大桥防撞施工图设计说明

施工图设计第I册共I册图纸目录第I页共I页图表名称图号图纸张数图表名称图号图纸张数施工图设计说明共5页27号墩导向柱桩基钢护筒构造图FZ-12共1页工程数量汇总表FZ-01共1页28号墩导向柱桩基钢护筒构造图FZ-13共1页防撞设施总体布置图FZ-02共1页2.0m导向柱横系梁构造图FZ-14共1页防撞设施撞击示意图FZ-03共3页2.2m导向柱横系梁构造图FZ-15共1页27号墩防撞设施布置详图FZ-04共1页防撞套箱节段划分图FZ-16共1页28号墩防撞设施布置详图FZ-05共1页防撞套箱节段详图FZ-17共3页26、29号墩防撞设施布置详图FZ-06共1页防撞套箱连接件构造图FZ-18共1页导向柱编号示意图FZ-07共1页防撞套箱消能元件详图FZ-19共1页2.0m导向柱一般构造图FZ-08共1页防撞套箱阻尼原件详图FZ-20共1页2.2m导向柱一般构造图FZ-09共1页C型防撞护舷构造图FZ-21共2页2.0m桩基钢筋图FZ-10共1页防撞护舷消能元件详图FZ-22共1页2.2m桩基钢筋图FZ-11共1页设计说明1设计范围大桥位于，跨越龙穴南水道，西接地势平坦的万顷沙，东至山岭微丘的南沙岛，北望横沥生态农业旅游度假区，南临广州市总体战略目标“三大港”中的海港建设区。大桥工程线路起始于万顷沙岛的万环西路，止于南沙经济开发区虎门联络道，全长约9.1公里，规划宽度60米，道路段双向八车道，规划为城市主干道；其中明珠湾大桥主桥采用双向八车道，跨越龙穴南水道，水域宽度1300米。明珠湾大桥主桥为主跨436m的中承式六跨连续钢桁拱桥，桥跨布置为96+164+436+164+96+60=1016m，主梁为三主桁钢桁梁结构，桁间距18.1m。27#和28#桥墩为主墩，采用整体式实心板墩，墩高约7.9m。承台尺寸为56.5m×17.5m×5.5m（横×纵×高）。桩基采用钻孔灌注桩，桩径Φ2.5m。本册为明珠湾大桥防撞设施工程施工图设计，内容为27#、28#主墩处的拱肋下弦杆和26、29号桥墩防撞设施的设计，具体包括主墩27#、28#处拱肋下弦杆和26、29号桥墩防撞设施的布置、防撞设施的一般构造、大样详图等。2设计依据明珠湾大桥工程施工图设计图纸，2015.06。广东海事局关于明珠湾大桥工程通航安全评估报告审查意见的函，2018.03广东省航道局关于明珠湾大桥跨越龙穴南水道涉及航道通航有关问题的复函，2017.12广州南沙开发区明珠湾大桥工程防洪评价报告，2015.03明珠湾大桥工程航道通航条件影响评价报告，2017.12明珠湾大桥桥梁船撞设防标准专题研究，2019.043主要设计规范及标准（1）《航道整治工程技术规范》（JTS224-2016）；（2）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；（3）《内河通航标准》（GB50139-2014）；（4）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）；（5）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2018）；4主要技术标准（1）设计最高通航水位：7.45m（广州城建高程系统，下同）（2）设计最低通航水位：3.73m（3）主墩设防代表船舶：3000吨级海轮（4）过渡墩设防代表船舶：2000吨级海轮（5）主桥拱肋下弦杆有船舶甲板室的撞击风险，设防以避免3000吨失控船舶以3m/s速度直接撞击拱脚处主拱圈下弦杆为目标。（6）设防性能目标由于我国目前没有正式颁布实施专门针对公路桥梁防撞设计的规范和标准，因此参考《公路桥梁防撞抗撞设计规范》（报批稿）的规定，本项目为跨越龙穴南水道I级航道的特大桥，船撞设防类别为A类，桥梁船撞设防水准按照下表的规定确定。表1桥梁船撞设防性能目标设防类别设防水准性能目标桥梁状态描述失效后果A类L1I桥梁可产生不影响结构整体受力性能的局部损伤，正常交通不受影响，结构整体处于弹性状态一般L2II可发生易于修复的损失。严重桥梁船撞设防水准可根据船撞发生的重现期分L1船撞作用和L2船撞作用两级设定，见表2。表2根据船撞重现期分级设定的桥梁船撞设防水准船撞设防水准重现期（年）L1300L21500（4）防撞设施设计使用年限在不发生撞击事故条件下，防撞设施主体混凝土结构设计使用年限50年，复合材料套箱、护舷设计使用年限20年。5主要材料（1）混凝土:性能指标要求满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）的各项要求。（2）型钢和钢板：均采用Q235B钢材，材质应符合《低合金高强度结构钢》(GB-T1591-2008)的要求。（3）普通钢筋采用热轧HRB400钢筋（公称直径大于等于12mm）两种，HRB400钢筋必须符合国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2007）的有关规定。（4）橡胶高分子D300ⅹ360ⅹ1000阻尼原件。（5）纤维增强复合材料拉伸强度：≥300MPa拉伸弹性模量：15~25GPa树脂含量：30~35%外壳巴氏硬度：≥45吸水率：＜2%（6）发泡体闭孔夹芯材料吸水率：≤2.5%闭孔夹芯材料剪切强度：≥0.15MPa闭孔夹芯材料平压强度：≥0.15MPa闭孔夹芯材料平压弹性模量：≥6MPa（7）树脂、超强环氧漆等，均需符合相关规范要求。6设计要点根据明珠湾大桥的桥跨布置及通航孔设置，本防撞设计对27#、28#主墩处的拱肋下弦杆及26、29号桥墩进行防撞设计。在27、28号桥墩的上下游布置转筒式防撞装置，在26、29号桥墩的墩柱侧布置JKTX-H2150C型复合材料防撞护舷。转筒式防撞装置由可转动的复合材料套箱和导向柱组成，其中套箱根据规格分为A型、B型两种型号，分别对应JKTX-H3000A型、JKTX-H3000B型。6.1转筒式防撞装置转筒式防撞装置的一般构造如图1所示。图1转筒式防撞装置一般构造图拱肋下弦杆被动防撞设施主要在主墩27#、28#墩上下游布置独立的导向柱+浮式复合材料防撞套箱组合的防撞体系。导向柱由3根钢管混凝土桩通过钢横系梁连接形成。圆形防撞套箱通过旋转拨动船头，可有效折减船舶撞击力40%以上。混凝土桩结构与浮式防撞套箱共同承担船舶撞击力，确保桥梁结构安全。同时，由于复合材料防撞套箱为柔性结构，也可对船舶起到有效保护。该方案具有如下优点：（1）桥墩上下游设置导向柱+浮式复合材料套箱的组合防撞系统，当船舶撞击防撞装置的外壳时，浮式圆形套箱发生转动，从而拨转船头，将能量尽量保留在船舶上，将失控船舶拦截在桥梁安全范围以外，保证大桥的结构安全；（2）浮式复合材料套箱由外层复合材料和内层钢骨架组成，内填充缓冲圈和聚氨酯泡沫，通过柔性材料的变形吸收船舶碰撞能量，拨转船头的同时降低船舶的损伤，保护船舶安全，最大限度避免了船舶碰撞后泄漏事故的发生；（3）浮式复合材料套箱外径12-14m，且可以随着水位变化上下浮动，有效防护范围较大，在各个水位情况下都能起到防护作用；（4）防撞设施与原结构分离而单独设置，对原结构几乎无影响；（5）该防撞系统适合所有船型，无论船舶吨位大小、船头形状均可起到防护作用；（6）防撞设施由4个独立的节段通过插销的方式连接而成，降低了生产和安装难度，一旦发生船舶撞击事故首先确保桥墩不发生大的损伤，仅让套箱发生损坏，节段的独立性使得维修更换方便；（7）防撞套箱可采用橙红色警示色，既可缓冲消能，又能起到警示作用；（8）导向柱的钢构件均采用符合规范要求的防腐设计（详见6.3），套箱外层为复合材料，内部钢骨架喷涂1-2mm树脂进行防腐：所有构件一般情况下免维护，只需定期做相关检查、记录即可：1）每半年检查套箱内侧和导向柱接触面的阻尼元件，观察阻尼原件是否有破裂、损毁等现象，如有则及时更换；2）如发生小船碰撞，套箱有破损，可现场对装置的复合材料和内部结构进行修补、焊接和更换；3）如发生大船碰撞，套箱损伤严重，无法进行现场修复，可将损坏节段吊装至厂内修复或制作后运输至现场安装。6.2防撞护舷防撞护舷的一般构造如图2所示。图2C型护舷一般构造图26#、29#过渡墩被动防撞设施主要在大桥26#、29#墩墩柱上下游两侧布置附着式的柔性防撞护舷防撞体系，达到将失控船舶船撞力折减到桥墩自身抗船舶撞击能力范围之内，保证大桥安全的目的，同时也减小对船舶的损伤。护舷外壳为复合材料，内填复合材料缓冲元件和聚氨酯泡沫，通过钢带锚固于墩柱上。该方案具有如下优点：复合材料外壳+缓冲圈+聚氨酯泡沫的柔性体系，通过变形吸收船舶撞击能量，降低船舶撞击力，保护桥墩的同时最大限度减小船舶损伤；护舷迎船侧的厚度超出承台，能够防止船舶直接撞击到承台；护舷高度高于最高通航水位下设防船舶的船头高度，适用于各种水位下的船舶撞击防护；护舷分段安装，且仅有一种尺寸，有利于制作加工、安装和维护；护舷根据桥墩的外观形状和尺寸进行设计布置，分别布置于桥墩的迎船侧和侧面，贴合桥墩，外形美观；可采用橙红色警示色，既可缓冲消能，又能起到警示作用；护舷采用复合材料，内部钢框架和钢带采用树脂防腐，运营期间不需特殊维护，定期做相关检查和记录即可：1）每半年检查护舷外壳有无破损、锚栓是否有脱落等，如有则及时修补；2）如发生船舶碰撞，需及时检查护舷情况，并对损坏的护舷进行更换。6.3钢结构耐久性设计导向柱的钢管桩和横系梁、套箱和护舷的钢骨架将长期处于海水侵蚀环境中，需考虑钢材的防腐，计算时考虑一定的腐蚀余量，设计时考虑重防腐涂装。防撞设施各部分涂层保护情况如表3所示。表3钢结构防腐涂装构件防腐部位涂装体系干膜厚度（μm）钢管桩外表面桩身0-15m喷砂除锈sa2.5--超强环氧漆450（底漆225，面漆225）桩身15-50m喷砂除锈sa2.5--单层环氧漆450（分三道涂装）钢横系梁外表面喷砂除锈sa2.5--超强环氧漆450（底漆225，面漆225）套箱和护舷钢骨架外表面树脂1000钢管桩内表面，不做防腐涂层。7施工要点7.1桩基施工要点（1）施工前应认真阅读有关设计图纸，对保护工程桩基坐标进行复核无误后才能施工。（2）桩基钻孔前应认真阅读已有的地质资料。要求保存好完整钻孔岩心照片。（3）本项目在低水位时，打入钢管桩，架设施工平台打入桩基钢护筒，壁厚要能保持圆筒状或不变形。钻孔采用回旋钻机成孔。泥浆的技术指标要求满足JTG/TF50-2011的技术要求。（4）钻孔桩中心位置偏差不大于5.0cm，孔径不小于设计桩径，倾斜度不大于桩长的1/150，钢护筒倾斜度不大于1/200。（5）成孔后进行清孔，孔底沉淀物厚度不大于5cm。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。（6）钢筋笼下放时应采取有效的定位措施，以便钢筋笼准确就位。钢筋笼就位后应固定牢靠，防止钢筋笼上浮。（7）钻孔桩水下混凝土灌注前，应制定详细、周密的施工方案，务必保证混凝土的浇注一次连续地完成。（8）施工时如实际地质情况与钻探资料不一致，应及时通报设计单位，以便进行相应调整。（9）桩基施工时，应注意预埋桩基检测管，待桩基混凝土强度达到设计强度且龄期不小于14天，采用超声波检测法进行桩基质量检测；桩基检测管待桩基质量检测后压注水泥浆封闭。（10）为查明端承桩混凝土质量和桩底沉淀土厚度，应抽样进行桩基的抽芯检验，抽芯要求按技术规范执行；抽芯完毕，应压注水泥浆封闭。（11）施工时设置专门的泥浆池，钻渣及废弃的泥浆禁止乱弃乱排，应运至业主指定的弃土场，避免造成对环境的污染。7.2横梁施工要点（1）横梁采用钢板焊接成形的钢箱梁，拼装完成后吊装至设计位置与桩基钢护筒外壳焊接。（2）焊接工艺及标准需符合相关规范要求。7.3套箱及护舷施工要点（1）套箱在工厂加工完成后，应进行预拼装，检查无误后运输至现场进行组装。（2）套箱两个A节段先下水扶正，调整两节段间距，吊装插销竖向插入榫口固定。（3）防撞护舷采用现场钻孔，用化学锚栓及钢带固定于桥墩上。（4）根据防撞护舷设计文件，严格放线定位。（5）防撞护舷安装前，将桥墩混凝土表面打磨调平，使之干净、干燥。（6）按图放样，先用钢筋探测仪探测钢筋位置，避开受力钢筋标出锚栓钻孔位置，进行钻孔。（7）用鼓风机清洁钻孔。（8）用钢丝毛刷刷孔壁，并再次清孔（刷3次，清3次）。（9）达到设计强度前，不得扰动防撞护舷。（10）注射式锚固胶粘剂采用环氧类产品，并符合《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2013)中对植筋胶的相关要求。（11）护舷吊装时，应缓慢起吊，尽量避免磕碰护舷本体，注意防火，护舷安装完毕后再去除表面保护膜。8生产工艺及要求（1）为了满足整体性能和力学性能的要求，壳体的制造宜采用真空导入成型工艺。（2）内部缓冲元件制造宜采用真空导入成型工艺或纤维缠绕成型工艺。（3）防撞套箱、防撞护舷建议采用橙红色，外表面应涂反光漆。（4）复合材料中应添加抗老化剂，以保持材料的耐久性。9质量检验与验收要求（1）防撞设施总体几何尺寸公差应控制在±2%。（2）防撞设施施工所涉及的各种材料应按规格、品牌、化学成分、物理性能、数量级试样封