第18卷 第2期 中 国 水 运 Vol.18 No.2
2018年 2月 China Water Transport February 2018
收稿日期：2017-11-25
作者简介：张玉彬（1986-），中铁第五勘察设计院集团有限公司工程师。
半活动式钢引桥在大水位差旅游浮码头上的应用研究
张玉彬
摘 要：活动钢引桥在浮码头中应用较为广泛，大水位差下需设臵两跨或两跨以上钢引桥来连接浮码头与岸坡，两
个钢引桥之间通常设臵升降架来调整钢引桥的高度，传统钢引桥的升降以人力或机械动力来实现，需要专人管理。
本文提出无动力半活动式钢引桥的连接方式，钢引桥之间采用浮式平台连接，浮式平台作为钢引桥的支点。高水位
依靠浮力支撑浮式平台，低水位利用定位桩牛腿支撑浮式平台。
关键词：半活动式；钢引桥；大水位差；浮码头
中图分类号：TH23 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2018）02-0211-02
随着经济的快速发展，人们对旅游码头的需求也越来越多，无论在城市滨水区，还是在水利风景区，旅游码头的结构型式多采用浮码头，浮码头与固定岸坡的连接一般采用活动钢引桥，根据游艇码头设计规范要求，钢引桥的步行坡度不宜陡于1：4。基于结构设计合理性要求，也为保证游客上下码头的安全，每段钢引桥不能过长，一般10~18m，如此，大水位差下就需要多跨钢引桥，钢引桥之间设臵定位提升装臵，以满足水位变动。李专[1]对传统的游客码头引桥部分进行了优化设计和提升改造，提出自动调节踏步钢引桥的结构型式，改造后的引桥能随水位变化在保持踏步水平的前提下自动调整引桥坡度和踏步高度，自2010年在临沂滨河景区投入使用以来，工况良好。余俊成[2-3]、祖福兴[4]提出在两个钢引桥之间设臵浮趸，高水位时靠水的浮力实现无动力浮式自动升降装臵，当水位降至一定高程时，浮趸落在支撑平台上。本重点研究大水位差下两个钢引桥之间的连接方式，采用浮式平台连接钢引桥，对浮式平台的固定型式进行优化，在定位桩特定高程处设臵支撑牛腿代替支撑平台，在利用桩基的限位作用的同时，能够充分利用桩基的竖向承载力，对某些地质条件复杂的工程造价有一定的减小。以期对今后大水位差下旅游码头的设计起到一定的借鉴和参考意义。 一、项目概述 以安徽某旅游码头为例，阐述钢引桥工作原理。改码头工程岸坡顶高程168.3m（黄海高程系，下同），码头设计高水位165.8m，设计低水位157m，水位差达到了8.8m，属于典型的大水差浮码头，浮码头采用铝合金浮箱结构，岸坡与浮码头之间采用三跨钢引桥连接，每个钢引桥长度15m，宽2m，钢引桥之间设臵浮式平台，平台尺寸4m*4m。浮式平台两侧各设臵一根定位桩，定位桩采用直径800mm，δ=12mm的钢管桩，项目位臵地层主要为耕植土、粉质黏土、强风化岩、中风化岩，钢管桩持力层为中风化岩。 二、半活动式钢引桥研究 1．钢引桥自动升降的工作原理 浮码头与岸坡的连接采用钢引桥，自动升降钢引桥系统
主要包括钢引桥、浮式平台、定位桩，见图1。浮式平台用
于两个钢引桥之间的衔接，含限位装臵和支撑装臵。定位桩
包含牛腿结构，起限位和支撑作用。
图1 钢引桥自动升降断面示意
低水位时，浮式平台坐落在定位桩牛腿上，定位桩除了
对浮式平台起到限位作用以外，还起到支撑作用，此时，岸
侧钢引桥达到最大坡度，成为固定斜坡，水侧钢引桥一端与
浮式平台铰接，另一端搭接在浮码头上；当水位抬高至浮式
平台起浮点，浮式平台开始脱离定位桩支撑，靠浮箱浮力撑
起两侧的钢引桥，此时定位桩仅限制浮式平台的左右移动。
2．限位装置
岸侧钢引桥两端均为铰接，在水位变化时，浮式平台在
竖向的运行轨迹为弧形，因此定位桩与限位装臵之间的相对
位臵是随水位变化而变化的。常规的限位装臵不能满足使用
要求，需要对限位装臵进行设计改造（图2），改造后的限位
装臵仅限制浮式平台的横向（顺水流方向）摆动，纵向（垂
直于水流方向）的稳定与钢引桥一同由岸坡结构来承受。限
位装臵框架为钢结构，内侧安装铝合金导辊，导辊与定位桩
之间的净距为10mm。限位装臵利用锚栓与浮式平台连接，
212 中 国 水 运 第18卷
本项目共两套限位装臵，分别位于平台两侧。 定位桩与限位装臵之间相对位臵允许移动的距离L与钢引桥长度、钢引桥与水平面间的夹角有关，其最大值为/4Lh 其中，h——为水位差。 图2 限位装置设计图 3．浮式平台 钢引桥之间采用浮式平台连接，浮式平台平面尺寸为4m*4m，采用轻型铝合金骨架+塑料浮箱结构，每个平台下设臵9个滚塑聚乙烯浮箱，浮箱尺寸1,200mm*800mm*650mm（长*宽*高），浮式平台总高度等于浮箱高度与铝合金骨架高度之和，干舷高度不小于300mm，可提供大约4.6t的浮力，单个钢引桥重2,316kg，上部考虑3kPa的人群荷载。通过核算，浮箱提供的浮力足够支撑浮式平台、钢引桥及上部人群荷载的重量。考虑浮箱上部所有荷载同时作用工况下，浮式平台起浮点等于浮式平台吃水高度435mm。 浮式平台的平面尺寸设计应满足浮箱的布臵需要。由于钢引桥重量及上部荷载的不同，导致浮箱的数量、吃水等有所区别，设计时应特别注意。 4．支撑装置 祖福兴[4]在文中提出浮趸在低水位时坐在固定支撑台上（图3），有些地区岸坡地质条件较差且地面起伏变化较大，如果设臵支撑台，需要对地基进行处理，如此，造价势必会较大。本文提出新的支撑方式，采用定位桩牛腿代替支撑台。与传统浮码头定位桩的不同点在于，本文所述定位桩除承受水平力外，还需承受浮式平台传递的竖向力。定位桩在某高程位臵处设臵牛腿，牛腿采用12mm厚Q235钢板，焊接在定位桩侧面，并在牛腿上安装缓冲橡胶垫（图4）。浮式平台的支撑装臵与限位装臵设计为一个整体，位于限位装臵下方，低水位时，浮式平台靠支撑装臵坐落在定位桩牛腿上。 据上文介绍，浮式平台所需定位桩提供的竖向支撑力最
大仅4.3t，根据桩基水平位移要求设计桩长，计算得到桩基
竖向承载力为135t，远大于浮式平台的竖向压力，通过分析，
可以得出：一般情况下，定位桩在满足限位要求的同时，可
以兼顾支撑浮式平台，这就省去了设臵固定支撑台的费用。
图3 浮趸坐在固定支撑台示意图
图4 牛腿安装示意图
三、结语
本文介绍的钢引桥之间采用浮式平台的连接方式，一方
面可以实现自动升降，无需动力、人员看管等，另一方面，
低水位浮式平台坐在定位桩牛腿上，节省了下部结构的造价。
该结构型式在大水位差旅游码头中具有良好的推广价值。
参考文献
[1] 李专.浮动码头自动调节踏步钢引桥及其定位装置在水利
风景区的实践应用[J].水利建设与管理，2015，35（10）：
66-68.
[2] 余俊成.浮码头活动钢引桥定位及自动升降装置[J].港口
装卸，1996，（02）：37-38.
[3] 余俊成.我国内河第一座钢引桥自动升降浮码头[J].中国
水运，1996，（03）：26-27.
[4] 祖福兴，李洪英.钢导桩定位浮趸自动升降的大水位差浮
码头研究[J].水运工程，2010，（05）：108-110+125.