广东省虎门二桥（桥梁工程）工程初步方案.pptVIP

虎门二桥工程初步方案 虎虎门门门门二二桥桥桥桥 工程初步方案工程初步方案 20102010年年1212月月 虎门二桥工程初步方案 1 1、项目概况、项目概况 2 2、前期工作主要结论、前期工作主要结论 3 3、路线总体设计路线总体设计 4 4、主桥设计、主桥设计 5 5、引桥设计、引桥设计 6 6、互通立交设计、互通立交设计 7 7、相关专题研究、相关专题研究 汇报提纲汇报提纲 虎门二桥工程初步方案 地理位置 1 1、项目概况、项目概况 黄埔大桥 虎门大桥 虎门二桥 虎门二桥横跨于珠江下游，上游20公里处为黄埔大桥，下游10公里处是虎门大桥。 虎门二桥工程初步方案 1 1、项目概况、项目概况 坭洲水道桥 高架桥大沙水道桥 东涌、骝东复合互通海鸥岛互通沙田互通 本项目工程总长度本项目工程总长度12.891 kmkm，总投资，总投资104.2104.2亿元亿元。 项目的主要组成 虎门二桥工程初步方案 1 1、项目概况、项目概况 2 2、前期工作主要结论、前期工作主要结论 3 3、路线总体设计路线总体设计 4 4、主桥设计、主桥设计 5 5、引桥设计、引桥设计 6 6、互通立交设计、互通立交设计 7 7、相关专题研究、相关专题研究 汇报提纲汇报提纲 虎门二桥工程初步方案 1、 本项目是促进珠三角经济再发展，加快珠三角经济区实现 现代化，增强珠三角辐射力的需要； 2、本项目是落实珠江三角洲地区改革发展规划纲要(2008- 2020年)，推进珠三角交通一体化的需要； 3、本项目是完善广东省及珠三角区域干线路网的需要； 4、本项目是完善项目影响区干线网规划的需要； 5、本项目是满足通道交通量及民用车辆快速增长的需要； 6、本项目是保障珠江两岸交通安全的需要。 建设必要性 2 2、前期工作的主要结论、前期工作的主要结论 虎门二桥工程初步方案 交通量 路段名称 莲花山过 江通道 2016年 2020年 2025年 2030年 2035年 2040年 全线平均交通量 有 32913 37341 54103 68783 81115 87767 年均增长率3.21% 7.70% 4.92% 3.35% 1.59% 全线平均交通量 无 32913 56753 78010 94988 104182110060 年均增长率14.59% 6.57% 4.02% 1.86% 1.10% 由于本项目上游的莲花山过江通道建设具有不确定性，在本次 交通量预测中，按照有无莲花山过江通道分别预测了本项目的交通量 （如有莲花山过江通道则假定为2020年建成通车）。本项目未来年交 通量预测结果如下表： 本项目交通量预测结果（pcu/日） 2 2、前期工作的主要结论、前期工作的主要结论 虎门二桥工程初步方案 技术标准 （1）公路等级：高速公路。 （2）设计速度：100km/h。 （3）行车道数：双向六车道（远期可维持八车道）。 （4）行车道宽度：243.75m。 （5）桥梁宽度：35.5m。 （6）最大纵坡：3%。 （7）桥面横坡：2%。 （8）设计荷载：公路-级。 （9）坭洲水道桥通航净空115460m。 大沙水道桥通航净空111460m （10）抗震设防标准：E1概率100年10%，E2概率100年4% （11）跨江大桥设计洪水频率：1/300。 2 2、前期工作的主要结论、前期工作的主要结论 虎门二桥工程初步方案 1 1、项目概况、项目概况 2 2、前期工作主要结论、前期工作主要结论 3 3、路线总体设计路线总体设计 4 4、主桥设计、主桥设计 5 5、引桥设计、引桥设计 6 6、互通立交设计、互通立交设计 7 7、相关专题研究、相关专题研究 汇报提纲汇报提纲 虎门二桥工程初步方案 路路线总线总线总线总 体体设计设计设计设计 原原则则则则 3 3、路线总体设计、路线总体设计 （1）贯彻“技术可行、实施可能、经济合理”的总体设计原则。 （2）坚持“全寿命周期成本”和追求最大潜在综合社会效益的比选原则。 （3）加强与地方政府的沟通协调。 （4）贯彻执行国家的技术经济政策、现行相关规范、规程和强制性条文。 （5）路线总体设计服从特大桥的桥位选择。 （6）互通立交总体设计应满足区域路网衔接及地方发展规划需要。 （7）尽可能少占耕地及可建设用地，少拆迁。 （8）引入项目安全性评价的设计思路。 （9）坚持对典型工程方案进行综合比选。 （10）加强新技术、新结构、新材料和新工艺的推广应用。 （11）引入动态设计的概念。 （12）结合各专题报告，采取相应措施。 （13）加强生态环境保护，减少施工和营运期公路对地方环境的污染。 （14）加强景观及绿化设计，充分体现生态、环保、景观相结合的原则。 （15）处理好本项目与相关高速公路的衔接。 虎门二桥工程初步方案 路路线线线线走廊走廊带带带带方案方案 经与广州、东莞两市相关规划部门协调，并经交通厅工可评审，推荐采用中线方案。 3 3、路线总体设计、路线总体设计 虎门二桥工程初步方案 推荐路线方案 根据广东省高速公路网规划，虎门二桥项目是连接广州和东莞的重要东西向通 道，路线起于广州市番禺区东涌镇，顺接建设中的南环高速，同时与广珠北线高 速公路连接，终于东莞市沙田镇，与广深沿江高速公路相接，同时预留远期东延 穿越厚街镇、大岭山至寮步镇出口，推荐路线方案全长12.891km。 虎门二桥项目在广州市境内的路线方案布置 3 3、路线总体设计、路线总体设计 虎门二桥工程初步方案 虎门二桥项目在东莞市境内的路线方案布置 3 3、路线总体设计、路线总体设计 虎门二桥工程初步方案 大沙水道桥桥位控制点分布及桥位选择 3 3、路线总体设计、路线总体设计 虎门二桥工程初步方案 坭洲水道桥桥位控制点分布及桥位选择 3 3、路线总体设计、路线总体设计 虎门二桥工程初步方案 推荐路线方案走向及主要控制点 虎门二桥项目路线起点K0+000位于广州市番禺区东涌镇，顺接施工中的国道主 干线广州绕城公路南环段，同时通过东涌枢纽立交与广珠北线高速公路相接，路线 往东于沙公堡村村委会南侧与规划平南高速公路相交（设骝东枢纽立交），路线转 往东北进入南沙区黄阁镇，经小虎岛新中国船厂北侧跨越大沙水道（设大沙水道特 大桥）后，进入番禺区石楼镇海鸥岛（设海鸥岛互通立交），路线再转往东南跨越 坭洲水道（设坭洲水道特大桥）后进入东莞市沙田镇境内，路线继续往东南沿虎门 港规划区北侧边缘前行，在跨越港口大道后，终于广深沿江高速公路（设沙田枢纽 立交），本阶段推荐路线方案全长12.891km。 沿线主要控制点有：番禺区东涌镇，南沙区黄阁镇，番禺区石楼镇，虎门港规 划区，东莞市沙田镇。 3 3、路线总体设计、路线总体设计 虎门二桥工程初步方案 1 1、项目概况、项目概况 2 2、前期工作主要结论、前期工作主要结论 3 3、路线总体设计路线总体设计 4 4、主桥设计、主桥设计 5 5、引桥设计、引桥设计 6 6、互通立交设计、互通立交设计 7 7、相关专题研究、相关专题研究 汇报提纲汇报提纲 虎门二桥工程初步方案 坭洲水道桥方案总体布置 方案二：采用主跨1688m双塔单跨吊悬索桥方案，桥跨布置为 658m+1688m+518m（主缆IP点距离）。 方案一：采用主跨1688m双塔双跨吊悬索桥方案，桥跨布置为 658m+1688m+518m（主缆IP点距离）。 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 坭洲水道桥方案比选表 项目双跨吊悬索桥单跨吊悬索桥 钢箱梁长548+1688m（钢箱梁长度）1688m（钢箱梁长度） 航运影响 主桥覆盖整个江面， 满足通航要求，船撞风险小 主跨跨越通航水域，单孔双向通航， 满足通航要求，边跨设有桥墩，船撞风险高 防洪影响 西边跨为钢箱梁， 对防洪影响很小 在西边跨设置引桥桥墩将增加占用河道面积， 洪水时过水能力被削弱，行洪能力大大降低， 造成局部雍水，不利于行洪安全。另外，靠近 堤岸设置大量桥墩，会对堤岸造成冲刷，不利 于大堤安全。 景观 主桥与宽阔的江面协调一致， 景观效果最优 边跨桥墩较多，景观效果略差 造价总造价26.0亿总造价23.7(25.6)亿 推荐意见推荐比较 坭洲水道桥桥方案比选选表 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 坭洲水道桥方案矢跨比 随着矢跨比减小，主缆控制拉力值增大，主缆横截面积相应增加，虽则主缆总长变 短，但主缆的用钢量仍呈增加趋势。矢跨比减小，主缆直径变大，索夹用钢量相应 增加，吊索用钢量略有减少，变化不大，因此吊索系统的用钢量略有增加。 矢跨比变小，主缆索股数目增加，主缆拉力变大，导致锚碇锚体、基础和锚固系统 的材料数量均有增加。 矢跨比减小，索塔高度减小，因此塔柱材料数量减小，塔柱自重减小导致基础轴力 亦减小，所以索塔基础材料数量相应减少。 造价随着中跨主缆矢跨比的减小而增加，三种矢跨比1/9、1/9.5、1/10之间的造 价差值约为5000万元。 随着矢跨比减小，主缆轴力增大，主缆横截面积增加，主缆的刚度增加，活载挠跨 比在降低。 随着矢跨比减小，主缆横截面积增加，回转惯性矩变大，因此结构的一阶扭转频率 在减少；结构竖向刚度增加，一阶竖弯频率增加。随着矢跨比减少，扭弯比降低。 矢跨比的设计主要控制因素是缆索系统造价和结构整体抗风性能。矢跨比过小，缆 索系统材料数量加大，影响悬索桥抗风性能的扭转频率和扭弯比都将降低。在竖向 刚度满足活载挠跨比容许值要求的前提下，宜采用大的矢跨比，以期实现降低工程 造价，提高结构整体抗风性能的目标。 综上所述，坭洲水道桥主跨矢跨比推荐采用1/9。 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 坭洲水道桥方案主梁-断面选择 钢箱梁分为分离箱和整体箱两大类。研究表明分离式钢箱梁开 槽处透风率对于主梁颤振稳定 和涡振响应存在影响，完全透 风对颤振稳定最有利，但是在 开槽处会出现明显的涡团；减 小开槽处的透风率，则改善主 梁涡振响应，但是会降低颤振 稳定性能。因此分离式钢箱梁 虽然可以较大改善主梁的颤振 稳定性能，但同时存在着增大 主梁涡振响应幅值的弊端。而 整体箱经合理设计也能满足颤 振要求，而避免涡振问题。 因此选用整体箱。 分离钢箱梁方案断面图 整体式钢箱梁方案断面图 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 坭洲水道桥方案主梁-梁高 整体钢箱梁方案虎门二桥主梁高度考虑了3.5m、4.0m和4.5m三种情况，相同 外形、不同高度主梁断面形式进行比选。增加梁高，箱梁用钢量无明显增长，横向 抗弯刚度增加也不大，但竖向抗弯刚度、抗扭刚度增加显著。 本桥主梁宽度约44m，横向刚度很大，主梁横向静风工况受力可以满足规范要 求。考虑到降低静风荷载作用，改善主梁横向受力情况，减轻常态抖振幅度，在满 足其他工况受力的情况下尽量采用较低梁高。 梁高从3m到4m对与跨径千米以上的悬索桥整体来说，景观影响不大。但与主 桥相接的引桥跨径为62.5m、55m，梁高3.5，为保持全线梁体外形一致，主桥宜 采用3.5米梁高。 综合以上论述，坭洲水道桥主梁推荐3.5米梁高。 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 悬索桥钢箱梁方案一标准断面（挑臂优化后） 钢箱梁每延米净重18.386t; 坭洲水道桥方案主梁-断面优化 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 坭洲水道桥方案索塔 为满足颤振抗风设计需要，采用宽主梁方案，这 为直立塔创造了工程条件。直立塔能充分的体现 塔柱高耸、挺拔的景观效果。 为提升直立塔的结构受力性能，塔顶高风速区引 入具有抗风优势的圆形截面，下塔桩采用传统的 矩形截面。 上、下塔柱分别采用圆、方的截面设计，既有力 学合理性，又符合古代“天圆地方”的天体观。 塔高270m，设上、中、下三道横梁。 索塔方案一：天圆地方塔 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 坭洲水道桥方案索塔 门形塔是最传统，最常见却又不失为最 经典的一种塔形，其具有受力合理、施工方 便、经济性好等优点,但其造型常规，建筑 标志性一般，作为本桥的比较方案。 塔高270m，设上、中、下三道横梁。 索塔方案二：门式塔 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 坭洲水道桥方案索塔 方案比较 类别门式塔天圆地方塔 标志性 造型较常规，建 筑标志性一般 塔顶为圆形断面，塔底为矩形断面， 塔柱截面通过倒角由圆过渡为方形断面， 塔形风格独特。 文化性无 采用天圆地方组合结构，体现了刚柔 相济、动静相宜、阴阳平衡的建筑思想， 文化内涵深厚。 合理性 形式简洁、受力 合理、施工方便，经 济性最好。 索塔采用砼横梁，经济性好，施工 方便。 推荐 意见 比较推荐 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 坭洲水道桥方案索塔 采用圆端哑铃型承台。平 面总尺寸为78.6m(横桥向 )x28.8m(顺桥向)，承后厚 7m。承台顶设门槛式加强横 梁，兼作防撞和承台底座之 用。加强横梁宽11.2m，高 7m。 根据桩径比选结果，基础 推荐采用56根桩径D2.8m钻 孔灌注桩，按端承桩设计， 同时按摩擦桩验算桩长。根 据地质情况，西塔(番禺侧) 桩长94m，东塔(东莞侧)桩 长87m。 天圆地方塔 基础 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 坭洲水道桥双跨吊方案，通长索股为227股，西边跨另设4根背索，在 主索鞍上锚固；东边跨不设背索。每根索股由127丝直径为5.25mm、公称 抗拉强度由1670MPa的高强度镀锌钢丝组成。西边跨主缆索夹外直径为 999mm；中跨及东边跨索夹外直径为990mm。 吊索采用高密度PE护套防护的预制平行钢丝，直径为5.0mm（限位吊 杆为7.0mm），钢丝的公称抗拉强度为1670MPa。 销接式吊索 主缆构造 坭洲水道桥方案双跨吊方案缆索系统 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 主索鞍：索鞍采用铸、焊相结合 的结构形式，鞍槽部分是铸钢钢 件，鞍身部分为板焊件并与鞍槽 焊接。主索鞍构件采用除湿与涂 层防腐相结合的防护方案。 散索鞍：散索鞍采用摆轴式的结构， 铸、焊相结合，鞍槽部分是铸钢件， 鞍体部分为板焊件并与鞍槽焊接。散 索鞍构件采用除湿与涂层防腐相结合 的防护方案。 坭洲水道桥方案双跨吊方案缆索系统 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 坭洲水道桥方案锚碇锚体 （1）坭洲水道桥采用空腹重力 式锚碇； （2）两侧锚体长分别为 67.5m、72m；高分别为42m 、47.5m； （3）两侧锚体横桥向分离； 坭洲水道桥西锚碇及基础一般构造 坭洲水道桥东锚碇及基础一般构造 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 坭洲水道桥方案锚碇基础 坭洲东锚碇基础构造图 坭洲西锚碇基础构造图 西锚碇地连墙基础直 径85m 东锚碇地连墙基础直 径86m 基础采用部分挖空处 理 逆筑法施工，分层开 挖土层，分层施工内 衬。基坑开挖完成后 ，施工底板，在坑内 填注填芯 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 大沙水道桥方案总体布置 方案二：采用主跨1200m混合梁斜拉桥方案，桥跨布置为56070 120070560m，钢混结合段布置在主跨侧距索塔12.5m处。 方案一：采用主跨1200m双塔单跨吊悬索桥方案，桥跨布置为 360m 1200m360m （主缆IP点距离）。 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 大沙水道桥方案比选表 项目悬索桥方案混合梁斜拉桥方案 主桥长1200m370+1200+370=1940 通航 一跨跨越通航水域，单孔双向通航，满足通 航要求，自身防撞能力稍差 一跨跨越通航水域，单孔双向通航，满足通航要求， 自身防撞能力较好 防洪 两种方案泄洪纳潮能力基本相当，冲刷影响 基本相似，悬索桥方案略好 两种方案泄洪纳潮能力基本相当，冲刷影响基本相似 ，斜拉桥方案略差 设计难 度 可借鉴的成功经验较 多，难度小，且和坭 洲水道桥桥型一致，需研究的专题较 少， 从设计难 度分析悬索桥方案明显优于斜拉 桥方案 需要解决的难点较多，可借鉴的成功经验相对较少， 和坭洲水道桥统筹考虑，设计工作量将大大提高，需 研究的专题较 多，设计周期较长 施工难度 施工技术成熟、施工难度小、施工风险低 、施工周期短。 有一定施工经验可借鉴，但仍有关键技术问题 需要解 决，施工难度大、施工风险高、施工周期长 景观 从景观协调 一致角度考虑，悬索桥方案优 于斜拉桥方案 从景观多样性考虑，斜拉桥方案优于悬索桥方案，两 种方案各具特色 耐久性 吊索需要在15年左右进行更换，更换难度 低、工作量小、费用低。风嘴与箱梁一体化 ，风嘴内表面涂装质量有保证、养护难度 低 拉索更换难度高、工作量大、费用很高。风嘴为外挂 式，风嘴内表面涂装更换难度大，质量难有保证，养 护难度高 管养 难度体现在主梁风致振动造成管理方面的 难度以及桥面铺装的养护方面的工作；和 坭洲水道桥统筹考虑，养护工作量相对较 小 难度主要体现在斜拉索更换工作与钢箱梁外挂风嘴与 该处的锚固结构的涂装更换工作；和坭洲水道桥统筹 考虑，养护内容和养护人才配备较多，后期养护工作 量较大。 建安费16.38亿16.55亿 全寿命全寿命成本较低 混凝土主梁、拉索更换、钢混凝土结合段等位置维 护或更换成本相比悬索桥吊杆和锚固系统等更高。采 用斜拉桥方案由于构件多样其后期养护成本更高 推荐意见推荐比较 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 大沙水道桥方案矢跨比 随着矢跨比减小，主缆控制拉力值增大，主缆横截面积相应增加，虽则主缆总长变 短，但主缆的用钢量仍呈增加趋势。矢跨比减小，主缆直径变大，索夹用钢量相应 增加，吊索用钢量略有减少，变化不大，因此吊索系统的用钢量略有增加。 矢跨比变小，主缆索股数目增加，主缆拉力变大，导致锚碇锚体、基础和锚固系统 的材料数量均有增加。 矢跨比减小，索塔高度减小，因此塔柱材料数量减小，塔柱自重减小导致基础轴力 亦减小，所以索塔基础材料数量相应减少。 造价随着中跨主缆矢跨比的减小而增加，三种矢跨比1/9、1/9.5、1/10之间的造 价差值约为2500万元。 随着矢跨比减小，主缆成桥轴力和控制轴力增加，主缆横截面积增加，主缆的刚度 增加，活载挠跨比在降低。 随着矢跨比减小，主缆横截面积增加，回转惯性矩变大，因此结构的一阶扭转频率 在减少；同时随着矢跨比减小，结构竖向刚度增加，一阶竖弯频率增加。不难理解 ，随着矢跨比减少，扭弯比降低。 大沙水道桥悬索桥方案，由于主跨跨径相对于坭洲水道桥而言较小，抗风稳定性不 控制主缆矢跨比的设计。总体而言，悬索桥为一种柔性结构体系，活载挠度较大， 在抗风稳定性满足要求的前提下，宜采用较小的矢跨比，以提高整体竖向刚度，改 善桥面行车舒适性。 综合考虑造价和功能要求，大沙水道桥悬索桥方案主跨矢跨比推荐采用1:9.5。 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 悬索桥钢箱梁方案二标准断面 悬索桥钢箱梁方案一标准断面 大沙水道桥悬索 桥方案钢箱梁构造与 坭洲水道桥完全相同 （如左图所示，调整 主塔横向间距已达到 吊点间距也与坭洲完 全相同，方便制作） 。 大沙水道桥方案主梁 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 大沙水道桥方案索塔 塔型设计思路同坭洲水道桥。 塔高195m，设上、下两道横梁。 上塔柱采用直径9.5m7m变直径圆环形截面。 中塔柱顶部采用直径7m圆环形截面，中塔柱底部 采用6m10m带倒角矩形截面，中间段截面采用圆 形矩形截面交融过渡。 下塔柱采矩形截面，下横梁至塔底为7m12m 10m16m。 上、下横梁均采用带圆倒角箱形截面，高11m， 宽5.5m。 索塔方案一：天圆地方塔 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 塔高195m，设上、下两道横梁。 塔柱采用带圆倒角矩形截面，塔顶至下横梁范围 均为6m9.5m。 下横梁至塔底为6m9.5m 8m12m。 上、下横梁采用带圆倒角箱形截面。 上、下横梁高11m，宽5.5m。 索塔方案二：门式塔 大沙水道桥方案索塔 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 大沙水道桥方案索塔 方案比较 类别门式塔天圆地方塔 标志性 造型较常规，建 筑标志性一般 塔顶为圆形断面，塔底为矩形断面， 塔柱截面通过倒角由圆过渡为方形断面， 塔形风格独特。 文化性无 采用天圆地方组合结构，体现了刚柔 相济、动静相宜、阴阳平衡的建筑思想， 文化内涵深厚。 合理性 形式简洁、受力 合理、施工方便，经 济性最好。 索塔采用砼横梁，经济性好，施工 方便。 推荐 意见 比较推荐 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 大沙水道桥方案索塔 采用圆端哑铃型承台。平 面总尺寸为75.6m(横桥向 )x26.2m(顺桥向)，承后厚 7m。承台顶设门槛式加强 横梁，兼作防撞和承台底座 之用。加强横梁宽10m， 高7m。 根据桩径比选结果，基础 推荐采用52根桩径D2.5m 钻孔灌注桩，按端承桩设计 ，同时按摩擦桩验算桩长。 根据地质情况，西塔(番禺 侧)桩长93m，东塔(东莞侧 )桩长96m。 天圆地方塔 基础 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 大沙水道桥悬索桥方案，通长索股为162股，边跨不设背索。每根索股 由127丝直径为5.10mm、公称抗拉强度由1670MPa的高强度镀锌钢丝组 成。单根主缆索夹外直径为813mm。 吊索采用高密度PE护套防护的预制平行钢丝，直径为5.0mm，钢丝的 公称抗拉强度为1670MPa。 销接式吊索 主缆构造 大沙水道桥方案缆索系统 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 主索鞍：索鞍采用铸、焊相结合 的结构形式，鞍槽部分是铸钢钢 件，鞍身部分为板焊件并与鞍槽 焊接。主索鞍构件采用除湿与涂 层防腐相结合的防护方案。 散索鞍：散索鞍采用摆轴式的结构， 铸、焊相结合，鞍槽部分是铸钢件， 鞍体部分为板焊件并与鞍槽焊接。散 索鞍构件采用除湿与涂层防腐相结合 的防护方案。 大沙水道桥方案缆索系统 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 大沙水道桥方案锚碇锚体 （1）锚体选择及构造处理同坭 洲水道桥。 （2）大沙水道桥采用空腹重力 式锚碇； （3）两侧锚体长为65m，高 为42.8m； （4）两侧锚体横桥向分离； 大沙水道桥西锚碇及基础一般构造 大沙水道桥东锚碇及基础一般构造 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 大沙水道桥方案锚碇基础 大沙东锚碇基础构造图 大沙西锚碇地连墙基础构造图 两侧地连墙基础直径均 为82m 基础采用部分挖空处理 逆筑法施工，分层开挖 土层，分层施工内衬。 基坑开挖完成后，施工 底板，在坑内填注填芯 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 大沙水道桥方案锚碇基础 方案沉井基础地下连续墙基础 可靠性有成熟经验可借鉴，可靠性高有成熟经验可借鉴，可靠性高 施工风险基础规模较大，隔舱较多，下沉困难； 覆盖层有砂层存在，施工中容易发生流 砂，有风险因素存在 挖深小，干开挖施工，采用内衬支护， 受力好，施工风险小，墙体质量好 机具设备通常设备需专用设备 地质适应性不容易沉入较好的持力层可以开挖至中风化层做为持力层 施工工期采用分节下沉的施工方法，下沉困难工 期较长 采用化整为零的方法施工，工期易于保 证，施工难度小，工期较短 造价18543万元13392万元 推荐意见比较方案推荐方案 西锚碇基础方案比选 4 4、主桥设计、主桥设计 虎门二桥工程初步方案 1 1、项目概况、项目概况 2 2、前期工作主要结论、前期工作主要结论 3 3、路线总体设计路线总体设计 4 4、主桥设计、主桥设计 5 5、引桥设计、引桥设计 6 6、互通立交设计、互通立交设计 7 7、相关专题研究、相关专题研究 汇报提纲汇报提纲 虎门二桥工程初步方案 引桥推荐跨径选择原则： 1、最大跨径受跨堤处处跨越要求的控制。 2、相同墩高选择选择 最经济经济 跨径。 3、为为方便施工，全桥桥跨径不宜过过多。 4、从景观观考虑虑，跨径宜大于墩高。 5、参考国内外已建成大桥桥引桥桥的跨径。 墩高范围围推荐跨径（m）墩高（m）桥桥梁长长度（m）长长度合计计（m） 低墩区30=20 2490 3433 2025943 中墩区452530 445 2739 30351371 3540923 高墩区55/62.54045 936 3848 4550933 50651979 5 5、引桥设计、引桥设计 虎门二桥工程初步方案 引桥跨堤处跨径选择： 控制因素： 1、构造物距离大堤距离，迎水面不得小于10m，背水面应不占用大堤断面。 2、主桥跨径和中心桩号已确定。 3、跨堤处墩高较高（最高处达65m），宜采用较大跨径。 4、施工推荐采用移动模架工法，参考已有工程资料，模架施工最大跨径为 62.5m（珠江黄埔大桥引桥），因此本项目跨径最大以62.5m控制。 受以上因素控制，大沙水道桥两侧跨堤处采用62.5m跨径，坭洲水道桥 东莞侧采用55m跨径。而坭洲水道桥海鸥岛侧受跨堤因素影响较小，但该处 位于立交变宽范围内，为减小施工风险，亦选择55m跨径。 5 5、引桥设计、引桥设计 虎门二桥工程初步方案 引桥跨径布置 5 5、引桥设计、引桥设计 虎门二桥工程初步方案 30米跨径45米跨径55米跨径 单单箱双室结结构 梁高1.8 m 悬悬臂3.9 m 双柱墩1.6m1.6m 2D1.8m钻钻孔灌注桩桩 适用于25 m以下墩高 单单箱单单室结结构 梁高2.7 m 悬悬臂3.9 m 薄壁花瓶墩5.5m2.0m 4D1.5m钻钻孔灌注桩桩 适用于2540 m墩高 单单箱单单室结结构 梁高3.3 m 悬悬臂3.9 m 薄壁花瓶墩6.0m2.5m 4D2.0m钻钻孔灌注桩桩 适用于40 m以上墩高 引桥标准跨径上下部构造： 5 5、引桥设计、引桥设计 虎门二桥工程初步方案 引桥标准跨径构造效果图： 5 5、引桥设计、引桥设计 虎门二桥工程初步方案 1 1、项目概况、项目概况 2 2、前期工作主要结论、前期工作主要结论 3 3、路线总体设计路线总体设计 4 4、主桥设计、主桥设计 5 5、引桥设计、引桥设计 6 6、互通立交设计、互通立交设计 7 7、相关专题研究、相关专题研究 汇报提纲汇报提纲 虎门二桥工程初步方案 互通式立体交叉设置一览表 序 号 立交名称交叉桩号立交型式被 交 道 路交叉方式 名 称等 级 1东涌枢纽立交K0+000涡轮型广珠北线高速高速公路主线上跨 2骝东枢纽立交K1+737 定向型+ 内环 规划平南高速高速公路主线上跨 3海鸥岛互通立交K6+795环型海鸥岛规划路规划城市主干道 4沙田枢纽立交K12+891 半苜蓿叶 +涡轮型 规划进港北路+ 广深沿江高速 规划城市主干道 +高速公路 主线上跨 6 6、互通立交设计、互通立交设计 虎门二桥工程初步方案 2035年东涌、骝东互通立交交通量示意图 两枢纽立交中心距离仅约为1.75km，需考虑将两者合并为复合立交的方案。 6 6、互通立交设计、互通立交设计 虎门二桥工程初步方案 1、东涌立交 本立交已由南环高速完成了施工图设计，原设计全部采用定向和半定向 匝道，设计速度为60km/h。由于东涌枢纽立交广珠北线往返南环高速顺 德方向的4条转向匝道已开始施工，广珠北线往返本项目东莞方向的4条 转向匝道设计预留由本项目实施，因此本立交方案选择的余地不大，基 本维持原南环高速的设计方案。对于采用复合立交的方案，则需对预留 由本项目实施的四个转向匝道进行微调，将其与集散车道相接。 6 6、互通立交设计、互通立交设计 虎门二桥工程初步方案 2、骝东立交全互通方案 东涌骝东复合方案 复合立交方案设置集散车道，与东涌立交的转向匝道相接。 6 6、互通立交设计、互通立交设计 虎门二桥工程初步方案 骝东部分互通方案 取消骝东立交平南高速往返顺德方向匝道，将两立交设置为独立立交 。 2、骝东立交部分互通方案 6 6、互通立交设计、互通立交设计 虎门二桥工程初步方案 骝东立交部分互通方案具备以下优点： 立交形式简单，占地少，比全互通方案节省用地约160亩，符合地方 规划部门要求本立交方案少占地的要求； 本立交无需与东涌立交合并成复合立交，大幅减低了工程造价，比 全互通方案节省估算建安费约2亿元； 由于东涌立交与骝东立交不需通过集散车道相接，东涌立交的匝道 实施方案简单，不受骝东立交限制； 由于平南高速的实施线位、实施方案等目前仍处规划阶段，存在较 大的不确定性，而骝东立交为预留立交，取消了集散车道后，远期骝东立 交实施时也不受近期集散车道设计的限制，平南高速主线线位及立交方案 的选择余地较大。 6 6、互通立交设计、互通立交设计 虎门二桥工程初步方案 路径一：黄阁阁市南路黄阁阁立交黄榄榄干线线广珠西线线顺顺德； 路径二：黄阁阁市南路黄阁阁立交广珠北线线东东涌立交南二环环高速 广珠西线线顺顺德。 因此骝东骝东 立交平南高速由黄阁阁往返虎门门二桥桥顺顺德方向转转向匝道可以取消 。 黄阁往返虎门二桥顺德方向的交通流向 6 6、互通立交设计、互通立交设计 虎门二桥工程初步方案 路径一：石楼清河路石基立交广珠北线线东东涌立交南二环环高速广珠 西线线顺顺德； 路径二：石楼清河路清河立交南沙港快线线鱼窝头鱼窝头 立交南二环环高速 广珠西线线顺顺德； 路径三：莲莲花山立交平南高速平南终终点（黄阁阁往返顺顺德路径）顺顺德 骝东立交平南高速由石楼、莲花山往返虎门二桥顺德方向转向匝道可以取消。 石楼、莲花山往返虎门二桥顺德方向的交通流向 6 6、互通立交设计、互通立交设计 虎门二桥工程初步方案 3、海鸥岛立交 本阶段在征求广州市规划局关于本项目建设方案 意见时，广州市规划局以穗规20101156号文“ 关于虎门二桥工程有关问题意见的复函”，要求 本项目在海鸥岛上设置一处互通立交，与本项目 统筹设计，一并实施，所设置的互通立交匝道， 既要保证与本项目与海鸥岛必要的交通连接功能 ，又要考虑与海鸥岛的环境相融合，使得海鸥岛 上有较好的通视和景观效果。 虎门二桥线位跨越海鸥公路处 6 6、互通立交设计、互通立交设计 虎门二桥工程初步方案 2010年5月10月，经与广州市相关部门多次沟通，拟定了多个反复讨论比 选，最终明确了立交的推荐方案。 6 6、互通立交设计、互通立交设计 虎门二桥工程初步方案 海鸥岛互通立交方案一效果图 采用多层环形立交方案，优点：立交布置紧凑，占地少；立交范围桥墩 数量少，景观效果好；立交范围基本无建筑物，无拆迁。缺点：设计施工难 度大。 6 6、互通立交设计、互通立交设计 虎门二桥工程初步方案 海鸥岛枢纽立交桥墩方案： 6 6、互通立交设计、互通立交设计 虎门二桥工程初步方案 4. 沙田立交方案 6 6、互通立交设计、互通立交设计 虎门二桥工程初步方案 1 1、项目概况、项目概况 2 2、前期工作主要结论、前期工作主要结论 3 3、路线总体设计路线总体设计 4 4、主桥设计、主桥设计 5 5、引桥设计、引桥设计 6 6、互通立交设计、互通立交设计 7 7、相关专题研究、相关专题研究 汇报提纲汇报提纲 虎门二桥工程初步方案 专题列表与其完成情况专题列表与其完成情况 专题 名称 完成情况 1虎门二桥设计 指导准则 已完成设计 指导准则（送审稿） 2虎门二桥养护手册施工图阶 段开展 3 施工监控及运营期健康监测实 施方案 施工图阶 段开展 4大跨径桥梁抗风稳 定性研究分为4个子课题 ，悬索桥钢 箱梁节段模型部分已有初步成果。 5 虎门二桥桥 梁抗震性能及减震 措施研究 各桥型方案在100年超越概率10%水准（P1水准）及100年超越概率4%水准 （P2水准）下两种方向组合地震输入的地震反应；评估推荐方案的抗震性 能；施工图阶 段开展减震措施研究 6悬索桥钢 箱梁关键技术研究 已经开展工作，初设阶 段完成数值分析、工艺研究。施工图阶 段试验 研 究 7大跨径桥梁钢桥 面铺装研究施工图阶 段开展 8混凝土结构耐久性研究初设阶 段完成耐久性方案，施工图阶 段开展相关试验 9钢箱梁防腐体系方案研究 完成工作大纲，具体工作需施工图阶 段开展 10缆索系统防腐体系方案研究 初设阶 段完成多种方案完成了缆索防腐专题 工作大纲，调查 收集了国内 外长大跨径悬索桥缆 索方案，研究确定了虎门二桥缆 索系统工环境防腐 需求 11 船舶撞击力标准及桥梁防撞方 案研究 已确定船舶撞击代表船型、船撞力大小、撞击点高度；进行了防撞方案研 究；正在对船舶撞击进 行仿真分析，进一步细化桥梁防 撞方案，提出桥 墩防撞管理措施 12 检查车 系统安全性与稳定性研 究 完成了检查车专题 工作大纲，确定了检查车 系统的总体结构形式，正在 进行检查车 控制系统设计 ，尤其是驱动 和制动系统的优化设计 13索股锚固系统专题 研究 完成了工作大纲，确定了科研单位，初步完成了方案设计图纸 ，下一步 开展试验 工作。 14景观设计 已完成工作大纲，欲达到专业 目的需与灯光设计 等专业组织 合作 7 7、相关专题研究、相关专题研究 虎门二桥工程初步方案 虎门二桥设计指导准则：虎门二桥设计指导准则： 第第1 1章章 总则总则 第第2 2章章 设计规范和主要技术标准设计规范和主要技术标准 第第3 3章章 设计荷载作用设计荷载作用 第第4 4章章 主要材料主要材料 第第5 5章章 主桥设计主桥设计 第第6 6章章 引桥总体设计引桥总体设计 第第7 7章章 景观设计景观设计 第第8 8章章 环保与绿化环保与绿化 附附A A 抗震设计抗震设计 附附B B 抗风设计抗风设计 按照英国BS5400有关规定提出了对 U肋、横隔板、纵隔板的验算规定。 提出了公路悬索桥和斜拉桥主梁的竖 向刚度要求。 提出了公路悬索桥和斜拉桥主梁风荷 载下的横向刚度要求。 提出了混合梁斜拉桥钢混结合段的构 造设计及计算要点。 提出了景观设计指导原则和设计流程 。 提出了抗震设计的基本原则、设防标 准和地震反应分析原则。 7 7、相关专题研究、相关专题研究 虎门二桥工程初步方案 大跨径桥梁抗风稳定性研究大跨径桥梁抗风稳定性研究 下面将虎门二桥悬索钢箱梁节段模型抗风试验的研究结 果汇报如下： 7 7、相关专题研究、相关专题研究 虎门二桥工程初步方案 风洞试验悬索桥钢箱梁方案二 风洞试验悬索桥钢箱梁方案三 风洞试验悬索桥钢箱梁方案一 大跨径桥梁抗风稳定性研究大跨径桥梁抗风稳定性研究 7 7、相关专题研究、相关专题研究 虎门二桥工程初步方案 项目方案一方案二方案三 172317 222722 2(Bfx+Bs)/B0.35540.29740.3213 B/H12.5511.9111.91 主缆间距（m）4337.137.1 通常、越小，断面越流线，(Bfx+Bs)/B的比值越大， 说明风嘴占断面横向尺寸越大，则断面气动特性越好。B/H 越大，断面越扁平，断面周边绕流性能越好。 加劲梁形状几何尺寸对比 大跨径桥梁抗风稳定性研究大跨径桥梁抗风稳定性研究 7 7、相关专题研究、相关专题研究 虎门二桥工程初步方案 涡振涡振 工况竖弯扭转 阶段风攻角涡振现象涡振现象 方案一方案二方案三方案一方案二方案三 成 桥 状 态 -5无明显涡显涡 振现现象无明显涡显涡 振现现象无明显涡显涡 振 无明显涡显涡 振现现 象 -3无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振 0无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振 +3无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振现现象无明显涡显涡 振 +5无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振无明显涡显涡 振 三个方案涡振对比 大跨径桥梁抗风稳定性研究大跨径桥梁抗风稳定性研究 7 7、相关专题研究、相关专题研究 虎门二桥工程初步方案 颤振颤振 三个方案颤振对比 风风攻角 成桥桥状态态 试验颤试验颤 振临临界风风速实桥颤实桥颤 振临临界风风速 方案一窄梁方案方案二方案一窄梁方案方案二 -320 m/s 20 m/s 20 m/s 72 m/s 72 m/s 72 m/s 020 m/s 20 m/s 20 m/s 72 m/s 72 m/s 72 m/s +320 m/s 13.5 m/s 19.5m/s 7