汉江大桥施工图设计主桥为跨一联独塔双索面斜拉桥跨江公路桥-第一册01总说明

总

说

明一、设计依据1、仙桃市交通局与桥勘察设计合同”。2、

省发展计划

江公路大桥工程初步设计的第二公路勘察

签定的“仙桃汉江公路大“鄂计投资［2000］1097

号”文：“关于仙桃汉”。3、

省交通厅“鄂交函［2000］116

号”文：“关于仙桃汉江公路大桥初步设计的

意见的函”。4、

地质工程勘察院“仙桃汉江公路大桥施工图设计阶段工程地质勘察报告”。5、冶金工业部

勘察

“

省仙桃汉江公路大桥

18

号主墩和

17号辅助墩位补充工程地质勘察报告书”。二、设计规范1、公路工程技术标准（JTJ001—97）2、公路桥涵设计通用规范（JTJ021—89）3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ023—85）4、公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024—85）5、公路路线设计规范（JTJ011—94）6、公路路基设计规范（JTJ013—95）7、公路柔性路面设计规范（JTJ014—86）8、公路斜拉桥设计规范（试行）（JTJ027—96）9、公路砖石及混凝土桥涵设计规范（JTJ/022—85）10、公路工程抗震设计规范（JTJ004—89）11、公路桥梁抗风设计指南12、钢筋焊接网混凝土结构技术规程（JGJ/T

114—97）三、主要技术标准1、桥面宽度23

米（不含布索区宽度），双向四车道，不设人行道，引道标准与桥梁一致采用路桥同宽。2、荷载标准：汽车超—20

级，挂车—120。3、设计行车速度：80Km/h。4、桥面竖曲线半径：10000m。5、桥面坡度：纵坡

2.5%，直线桥段横坡为双向

2%，圆曲线及缓和曲线部分设横向

。6、设计洪水频率：1/300，设计水位：36.03m（黄海高程，下同），流量17500m3/s。7、通航：最高通航水位按10

年一遇洪水位，水位为35.01m，通航净高10m，主通航孔按单孔通航考虑，双线净宽140m。8、

烈度：六度

区，采用七度抗震措施。9、船舶撞击力按三级内河航道取值，顺桥向400KN，横桥向550KN。四、工程地质桥位位于仙桃市西北郊，横跨汉江，两侧地貌单元为Ⅰ级阶地及河漫滩。汉江

堤距约

460

米。仙桃岸大堤外侧（河内）淤积现象明显，坡度平缓，地势平坦。大堤内侧已属仙桃市城区边缘地带，地势平坦开阔。天门岸大堤外侧（河内）由于主航道（主槽）靠近天门岸大堤，江水冲刷严重，岸坡较陡，目前已有抛石护岸。大堤内侧地势平缓，呈河网湖沼状特征。桥位处地表分布有巨厚的第四系松散堆积层，本次详勘中，桥位主塔墩处最深钻孔达河床以下116

米，尚未钻探到强度较高的岩性地层构造。桥位处从地表以下，依此为①粘土亚粘土层。本层层底标高约介于5.0～0.0米间，

大堤内侧该土层厚约

25

米左右，大堤外侧（河内）该土层厚约

10

米左右，河内该土层上还覆盖有薄层（约5.0

米左右）的粉砂层。②粉细砂、细中砂层。该层分布于整个桥址区，厚度约40.0

米。③含砾细中砂、圆砾、砾砂层。该层密实度较大，对基础提供的摩阻力较高，作为大桥桩基础的持力层。在粉细砂、细中砂地层及以下，局部夹有粘土亚粘土。五、气象条件桥址处属带季风气候。冬季寒冷少雨，严寒不长，春季冷暖多变、多阴雨天气，梅雨期6

月上旬至7

月中旬，温热潮湿多暴雨，雨量集中，多渍捞。1、气温。年平均气温

16.40C；年

最高气温

38.80C（出现在

1971

年

7

月21

日）；年

最低气温-14.20C（出现在

1977

年

1

月

30

日）；月平均最高气温32.50C（出现在7

月份）；月平均最低气温0.10C（出现在1

月份）。2、降雨。年平均雨量1191.6

mm；月最大雨量611.8

mm（1969

年7

月），单日最大雨量193.8

mm（1991年7

月9

日），1

小时最大雨量60.9

mm。3、风速。年极大风速（瞬间风）19.8

米/秒（西西南，1997

年6

月6

日）；年最大风速（10

分种平均风速）13.0

米/秒（北风，1980

年4

月13

日）。查《公路桥涵设计通用规范（JTJ021—89）》，桥址区域基本风压为400Pa，大于按极大风速计算的风压值，设计采用400Pa

基本风压进行计算。4、湿度。年平均相对湿度80%；年最小相对湿度9%。六、主要材料1、混凝土本桥砼标号采用25、30、40、50、55

号，其技术标准应符合JTJ023—85有关规定。砼的配合比、拌制、、浇筑、振捣、养生、施工缝、以及砼配合料所采用的水泥、砂、石、水、外加剂等材料的要求，应严格按照《公路桥涵施工技术规范（JTJ041—2000）》、《仙桃汉江公路大桥招标文件第二卷技术规范》执行，满足规范所规定的质量检验和质量评定标准。2、钢筋普通钢筋标准应符合GB13013—91、GB1499—91

及GB13014—91

的要求。受

筋直径≥20mm

的螺纹钢筋应采用闪光对焊或套筒挤压连接或等强直螺纹连接。套筒挤压接头的施工与检验应符合JGJ107—96《钢筋机械连接通用技术规程》及JGJ108—96《带肋钢筋套筒挤压连接技术规程》的规定。等强直螺纹连接应满足Q/JY08—1997《钢筋等强直螺纹连接技术规程》。电弧焊接，其焊条应符合GB/T

5117—95《碳钢焊条》及GB/T

5118—95《低合金钢焊条》的规定。钢筋焊网：用于塔柱面层的防裂钢筋网，采用6mm

的带肋钢筋，间距10×10cm，技术标准应满足JGJ114—97

的规定。3、钢材钢板、型钢除注明外，均为A3

钢，其技术标准必须符合GB700—88

的规定，选用的焊接材料应符合相适应。4、预应力钢材(1)预应力钢绞线GB981—76

的要求，并与所采用的钢材材质和强度公称直径为15.24mm，低松弛预应力钢绞线，标准强度1860Mpa，弹性模量1.95×105Mpa，技术标准应符合ASTMA416—87a270级的规定。采用YM系列锚具及相应连接器。金属波纹管成孔。但上塔柱斜拉索锚固区的U

型预应力束应采用VSL

EC

6—19、VSL

EC

6—22

成套锚具及VSLPT—PLUS

型塑料波纹管。(2)预应力粗钢筋采用直径32mm

精轧螺纹钢筋，标准强度不低于750Mpa，弹性模量2.0×105Mpa，YGM

锚具及相应连接器。5、斜拉索斜拉索采用直径фj15.24，单股外包PE

的不镀锌钢绞线，每根斜拉索首先第一根钢绞线携带拉索护套就位张拉锚固，然后钢绞线逐根穿过锚具和护套、并张拉锚固。PE钢绞线成盘运抵工地，根据每一根斜拉索具体长度逐根下料安装。斜拉索的安装和张拉由斜拉索供应厂家完成。斜拉索外套管的颜色由业主研究后确定。拉索两端采用VSL

SSI

2000

系列锚具，塔端用张拉式锚具，梁端用固定式锚具。PE斜拉索钢绞线、锚具、外套管的技术指标应按《仙桃汉江公路大桥招标文件第二卷技术规范》有关内容执行。七、桥孔总体布置1、主跨跨径及位置的选定。根据航务管理部门的意见，主跨一跨应跨过枯水期航道，考虑双向通航，主跨径不小于180米，因此主跨径确定为180米，主墩位置和主跨布置的范围根据主河槽的位置及枯水期水面分布范围确定。2、跨堤部分桥梁的跨径。汉江河道管理部门要求汉江大堤堤顶和堤坡不能设置桥墩，根据地形条件，跨堤部分桥梁的跨径不应小于50

米，这样从桥梁整体布置协调一致考虑，汉江大桥跨堤部分桥跨的跨径取为50

米。3、根据以上的考虑和独塔斜拉桥结构的特点，跨汉江大堤及大堤之间的桥梁跨径布置为2×50+50+82+180+2×50米。4、

引桥的布置以经济跨径为主，由于本桥覆盖层厚，基础为摩擦桩，桩基入土深，因此上构跨径不宜太小，仙桃岸布置为

14

孔

30

米简支梁，天门岸布置为18

孔30

米简支梁。5、桥面纵坡，以主跨180m

跨中为顶点，设双向2.5%纵坡，竖曲线半径10000m，切线距250m。6、全桥跨径组合为

14×30+2×50+50+82+180+2×50+18×30，总长1472米。

分别接汉江大桥的仙桃岸和天门岸的引道。八、桥梁结构及设计要点1、主桥主桥为50+82+180

米三跨一联独塔双索面斜拉桥，其各部形式如下。(1)

主塔墩18

号墩为主塔墩，塔墩基础由30

根φ1.8m

的钻孔桩组成群桩基础，群桩按平行矩形布排，桩的间距为4.5m，桩基均为摩擦桩，设计桩底标高-82.0，桩长98m。承台顶标高20.5m，厚4.5m，平面为21.8×27.3m

的矩形，承台上设3.0m高的塔座。塔柱的形式是界于H

型塔和倒Y

型塔之间的“瓶颈”型。塔高承台以上为109.452m，横桥向上塔柱中心间距为13.4m，塔柱横桥向宽3.2m，顺桥向上、中塔柱宽6.5m，下塔柱由6.5m

渐变至8.3m，塔柱的壁厚，上塔柱顺桥向1.4m，横桥向0.7m，中塔柱顺桥向1.0m，横桥向0.7m，下塔柱顺桥向1.0m～1.9m，横桥向0.7m。下横梁与上构主梁固结，高4.0m，中横梁高4.0m，上横梁高3.0m。斜拉桥主塔的强度和刚度至关重要，为此，设计采取如下措施：为使塔柱、横梁有足够的刚度，又不增加过多的恒重，塔柱、横梁以空心矩形截面为主。考虑到塔柱传力的过渡性，在承台上设3m

高的塔座，且下塔柱下端设有3m

高的实心段，在下横梁和中横梁处的塔柱设8m

高的实心段，上横梁位于斜拉索锚固段，由于斜拉索张拉的需要，没有设置实心段，在每一个实心段与空心段交界处，均设有倒角，以减少应力集中。在塔身承台塔座表面设一层由φ6

带肋焊接钢筋网。上塔柱锚索区、上、中、下横梁均设置了水平面内的预应力束，预应力束采取凹槽式锚固，用封锚混凝土补平。因施工和检修的需要，在塔柱内设置爬梯，在下横梁、中横梁处实心段以人洞通过。16

号过渡墩、17

号辅助墩、19

号过渡墩由于这些桥墩是支承主梁，两支座间距约

21m，将这些桥墩

设计成双柱式桥墩，16、19

号墩布4

根φ1.5m

的钻孔桩，17

号墩布2

根φ1.5

的钻孔桩，均为摩擦桩，这种桥墩施工方便，经济美观。主桥主梁a、断面形式：主梁的基本断面形式是边主梁，断面全宽25.6m，节段基本长度为8m，边肋基本宽度1.8m，横隔板的基本间距是8m；在边跨辅助墩附近至锚跨实心段，由于结构受力的要求及平衡悬浇的需要，节段长度变化为6m，边肋宽度加宽至4.0m，横隔板的间距也相应调整为6m；主梁顶板厚0.30m，设双向2%横坡，主梁的基本梁高是1.9m（对应于横向宽度25.6m

的位置）。主塔与主梁连接处采用固结。横梁均设有预应力钢绞线束。主梁每节段在单根边主梁内各配置3

根19

股的钢绞线，在桥面板内配有32根ФL32

的精轧螺纹钢筋，主梁各合拢段内配置上、下缘合拢束。b、斜拉索的布置，主塔布有20

对空间索，主跨斜拉索在梁上的索距为8m，边跨随着节段长度的变化，索距相应变化为6m，锚跨实心段上索距为3.2m。斜拉索在横断面上布置在距边缘0.8m

处，在上塔柱布索区，顾及施工立模，索的张拉等因素，将锚固点布在塔内壁中心处，斜拉索采用直径фj15.24，单股外包

PE的不镀锌钢绞线，两端采用VSLSSI2000系列锚具锚固，对于每对索，向河侧和向岸侧索的钢绞线股数不一定相等，是根据各自的索力选取的。2、引桥引桥全桥宽

23m采

柱式桥墩，30m

桥跨部分为2

根基桩，直径

1.80m；50m桥跨部分为4根基桩，直径1.50m，帽梁采用预应力结构，按部分预应力A类构件进行设计。30m

桥跨引桥的上构为简支T

梁，桥面连续，按部分预应力A

类构件设计，全桥宽布置10

片梁，梁距2.30m。50m

桥跨部分为两跨连续刚构，上构为满堂支架现浇的单箱双室预应力混凝土箱梁，按部分预应力A

类构件设计，为尽可能地使全桥立面线型一致，50m

桥跨梁高取为2.0

米（对应底板宽度处）。九、主桥结构计算1、计算参数的取值(1)

温度a、体系温差，根据斜拉桥设计规范，混凝土结构可按当地平均最高气温和最低气温确定，合拢温度取150C~200C，当地月平均最高气温32.50C，最低气温0.10C，由此得出体系升温17.50C，体系降温19.90C，经综合考虑后计算取体系升温180C，体系降温200C。b、主梁上、下缘温差+50C。c、主塔两侧温差±50C。d、索梁温差±100C。注：在进行塔的横向计算时，取用下列四种情况：a、体系升温180C+两柱温差50C。b、体系升温250C+塔横向非线性130C。c、体系升温200C。d、体系降温250C。船撞力主塔墩横桥向船撞力按500KN

计，顺桥向船撞力按400KN

计，船撞力作用点取标高35.01m

处。风力查《公路桥涵设计通用规范（JTJ021—89）》，桥址区域基本风压为400Pa，大于按极大风速计算的风压值，设计采用400Pa

基本风压进行计算。支座不均匀沉降主塔墩取2cm，边墩取2cm。制动力制动力按同方向行驶的两行车队计算，每一个车道的制动力为一行汽车车队总重力的10%。制动力作用在桥面以上1.2m

处。2、结构分析结构分析主要采用同济大学肖汝诚编制的“桥梁结构线性、非线性设计分析程序（BaP

程序）”、“Super

Sap93

程序”、“Ansys

程序”等多个软件进行结构静力、动力分析。静力分析的主要内容有：主塔柱顺桥向、横桥向的整体计算，对各种工况下（塔施工各阶段、主梁施工最大悬臂状态、成桥阶段）的内力、变位分析。主塔锚索区局部应力分析。(3)塔柱与下横梁、主梁交界处的局部应力分析。(4)中塔柱下端人洞和塔冠人洞处局部应力计算。(5)主梁各施工阶段、成桥阶段内力分析。(6)桥面板局部应力计算。(7)斜拉索张拉力计算。(8)引桥上、下构计算动力分析：动力分析主要参照《公路桥梁抗风设计指南》、用《Super

SAP》，对施工阶段最大双悬臂状态、最大单悬臂状态、成桥阶段等进行计算、计算内容主要有：动力特性计算，空气动力稳定性验算、涡激

、抖振等限幅振动计算、

荷载计算。计算中非线性因素的考虑：非线性因素主要考虑斜拉索弹性模量的修正和斜拉索、预应力束在结构