青岛海湾大桥栈桥设计、施工及监测.doc

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：公路桥涵设计通用规范（JTJ021-89）公路桥涵地基与基础设计规范 （JTJ 024-85）公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）港口工程桩基规范（JTJ 254-98）及2001年局部修订港口工程荷载规范（JTJ 254-98）海港水文规范（JTJ213-98）港口工程混凝土结构设计规范（JTJ267-98）海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范（JTJ275-2000）青岛水利研究院所提供资料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715m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：f600和f800，d=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（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。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。其中工况工况（贝雷梁）以及提供下部钢管桩的竖向计算荷载，工况用于验算施工状态下上部结构的应力，工况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结构自重100t履带吊设计荷载参数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251551070mm2），根据招标文件确定。（JTJ02189规范中只有50t履带吊荷载图式）。100吨履带吊图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+200.000K30650.00），V=1.24m/s（K28+200.000K30650.00），V=1.03m/s （K28+200.000K30650.00），V=1.38m/s（K28+200.000K30650.00）。（2）非工作状态组合V=1.12 m/s（K28+200.000K30650.00），V=1.31m/s（K28+200.000K30650.00），V=1.31m/s （K28+200.000K30650.00），V=1.36m/s（K28+200.000K30650.00）。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+200.000K30650.00）；水深4.52m（K28+200.000K30650.00）；水深4.52m （K28+200.000K30650.00）；水深4.02m（K28+200.000K30650.00）；水深5.52m（K28+200.000K30650.00）；水深8.02m（K28+200.000K30650.00）。（2）非工作状态组合波浪高3.36m，周期6.88s。水深5.95m（K28+200.000K30650.00）；水深6.95m（K28+200.000K30650.00）；水深6.95m（K28+200.000K30650.00）；水深6.45m（K28+200.000K30650.00）；水深7.95m（K28+200.000K30650.00）；水深10.45m（K28+200.000K30650.00）。e 局部冲刷深度（1）工作状态组合2.3m（K28+200.000K30650.00）；4.0m（K28+200.000K30650.00）；4.0m（K28+200.000K30650.00）；5.0m（K28+200.000K30650.00）。（2）非工作状态组合2.3m（K28+200.000K30650.00）；4.0m（K28+200.000K30650.00）；4.0m（K28+200.000K30650.00）；5.0m（K28+200.000K30650.00）. 桥面系计算a栈桥桥面系基本构造栈桥桥面板采用正交异性钢板。横梁长度为8.4m，纵肋15m。桥面板在工厂加工成3.78m的标准块。在每个标准块中，边横梁采用槽钢，中间横梁采用工字钢,纵肋采用槽钢。图6 桥面系构造b 设计荷载组合设计状态下，由于其它可变荷载（如对应工作状态标准的风、波浪和潮流作用）基本上不会对桥面板产生作用，故在进行桥面板设计时，不与其它可变荷载进行组合。因此，荷载组合归结为以下四种工况：工况：结构自重汽车超20；工况：结构自重+100t履带吊工况：结构自重+挂120工况：结构自重经过初步计算，认为工况对桥面板设计起控制作用。故取挂-120+结构自重为桥面板计算的设计荷载。c 计算模型据弹性理论，采用有限元法对桥面板进行应力分析。弹性模量取2.06105MPa，泊松比取0.3，容重为78kN/m3。桥面板按两轮荷载作用下连续板计算，挂-120的重车单轮轴重为75kN，四轮荷载直接作用在桥面板上，触地轮压为750000Pa。计算模型见下图。图7 桥面板计算简图d 计算结果经过计算，且提出三种方案比选，最终确定桥面系采用如下方案，采用正交异性桥面钢板，桥面系在工厂加工成3.78m一段的标准块，边横梁采用10，中间横梁采用工字钢I10，纵向间距为0.75m；纵肋采用槽钢10，横向间距为0.35m。见下表。表3 荷载工况下桥面板应力桥面板最大应力（MPa）横梁最大应力（MPa）纵肋最大应力（MPa）桥面板度（mm）（中横梁I10桥面板厚8mm）253（超限）42.51312贝雷梁设计计算a贝雷桁架分析采用空间有限元法对贝雷桁架进行计算分析。建立15m一联的结构计算模型，在有限元模型中将钢管桩以及桩间撑与贝雷梁一同考虑，取f600直径的钢管桩。桩的计算长度取至泥面以下处，因为在此之下，土对桩的作用相对比较小，据此计算桩长，桩底采取固结，风荷载可等效于集中荷载施加在最外侧一片桁架的节点上。由于波浪力及水流力均作用在钢管桩上，相当于使上部贝雷桁架横向整体移动而对其应力影响不大，故在上部结构分析中，可不考虑波浪力和水流力的作用，也即在上部结构设计中工况IV不控制设计。图8 全桥有限元模型b结构内力计算贝雷梁的结构基本形式为715m一联的连续梁，前端深水区有专向设计，这里以715m一联的连续梁为例说明连续梁的内力和反力情况。表4 715m不同工况下各支座处的最大竖向反力（kN）工况支座1支座2支座3支座4工况520753627609工况877121011541164工况989143013701380c 结构位移计算四种工况下的位移值，见表5。 表5 四种工况作用结构的最大位移（mm）工 况竖向位移横向位移工况8.10.8工况16.00.867工况18.41.5工况22.40.31d结构应力计算四种工况作用下边跨上弦及下弦杆的最大应力值见表6。表6 四种工况作用下边跨最大应力（MPa）跨中截面支座截面上弦下弦上弦下弦工况-576533-92工况-12513857-140工况-12615186-214工况-162168-914从上表中可以看出，杆件的应力基本都在允许范围之内，只是工况三作用下，第二跨支座处下弦杆的应力稍稍超限，而当不计风荷载的情况下，其应力仅为-199MPa。因此，为安全起见，在有大风的情况下，避免相当于挂-120的荷载上桥。桩顶横梁设计当100t履带吊作用在钢管桩正上方时，此时产生的作用反力最大，此时桩顶横梁为最不利状态， 横梁弯矩最大值为325.84kNm，选用2HN450150桩基础设计计算a工程地质与水文在栈桥桩基的持力层范围内，土层分布自上而下为：亚砂土，层厚为10.815.2m，；淤泥质亚粘土，层厚2935m，。局部冲刷深度主要与水深和流速等因素有关，由南滩涂区的地质、水文情况，采用经验公式推算并结合有关资料，确定了栈桥所在区段的局部冲刷深度。表7各区段参数及桩型布置四区五区六区七区八区九区流速（m/s）2.62.01.61.61.61.5局部冲刷深度(m)6.054442.3桩型380010380010360010380010360010380010360010380010360010360010b 局部冲刷深度确定根据所提供的水文地质资料，并参考相关文献，得到栈桥所在桥位区段桩的局部冲刷深度（见下表）。表11 栈桥所在区段的局部冲刷深度 注*为观测数据d 桩基础设计经过计算并考虑到栈桥工程的自身特点，综合比较后确定：以简明工程地质手册和桥梁桩基计算与检测（赵明华编）中介绍的考虑敞口钢管桩的专门计算公式为依据来计算栈桥桩基的单桩竖向承载力。钢管桩计算结果总汇见下表:2栈桥施工栈桥施工主要由基础钢管桩振打、贝雷主桁架设、桥面铺装三部分组成，栈桥基础施工采用履带吊配合液压打桩锤施打钢管桩；栈桥主桁采用在后方场地内拼装分组桁架，将分组桁架运至现场利用吊车组拼成整体；桥面施工采用在后方将桥面分块加工成标准化模块，由汽车运输到位后利用履带吊吊装架设，依次逐跨施工。2.1施工工艺流程制作钢管桩钢管桩定位振动下沉钢管桩安装钢管桩顶分配梁安装贝雷桁架纵梁铺 设 桥 面 系安装防护栏杆桩顶找平纵梁拼装运输单桩承载力试验桥面模块制作桥面栏杆制作铺设水管、电缆及通讯设施施工准备栈桥施工流程框图2.2钢管桩的加工与制造栈桥钢管桩分节长度按每个区段单根钢管桩总长的一半来定，接桩采用焊接接头；桩径有600mm和800mm两种，壁厚=10mm。材料采购与检验钢板均为Q235钢，各项指标符合桥梁用结构钢的标准，采购时严格执行ISO9001-2000标准对采购的要求。钢板进厂后按要求进行化学成分、机械性能、冷弯试验等抽验和复验工作，所有材料应符合标准和要求并附有质量保证书， 对焊条、焊丝、焊剂等辅助材料应和钢板材料配套，其技术指标不得低于母材的机械性能。放样、切割放样：放样作业依据施工详图进行，下料前应先确认材料的材质、尺寸和规格，按零件图下料，加工清单及排版图进行号料。材料除图纸和其他文件注明外，一律不得拼接。号料尺寸允许偏差为5mm。使用的钢材应平整且无损伤和缺陷，否则应进行矫正或剔除。切割：钢材的切割原则上采用剪板机剪切或火焰自动切割机切割，次要部位的零件可以采用火焰半自动切割或手工切割。组装前焊缝两侧各50mm范围以内的铁锈、氧化铁皮、油污、水分清除干净，并显露出钢材的金属光泽。卷板、焊接卷管方向应与钢板压延方向一致，钢管桩直径误差控制在规范允许范围内。焊接以自动焊为主手工焊为辅，手工焊焊机型为：ZX5-400直流电焊机；CO2气体保护焊焊机型为：YD-200KR气体保护焊机。按焊接工艺要求，被焊接头区域附近的母材应无油脂、铁锈、氧化皮及其它外来物。焊接控制走向顺序、焊接电流、焊缝尺寸。 焊接在模具上进行，纵缝焊接时可采用分段退焊的方法，以减少焊接变形。同一焊缝应连续施焊，一次完成。成型焊缝首先进行全面的外观检查,外观质量达到规范要求后，再进行超声波检测，发现问题及时补焊。焊缝清理及处理：焊缝焊接完成后，清理焊缝表面的熔碴和金属飞溅物，焊工自行检查焊缝的外观质量；如不符合要求，应补焊或打磨，对接焊缝必须进行表面打磨处理，修补后的焊缝应光滑圆顺，不影响原焊缝的外观质量要求。焊接环境：工厂焊接工作宜在室内进行，湿度不宜高于80%。当焊接处于下述情况时，不应进行焊接（除非采取有效措施改善）：+5以下；焊接表面处于潮湿状态，或暴露在雨、雪和高风速条件下；焊接操作人员处于恶劣条件下时。涂装防腐为防止海水、大气对钢管桩的腐蚀，钢管除锈后，涂红丹底漆一道及两道面漆，涂装要均匀一致，确保质量。钢管桩运输钢管桩构件运输最大长度15.2m，构件单重约为3t。构件标上重量、重心和吊点的位置，以便吊运和安装。钢管桩工地短途运输采用专用运输车。对喷涂过油漆的桩，由于油漆易受于损伤，所以在搬运中应避免和拖车的金属部位及钢丝绳直接接触，并用楞木、草席及线纱等作必要的保护。2.3打桩施工栈桥悬臂定位导向架设计栈桥施工采用单工作面逐跨推进的作业方式进行，海上作业控制施工进度的关键工序主要在于钢管桩的定位，钢管桩的定位主要采取以下两种方式。杭州湾水域为半日潮，滩涂区靠近十塘端无潮时间较长，主要采用的方法是利用落潮的时差采取陆上常规的方法定位。退潮时在滩面上打入定位桩，履带吊吊装导向架就位。栈桥延伸至1.0km以后，无潮时间变的很短，越往前施工进入有水区。在有水的情况如何解决对钢管桩的准确定位，将是栈桥施工的技术难点。栈桥设计跨度为等跨15m，定位的思路考虑利用架桥机的原理，采用贝雷桁架与型钢加工形成一整体悬臂导向架，贝雷桁架长12m，导向架末端与已经铺设完成的栈桥前端贝雷梁销接，导向架前端按设计的桩位预留孔位并设置导向系统。先利用已经形成的栈桥作为待施工钢管桩的粗定位导向，再利用前端导向架上的微调系统完成钢管桩的精确定位。通过此导向架系统可以将水上定位转变为陆上定位，避免由于潮水的涨落对定位的影响。（悬臂定位支架结构图见下）。履带吊停放在已施工完成的栈桥桥面，吊装悬臂导向支架，悬臂导向支架精确就位后，运输钢管桩就位。履带吊吊装振动锤和桩帽与桩顶连接，将桩吊至设计桩位后，慢慢放松吊机钢丝绳，直至桩落于河床面，并再次检查桩的垂直度。施工完一跨栈桥后，与前一孔相同利用履带吊将导向架整体吊装与栈桥主梁连接，精确放出桩位，调整导向轮位置控制桩位后，履带吊配合振动锤沿测定孔位打桩。一排钢管桩振打完毕将导向架移开，铺设分配梁、主梁及桥面系，然后转入下一孔栈桥施工。振动下沉确定桩位与桩的垂直度满足要求后，开动振动锤振动，每次振动持续时间不宜超过1015min，过长则振动锤易遭到破坏，太短则难以下沉。每根桩的下沉应一气呵成，不可中途停顿或较长时间的间隙，以免桩周土恢复造成继续下沉困难。单根桩节按起吊高度和重量控制最大为15.2m，每根桩分为2节，打桩入土至导向架施工平台上0.51.0m高度时，移去振动锤进行接桩。桩与桩之间焊接质量经检查合格后重新进行打桩，直至将桩打到设计深度。打桩施工工艺流程框图接桩在接桩时下节桩的打剩高度，除应留出使接桩容易就位的接续高度外，为了能有最好的接头及便于焊接作业，能提供良好的焊接作业位置和操作姿势，一般下节桩的打剩高度以5080cm为宜。下节桩打入后，应检查下节桩的上端是否变形，如有损伤，用千斤顶及其他适当方法加以修复，同时应将锤上飞散出来的油污等对焊接有害的附着物除掉并清扫。在上节桩就位之前，要扫除上节桩接头开口部在搬运及吊入作业中附着的泥土，有变形的修正后再就位。此外，现场接头焊接完毕后，应留有大约1min的焊口冷却时间，然后再进入打桩作业。另外在打桩作业过程中，尽量避免长时间的中断。打入精度打入精度在很大程度上取决于作业人员的精心程度、技术熟练程度、桩的制作误差、机械、导向平台等，同时也受到地基、风浪及水流等客观条件的影响。桩顶平面偏差对边桩要求小于D/5；对中间桩小于D/4并不超过10cm；桩顶标高偏差小于D/10（D为桩径）；桩的倾斜度应小于全长的1/100。2.4桥面施工打桩施工完成后，检查桩的偏斜及入土深度与设计无误后，在钢管桩之间安设型钢剪刀撑使其形成整体。同时在桩顶按设计尺寸气割槽口，并保证底面平整；吊放工字钢分配梁并与钢管桩焊接固定。主桁拼装打桩施工完成后，检查桩的偏斜及入土深度与设计无误后，在钢管桩之间安设型钢剪刀撑使其形成整体。同时在桩顶按设计尺寸气割槽口，并保证底面平整；吊放工字钢分配梁并与钢管桩焊接固定。钢管桩施工完成以后，上铺贝雷桁架主桁纵梁，贝雷桁架在后方分组拼装，汽运至铺设位置，吊机起吊安装成主桁整体，并与分配梁连结。模块铺装在已架设好的贝雷桁架纵梁上安装桥面系（纵、横梁与桥面板焊接成3.78m8m的整体），其中10横梁与贝雷桁架纵梁的连接采用“U”形卡。标准化模块间设置1cm的缝隙，用于防止因温度变化而引起的桥面板翘曲起伏，同时减少波浪的冲击力。栈桥栏杆采用40普通钢管制作。栈桥两侧均设置栏杆，其中靠主桥侧遇到支线栈桥时断开。栏杆每3.78m设置一道立柱，立柱为直径80mm壁厚1.5mm的钢管，焊接在桥面系横梁上。并在栈桥上设置航道警示灯和夜间照明设施。3维护保养栈桥维护保养是确保栈桥运营安全的关键。栈桥的维护保养主要包括三个方面的内容：一是日常的维护保养，如限载、限速，禁止履带吊在栈桥面上施工作业，只允许其通行等。二是对栈桥结构进行维护保养，检查基础钢管桩及其连接件、栈桥贝雷主桁、桥面板等各部位的情况，是否处于正常状态，出现异常应立即处理。三是因栈桥是钢结构，在海洋环境中腐蚀比较严重，防腐将是栈桥维护保养的重要内容。3.1日常维护保养 制定杭州湾跨海大桥南岸栈桥交通管理办法,从人员、车辆、荷载、标志、通行、用电、环保、处罚等方面加以规定，将因施工机械违章对栈桥造成的损坏减小到最低程度，从而起到对栈桥的日常维护保养的作用。 在栈桥进口竖立标明载重等级、限制车速等重要通行规则的标志牌，严防超载、超速运行，确保交通运营安全。必要时，还可采取强制限载、限速措施。 成立栈桥检查、监督小组，每天不定时在栈桥上巡逻，严查违规行为,杜绝施工大型机械的违章作业对栈桥的破坏。 检查警示灯、照明线路的完好情况，发现损坏的及时修复. 为防止在深水区过往船只碰撞栈桥，在栈桥尾部及小型船只过往较为频繁的部位插打钢管桩避免碰撞事故.3.2结构维护保养 栈桥使用寿命5年，必要的维护是保证栈桥使用期正常运营的有力保障，定期对栈桥进行全方位的检查和保养，以确保栈桥的使用安全。 长期观测栈桥基础钢管桩的冲刷情况，对于冲刷过大超过栈桥设计参数警戒的位置采用抛砂袋、片石的办法进行维护；同时在潮水流速较大的区域设立沉降观测点对基础钢管桩进行观测, 若发现基础有不均匀沉降,立即加以处理. 定期检查贝雷桁架纵梁连接处的销子、螺栓的松动脱落情况.在销子周围涂油脂,以防雨水进入销孔内,所有螺栓外露的丝口也要涂黄油,以防生绣. 检查U形卡螺栓松动情况，对螺栓、螺帽脱落的部位及时安装紧固； 定期测量桥梁的跨中挠度，是否有所增加。挠度增加的速度应与销子或销孔磨损度成正比，其增量应该是很小的。如挠度增加过快，表明销子或销孔或桁架上下弦杆有了损坏，应立即进行详细检查，并采取有效措施解决。 对栈桥面板发生翘曲或损坏的部位，及时修复或更换； 对栏杆在施工过程中损坏部位及时修复。3.2栈桥防腐保养因栈桥位于杭州湾特殊的海洋环境中，钢结构构件更容易锈蚀，一旦栈桥锈蚀，必然会降低栈桥的承载能力和使用寿命，所以按期除锈、刷漆保养是保证栈桥寿命的重要环节。 定期认真检查贝雷片、横撑、斜撑等构件的各个部位有无损伤、变形、油漆脱落、锈蚀等情况。对锈蚀的部位，必须先将灰尘、油污、锈斑以及各种脏物清理干净，然后再喷油漆。 大面积面漆粉化强烈，用手指摩擦即露出底漆，而底漆大部完好时，可全面清除失效的面漆，除对吐锈、角落隐蔽部位彻底除锈补底漆两度并腻缝外，其余表面不必清除底漆，经打磨后直接喷涂面漆两度。 油漆表面有大面积吐锈，需将吐锈处的底漆、面漆、锈斑、氧化皮等彻底清除干净，并露出光洁的金属表面，重涂底漆和面漆。 件与杆件、杆件与节点板连接时，通常不可能周边都焊满，因此，互相搭接处的缝隙不能密封。缝内钢料表面与大气相通，积水后容易锈蚀，亦不便维修。施工中发现有锈蚀现象,则在缝隙内塞上腻子，表面再涂油漆，将缝隙密封起来，使缝内钢板表面与大气隔离，以达到防止锈蚀的目的。4栈桥监控 4.1 检测项目栈桥所经区域地质结构复杂,海洋环境条件恶劣,台风、潮汛、龙卷风等灾害性天气时有发生；冲刷、沉降、风、潮、流等不确定因素都将对栈桥构成直接的影响。因此必须对栈桥进行全方位的监控,才能确保栈桥在施工和运营过程中的安全. 同时在栈桥施工和运营期间，通过对栈桥自身和所处海湾环境参数（风、潮、流等）的监控，可以对杭州湾跨海大桥的施工安全和栈桥自身安全预先发出安全警报。栈桥按十年一遇的标准设计，海洋环境中参数确定比较困难，我方在设计过程中与东南大学合作研究，各设计参数均进行了大量的查证和研究才最终确定，但海洋环境不确定因素太多，许多参数只有在施工和运营过程中通过持续不断的观测才能进行校核。根据栈桥的设计结构特点和所处的海洋环境，对栈桥的检测项目主要包括限载限速控制、风速风向测试、波浪力测试、冲刷深度的测试、潮汐观测、沉降观测、钢管桩静载静推试验测试七个方面。4.2监测方法 限载限速控制：在栈桥入口位置设置施工车辆限载限速标志，由执勤警卫巡逻控制，严禁车辆超载、超速运行。 风速、风向测试：在栈桥施工处的一侧设置一台移动式风速、风向仪，大风天气出现时24小时不间断地进行测试，测试的数据自动存储在自身配置的存储器中，数据随时可以调出；当测试风速达到设计风速后，及时预警，限制车辆上桥，疏离人员。 波浪力测试：在前端深水区、西山朝沟区，分别取两根钢管桩，在钢管桩上设置传感器，实测波浪冲击力，超过设计波浪力及时采取措施，测试的数据与潮汐观测数据以及栈桥的注水面积等数据组合，从而算出最大波浪力。 冲刷深度的测试：划分7大区段进行测试，测深回声仪在回涨，落退潮后进行实测，建立与水流速度的关系，推算适宜的冲刷深度，当测试冲刷深度超过设计允许范围，及时采取防范措施。施工中粗略的测试方法是用GPS全球定位仪测出钢管桩附近滩面（设置观测点）标高，用测绳吊着垂球从栈桥桥面垂下，测出冲刷坑底部到栈桥表面的高度，以栈桥桥面标高（+7.0m）为基准，从而可以计算出冲刷深度。 潮汐观测：由现场值班工程技术人员24小时不间断观测：涨潮起始时间、涨潮过程时间、潮水持续时间、起始退潮时间、退潮过程时间、退潮后的持续时间，施工区的潮水深度由测声回声仪测出水平面到桥面之间的高度与该位置滩面标高组合计算出潮水深度。 沉降观测：每周由值班工程技术人员，以GPS全球定位系统布设的控制点为基准点，利用高精度水准仪对栈桥指定沉降观测点的标高进行观测，将观测的数据、观测的时间进行详细记录，然后进行数据处理分析，作为对栈桥基础钢管桩沉降超限是否预警的依据。 钢管桩静载试验的方法a.试验目的试验目的：通过试桩的荷载沉降曲线，研究桩的破坏机理和破坏模式，确定钢管桩单桩垂直承载能力，作为校核设计参数和优化栈桥桩基础的依据。b.试验装置与仪表a）试验装置试验装置包括加载装置、反力装置、基准点装置三部分。加载装置：垂直静载试验加载装置采用单台不小于150T液压千斤顶。反力装置：加载反力装置采用锚桩反力支架。试桩平面布置、锚桩反力架可参考下图布置。基准点装置：基准点应根据现场情况利用现有工程桩和水平静载试验桩，并设置静定简支结构基准梁。图垂直试桩布置平面示意图图垂直试桩加载、反力装置及测量布置示意b）量测仪表（a）0.4级高精度油压表一只，并联用于液压千斤顶（最好采用压力传感器测力）。（b）标距为50mm的百分表及相应磁性表座四套（最好采用位移传感器量测位移）。试验前，所有仪器仪表必须由具备相应资质的法定单位进行标定。c.试桩的制备、加载与测试a）试桩制备试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。试桩倾斜度不应大于1%。试桩桩头采用钢套加固，确保端部的水平。采用可靠措施保证千斤顶支座的局部稳定。试桩成桩后，应间隔不少于10天时间后，再进行试验。同时，在试桩间歇期间，试桩区30m范围内不得进行打桩，避免地下空隙水压力增高影响试验的可靠性。b）加载、卸载方法加载、卸载方法采用慢速维持荷载法，即逐级加载，每级荷载达到相对稳定后，再加下一级荷载直到试验破坏，然后按每级加载量的2倍卸载到零。荷载分级方法：加载时，按试桩的预计最大试验承载力等分10级进行逐级等量加载。其中第一、二级合并加载，在试验中根据加载情况，可在预计临界破坏或最后一级的荷载分两次加载。卸载时，每级卸载值为每级加载值得两倍读数时间间隔：每级加载后，隔5，10，15分钟读沉降一次，以后每隔15分钟读一次，累计1小时后，每隔半小时读一次，直到稳定。卸载时，每级卸载后隔15分钟，测度一次残余沉降，读两次后，隔半小时在读一次即可进行下次卸载。加载稳定标准：在每级荷载作用下，桩的沉降量在每小时内小于0.1mm即认为稳定。d.终止加载条件a）在加载过程中如出现以下任意一种情况，即可认为达到极限状态，终止加载。b）某级加载作用下，桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的5倍。c）某级加载作用下，桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量2倍，且经24小时尚未达到稳定。d）桩顶总沉降量达到40mm，继续增两级或两级以上荷载仍无陡降段。e）累计沉降量超过80100mm。e.试验注意事项a）水上试验应搭设稳定的工作平台，工作平台严禁与试桩、锚桩、基准桩相连。b）在加载试验时应特别注意加载千斤顶与试桩、反力梁之间的对中，防止出现偏心现象，导致试验失败。c）反力梁体系应保证足够的刚度，避免过大变形。d）基准梁体系，应保证足够的刚度和稳定，同时，应设置遮蔽设施防止温差造成基准变形。f.试验结果分析a）绘制QS曲线。b）根据QS曲线确定试桩极限承载力。c）有明显下降段时，采用明显下降段起始点对应的荷载作为极限荷载。d）无明显下降段，如按终止条件中第二条停止加载时，取该不稳定荷载的前一级荷载为极限荷载。e）无明显下降段，如按终止条件中第三条停止加载时，取该不稳定荷载的相应荷载为极限荷载。f 结论单桩水平静载试验a.试验目的试验目的：检验和确定钢管桩单桩水平向极限承载能力，作为校核设计参数和优化栈桥桩基础的依据。b.试验装置、仪表a）试验装置试验装置包括加载装置、反力装置、基准点设置三部分。加载装置：采用100kN卧式液压千斤顶，配合50kN压力传感器测定控制施加荷载。反力装置：利用现有竖向承载力试验结束后的试桩和锚桩作为反力装置。基准点装置：利用竖向承载力试验的锚桩作为基准桩。并设置静定结构基准梁。图水平试桩加载装置、反力装置、基准测量布置示意b）量测仪器、仪表量测仪器、仪表包括：40cm位移计四支，用于量测桩顶水平位移，40cm位移计2支备用。所有仪器仪表在用于试验前，必须由具备相应资质的法定单位进行标定。c.试桩的制备、加载与测试a）试桩