平潭海峡公铁两用大桥鼓屿门航道桥主墩基础设计

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1、平潭海峡公铁两用大桥鼓屿门航道桥主墩基础设计孙英杰，梅新咏15平潭海峡公铁两用大桥鼓屿门航道桥主墩基础设计孙英杰，梅新咏(中铁大桥勘测设计院集团有限公司，湖北武汉430056)摘要i平潭海峡公铁两用大桥鼓屿门航道桥采用主跨364m的钢桁混合梁斜拉桥方案，桥址区水深流急、风大涌险、潮大浪高、地质复杂、冲刷严重、航道等级高、有效作业时间短。为适应该桥桥址气象、水文、地质等条件，考虑通航安全、技术可行及工程经济性等要求，确定采用高桩承台方案，并对3．0m、4．0m、4．5m钻孔桩基础方案进行比选，确定选用4．5m钻孔桩基础方案，按先平台后吊箱

2、围堰的顺序施工。大直径桩基础中各桩采用单独配筋设计；防撞结构由吊箱围堰、V形防撞梁及联结系组成，采用可拆卸式设计，并在围堰外壁设置消波孔；钻孑L桩采用KTY5000型动力头钻机，并配制PESF935型中压空压机循环排渣，利用泥浆护壁、锲齿或球齿滚刀钻头钻具切削岩面成孔；采用内径406mm的单导管法施工水下C45混凝土。关键词：公路铁路两用桥；跨海大桥；桥梁基础；大直径钻孔桩；高桩承台；设计；施工技术中图分类号：U448．121；U443．1文献标志码：A文章编号：1671—7767(2016)01—0015—051概述2建设条件平潭海峡

3、公铁两用大桥是福州至平潭铁路和长平潭海峡公铁两用大桥紧邻东海，为典型海洋乐至平潭高速公路共同跨越平潭海峡的合建桥梁，性环境。鼓屿门航道桥Z03号桥墩的主要建设条也是国内第一座跨越复杂海域的公铁两用大桥。大件如下。桥位于平潭海峡北口，从长乐市松下镇入海，经人屿(1)气象条件：年平均气温19．3℃，年极端高岛、长屿岛、小练岛、大练岛至平潭岛，全长16．323温37．4℃，年极端低温0．9℃；设计最大风速。一44．8m／s，年平均出现8级大风天数120d，出现7km，依次跨越了元洪航道、鼓屿门水道、大小练水道及北东口水道4条航道l_】]。级大

4、风天数210d。桥区海域水深流急、风大涌险、潮大浪高、地质．(2)海域水文：桥区海流为正规半日潮流，百年一遇最高潮位+4．65m，最低潮位一3．79m，最大复杂、冲刷严重、航道等级高、有效作业时间短，科学潮差7．09m；百年一遇最大设计浪高9．69m，周期合理地选择桥梁基础方案是该桥的设计关键[2]。根10．8S，最大设计流速3．09m／s；十年一遇最大设计据通航及经济性等要求，鼓屿门航道桥推荐为主跨浪高4．93m，周期9．2S，最大设计流速2．46m／s。364m钢桁混合梁斜拉桥方案(见图1)，桥跨布置(3)通航及防撞：鼓屿门水道为双

5、向5000吨级为(128+154+364+154+128)m，全长928m。本航道，最高通航水位+4．62m，最低通航水位文选择该桥代表性较强的鼓屿门航道桥Z03号主一3．42m；主墩基础按5万吨船舶标准进行防撞设墩基础为例，进行基础方案设计。计，代表船型满载吃水深度为12．8m。福州平潭。‘。。。。一928。。。。。。。一(4)工程地质：墩位处海床高程一39．064m，15个地质钻孔及地质物探显示，地层从上至下依次为细砂、全风化花岗岩、砂砾状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩、弱风化花岗岩、微风化花岗岩；基岩面高低起伏显著，最大高差27

6、m；有些孔位部分地层缺失，有些孔位基岩裸露；弱风化岩单轴抗压强度35MPa，可作为持力层；经水文分析计算，墩位处冲图1鼓屿门航道桥立面布置刷底高程为一50．987m。(5)有效作业时间：考虑7级风条件能正常施收稿日期：2015—09—07作者简介：孙英杰(1978一)，男，高级工程师，2001年毕业于西南交通大学土木工程专业，工学学士(E—mail：sunyj@brdi．corn．cn)。l6世界桥梁2016，44(1)工，除去台风、雷暴、雾雨等极端气候影响，1年有效3．3．23．0ITI桩基双承台方案作业时间约100d。。通过方案一的

7、计算分析，桩基设计主要受单桩端部弯矩控制，原因是桩基水平力大且自由桩长较3Z03主墩基础方案比选长口]。在水平力一定的情况下，缩短桩基自由长度3．1基础形式选择减小桩端弯矩，能提高桩基础承载力，减小基础规根据墩位工程地质和水文条件，沉井基础_3]、沉模。因此考虑在桩基中间位置加设下承台构造设箱基础]、打入桩基础及设置基础_4均不适合，因此计，形成双承台受力基础_8]。经计算，3．0rn桩基选择钻孔桩基础或钻孔桩组合基础进行比选。考虑双承台方案基础需要34根3．0ITI钻孔桩，上承台基岩埋深浅且承载力高，桩基础采用柱桩设计。底高程为一4．

8、0m，承台厚81TI，平面尺寸为79．2m×借鉴桥梁柱桩基础的设计经验，柱桩直径越大31．2m(见图3)。下承台顶高程一28．0121，承台厚基础结构经济性越好。经调查，目前国内铁路桥梁9m，单承台平面直径