工程建筑論文-潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋總體設(shè)計(jì)

1、工程建筑論文-潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋總體設(shè)計(jì)摘要：潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋全長(zhǎng)7371m，南汊主橋?yàn)橹骺?490m懸索橋，北汊主橋?yàn)橹骺?06m斜拉橋，引橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋。本文重點(diǎn)介紹建設(shè)條件、總體布置、主橋結(jié)構(gòu)、主要技術(shù)特點(diǎn)和科研創(chuàng)新工作。 關(guān)鍵詞：建設(shè)條件 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 總體布置 主橋結(jié)構(gòu) 技術(shù)特點(diǎn) 科研創(chuàng)新     1. 前言     潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋是江蘇省高速公路主骨架和五處跨長(zhǎng)江公路通道規(guī)劃中的工程，北聯(lián)同江至三亞、北京至上海國(guó)道主干線，南接上海至成都、上海至瑞麗國(guó)道主干線，同時(shí)聯(lián)接鎮(zhèn)江、揚(yáng)州兩座歷史文化名城。

2、這座大橋的建設(shè)對(duì)完善我國(guó)交通網(wǎng)絡(luò)總體布局、促進(jìn)江蘇乃至長(zhǎng)江三角洲區(qū)域的經(jīng)濟(jì)繁榮、更好地發(fā)揮長(zhǎng)江黃金水道的作用，都具十分重要的意義。     2. 建設(shè)條件     2.1 地形地貌     潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋位于長(zhǎng)江鎮(zhèn)揚(yáng)河段世業(yè)洲汊道下段。長(zhǎng)江南側(cè)為寧鎮(zhèn)山脈隆起區(qū)，屬剝蝕低山丘陵地貌；長(zhǎng)江北側(cè)為長(zhǎng)江沖積平原。橋址區(qū)地勢(shì)平坦，地表高程34m，屬長(zhǎng)江沖積平原河漫灘地。世業(yè)洲分長(zhǎng)江為北汊和南汊，長(zhǎng)江河道在該段為江心洲河型。     2.2  河

3、道根本特征     世業(yè)洲汊道上接儀征水道，下連六圩彎道，主流長(zhǎng)約。南汊為主汊，長(zhǎng)約，形態(tài)彎曲，汊道平均河寬1435m，平均水深。北汊為支汊，長(zhǎng)約13km，為順直河型，平均河寬785m，平均水深。目前，世業(yè)洲汊道北、南汊分流比為，分沙比為。歷史上鎮(zhèn)揚(yáng)河段河勢(shì)不穩(wěn)定，1983年開(kāi)始鎮(zhèn)揚(yáng)河段一期整治工程，1993年結(jié)束，經(jīng)10年整治，對(duì)制止崩塌、穩(wěn)定江岸、抑制主泓擺動(dòng)、初步控制分流比，已取得明顯效果。     2.3 水文     鎮(zhèn)揚(yáng)河段屬于感潮河段，其潮水位為非正規(guī)半日潮型，水位變化明顯，每日水

4、位兩漲兩落，漲潮歷時(shí)3小時(shí)多，落潮歷時(shí)近9 小時(shí)。受上游徑流控制，年內(nèi)水位變幅較大，歷年最大變幅達(dá)，最小變幅也有。設(shè)計(jì)百年一遇流量為95000m3/s。     2.4 通航     根據(jù)1996年1月1日起正式實(shí)施的?長(zhǎng)江下游分道航行規(guī)那么?，世業(yè)洲汊道南汊為主航道，北汊儀征捷水道全年限588kW、200總噸以下船舶航行。目前年平均過(guò)往船只2500艘/日，其中南汊約300400艘/日。根據(jù)?通航凈空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)論證報(bào)告?，南汊通航海輪的船型擬定為第三代集裝箱船和五萬(wàn)噸級(jí)巴拿馬型干散貨船；另一種船型為4413kw推輪頂

5、推16艘3000噸級(jí)分節(jié)駁船組成的江輪船隊(duì)。     南汊通航凈空要求如下：     海輪雙向通航凈寬：390m、凈高：50m；     船隊(duì)雙向通航凈寬：700m、凈高：24m。     北汊通航凈空為，凈寬210m，凈高18m。     2.5 地質(zhì)     橋位區(qū)域在基巖以上廣泛沉積著第四系松散層，南岸厚度約28m，分別為軟粘土和淤泥質(zhì)亞粘土夾粉細(xì)砂互層；世業(yè)洲岸除上述兩層外，以下為粉細(xì)砂、中粗砂等，

6、厚約50m；北岸厚度約為67m?；鶐r巖性南岸與世業(yè)洲為花崗巖；北汊及北岸為沉火山凝灰角礫巖。沿橋軸線，基巖受到斷裂帶的影響，其風(fēng)化層厚度及強(qiáng)度差異較大。     2.6 地震     根據(jù)?橋址區(qū)根本烈度復(fù)核及斷裂活動(dòng)性評(píng)定研究?，對(duì)應(yīng)50年超越概率10%的地震烈度，即本工程場(chǎng)址的根本烈度為VII度。主要斷裂活動(dòng)時(shí)代在晚更新世以前，是相對(duì)穩(wěn)定地區(qū)，從地震平安性方面考慮，建設(shè)特大型橋梁是可行的。     3. 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)     1橋梁等級(jí)：六車(chē)道高速公路

7、特大橋     2車(chē)輛荷載等級(jí)：汽車(chē)-超20級(jí)、掛車(chē)-120     3設(shè)計(jì)車(chē)速：100km/h     4橋面凈寬：不含錨索區(qū)和檢修道     5通航凈空：     南汊凈高：海輪50m、江輪24m     凈寬：海輪390m、江輪700m     北汊凈高：18m     凈寬：210m     6設(shè)計(jì)洪水頻率：1/300

8、    7設(shè)計(jì)根本風(fēng)速：    8船舶撞擊荷載：     南汊北塔橫橋向，順橋向16.3MN     北汊南塔橫橋向，順橋向9.55MN     9設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100年     10地震設(shè)計(jì)烈度：VII度     11設(shè)計(jì)通航水位：最高：7.34m     最低：-0.43m     4. 橋位   

9、;  潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋橋位位于長(zhǎng)江鎮(zhèn)揚(yáng)河段世業(yè)洲汊道尾端，鎮(zhèn)揚(yáng)汽渡上游約處。橋位北端位于揚(yáng)州市邗江區(qū)境內(nèi)的運(yùn)西園林場(chǎng)西側(cè)，經(jīng)世業(yè)洲下新灘，南端位于鎮(zhèn)江市潤(rùn)洲區(qū)龍門(mén)口附近。橋址江段被世業(yè)洲分隔成南北兩汊，其中南汊為長(zhǎng)江的主流，主要通行海輪和江輪船隊(duì)，北汊為支流。世業(yè)洲長(zhǎng)約13km，呈東西走向，平面呈菱形。由于橋位處南北兩汊斜角40度，世業(yè)洲上兩汊之間設(shè)R=1500m的平曲線。     5. 總體設(shè)計(jì)原那么     設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想：努力吸取國(guó)內(nèi)外特大型橋梁經(jīng)驗(yàn)，將大橋設(shè)計(jì)成有品質(zhì)、有創(chuàng)新、高質(zhì)量的現(xiàn)代化大橋。主要原那么如

10、下：     1認(rèn)真貫徹執(zhí)行國(guó)家的各項(xiàng)政策、規(guī)定以及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定；     2認(rèn)真落實(shí)工可與初步設(shè)計(jì)批復(fù)意見(jiàn)；     3認(rèn)真分析本工程特點(diǎn)和在路網(wǎng)中的作用、地位，結(jié)合鄰近道路的特點(diǎn)，采用合理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施規(guī)模；     4充分吸取國(guó)內(nèi)外同類(lèi)橋梁的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)；     5各專(zhuān)業(yè)有機(jī)結(jié)合，相互協(xié)調(diào)，為橋梁、道路使用者提供平安、快速、經(jīng)濟(jì)、舒適的效勞；     6在滿足橋梁、道路使用的同時(shí)，確保航運(yùn)、防洪的平安，

11、最大限度地減少對(duì)周?chē)h(huán)境的影響；     7注重橋梁美學(xué)與景觀設(shè)計(jì)，為工程區(qū)域增加新的景觀；     8精心組織、精心設(shè)計(jì)，加強(qiáng)總體協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)文件編制深度到達(dá)規(guī)定要求以上。 6. 總體布局     潤(rùn)揚(yáng)大橋全長(zhǎng)7371m，其中：南汊主橋采用主跨1490m懸索橋，北汊主橋采用主跨406m斜拉橋，引橋和高架橋均采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋。     6.1 南汊懸索橋橋跨布設(shè)控制因素     1根據(jù)河勢(shì)

12、研究報(bào)告，為穩(wěn)定河勢(shì)，南岸水中不能設(shè)墩，經(jīng)與水利部門(mén)屢次協(xié)調(diào)，為確保江邊大堤的平安，南塔墩宜設(shè)置在大堤的背水側(cè)；     2通航要求，海輪雙向通航寬度不小于390m，江輪雙向通航不小于700m。根據(jù)“通航凈空設(shè)址論證會(huì)審定意見(jiàn)，海輪通航凈空位置應(yīng)在距南岸枯水位水沫線100m以北和北岸航行基準(zhǔn)面-14m等深線內(nèi)；     3為確保長(zhǎng)江行洪平安以及方便施工，北錨碇宜置于岸上；     4北塔墩為減小對(duì)河勢(shì)影響和船舶撞擊影響，應(yīng)設(shè)在世業(yè)洲南側(cè)淺水區(qū)。     根據(jù)上述原那么，經(jīng)多方

13、案比選，南汊主橋選用1490m單跨雙鉸鋼箱梁懸索橋。     6.2 北汊斜拉橋橋跨布設(shè)控制因素     1根據(jù)勘察報(bào)告，北汊江中有一東西走向的地質(zhì)斷裂帶，北汊主橋墩應(yīng)避開(kāi)斷裂帶布設(shè)；     2北汊日通航船舶約2200艘，江中宜少設(shè)橋墩，盡量減小船舶撞擊橋墩的機(jī)率；      3滿足210m*18m的通航凈空，同時(shí)主橋根本跨越750m常水位寬北汊水域；     4斜拉橋不進(jìn)入平曲線范圍。    

14、 根據(jù)以上原那么，北汊主橋選用176+406+176m三跨斜拉橋橋型。     7. 主橋結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點(diǎn)     7.1 南汊懸索橋     1主纜系統(tǒng)      綜合考慮橋位地形、河勢(shì)、通航、橋位線型及構(gòu)造統(tǒng)一等因素，南汊橋采用470+1490+470m三跨雙絞懸索橋。矢跨比經(jīng)四種不同方案比擬，在成橋狀態(tài)下，根據(jù)全橋整體剛度及經(jīng)濟(jì)性的分析比擬，確定矢跨比為1/10。主纜鋼絲采用強(qiáng)度為1670Mpa的鍍鋅高強(qiáng)鋼絲，鋼絲直徑。主纜共兩根，平面間距，

15、由平行鋼絲索股組成，每股含127根鍍鋅高強(qiáng)鋼絲，每根主纜為184股，空隙率在索夾處和索夾外分別為18%、20%，相應(yīng)主纜外徑分別為895mm、906mm。     吊索材料選用耐久性好的平行鋼絲束股，為1670Mpa的鍍鋅高強(qiáng)鋼絲，鋼絲直徑，其外采用PE防護(hù)套防護(hù)。索夾采用鑄鋼，吊索上、下端均為順橋向銷(xiāo)接的連接方式。由于剛性中央扣能使纜、梁在跨中處相對(duì)固定，對(duì)梁的縱橫向位移進(jìn)行約束，從而有效的改善吊索受力狀態(tài)，尤其是跨中短吊索的受力性能，本橋設(shè)計(jì)在跨中加設(shè)剛性中央扣連接。     2加勁梁     加勁梁

16、采用全焊扁平流線形封閉鋼箱梁斷面，整體性好，滿足抗風(fēng)穩(wěn)定性的要求。箱梁標(biāo)準(zhǔn)梁段長(zhǎng)，中心線處梁高，頂板寬，檢修道寬，設(shè)置在尖嘴外。箱梁總寬，高跨比1/497，寬跨比。吊索與耳板為銷(xiāo)接。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段焊接連成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)吊裝段，吊裝重量約471t。     箱梁主體結(jié)構(gòu)采用Q345-D鋼。頂板和斜腹板厚14mm，底板厚10mm，采用8mm的U型肋和球頭鋼加勁。橫隔板縱向間距3m。     3索塔     懸索橋主塔設(shè)計(jì)應(yīng)符合其受力特點(diǎn)，同時(shí)注重美觀方面的要求。索塔由兩個(gè)塔柱、三道橫梁組成的門(mén)式框架結(jié)構(gòu)，塔高約210m

17、。塔柱為鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)，橫橋向兩個(gè)塔柱斜置，底部外形尺寸，頂部。塔柱壁厚采用雙向變壁厚，橫梁為預(yù)應(yīng)力混凝土空心箱型結(jié)構(gòu)。根底為直徑鉆孔灌注樁。     4錨碇     設(shè)計(jì)采用重力式錨體、預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)。初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)階段對(duì)錨碇根底分別采用凍結(jié)法、地下連續(xù)墻、沉井等方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬，為穩(wěn)妥起見(jiàn)，最后采用帶案投標(biāo)方案。南錨根底采用鉆孔樁圍護(hù)加凍結(jié)止水圍幕、鋼筋混凝土內(nèi)支撐方案，平面為矩形，根底底標(biāo)高-26m，開(kāi)挖、封底完成后，在開(kāi)挖完成的內(nèi)部空間用混凝土進(jìn)行填充。北錨根底采用地下連續(xù)墻方案，平面為矩形，根底底標(biāo)高-45m，邊

18、開(kāi)挖、邊支撐，封底完成后，現(xiàn)澆鋼筋混凝土隔倉(cāng)，再分別回填混凝土或砂水。 7.2 北汊斜拉橋     1索塔     索塔采用空間索面花瓶型混凝土塔柱，設(shè)置三道橫梁，橫梁中張拉預(yù)應(yīng)力，以滿足塔柱受力要求，索塔總高約145m。根底為直徑鉆孔灌注樁。     2加勁梁     采用扁平閉口流線型鋼箱梁，滿足抗風(fēng)穩(wěn)定性要求。箱梁標(biāo)準(zhǔn)段長(zhǎng)15m，沿中心線梁高，箱梁總寬，高跨比1/135，寬跨比。箱梁主體結(jié)構(gòu)采用Q345-D鋼，采用懸臂拼裝方法施工，吊裝重量約246t。箱梁頂板

19、和斜腹板厚14mm，底板厚12mm，頂?shù)装宸謩e采用8mm和6mm的U型肋加勁。橫隔板間距，箱梁內(nèi)設(shè)有兩道縱隔板。加勁梁在索塔處設(shè)有豎向彈性支座，橫向固定支座約束，縱向?yàn)槠◇w系。     3斜拉索     采用鍍鋅鋼絞線拉索，為空間扇形雙索面體系。拉索由多股無(wú)粘結(jié)高強(qiáng)度平行鋼絞線組成，采用雙層HDPE套管進(jìn)行防護(hù)。斜拉索與塔的錨固方式為在塔壁內(nèi)設(shè)置齒板，與主梁的連接采用鋼錨箱焊接于上斜腹板上的錨固方式。斜拉索的減振采用HCA斜拉索減振器與減振橡膠塊共同作用方式。      8.科研與創(chuàng)新

20、60;   潤(rùn)揚(yáng)大橋是我國(guó)公路建橋史上工程規(guī)模最大、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)最高、技術(shù)最復(fù)雜的懸索、斜拉、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁組合的特大型橋梁工程。從勘察設(shè)計(jì)開(kāi)始就高度重視科研與創(chuàng)新工作，結(jié)合勘察設(shè)計(jì)共進(jìn)行了30余項(xiàng)專(zhuān)題研究和科研試驗(yàn)，為橋位選擇和橋梁方案比選提供了科學(xué)的依據(jù)。目前在專(zhuān)題研究的根底上，進(jìn)一步開(kāi)展的科研試驗(yàn)工作如下：     1懸索橋中央索扣對(duì)整體結(jié)構(gòu)受力影響分析；     2懸索橋鋼箱梁局部應(yīng)力分析研究含中央索扣研究；     3復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑樁承載試驗(yàn)和根底變形數(shù)值模擬研究；     4北錨碇特大深根底關(guān)鍵技術(shù)研究；     5懸索橋鞍座結(jié)構(gòu)分析及實(shí)測(cè)研究；     6主纜防護(hù)系統(tǒng)、索股制造及架設(shè)、吊索防水研究；     7斜拉橋索塔節(jié)段錨索區(qū)足尺模型試驗(yàn)；