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文档简介
1、港珠澳大桥的概况:港珠澳大桥是中国乃至世界交通发展史上的一项伟大的工程,作为其顶托者、支持者和建设者,惟有置身于国家和世界交通发展的历史坐标系中思考问题、审视问题,才能赋予它丰富的内涵并让它放射出闪耀的光辉。港珠澳大桥作为具有国家战略意义的世界级跨海通道,它将逐步改变珠三角两岸三地的社会经济格局,将构建一个庞大的重要的1小时交通、生活、经济圈及城市群,对打造中国重要的一极经济带和城市群具有不可估量的作用。1.1 1.1 对港珠澳大桥项目的理解对港珠澳大桥项目的理解港珠澳大桥的建设目标定位为:“建设世界级跨海通道、为用户提供优质服务、成为地标性建筑。”项目建设意义:港珠澳大桥是具有国家战略意义的
2、世界级跨海通道,大桥跨越珠江口伶仃洋海域,是连接香港特别行政区、广东省珠海市、澳门特别行政区的大型跨海通道,是国家高速公路网规划中珠江三角洲地区环线的组成部分和跨越伶仃洋海域的关键性工程。其主要功能是解决香港与内地及澳门三地之间的陆路客货运输要求。改善珠江西岸地区的投资环境,加快产业结构调整和布局优化,拓展经济发展空间,提升珠江三角洲地区的综合竞争力,保持港澳地区的持续繁荣和稳定,促进珠江两岸经济社会协调发展。1.1 1.1 对港珠澳大桥项目的理解对港珠澳大桥项目的理解港珠澳大桥位及主要控制点:工程采用石湾拱北/明珠的线位方案,路线起自香港大屿山石湾,接香港口岸,经香港水域,沿23DY锚地北侧
3、向西,穿(跨)越珠江口铜鼓航道、伶仃西航道、青州航道、九洲航道,止于珠海/澳门口岸人工岛,总长约35.6公里。DB02标段:桩号K29+237至K35+890,包括浅水区非通航孔桥、九州航道桥、珠澳口岸人工岛连接桥,以及珠澳口岸人工岛大桥管理区互通立交设计技术标准:(1)公路等级:高速公路;(2)设计速度:海中桥梁设计速度为100km/h;(3)行车道数:双向六车道;(4)设计寿命:120年;(5)建筑限界:路面总宽度:33.10m;(6)最大纵坡:3%;(7)路面横坡:桥面横坡:2.5%;(8)设计荷载:汽车荷载采用公路-I级。活载等级提高25%,同时满足香港Structuredesignm
4、anua l forhighwaysandrai lways中规定的活载要求;(9)设计最高通航水位:3.52m(1985国家高程基准);(10)设计最高水位:3.82m(1985国家高程基准);(11)设计通航净空:九州航道桥通航净空尺寸 40m高x210m宽;(12)地震设防标准:地震基本烈度为VII度;(13)设计洪水频率:1/300。建设条件: (1)地形地貌:工程场地大致可分为三大地貌区,即西部丘陵区、东部低山丘陵区、中部和南部伶仃洋水域。在西部丘陵区零星发育台地、冲海积平原、滨海平原和泻湖平原;在东部低山丘陵区发育台地。(2)气象:工程区域北靠亚洲大陆,南临热带海洋,属南亚热带海洋
5、性季风气候区。桥区天气特点温暖潮湿、桥位区处于热带气旋路径上,登陆和影响桥位的热带气旋十分频繁。桥址区域年盛行风向以东南偏东和东风为主。(3)水文:设计水位、设计流速、潮汐特征、海床特征、基础冲刷等采用前期相关专题研究成果(4)航道:九州航道为人工航道,是珠海港对外航运的通道,通航吨级为10000t。各小船航道通航吨级为500t。桥梁船舶撞击力为:九州航道桥:主墩29.1MN,过渡墩20.0MN 浅水区非通航孔:4.5MN(5)航空:九州航道桥限高为122m。(6)工程地质:工程地质层共分9个大层组、40个亚层。从上到下依次为全新统海相沉积物,晚更新统晚期陆相沉积物,晚更新统中期海相冲积物,晚
6、更新统早期河流相冲积物,残积土;属燕山第三期(52(3)细粗粒斑状花岗岩;震旦系(Z)混合片岩;震旦系(Z)混合花岗岩;断层角砾夹泥。施工图设计工作原则: 施工图设计遵循 “安全、适用、耐久、美观、环保、经济、先进、成熟”的原则,在设计中充分吸收采纳国际先进、成熟的跨海通道建设理念及技术。根据港珠澳大桥技术设计要求和交通运输部对初步设计成果的批复意见,提出设计优化或修改。施工图设计满足以下要求:(1)符合项目建设条件特点,工程质量、结构耐久性、标志性工程的要求。 符合材料先进性、结构先进性、工艺先进性、管理先进性、景观地标性设计目标,使本工程成为技术领先、管理先进、品质优良、景观构思独特、意境
7、优美的标志性工程;(2) 坚持工法与结构设计紧密结合,在设计中积极贯彻“大型化、工厂化、标准化、装配化”的施工方案和工艺(3) 努力实现人工构筑物与自然界和谐共存(4) 对重大方案贯彻深入论证、全面比选、精心设计的原则(5) 科研与设计紧密结合,提高自主创新能力的原则。(6) 树立科学务实的建设理念及目标,吸纳当今国际最优秀的思想及技术,立足高起点,在一个世界级通道平台上组织设计、建设,(7)基于本项目120年的设计使用寿命要求和项目营运要求,在结构和构造设计中,充分考虑结构的可检、可达、可修、可换、可控和可持续性;(8)满足结构各部分的使用、管理、养护功能要求,具有足够的安全度和耐久性。施工
8、图设计工作内容: 总体设计(1)配合DB01标完成在初步设计阶段尚未解决的设计问题,落实相关报批;以及桥轴线设计方案优化;设计界面协调;(2)桥梁设计手册、维护手册编写;(3)大型临建设施及场地设计;(4)航道、航运及航空安全防护装置设计;(5)桥梁景观设计优化;(6)设计配套专题研究。桥梁结构分析与施工图设计(1)通航孔桥梁与非通航孔桥梁的结构静力、动力、活载、地震、风载、船撞分析、水力水流分析、海浪冲击力及上浮力分析、钢结构疲劳应力分析;(2)通航孔桥梁与非通航孔桥梁的结构设计;(3)桥梁排水系统及暴雨污染防护系统设计;(4)桥面铺装系统设计;(5)护栏、中央分隔带及风障设计(6)桥梁耐久
9、性保护设计(7)桥梁预留预埋设施设计(8)桥梁检测及维护系统设计(9)桥梁防撞装置、防雷装置,航空及航运警示标、VTS系统等桥梁安全保护系统设计;施工图设计工作内容: 施工招标配合、施工方案及施工组织(1)施工监测系统设计;(2)施工方案及施工工艺设计(基础、下部结构及上部结构);(3)施工安全及施工风险控制设计;(4)施工工期、进度及里程碑要求; (5)环境保护、污染控制、自然生态补偿设计;(6)白海豚、海洋生物保护及施工环境监控设计;(7)施工疏浚及临时通航航道疏浚设计;(8)施工及质量验收标准补充和审查;(9)阶段施工分段及组织;(10)施工监控及管理要求;(11)特殊结构单元及装置的安
10、装施工及规范要求;(12)施工工程量清单;(13)施工招标服务,以及后续施工、交工及竣工服务等;运营维护与检测(1)桥梁设计手册(后期运营维护补充要求);(2)桥面铺装维养技术、再铺装技术及施工要求;(3)钢箱梁无损检测技术、设备要求及常规检测技术要求;(4)斜拉索无损检测技术、设备要求、常规检测及拉索更换施工要求;(5)结构耐久性防腐涂层及腐蚀率检测技术;(6)支座、伸缩缝的维护与更换施工方法及预留;(7)涂装维护技术、再涂装技术及施工方法;(8)钢箱梁内部湿度控制系统检修与维护技术;(9)桥梁安全保护系统检修与维护技术;设计成果提交明细:1、桥区建筑材料的质量、储量、供应量及运输条件报告;
11、2、按设计寿命及耐久性要求进行的原材料、混合料设计及工艺试验要求;3、桥位附近大型预制场的适用性、大型临建设施位置、规模及运输条件调研报告;4、大型砂源及抛泥区位置,报批手续的完成情况;5、建设条件资料收集及专题研究报告;6、桥轴线设计方案,平、纵、横设计,与口岸工程的设计衔接,施工界面及工序划分;7、通航孔桥及非通航孔桥不同代表区段的水文资料及冲刷深度研究报告;8、后续关键技术研究推荐表;9、九洲航道桥上下部及基础结构设计,施工方法及施工工法设计;10、浅水区非通航孔桥上下部及基础结构设计。施工方法及施工工法设计;11、项目配套专题究;12、桥梁各部分结构养护原则,检测要求及范围、使用寿命及
12、养护、更换要求;13、桥梁景观与整体环境的协调性分析;14、结构静、动力计算分析,主要计算结果和分析结论;15、附属工程设计;包括桥梁防撞、防雷击、航空警示、通航警示标识、VTS 等;16、环保措施设计,施工及运营过程中的环保方案设计;17、桥梁耐久性设计;18、占用海域、海域征用,禁航水域限制;19、桥梁建设方案风险性评估报告20、地震动参数及桥梁抗震设计;21、施工方案及工期安排对港珠澳大桥施工图设计拟采用标准体系的理解港珠澳大桥连接香港、珠海和澳门地区,三地各自的技术标准及技术规范存在差异,大桥作为一个统一的整体,由三地共建,设计和施工的规范、质量与技术标准应符合内地适用法律及工可报告有
13、关规定,大桥勘察设计采用的标准规范既要满足内地关于道路、桥梁、疏浚等方面的国家标准规范;也要满足香港、澳门特区政府关于道路、桥梁、疏浚等方面的标准及规范;准及规范;同时参考部分国外设计标准及指南。初步设计阶段组织编制了港珠澳大桥项目设计指导准则。由于本项目大量使用钢结构,我公司将根据施工图设计需要,结合施工图设计阶段专题研究成果,编制港珠澳大桥主体工程桥梁设计手册,作为补充设计规范指导桥梁设计,经业主审批后实施。 对港珠澳大桥初步设计成果的理解根据广东省交通运输厅预审意见,预审专家意见、港澳特别行政区主管部门意见和咨询联合体咨询意见,初步设计联合体针对桥梁总体线形、非通航孔和通航孔桥梁的推荐方
14、案作了详细设计,作为报部审查和交通运输部专家评审会的初步设计文件。 根据交通运输部的审查和批复意见,初步设计联合体针对桥梁总体线形和通航孔桥作了补充详细设计。同时也针对非通航孔桥作了桥梁技术设计。桥梁技术设计主要包括:深水区非通航孔桥三个方案的进一步同深度比选(110m整墩整幅钢箱梁连续梁桥方案、130m整墩整幅钢箱梁连续梁桥方案和118m分墩分幅预应力混凝土连续钢构桥方案),浅水区非通航孔桥三个方案的进一步同深度比选(85m整墩整幅钢箱梁连续梁桥方案、85m分墩分幅预应力混凝土连续钢构桥方案和85m整墩分幅组合梁)。技术设计还包括了珠澳口岸人工岛结合部连接桥优化设计及钢桥面铺装优化设计。施工
15、图设计完全按交通部批复意见执行本次施工图设计。对港珠澳大桥初步设计批复意见及桥梁技术方案评审意见的理解广东省及交通运输部对港珠澳大桥初步设计的批复认为,总体布置和路线走向符合可行性研究报告批复要求。(1)九州航道桥初步设计批复同意采用85m+150m+298m+150m+85m双塔独柱中央索面钢箱梁斜拉桥方案,以及风帆形索塔,并从方案布局、船行视点点、美学等方面,对桥梁造型和结构设计做进一步优化。与非通航孔桥相连处中央分隔带的变宽过渡设计进行优化。受航空限高的限制,九州航道桥的跨径组成调整为:85m+127.5m+268m+127.5m+85m。对钢箱梁构造、高度进行比较,使航道桥与非通航孔桥
16、的梁高一致或外观变化顺畅。索塔仍采用风帆形索塔。(2)浅水区非通航孔桥,原则同意采用85m跨径整墩整幅钢箱梁连续梁桥,下部采用整体墩台。并要求进行技术设计,与混凝土连续梁桥进行比选。(3)对于珠海口岸互通,根据规划,优化互通立交的布局,减小工程规模,以改善收费站的设置条件。技术设计(1)技术设计针对浅水区非通航孔桥85m跨径整墩整幅钢箱梁连续梁桥、分墩分幅混凝土连续刚构桥以及整墩整幅钢混组合梁桥进行了技术经济比较,考虑到施工标准化、长大纵坡钢桥面铺装及景观、养护和工期等因素,在施工图设计阶段采用85m跨径钢混组合梁方案。(2)技术设计对下部结构开展了预制墩台与无承台方案比选,细化了预制墩台与基
17、桩的连接构造及施工工艺。在施工图设计阶段,结合钢管复合桩受力性能研究,进一部完善桥梁下部结构及基础方案,结合区域地质情况,特别是施工装备、能力和经验等因素,完善钢管复合桩的受力机理和构造,确保基础安全;同时完善预制承台与基桩连接构造方案。(3)技术设计结合钢桥面铺装方面的研究成果,优化了设计方法、工作内容、主要技术要求和关键技术指标。在DB02标,只有九洲航道桥为钢桥面,在施工图阶段,配合科研单位,继续做好钢桥面铺装的试验研究和分析论证,优化铺装方案和结构设计。可变动部分设计方案比选及不可变动部分优化的主要内容 可变动部分设计方案比选(1)总体设计优化: 通过纵坡和航道调整,消除交通安全隐患;
18、调整珠海口岸布局,优化终点互通立交的布局,减小立交规模,改善收费站的设置条件。改善路面排水及行车视觉效果。(2)桥梁景观设计优化:重点追求桥梁结构功能与自然环境、时代特征及地域历史文化的完美结合,以及与人工岛、隧道、周围环境的整体协调性。(3)通航孔桥梁结构设计优化:通航孔桥梁结构设计优化结合景观设计优化进行,重点在于优化通航孔桥与非通航孔桥连接过渡段设计,阻尼装置布设设计优化;索塔与主梁固结的构造设计及局部构造处理优化;索塔结构设计优化。(4)非通航孔桥结构设计优化:优化钢梁结构细节。根据先简支后连续施工方法,考虑永久支座与临时支点以及后期支座更换的需求,优化墩顶梁体合拢细节以及支点布置方式
19、和构造细节,简化施工。优化悬臂混凝土板与钢梁连接细节;优化墩身外形及截面,调整墩身与承台连接方式;优化桩基;可变动部分设计方案比选及不可变动部分优化的主要内容 不可变动部分的主要内容及总体思路根据招标文件的要求,DB02标不可变的部分主要包括桥型和桥跨布置:(1)通航孔桥九洲航道桥主跨268m双塔钢箱梁斜拉桥方案。(2)非通航孔桥 浅水区非通航孔桥采用85m跨径整墩分幅连续组合梁方案,下部结构采用预制墩台、群桩基础; 珠澳口岸人工岛连接桥采用预应力混凝土连续刚构方案,主梁采用单箱截面,下部采用实体墩、群桩基础。勘察设计总体工作思路的规划(1)全面理解港珠澳大桥项目特点及施工图设计阶段的工作特点
20、,严格遵循港珠澳大桥的相关技术准则、标准和规范。(2)综合考虑结构的安全性、适用性和耐久性;以及作为地标建筑的历史、文化和景观要求;(3)施工方案的安全可靠性、可实施及可操作性、技术先进性、经济合理性;(4)遵循全寿命周期成本的设计理念,充分考虑营运维护的快捷、便利性,技术先进性;(5)按要求的时间节点,提交中间阶段成果报告、设计文件及图纸; (6)服从业主的行政管理和技术监督;(7)尊重和保护知识产权。工作方案施工图设计按四步骤进行,即准备工作外业勘测施工图设计设计审查。工作进度收到中标通知书后1个月内,提交施工图阶段勘察设计详细工作大纲;合同签订1个月内,提交施工图勘察设计QA /QC 管
21、理计划、施工图勘察设计接口/界面管理计划和施工图勘察设计风险管理计划;合同签订4个月内,完成桥梁设计手册编写,完成全部工程相关界面协调及报批手续;合同签订6个月内,完成地质详勘工作;合同签订10个月内,按照经业主审批通过的设计成果提交计划,陆续提交设计图纸、施工要求、工程量清单等中间成果,以及专题研究报告送审稿;合同签订11个月内,提交经咨询人逐页审核签认的分标段施工图设计及预算文件送审稿;提交相应标段的桥梁设计手册(送审稿);在通过施工图设计审查1个月内,提交结合专家、咨询单位和上级主管部门审查意见修改后的正式施工图设计文件、施工要求、工程量清单;收到甲方书面通知2个月内,按业主招标工作要求
22、提交招标资料,包括招标图纸、施工技术规范、参考资料和工程量清单文件等;招标资料准备过程中应主动与咨询就有关编制要求等进行协调统一。勘察设计及专题研究的质量保证体系认真贯彻我公司“精心勘设、服务第一”的质量方针,制定严格的质量管理体系及控制流程,明确本项目质量方针、质量目标、技术管理、技术指令与技术信息的传递与反馈、图纸及专题研究成果审查、技术文件编制、施工组织与重大专项施工方案等后续服务工作。 以公司已建立并经认证的QHSEMS质量环境职业健康安全体系进行项目的过程管理,建立本项目的内部质量管理体系并制定内部专项质量保证计划,报业主审查通过。以保证各项工作的质量。针对本项目制定切实可行的质量控
23、制流程,设立专业齐全、人员结构合理的测设项目组,调配专业基础扎实,设计经验丰富的高素质勘设队伍,项目负责人及各分项负责人全职工作,处理好各专业之间的技术接口,确保本项目达到我院最高质量水平。工程地质勘察方法及要求为了确保勘察质量,本次采用地调、钻探、物探、原位测试、岩土试验等方法,各种资料综合分析,相互印证。工点类型钻孔数量(个)钻孔设计孔深(m)钻探进尺(m)物探测线(m)CPTU孔(深度/个)测井孔(个)九洲航道桥361204320浅水区九洲航道桥以东非通航桥孔10455907280浅水区九洲航道桥以西非通航桥孔25501152000珠港口岸连接主线桥23501150珠港口岸立交匝道桥29
24、651885合计钻孔217166358000400/812地质调绘3km2(比例尺1:2000)勘探工作根据勘探工作量布置原则,预计钻探、钻孔217个(其中技术性孔105个、一般孔112个,总进尺16635m。CPTU孔8个,进尺400m,测井孔12个,物探测线长度8000m(根据现场实际情况确定)平面:项目主体工程起点位于粤港分界线,桩号为K5+972.454 设计终点位于各匝道与珠澳口岸分界线的交点。纵面:九洲航道桥纵坡为2.75%,变坡点设在主跨中心,浅水区非通航孔桥和珠澳连接桥纵坡由2.75%降为2%。横断面:海中桥梁横断面总宽度为33.1m,通航孔桥由于桥型布置需要,采用“路缘带、行
25、车道及护栏对齐,中央分隔带变宽”的方式,实现横断面的变化。中央分隔带变宽采用高次抛物线渐变。 采用双塔钢箱梁斜拉桥,桥跨布置为85+127.5+268+127.5+85,两个索塔皆与主梁固结,辅助墩设竖向支撑及横向支座,过渡墩设竖向支撑及横向支座。W2W1通 航 净 空 210 40m珠 海 、 澳 门香 港WTETE1E2693m85m128m268m128m85m九洲航道桥进行了如下优化:1、主梁断面优化:根据初步设计文件及招标文件,主梁采用钢箱梁,中心梁高为3584mm。为了保证主引桥过渡平顺,本设计对原方案进行了两种形式的优化:方案一主桥统一将主梁中心梁高提高为4500mm,保证与引桥
26、在道路中心线处梁高相等,在立面上不存在突变,视觉效果好,但会相应增加造价。方案二主梁在过渡墩处2m范围内梁高为4500mm,通过10m的过渡段变化为3584mm,视觉较为流畅,同时造价提高较少。推荐采用方案二。 设计主梁采用“正交异性桥面板钢箱梁”方案。桥面宽39.3m,在中间留出6.7m宽的分隔带,梁高3.578m,顶板悬臂长度为5.5m,外腹板为斜腹板,内腹板为直腹板,拉索锚固位置位于中央直腹板处。 1505075055002690114603500桥面铺装500335039300/2114602690550039300/23350750150505002.5%2.5%钢 截 面 类 型
27、3钢 截 面 类 型 21117540050030040045010006005433(钢截面类型3)2000(钢截面类型2)3742(钢截面类型1)钢 截 面 类 型 14000-50794000-50795079-56565079-56565656-100005656-90002、索塔结构及施工方案优化对索塔以及曲臂部分进行了详细的节段划分,细化了各个索塔节段内横隔板的布置形式以及规格并对各个塔柱节段的具体连接方式进行了细化。经一步加强了下塔柱防腐措施,增加了下塔柱耐候钢的用量,耐候钢用量较招标文件增加821t。优化了索塔壁板以及相应加劲肋的厚度;索塔壁板厚度由原来的36mm、60mm优化
28、为40mm、50mm和60mm三种;加劲肋规格由原来的30mm350mm、40mm450mm、48mm500mm三种规格优化为24mm300mm、30mm350mm、40mm450mm三种规格;优化后索塔部分总用钢量较招标文件降低了845.58t。增加了人孔、索塔电梯的布置位置。同时对索塔施工方案进行如下优化,下塔柱为钢结构。先利用海上吊机整体吊装;下塔柱施工完毕后,利用大型浮吊,在临时承重支架上安装桥面钢箱梁;上塔柱由原初步设计阶段阶段吊装改为现场拼装整体起吊施工方案。3、约束系统优化:根据初步设计文件及招标文件,本桥约束体系为塔梁固结,辅助墩、过渡墩处设纵向滑动支座。考虑到本桥桥址处地震动
29、加速度峰值较大,地震作用强烈,特在辅助墩和过渡墩上设计纵向阻尼限位装置,以减小地震位移,同时也可减小地震内力。7x85m(标 准 联 )香 港 侧珠 海 、 澳 门 侧采用主跨 85m 为主的分幅组合连续梁方案+整幅墩身方案,对85m组合梁方案的重点考虑:1是本桥需采用高品质钢材,存在施工期钢材价格上涨风险。2是箱内抽湿机系统维护昂贵,3是施工复杂,基于以上原因提议采用分幅预应力混凝土刚构连续梁桥,单墩身方案。主梁采用单箱单室分幅等梁高组合连续梁,梁高4.3m。顶板采用C60 混凝土,宽16.3m,顶板厚28cm,与腹板相接处板厚50cm。底板及腹板采用Q345qD,底板厚为2040mm,腹板
30、厚度为1822mm。横隔板采用桁架式构造,间距4m;横肋板采用框架式构造,间距4m,横隔板与横肋板交替布置。支座处横隔板采用实腹式构造。331002000(中 央 分 隔 带 )155501555043004300桥梁中心线钢梁分段与墩顶支点布置施工方法确定为整孔简支吊装,然后在现场简支变连续,对于梁体节段划分及支点处构造措施处理方案进行了以下几种方案的比选:方案1:在墩顶设置结合段,一侧梁体吊装到位后首先搁置于可以三向调节的临时支撑上,然后吊装结合段,调整定位后,利用螺栓临时固结,进行接缝焊接,然后吊装另外一侧梁体,同样放置于可三向调节的临时支撑上,调整定位后临时固结并焊接。这种方案在空间较
31、为局促的墩顶区域对应于每一临时支撑处,都需要设置一道强大的实腹式横梁,而且必须有两道拼接缝,拼装定位精度控制现场焊接质量,现场焊接工作量较大。方案2与方案1相比,减少了一道接缝,不设墩顶结合段,前一段梁体吊装就位并调整安装完成后,吊装后一段梁体,首先搁置于临时支撑上,调整定位后,自然落梁至永久支座,临时固结并焊接。这样,就减少了一道实腹式横梁和一道焊接接缝,简化了墩顶段构造,也减少了现场焊接工作量,而且本桥桥墩横桥向宽度与上部结构梁底同宽,施工阶段的支座顶升起顶位置以及日后更换支座的临时起顶位置布置也较为紧张,临时支撑处可作为施工节段支点升降位置以及今后进行更换支座等后续维护工作的临时起顶位置
32、,方便了施工阶段内力调整的操作和后续维护工作。方案3:将接缝移出墩顶区域,放置于内力较小的L/5区域,第一段边跨梁吊装长度稍长,后续跨吊装时,为了进行临时固结以进行焊接连接,需布置如图所示吊挂构造。这种方案的优点在于将钢梁接缝设置于受力较小的正负弯矩交汇区,但缺点是在架设过程中将接缝设置于梁体跨中,需要额外添加吊挂设施,构造和施工工序都较为复杂,钢梁的焊接连接无法在一个较为稳固的平台上进行操作,质量控制较为困难。综合考虑,结合受力分析、构造措施、施工条件等多方面的因素,确定采用方案2作为钢梁划分以及支点处的构造处理方案。支点构造处理方案1示意图支点构造处理方案2示意图支点构造处理方案3示意图负
33、弯矩区设计施加体外预应力。通过设置一定的体外预应力束,改善混凝土板特别是负弯矩区应力,满足耐久性设计条件。本桥在单幅箱梁内设置6束s15.2-27体外预应力钢束。支点区域双结合措施支点负弯矩区钢梁底板始终处于受压状态,从强度和稳定角度出发都需要配备较厚的钢板,但这一部位又需要进行现场焊接,厚钢板的现场焊接质量难以得到有效的控制。在此范围内,将钢梁底板与混凝土板组合受压,能发挥混凝土的材料性能特点,且其自重的增加对支点及整个结构的弯距产生的影响有限。正弯矩区钢结构应力水平改善措施在梁体预制阶段支撑系统的布置设计时,给钢梁底板施加一定的预压力。在钢梁拼装完成以后,根据需要,在其上按一定要求铺设预制
34、混凝土桥面板,钢梁受弯后,在钢梁断面内形成一定的负弯矩。墩顶负弯矩区混凝土现浇缝后浇段长度确定在支点顶升顺序和顶升量相同的条件下,对墩顶现浇缝长度取不同值时桥面板的应力状态各不相同,经计算、比较分析,取值10m比较有利。预制混凝土板顶板采用C60 混凝土,宽16.3m,顶板厚28cm,与腹板相接处板厚50cm。 全断面预制混凝土板共分为三块:中板一块,边板两块。横向布置s15.2-4以及s15.2-4两种规格预应力束。负弯矩区桥面现浇接头 预制板现浇接头采用C60微膨胀纤维混凝土;接头区钢梁顶面结合区以及剪力钉、接头钢筋等临时包覆保护。下部桥墩采用整幅墩方案。桥墩优化为空心薄壁形式,墩身采用4
35、.018.0m 截面,墩顶9m 范围内横桥向由18m 加宽至24.4m,墩顶4m范围内墩帽厚度由5.5m渐变至4.0m。墩身为空腹薄壁结构,壁厚0.60.8m。墩身连接处断面设置剪力槽,节段采用预应力粗钢筋连接。粗钢筋采用重防腐涂装,真空辅助压浆,确保其耐久性。8.5mHH15mL13m7m7m3m0.6m0.8m0.8m2m16.3m0.5m16.3mL22.3m0.7m5.9m 5.9m18m基础采用钢管复合桩方案。低墩区采用6 根直径2米桩,高墩区采用6 根基桩,直径230cm。考虑到环保和海床为软泥的情况,承台由预制改为钢板桩围堰现浇施工。底节预制墩身与承台采用现浇接缝连接。珠澳口岸人
36、工岛连接桥桥梁总长为225米,桥跨布置为447.5+35米,5跨一联,上部结构采用预应力混凝土刚构 连续箱梁。下部采用矩形截面实心墩。主 梁 标 准 横 断 面3m路线中心线16.3m13cm沥 青 混 凝 土 ( SMA)16.3m3m2.50%33.1m0.5m2.50%13cm沥 青 混 凝 土 ( SMA)封 底 混 凝 土桩长L3m墩高H线心中梁桥2 m4 . 8 2 m7 . 1 6 m珠澳口岸人工岛收费站平台位于人工岛东北角,收费站建于暗桥上。接人工岛A、B、C、D、F匝道。珠澳口岸人工岛立交A匝道桥,起点桩号AK0+090,终点桩号AK0+290,桥梁总长为200m(不含桥台耳
37、墙),桥跨布置为2(425)人工岛立交C匝道桥,桥梁总长为390m,桥面横向布置为单向2车道,桥跨布置为325+425+(25+40+25)+525m耐久性设计原则量化的定义设计使用寿命;按可更换性,将结构分为两大类:永久性构件和可更换构件;对结构所处环境条件进行分类;根据环境条件基本参数以及类似工程经验,对各区环境的侵蚀性进行评估,为确定影响结构构件耐久性和使用寿命的蜕化机理提供依据;针对威胁结构构件耐久性和使用寿命的蜕化机理,选择结构构造和材料性能;采用分阶段、多级屏障保护措施;提出如何在施工中达到所要求质量的方法;制定验证完工结构使用寿命的方法,并根据实测数据掌握结构实际使用情况,为制定
38、合理维护计划提供依据;对关键的结构构件在设计中充分考虑其在运营期间的可接近性、可检查性、可养护性和可维修性钢结构耐久性设计钢结构的附加防腐措施包括预留腐蚀厚度、涂层防腐、金属热喷涂、牺牲阳极阴极保护、外加电流阴极保护、包覆层防腐及采用抽湿系统等。混凝土结构耐久性设计混凝土构件在海洋环境下存在腐蚀现象。经过分析调查,确认混凝土构件的耐久性失效过程基本上就是氯离子侵入的过程,个别构件是碳化过程或化学腐蚀过程。防止或减缓氯化物侵蚀,需以下几个方面的配合:a.整体的结构和耐久性设计,确保结构在最大程度上易于接近、观察、维修和更换。b.适当的结构和钢筋布置及详细设计,以控制和限制裂缝宽度。c.合适的混凝
39、土配料设计。d非常可靠的施工操作程序,满足要求的现场施工质量。施工组织关键点分析主要从施工工艺选择、施工质量和环境保护等方面考虑:施工工艺(1)水上作业装配化(2)施工设备大型化施工质量(1)预制(预拼)场工厂化(2)施工作业标准化环境保护(1)施工期水下爆破作业直接伤害海豚(2)施工噪音、混浊区、环境污染物和船舶碰撞风险 施工方案选定原则根据本项目建设条件和设计方案,结合大桥功能和建设工期安排,借鉴国内外多座同类型桥梁建设的成熟经验,本桥施工方案确定原则如下:(1)尽可能采用国际上先进、成熟的施工工艺。(2)环保要求很高,施工方案应尽量采用低污染或无污染的施工工艺及设备。尤其是白海豚繁殖高峰
40、期,应尽可能降低工程施工对白海豚的干扰。(3)港珠澳大桥为超长跨海大桥,施工现场距离海岸线远,水上施工方案力求简单、安全、可靠。水上施工尽量大型化、装配化,以减少施工人员的投入、缩短海上作业时间,降低工程风险。(4)通航孔桥具有通航的功能要求,由于各航道日流量较大、交通繁忙,因此在施工过程中,应尽量减少对航道的不利干扰。(5)非通航孔桥具有线路长、工程量大、结构形式差异小等特点,因此非通航孔桥施工方案应尽量大型化、工厂化、标准化和装配化。施工方案选择项目项目施工方案及说明施工方案及说明下下部部结结构构九洲航道桥基础九洲航道桥基础复合钢管桩采用打桩船沉桩,施工期利用复合钢管桩作为钻孔钢护筒及钻孔
41、平台的主要承重复合钢管桩采用打桩船沉桩,施工期利用复合钢管桩作为钻孔钢护筒及钻孔平台的主要承重基础。回旋钻气举反循环成孔工艺。承台采用有底双壁钢套箱施工工艺。钢套箱浮吊整体安装,基础。回旋钻气举反循环成孔工艺。承台采用有底双壁钢套箱施工工艺。钢套箱浮吊整体安装,封底混凝土浇筑并满足强度要求后,抽水割除钢护筒、清理桩头进行承台施工。承台施工完毕后封底混凝土浇筑并满足强度要求后,抽水割除钢护筒、清理桩头进行承台施工。承台施工完毕后及时进行承台防撞套箱的安装。桩基及承台混凝土采用搅拌船浇筑。及时进行承台防撞套箱的安装。桩基及承台混凝土采用搅拌船浇筑。85m跨整墩分组合跨整墩分组合连续梁桥连续梁桥 基
42、础采用钢管复合桩:打桩船施打钢管桩至设计深度后,回旋钻气举反循环成孔工艺,利用水上基础采用钢管复合桩:打桩船施打钢管桩至设计深度后,回旋钻气举反循环成孔工艺,利用水上搅拌船浇筑水下混凝土。承台采用钢板桩围堰现浇施工,墩身采用在预制场集中预制,驳船运输搅拌船浇筑水下混凝土。承台采用钢板桩围堰现浇施工,墩身采用在预制场集中预制,驳船运输至架设墩位处,利用大型浮吊起吊安装。至架设墩位处,利用大型浮吊起吊安装。 珠澳口岸人工岛连珠澳口岸人工岛连接桥接桥采用栈桥配合平台方法施工钻孔灌注桩,搭设围堰拼装平台,散拼围堰,利用钢护筒下沉围堰,采用栈桥配合平台方法施工钻孔灌注桩,搭设围堰拼装平台,散拼围堰,利用
43、钢护筒下沉围堰,围堰吸泥下沉到位后浇筑封底混凝土,利用围堰壁作为模板施工承台;承台施工完成后,翻模施围堰吸泥下沉到位后浇筑封底混凝土,利用围堰壁作为模板施工承台;承台施工完成后,翻模施工墩身,履带吊机配合。工墩身,履带吊机配合。 上上部部结结构构九洲航道桥索塔九洲航道桥索塔 下塔柱采用整体吊装施工;下塔柱采用整体吊装施工; 下塔柱施工完毕后,利用大型浮吊在临时支架上安装桥面钢箱梁;上下塔柱施工完毕后,利用大型浮吊在临时支架上安装桥面钢箱梁;上塔柱为钢结构,采用大型吊机整体吊装施工。塔柱为钢结构,采用大型吊机整体吊装施工。 九洲航道桥钢箱梁九洲航道桥钢箱梁 钢箱梁厂内分节制造、船运至现场安装。索
44、塔、辅助墩、过渡墩墩顶梁段,利用墩旁临时支架,钢箱梁厂内分节制造、船运至现场安装。索塔、辅助墩、过渡墩墩顶梁段,利用墩旁临时支架,由浮吊安装。索塔区墩顶梁段安装并临时锚固后,安装上塔柱。上塔柱安装完毕后在索塔区墩顶由浮吊安装。索塔区墩顶梁段安装并临时锚固后,安装上塔柱。上塔柱安装完毕后在索塔区墩顶钢箱梁上拼装桥面吊机。采用桥面吊机小节段对称悬臂拼装其余节段。边跨钢箱梁节段在拼装场钢箱梁上拼装桥面吊机。采用桥面吊机小节段对称悬臂拼装其余节段。边跨钢箱梁节段在拼装场组拼成整体后,用大型浮吊整孔吊装。合龙顺序为先边跨后中跨。组拼成整体后,用大型浮吊整孔吊装。合龙顺序为先边跨后中跨。 85m跨整墩分幅
45、钢跨整墩分幅钢箱组合梁续梁桥箱组合梁续梁桥 钢箱采用在工厂加工成小节段,运输至箱梁预制场,钢箱小节段在拼接胎架上拼装成整孔,然后钢箱采用在工厂加工成小节段,运输至箱梁预制场,钢箱小节段在拼接胎架上拼装成整孔,然后吊装桥面预制板,浇筑湿接缝,张拉桥面板预应力,体系转化至组合梁,移至出运码头,利用大吊装桥面预制板,浇筑湿接缝,张拉桥面板预应力,体系转化至组合梁,移至出运码头,利用大型浮吊吊至运输驳船,驳船运输至架设墩位处,利用大型浮吊起吊安装型浮吊吊至运输驳船,驳船运输至架设墩位处,利用大型浮吊起吊安装 珠澳口岸人工岛连珠澳口岸人工岛连接桥接桥采用满堂支架逐跨施工,利用履带吊搭设钢管支架,安装箱梁
46、模板,绑扎钢筋,浇筑箱梁混凝土采用满堂支架逐跨施工,利用履带吊搭设钢管支架,安装箱梁模板,绑扎钢筋,浇筑箱梁混凝土,张拉预应力。,张拉预应力。 项目名称项目名称长长 度度建安费(元)建安费(元)备注备注DB02DB02标段全线标段全线6.653 km6.653 km36515072463651507246临时工程临时工程6.653 km6.653 km241341610241341610九洲航道桥九洲航道桥693m693m81201415181201415185m85m浅水区非通航孔桥浅水区非通航孔桥5440m5440m22448761872244876187珠港口岸人工岛连接桥珠港口岸人工岛
47、连接桥215m215m329382227329382227绿化及环境保护工程绿化及环境保护工程6.653 km6.653 km2389307023893070DB02DB02标段预算造价为标段预算造价为36.51536.515亿元亿元专题研究规划专题研究为本项目施工图设计的必要组成部分。设计联合体将严格按照“港珠澳大桥主体工程建设项目科研项目(专题)管理办法”制定明确的专题研究工作计划及质量保证措施。项目专题研究结合施工图设计进行,设计负责专题研究成果在施工图设计工作的吸收和应用。在设计过程中与专题研究单位紧密沟通密切配合,通过技术调研、理论分析、试验研究、数值模拟等技术手段进行,对专题研究成
48、果、技术结论、试验原始资料、试验记录的可靠性,准确性作出判断后,对设计参数进行修正。制定明确的专题研究质量职责,制定并贯彻实施项目的质量保证措施,对专题研究质量负责。对于国家科技支撑计划项目内的研究子课题,加强与专题承担单位的沟通、协调及配合。对于本施项目组织实施的配套专题研究课题,设计中对专题研究成果、技术结论、试验原始资料、试验记录的可靠性,准确性作出判断,对设计计算参数的选用及专题研究成果的实施负完全责任。成立科研项目组,抽调桥梁分院和科研中心骨干人员专职负责科研进度和质量。项目组长负责科研项目的工作大纲评审、中间检查、成果验收、奖项申报等工作,跟踪了解科研项目进度和质量情况。分项负责人
49、负责与协办单位和科研项目承担单位对口联系、协调。负责承担项目的组织管理与协调工作,为承担单位提供必要的支持条件,组织和主持项目的评审、验收,负责科研成果鉴定、奖项申报等工作。确保科研人员对本项目的到位,保证按要求的科研进度时间完成科研课题。景观定位:首先应充分展现工程本身的现代特质,并且反映出独创性及历史文化内涵。从而实现本项目建设成为世界一流品质的跨海通道和地标性建筑的建设目标。施工图设计景观措施:目的首先是为了实现初步设计所设想的景观效果,其次,对于初步设计的艺术性、合理性、完整性进行更深入的揣摩,对于有遗漏、不合理、不完善的地方进行补充调整、深化、细化和优化。初步设计中对于景观设计虽具有
50、一定特色,但主桥缺少标志性建筑应展示的结构独创性及历史文化内涵。本次施工图设计在初步设计的基础上做进一步优化。体现三地社会文明进步,反映其历史文化内涵,精心雕琢,打造视点多方位更具视觉冲击力、完善造型、做视觉美和道法自然意境的独创性地标景观。对项目安全措施的考虑:施工期安全保障措施A.确保桥梁施工过程的自身结构安全。B. 减小阻水率和结构物对水流形态的改变,设置足够的并留有适当富余尺度的通航孔。C. 合理安排施工期间航行管理,并设置航标、航标灯、灯塔等船舶航行引导设施,确保船舶安全。运营期安全保障措施A. 确保桥梁在投入使用后运营过程中的自身结构安全。B. 建立结构安全健康监测系统。C. 设置
51、防船撞设施,以免出现恶性安全事件。D. 尽量保证桥轴线与水流正交,减小阻水率,设置足够的通航孔,为运营期的通航安全提供了保障。E. 交通附属设施设计中遵循安全原则F. 设计方案满足香港国际机场和澳门国际机场航空限高及航空管理要求,在高塔等上设置航空警示灯。G.建立运营期水域水上船舶交通管理系统。H. 交通工程及沿线设施设计中将安全运营作为重点,制定了以下设计或管理方案:制定灾害性天气通行管理预案;建立高标准大桥救援系统;建立综合交通管理控制系统;配置齐备的交通安全设施,最大限度地诱导交通,提高行驶安全水平,降低事故损失;通过三地救援联动,提供快捷、及时、完善的救援服务;设立环境保护监测站,确保
52、环境安全;采用多项环保措施确保减少施工期、运营期环境安全风险。对项目节能措施的考虑1、采用节能光源。2、景观灯的节能主要环保措施设计环保措施(1) 采取措施尽量减少对珠江口水流流态影响,非通航孔桥承台全部埋入海床下,采用流线形桥墩形,对水流影响减小到最小。(2) 桥梁采用单幅桥墩,减小对水流流态的影响,同时利于白海豚等生物穿越桥区;(3) 优先采用绿色工法施工,减少施工对环境影响,墩身、主梁均推荐采用预制安装工法,现场只进行极少数混凝土浇筑及安装施工;减少海上作业时间及作业量,并积极采用环保设备、环保工艺;施工组织中还考虑减少对中华白海豚繁殖期影响。(4) 桥面污水收集、净化处理后再排放,减少
53、桥面污染物对海域环境的影响施工期环保措施(1) 制定环保合理的施工方案;采用合理的工期安排,(2) 设置有效的防污围栏,阻止污染物向施工区外围扩散;(3) 布置合理有效的环境监控项目,及时监控和有效制止污染情况;(4) 制定良好的船舶环保操作规程,合理装载,防止搁浅或超载拖底的事故发生;尽量降低泥浆入海量;(5) 鉴于MARPOL73/78的6 个附则已全部对我国生效,参与大桥施工的相关船舶要严格履约;开工前对所有的施工设备进行严格检查,杜绝泄漏污染物;(6) 其它措施:a. 承建单位应设立环境保护小组,专门负责环保工作;b. 加强教育,提高全体施工人员的环保意识;c. 施工船舶上设置“海豚监察员”,限制航速,避免对白海豚产生干扰和伤害;营运期环保措施包括水污染防治、空气污染防治、固体废弃物污染、噪声污染、生态环境保护和海洋生态环保措施 依据全寿命周期成本最优理念,综合考虑建设期成本、运营
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