矮塔斜拉桥设计说明书

1、大运河大桥施工图设计说明书设计依据1、京昌路(高丽营至沙峪沟段)工程设计任务委托书北京市首都公路发展有限责任公司，2003年2、北京市京昌公路(高丽营至沙峪沟段)公路工程初步设计北京建达市政建设设计所，2003年3、关于京昌公路北京高丽营至沙峪沟段初步设计的批复交公路发【2004】42号二、设计规范1、公路桥涵设计通用规范(JTJ 021-89)2、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ 023-85)3、公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 024-85)4、公路工程水文勘测设计规范(JTG C30-2002)5、公路工程抗震设计规范(JTJ 004-89)6、公路桥涵施工技术规范(

2、JTJ 041-2000)7、公路斜拉桥设计规范(试行1996. 12.1)8、公路工程技术标准(JTJ001 97)；9、公路工程基本建设项目设计文件编制办法(1996年)10、高速公路交通安全设施设计及施工技术规范(JTJ074 94)三、工程概况大运河是海河北系四大河流之一。潮河、白河在密云的河槽村汇合，形成大运河。大运河是北 京市第二大河，从汇合口至市界流经密云、怀柔、顺义、通州四区县，总长83. 5公里。大运河河 道宽浅，中间有明显的行水深槽，两侧行洪滩地开阔，百年一遇洪水位39.3m,无通航要求。京昌高速公路与大运河交叉断面位于密云县耿辛庄村东，现状耿辛庄桥附近。交叉断面比较宽 阔

3、，断面形式为复式断面，规划河道上口宽为540米，两侧有巡河路。近几年由于无序开采砂石， 交叉断面附近有些深坑。大运河大桥属于京昌高速公路高丽营至沙峪沟段，是京昌路桥梁建设的重点。为了在安全、适 用、经济、美观的前提下，体现北京地区的桥型创新，在初步设计阶段对大运河大桥进行了多个桥 型方案设计比较，并推荐大运河大桥主桥采用三塔矮塔斜拉桥方案。初步设计文件经交通部审查， 批准大运河大桥主桥采用三塔矮塔斜拉桥方案。根据交通部对初步设计文件的审核意见，在施工图 设计阶段进一步优化结构设计，适当增加了主桥梁高，引桥主梁由简支梁改为连续梁。四、工程地质拟建场地位于大运河河床及两侧河堤，地层由上至下依次为：

4、亚砂土填土层：褐黄色，稍湿，松散，含砖渣、树根，主要分布于东西两侧河堤。该层层底 标高为39. 9141. 2血。卵石层：杂色，湿，稍密中密，一般粒径4060mni,最大粒径600mm,亚圆形，褐黄色中 粗砂充填，粒径大于20mm的颗粒占总质量的65%。该层层底标高为23. 1234. 79m,整体厚度呈 从河堤向河床加深趋势。卵石层：杂色，湿，中密密实，一般粒径4060mni,最大粒径450mm,亚圆形，粒径大于 20mni的颗粒占总质量的68.5%,褐黄色中粗砂充填，岩石成分以辉绿岩、石英岩为主。该层层底 标高为20. 86-25. 60m,整体厚度呈从河堤向河床减少趋势。亚粘土层：褐黄色

5、，饱和，硬塑，局部软塑，含氧化铁、云母。该层层底标高为19. 4023. 40m。卵石层：杂色，饱和，密实，一般粒径6080mni,最大粒径150mm,亚圆形，粒径大于20mni 的颗粒占总质量的68.7%,褐黄色中粗砂充填，岩石成分以辉绿岩、石英岩为主。该层层底标高 为 11.08-18. 87m。卵石层：杂色，饱和，密实，一般粒径4060mni,最大粒径140mm,亚圆形，粒径大于20mni 的颗粒占总质量的83.5%,褐黄色中粗砂充填，岩石成分以辉绿岩、石英岩为主。该层层底标高 为 2. 426. 37m。卵石层：杂色，饱和，密实，一般粒径2050mni,最大粒径120mm,亚圆形，粒径

6、大于20mni 的颗粒占总质量的69%,褐黄色中粗砂充填，岩石成分以辉绿岩、石英岩为主。钻至标高一8. 79m 处仍为该层。拟建场地勘察深度范围内仅观测到一层地下水，该层地下水属潜水，水位标高为 19. 20 23.53m,含水层为卵石层及以下各层，为强透水层，主要接受侧向径流和越流补给，以侧向径流 和越流补给下层地下水方式排泄。根据地下水的腐蚀性测试结果，该层地下水对混凝土结构中的混 凝土及钢筋混凝土中的钢筋均无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。根据“北京地区地震烈度区划图”，拟建场地处于抗震设防烈度8度区内，地震加速度峰值为 0. 2go场地类别为N类。五、设计标准1、汽车荷载：设计荷载汽车一超

7、20级，验算荷载挂车一120。2、行车道：双向六车道。3、桥面横坡：双面坡2%。4、基本风压：600Pa。5、地震烈度：基本烈度8度，按8度设防，按9度采取抗震措施。6、水位和流量：100年一遇设计洪水位39.3m,设计洪峰流量3570m3/s。7、桥下净空：与巡河路及县道相交处大于4.5m。六、桥孔布置大运河大桥全长919.18m，宽29.5m，主桥为三塔矮塔斜拉桥，长384m，主跨径120m；两侧引 桥为三跨和四跨预应力混凝土连续梁桥，单侧引桥长267.59m。桥梁中线与河道交角为53度。为了减少桥墩对水流的影响，主桥采用独柱单索面三塔矮塔斜拉桥方案。引桥分为两个半桥， 上下行桥在河道内的

8、墩柱错开布置，以平行于水流方向。七、结构设计大运河大桥主桥为三塔矮塔斜拉桥，桥宽29.5m，跨径组合为72m+120m+120m+72m=384m，中间 桥塔处为梁塔墩固结，两侧桥塔处为梁塔固结，在桥墩上设置支座。主梁采用单箱3室箱形结构， 梁高由4.2m按照二次抛物线型式渐变到2.2m。边室顶板厚26cm，底板厚24cm；中室顶板厚50cm， 底板厚24cm；中腹板厚60cm，边腹板厚80cm。主梁采用三向预应力结构。纵向预应力和横向预应 力采用钢绞线，竖向预应力采用高强精轧螺纹粗钢筋。主桥共有三个索塔，布置在中央分隔带上。索塔桥面以上高21.5m，上塔柱采用工字型截面， 断面尺寸为4.4m

9、X3.0m；中塔柱采用实体截面，截面尺寸为4.4mX2.0m。每个索塔上挂8对斜拉 索，在横向分为2排。斜拉索在塔上间距为0.8m，通过鞍座穿过塔身。鞍座采用分丝管形式，每 根分丝管穿一根钢绞线，以便将来可以单根换索。索鞍的斜拉索出口处设抗滑锚板，以防止钢绞线 滑动。斜拉索在主梁上间距5m，锚固在箱梁中室内，相应位置设置一道横隔梁。主桥墩身采用圆形薄壁结构，中塔墩柱直径8m，壁厚1.5m ；边塔墩柱直径6m，壁厚1.2m ；边 墩直径4m，壁厚1m。中塔和边塔墩柱下承台尺寸15mX12m，厚4m，下设3排方桩，每排4根，桩 长26m；边墩下承台尺寸7mX8m，厚3m，下设2排方桩，每排2根，桩

10、长18m。主桥方桩截面尺寸 为 2.5mX 1.0m。大运河大桥引桥按上下行分为两幅，单幅桥宽14m，为三跨和四跨连续梁桥。三跨连续梁桥的 跨径组合为40m+40m+40m= 120m，四跨连续梁桥的跨径组合为39.59m+40m+40m+28m= 147.59m。主 梁采用单箱双室箱形结构，梁高2.0m。箱室顶板厚20cm，底板厚18cm，腹板厚60cm。主梁在中墩 处为独柱支撑，柱顶设盆式橡胶支座。主梁在边墩处用板式橡胶支座支撑，下设桥台或盖梁。引桥墩柱为圆形结构，河道内四跨连续梁的中墩直径2.2m，河堤上三跨连续梁的中墩直径 1.8m，公用墩直径1.2m。中墩下承台尺寸3.5mX5m，厚

11、2.5m，下设2根方桩，桩长18m；公用墩 下承台尺寸3.5mX1.8m，厚2.5m，每个墩柱下设1根方桩，桩长18m。桥台为肋板式桥台，每个 肋板下接1根方桩，桩长22m。引桥方桩截面尺寸为2.5mX0.8m。八、其它构造设计要点1、桥面铺装厚度15cm。下层为7cm厚C30混凝土，混凝土抗折强度大于4.5MPa，配筋采用冷 轧带肋钢筋焊网，直径可采用（p 7mm，间距10 X 10cm。上层为8cm厚沥青混凝土，其中4cm 为密级配中粒式石灰岩碎石沥青混凝土（AC 25I），面层为4cm改性沥青马蹄脂玄武岩碎 石混合料（SMA16）。2、支座垫石采用40号小石子混凝土浇筑，并配承压钢筋网。

12、3、承台底铺砌10cm素混凝土找平垫层。九、建筑材料1、主梁、索塔和墩柱均采用C50混凝土，承台和桩采用C30混凝土。2、斜拉索采用环氧涂层高强钢铰线，可调换索式锚具，热挤压PE护套。斜拉索允许应力幅200MPa。斜拉索锚头外露钢部分及预埋钢管内均采用80 m锌加防腐涂料防护。3、钢筋采用III级（HRB400热轧带肋钢筋）和I级钢筋，技术标准应符合国家标准GB1499 1998 和 GB13013 91 的规定。4、预应力钢绞线应符合ASTM A416 92技术标准，直径为15.24mm，标准强度为1860MPa高 强低松弛预应力钢绞线，锚具采用夹片锚，并用相应配套的锚下垫板及螺旋筋。5、精轧螺纹钢标准强度为750MPa，其他指标应符合国家