大桥方案设计汇报.ppt

2010 05 大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D3合同段 黄龙带特大桥方案设计汇报 中国中铁二院工程集团有限责任公司 一 项目总体概况二 桥址概况三 桥梁方案构思的主要原则和重要控制条件四 各类桥式方案的适应性分析五 具体桥式方案的构思六 各桥式方案的综合比较 汇报提纲 一 项目总体概况 黄龙带特大桥位于大广高速公路粤境连平至从化D3合同段 跨越黄龙带水库 二级水源保护区 该区域地形 地质条件复杂 为大广高速公路粤境段中桥梁跨度最大 工程条件相对复杂的一座特大桥梁 黄龙带特大桥 流溪河水库和黄龙带水库修建于流溪河上游 是广东省三大灌区之一 也是广州市重要的水利枢纽工程 与流溪河水库形成姊妹水库 库区为国家二级水源保护区 二 桥址概况 拟建的黄龙带特大桥距大坝约700m 桥位处水面宽约130m 桥为处呈构造剥蚀丘陵地貌 地表为2 5m残积的砂质粘土覆盖 下伏基岩为粗粒花岗岩 差异风化作用明显 全 强风化层厚度变化大 中风化基岩埋深一般10 30m 工程地质条件一般 项目区地震动峰值加速度0 05g 基本地震烈度6度 三 桥梁方案构思的主要原则和重要控制条件 黄龙带库区有 翡翠湖 碧水之源 的美名 是少有的以山 水 花 果 蔬 林 泉 湖为特色的生态旅游资源 一 桥式方案构思的主要原则 1 桥式美观2 结构合理3 施工方便4 设计创新5 耐久实用6 有利环保 二 桥式方案选择的重要控制条件 控制条件1 黄龙带风景区 控制条件2 水资源保护区 控制条件3 大跨径曲线宽桥 大跨径 一跨跨越库区 主墩设置在库区淹没设计高程176 02m以上 结合桥区地形地貌及覆盖层厚 基岩埋深大的特点 本桥主跨跨径不宜小于200m 若为了避免岸侧开挖过多 将主墩置于两岸山丘顶 则需进一步加大跨径 此时跨径约260m 曲线桥 全桥位于R 1800m的圆曲线上 桥幅较宽 为预防危险品运输车过桥时侧翻污染库区 在双向6车道桥幅 标准宽度33 5m 基础上 需要加宽设置隔离防护带 当左 右幅桥合修时 半幅桥宽19 75m 全幅桥宽约40m 当左 右幅桥分修时 半幅桥宽23m 全幅桥宽约46m 控制条件4 桥区交通极为不便 库区内基本不通行大中型船只 道路交通除大坝附近县道可通行中小型车辆外 难以通行大型车辆 控制条件5 地形地质条件 桥位处为构造剥蚀浅丘地貌 横断面地形起伏较大 地表覆盖层厚 中风化层埋深达10 30m 四 各类桥式方案的适应性 主跨在200 260m范围 可考虑梁式桥 拱桥 斜拉桥 或矮塔斜拉桥 方案 一 梁式体系桥梁 若采用大跨径预应力混凝土连续梁桥 支座吨位大 费用高且更换困难 若采用预应力混凝土连续刚构 梁部结构高度较高 墩柱高度有限 要考虑对两岸山体做一定的开挖 若采用大跨径钢结构梁桥 受运输条件 钢构件防腐材料及工艺等的制约 且钢梁涂装有可能对库区造成污染 若采用免涂装的耐候钢 桥梁工程造价将会大幅度增加 二 拱桥 拱桥较适应于山区沟谷地形 目前桥址区有多座拱桥 结构形式包括中承式 上承式 三 斜拉桥 或矮塔斜拉桥 矮塔斜拉桥和斜拉桥都能适应曲线变化 矮塔斜拉桥拉索倾角小 主梁刚度大 斜拉索相当于梁桥的体外索 受力以梁为主 索为辅 对曲线桥适应性更好 太阳山桥 瑞士 三门江桥 柳州 五 具体桥式方案的构思 梁式桥 拱桥 斜拉桥及矮塔斜拉桥均能适应黄龙带特大桥主桥 大跨径曲线宽桥 的特点 本次方案设计考虑了上述结构类型的10个桥式方案 方案1 108 208 108 m矮塔混凝土斜拉桥 门 形塔 方案2 108 208 108 m矮塔混凝土斜拉桥 三柱型塔 矮塔斜拉桥 方案1 2 方案3 116 252 116 m双塔混凝土斜拉桥 m 型塔 方案4 108 208 108 m双塔混凝土斜拉桥 门 型塔 方案5 108 208 108 m高低塔混凝土斜拉桥 钻石 型塔 方案6 128 206 m独塔混合梁斜拉桥 钻石 型塔 方案7 208m上承式钢管混凝土拱桥方案8 208m上承式钢筋混凝土箱板拱桥方案9 208m下承式钢管混凝土系杆拱桥 梁式桥 方案10 方案10 118 208 118 m预应力混凝土连续刚构 斜拉桥 方案3 4 5 6 拱桥 方案7 8 9 方案1 108 208 108 m矮塔混凝土斜拉桥 门 形塔 方案特点矮塔斜拉桥结合了连续刚构桥和传统斜拉桥的结构美 相比于连续刚构桥方案 主梁梁高有效降低 梁体线形协调 主塔3个立柱通过塔顶横向连接 确保结构的横向刚度 可有效削弱曲线梁斜拉索产生的径向力对结构带来的不利影响 方案1 108 208 108 m矮塔混凝土斜拉桥 门 形塔 桥梁全宽43m 主梁为变截面预应力混凝土连续箱梁 半幅箱梁宽21 25m 单箱双室变高度斜腹断面 桥塔为钢筋砼3立柱 门 型框架 主塔全高73 5m 桥面以上桥塔高40m 主塔采用爬模施工 预应力砼主梁采用挂篮悬臂对称浇筑 方案2 108 208 108 m矮塔混凝土斜拉桥 三柱型塔 方案特点跨式布置与方案1相同 但采用分离的3柱塔 为减少曲线梁斜拉索径向力的不利影响 塔柱高度较方案1略低 方案3 116 252 116 m双塔混凝土斜拉桥 m 型塔 方案特点主跨适当加大到252m 主墩处基础开挖量减少 索塔高 宏伟壮观 视觉的冲击力和标志效应更为明显 主塔采用m造型 桥型生动活泼 新颖美观 方案3 116 252 116 m双塔混凝土斜拉桥 m 型塔 桥幅全宽46m 预应力砼主梁 单箱三室斜腹整箱断面 桥塔为钢筋砼 m 造型异形框架结构 主塔全高86m 桥面以上桥塔高60m 桥塔横向为一整体 确保结构的整体横向刚度 主塔采用爬模施工 预应力砼主梁采用挂篮悬臂对称浇筑 方案4 108 208 108 m双塔混凝土斜拉桥 门 型塔 方案特点同方案3主跨258m比较 主跨采用208m略有减小 但岸侧山丘开挖量增加 桥塔形式采用简洁的门型塔柱 受力明确 施工相对便捷 桥幅梁全宽43 5m 预应力砼主梁 单箱三室斜腹整箱断面 桥塔为钢筋混凝土 门 型3柱框架结构 主塔全高83m 桥面以上桥塔高52m 桥塔横向为整体结构 横向刚度大 方案4 108 208 108 m双塔混凝土斜拉桥 门 型塔 方案5 108 208 108 m高低混凝土塔斜拉桥 钻石 型塔 方案特点本方案为不对称的双塔三跨斜拉桥 高 低主塔采用 双菱形 的钻石造型 横向的双钻石塔柱通过塔柱横梁连接为整体 横向刚度较大 2020 3 17 22 可编辑 方案5 108 208 108 m高低混凝土塔斜拉桥 钻石 型塔 桥幅全宽47m 预应力混凝土主梁 单箱三室斜腹整箱断面 高 低桥塔均为钢筋混凝土双 菱形 的钻石造型 高塔全高96m 桥面以上桥塔高64m 低塔全高74m 桥面以上桥塔高42m 主塔采用爬模施工 预应力砼主梁采用挂篮悬臂对称浇筑 方案6 128 206 m独塔混合梁斜拉桥 钻石 型塔 方案特点为不对称的独塔双跨斜拉桥 主塔置于相对地势平缓 横断面起伏较小的小里程侧 主塔更显张扬 挺拔 刚强有力 方案6 128 206 m独塔混合梁斜拉桥 钻石 型塔 桥幅梁全宽47m 为平衡结构自重 主梁为混合梁 其中 128m跨为预应力砼主梁 206m跨为钢梁 断面采用单箱三室箱型断面 桥塔采用钢筋砼双 钻石 型 塔柱全高112m 桥面以上桥塔高80m 主塔采用爬模施工 砼主梁采用挂篮悬臂浇筑 钢主梁为悬臂节段拼装 方案7 208m上承式钢管混凝土拱桥 方案特点主桥采用跨径208m的上承式钢管混凝土拱桥 拱上采用钢管混凝土立柱 桥面系采用预制拼装空心板 主拱肋按直线桥布置 桥面系顺沿曲线设置 通过调整拱上立柱盖梁悬臂长度实现桥面为曲线线型 方案7 208m上承式钢管混凝土拱桥 施工方案 主拱可考虑缆索吊装施工 也可考虑塔架斜拉扣挂方式悬臂施工 主拱采用钢管混凝土拱肋 半幅3片拱肋 矢高30m 矢跨比约1 7 通过调整盖梁悬臂长度实现桥面曲线线型 方案8 208m上承式钢筋混凝土箱板拱桥 方案特点同方案7相比 不同的是 主拱采用钢筋混凝土箱板拱 拱上采用钢筋混凝土立柱 避开钢构件防腐涂装对库区水源可能带来的污染 施工方案 主拱圈采用无支架施工 可设置地锚 塔架配合扣索斜拉 悬臂浇筑施工 也可在拱圈内设置钢管混凝土劲性骨架 劲性骨架法施工 分幅设置拱圈 拱圈断面为单箱多室结构 相比于肋拱 整体性能更好 矢高30m 矢跨比约1 7 通过调整盖梁悬臂长度实现桥面曲线线型 方案8 208m上承式钢筋混凝土箱板拱桥 劲性骨架布置示意 方案9 208m下承式钢管混凝土系杆拱桥 方案特点主桥上部结构采用208m的下承式钢管混凝土系杆拱桥 强大的拱肋挺立在平坦的桥面上 力感强 该方案缺点非常明显 由于曲线桥面系及拱肋均直做 将过多增加桥梁宽度 桥幅总宽度将达到60m以上 施工方案 主拱肋可采用临时塔架配合缆索 扣索分节段吊拼 方案9 208m下承式钢管混凝土系杆拱桥 主拱 矢高41 6m 矢跨比f L 1 5 半幅平行双拱肋 拱肋中心间距28 5m 拱肋为等截面4肢钢管混凝土桁架结构 桥面系 按直线桥布置 桥面行车道板采用钢筋混凝土 形板 系杆 在主拱肋拱脚之间布置水平系杆 以平衡拱的水平推力 方案10 118 208 118 m预应力混凝土连续刚构 方案特点208m主跨为预应力连续刚构的常规跨径 桥式结构显得简洁明快 设计 施工技术均非常成熟 连续刚构主梁分左右幅设置 半幅桥单箱双室变高度预应力混凝土结构 单箱底宽12 75m 两侧外悬翼缘板宽3 5m 根部梁高13m 跨中梁高4 5m 施工方案 主梁采用挂篮悬臂对称浇筑 六 各桥式方案的综合比较 六 各桥式方案的综合比较 六 各桥式方案的综合比较 六 各桥式方案的综合比较 经过方案比选 结合黄龙带特大桥所处桥位的地形 地质 水源保护的特点 综合考虑桥梁景观要求 结构耐久性 施工条件 工程造价 环保等因素 108 208 108 m矮塔混凝土斜拉桥 门 形塔 方案1 208m上承式钢筋混凝土拱桥 方案8 118 208 118m连续刚构桥 方案10 三个方案具有可比性 汇报结束 谢谢各位领导和专家 THEEND 黄龙带特大桥各桥式方案造价估算表 为预防运输危险品车辆在通过库区桥梁发生危险事故 借鉴我公司在深圳南光高速公路穿越水源保护区的桥梁工程经验 可采用双硬路肩和双层加高 加强防撞墙等工程措施 有效确保车辆不翻入水库之中 桥面雨水单独设置收集系统 采用挂管排水等方式 集中处理后排入公路边沟 七 问题与建议 问题1 临时施工场地桥址处交通极为不便 岸侧小山丘地势较陡 横断面差异大 左右幅桥一般需要对孔布设 建议