平潭桥设计课件

1、新建福州至平潭铁路,中铁大桥勘测设计院集团有限公司,平潭海峡公铁两用大桥,2013年 12月,设计简介,平潭桥设计,简 介 内 容,一、工程概述 二、建设条件 三、主要技术标准 四、总体设计,五、桥梁主体结构设计 六、桥梁附属及其他工程 七、指导性施工组织设计 八、工程预算,平潭桥设计,一、工程概述,项目概况 设计范围,平潭桥设计,一、工程概述,项目位于福建省中东部,平潭海峡公铁大桥,平潭公路桥,福州市,平潭岛,平潭桥设计,一、工程概述,大桥是福平铁路控制性工程 跨海桥梁全长16.34km。 我院设计全长11.15km,平潭桥设计,二、建设条件,地形地貌 气象条件 海域水文 通航状况 工程地质

2、 地震,平潭桥设计,2.1 地形地貌,陆地：低丘陵、台地和冲积平原 水域：岛屿多、地形变化大、礁石多、航道窄、水急浪高,松下岸边,人屿岛,小练岛,长屿岛,平潭桥设计,2.2 气象条件,桥址区气象站,长屿气象站,平潭站,平潭桥设计,2.2 气象条件,平潭桥设计,2.3 海域水文,平潭桥设计,2.4 通 航,松下,平潭岛,规划航道,港口航道,平潭桥设计,2.4 通 航,通航净空尺度及桥跨,平潭桥设计,2.5 工程地质,覆盖层主要为淤泥及砂土，厚度变化大，最大覆盖层达40m； 基岩主要为花岗岩、流纹岩、凝灰岩、英安岩和火山角砾岩。,平潭桥设计,2.5 工程地质,球形风化 危岩与崩塌 断裂破碎带和节理

3、裂隙带,不利地质条件,平潭桥设计,三、主要技术标准,铁路技术标准 公路技术标准,平潭桥设计,3.1 铁路技术标准,双线I 级铁路 设计速度：200km/h 最大纵坡：13,平潭桥设计,3.2 公路技术标准,高速公路双向六车道 设计速度：100 km/h,平潭桥设计,四、总体设计,桥位概况 平面设计 纵断面设计 横断面设计 桥跨布置,平潭桥设计,长屿岛,松下,人屿岛,小练岛,平潭岛,大练岛,4.1 桥位概况,平潭桥设计,4.2 平面设计,平面线形,减小桥轴线法线与水流夹角，满足通航要求； 避免过多弯折和绕行，提升服务水平； 减少征地拆迁，节省工程投资,平潭桥设计,4.3 纵断面设计,满足各通航孔

4、的通航净空要求； 满足铁路线路规范及两侧接线要求,平潭桥设计,4.4 横断面设计,航道桥,引桥,平潭桥设计,4.5 桥跨布置,桥梁分类,1) 元洪航道桥 (2) 鼓屿门水道桥 (3) 大小练岛水道桥,4) 深水高墩区引桥 (水深15m) (5) 浅水区引桥 (水深15m) (6) 陆地高墩区引桥 (平均墩高30m) (7) 陆地低墩区引桥 (平均墩高30m ) (8) 铁路路基,通航孔桥,非通航孔桥,平潭桥设计,4.5 桥跨布置,实施方案桥跨布置,元洪航道：主跨532 m钢桁混合梁斜拉桥； 鼓屿门水道 ：主跨364m 钢桁混合梁斜拉桥； 大小练岛水道：主跨336m 钢桁混合梁斜拉桥； 深水高墩

5、区引桥 跨度80m、88m简支钢桁结合梁； 浅水及陆地高墩区引桥 跨度48米混凝土箱梁； 陆地低墩区引桥 跨度40米混凝土箱梁,平潭桥设计,4.5 桥跨布置,全桥局部效果图,平潭桥设计,五、桥梁主体结构,元洪航道桥 鼓屿门水道桥 大小练岛水道桥 深水高墩区引桥 浅水及陆地高墩区引桥 陆地低墩区引桥 铁路路基,平潭桥设计,5.1 元洪航道桥,总体布置,桥跨布置：（132+196+532+196+132）m斜拉桥； 主梁公路面：有索区为钢桥面板、无索区为混凝土桥面板,平潭桥设计,主梁,5.1 元洪航道桥,公路钢桥面横断面布置,带副桁的“N”形桁架； 桁高13.5m； 节间长度14m； 主桁间距15

6、m； 公路、铁路均采用整体钢桥面板,平潭桥设计,主梁,5.1 元洪航道桥,公路结合梁横断面布置,带副桁的“N”形桁架； 桁高13.5m；节间长度14m；主桁间距15m； 公路采用结合梁，混凝土板厚40cm； 铁路采用整体钢桥面板,梁段以2个节间钢桁梁全焊桁段构造为主,平潭桥设计,斜拉索,5.1 元洪航道桥,为7mm高强平行钢丝索，最大索力1370 t； 平行双索面，索面间距35.6m，扇形布置； 梁上纵向索距14m，塔上竖向索距2.5m,平潭桥设计,主塔,5.1 元洪航道桥,塔高222m； 纵向尺寸915m，横向610m； 上横梁宽9.5m，高7.0m； 下横梁宽12m，高8.0m； 主塔斜拉

7、索锚固采用钢锚梁,平潭桥设计,主墩基础,5.1 元洪航道桥,N03#主墩设计,38根直径3.0m钻孔桩，桩长27m； 承台平面尺寸75.936m，厚7.5m，带圆端的哑铃型,平潭桥设计,主墩基础,5.1 元洪航道桥,N04#主墩设计,36根直径3.0m钻孔桩，桩长44m； 承台平面尺寸与N03#相同,平潭桥设计,辅助墩基础设计,5.1 元洪航道桥,15根直径3.0m钻孔桩； 承台平面尺寸35.618m，厚5.5m； 桥墩采用门式桥墩，顺桥向墩顶厚6.5m，横桥向宽24m,平潭桥设计,静力计算,静力结果,6.1 元洪航道桥,平潭桥设计,5.1 元洪航道桥,抗风计算,成桥或施工状态，主梁的颤振临界

8、风速均超过检验风速，满足规范要求,平潭桥设计,5.1 元洪航道桥,风车桥耦合分析,200km/h动车响应评定,平潭桥设计,5.2 鼓屿门水道桥,总体布置,桥跨布置：（128+154+364+154+128）m斜拉桥,平潭桥设计,5.3 大小练道水道桥,总体布置,桥跨布置：（80+140+336+140+80）m斜拉桥,平潭桥设计,5.4 深水区80m 88m跨度钢桁梁桥,立面布置,全桥80m简支钢桁梁共26孔，88m简支钢桁梁共8孔，总长2784m,平潭桥设计,5.4 深水区80m 88m跨度钢桁梁桥,结构设计,华伦桁架；桁高13.5m； 桁间距14m； 节间长度： 80m跨：9.6m、9.8

9、m 88m跨：10.6m、10.8m 公路面为混凝土结合板，板厚25cm； 铁路采用混凝土槽板,主梁,主梁采用整孔厂制全焊钢桁梁结构,平潭桥设计,5.4深水区80m 88m跨度钢桁梁桥,下部结构设计,下部结构共有五种类型； 铁路采用门式空心墩； 承台顶高程-3m； 钻孔桩采用直径2.8m；桩数最少8根，最多14根,平潭桥设计,5.4 深水区80m 88m跨度钢桁梁桥,静力结果,静力计算,平潭桥设计,铁路采用跨度48m的预应力砼简支箱梁，共73孔； 公路为跨径49.2m的预应力混凝土连续箱梁,5.5 跨度48m箱梁,总体布置,平潭桥设计,5.5 跨度48m箱梁,铁路主梁,公路主梁,铁路采用单箱单

10、室箱梁，梁高4.0m。 公路分幅布置，采用单箱单室斜腹板箱梁，梁高3.0 m,上部结构,平潭桥设计,5.5 跨度48m箱梁,下部结构,公铁合建墩,1）公路采用分离式花瓶墩。 （2）铁路采用门式空心墩。 （3）承台顶高程-3m。 （4）钻孔桩采用直径2.0m和2.2m两种；最少桩数12根2.0m，最多桩数12根2.2m,平潭桥设计,5.5 跨度48m箱梁,下部结构,单建铁路墩,1）墩顶横桥向宽8.6m，纵向宽4.0m。 （2）空心墩，壁厚0.6m。 （3）承台顶高程-3m。 （4）钻孔桩采用直径2.0m；最少桩数10根，最多桩数13根,平潭桥设计,铁路为跨度40m的预应力砼简支箱梁，共38孔；

11、公路主梁为跨径40.7m的预应力混凝土连续箱梁,5.6 跨度40m箱梁,总体布置,平潭桥设计,上部结构,铁路主梁,公路主梁,铁路采用单箱单室直腹板截面箱梁，梁高3.5m。 公路分幅布置，采用单箱单室斜腹板截面，梁高2.5m,5.6 跨度40m箱梁,平潭桥设计,下部结构,5.6 跨度40m箱梁,1）公路采用分离式花瓶墩。 （2）铁路采用门式空心墩。 （3）基础采用明挖扩大基础和钻孔桩基础，钻孔桩直径2.0m,平潭桥设计,5.7 铁路路基,铁路路基长325.6m，公路采用40.6跨径桥梁结构； 铁路路基宽度12.3m，道床厚度0.35m；基床表层厚0.6m。 最大挖方深度约20m,平潭桥设计,六、

12、桥梁附属及其他,桥梁附属设施 风屏障设计 防船撞设计 结构耐久性设计 搭载水电管线,平潭桥设计,6.1 桥梁附属设施,1）铁路电力、通信、信号等电缆过桥布置 （2）供电系统 （3）照明系统 （4）综合接地 ( 5）通航标志灯、桥涵牌及航空障碍灯,平潭桥设计,6.1 桥梁附属设施,6）桥面附属工程 （7）铁路梁端伸缩装置及轨道调节器 （8）支座及公路伸缩缝 （9）安全及救援设施 （10）风屏障及声屏障,平潭桥设计,6.2 风屏障设计,公路风屏障,铁路风屏障,平潭桥设计,6.2 风屏障设计,公路采用条式风屏障 ，透风率50% ； 标准公路风屏障高3.6m，主塔处加高至4.4m,公路风屏障,平潭桥设

13、计,6.2 风屏障设计,铁路风屏障采用挡风板结构 ，透风率50% ； 屏障顶距铁路轨顶3.75m,铁路风屏障,平潭桥设计,6.3 桥墩防撞设计研究,桥墩防撞要求,平潭桥设计,船撞力计算结果,6.3 桥墩防撞设计研究,采用复合材料筒形防撞系统,防撞能力强，同时对船体有保护作用； 具有耐腐蚀性，且免维护,平潭桥设计,6.4 结构耐久性设计,钢结构耐久性设计,钢桁梁保护涂装采用第7防腐体系：底漆两道；中间漆一道；面漆两道。涂层干膜总厚度190m,附属结构预埋钢构件采用渗锌处理，其他采用第6防腐体系防腐,支座,采用耐候钢球型支座,平潭桥设计,6.4 结构耐久性设计研究,混凝土结构耐久性设计 采用高性能

14、混凝土，提高混凝土等级； 加大钢筋保护层，控制裂缝； 严控氯离子渗透，根据耐久性研究成果进行设计,采用防腐涂料强化措施： 涂装位置为浪溅区和水位变动区，高度范围-4.0+9.5m 的海上混凝土结构,平潭桥设计,6.5 电缆搭载方案,水管、电缆搭载,航道桥,平潭桥设计,6.5 电缆搭载方案,水管、电缆搭载,引桥,平潭桥设计,七、指导性施工组织设计,工程特点及施工方案 通航孔桥施工 非通航孔桥施工 施工工期 大型临时工程,平潭桥设计,7.1 工程特点及施工总体方案,本桥作为跨海桥，其工程特点为：风大、水深、浪高、航道多、流速大、潮汐明显，施工条件差，有效作业时间短；全长被岛屿分隔成四段，水中桥梁长

15、8.9km；海床起伏大，暗礁较多,平潭桥设计,7.1 工程特点及施工总体方案,栈桥施工段5.68km，基础先平台后围堰，混凝土梁采用移动模架,水上非栈桥施工段5.47km，基础先平台后围堰,平潭桥设计,场地布置,7.1 工程特点及施工方案,平潭桥设计,基础钻孔桩施工,7.2 通航孔桥施工,先施工导管架，并以其为基础进行钻孔桩平台的搭设,平潭桥设计,承台施工,7.2 通航孔桥施工,双壁钢围堰在工厂加工制造，下水后浮运至墩位,平潭桥设计,承台施工,7.2 通航孔桥施工,围堰在现场接高后下沉至设计高程，封底抽水进行承台钢筋、混凝土浇筑,平潭桥设计,7.2 通航孔桥施工,主塔施工,支架法施工横梁，爬模法施工主塔,平潭桥设计,7.2 通航孔桥施工,钢梁架设,利用墩旁托架安装墩顶钢梁； 其它部位两节段整体吊装；最大吊重约1250吨,平潭桥设计,先修建水中施工栈桥,7.3 非通航孔桥施工,平潭桥设计,水中承台施工,7.3 非通航孔桥施工,吊装吊箱围堰至钻孔桩平台上，再接高下沉至设计高程，封底、抽水后进行承台施工,平潭桥设计,墩身施工,7.3