第五章桥型方案比选-典尚设计

主航

第五章桥型方案比

航孔净宽170m，考虑基础及防撞设施所占的空间，其主跨跨度不宜小于200m，边跨跨度根300m；采用单孔单向通航方案时，设两个单向通航孔，每个通航孔净宽170m；通航净高35m；不设副通航·50003000t，1500t。··桥位处地质条件较差，覆盖层较厚，基岩埋深在-210m·主航道中心离北岸大堤约17km左右，其下有海底光缆通过，航道范围水深基本10m·全面“安全、实用、经济、美观”的技术方针·考虑到海上施工作业，要求桥梁方案具有施工速度快、施工简便的特点，结构从通航要求看，考虑基础及防撞设施所占的空间，采用单孔双向通航方案时，其

200m拱桥、桁架桥，200m桥型方案进行综合比选。本方案征集阶段在考虑主航道桥的桥型方案时曾就适宜于主航道桥跨度布置的多种斜拉桥(见图5.11及表511)。 5.1-5-1-

单位:t.mABCDE9F本方案采用跨径为80+103+380+103+80m的双塔双索面钢箱单位:t.mABCDE9F从表5-1-1中可以看出对采用单孔双向通航的主跨380米的斜拉桥边跨辅助墩对提

140.2m103m8m，4m。为方便施工，下横梁以上两塔柱的向尺寸保持一致，即顺桥向宽6.0m，横桥向宽3.5m。下横梁以下至承台顶8m，5m，C50yRb1670MPaPEPEy163φ7，73φ7。110m35.85m5.5m,2.5m钢箱梁采用工厂预制预制长度12m驳船就位桥面吊机吊装的施工方法塔墩、辅助墩及边墩处节段采用浮吊吊装施工。80+103+380+103+80m5.1-3)，全长746m。半漂浮体系，扇形索布置。桥面宽28m，梁上利用分隔带兼作斜拉索锚固区。6m，1.5m。5.1-

主梁采用倒梯形箱截面展翅梁构造，梁高3.8m。顶宽28m，底宽6m。断面为单箱三室截面，两侧悬臂板长4.5m。横梁间距3m，有索处两边室横梁厚度22cm，中室因锚固斜拉索36cm，22cmC60主塔为提篮式的倒Y形塔，塔高为140.2m，桥面以上塔高103m。主塔倒Y形塔柱顺桥向宽7m，两斜腿部分横桥向宽4m，截面为单箱单室，壁厚为0.8m和1.0m，上塔柱根据受力及景观需要，横向宽度为8m，1.2m，承拉壁厚0.6m，边室壁厚为0.8m和0.5m。下塔柱为整体箱形断面，顺桥向为7m，24m，31m，C50y6m，1.5m，斜拉索采用φ7mmRb1670MPaPEPEy187φ7，最小索91φ7。2.5m，29110m，42.1m，26.2m，5.5m，2.5m28m3m，其余预制节段采用船，桥面吊机吊装。节段吊装就位后利用环氧树脂胶拼。主梁拼30m0.75m45.1-31.5m部分为等高梁。等高梁梁高为4m，变化部分由4m变至7m，梁底按圆弧曲线变化。箱梁顶宽3m设一横隔板，横隔板厚0.22m，有斜索的地方中间箱室内局部加厚至0.36m。主梁混凝土C50C50y斜拉索采用高强平行钢绞线索，有利于单束穿过主塔鞍座。钢绞线索标准强度为Rb1770MPa61φ15y2.5m95m

21.85m，5.5m，2.5m3m，宽28m，船到位后，利用桥面吊机吊装施工，环氧树脂胶拼。58m，3m，6m，37m5.1-4.5m1/49.3311m，为中孔6.05m0.25m，0.35～1.2m，0.38～0.8m。34.35m，5.5m，2.5m2895m，35.85m，21.85m，5.5m，2.5m求也高，方案征集阶段考虑四种桥型方案：①80+103+380+103+80m拉桥；②80+103+380+103+80m双塔单索面混凝土梁斜拉桥；③111+222+222+111m三塔单索面预应力混凝土部分斜拉桥；④111+222+222+111m础采用钻孔灌注桩，工艺成熟。全桥施工工期较快，其缺点是造价较高，后期养护

景观效果。2·三塔预应力混凝土部分斜拉桥受力特性介于连续刚构和斜拉桥之间，它既具有连续但与梁体固结的主塔桥面空间且与DN500过桥水管有碍是其不足同时部分斜拉桥既索工作量较刚构桥大。·预应力混凝土连续刚构具有结构受力明确，成桥后总体刚度大，养护、低主航道桥上部结构方案综合比较 表5-1-混凝土斜拉索混凝土钢材钢筋510m调性好，后期养护维修少，施工速度较快，造价较低，380m注：1.大直径桩基·预应力管桩入土较深，竖向承载力较大，并可作成斜桩，具有一定的抵抗水平荷载的能力。但由于受到施工工艺等方面的限制，国内预应力管桩的桩径一般不超过1.2m，单同时也加剧河床的冲刷承台降低给基础工带来诸多经过计算分析主航道主塔180φ1.2m大直径桩入土深桩身承载力高并可做成斜桩抵抗水平荷载的能力较强桩身自重小，施工方便迅速，现场作业少，施工质量易于控制，适于软土地基。但其用钢量很大，造价高昂，经济性较差，同时考虑到桥位处特殊的环境条件，大直径桩防腐较。般控制下沉深度在30m左右。而本桥主塔墩处覆盖层厚，持力层埋藏较深，冲刷较大。根据计算，沉井高度需65m左右，下沉有一定。沉井基础需在水上接高，需配备大吨位起吊

5.1-65-1- 工砼 工砼 综上所述，下部结构推荐采用φ2.5m主塔墩基础采用29φ2.5m6.25m110m，98m42.10×26.20m，5.5m，2.5m高程为+5.5m，高于平均位。同时为能有效地分解船撞力，将承台上、下游两侧做成尖辅助墩基础采用10根φ2.5m的钻孔桩，梅花形布置，桩长100m，承台平面尺寸为23.75x15.6m，四周倒角，承台顶高程为+5.5m，5.5m。80m则推荐采塔单索面预应力混凝土斜拉桥，本桥型方案桥式布置和施工安排如下：300m35m3.48m。主塔墩承台外侧设30.2m，主通航净宽考虑一定的富余量，故确定主通航孔跨径为380m。两边孔跨度布置需配合主跨综合考虑结构力学性能、施工条件、与邻跨协调求，若边跨设辅助墩布置成50+140m再配合适当的斜拉索布置，则结构受力性能最优，但50m80+103m。80+103+380+103+80m。主梁采用倒梯形箱截面展翅梁结构（见图5.1-7桥面宽28m,梁高3.8m，单索面斜拉3m。预制节段长为3m，吊重可控制在200吨以内。为方便及吊装作业，主梁采用单索

5.1-5.1-主塔采用倒Y140.2m103m锚固壁厚1.2m，锚固采用外凸齿块形，采用三室截面综合考虑上塔柱受力及景观需要。主5.1-8yRb1670MPay2.5m，29单索面斜拉桥具有成设计施工验验。国内外均有成功的示例。如淇澳大桥，宜昌夷陵长江大桥以及的鹤见道桥等。淇澳大桥为主跨320m的双塔单索面混凝33m3.69m348+348m23m，梁高3m，鹤见道桥为255+510+255m双塔单索面钢箱梁斜拉桥，桥38m，4m。首先施工两个主塔墩基础每个主塔墩基础29根φ2.5m钻孔桩设置水上钻孔工作平台，平台基础采用φ0.9m桩，打桩船插打。平台施工完成后，用浮吊和振动打桩机插2.7m两个辅助墩基础为φ2.5m钻孔桩，每墩10根，在主塔墩施工完成后，安排两台钻机同80mb.42.10×26.2×5.5m

28m，在支架上现浇，现浇支架可利用灌注下横梁的支架。控制在200t以内，制梁场内设置两个短台座，单个节段制造周期为3天。c.30m0.75m辅助航道180m，200m，边跨跨度24m，不设副通航孔。考虑船撞力对结构的影响940t，470t10m··桥位处地质条件较差，覆盖层较厚，基岩埋深在-210m结合辅助航道桥本身的自然特点及芦洋跨海大桥的具体工程特点并综合考虑上述·全面“实用、经济、安全、美观”的技术方针·综合考虑上述因素，桥跨布置在满足通航条件、防撞设施及建筑宽度、结构跨度的合220m140m140～220m本工程特点。连续梁（刚构）桥，技术成熟，施工也较为方便，140m左右的跨度是较经济220m220m

的优点避免其不足之处但与梁体固结的主塔桥面空间且与DN500过桥水管有碍是其期等多方面的综合比选确定。本阶段为了对连续刚构、斜拉桥等桥型结构的合理性、经济性进行较准确的比较，结合辅助航体自然条件，对80+140+140+80m预应力砼连续刚构、80+140+220m独塔单面预应力砼斜拉桥、110+220+110m110+220+110m2.5m140m1140m5.2-6x4m，0.6～0.8m29m。径的1/17.5，梁底以二次抛物线过渡。箱梁为单箱单室截面，顶板全宽13.4m，C5015.6m，5.5m。026m，1.5m。5.2-

主梁采用倒梯形箱截面展翅梁构造，梁高3.8m。顶宽28m，底宽6m。断面为单箱三室截面，两侧悬臂板长4.5m。横梁间距3m，有索处两边室横梁厚度22cm，中室因锚固斜拉索36cm，22cmC50主塔为提篮式的倒Y形塔，塔高为132.2m，桥面以上塔高103m。主塔倒Y形塔柱顺桥向宽7m，两斜腿部分横桥向宽4m，截面为单箱单室，壁厚为0.8m和1.0m，上塔柱横向宽度为8m。下塔柱为整体箱形断面，顺桥向为7m，横向为倒梯形，底宽24m，顶宽31m，主塔C50y6m，1.5m，斜拉索采用φ7mmRb1670MPaPEPEy187φ7，最小索91φ7。5.5m，2.5m28m3m，其余预制节段采用船，桥面吊机吊装。节段吊装就位后利用环氧树脂胶拼。主梁拼30m0.75m3

5.2-

宽26.5m，船到位后，利用桥面吊机吊装施工，环氧树脂胶拼。220431.5m部分为等高梁。等高梁梁高为4m，变化部分由4m变至7m，梁底按圆弧曲线变化。箱梁顶宽28m，底宽等高梁部分为16.3m，变高梁部分由16.3m变至14m。箱内每隔3m设一横隔板，0.22m，0.36m。6.5m，顶部根据景观需要而变化。

5.2-y斜拉索采用高强平行钢绞线索，有利于单束穿过主塔鞍座。钢绞线索标准强度为Rb1770MPa61φ15y35.85m29.6m，5.5m，2.5m

4.0m（与相衔接的非通航孔箱梁匹配1/55；10m，1/22；梁底以二次抛物线过渡。0.8m，1/50.6m0.4m1.2m0.35m。主梁采用三向预应力体系。8.0m，3.0m，6.0m，29me.26.6m，5.5m，2.5mf.、·80+140+140+80m、80+140+220m海上船只起到辅助导航的作用主梁悬臂施工过程中抗风性能强运营阶段少缺点是斜拉桥主塔施工相对较难，高空作业多；此外，斜索工作量很大。的特点。但与梁体固结的主塔桥面空间且与DN500过桥水管有碍是其不足。同时，部分·110+220+110m性能较好，养护、低，施工时高空作业少等优点。但本桥主跨达220m,施工时如果5-2-1。辅助航道桥上部结构方案综合比较 表5-2-混凝土斜拉索普通钢筋构混凝土国内已建多座类似结构，设计施工均有成经现场浇注砼数量大材料及施工用水等的成为2．同主航道桥下部结构，采用φ2.5m主墩采用13根φ2.5m钻孔桩。梅花形布置，最小桩中心距6.25m。桩长110m，入土深100m24m3.48m20.6m140m80+140+140+80m，440m140m径的1/17.5，梁底以二次抛物线过渡。箱梁为单箱单室截面，顶板全宽13.4m，

5.2-3.2m，顶板厚度0.25m。斜腹板，1：6.425，厚度0.5m；底版厚度0.2～0.7m。主梁混凝土C505.2-5yy19-φj15（悬臂施工用）12-φj15（合拢束）预应力钢绞线（Rb=1860MPa）12-φj15（合拢束）3-φj15φ32（Rb=750MPayy

13φ2.5m80m30×15.6×5.5m，2.5m，13

引桥水中低墩·此部分桥梁占整个桥梁大，为节省投资，尽量选择经济合理的跨径，因此，非·235t，120t230m墩基础。·2m～10m0.85m～2m·T

50m、70m确定每联长度500～600m左右。本桥桥面较宽（28m，从结构的合理性、施工的难易性综合13.4m。3.0m4m5-3-15-3-

便比选。50m、70mφ1.2md顶d底δ腹d顶d底δ腹兼用体内索和体外兼用体内索和体外张5-3-φ1.2m7承台大小墩身大小5-3-3。比较表中仅为单孔单墩数量。5-3- C501329.6C4011短指标（

项目项目工期景观50m70m2.

···力管桩，如用桩每墩需10×2根φ1.2m打入桩，桩长60m左右，如用预应力管桩每墩10×2φ1.2m60m5-3-4。 表5-3-跨径桩长5-3-5

·充分利用水 和起吊能力大的特点，达到省力的目的·70m200t·单个承台重量较大，吊装··施工供水供电繁杂、海上风大潮急施工条件差等。而70m跨打入桩基础承台吊重仅为450t，584个，且已有大型的预制厂和吊装设备，就此大规模地采用预制承台施工，可取得····有效地利用水上和起吊能大的特点，达到省力的目的·大量采用机械化施工，大大减少了水上恶劣条件施工人员数量，达到的主梁采用分幅制造，单幅主梁顶宽13.4m，底宽5.5m，梁高4.0m，单箱单室截面。主3.2m，悬臂长度的确定是以箱内箱外横向弯矩近似相等为原则。主梁顶板厚25cm，悬臂板端部15cm，根部40cm，根部板厚约为悬臂跨度的1/8；底板厚25cm；支点两侧10m范围内由于剪力增大，腹板厚度增加至50cm，其它为40cm，腹板为倾斜式，箱内设C50b.y15-φj1519-φj15，体外索采用19-φj15，Rb1860MPa，体内索的构造同常规索一样；体PEy

10φ1.2m105.5×2.5m3000t引桥水中高墩16～30m，3.52km。其方案的选择主····30m（80m·20根据引桥水中低墩区桥梁比较论证的结果，本段桥梁采用抗腐蚀性强的混凝土结构。由于本桥桥面较宽（28m13.4m。30m80m、100m5.4-1

为对二种桥跨的经济性进行综合比较，对二种桥跨结构选择同一种基础形式（采用1.2m）5-4-1 表5-4- C50φ1.2mC40指标（

80m引桥水中高墩区下部结构可供选择的基础形式主要有φ1.2m打入桩、打入桩及钻······要考虑桩的耐腐蚀、还需防腐措施·桩入土深度较深，沉桩，需较大的打桩设···80m跨径桥梁下部结构基础（按高墩考虑，墩高大于20m）每墩双幅需36根φ1.2m预应力砼管桩，桩长62m左右，如采用钻孔桩方案，则每墩双幅需28根φ1.5m钻孔桩，桩长80m左右，如采用钢桩方案，每墩双幅需36根φ1.2m的打入钢桩，桩长62m左右。比较方5-4-2。 表5-4-跨径桩长28φ1.5m36φ1.2m

同水中低墩区70米连续梁，采用预制墩身，且单节墩身最大吊重控制在200t本工程80m跨承台若采用预制，其吊重将达2800t,需增加相当大的及起吊设备，经济上并不会合适，且单个承台下桩数量较多，施工不易控制，所以80m跨承台利用通航孔13.4m，支点梁高y主梁采向预应力体系，纵向采用19-φj15（底板索和体外索）和15-φj15（顶板索）预应力钢绞线（Rb=1860MPa）群锚体系，横向采用3-φj15预应力钢绞线扁锚体系。横y20m36φ1.2mPHC29.32×13.2m，墩29.4×11.2m5.5×4.0m45～65cm500t0滩涂区桥3km，2.0～-2m，2.7km，堤外宽0.3km，受涨落潮的影响，水上船只及陆上设备无法进入，施工难度大。本工程滩涂区段桥梁梁跨多，其孔跨的选择以及经济指标的高低对全桥工程投资有一·····20m··比较方案一——35m北岸滩涂共需布置88孔35m跨砼连续梁。35m预应力砼连续梁有多种施工方法，如采

·比较方案二—