跨海大桥水中低墩区和滩涂区桥梁设计

中铁xx勘测设计院有限公司

二○○六年六月跨海大桥水中低墩区和滩涂区桥梁设计跨海大桥水中低墩区和滩涂区桥梁设计一、工程概况二、方案构思三、水中区域桥型方案比选与设计四、滩涂区域桥型方案比选与设计1.1桥位xx大桥一、工程概况

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北引桥

•中引桥水中低墩区

•南引桥

•引线

1.2非通航孔引桥范围

非通航孔引桥总长度达34.2km，包括陆地区、滩涂区、水中区。

一、工程概况1.3设计标准（1）道路等级：平原微丘区高速公路（2）计算行车速度跨海大桥：100km/h

两岸引线：120km/h（3）设计车道：双向六车道、行车道宽度3×3.75m

紧急停车带宽度3.25m（4）路线宽度：跨海大桥：33m

两岸引线：35m（5）设计荷载：汽车-超20级，挂车-120（6）最大纵坡：≤3%（7）桥面横坡：2%一、工程概况1.4建桥条件一、工程概况重大灾害性天气多发地带，气象条件情况十分复杂，两岸实测极大风速为32.2m/s

地质条件差。第四纪松散地层厚度约135~210m，持力层埋藏较深潮差大、波浪高、水流急。平均潮差4.65m左右，设计最大波高6.31m，实测最大垂线平均流速：3.77m/s。2.1总体设计思路二、方案构思xx海域宽阔、风大、浪高、潮急，施工条件较为恶劣，因此，尽可能减少海上工作量，提高作业效率，加快施工速度，确保施工安全可靠是本工程的关键。结构构件以预制化、标准化、大型化为主，尽量避免海上大规模的混凝土现浇工作。xx为xx入海口，属海洋环境，结构设计要充分重视海洋环境对结构的不利影响，采用耐腐蚀材料并对结构采取必要的防护措施，确保工程在设计使用期内安全可靠。非通航孔桥跨径布置需通过技术经济、工期、环境影响分析等综合比较确定。

2.1总体设计思路二、方案构思考虑到海上工程实施的特点和工期要求，非通航孔桥桥跨布置及结构形式应尽可能统一，适应工厂化生产管理，降低工程造价，加快工程进度，有利于工程质量管理。充分重视桥梁景观，力求造型美观，结构比例协调，与周围环境和谐，充分重视水环境和自然景观的保护。2.2桥型方案构思

二、方案构思水中区域

水中区域桥梁全长达18.7km，桥梁方案必须以预制化、标准化、块件大型化为原则，基础及上部均应以预制构件为主，采用大型施工机械快速施工。上部结构优先考虑整孔架设施工，并充分考虑国内现有及可能的船舶起重能力。基础以打入桩为主，桥墩尽可能采用预制拼装施工。2.2桥型方案构思

二、方案构思滩涂区域

南岸滩涂区域长约9.7km，北岸滩涂区域长约1.6km，两岸引桥滩涂段受海潮涨落影响，陆上及水上施工设备不能进入，其施工需通过栈桥从岸上向水上推进，其施工成为控制总工期的一个关键。本区段桥型方案应结合施工方法、施工工期及桥梁经济技术综合比选，其跨度应以中小跨度为主。2.2桥型方案构思

二、方案构思陆地区域

两岸陆地区区段桥型方案以中小跨度的砼桥为主，通过经济技术比较选定，并考虑跨海堤要求及与两岸滩涂段协调。

三、水中区域桥型方案比选与设计3.1水中区域桥型方案比选水中区域跨径比较

桥型方案50m混凝土梁60m混凝土梁70m混凝土梁80m混凝土梁150m钢箱梁主要缺点基础数量多；对水流影响较大；架梁次数多，架梁工期长；经济性较差。基础数量较多基础数量稍多吊装重量大，施工难度大；经济性差。后期养护费用高；经济性差主要优点施工难度小；耐久性好，后期养护费用低。施工难度较小；耐久性好，后期养护费用低；经济性好。施工难度适中；耐久性好，后期养护费用低；经济性好。基础数量较少；耐久性好，后期养护费用低。基础数量少；架梁次数少，架梁工期短。三、水中区域桥型方案比选与设计桥型方案综合比较表水中区域跨径比较

经综合比较，跨径60m、70m混凝土桥梁方案经济性较好。整孔预制架设施工所需的大吨位吊船技术成熟，风险小。70m梁下部结构作业点同60m梁方案相比减少15%，降低了海上施工作业量和施工风险，因此采用70m跨径桥型方案。三、水中区域桥型方案比选与设计上部结构施工工法比选

本区段引桥长度约占全桥一半，是控制全桥总工期的关键。施工无论采用悬臂浇筑还是移动模架现浇施工均因速度慢、工期长而不适宜。因此最为可行的施工方案为整孔预制吊装和节段预制拼装，对这两种施工方案进行比选。

三、水中区域桥型方案比选与设计整孔预制架设施工方案：优点：施工简捷、作业效率高、工期易得到保证，勿需多点作业，施工组织较易。在环境特殊、工程量巨大的xx大桥中，大型施工设备利用率高并有较好的经济性。

缺点：需要大型专用施工设备。

运架一体专用浮吊整孔预制吊装方案运架分离整孔预制吊装方案三、水中区域桥型方案比选与设计上部结构施工工法比选运架一体化整孔预制吊装方案三、水中区域桥型方案比选与设计步骤一：整孔吊装箱梁，临时简支支承。步骤二：浇注墩顶湿接头，转换支座，简支变连续。步骤三：依以上步骤继续下一联架设。上部结构施工工法三、水中区域桥型方案比选与设计运架分离整孔预制吊装方案节段预制架设施工方案：

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传统的单点式吊机悬拼方法

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架桥机逐孔悬拼施工方法

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节段预制整孔拼装

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节段预制大节段拼装

三、水中区域桥型方案比选与设计上部结构施工工法节段扔预制叮整孔俯拼装三、泉水中锤区域畏桥型罢方案暂比选怒与设叠计节段丑预制俩大节突段拼悉装三、优水中错区域碎桥型浸方案玩比选位与设朽计可采攻用预衔制小蜜节段泊，在汤运输壤驳船果上拼洞装成艺大节椅段后躁，起渠吊拼更装；宗也可棒直接屿预制景成大剧节段属起吊吊拼装眨。直面接预好制成荷大节亚段，推对场抛地条销件、版运输忽设备雾、下隙海码钓头等舰要求嘉相对坑较高切。预俊制小煎节段惜，在惑运输踩驳船泛上拼扑装成极大节屑段后暖起吊港拼装仓，对脊场地菌、设幸备要箱求较蜓低。行施工惕速度阁较快罗。上部吉结构第施工美工法燃比选采用荒整孔使预制偿吊装森施工御方案虾，与对节段蹈预制候架桥轧机逐拆孔拼朵装施粒工方抵案相膏比，丹整孔泊预制惭吊装袜施工岁方案构具有饼明显拒的优胳势：从施搁工可杜靠性示、工判期保站证性秒、作阳业效涂率、逗施工呀组织抚管理鸡方面激比较偷，整孔搬吊装刺方案苗优于史节段吊拼装沃方案究。对本购桥而酱言，嗽由于炕工程烂量巨肃大，拾专用只设备巧的优驶越性龟及经赤济上鸡合理护性可置得到液充分充体现管。综述鉴：水夸中低衰墩区鹿长达17公里笛，通罢过结叹合工屠期要涌求、利可能萝的施养工方案华及施塑工设息备、瞒施工挨可靠食性、棋技术嘱经济逗指标丹等方熔面要偷求，对各泳种施俩工方昂案进甘行综振合比偿较，悦整孔境预制各吊装横是最品快捷隔可靠的爬施工眼方案糖，也元是最篮有利勾于结尼构耐但久性善的方铸案。三、者水中漠区域逝桥型蝇方案揪比选情与设浅计基础油方案南比选承台隶方案夺比选桥墩打方案戚比选三、壁水中龄区域庸桥型各方案店比选壶与设宴计下部挡结构劫方案那比选钻孔孟桩与腾打入勉桩相傍比，岔在经洽济上绑、结乎构受毫力合企理性户、施帝工速恨度以湿及质伙量控谢制上孩均无叔优势由于袭水流涨、河声床、薪冲刷昂地质志、结脚构耐贝久性求等几却方面监原因紫，本债桥不农宜采哀用预躬应力贴管桩钢基础钢管进桩施敬工方俗便快仔速，标且施羽工期快间具寒有较哪强的恨抗风悦浪及血承台漠施工钓荷载多能力厕，结盗构耐摇久性列措施骆可靠岂。基于兔以上趴优势艳，本亚区域愧基础雪优先棚考虑氏钢管捏桩方于案。三、铃水中敌区域沙桥型态方案惧比选煎与设伤计基础恶方案现浇摆承台谨方案钢围夏堰现绍浇承抹台方岸案预制斯混凝哑土围颜堰现广浇承叠台方研案预制洋整体再承台沈方案三、谋水中来区域呈桥型饼方案不比选历与设任计承台撤方案综述你：预筒制整感体承怖台方赔案施母工速萍度快耳，现粗浇混适凝土铸工作纲量小疲，不哄需要漠庞大放的围芦堰和沿封底陵混凝穷土，闻承台坝混凝芽土质仅量可阵靠。贴但由狮于预鄙留孔尝尺寸原的限库制，平对桩且基施第工精哀度要秋求较俘高，恩尤其宪斜桩甚较多秀时，碎斜桩左的施纹工误纺差将条使承蓄台就眠位困队难；供承台仪安装绒起重庆设备寸要求瓜高。公现浇辱承台禽方案折施工抽方案钱成熟傍可靠涂，对岁桩基址施工馆位置材偏差裳的适瞎应性沾较好煌。综合筹比较资考虑乓，承岁台采听用现苍浇承丹台方捕案。现浇企墩身棒方案预制翅墩身馅方案三、浓水中宗区域篇桥型抽方案痛比选既与设喉计墩身饼方案本区颈域范闯围水蓝深条竞件良卧好，洗适于缺大型阴水上躺吊装钳设备倦施工雨，预锈制墩倒身方向案将茶海上载施工鞠转化体为陆革上施指工，掘墩身董在预帅制厂茫内浇竖筑，颈作业撒条件像得到宅大大塑改善迅，混牛凝土芒施工集质量碰易于孤保障奏。大找型水徐上运塞输及预吊装庄设备伪的应宁用，戚大大辰减少锹了水毯上恶梯劣条刚件下刑施工久人员记数量橡，省石时、炎省力。综合汗比较桑考虑港，桥链墩采眯用预誓制施笨工方财案。所需踩水上劳作业慎船舶轿多，甜施工竿周期帮长，门难度亲大。三、方水中拖区域脖桥型淡方案授比选稍与设涌计3.竟2水中抖区域摔桥梁拐设计三、尼水中珍区域性桥型俗方案勤比选析与设看计上部限结构须设计主梁眉结构墓应尽踏可能症标准猛化，竿减少随种类沾，方少便工绝厂化垂、规怒模化仪预制锻作业军。主梁较内外按轮廓宴应能饱方便察整体抹内外酒模的巷进入辨与脱稿出。主梁脂预应惨力布问置及迈局部什结构消尺寸柱应满啦足各顾种施方工工蓝况的趴受力俘要求染。主梁桑钢筋宾布置信应适缓应钢叶筋分额片整稀体绑裳扎和中整体忘吊装拼施工滥。海上句现浇戏湿接迹头应旗尽量凤简化龙和方绳便施颈工。上部怎结构谢设计练特别井考虑哨：上部紫结构雹设计横向脑布置昨双幅给桥布芦置,单幅秤桥宽15贱.8繁m,总宽33绣.0赴m.70惊m连续港梁结刷构布碍置:三、卡水中湿区域筒桥型今方案虑比选限与设霉计上部杯结构秃设计纵向钳布置惩基仍本联我长6x煎70救m少数5x筝70壮m.70杜m连续巩梁结洲构布阴置:三、势水中谊区域劝桥型侨方案抗比选腿与设恰计直线贿段预负制粱为标拜准的组边跨良预制撒梁段标和中际跨预寸制梁点段曲线左段预扛制粱曲线肉段预输制粱锣构造灶尺寸吴基本肢与直谜线段弃预制瓜粱相互同，筒仅仅谨顶板锡悬臂井长度倦不同虚而已魔；通胆过调榆整悬舞臂板页的长念度来并拟合轮桥梁塞曲线掉头惰区段环预制售粱预制胖粱悬吵臂板浇的长菊度由3.榜9m变为4.吴5m主线脖加宽攻段预求制粱特殊昏设计预制多梁类凤别:三、次水中抚区域欧桥型册方案肠比选准与设遥计顶板佩宽15延.8雅m,板厚27御cm悬臂3.琴9m，悬简臂根考部厚讽度50理cm底板辣宽6.祸25漆m,板厚25底cm腹板撇跨中糖厚度短为50蹦cm腹板谁根部前厚度今为70插cm主梁家标准驱断面:三、河水中递区域骄桥型向方案仓比选越与设交计预制利梁一峰般构娘造:三、由水中她区域威桥型窑方案讯比选贿与设贸计三、宿水中杯区域末桥型仿方案姻比选无与设疾计预制眉梁端家构造方便父内模指整体踩脱出墩顶轰支座伶立面翼布置:三、速水中般区域颂桥型门方案浸比选耻与设旁计墩顶命支座撞平面肿布置:箱梁茫构造三、励水中羞区域今桥型男方案巧比选龟与设替计70机m梁起剪吊方茶案:三、献水中张区域公桥型牌方案冻比选不与设隙计边跨俱预制贷梁重博量21痰60悦t中跨寒预制败梁重铅量21拆40逃t箱梁赴预应高力布点置预制这梁段戏纵向午预应横力布冶置:三、负水中拒区域斑桥型妖方案诊比选堤与设新计箱梁英预应似力布梯置三、侄水中疗区域拦桥型证方案孩比选忠与设戴计后期帽连续喉预应膀力筋先期颤简支友预应转力筋箱梁统预应伏力布裁置三、并水中适区域誓桥型浓方案脑比选暑与设生计采用惯塑料惕波纹侨管和岛真空炭压浆茂技术三、罚水中铅区域隐桥型论方案杯比选胳与设雷计预制蜻梁钢啄筋布驾置钢筋岁布置袭方便纠绑扎量和整妙体吊奇装上部群结构后施工本区贵段箱负梁采康用整孔段预制恰吊装泰施工乌方案,即在件预制芬场浇遭注70迅m一孔坛单幅港箱梁扛，利肚用大乞型浮暂吊将70述m箱梁葡从水傅上运圆至待碎架位血置，理落梁腐就位周，然婶后浇烧注墩技顶湿缸接头洋。施工毛方案:三、御水中蓬区域烈桥型灶方案索比选厦与设翠计上部柳结构研施工三、套水中闻区域罩桥型吹方案众比选么与设拜计70表m梁后六期连宾续状猫态三、驴水中朝区域店桥型灵方案局比选偶与设议计结构圈受力洽分析李计算主梁己在预艳制场熊简支别存梁鞭以及押移梁腿状态净。主梁批在起绍吊架苏设状险态。主梁狡在墩盲顶简赤支状渔态。主梁董在墩稠顶连案续合谦拢后派状态晋。主要邮受力粮工况拳：荷载乒组合①恒载+活载+基础获沉降②恒世载+活载+基础盐沉降+温度揉力（本升温演）+制动蓬力③恒碌载+活载+基础那沉降+温度那力（银降温拨）+制动讲力④恒载+基础现沉降+挂车⑤恒载+施工眼荷载三、熔水中蹈区域尺桥型遮方案地比选锈与设死计墩顶匙横隔叨板有昂限元壤分析:三、牌水中骆区域刷桥型很方案衣比选钩与设移计结构觉空间覆受力纤分析馋计算70寸m梁起臭吊有雹限元偷分析:三、星水中获区域劈燕桥型来方案盖比选拖与设璃计结构丢空间萝受力经分析葵计算4.闹1滩涂哥区域柄桥型锁方案舅比选四、涂南引出桥滩爆涂区惜桥梁仓方案自比选俱与设传计通过时对60、50、40伯m三种铺不同极跨径津桥型壳方案昼的经陈济比行较，途可以师看出骂在滩排涂区40、50独m梁经删济性亿略好蒸，勒但40泥m跨径祥对水嗓流的瞒影响俗较大酷，孔渐跨多比、工专期较邮长，钱综合味考虑课经济坏性、钟结构鼓合理巩性、权施工瞒的难抬易程武度以威及对形水流熊影响绸等各昂方面桥的因喷素，滩涂柜区采撤用50屑m预应掌力连强续梁萄方案斤。四、坑南引珍桥滩颈涂区颠桥梁刊方案怒比选慈与设读计跨径网的选赏择与幅比较滩涂赏区上往部结党构施砍工方蔽案比逐较节段印拼装填方案整孔革预制堤架设移动雄模架缸现浇四、叙南引鼓桥滩花涂区佣桥梁劳方案炒比选羊与设宗计节段除拼装制方案方案揉特点节段孝预制的拼装娱在国系外已房诚广泛稳应用违，其兼设计颈和施种工技难术已午较成霸熟。箱梁侧节段赶在梁照场预菠制，踏施工景管理冬简单厘，质习量易鸟于保况证。残节段语长度勺和重寒量可咬根据布运输状起吊上设备撕灵活过划分艳，节鸭段重沃量一问般可像控制旗在10世0t左右邪。在架徐桥机哲上进怕行整庙孔节陪段拼优装施即工速颤度较妥快，乡丰一般晌可达3～6天一修孔。节段屋之间雁采用怕复式圣剪力棋键，育环氧葡树脂反胶结休拼缝至，施鬼工精点度要昆求高润。施暑工需筋有严炮格的它工艺豆保证泉，确饱保拼恐接缝行密实甜，满苍足结令构耐冬久性岸要求班。四、还南引低桥滩诱涂区键桥梁脂方案确比选稿与设乎计方案广特点50农m预制透箱梁夺重量糕达14仰00塘t，运仍输和踪蝶架设吼技术缎难度采大。箱梁前实现寻整孔雄架设旁，可故加快瞎滩涂遭区上禾部结尖构的肝施工奸进度友，架册设速形度可甘达1天1孔（妖单幅刊），末能满让足总虏工期的约要求暗。箱梁史均在执梁场勺预制痕，混羡凝土质讨量有丝式保证息，有告利于昌提高箱沾梁的志耐久浅性。整孔肌箱梁昏在桥树上运碗输，涂施工荷虹载控渠制箱雪梁设滩计，渠主体结绣构材哥料用绕量有政所增刻加。整孔梨预制剑架设墓方案四、喇南引恭桥滩榜涂区附桥梁忌方案代比选羊与设膏计移动木模架素现浇施工弹方案拼装洁移动海模架凝并移购至需杏现浇蚂的桥况跨，差移动辰模架渡支撑状在桥蜡墩上晓。拼装已模架释，吊奸装预款制的蹈钢筋愈骨架睡并绑识扎成康型浇注涨梁体轮混凝搞土。张拉仰预应莲力钢内筋。脱模顺后，至移动姜模架汇向前赤移至播下一跟孔梁净。方案剪特点移动利模架眯逐跨路现浇芒施工判在国闭内外步已广屑泛运逢用，摧施工签技术骄成熟爱。海上殊进行堆长距黎离的纺移动伏模架姑现浇蛮施工混，作惭业环搬境差稿，材肉料运将输量伐大，惯栈桥斥规模杜增大现浇值施工耍，养撞护工亚作量辈大，原构件丝式尺寸四不易怒控制贷。施工凶较慢正，移墓动模啄架施哲工速惠度约两为每丽孔11天，疼须多外点施沙工方井能满脖足工怨期要坝求。四、诵南引胳桥滩长涂区吗桥梁邪方案蕉比选变与设提计上部就结构竞采用蚊施工姐方案综上哭所述杜，在淘同步宋研究棍了大平型箱拘梁整谈孔预冰制、干场内捎搬运岁、梁后上运驳输和驱架设暂等关卖键施剂工工编序，渗并确绕认大内型运虏、架没设备评研制贺无技之术障狐碍，揉施工惕技术小可行西后，祖经综毕合考芽虑：滩涂镜区箱荷梁整灾孔预冒制架脚设方质案虽毒有一逮定难谎度，坊但施蒙工进方度快蕉，施携工质悄量可测靠，郊滩涂师区上稀部结让构50肥m预应窃力箱莲梁采抖用整没孔预屋制、严梁上市运梁绿架设块施工蜜方案。四、邮南引稀桥滩鼓涂区王桥梁挂方案忠比选辞与设须计滩涂衔区下词部结圣构方标案基础采用武钻孔蝴桩基诞础其施码工方难案灵丽活，跟桩径颈不受丛限制亲，能童适合晓于不腊同地岗层，启单桩夺承载浸力高弄，单姓桩刚搬度大蜘，能跨适应给冲刷掀较深晚的地绝段。墩身高和承孕台墩身榴和承图台均敞采用畏现浇乔方案钻。四、删南引隶桥滩暂涂区猴桥梁赞方案望比选立与设亚计4.籍2南引求桥滩割涂区锤上部江结构篮设计箱梁畅构造箱梁恶预应零力布痰置箱梁拢施工四、里南引残桥滩蹦涂区庄桥梁武方案豪比选先与设驻计上部斗结构胀设计14求30吨箱绪梁采模用梁森上运暴梁、耕整孔重预制锻架设熄施工士方案贯，尚包无实阳践先圣例。箱梁夹承受恩施工往荷载快巨大堡，每护片预俭制梁紫要承庄受50赵0t运梁泡荷载施工揉工况涨复杂她，每仗片箱栏梁要翁经历栗存梁身、移店梁、悔起吊僚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