[科普中国]-水上施工平台

水上施工平台是指为了进行桥梁基础水上施工而搭设的作业场地。固定式水上工作平台是一种常见的结构形式。

概念水上施工平台是指为了进行桥梁基础水上施工而搭设的作业场地。固定式水上工作平台是一种常见的结构形式，而宽阔水域施工平台具有其特殊性：

(1)平台要受流波力作用，当考虑风暴潮影响时，这种作用十分强大。

(2)在潮差较大的地区，因为要考虑平台作业面避受波浪影响，以及为了钻孔和水下混凝土封底施工等需要，内部应保持足够的水头，平台顶面高程比一般平台要高。

(3)因为远离陆地，平台既是生产基地，又是生活基地。因此平台面积比一般平台大很多，结构受力也较复杂。

(4)因为受风浪潮的影响，平台搭设十分困难，是采用常规的插打钢管桩方法，还是采用其他施工方法，须在自然条件、技术和成本方面进行比较。

(5)平台设计应调查和掌握水文、水力环境，这是关系到技术、安全和成本的重要问题。

(6)在无遮蔽海洋恶劣的自然条件下，采用江河中常用的支架或船舶施工方法有时无法进行，必须建造与自然条件相适应的、稳固可靠的海上施工平台。1

平台结构形式根据水深、地质情况、波浪力的大小及承包商设备条件，目前形成水上施工平台的方法主要有4种，即：插桩平联法、护筒支承法、导管架围堰法、浮运预制结构法。1

平台适用范围插桩平联法适用于水深小于20 m，河床覆盖层较深，土层较松软，流速一般不大于3 m/s的地方。采用插打钢管桩的方法形成平台基础，即先打桩，再焊接桩间平、立面支撑结构，形成空间桁管结构，再安装上层平台分配梁形成作业平台。这种施工方法受风、浪、流速的影响非常之大，支撑焊接工作异常困难，不仅质量难以保证，而且工期长、风险大，而支撑的焊接工作只能在风浪面以上进行，其相应平面刚度较差，要满足施工荷载及波浪力作用，必须加大结构、延长工期、增加投资。

护筒支承法钢护筒是钻孔桩成孔所用的临时结构，也可以作为平台基础结构的一部分，来承担外力。护筒支承法适用条件与插桩平联法基本相同，但水深可深一些，覆盖层可略浅一些。

在许多情况下护筒支承法与插桩平联法共同形成平台，外围为钢桩、内部为钢护筒，以增加平台竖向和水平抗力。有时还需要布置一定数量的斜桩来承担水流、波浪、风及船只意外撞击产生的水平力。

导管架围堰法适用于水深20 m以上，覆盖层很浅或基本无覆盖层，流速快、波浪力大的地方。简易的方法是将平台的平、立面支撑预先焊成空间桁管结构，在墩位处先打上若干定位支承桩，将桁管架运至墩位吊装至定位桩上焊接固定成临时平台，再插打其余平台支承桩，焊接成空间平台结构，这种方法同样只能在波浪面以上作业，而且刚度较差、定位精度差，造成桁管架安装也相当困难。因此，借鉴海上石油钻井平台的建造经验，结合施工具体要求，开创性地设计了导管架与浮箱结构(吊箱围堰)相结合的施工方案，即先在工厂用钢管焊接成整体式空间桁管结构，将桁管架运至墩位吊装就位，直接沉放到海底初步定位，再在竖向钢管中插入定位桩，并施打人海底足够的深度，形成桥墩承台一端的施工平台，再在桥墩承台的另一端同样用桁管架组成施工平台，而后将双壁钢套箱浮运至墩位，用海缆绞锚牵引至已施工完成的平台间临时固定，最后在套箱中插打钻孔桩钢护筒至设计高程，形成导管架浮箱施工平台。本方法施工时间短，平台面积大，生产与生活区为一体，结构刚度大，抗风浪、抗潮流、抗撞击能力强，结构安全性高。

浮运预制结构法适用于水深20 m以上的地方，对河床覆盖层厚度要求不高，能够抵抗较大的波浪力，目前国内已经做到了水深64 m以上。浮运预制结构既可以是钢结构，也可以是钢筋混凝土结构，甚至可以是其他新材料结构。浮运预制结构是国外在跨海峡桥梁施工中喜欢采用的方式之一。1

平台结构荷载及设计平台结构荷载包括以下各项。

(1)平台结构自重：包括基础支承结构、联结系、分配系和面板等。

(2)施工荷载：包括平台上施工机械、材料、人员等荷重，吊装设备应考虑冲击系数。

(3)波浪力：通常按20年(或30年)一遇洪水(或风暴潮)高水位时的波浪力，参照《海港工程水文规范》(JTJ 213—98)计算。

(4)水流力：通常按5%频率垂线平均流速，参照《港口工程荷载规范》(JTJ 215—98)计算。

(5)风载：按平台设计最大风速进行计算。

对上述荷载进行组合计算。目前常应用空间有限元分析计算软件建立模型，进行空间分析计算。计算模型须考虑平台基础冲刷影响，冲刷深度依据水文条件，通过水工模型试验、经验公式进行分析确定。1

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学