郭家沱长江大桥工程 第二册 桥塔、过渡墩及基础工程 第二分册 桥塔上部及桥塔附属 施工图设计说明

重庆郭家沱长江大桥工程第三篇郭家沱长江大桥工程第二册桥塔、过渡墩及基础工程第二分册桥塔上部及桥塔附属施工图设计说明第页 施工图设计说明1概述1.1工程概况郭家沱长江大桥是六纵线跨长江的节点工程，是两江新区联系主城核心区最快捷的通道，项目的建设将推动东部新城发展，带动两侧土地开发，同时加强龙兴、复盛片区与环樵坪经济区过江快捷联系。是重庆市政府为实现重庆特大城市空间发展和城市化战略目标重要手段。工程起于两江新区郭家沱周家村，向南于郭家沱跨长江至南岸区峡口镇，经长岭岗西侧上跨既有三横线兰草溪大桥至重庆南岸山城油漆厂东侧止，主线全长6.2km，主要包括郭家沱长江大桥，全长1.4km；北引道工程，长2.7km（含花红湾立交与北桥头立交）；南引道工程长2.2km（含峡口立交）。郭家沱长江大桥起点桩号K2+689.209，终点桩号K4+093.009，全长1403.8m，主桥采用单孔悬吊双塔三跨连续钢桁梁悬索桥，跨径布置为（75+720+75）m=870m；两岸引桥均采用预应力混凝土连续箱梁，北引桥跨径布置为（4×43）m，南引桥跨径布置为（3×43+4×43）m。1.2设计内容及图册划分本项目施工图设计共分九篇，其中第一篇为“总体线路”，第二篇为“北引道及立交工程”，第三篇为“郭家沱长江大桥工程”，第四篇为“南引道及立交工程”，第五篇为“交通及照明工程”，第六篇为“排水工程”，第七篇为“景观工程”，第八篇为“管理用房”，第九篇为“公轨共建段工程”。第三篇“郭家沱长江大桥工程”共分八册，本册为第二册“桥塔、过渡墩及基础工程”第二分册“桥塔上部及桥塔附属”。2设计依据2.1设计依据重庆市城市建设投资（集团）有限公司与招商局重庆交通科研设计院有限公司和林同棪国际工程咨询（中国）有限公司设计联合体签订的《重庆郭家沱长江大桥工程设计合同》（2014.05）《重庆市城市总体规划（2007-2020年》（2011年修订）《重庆市主城区综合交通规划（2003-2020年）》重庆市市政设计研究院&招商局重庆交通科研设计院有限公司编制的《重庆郭家沱长江大桥工程工程可行性研究报告》（2015.10）重庆西科水运工程咨询中心编制的《重庆郭家沱长江大桥通航安全影响论证报告》重庆西科水运工程咨询中心编制的《重庆郭家沱长江大桥工程防护评价报告》（长许可[2013]141号）招商局重庆交通科研设计院有限公司编制的《重庆郭家沱长江大桥工程环境影响报告》（渝（市）环准[2016]006号）重庆市地震工程研究所编制的《重庆郭家沱长江大桥工程建设场地地震安全性评价报告》（渝震安评[2012]37号）重庆市勘测院《重庆郭家沱长江大桥工程建设场地地质环境影响评估报告》（2012.9）国家发展改革委《关于重庆郭家沱长江大桥项目建议书的批复》（发改投资[2015]867号）《市政工程设计方案审查意见函》（重庆市规划局渝规方案函[市政][2016]0028号）重庆市城乡建设委员会《关于重庆郭家沱长江大桥工程方案设计的审查意见》（渝建方案审[2016]5号）《重庆市发展和改革委员会关于重庆郭家沱长江大桥可行性研究报告的批复》（渝发改投[2016]1273号《重庆郭家沱长江大桥工程初步设计》（招商局重庆交通科研设计院有限公司和林同棪国际工程咨询（中国）有限公司设计联合体2016.09）重庆市城乡建设委员会《关于郭家沱长江大桥轨道交通设计有关问题会议纪要》（第17号）重庆市轨道交通建设办公室《关于明确轨道8号线相关技术参数的复函》（渝轨建办函[2015]3号）重庆市城乡建设委员会关于重庆郭家沱长江大桥工程初步设计的批复》（重庆市城乡建设委员渝建初设[2016]180号）重庆市勘测院《重庆郭家沱长江大桥工程详细勘察报告》（2015.10）桥位区域1：500地形图（重庆市勘测院）2.2前期工作过程2012年2月，重庆市城市建设投资（集团）有限公司委托重庆市市政设计研究院&招商局重庆交通科研设计院有限公司联合体展开本项目的项目建议书及工程可行性研究的编制；2014年3月，重庆市城市建设投资（集团）有限公司对本项目设计工作进行全国公开招标，确定了招商局重庆交通科研设计院有限公司&林同棪国际工程咨询（中国）有限公司联合体为中标单位；2014年8月，设计联合体完成《重庆郭家沱长江大桥工程方案设计》；2015年3月，根据轨道8号线新的设计资料，完成《重庆郭家沱长江大桥工程方案设计（补充文件）》；2015年4月，项目建议书取得国家发改委立项批复；2015年11月17日，重庆市规委会办公室在市规划局组织召开《重庆郭家沱长江大桥工程方案设计》专家咨询会；2016年2月29日，重庆市城乡建委组织召开《重庆郭家沱长江大桥工程》方案设计审查会；2016年3月，根据市规划局及市城建委审查意见修改完成《重庆郭家沱长江大桥工程方案设计（修订版）》；2016年7月7日，《重庆郭家沱长江大桥工程方案设计》上报市政府，通过市政府第133次常务会议；2016年8月9日，设计联合体完成《重庆郭家沱长江大桥工程初步设计》，并通过重庆市城乡建委主持的初设专家审查会；2016年11月1日，取得《重庆发展和改革委员会关于重庆郭家沱长江大桥工程可行性研究报告的批复》（渝发改投[2016]1273号；2016年11月25日，取得《重庆市城乡建设委员会关于重庆郭家沱长江大桥工程初步设计的批复》（渝建初设[2016]180号。2.3初步设计专家审查意见的执行情况初步设计阶段关于桥塔部分的专家审查意见及执行情况如下：序号初步设计评审意见施工图设计执行情况13索塔总体合理，建议1）塔柱顶部16m的实体段太长，可减少。2）适当加高主索鞍座底混凝土面的高程，以便预留主鞍座槽孔。1）将塔柱顶部的实体段缩减至13m。2）将主索鞍座底混凝土面的高程提高0.3m，以便预留主鞍座槽孔。3技术标准桥梁主体结构设计使用年限100年，其它损坏、修复不影响轨道交通正常运营的结构设计使用年限为50年。钢结构防腐体系使用年限为20年，伸缩缝、支座及其他附属结构使用年限为15年地震基本烈度：地震基本烈度6度，按7度设防。地震动峰值加速度：E1地震作用下，地震动水平峰值加速度为0.088g，E2地震作用下，地震动水平峰值加速度为0.127g设计风速：离地面10m高，重现期100年，10min平均最大风速27.5m/s设计水位：1/300的设计洪水位196.57m，考虑山峡水库运行100年泥沙淤积后最高通航水位192.00m，最低通航水位155.64m航道等级及通航标准：内河Ⅰ-（2）级航道，单孔双向通航，航道净宽320m，预留净高24m设计环境类别：Ⅰ类（温热地区的大气环境。与无侵蚀性的水或土接触的环境）技术标准上层公路交通：（1）道路等级：城市快速路（2）行车速度：80km/h（3）荷载标准：城-A级，人群荷载2.875kN/m2（4）路幅组成：双向8车道，桥面总宽=2.0m（人行道）+15.5m（车行道）+2.0m（中分带）+15.5m（车行道）+2.0m（人行道）=37m（5）桥面横坡：2.0%（6）桥面纵坡：双向0.5%下层轨道交通：根据《重庆市城乡建设委员会关于重庆郭家沱长江大桥轨道交通设计相关问题会议纪要》（第17号相关要求，由于轨道交通8号线制式暂未确定，郭家沱长江大桥轨道交通部分应按钢轮钢轨制式进行设计，并为将来改造为跨座式单轨预留必要的实施条件。钢轮钢轨制式相关要求按《重庆市轨道交通（集团）有限公司关于提供郭家沱长江大桥初步设计技术要求的函》执行，由于轨道方面未提供正式的跨座式单轨制式的相关技术参数，有关跨座式的荷载标准暂参照《重庆轨道交通八号线工程预可行性研究报告》（中铁第一勘察设计院）和《重庆市轨道交通三号线北延伸段工程初步设计技术要求》采用。（1）钢轮钢轨制式：（a）双向轨道交通，线间距5.2m，最高设计运行速度100km/h（b）荷载标准：地铁As型车八辆编组，最大轴重150kN；轨道车站范围内设备区活荷载8kN/m2，公共区4.0kN/m2（c）轨道纵坡：双向向0.5%（d）净空：轨面以上净高7.0m（2）跨座制式：（a）双向轨道交通，线间距3.7m，最高设计运行速度75km/h（b）荷载标准：二轴转向架电动客车，八辆编组，最大轴重110kN（c）轨道纵坡：双向向0.5%（d）净空：轨面以上净高3.97m（3）轨道刚度指标要求：目前我国现行规范中未明确轨道（铁路）悬索桥的刚度要求，参照本工程专项科研项目《大跨度公轨两用悬索桥合理刚度研究》（中南大学）的研究成果控制设计。表3.1郭家沱长江大桥刚度标准竖向刚度挠跨比横向刚度挠跨比（有车风）单侧梁端竖向转角单侧梁端横向转角列车+汽车单独列车1/4001/4501/12003.0‰1.5‰（4）结构安全性：风、车辆、桥梁的耦合作用下，主要指标限值如下：脱轨系数；轮重减载率：；轮轨横向水平力：；舒适度指标达到“良好”以上坐标、高程及里程系统：坐标系统采用重庆市独立坐标系；高程系统采用1985年国家高程系统；里程系统为设计独立里程，从北向南为里程增加方向4设计规范《地铁设计规范》（GB50157－2013）《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1—2005）《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》（TB10002.4-2005）《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）《铁路工程抗震设计规范》（GBJ50111-2006）(2009年版）《铁路混凝土结构耐久性设计》（TB10005-2010）《城市桥梁设计规范》(CJJ11－2011)《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166-2011)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)《公路悬索桥设计规范》（JTG-TD65-05-2015）《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)《公路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64-2015)《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/TD60-01-2004)《公路桥涵施工技术规范》(JTGTF50-2011)《焊接结构用铸钢件》（GB/T7659-2010）《一般工程用铸造碳钢件》（GB/T11352-2009）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）《建筑边坡支护技术规范》(DB11/489-2007)《重庆市三峡库区跨径桥梁船撞设计指南》（DBJ/T50-2010）5建设条件5.1气候、气象拟建大桥位于重庆市江北区郭家沱和南岸区峡口镇之间，场地属于东经105°17'～110°11'、北纬28°10'～32°13'之间的青藏高原与长江中下游平原的过渡地带。根据重庆市气象局资料，拟建场地属亚热带季风性湿润气候，调查区内的气象特征具有空气湿润、春早夏长、冬暖多雾、秋雨连绵的特点。年无霜期349天左右。（1）气温多年平均气温(℃)18.3℃，极端最高气温43℃，出现日期为2006年8月15日；日最低气温-1.8℃，出现日期为1975年12月15日。最冷月(一月)平均气温为7.7℃，最冷月(一月)平均最低气温为5.7℃；最大平均日温差为11.9℃，出现日期为1953年7月。月平均最高气温是8月为28.1℃。湿度年蒸发量(毫米)为1079.2毫米，最大年蒸发量为1347.3毫米，出现在1959年。平均相对湿度为79%，每年平均绝对湿度为17.7hpa。降水量区内以降雨为主，雪、冰雹少见，多年平均降雨量为1163.3mm，其中1998年降雨量最大，为1679.8mm。降雨量多集中在5～9月，其中5月降水最为丰富，平均降水177.2mm；降水不足25mm的少水月为12、1、2月，以1月降水最少，平均18.8mm。多年平均最大日降雨量93.9mm，年平均降雨日为161.3d。日降雨量大于25mm以上的大暴雨日数占全年降雨日数的62%左右，小时最大降雨量可达62.1mm。风年平均风速1.39米/秒，年最大风速26.7米/秒，风向西北向，出现日期1981月10日。5.2地形、地貌郭家沱长江大桥拟建区地貌受构造和岩性控制，地貌可划分为构造剥蚀丘陵与侵蚀堆积河谷两个地貌单元。图5.2.1郭家沱大桥桥位地貌（1）构造剥蚀丘陵地貌构造剥蚀丘陵主要分布于河谷两侧。地面高程200～450m，地貌形态呈丘状。岩性对地貌起控制作用，砂岩强度大，常形成丘，泥岩相对较软，多形成洼地或宽缓谷地，具丘圆、坡缓、谷宽的特征。丘坡形态一般呈浑圆状或长垣状。（2）侵蚀堆积河谷地貌桥位通过的河谷属堆积～侵蚀河谷地貌。横断面开阔呈“U”形，两侧岸坡低缓，发育阶地、河漫滩等地形。河谷地貌单元的地面高程170～200m，漫滩狭窄，阶地地势平坦，受后期剥蚀影响，分布不连续。5.3工程地质条件（本节摘自《重庆郭家沱长江大桥岩土工程勘察报告（详细勘察）》2015年10月）5.3.1地质构造桥位区位于川东南弧形构造带，华蓥山帚状褶皱束东南部的次一级构造，构造骨架形成于燕山期晚期褶皱运动。地质构造隶属铜锣峡背斜南东翼。构造线呈北北东走向，构造形态向北逐渐收敛向南撒开，因而两翼宽缓，受应力作用相对微弱，场地内未发现断层通过。图5.3.1区域地质构造图岩层走向与桥梁线路走向小角度斜交，沿线无区域性断层通过。岩层倾向130°～140°，倾角一般为50°～60°，其中北岸优势产状为135°<60°，南岸优势产状135°<50°。岩体内部层面结合差，贯通性好，为硬性结构面；岩性分界处的层面，微张2～3mm，分界处泥质岩稍破碎，为软弱结构面。实测两岸岩层裂隙情况如下：北岸主要发育两组构造裂隙：①J1组倾向210°～230°，倾角70～80°，裂隙面闭合，无充填物，裂隙间距2～3m；结合一般，贯通性一般，为硬性结构面。②J2组倾向290°～310°，倾角35～45°，裂缝宽2～5mm，粘性土充填，裂隙间距一般3～5m；结合差，贯通性较好，为硬性结构面。南岸发育两组构造裂隙：③J3组倾向230°～250°，倾角60°～70°，裂隙面闭合，无充填物，裂隙间距1～2m；结合一般，为硬性结构面。④J4组倾向300°～310°，倾角40°～50°，间距2～4m，结合差，为硬性结构面。5.3.2地层岩性勘察区出露的岩层为一套强氧化环境下的河湖相碎屑岩沉积建造。由多层砂岩——砂质泥岩不等厚的正向沉积韵律层组成。以紫红色、暗紫红色泥岩、粉砂质钙质泥岩和`黄灰色、灰色薄至厚层状细粒长石砂岩。出露的地层由上而下依次可分为第四系全新统填土层(Q4ml)、冲积层(Q4al)、粉质粘土(Q4al)和侏罗系中统沙溪庙组(J2s)沉积岩层。各层岩土特征分述如下：（1）第四系全新统(Q4)1）人工填土（Q4ml）：灰褐色、杂色，主要分布于两岸房屋区一带，成分较复杂，以杂填土为主，主要以粘性土夹泥岩、砂岩块碎石组成，局部砂土和砖砼块垃圾等杂质含量较高；块碎石粒径20～500mm不等，含量一般45%～55%，结构稍密为主，稍湿，填埋一般大于5年，局部可达20年，人工抛填为主，厚度差异较大，厚度0～16.90m不等。2）粉质粘土（Q4el+dl）：紫褐色、黄褐色，可塑状。由粘土矿物组成，含少量岩石碎屑，稍有光滑，摇震反应无，干强度中等。一般厚度0～3m，在丘顶及斜坡处较薄，冲沟谷地处厚度较大。3）冲积层（Q4al）：分布于河漫滩和长江Ⅰ级阶地，沉积物为粉土、卵石。A粉土：主要分布于长江南岸，冲积成因，灰色，稍湿～湿润，稍密，无光泽，干强度较低摇震反应中等，含少量有机质及粉细砂，局部砂粒含量稍高。厚度一般0～3m。B卵石：卵石含量一般50～60％，卵石粒径30～500mm，磨圆度较好，分选性一般，结构稍密为主，稍湿。卵石的母岩成分以变质岩、沉积岩为主，卵石间被粉砂和粘性土充填，稍密；卵石层中夹漂石，磨圆度中等，分选好，漂石粒径一般200～400mm。卵石层厚度0～16.80m不等。（2）侏罗系中统沙溪庙组(J2s)砂质泥岩：紫色，紫红色，粉砂泥质结构，厚层状构造。表层强风化带厚度约1.00～2.00m。属软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。土、石可挖性类别为软石，土石等级Ⅳ。砂岩：灰色，青灰色，细粒结构，中厚层状构造，泥钙质胶结。主要矿物成分有：石英、长石。成厚层状分布于基岩上部。属较硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ级。土、石可挖性类别为次坚石，土石等级为Ⅴ级。场地内基岩强风化带厚度0.40～1.80m，基岩强风化带岩体破碎，风化裂隙发育，岩质软，岩体基本质量等级为Ⅴ级。表5.3-1岩土物理力学参数建议值表岩土名称砂岩砂质泥岩裂隙面强风化中等风化强风化中等风化重度(kN/m3)19.5*19.020.024.0*24.824.0*25.60天然抗压强度(MPa)3515.1饱和抗压强度(MPa)259.4400*2500300*800120*130*87503290内摩擦角φ(ο)综合28*11综合30*30*4229*3120*内聚力C(kPa)21150*177080*18950*岩石与锚固体极限粘结强度标准值(KPａ)1000*450*弹性模量(MPa)41881629变形模量(MPa)34861258泊松比μ0.45*0.40*0.120.45*0.37弹性反力系数(MPa/m)100*150*500*100*300*岩体水平抗力系数(MN/m3)280*45*m0(MPa/m2)10*10*10*15*15*抗拉强度(kPa)5601640.25*0.20*0.25*0.35*0.55*0.30*0.40*挡墙基底摩擦系数5*0.300.500.300.40岩石地基竖向地基系数2030020150桩的极限侧阻力标准值qsik（kPa）222022*150150临时边坡允许值1：1.501：1.501：1.501：1.251：0.301：1.251：0.50注：带“*”的参数为经验值。5.3.3水文地质大桥拟建区出露岩层为河湖相沉积岩，以泥质岩为主，水文地质条件简单。按含水介质和储水形式大桥拟建区地下水可分为两种类型：基岩裂隙水和松散岩类孔隙水。区内地下水的补给、迳流、排泄条件受长江及地形条件制约，根据地下水的动力特征，可划分为河谷斜坡迳流区和河漫滩迳流排泄区两个水文地质单元。河谷斜坡迳流区含水岩由泥岩中的砂岩夹层组成，含水层受相对隔水的泥岩限制,砂岩含水层中地下水的补给条件受限于围岩，不利于地下水赋存和接受补给，该区地下水量有限。河漫滩迳流排泄区地下水位埋深浅，地下水的补给、迳流、排泄有一定的规律，除少量地下水补给来源于斜坡地段的入渗水外，地下水的补给、迳流、排泄条件主要受长江涨落制约，该区地下水与长江江水具互助关系，水量相对丰富，水质也受江水影响。5.3.4不良地质现象大桥场地及周边范围内岩土层序正常，未见断层通过，未发现滑坡、危岩、崩塌、泥石流等不良地质现象。场地内分布的特殊性岩土主要有杂填土、冲填土和风化岩。杂填土：主要分布于两岸所在房屋区内，主要有粘性土、砂泥岩碎块石、砖砼块和细粉砂等组成，局部夹少许垃圾，粗颗粒粒径大小不均，级配较差，不连续(且土体内存在大块石架空现象)，一般厚度2～15m，结构稍密。冲填土：主要包含南岸粉土层、粉土夹卵石土层和北岸的卵石土层。粉土由冲积而成，稍湿～湿润，稍密，无光泽，干强度低，摇震反映中等，局部砂粒含量稍高，厚度一般0～3m。卵石土磨圆度较好，分选性一般，结构以稍密为主，稍湿，卵石间多被粉砂和粘性土、粉土充填，北岸卵石土层中夹漂石，漂石粒径200～1200mm。场地内杂填土、冲填土和风化岩由于分布于地表附近，厚度较小，沉降量有限，对场地稳定性影响较小。5.3.5场地稳定性和适宜性评价拟建郭家沱长江大桥横跨长江两岸，地貌属长江河谷岸坡地貌和构造剥蚀丘陵地貌，沿线地质构造简单，未发现断层构造，岩层呈单斜产出，受构造应力作用轻微,构造裂隙不发育，基岩完整性较好，地层层序正常，未见滑坡、泥石流、塌陷等不良地质现象；沿线岩、土体总体稳定，适宜兴建郭家沱长江大桥。（1）北主塔北主塔位于北岸河漫滩与一级阶地交接部，地形呈缓坡状，坡度5～15º，上覆土层依次为第四系人工填土、冲积卵石土，局部夹漂石，厚度11～23m。上部人工填土主要由粘性土和泥岩块、碎石组成，局部夹中细砂，稍密，稍湿；卵石层呈稍密～中密状态，质硬。下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组砂质泥岩夹砂岩，砂质泥岩岩体完整性指数0.69～0.76，岩体完整程度为较完整～完整。砂质泥岩单轴饱和抗压强度为7.3MPa，为软岩，岩体基本质量等级为IV级。砂岩岩体完整性指数0.71～0.80，岩体完整程度为较完整～完整，砂岩单轴饱和抗压强度为29.4MPa，为较软岩，岩体基本质量等级为IV级。北主塔场地水文地质条件复杂，水量及水位受江水影响大，随季节动态变化，水量丰富，受长江江水补给。主塔范围无不良地质现象，工程地质条件简单，适宜布设主塔桥墩。表5.3-2北主墩岩、土体物理力学参数标准值建议表岩性天然重度(kN/m3)抗压强度(MPa)内摩擦角(º)内聚力C(kPa)抗拉强度（kPa）地基承载力基本容许值fa0(kPa)弹性模量（MPa）变形模量（MPa）基底摩擦系数μ岩石与锚固体极限粘结强度标准值(KPａ)自然Ra饱和Rb人工填土19.528(综合)0.25粉质粘土19.011210.20中风化砂质泥岩25.611.87.33148012060011489000.45500中风化砂岩24.839.729.4412160680250052174920.551200北主塔承台开挖后，将在主塔四周形成临时基坑边坡，基坑边坡高3.25～13.08m，为土质边坡；边坡下伏岩土界面较平缓，人工填土与卵石层的界面倾角较小（一般0～10°），边坡土体沿岩土界面滑塌的可能性小，边坡的破坏模式为土体内部圆弧形破坏。由于北主塔附近的民房将要拆除，有放坡条件，基坑边坡可考虑按1:1.50的坡率进行放坡处理，或结合基坑周边隔水方案一并采用预制钢围堰护壁隔水。（2）南主塔南主塔位于南岸河漫滩，地形平缓，坡度5～10º，上覆土层为第四系冲积粉土和冲积卵石土夹细粉砂，地表局部散布孤石，土层厚度一般0～4.0m。下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组砂质泥岩夹砂岩；砂质泥岩岩体完整性指数0.72～0.80，岩体完整程度为较完整～完整，岩体单轴饱和抗压强度为9.1MPa，为软岩，岩体基本质量等级为IV级。砂岩岩体单轴饱和抗压强度为15.9MPa，为较软岩，岩体基本质量等级为IV级。南主塔场地水文地质条件复杂，水量及水位受江水影响大，随季节动态变化，水量丰富，受长江江水补给。主塔范围无不良地质现象，工程地质条件较好，适宜布设主塔桥墩。表5.3-3南主塔岩、土体物理力学参数标准值建议表岩性天然重度(kN/m3)抗压强度(MPa)内摩擦角(º)内聚力C(kPa)抗拉强度（kPa）地基承载力基本容许值fa0(kPa)弹性模量（MPa）变形模量（MPa）基底摩擦系数μ岩石与锚固体极限粘结强度标准值(KPａ)自然Ra饱和Rb人工填土19.528(综合)0.25粉质粘土19.011210.20中风化砂质泥岩25.614.69.131510160800148311700.45550中风化砂岩24.924.115.9419902801500247220180.55900主塔承台开挖后，将在主塔四周形成临时基坑边坡，基坑边坡高约4～6m，主要为岩、土质混合边坡。上部土质边坡高度2～4m，岩土界面较平缓，土质边坡的破坏模式为边坡土体内部失稳发生垮塌，建议土质边坡采用坡率法按1：1.75的坡率进行临时放坡处理。下部岩质边坡高度2～3m，由于边坡高度较小，建议岩质边坡按1：0.75的坡率进行临时放坡处理。5.4工程河道概况拟建大桥位于长江郭家沱河段，该河段上起铜锣峡，下至广阳岛洲尾，全长约11.5km。工程河段河型弯曲，平面形态宽窄相间。上段铜锣峡河段河道窄深，洪水河宽仅为300～350m，汛期峡内水流湍急，是重庆河段通航控制河段之一。长江出铜锣峡后，河道突然放宽，洪水水面宽度突变至1200m，在郭家沱两侧形成大范围回流区，主槽位于河心，至桥位附近最大河宽缩小至800左右，受右岸石梁影响，主槽逐渐过渡至左岸。郭家沱河段下游进入广阳岛分汊河段，左汊为主汊。左汊上段河道宽阔，洪水河宽1100～1500m，深槽向左弯曲，靠近北岸；左汊下段北岸山体突出，深槽受山体导流影响靠近广阳岛右缘，该段洪水河宽缩窄至700m。拟建桥位位于铜锣峡出口下游1.2km，上距重庆朝天门约18.2km，下距广阳岛分汊口约1.5km，上游航道里程641.3km。桥区河段河势见下图。图5.4.1桥区河段河势图5.5水文5.5.1三峡水库蓄水运行情况2009年三峡水库完全投入使用后，三峡大坝坝顶高程185m（吴淞高程），正常蓄水位175m（吴淞高程），防洪限制水位145m（吴淞高程），枯水季低水位155m（吴淞高程）。水库调度运行方式为：每年5月末至6月初，坝前水位降至汛期防洪限制水位145m（吴淞高程）；汛期6-9月，水库一般维持此低水位运行，遇大洪水时期根据下游情况，水库排洪蓄水，库水位抬高，洪峰过后，仍降到145m（吴淞高程）运行；汛末10月，水库充水，水位逐步升高到175m（吴淞高程）；11月到次年4月，水库尽量维持在高水位，但4月末以前库水位不低于155m。据长江上游水文局资料，三峡水库建成后，库区洪水期将低水位运行，一般保持在145m左右，因此，重庆郭家沱长江大桥所在河段在三峡水库建成后一般仍接近天然河道特征，河道基本维持现状。图5.5.SEQ图2.2.\*ARABIC1三峡水库水位调度运行过程示意图5.5.2桥渡水文特征（1）设计流量及设计水位根据《重庆郭家沱长江大桥工程防洪评价报告》，三峡水库运行30年后，工程河段汛期水位升高3m左右；三峡水库运行100年后，工程河段汛期水位升高约5～7m左右，推算得到拟建工程处在三峡水库运行30年和100年后各频率洪水水位，见下表。表5.5-1桥位处不同频率洪水水位及流量表洪水频率P(%)0.331251020长江寸滩站流量（m3/s）970008870083100753006910061400水位（m）天然情况191.91189.46187.76185.73183.81181.48三峡运行30年194.95192.50191.05189.31187.54185.45三峡运行100年196.57194.75193.46192.00190.521858.74（2）最高通航水位根据《重庆郭家沱长江大桥通航安全影响论证报告》，大桥所在河段航道等级规划为Ⅰ级，根据《内河通航标准》，其最高通航水位应采用洪水重现期为20年一遇的洪水位。天然情况下，桥位处20年一遇洪水位为185.73m。在考虑三峡水库运行100年泥沙淤积的基础上，根据计算分析得到桥位处20年一遇洪水为192.00m，即最高通航水位为192.00m。（3）最低通航水位根据《重庆郭家沱长江大桥通航安全影响论证报告》，桥位上游的铜锣峡水尺航行基面高程为156.03m，桥位下游的鱼嘴水尺航行基面高程为153.03m，根据同比降推算得到桥位处最低通航水位为155.64m。5.6通航5.6.1港口现状及发展规划（1）港口现状主城港区为重庆港的主枢纽港区，历来是云、贵、川进出长江物资的集散地，是长江上游交通枢纽的重要组成部分，是长江上游航运中心的核心。主要包括朝天门客运旅游中心和九龙坡、寸滩、新港等。（2）港口规划根据《重庆港总体规划》，主城港区有纳溪沟作业区、唐家沱作业区、郭家沱作业区等（图2.6.1）。主城港区将重点发展集装箱、汽车滚装、散货、件杂货运输和旅游客运。郭家沱作业区主要以载货汽车滚装运输为主，为重庆及其周边载货汽车提供运输服务。作业区位于长江左岸，望江厂上游500米至望江厂之间，现有3000吨级载货汽车滚装泊位2个，年通过能力35万辆。规划陆域维持现有范围，纵深40～60米，用地1.5万平方米。图5.6.1桥区及附近港口规划示意图5.6.2航道现状及发展规划（1）现状从2011年4月1日起，长江干线涪陵李渡长江大桥至重庆羊角滩航道（上游航道里程547.6～660km）开始实行新的航道维护标准，并随着三峡水库的水位调度变动而改变，具体为：1月份航道维护尺度为4.5m×150m×1000m，2月份航道维护尺度为4.0m×100m×1000m，3～6月份航道维护尺度为3.5m×100m×800m，7～10月份航道维护尺度为4.0m×100m×1000m，11～12月份航道维护尺度为4.5m×150m×1000m。航道维护类别为一类航道维护，航标配布类别为一类航标配布，可通行5000t级船舶和万吨级船队。（2）发展规划根据交通运输部《长江干线航道总体规划纲要》（2008年），工程河段规划航道等级为Ⅰ级，可通行由2000吨级至3000吨级驳船组成的6000吨级至10000吨级船队。5.6.3通航环境码头桥位左岸上游800～1000m和270m分别为郭家沱滚装码头（货运）和望江码头（人渡）；右岸上游依次为渝客11囤（上距130m，人渡）、长渝囤（上距175m）等；按照相关要求，码头、趸船均满足安全距离要求。人渡线拟建大桥上游有1条人渡线，左岸距离大桥270m，右岸距大桥130m，相对位置如下图所示：图5.6.2人渡线与桥位关系示意图根据相关部门文件要求，人渡线将在大桥建设前拆除，大桥建设期间两岸人员临时交通由项目业主单位与当地政府共同协商后负责解决，大桥建成后有人行道及轨道交通保证两岸人员的正常通行。锚地在拟建大桥的安全距离范围内（上游1264m至下游632m）无锚地。桥梁根据《内河通航标准》的规定，拟选桥位所处河段规划为I-（2）级航道，其代表船队尺度为316×48.6×3.5m，船队下水5分钟航程，按照“船队长度加船队下水5分钟航程之和”规定计算，相邻桥梁间距应大于2566m。拟建大桥下游最近的鱼嘴大桥12.2km；上游距离最近的是大佛寺大桥13.3km和10.8km在建的寸滩长江大桥。可见拟建大桥与附近已建、在建桥梁的距离均能满足规范要求。5.6.4通航净空尺度根据《重庆郭家沱长江大桥通航安全影响论证报告》，郭家沱长江大桥通航净高和净宽确定如下：（1）通航净高拟建大桥通航净高执行18m标准，同时按24m进行预留。（2）通航净宽由于桥轴线断面左侧水流流向与桥轴线法向夹角大于5°，且横向流速大于0.8m/s，按照《内河通航标准》要求，拟建大桥跨度宜一跨过河或通航水域中不得设置桥墩。大桥主跨采用720m，覆盖了桥址175m（吴淞高程）水位时的通航水域，能满足船舶通航要求。5.7地震重庆地区有历史地震记录以来，重庆主城区地震震级多在3级左右，以浅源构造地震为主，震中主要分布于500m以下的基底断裂带上，或者位于基底断裂的交汇处，华蓥山基底断裂的地震震级沿断裂带方向有显著的差异，该断裂带及附近5级或5级以上地震主要分布于断裂带南段。华蓥山基底断裂在重庆主城区周边有良好的应力释放机制。1989年11月20日，在大桥拟建区以北约40km的统景镇发生过双震型地震，震级分别为5.2级和5.4级，在大桥拟建区有震感。根据《重庆郭家沱长江大桥工程建设场地地震安全性评价报告》研究结论，拟建场地所处的场地类别为Ⅱ类场地。区域内地震基本烈度为6度，E1地震动峰值加速度值为0.088g，地震动反应谱特征周期为0.5s；E2地震动峰值加速度值为0.127g，地震动反应谱特征周期为0.55s。5.8筑路材料（1）天然建筑材料1）砂、砾石料：主要位于长江、嘉陵江河岸及漫滩部分，现开采均为机械化采集，砂为特细砂；砾石主要成分为泥岩夹砂岩，级配较均一，粒度模数及其它指标均符合要求。储量和质量均能满足工程需要。高标号混凝土需采用中粗砂，拟采用洞庭湖砂，为优质河砂。2）石料：重庆市小南海有储量丰富的石场，机械化开采，石质为砂岩。本阶段拟采用购买的方式供应石料。3）利用料：本工程挖方较大，可以拣清利用。（2）主要外来材料本工程施工的主要外来料包括钢材、木材、水泥等，均可在本地采购。重庆有大型的钢铁厂和水泥厂，质优价廉，因此，钢材和水泥可从市内生产厂家购买。木材可在本地市场购买或其他地方采购供应。（3）施工电源、水源本工程施工用电、用水利用城市供电线路和城市供水管网。施工供电可靠，电量充足，能满足施工要求。施工用水丰富，对钢筋混凝土均无腐蚀性。施工时考虑就近接用城市供电线路、城市供水管路，从而解决施工临时用电、用水。各工点开工前应向供电局和自来水公司提出临时用电、用水申请，以满足施工需要。5.9运输条件桥位两岸可使用既有的道路交通线网，水上交通方面可利用现有的长江航道，交通条件十分便利。6主要材料及性能6.1混凝土项目混凝土标号塔身C55引桥主梁C50桥墩、主塔承台C40桩基C35水下混凝土桥台台身C25桥塔塔身采用C55混凝土，承台采用C40混凝土，桩基采用C35水下混凝土，其他构件混凝土标号详见相应的设计图纸并以设计图为准。本桥所采用的混凝土技术标准应符合《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB1002.3-2005）的相关规定。6.2普通钢筋设计采用HPB300、HRB400钢筋。HPB300钢筋材料和连接应符合《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》（GB1499.1－2008）标准要求；HRB400钢筋材料和连接应符合《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2－2007)标准要求。直径≥20mm的受力主筋采用直螺纹机械连接，接头连接等级为I级，连接区段内的接头率不大于50%，并满足《钢筋机械连接技术规程》（JGJ107—2010）标准要求。钢筋焊接网：设计主要采用D10规格的钢筋焊接网，应符合《钢筋混凝土用钢第3部分：钢筋焊接网》（GB1499.3-2010）的标准要求。6.3预应力钢绞线钢绞线采用PC高强度低松弛（Ⅱ级松弛）七股型钢绞线，其应符合图纸要求及《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2014）中1x7结构钢绞线的相关要求。钢绞线主要技术要求：钢铰线公称直径：15.2mm截面面积：140mm2抗拉强度标准值：fpk=1860MPa弹性模量：E=1.95×105MPa最大松弛：≤2.5％（70％公称最大负荷，1000h，20℃）一端锚具变形及钢束回缩值小于等于：6mm6.4预应力管道和锚具预应力锚具必须经过正式鉴定和重大桥梁工程的检验，锚具的结构型式及规格应符合本设计文件及《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370-2007）、《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》（JGJ85—2010）的相关要求。全桥预应力管道均采用塑料波纹管，管道灌浆方式为真空辅助灌注法，必须保证灌浆饱满密实。塑料波纹管需满足行业标准《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》（JT/T529-2004）要求6.5结构用钢桥塔预埋件及附属结构采用Q235B钢，Q235B需要符合《碳素结构钢》(GB700-2006)标准。7设计要点7.1主塔（1）桥塔是由上塔柱、下塔柱、下横梁、中横梁、上横梁、鞍室及弧形墙组成的门式框架结构。塔柱、下横梁、鞍室及弧形墙为普通钢筋混凝土结构，中横梁和上横梁为预应力混凝土结构。桥塔塔身采用C55混凝土。南北桥塔结构形式相同，南桥塔高度为172.90m，北桥塔高度161.90m。南塔塔底标高为162.726m，北塔塔底标高为173.726。塔顶标高为335.626m，上横梁顶面标高为326.626m，中横梁顶面标高为228.726m，下横梁顶面标高为184.326m。图7.1.1桥塔立面构造图（2）上塔柱柱身采用梯形空心箱型截面。塔柱柱身在顺桥向为竖直，在横桥向的斜率为3/100。塔柱外侧顺桥向尺寸均为7.8m，内侧顺桥向尺寸为11.0m，横桥向尺寸均为6.0m。塔柱在顺桥向壁厚分别为1.2m、1.0m、2.0m，横桥向外侧壁厚分别为1.2m、1.0m、1.2m，内侧壁厚分别为1.4m、1.2m、1.4m，在靠近实体段和横梁附近设置加厚段。下塔柱柱身采用由直线和曲线组成的类梯形空心箱型截面，自上而下，横桥向宽度以3/100的斜率从6.0m递增至8.125m，顺桥向宽度也随之从11.0m递增。塔柱在顺桥向壁厚分别为1.2m，横桥向外侧壁厚分别为1.2m，内侧壁厚分别为1.4m。图7.1.2上塔柱标准横断面（cm）图7.1.3上塔柱加厚段横断面（cm）塔柱在与中横梁对应处开有1.8m×1.0m进人孔。塔柱在对应中横梁顶底板位置处设置了厚度为0.8m的隔板，并开有0.8m×0.8m进人孔，以利于检修人员从塔柱进入下横梁。塔柱在与上横梁对应处开有1.8m×1.0m进人孔。在塔柱上下游方向的四个侧壁上开设D100mm通气孔，位于塔中心线上，通气孔按10m一排等间距布置。（3）下横梁为单箱五室纺锤形截面，自下而上，截面通过缩短中间直线段，横桥向宽度以3/100的斜率递减，南桥塔横向宽度从55.0m递减至53.704m，北桥塔横向宽度从54.34m递减至53.704m，顺桥向宽度也随之从13.0m递减。塔柱在顺桥向壁厚分别为1.2m、2.0m，横桥向外侧壁厚分别为1.2m、2.0m，内边隔板壁厚分别为1.4m、2.0m，内中隔板壁厚均为1.2m。在靠近承台附近设置加厚段。（4）中横梁的高度为8m，宽度为8m。采用矩形空心箱型截面，单箱单室。腹板厚度为0.8m，顶底板厚度均为0.8m。中横梁设置56束19φS15.2mm预应力钢束，预应力锚头均埋于塔身内，用混凝土加封。为利于横梁顶面布置支座垫石，支座垫石下方中横梁对应设置了2道隔板，厚度为0.8m，隔板上设有1.8m×1.0m进人孔。中横梁顶面设有0.8m×0.8m进人孔。（5）上横梁的高度为5.7m，底板宽8m，顶板宽10m，采用多边形空心箱型截面。腹板、顶板厚度均为0.6m。下底板底面由一道半径为22m的圆弧和两道半径均为12m的圆弧连接而成，底板厚度由上横梁中部到端部由0.6m渐变增大。上横梁设置2道隔板，厚度为0.6m，隔板上设有1.8m×1.0m进人孔。上横梁设置36束19φS15.2mm预应力钢束，预应力锚头均埋于塔身内，用混凝土加封。上横梁顶面设有0.8m×0.8m进人孔。（6）鞍室位于塔柱顶部，弧形墙位于上横梁顶部，与鞍室相连。鞍室及弧形墙的顶板由一道半径120m的圆弧和两道半径7.7m的圆弧连接而成，厚度为0.3m。侧墙的高度从中部到端部由9.0m逐渐减小。8结构耐久性设计8.1混凝土结构根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）1.0.7条规定，本桥所处的环境类别为Ⅰ类，为提高混凝土结构耐久性，应按规范有关规定配制混凝土，使混凝土具有良好的抗侵入性、体积稳定性和抗裂性。对混凝土的原材料、施工等方面做如下要求：8.1.1混凝土原材料的选择应选用同厂家、同牌号的低水化热的水泥，避免使用早强水泥；水泥出厂时间不得大于3个月且不得受潮结块。细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小、粒形清洁的中砂，其细度模数控制在2.6～3.0之间；砂中有害杂质应严格按《建筑用砂》（GB/T14684—2001）控制，特别是含泥量不得超过2%，最好采用同一料场的砂。粗骨料应选用粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小、级配良好的连续级配碎石，其最大粒径不大于25mm，选用骨料前应进行碱活性检验，不得采用有碱活性反应的骨料，含泥量不得超过1%。施工中外加剂的品种应与所用水泥相匹配，其质量应符合《混凝土外加剂》（GBT8076—2008）的相关规定要求。尽量降低拌和水用量，拌和用水除符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50—2011）外，水中氯离子含量超过1mg/cm3的水不得使用。限制单方混凝土中胶凝材料的最低、最高用量，为此应特别重视混凝土骨料的级配以及粗骨料的粒型要求。尽可能减少混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量，且胶凝材料的总量也不能过高。混凝土中最大水灰比、最小水泥用量、最大氯离子含量以及最大碱含量等参数满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中1.0.7条规定。其它未尽要求均按照《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）、《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T50476-2008)和《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/TB07-01-2006）办理。8.1.2混凝土的施工要求在混凝土施工前，施工单位应按照混凝土结构防腐蚀耐久性设计的要求，制定保证混凝土施工质量的措施与实施细则，精心选择原材料，进行混凝土试配，在试验室试验的基础上优选混凝土配合比，应在现场进行试浇筑。耐久混凝土的施工质量控制重点有：混凝土的振捣均匀性和密实性，混凝土的养护，钢筋的混凝土保护层厚度，施工阶段的混凝土裂缝控制。应仔细规划混凝土结构的施工顺序，以尽量减少新浇混凝土硬化过程中的收缩应力与开裂，如承台分层浇筑的施工间隔等。混凝土的养护包括混凝土的湿度和温度控制。新浇混凝土应及早开始养护，避免水分的蒸发。湿养护不得间断，尤其注意初始保湿养护，避免新浇混凝土表面过早暴露在空气中。8.1.3普通钢筋防腐按规范要求设置足够的保护层厚度，必要时增加超声波检测等措施来保证施工质量，确保各方提高对保护层厚度的重视及采取相应的强化措施。主筋混凝土保护层厚度标准：不小于钢筋的公称直径或后张法管道直径的1/2，且符合下列要求：桥塔、墩台身主筋：不小于3cm，不大于4cm；箍筋：不小于2cm，不大于2.5cm。表面防裂钢筋：不小于2cm，不大于2.5cm。8.1.4混凝土涂装要求桥塔混凝土结构外表面防护涂装选择含活性硅酸盐的丙烯酸混凝土专用保护涂料，防止混凝土碳化，防止钢筋钝化膜破坏，从而保护钢筋和混凝土，增加桥梁耐久性和维护便利性。面涂层漆膜应坚硬光滑耐冲洗，可通过雨水淋洗可达到自洁的功能，能长时间保证主塔清洁如新的外观状态。选用单组分涂层，与混凝土粘接紧密，达14Mpa以上。漆膜不起泡、不开裂、不剥落。涂料应具有水汽透过性，不影响混凝土自由呼吸，避免传统防腐涂料体系由于混凝土内部水气向外扩散渗透时，被涂层封闭而造成涂层起鼓、剥离。色彩由无机颜料形成，耐紫外线照射，可长久保持色彩的鲜亮。桥墩涂装完成后表面光滑。表8.1-1凝土防护涂装材料技术要求外观粘稠液体固含量60±2%抗CO2渗透系数μ≥1.5×106抗水蒸气扩散系数μ≤1.5×104附着力（拉开法）≥6Mpa干燥时间表干1小时，实干12小时耐水性240小时不起泡、不剥落、不粉化、不失光、不变色耐盐水性240小时不起泡、不剥落、不粉化、不失光、不变色耐碱性720小时不起泡、不剥落、不粉化、不失光、不变色耐酸性，10%H2SO4240小时漆膜无异样耐化学品性720小时不起泡、不剥落、不粉化、不失光、不变色耐人工气候老化性1000h不起泡，不剥落，不粉化耐冲击性50cm抗氯离子渗透性[mg/(cm2.d)],30d≤5.0×10-39施工要点施工单位在进入本工程进行施工前，应结合本工程的特点，针对各专项技术问题编制专门的技术应对措施以及检验标准等操作规程，经过评审后，按照审批的规程进行