南京长江第二大桥总说明

1、总 说 明一. 概述（一） 设计依据1、 交通部第一公路勘察设计院与南京长江第二大桥筹建办公室1996年8月20日签订的南京长江第二大桥北汊大桥及部分引线勘察设计合同。2、 国家计划委员会文件计交能1997300号印发国家计委关于审批南京长江第二大桥可行性研究报告的请示的通知。3、 交通部文件交公路发1997197号关于南京长江第二大桥初步设计的批复。4、 江苏省交通厅关于南京长江第二大桥技术设计的批复。（二） 设计采用的标准及规范1、公路工程技术标准（JTJ001-88）2、公路桥涵设计规范（合订本）3、公路工程抗震设计规范（JTJ004-89）4、公路桥涵施工技术规范（JTJ041-89）

2、5、British Standard BS5400的有关规定。6、Standard Specifications for Highway BridgesU.S.A,1996,的有关规定。（三） 设计技术条件设计计算行车速度：100km/h设计荷载：汽车-超20级，挂车-120风 荷 载：设计风速30.4m/s （相应风压0.58kN/m2）地震荷载：地震基本烈度VII度通航净空：净宽不小于125m，净高18m设计最高通航水位：8.10m（黄海高程）设计最低通航水位：-0.41m建议施工水位：7.00m（黄海高程）桥梁宽度：0.5m（护栏）+3.0m（紧急停车带）+3*3.75m（行车道）+0.

3、5m（左侧路缘带）+1.5m（中央分隔带）+0.5m+3*3.75m+3.0+0.5m=32.0m桥梁最大纵坡：不大于3%设计洪水频率：1/300温度荷载：箱梁体系温度取40,主桥箱梁合拢温度取20，升、降温各按20计，日照温差分别按公路桥涵设计规范和BS5400规定的温度场进行计算。支座强迫位移：主桥2cm，引桥1.5cm船舶撞击力：20000kN。（四） 桥址区自然概况1、 地形、地貌南京长江第二大桥位于长江转折地带，长江在八卦洲分为南、北两汊，桥址区在地貌划分上分为三大地貌单元：北汊北岸为宽阔平缓的河漫滩，现多已改造为耕地和鱼塘，地形总体上倾向于长江，地面高程2.59-7.29m；北汊南

4、、北两堤之间为现代河床，桥位处水面宽955m，河床地形微向南倾，平均坡度小于1度，深泓靠近南侧，最大水深13.15m（测时）；北汊南岸为江心洲-八卦洲冲击平原，洲上河网纵横，地势开阔平缓，地面高程1.57-7.02m。2.气象南京地处长江中、下游平原，属亚热带湿润季风区，季风显著，四季分明，冬冷夏热，温差较大，春季风和日丽，夏季炎热，雨量充沛，秋季秋高气爽，日温差较大，冬季天气晴朗，寒冷干燥。气象特征如下：年最大降水量：1825.8mm（1991年）年最小降水量：534.6mm（1978年）年平均降水量：1031.3mm日最大降水量：198.2mm（1931年7月24日）十分钟最大降水量：31

5、.5mm（1965年8月13日13时）降雪初冬日：平均初日：12月15日平均终日：3月8日 最大积雪深度：51cm（1955年1月1日） 最大冻土深度：9cm（1977年1月30日） 极端最高气温：43.0（1934年7月13日） 极端最低气温：-14.0（1955年1月6日） 多年月平均最高气温：32.4 多年月平均最低气温：-1.6 桥址处江面以上28m高度（约为桥面高度处）百年一遇的十分钟平均最大风速及风压分别为34.4m/s和0.74kN/m2。二. 主要材料1. 混凝土：上部构造：主、引桥箱梁、主桥墩身采用50号混凝土，防撞护栏采用25号混凝土，桥头搭板用25号混凝土。下部构造：主、

6、引桥过渡墩采用40号混凝土，承台、基桩、引桥墩身、桥台台帽、背墙、肋墙、耳墙、挡块及支座垫块等均采用30号混凝土，主桥梁、墩临时支座采用40号爆炸混凝土。2. 钢材： (1)预应力钢铰线应符合美国标准ASTM A416-92 270级的规定，钢铰线标准强度为1860MPa，直径为15.24mm，面积为140.00mm2，弹性模量为1.9*105MPa，采用OVM锚具。(2)竖向预应力L32粗钢筋应符合国家标准GB-1499-91的规定，标准强度为750MPa,采用YGM锚具。(3)临时固接所用预应力L36粗钢筋应符合JISG3109、DIN4227及BS4486的规定，其标准强度为1230 M

7、Pa。(4)带肋钢筋应符合钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB1499-91的规定，光园钢筋应符合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB13013-91的规定。A3及16Mn板材要求符合GB709-65的规定，结构用型钢（A3,16Mn）要求符合YB166-85,YB164-63及GB709-65的规定。3. 支座、伸缩缝：支座采用南京长江第二大桥专用NJPZ系列抗震型盆式橡胶支座，伸缩缝采用技术性能良好的玛格巴(MAGEBA)伸缩装置。4. 桥面铺装：采用SMA沥青玛蹄脂碎石混凝土。三. 设计要点（一） 桥梁设计北汊大桥全长为2172m（不含桥头引道），桥面设2.957%的双向纵坡，竖曲线顶点位于主桥中心，竖

8、曲线半径为16000m，桥梁中心桩号为k14+745.986。北引桥及桥头引道（20m）从起点至k14+038.486位于半径R=4127.85m，切线长T=1247.13m，外距E=184.28m的平曲线上，南引桥从k15+5450.39至桥头引道（20m）终点位于半径R=7997.21m，切线长T=738.96m，外距E=34.07m的平曲线上。主桥上部为90m+3*165m+90m五跨变截面P.C.连续箱梁桥，由上、下行分离的两个单箱单室箱形断面组成，箱梁根部梁高8.8m，跨中梁高3.0m，从1号块到跨中按二次抛物线变化，采用三向预应力体系；主墩及主、引桥过渡墩均采用矩形薄壁截面，主墩基

9、础采用182.5m的钻孔灌注桩，过渡墩基础半幅桥采用42.5m的钻孔灌注桩。南、北引桥上部结构分别为5*50m+17*30m和16*30m+5*50m的等截面P.C.连续箱梁桥，50m和30m跨径梁高分别为2.5m和1.5m，采用双向预应力体系；跨径50m的引桥桥墩及50m与30m过渡墩均采用矩形薄壁墩，采用41.5m的钻孔灌注桩基础。30m引桥每幅桥桥墩均采用矩形双柱式墩，除32-34号墩采用41.5m钻孔桩基础外，余均采用21.8m的钻孔桩基础。桥台采用肋式台，承台为“工”字样，采用41.5m的钻孔桩基础。1. 主、引桥上部结构静力分析，同时以桥梁线性、非线性分析综合程序和桥梁静力线性计算

10、程序分别进行下成桥状态下恒载、活载、预应力、混凝土收缩徐变、支座强迫位移、风荷载、温度变化等作用的分析、计算、施工阶段计算、船舶撞击力计算等。下部结构内力分析计算按常规方法用桥梁下部结构分析程序进行。动力分析及0号块局部应力分析等按空间结构用SAP系列软件进行。2. 主桥施工过程中单“T”对下述几种工况进行了验算：（1） 最后一个悬臂段不同步施工，一测施工，另一侧空截；（2） 最大悬臂时一端承受最大风载，另一端空载；（3） 一侧堆放材料、机具等8.5KN/m端头作用200KN集中力，另一端空载；（4） 一侧施工机具等动力系数1.2，另一侧为0.8；3. 主桥合拢温度按20计，合拢顺序为先边跨再

11、次边跨形成双跨带悬臂结构，最后合拢中跨。4. 主桥悬臂分块长度为2.5m、3.0m、3.5m和4.0m，0号块为6m，1号块为1m，中跨合拢段为3.0m，边跨合拢段为2.0m。0号块、1号块在墩顶及托架上浇筑，其余各段采用挂蓝悬臂浇筑。5. 预应力体系：主桥纵向预应力采用27j15.24、19j15.24、12j15.24钢铰线，横向采用4j15.24钢铰线，竖向采用L32精轧螺纹粗钢筋。引桥纵向预应力采用19j15.24、12j15.24钢铰线，横向采用4j15.24钢铰线，墩梁临时固结采用L36精轧螺纹粗钢筋。6. 结构动力分析按公路工程抗震设计规范（JTJ004-89）和Standard

12、 Specifications for Highway BridgesU.S.A,1996，采用大桥设计地震动工程参数研究报告提供的动力参数及放应谱，将桥梁上、下部及基础作为空间整体结构，SAP系列软件进行分析。地震力计算中地基比例系数m取10000KN/m4，地震力叠加方案为：纵向：100%纵向力+30%横向力+50%竖向力；横向：30%纵向力+100%横向力+50%竖向力。计算结果表明，在各种工况下主桥箱梁各截面均未出现拉应力，最大压应力发生在0号块下缘，各截面应力分布较为均匀。对下部结构来说地震力不控制设计，主桥桩基由船舶撞击力控制设计，引桥下部由恒载、活载、温度变化引起的二次力、支座沉

13、降、支座摩阻力、风力及水压力的组合控制设计，桥台由恒载、后台汽车活载、温度变化引起的二次力、支座沉降、支座摩阻力、土压力的组合控制设计。四. 施工要点本桥的施工应严格遵从公路桥涵施工技术规范（JTJ041-89）和本工程招标文件第二卷技术规程的有关规定执行。（二）引桥1. 水中墩基桩、承台及墩身施工方法可同主桥桥墩，陆地基桩、墩身施工按常规方法进行施工。2. 引桥施工阶段按逐孔就地浇筑方法，每次箱梁浇筑到下一孔0.2L处，待混凝土达到90%设计强度后张拉1/2通长束并用连接器接长钢束，待第二孔浇筑完后，张拉剩余的通长束，第一孔钢束全部张拉完毕后方可将第一孔支架移至第三孔，以后各孔依次作业，直至

14、完成该联箱梁施工。3. 搭设第一孔落地支架，浇筑1号梁段（每一梁段浇至下一孔0.2L处）混凝土，张拉相应的预应力钢束。4. 搭设第二孔落地支架，接长通长钢束，浇筑2号梁段混凝土，张拉相应的预应力钢束。5. 拆移第一孔落地支架至第三孔，接长通长钢束，浇筑3号梁段混凝土，张拉相应的预应力钢束。6. 依次拆移最先浇筑混凝土的一跨支架至待浇梁段，浇筑该梁段混凝土，张拉相应的预应力钢束，照此循环直至一联完成。7. 待引桥全部完成后再浇筑护栏、铺筑桥面铺装。8. 位于河堤以内以及水中的引桥施工，其支架考虑以打入钢管桩作为支架基础，陆上引桥施工其支架考虑以打入混凝土桩，在其上设枕梁作为支架基础，浇筑混凝土之

15、前应对支架进行预压，预压荷载不小于待浇筑梁段本身的重量，以消除支架沉降及非弹性变形。(三)其他 1、航标设置及交通工程由业主分别委托长江南京航道局和交通部北京公路研究所进行设计，桥梁设计中仅按提供的设计详图设置其所需的预埋件。 2、防撞护栏钢支架、钢管扶手以及桥梁上、下部结构的所有外露钢构件均须进行防锈、防蚀处理。建议护栏支架及扶手漆成桔红色，以增强美感。 3、本工程施工图预算说明详见第五册设计预算。 4、关于科研试验：为保证北汊大桥的工程质量，由业主主持结合本桥工程进行大跨径预应力混凝土连续梁施工控制管理系统研究、大吨位抗震盆式橡胶支座研究及箱形截面梁温度场等方面科研试验研究，施工、监理等单

16、位应给予配合，以确保科研试验的顺利进行。5、为保证路基密实、均匀、稳定，应清除路基基底表土并做夯实处理，路槽底面以下080cm压实度应大于95%，80cm以下应大于90%。一、采用标准及规范 l、公路桥涵设计规范(合订本) 2、公路工程抗震设计规范(JTJ004-89) 3、公路桥涵施工技术规范(JTJ041-89) 4、BritishStandardBS5400的有关规定5、Standard Speciflcations for Highway BridgesU.S.A，1996的有关规定。二、主要材料 1、混凝土： 引桥箱粱采用50号混凝上。防撞护栏及中央分隔带盖板采用25号混凝土。 2、

17、钢材：(1) 预应力钢铰线应符合美国标准ASTM A416-92 270级的规定，标准强度为1860MPa，直径为15.24mm，面积为140.00mm2，弹性模量为1.9105MPa，采用OVM锚具。 (2) 带肋钢筋应符合钢筋混凝土用热轧带肋钢筋 GBl499-9l的规定、光圆钢筋应符合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GBl3013-9l的规定。A3及16Mn板材要求符合GB709-65的规定，结构用的各种型钢(A3，16Mn)要求符合YBl66-85、YBl64-63及GB709-65的规定。 3、伸缩缝： 伸缩缝采用技术性能良好的玛格巴(MAGEBA)伸缩装置。 4、桥面铺装：采用SMA沥青玛

18、蹄脂碎石混凝土桥面铺装。 5、桥梁支座： 均采用南京长江第二大桥专用NJPZ支座，详见桥梁支座。三、设计要点(一)构造特点及设计计算 引桥上部结构为5 50m+1730mP.C.等截面连续箱梁， 由上、下行分离的两个单箱单室箱形截面组成，5孔50m为一联， 16孔30m为一联。50m和30m箱梁梁高分别为2.5m和1.5m，箱梁项板宽均为15.42m，底板宽度分别为6.5m和7.0m，翼缘板悬臂长度均为3.96m，箱梁纵向除在墩顶处设横隔板外余均不设横隔板，50m跨径箱梁端、中横隔板厚度分别为1.2m和1.5m， 30m跨径箱梁端、中横隔板厚度分别为1.Om和1.2m。箱梁均采用双向预应力体系

19、。 50m箱梁顶板厚20cm，跨中底板厚为20cm，底板从横隔板边缘至跨中方向10.25m为变化段，横隔板附近1.Om范围底板由80cm变为60cm，余9.25m范围内底板由60cm变为20cm，跨中腹板厚34cm，腹板在距支点10.25m至9.25m范围内由34cm变化为60cm，底板变化段内腹板厚为60cm。30m箱梁顶板厚20cm，跨中底板厚为20cm，底板从横隔板边缘至跨中方向6.4m为变化段，横隔板附近1.Om范围底板由60cm变为40cm，余5.4m范围底板由40cm变到20cm；跨中腹板厚32cm，腹板在距支点6.4m至5.4m范围内由32cm变化为50cm，底板变化段内腹板厚为

20、50cm。 为便于220KV电缆架设及下桥，在左幅桥31号墩处50m箱底板上设15070cm的开口，在31号墩靠主桥的一侧预埋电缆下桥固定卡，并进行适当的美学处理，并在50m箱梁底板上横向对称预留短钢筋，顺桥向间距为1.5m，具体布置见上海电力设计院编制的南京长江第二大桥220KV电缆通道工程预埋件及预留孔设计图。 上部结构静力分析，以桥梁综合程序进行了成桥状态下恒载、活载、预应力、混凝土收缩徐变、支座强迫位移(0.015m)、风荷载、温度变化等作用的计算。施工阶段计算分8个阶段，用三孔支架周转，并用桥梁线性、非线性计算程序进行了验算， 两程序计算结果接近。共进行了五种荷载组合计算，以恒载+活

21、载+收缩徐变+降温+支座沉降的组合控制设计，各截面上、下缘均未出现拉应力。 箱梁横向计算分别简按框架和筒支板考虑固端影响两种方法进行分析，择其大者进行截面设计。 动力分析按公路工程抗震设计规范(JTJ004-89)和Standard Specifications for Highway BridgesU.S.A， 1996，的有关规定，采用大桥设计地震动工程参数研究报告提供的动力参数及反应谱，将桥梁上、下部及基础作为空间整体结构，用SAP系列软件进行分析。地震力计算中地基比例系数m取1000OkNm4，地震力叠加方案为： 纵向：100%纵向力+30%横向力+50%竖向力；横向：30%纵向力+1

22、00%横向力+50%竖向力。(二)预应力体系50号混凝土设计强度： Ra=28.5MPa R1=2.45MPa 预应力钢材设计强度： 标准强度 Rby=1860MPa 锚下控制应力 k=0.75 Rby 孔道偏差系数 K =0.001 孔道摩擦系数 =0.20 锚具回缩 =6mm 50m引桥箱梁纵向预应力腹板束采用19j15.24钢束，OVM锚固体系。设计张拉吨位为3710.7KN，腹板束在施工缝处需张拉的钢束张拉完成后用连接器接长，不需张拉的应留长至下一施工缝处，底板正弯矩及支点负弯矩钢束采用12j 15.24钢束， OVM锚固体系，设计张拉吨位为2343.6KN，所有钢束均采用单端张拉。正

23、弯矩底板束仅在第一跨及最后一跨(从河中心到岸边计算，30m相同)布置，其余各跨底板不另配正弯矩钢束，在各中支点处梁顶配负弯矩钢束。横向预应力采用4j 15.24钢束， BM-4型扁锚，设计张拉吨位为781.2KN，以75cm的间距布设， 交替单端张拉锚固。 30m引桥箱粱纵向预应力钢束均采用12j 15.24钢铰线， OVM锚固体系，设计张拉吨位为2343.6KN，所有钢束均采用单端张拉。腹板束在施工缝处需张拉的钢束张拉完成后用连接器接长，不需张拉的应留长至下一施工缝处。正弯矩底板束仅在第一跨及最后一跨布置，在各中支点处梁顶配负弯矩钢束。横向预应力采用4j 15.24钢铰线，BM-4型扁锚，设

24、计张拉吨位为781.2KN，以75cm的间距布设，交替单端张拉锚固。所有预应力孔道均采用钢波纹管成形。四、施工要点及施工注意事项 本桥的施工应严格按照公路桥涵施工技术规范(JTJ041-89)和本工程招标文件第二卷技术规程的有关规定执行。 1、引桥采用落地支架就地浇筑的施工方法,由于其位于可液化砂土地段，支架架设前应对支架基础进行认真处理，以保证支架基础的非弹性变形控制在允许范围内。 2、50m跨径箱梁的支架基础建议采用打入钢管桩，在钢管桩顶搭设横梁，然后进行支架的架设，每孔支架应架至下一跨的15L处。3、30m跨径箱梁的支架基础建议采用打入6060cm的混凝土方桩，在桩顶浇筑混凝土枕梁，然后

25、进行支架的架设，每孔支架应架至下一跨的15L处。 4、支架必须选用刚度较大的材料，支架架设好后应对支架进行预压，以消除支架的非弹性变形。 5、支架施工前承包商应根据桥跨结构对支架进行设计及必要的验算，以保证箱梁的浇筑质量。 6、箱梁腹板钢束为空间钢束，预应力管道采用钢波纹管成形，管道应严格保证弯曲坐标及弯曲角度，管道的定位钢筋在曲线段应予加强以保证管道顺畅从而减少摩阻损失，定位钢筋采用点焊连接。 7、每联第一跨梁端预应力钢束均为锚固端，绑扎普通钢筋时预应力钢束锚固端应严格按设计图纸所示的位置及相应的倾角进行固定。梁端不再预留槽口及封锚。 8、引桥上部采用支架逐孔现浇施工，施工程序为：完成支架搭设及预压后，安装第一孔箱梁梁段盘扳及钢筋至第二孔的15L处(第一个施工缝)，浇筑时应保证钢束连接器处混凝土端面与钢束中心线垂直，待箱梁混凝土强度达到90%的设计强度后，方可按设计图所示对称张拉相应钢束并接长钢束，接长钢束的长度应通至第三施工缝处，而在第一施工缝处不张拉的预应力钢束的长度应从梁端留至第二施工缝处。负弯矩钢束及第一孔底板正弯矩钢束均在第一施工缝处对称张拉。 9、安装第二孔箱粱梁段模板及钢筋至第三孔的1/5L处(第二个施工缝)，浇筑时应保证钢束连接器处混凝土面与钢束中心线垂直，待箱梁混凝土强度达到90%的设计强度后，方可按设计图所示对