钢栈桥验算计算书.docx

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钢栈桥验算计算书

宁德核电厂内应急道路工程钢栈桥工程

设计说明

中交四航局港湾工程设计院有限公司

2015年08月

第1章工程概况

1.1项目简介

已规划的宁德核电厂5、6号机组布置在过境岛北侧陆域和南侧的跳尾岛上，地理坐标为东经120°17′22″，北纬27°02′05″。

1-4号机组核电厂区与处于跳尾岛上的5、6号机组之间有海域阻隔，直线距离约700m，为满足5、6号机组建设和运营期间日常通路和特殊情况下核电厂应急的需求，拟修建厂内应急道路。

本项目主要包含路基路面工程、桥梁工程、交通安全设施工程和填海造陆工程。

其中桥梁工程，桥长637m，设7联3×30m的装配式预应力混凝土T梁，下部结构采用桩柱式桥墩，承台分离式桥台，钻孔灌注桩基础。

桥墩采用桩式墩，横桥向设3根直径1.6m圆柱，柱距6.5m；桩顶设系梁，高1.6m，宽1.2m；考虑到桩基抗震效果，桥墩基础采用直径1.8m的钻孔灌注桩。

桥台采用承台式分离桥台，盖梁下设1.5m厚哑铃型承台，承台间距6.5m；承台下设6根1.2m的钻孔灌注桩。

根据工程现场施工条件，灌注桩施工需求建设临时钢平台及钢栈桥，下部结构采用钢管桩基础，上部结构采用贝雷片组合结构。

钢平台只用于灌注桩施工，主要承受荷载为冲孔桩机和回旋钻机；钢平台旁设置宽度为12m的钢栈桥作为车行通道，主要承受荷载为70t履带吊、80t拖挂车、40t混凝土罐车、45t运输扭王块平板车、50t的8轮块石运输车和25t汽车吊。

钢栈桥可作为整个桥梁桩基施工期间的车行通道和桥梁维修期的，在桥梁工程桩基施工完成后才拆除。

1.2方案概述

本项目主要包括钢栈桥和钢平台两种结构。

其中钢栈桥长度为579m，宽度为12m，顶标高为+6.0m；设置20个钢平台，钢平台宽8.4m，长15.8m，顶标高为+6.0m。

钢栈桥桩基采用钢管桩φ630（δ=8mm），横梁采用双拼工字钢56a，纵梁采用2联贝雷片；分配梁采用工字钢22a，间距为350mm；贝雷片之间通过支撑架等联系，贝雷片间距为0.45m；10mm钢板做面板。

钢平台桩基采用钢管桩φ630（δ=8mm），横梁采用双拼工字钢I56a；纵梁采用工字钢I22a，间距为350mm；面板厚度为10mm。

1.3水文资料及地质情况

1.3.1水文资料

最高潮位：

3.97m最低潮位：

-3.75m

平均潮位：

0.29m平均高潮位：

2.35m

平均低潮位：

-1.83m平均潮差：

4.20m

最大潮差：

6.84m最小潮差：

1.30m

1.3.2地质情况

1.3.2.1土层分布

淤泥（层号：

2-1）：

灰、深灰色，含较多的贝壳碎片，有腥臭味，呈饱和流塑状态，压缩性高，标贯在剔除异常数据后多小于1击，部分标贯因淤泥中夹有的薄层砂而偏高。

该层在整个海域部分广泛分布。

厚度0.9～22m不等，层底面高程-28.10～-4.69m。

淤泥质土（层号：

2-2）：

灰、深灰色，含较多的贝壳碎片，有腥臭味，呈饱和流塑状态，压缩性高，夹透镜体状薄层砂，标贯在剔除异常数据后为1～4击，部分标贯因淤泥中夹有的薄层砂而偏高。

该层在海域的大部分地段可见，厚度1.05～38.6m不等，层底面高程-53.15～-7.60m。

细砂（层号：

3-1）：

灰黄或深灰色，矿物成分主要为石英，混多量贝壳和碎片，中夹薄层淤泥质土，颗粒均匀，级配不良，呈饱和，稍密状态为主，局部为松散状态。

该层在海域的大部分地段可见，一般分布在淤泥层下，厚度1.2～11.4m，标贯在剔除异常数据后为9～17击。

层底面高程-34.00～-8.53m。

粗砂（层号：

3-3）：

灰色，矿物成分主要为石英，混多量贝壳和碎片，中夹薄层淤泥质土，级配不良，呈饱和，稍密～中密状态。

该层在海域零星发布。

该层一般位于淤泥层下，厚度1.5～5.3m，标贯在剔除异常数据后为9～23击。

层底面高程-14.45～-12.70m。

砾砂（层号：

3-4）：

灰白色，混多量贝壳碎屑，见角砾及碎石，局部混少量粘性土，级配不良，该层仅见于K11钻孔，呈饱和状态，上部为松散状态，底部接近稍密状态，中间夹细砂层，标贯击数6～11击，层顶面高程-19.95m，层底面高程-30.30m。

卵石（层号：

4）：

该层只分布于海域，常见于离跳尾岛较近的钻孔，为灰、灰黄色，母岩成分为熔结凝灰岩及流纹岩，一般直径2～8cm，多呈次棱角状~亚圆状，混夹圆砾，饱和，松散～稍密状态，空隙充填有砂及粘性土，无胶结，厚度0.9～5.3m，海积成因。

层底面高程-55.26～-8.74m。

粉质粘土（层号：

5-1）：

灰色，深灰色，局部含少量有机质，偶见混黑色腐木，有微臭，粘性好，呈很湿，软塑状态。

该层在海域零星发布。

该层一般位于砂土层下，厚度1.2～13.7m，标贯在剔除异常数据后为2～4击。

层底面高程-50.70～-22.40m。

粉质粘土（层号：

5-2）：

灰色，深灰色，局部含少量有机质，含少量贝壳碎屑与细砂颗粒，粘性好，干强度较高，呈湿，可塑状态。

该层在海域分布较广，局部呈粘土状。

该层一般位于砂土层下，厚度1.45～25.3m，标贯在剔除异常数据后为4～11击。

层底面高程-51.76～-17.00m。

粉质粘土（层号：

5-3）：

灰色，深灰色，局部含少量贝壳碎屑与细砂颗粒，粘性好，干强度高，呈稍湿，硬塑状态。

该层在海域零星分布。

该层一般位于卵石层下，厚度1.45～25.3m，标贯在剔除异常数据后为23～27击。

层底面高程-73.63～-63.16m。

粉质粘土（层号：

6）：

灰黄色，含石英砂，混多量碎石，碎石块径2～8cm不等，顶部混有植物根系，粘性较差，干强度高，呈稍湿，硬塑状态为主，局部为可塑。

该层广泛分布在跳尾岛的山坡上，厚度不大，厚度0.6～1.50m，标贯在剔除异常数据后为8～12击。

层底面高程12.47～92.68m。

粉质粘土（层号：

7-1）：

黄褐色，浅灰色，含多量粉砂颗粒，手捏碎散，局部可见原岩结构面残留痕迹，粘性中等，干强度高，呈稍湿，硬塑状态。

该层在勘测区分布较少，标贯在剔除异常数据后为21～25击。

层底面高程-16.30m。

全风化熔结凝灰岩（层号：

8-1）：

暗黄色、灰黄色，原岩结构基本上被破坏，岩芯呈坚硬土柱状，手捏易碎，遇水易软化崩解，岩质极软弱。

标贯在剔除异常数据后为40～43击。

层底面高程-76.63～62.72m。

强风化熔结凝灰岩（层号：

8-2）：

灰黄色、褐黄色，原岩晶屑熔结凝灰结构大部分被破坏，局部混少量中等风化熔结凝灰岩碎块，岩芯呈土状及半岩半土状，岩质软弱。

该层在勘测区的海域广泛分布，标贯在剔除异常数据后为52～80击，部分标贯跳锤反弹。

层底面高程-91.83～92.08m。

中等风化熔结凝灰岩（层号：

8-3）：

浅灰、深灰色，晶屑熔结凝灰岩结构，块状构造。

由火山碎屑晶屑与酸性熔岩物质组成，晶屑矿物成分为斜长石与少量钾长石、石英、黑云母等，含量约占20%；胶结物为酸性熔岩物质，含量约占80%。

岩芯破碎，多呈块状，局部少量呈柱状。

块径一般3～12cm，段长10～30cm，节理裂隙发育，节理倾角多为60～90°，节理面见褐黄色铁质渲染。

岩芯锤击声较脆，岩质较硬。

该层在勘测区的海域和跳尾岛广泛分布，厚度0.3～11.9m。

层顶面高程-91.83～92.66m，层底面高程-92.08～86.46m。

微风化熔结凝灰岩（层号：

8-4）：

浅灰、深灰色，晶屑熔结凝灰岩结构，块状构造。

由火山碎屑晶屑与酸性熔岩物质组成，晶屑矿物成分为斜长石、钾长石、石英、黑云母等，含量约占20%。

胶结物为酸性熔岩物质，含量约占80%。

岩芯较完整，多呈柱状和短柱状，局部少量呈块状。

段长一般8～50cm，最长可达75cm，块径2～8cm。

节理裂隙较发育，节理倾角多为60～90°，节理面见铁质渲染。

岩芯锤击声脆，岩质坚硬。

该层在勘测区的海域和跳尾岛广泛分布，本次勘测未揭穿该层。

层顶面高程-63.74～86.46m。

强风化流纹岩（层号：

9-2）：

灰黄、浅肉红色，原岩结构大部分被破坏，含多量中等风化流纹岩碎块，岩芯呈土状～半岩半土状，岩质软弱。

该层在勘测区少量分布，厚度1.5～3.7m，层底面高程-33.45～81.75m。

标贯在剔除异常数据后为54~80击，部分标贯跳锤反弹。

中等风化流纹岩（层号：

9-3）：

灰白、浅肉红色，斑状结构，流纹状构造。

斑晶主要矿物成分为长石，其次为石英，含量约占15%。

基质主要由隐晶状的酸性熔融物构成，呈长英质混合物状出现，含量约占85%。

岩芯破碎，多呈碎块状及短柱状，局部为柱状。

块径3～10cm，段长5～22cm，节理裂隙发育，倾角多为60～90°，节理面见褐黄色铁质渲染，岩芯锤击声较脆，岩质较硬。

该层主要在勘测区的跳尾岛部分地段分布，厚度2.0～9.2m。

层顶面高程-13.51～81.75m，层底面高程-16.31～77.45m。

微风化流纹岩（层号：

9-4）：

灰白、浅肉红色，斑状结构，流纹状构造。

斑晶主要矿物成分为长石，其次为石英，含量约占15%。

基质主要由隐晶状的酸性熔融物构成，呈长英质混合物状出现，含量约占85%。

岩芯较完整，多呈柱状，局部少量呈块状。

段长一般20～50cm，最长可达110cm，块径2～8cm。

节理裂隙较发育，少数节理面见褐黄色铁质渲染，局部可见绿泥石化。

岩芯锤击声脆，岩质坚硬。

该层在勘测区的跳尾岛广泛分布，海域部分地段也有分布，本次勘测未揭穿该层。

层顶面高程-60.04～85.28m。

花岗斑岩岩脉（层号：

11-4）：

肉红色，斑状结构，块状构造。

岩芯呈柱状，节理裂隙发育一般，节理倾角多为45~80°，多数节理面粗糙，微张无充填，为张性节理，岩石锤击声脆，岩质坚硬，仅见于位于跳尾岛的FN33号钻孔。

1.3.2.2岩土物理力学参数

主要土层物理力学参数指标如下：

表1.3-1各土层物理参数指标表

表1.3-2各土层物理参数指标表

表1.3-3各土层物理参数指标表

表1.3-4各土层物理参数指标表

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第2章计算条件

2.1结构方案

本项目主要包括钢栈桥和钢平台两种结构。

其中钢栈桥长度为579m，宽度为12m，顶标高为+6.0m；设置20个钢平台，钢平台宽8.4m，长15.8m，顶标高为+6.0m。

钢栈桥桩基采用钢管桩φ630（δ=8mm），横梁采用双拼工字钢I56a，纵梁采用2联贝雷片；分配梁采用工字钢I22a，间距为350mm；贝雷片之间通过支撑架联系，面板厚度为10mm。

钢平台桩基采用钢管桩φ630（δ=8mm），横梁采用双拼工字钢I56a；纵梁采用工字钢I36a，间距为350mm；面板厚度为10mm。

（钢平台不在本次验算范围）

2.2设计标准

《水运工程钢结构设计规范》JTS152-2012

《港口工程桩基规范》JTS167-4-2012

《港口工程荷载规范》JTS144-1-2010

《水运工程混凝土设计规范》JTS151-2011

《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86

2.3设计荷载

2.3.1主要荷载

（1）70t履带吊通行及作业，自重70t（吊装时，钢管桩+振动锤+自重=85t）。

（2）25t汽车吊通行及作业。

（3）40t混凝土罐车通行。

（4）80t拖挂车通行。

（5）50t的8轮块石运输车通行。

（6）45t运输扭王块平板车（13m）通行。

钢栈桥最不利情况为：

80t拖挂车通行

2.3.2履带吊机械荷载

履带吊的履带吊自重70吨，最大吊重15吨，履带几何尺寸如下图所示。

s图2.3-1履带吊履带几何尺寸

2.3.4荷载作用分项系数

荷载的作用分项系数如下表所示。

表2.3-1荷载作用分项系数

荷载

永久荷载

履带吊荷载

拖挂车

分项系数

1.2

1.5

1.4

2.4工况组合

钢栈桥使用时工况组合如下：

结构自重+40t混凝土罐车

结构自重+70t履带