km跨海大桥施工图纸全套斜拉桥观景平台37

PAGEPAGE7说明1.设计范围本册图纸为杭州湾跨海大桥施工图设计第三卷南航道桥第三册《过渡墩墩身及基础》，内容包括：D11、D14号墩墩身、承台及桩基础和挡块及支座垫石构造。2.设计依据⑴《杭州湾大桥工程设计第一合同段合同书》（合同编号：HT-SJ-2001-01）。⑵杭州湾大桥初步设计文件及其补充文件。⑶交通部交公路发[2003]313号文对杭州湾跨海大桥初步设计的批复。⑷杭州湾大桥工程指挥部甬嘉桥指[2003]42号文。⑸浙江省交通厅浙交复[2004]197号文“关于对杭州湾跨海大桥施工图的批复”。⑹杭州湾跨海大桥有关专题研究成果。3.设计规范3.1设计遵守的主要规范⑴《公路工程技术标准》（JTJ001—1997）。⑵《公路工程抗震设计规范》（JTJ004—1989）。⑶《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021—1989）。⑷《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023—1985）。⑸《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024—1985）。⑹《公路工程结构可靠度设计统一标准》（GB/T50283—1999）。⑺《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）。⑻《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—1998）。⑼《公路工程水文勘测设计规范》（JTG030—2002）。3.2设计参考的主要规范⑴《海港水文规范》（JTJ213—98）。⑵《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275—2000）。⑶《港口工程混凝土设计规范》（JTJ267—98）。⑷《港口工程桩基工程规范》（JTJ254—98）。⑸《水运工程混凝土施工规范》（JTJ268—96）。⑹《水运工程混凝土质量控制标准》（JTJ269—96）。⑺《公路桥梁抗风设计指南》。⑻《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）等。4.主要技术标准根据交通部交公路发[2003]313号文对杭州湾跨海大桥的批复意见，主要技术指标如下：⑴桥梁等级：双向六车道高速公路。⑵计算行车速度：跨海大桥计算时速采用100km/h。⑶桥面宽度：33m（不含锚索区），见图1。注：图中单位为cm。图1桥梁宽度⑷设计荷载：汽车—超20级，挂车—120。⑸最大纵坡：≤2.8%。⑹桥面横坡：2%。⑺设计洪水频率：1/300（大桥）。⑻结构设计基准期：南航道桥采用100年。⑼抗风设计标准：运营阶段设计重现期100年，V10（1/100）=39m/s；施工阶段设计重现期30年，V10（1/30）=34.8m⑽通航标准：通航净高按设计最高通航水位5.19m（1985国家高程基准）起算，主通航孔按3000吨级海轮标准设计，主通航孔通航净宽125m，净高31m；两侧副通航孔按300吨级海轮标准设计，通航净宽50m，净高20m。⑾地震基本烈度为Ⅵ度。⑿船舶撞击力：船舶撞击力表表1通航孔代表船撞击速度(m/s)船撞力（MN）横桥向顺桥向主通航孔3000t沿海油轮4.015.27.6边孔26m沿海鱼船2.02.351.2其它指标均按交通部部颁《公路工程技术标准》（JTJ001-97）执行。5.主要材料及性能5.1普通钢筋采用Ⅰ级钢筋（公称直径小于12mm）和Ⅱ级或Ⅲ级钢筋（公称直径大于等于12mm）三种，Ⅰ级钢筋必须符合国家标准（GB13013—98）的有关规定，Ⅱ级、Ⅲ级钢筋必须符合国家标准（GB1499—98）的有关规定。Ⅰ级钢筋抗拉设计强度Rg=240MPa，抗压设计强度Ry=240MPa，标准强度Rgb=240MPa，弹性模量Eg=2.1×105MPa。Ⅱ级钢筋抗拉设计强度Rg=340MPa，抗压设计强度Ry=340MPa，标准强度Rgb=340MPa，弹性模量Eg=2.0×105MPa。Ⅲ级钢筋抗拉设计强度Rg=380MPa，抗压设计强度Ry=380MPa，标准强度Rgb=380MPa，弹性模量Eg=2.0×105MPa。5.2普通钢材采用Q235-A，必须符合国家标准（GB/T1591—94）的有关规定，Q235-A屈服强度为235MPa，抗拉强度375MPa，弹性模量Eg=2.1×105MPa。5.3混凝土墩身采用C40混凝土、承台采用C30混凝土、桩基础采用C30水下混凝土、承台封底混凝土采用C20水下混凝土，其技术标准应符合交通部部颁标准的有关规定。混凝土按海工防腐混凝土配置，混凝土用水泥、砂、石料避免采用可能发生碱集料反应的材料。5.4钢筋连接器直径大于或等于25mm的钢筋采用机械连接方式接长，其中桩基钢筋笼接长采用钢筋冷挤压套筒或镦粗直螺纹套筒；承台、墩身采用镦粗直螺纹套筒；接头等级为Ⅱ级，其技术标准应符合JGJ107-2003和JGJ108-96的有关规定。6.水文、地质情况6.1水文情况⑴潮汐特征杭州湾属强潮河口，潮汐类型为不正规半日浅海潮，并有明显的日潮不等现象。南航道桥潮汐特征值可根据附近乍浦水文站长期验潮资料以及2000年9月和1999年5～6月桥区短期验潮资料进行分析，成果详见表2（潮位基准面采用1985国家高程基准）。潮汐特征值表2项目乍浦庵东西二实测最高潮位（m）5.544.904.104.31发生日期1997.8.19实测最低潮位（m）-4.01-2.97-2.96-2.78发生日期1930.9.24平均高潮位（m）2.523.312.953.03平均低潮位（m）-2.12-2.00-2.19-2.11最大潮差（m）7.577.446.986.54发生日期1962.8.2最小潮差（m）2.393.53.55发生日期平均潮差（m）4.655.305.135.13平均涨潮历时5:275:225:195:28平均落潮历时6:597:017:066:57统计年限1930～19992000.091999.051999.05⑵设计水位设计年极值高水位表3频率P（%）0.33125102050重现期（a.）30010050201052潮位(m)6.155.805.555.305.054.784.42设计年极值低水位(m)表4频率P（%）9998重现期（a.）10050潮位(m)-3.58-3.56设计高、低水位表5设计高水位（高潮位累积频率10％）3.54m设计低水位（低潮位累积频率90％）-2.75m⑶水流①实测潮流特征值2000年9月大、中、小潮实测涨、落急垂线平均流速、流向表表6垂线号潮型涨潮流落潮流流速(m/s)流向()流速(m/s)流向()2005大潮2.492352.3246中潮2.042391.3644小潮1.402281.13372006大潮2.682192.3047中潮1.852181.9437小潮1.312281.4246南航道桥附近水域各级流速出现频率（%）表7测站流速（cm/s）0～4950～99100～149150～199200～249250～299＞3002006表层16252221790.24H1725241613410.6H20282716540.8H263724751底层4440106平均1929281833②设计流速涨、落潮垂线平均设计流速单位（m/s）表8重现期（a.）乍浦站潮差（m）垂线平均最大流速垂线号2006测点3008.4Vf3.53Ve2.641008.2Vf3.44ve2.60207.8Vf3.24ve2.50可能最大流速V3.35注：Vf－涨潮流速，Ve－落潮流速。⑷波浪①波况桥区北侧水域乍浦水文站观测资料显示：全年常浪向为NW向，出现频率20.93%，平均波高0.1m，最大波高0.7m；次常浪向为E向，出现频率20.39%，平均波高0.2m，实测最大波高3.0m；强浪向为ENE～ESE向。从实测波浪资料来看，桥区水域波高较小，水域年平均波高仅为0.2m，年内约98%的波高小于0.6m；但受台风影响时，会产生大浪。桥区水域主要受风浪影响，风浪频率达98.72%。桥区1992～1994年各向、各级波高出现频率统计表单位：（%）表9波级0～0.50.6～0.80.9～1.01.1～1.21.3～1.51.6～2>2.1合计波向N6.466.46NE3.170.020.020.023.23ENE2.940.210.053.20E19.640.50.160.050.020.0220.39ESE10.170.480.050.020.0210.74SE11.040.230.070.050.0511.44SSE2.690.022.71S4.204.2SSW1.091.09SW1.511.51WSW0.750.75W2.620.022.64WNW3.263.26NW20.890.0420.93NNW5.365.36C0.010.01合计97.881.520.30.140.070.050.04100②设计波要素设计波要素表10重现期（a.）方位H1%（m）H4%（m）H13%（m）（S）300NE6.245.384.417.95ENE6.565.674.718.23E5.284.533.697.25ESE5.184.443.617.15SE4.824.133.356.94100NE5.744.944.047.57ENE6.235.384.468.04E4.944.233.446.94ESE4.834.133.366.94SE4.483.833.106.6320NE4.934.233.446.94ENE5.524.753.927.46E4.383.753.046.52ESE4.223.612.926.40SE3.993.402.756.28注：计算水位的重现期与波浪相同。⑸桥墩冲刷计算南航道桥桥墩冲刷计算和试验成果表表11桥墩类型计算条件冲刷前高程(m)一般冲刷(m)局部冲刷(m)河床演变(m)冲刷后高程(m)方法一：公路桥位勘测设计规范D1120年一遇风暴潮-11.71.810.464.7-28.66300年一遇风暴潮-11.72.911.24.7-30.5D1420年一遇风暴潮-11.71.811.854.7-30.05300年一遇风暴潮-11.72.912.654.7-31.95方法二：NHI桥墩冲刷评价手册（美国）D1120年一遇风暴潮-11.70.9910.524.7-27.91300年一遇风暴潮-11.70.99114.7-28.39D1420年一遇风暴潮-11.70.9913.194.7-30.58300年一遇风暴潮-11.70.9913.844.7-31.23方法三：桥墩冲刷模型试验（河口所）D11300年一遇风暴潮-11.717.8-29.5D14300年一遇风暴潮-11.719.2-30.9注：设计以桥墩冲刷模型试验结果控制。⑹桥前壅水计算桥梁最大壅水高度为0.09m，出现在涨潮时段桥下游近区。⑺波浪力南航道桥桥墩下部基础结构复杂，设计中波浪力除按交通部部颁《海港水文规范》中有关规定进行计算外，主要采用模型试验成果。①设计波浪标准设计波要素采用重现期为100年一遇的设计波高，横桥向波要素采用NE～ENE向，顺桥向采用ESE～SE向（见表10）；计算水位采用相应重现期水位，泥面高程考虑桥墩冲刷等因素。②桥墩基础波浪力计算成果见表12、表13。南航道桥D11号主墩沿波向水平力表12方法水位方向水平力（kN）桩基承台桥墩规范计算5.8横桥向3816205014685.8顺桥向113648302280南航道桥D14号主墩沿波向水平力表13方法水位方向水平力（kN）桩基承台桥墩规范计算5.8横桥向11660865017205.8顺桥向350968704620⑻动床模型试验结果表明，建桥后因水流向通航孔集中而使南航道1km宽水域有所冲刷，不会影响南航道运行安全。6.2工程地质南航道桥工程区段为K64+037.000～K64+615.000。桥位区段表层为亚砂土，厚度为5.0～5.1m。其下由上至下分布土层如下：②1层亚砂土：饱和，软塑，厚度4.60～6.70m。③层淤泥质亚粘土：饱和，流塑，局部软塑，厚度24.00～28.10m。④1层淤泥质粘土：饱和，流塑，局部软塑，厚度7.50～13.55m。④2层粘土：饱和，软塑，厚度5.00～12.9m。⑤1层亚粘土：局部为粘土，饱和，软塑，土质较均匀，厚度4.7m。⑥层亚粘土：饱和，硬塑，局部软塑，厚度1.00～4.00m。⑦1层亚砂土：饱和，硬塑或密实，厚度12.30～20.30m。⑧11层亚粘土：饱和，软塑，局部硬塑，厚度1.80～5.50m。⑧12层粘性土：饱和，硬塑，厚度3.00～18.60m。⑧21层粘性土：饱和，软塑，厚度2.00～14.30m。⑨层中细砂：饱和，密实，厚度2.20～11.70m。⑨夹层亚粘土：饱和，软塑～硬塑，厚度0.50～8.60m。⑩层粘性土：饱和，硬塑，厚度15.4～18.80m。eq\o\ac(○,11)层粉细砂：饱和，密实，厚度1.70～16.00m。eq\o\ac(○,12)层亚粘土：饱和，硬塑，厚度1.10～3.90m。eq\o\ac(○,13)层粉细砂：饱和，密实，厚度3.50～20.80m。⑩层硬塑粘性土，饱和，土质均匀，层位分布稳定。是理想的桩基持力层。各层土的力学性能参数见表14。南航道桥各土层力学性能参数表表14层号岩性地基土容许承载力[σ0]（kPa）钻孔桩沉桩桩周土极限摩阻力τi（kPa）桩端极限承载力σR（kPa）桩周土极限摩阻力τi（kPa）②1亚砂土1203030③淤泥质亚粘土902530④1淤泥质粘土852530④2粘土853040⑤1亚粘土1704550⑥粘土、亚粘土2605565⑦1粉砂、亚砂土24565450075⑧11亚粘土、亚砂土2005060⑧12粘性土26060360070⑧21粘性土19055250065⑧22粘性土30060370070⑨细砂、中砂26065600070⑨夹亚粘土2306070⑩⑩粘土、亚粘土39080630090eq\o\ac(○,11)粉细砂260806000100eq\o\ac(○,12)亚粘土、粘土26075600090eq\o\ac(○,13)中细砂30075650090南航道桥工程地质勘察有关成果详见《杭州湾大桥施工图设计阶段工程地质勘察总报告》。6.3水文地质桥位区勘探深度范围内的地下水主要为第四系松散岩类孔隙水。按埋深条件可分为潜水、微承压水及承压水。潜水：主要分布于海底表层，含水介质为亚砂土。微承压水：主要分布于埋深30m左右的土层中，含水介质为亚砂土、粉砂。第一层承压水：埋深50m左右，含水介质为亚砂土、粉细砂。第二层承压水：埋深80m左右，含水介质为中粗砂。根据海水及浅层地下水分析结果和《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）判定：地下水对混凝土无腐蚀性，海水对混凝土具弱腐蚀性。7.设计要点7.1墩身及基础设计D11、D14号墩为过渡墩，其中D11号墩承台采用水流适应性强的圆形分离式承台，承台顶面设计标高为3.0m，底面标高为-1m，承台直径均为13.0m，厚度为4.0m，每个承台下设4根直径为2.5m、护筒直径为2.8m的钻孔灌注桩，每个过渡墩下共设8根钻孔灌注桩，桩基底标高为-102m，桩底位于⑨土层底，D11号基础平均桩长为101m。考虑船撞力的作用，D14号墩采用六边形圆倒角整体式承台，承台顶面设计标高为5.2m，底面标高为0.2m，承台尺寸为37×21.15m，厚5m，同时为使墩身荷载均匀地传递到承台，改善承台受力，承台上每个墩身下部设置墩座，墩座为圆台，其上部直径为11m，下部直径为16m，厚2.5m。承台下设22根直径为2.5m、护筒直径为2.8m的钻孔灌注桩，D14号基础平均桩长为85m，基桩底标高为-84.8m，桩底进入⑧21土层平均深度为1.8m。为了增强下部构造的景观效果，D11、D14号墩身均采用矩形圆倒角断面分离式薄壁墩，D11、D14号墩身上部尺寸为6.25m（横桥向）×4.658m（顺桥向），下部尺寸为6.25mm（横桥向）×4.0m（顺桥向），其中D11号墩高为31.762m（主桥侧）、31.396m（引桥侧）；D14号墩高为27.525m为确保承台及墩身的耐久性，在承台中及墩身浪溅区（标高+10.2米以下）使用环氧涂层钢筋并根据试验使用钢筋阻锈剂。7.2墩身及基础计算⑴桩基础均按摩擦桩设计，采用“m”法计算。⑵设计荷载包括：恒载、活载、温度变化、风荷载、支座摩阻力、制动力、流水动压力、波浪力、船舶撞击力、地震力等荷载。并根据规范要求进行了不同荷载组合计算。⑶风荷载：根据宁波市气候中心、上海市气侯中心提供的《气象观测及风参数专题研究报告》，桥址区离地面20m高处100年一遇10分钟平均最大风速即设计风速为42.7m/s。①运营阶段与活载组合的风荷载，取桥面处可行车的设计风速为30m/s，则相应的设计风速为25.0m/s。②运营阶段不与活载组合的风荷载，按100年一遇10m高度的设计风速39m/s计算。③施工阶段的风荷载取30年一遇10m高度的设计风速为34.8⑷地震荷载：本桥地震基本烈度为Ⅵ度，设计时按实测地震动参数进行验算。⑸船舶撞击荷载：根据本项目《船舶撞击力及防撞专题研究报告》，主跨规划通行3000吨级海轮，主跨南过渡墩设计船舶撞击力横桥向为15.2MN，顺桥向为7.6MN；北过渡墩设计船舶撞击力横桥向为2.35MN，顺桥向为1.2MN。8.施工要点施工工艺及质量检验应按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）和《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071—94）实施。8.1桩基施工⑴首先搭设施工平台，安装钢护筒定位架，并插打钢护筒。⑵钻孔采用反循环钻机成孔，为加快施工进度，建议采用性能可靠的大直径钻机。由于地质条件较差，为避免发生塌孔、缩孔现象，应采用高性能优质泥浆进行钻孔护壁。泥浆宜采用淡水配制。⑶成孔后进行清孔，孔底沉淀物厚度不大于20cm。成孔后应及时吊放钢筋笼，进行桩身混凝土浇筑，防止长时间浸泡塌孔、泥浆沉淀而降低地基承载力。⑷钻孔桩中心位置偏差不大于15.0cm，孔径不小于设计桩径，倾斜度不大于桩长的1/150⑸施工时如实际地质情况与钻探资料不一致，应按实际地质情况修改桩长。采用超声波检验法进行桩基质量检验。⑹群桩基础在承台底面处的群桩重心偏差不得大于5cm。⑺根据试桩结果确定桩底压浆技术参数。8.2承台施工承台采用钢套箱施工。⑴首先在岸上或驳船上制作钢套箱，船运至施工现场，拆除承台处影响吊箱安装的施工工作平台和钢管桩。⑵在钢护筒上安装吊杆支撑牛腿和吊杆