和规定，同时遵守国家及相关行业标准、当地水文地质资料和有关设计手册。

国家及相关行业标准：

①《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）

②《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024-85）

③《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）

④《港口工程桩基规范》（JTJ 254-98）及2001年局部修订

⑤《港口工程荷载规范》（JTJ 254-98）

⑥《海港水文规范》（JTJ213-98）

⑦《港口工程混凝土结构设计规范》（JTJ267-98）

⑧《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275-2000）

⑨青岛水利研究院所提供资料

⑩青岛海湾大桥工程区波浪基本特征.

1.2结构设计

栈桥采用多跨连续梁方案，主要跨径为15m。

贝雷梁结构：采用7×15m一联“321”型贝雷桁架，每联之间设立双墩，断面采用8片贝雷桁架，其间距采用0.9m；桥面宽8.0m；

桥面系：由钢板和型钢组成的正交异性板桥面系；

桩基础：φ600和φ800，δ=10mm厚钢管桩；钢管桩所用钢管，材质为Q235，采用钢板卷焊。

详见:

图1:栈桥桥式平面布置图

图2:一联栈桥结构立面图

图3:栈桥支座处断面图

图4:单孔桥面系构造图

图4单孔桥面系构造图（15m）

1.3结构计算

栈桥的结构设计计算,详细内容见栈桥的结构计算书（附件）,在本施工组织正文中只做总体论述。

①设计荷载组合与设计验算准则

根据业主提出的栈桥施工荷载要求，参照《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）及《港口工程荷载规范》，经反复研究讨论，将栈桥设计，取3种状态、5种最不利工况进行设计验算。

“工作状态”是指：栈桥正常使用车辆荷载与对应工作状态标准的其它可变荷载（风、浪、流）作用的组合。

“非工作状态”是指：在恶劣海洋气候条件下，栈桥上不允许通行车辆，仅承担相应其它可变荷载（风、浪、流）作用的组合。

栈桥施工状态是指：栈桥在自身施工期间可能出现的最不利施工荷载组合，经反复计算，以单跨栈桥通行履带吊施工荷载及履带吊在前端打桩时控制设计。

栈桥作为一种重要的临时结构，根据相关规范要求和具体工程情况，确定设计验算准则：a在工作状态下，栈桥应满足正常车辆通行的安全性和适用性要求，并具有足够的安全储备。b在非工作状态下，栈桥停止车辆荷载通行，此时栈桥应能满足整体安全性的要求，允许出现局部可修复的损坏。

c在栈桥施工状态下，栈桥应满足自身施工过程的安全，但6级风以上时，应停止栈桥施工。

其中工况Ⅰ－工况Ⅲ（贝雷梁）以及提供下部钢管桩的竖向计算荷载，工况Ⅴ用于验算施工状态下上部结构的应力，工况Ⅳ仅用于计算下部钢管桩的横向计算荷载，与前三种荷载组合情况下计算的竖向荷载一同验算下部的钢管桩基础。

表1栈桥的设计状态与最不利工况

设计状态工况

荷载组合

恒载基本可变荷载其它可变荷载

工作状态

I 结构自重汽车超20

对应工作状态标准的风、

波浪和潮流作用

II 结构自重100t履带吊

III 结构自重挂120

非工作状态Ⅳ结构自重—

对应非工作状态标准的

风、波浪和潮流作用栈桥施工状态Ⅴ结构自重100t履带吊—

②设计荷载参数

a 车辆荷载

（1）汽－超20（单列）；设计行车速度为15km/h，不计冲击作用。

（2）挂车－120；

（3）100吨履带吊（履带吊接触面积为2－5155×1070mm2），根据招标文件确定。（JTJ021－89规范中只有50t履带吊荷载图式）。

图5 设计车辆荷载

b 风荷载参数

（1）工作状态组合

风速为20.7m/s，风压为0.25kN/m2，相当于8级风；

（2）非工作状态组合

风速为27.2m/s，风压为0.44kN/m2，相当于重现期为十年的风荷载。

c 潮流参数

（1）工作状态组合

V=1.09 m/s（K28+200.000－K30＋650.00），V=1.24m/s（K28+200.000－K30＋650.00），V=1.03m/s （K28+200.000－K30＋650.00），V=1.38m/s（K28+200.000－K30＋650.00）。

（2）非工作状态组合

V=1.12 m/s（K28+200.000－K30＋650.00），V=1.31m/s（K28+200.000－K30＋650.00），V=1.31m/s （K28+200.000－K30＋650.00），V=1.36m/s（K28+200.000－K30＋650.00）。

d波浪参数

（1）工作状态组合

波浪高0.5m ，周期3.79s。

水深 3.52m（K28+200.000－K30＋650.00）；水深 4.52m（K28+200.000－K30＋650.00）；水深4.52m （K28+200.000－K30＋650.00）；水深4.02m（K28+200.000－K30＋650.00）；水深5.52m（K28+200.000－K30＋650.00）；水深8.02m（K28+200.000－K30＋650.00）。

（2）非工作状态组合

波浪高3.36m，周期6.88s。

水深5.95m（K28+200.000－K30＋650.00）；水深6.95m（K28+200.000－K30＋650.00）；