【桥梁方案】某桥海上钻孔平台设计及实施方案

某桥主桥钻孔平台方案

某桥主通航孔桥全长475m，共有两个主墩和两个过渡墩。上部结构为跨径125+225+125m的预应力混凝土连续刚构，墩身及箱梁为左右幅分离结构；基础结构为整体式承台+钻孔灌注桩。主墩桩径为φ2.0m（长度115m），或φ2.8m~φ2.5m变直径桩（其长度根据岩面变化）；过渡墩为φ2.0m桩（长度95m），为了实现钻孔灌注桩施工，须搭设钻孔平台。

1、钻孔平台设计

本钻孔平台设计依据为中交规划设计院2007年7月的初步设计图。

1.1、水文条件

最高高潮+2.9m

大潮平均高潮位+2.6m

小潮平均高水位+1.8m

小潮平均低水位+1.3m

大潮平均低潮位+0.6m

最低低潮0.0m

泥面高程-7.88m

平台顶标高+5.1m

河床冲刷深度2m

以上高程均为ACD高程

1.2、地质条件

海域钻孔资料表明，大体上20m深度范围内为淤泥质层，该层含有海洋贝壳碎片和粉细砂，为典型的海相沉积。该淤泥层以下主要为灰色、灰褐色的中密实粉质细到粗砂层和坚硬的砂性黏土层。

1.3、设计荷载

（1）、钻机荷载

①边墩钻机荷载：33（整机）+5（钻头）+15（配重）+110×0.96/3=88.2吨，动力系数取1.2 ，则P=88.2×1.2=106吨=1060kN

②主墩（φ2.0m）钻机荷载：33（整机）+5（钻头）+20（配重）+130×0.96/3=99.6吨，动力系数取1.2 ，则P=99.6×1.2=120吨=1200kN

③主墩（φ2.8~2.5m）钻机荷载：33（整机）+5（钻头）+30（配重）+140×0.96/3=112.8吨，动力系数取1.2 ，则P=112.8×1.2=136吨=1360kN

（2）、平台荷载：

①施工荷载：0.2t/㎡

②8mm面板：0.063t/㎡

③I25a分配梁： 0.055t/㎡

④双（三）排单层321贝雷梁：0.2（0.3）t/m

⑤平台下横梁2H588：0.292t/m

⑥φ800×8mm钢管桩自重：0.157t/m

1.4、平台结构布置形式

1.4.1、钻孔桩桩位布置

某桥主通航孔桥共有两个主墩和两个过渡墩，主墩钻孔灌注桩存在两种可能方案：第一种是每个主墩布置32根φ2.0m的桩孔灌注桩，桩间距为6m,具体见图一；第二种方案是每个主墩布置18根φ2.8m~φ2.5m的变直径钻孔灌注桩，桩间距为7m,具体见图二。过渡墩每个墩布置12根φ2.0m的桩孔灌注桩，桩间距为6m,具体见图三。

图一主墩φ2.0m钻孔灌注桩桩位布置图

图二主墩φ2.8m~φ2.5m钻孔灌注桩桩位布置图

图三过渡墩φ2.0m钻孔灌注桩桩位布置图

1.4.2、钻孔平台布置

主墩为φ2.0m的钻孔桩平台用40根￠800×8mm钢管桩支撑，受现有地质资料的限制，参考试桩地质资料，钢管桩桩长初步计算分为45m（横桥向中间三排）和35m（横桥向两侧共两排）,平联为￠430×6mm钢管、2H588下横梁、单层三排及单层双排321贝雷梁主梁，I25分配梁及8mm厚钢面板组成，平台顶标高+5.1m（ACD），平联底标高+1.5m, 平台上布置办公、生活、发电机房及小型工具室等，平台结构具体见图四。

图四φ2.0m主墩桩孔平台结构图

主墩为φ2.8m~φ2.5m的变直径钻孔桩平台用32根￠800×8mm钢管桩支撑，受现有地质资料的限制，参考试桩地质资料，钢管桩桩长初步计算分为50m（横桥向中间两排）和40m（横桥向两侧共两排），平联为￠430×6mm钢管、2H588下横梁、单层三排及单层双排321贝雷梁主梁，I25分配梁及8mm厚钢面板组成，平台顶标高+5.1m（ACD），平联底标高+1.5m, 平台上布置办公、生活、发电机房及小型工具室等，平台结构具体见图五。

图五φ2.8m~φ2.5m主墩桩孔平台结构图

过渡墩钻孔平台用18根￠800×8mm钢管桩支撑，受现有地质资料的限制，参考试桩地质资料，钢管桩桩长初步计算分为40m（横桥向中间一排）和35m（横桥向两侧共两排），平联为￠430×6mm钢管、2H588下横梁、单层双排321贝雷梁主梁，I25分配梁及8mm厚钢面板组成，平台顶标高+5.1m（ACD），平联底标高+1.5m, 平台上布置办公、生活、发电机房及小型工具室等，平台结构具体见图六。

图六过渡墩桩孔平台结构图

2、钻孔平台施工

2.1、平台搭设施工顺序

总的施工顺序为：先主墩后过渡墩。鉴于主墩两种可能的设计桩位尚未明确，目前暂先施工过渡墩，过渡墩以27#墩为先（根据目前海底管线的探测情况，27#墩离海底管线相对较远）。

2.2、设备配置

（1）起重设备的配置

考虑到整个钻孔桩施工需要，主墩拟配置一艘150t浮吊（方驳+150t履带吊：主要用于钻孔过程中移动钻机、接长下放钢筋笼、浇筑桩基砼及承台套箱的分片安装等），一艘50~65t浮吊（方驳+50~65t履带吊），边墩配置一艘50~65t浮吊（方驳+50~65t履

带吊），鉴于目前实际情况，前期采用横鸡趸（水平距离18m，允许吊重15吨）进行平台搭设。

（2）振动锤的配置

一般情况下，选择振动锤需满足两个条件：

一是振动锤的激振力FR应大于土的动摩阻力Fu；

二是振动锤的激振力FR应大于振动系统结构重量W的1.20～1.40倍；

前期选用HP30型液压锤一台（正常施工时选用两台），其击振力可达到90吨，可满足钢管桩及振动锤的施沉要求。

（3）发电机配置

每个平台搭设时考虑10台焊机同时作业，每台焊机20KW，夜间照明考虑10盏碘钨灯，故一台300KW的发电机能够满足平台施工的用电要求,发电机安装在浮吊上，前期选用一台200KW的发电机。

2.3、导向架设计制作

满足钢管桩在最大水流力、风荷载和下沉激振力等作用下的强度和刚度；

满足钢管桩倾斜度不大于1/100；

满足导向架的底层平台在水面上能够操作；

导向架采用I25a型钢焊制，上下层导向架间距2.0m。

图七导向架结构示意图

2.4、导向架安装

导向架在后场加工成型，运至前场安装。

导向架安装在浮吊前端（前期安装在横鸡趸的一侧）。钢管桩沉放利用安装在船上的上下两层导向架定位，两层导向架之间的间距为 2.0m，安装时导向架倾斜度不大于