桥梁方案投标文件doc.docx
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桥梁方案投标文件doc
江苏省启东市南海公路、王海公路新三和港河大桥
方案设计
2005年1月天津
1概述
江苏省启东市南海公路全长32km、王海公路全长27km，两条公路均为二级公路，是启东境内东西向的主干道，其项目已列入启东市公路基本建设计划。
两条公路均横跨新三和港河（航道等级为Ⅴ级）及上跨沿河东侧的吕北一级公路，跨河跨路建筑物拟建为桥梁，本方案设计为该两座桥梁的桥式方案设计。
1.1设计依据
1．《江苏省启东市南海公路、王海公路新三和港河大桥方案设计招标文件》，启东市公路建设大会战总指挥部，2005年1月。
2．《补遗书（第1号）》，启东市公路建设办公室，2005年1月。
1.2主要设计标准
根据招标文件及补遗书，本项目为二级公路上的新建桥梁工程，设计标准如下：
公路等级公路Ⅱ级；
桥面宽度全宽17m（净宽16m）；
航道净空45m×5m，最高通航水位。
1.3采用设计规范及规定
1．《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）
2．《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）
3．《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）
4．《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）
5．《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）
6．《公路斜拉桥设计规范（试行）》（JTJ027-96）
7．《公路斜拉桥抗风设计指南》（JGJ081-91）
8．其它相关专业设计规范
2
设计原则
1．在桥型选择时，除应满足桥梁使用功能外，还应展现城市桥梁美观、大方的现代风格，桥型应与周围环境相协调，充分考虑景观要求。
2．桥梁设计时，从宏观到细部均应贯彻“科学与艺术结合”的原则，用科学合理的桥梁结构，体现优美的建筑艺术。
引入“结构景观设计理念”，用桥梁自身完美的结构去实现景观性，这是对结构景观最根本的阐释与最高的追求。
周边环境、绿化、灯光等等措施，作为结构景观的辅助措施而非主体，来增强整个工程的景观效果。
本桥对结构景观设计进行如下考虑：
①主桥桥型采用新颖、富于艺术感的建筑形式，表现出形式上的美感以及奋发向上的精神内涵。
②主桥索塔、梁等各部位注重细节设计，通过细节变化，丰富形体，强化桥梁的整体建筑形式。
③注重桥墩形式设计，达到优雅、简洁、美观。
充分注意栏杆及其底座的设计，达到与桥梁结构总体造型相协调，线条简洁而流畅的效果。
3．桥梁设计应满足经济适用、安全及可靠的要求，与启东市经济快速增长所带来的运输需求相适应，工程造价合理。
4．孔跨布置应本着适用、经济、美观的原则。
如果主跨一跨将公路、河道都跨过，不仅主跨无谓地增大，主桥增长，造价增加很多，而且由于桥面并不高，大跨的高索塔在比例上很不协调。
因此将索塔布置于公路与河道之间，不仅充分利用了地形，而且主桥跨度适当，各部比例协调匀称，具有较好的美观效果。
3
桥梁方案
3.1琴式斜拉桥（方案一）
方案一主桥采用我院首创的“琴式斜拉桥”。
主桥跨度（25+40+75+25）m，长165m；
引桥跨度7×25m及5×25m，长302m；
全桥总长467m。
方案一琴式斜拉桥效果图
琴式斜拉桥为独塔单索面斜拉桥，主跨一侧为竖琴式索面，另一侧仅布置一股端锚索，桥塔轴线为曲线，重心后倾。
琴式斜拉桥概念的起点是主跨有索，边跨无索的无背索单跨斜拉桥形式，但如果桥塔后倾程度不大时，靠塔的自重难以达到平衡状态，于是本桥在塔顶与另一侧锚墩间连接端锚索，以限制塔顶位移，达到稳定的平衡状态。
但在这种状态下，如果桥塔为直线，主跨侧的斜拉索将对桥塔产生较大的弯矩作用。
因此本桥将桥塔轴线后拱，则与拱桥受力原理类似，可将弯矩转化为轴向压力，减小弯矩作用。
与传统斜拉桥比较，本桥主塔立面为曲线形式，不仅造型优美典雅，而且利用了异形拱的受力原理，将拉索斜向拉力对主塔产生的弯矩，转化为主塔的轴向压力，发挥了各部位材料特性。
主塔优美的曲线在顶端形成造型的高潮，犹如一把制作精美的琴。
平行布置的斜索非常具有韵律感，犹如琴弦一般，强化了主桥“琴”的意象。
本桥造型匠心独具，不仅提供了较大的跨越能力，更象是艺术雕塑。
既有对古典美的回归，又有现代技术所体现出的时代感，能与周围景观很好地融和。
——“琴”的意象
方案一琴式斜拉桥结构图（单位cm）
主梁：
主梁采用预应力混凝土结构，截面采用抗扭刚度较大的单箱多室箱形截面。
标准横断面梁高，梁总宽。
索塔：
由于本桥索塔的受力特点独特，主跨与边跨达到平衡状态依靠以下三方面因素。
一是塔身重心后倾，依靠自重平衡了部分主跨拉索的拉力；二是背索的强大拉力平衡了部分主跨拉力，同时起到限制塔顶位移的作用；三是索塔自身的刚度平衡了剩余的单侧拉力。
由于塔顶的位移相对被背索限制，塔身又承担来自同一侧的拉力，因此索塔的受力特点与拱有类似之处。
对索塔的线形设计应充分利用这一特点，将截面弯矩转化为轴向压力，尽量趋于理想的轴心承压状态。
索塔基础以上全高，桥面以上高48m。
塔身采用矩形实体截面，钢筋混凝土结构，横向宽度桥面以上等宽，桥面以下4~8m变宽。
截面四角作圆角处理，有利于抗风。
四边作凹槽处理，丰富塔身线条，强调塔身优美的线形。
拉索：
斜拉索采用竖琴式布置，结构体系为单索面体系。
单索面在局部上由横向两个索面组成，以减小单根拉索索力，并能充分利用桥面中央分隔带的空间，在景观上也起到丰富细节的作用。
拉索采用平行钢丝索，冷铸镦头锚。
引桥：
引桥桥式选择应与主桥形式相协调，并应充分重视景观要求。
拟采用25m预应力混凝土箱形截面连续梁，截面梁高，箱梁顶板等宽，底板变宽，外侧采用斜腹板。
箱梁在支点处设置横隔板，可满足横向刚度和抗扭刚度要求。
施工方法：
主桥边跨及引桥采用膺架法施工。
主梁的主跨采用挂篮悬臂法施工。
梁体按索距划分为若干节段，每一节段利用挂篮现场浇注，张拉顶板预应力短束，并安装、张拉相应斜索，逐段延伸至合龙后，张拉通长预应力束。
如果征得航运部门同意，也可采用膺架法施工，不仅可以简化施工，还能降低造价。
3.2曲塔斜拉桥（方案二）
方案二主桥采用曲塔斜拉桥。
主桥跨度（25+40+75+25）m，长165m；
引桥跨度7×25m及5×25m，长302m；
全桥总长467m。
方案二曲塔斜拉桥效果图
主塔为曲线造型，突破了常规斜拉桥索塔多为直线造型的局限，力感十分强烈。
底部宽大，均衡而稳定。
桥塔与斜拉索共同作用，即良好地协同承担荷载，又体现出现代建筑简洁明快、蕴涵张力的特点。
本方案特点是各部件在良好受力的同时体现出很强的雕塑感，颇具时代气息。
方案二曲塔斜拉桥结构图（单位cm）
主梁：
主梁采用预应力混凝土结构，截面为单箱多室箱形截面。
标准横断面梁高，梁总宽18m。
索塔：
钢筋混凝土索塔全高52m，桥面以上高42m。
立面为造型新颖的曲线，形式优美独特，刚度也能满足要求。
横向为A形，提高了横向刚度与稳定性。
拉索：
斜拉索采用扇形布置，结构体系为双索面体系，有效提高了主梁的横向抗扭刚度。
单索面在局部上由横向两个索面组成，以减小单根拉索索力，并能充分利用桥面中央分隔带的空间，在景观上也起到丰富细节的作用。
拉索采用平拉索采用平行钢丝索，冷铸镦头锚。
引桥：
引桥孔跨布置及结构形式同方案一。
施工方法：
主桥边跨及引桥采用膺架法施工。
主梁的主跨采用挂篮悬臂法施工。
如果征得航运部门同意，也可采用膺架法施工，不仅可以简化施工，还能降低造价。
3.3双弧塔斜拉桥（方案三）
方案三主桥采用双弧塔单索面斜拉桥。
主桥跨度（25+40+75+25）m，长165m；
引桥跨度7×25m及5×25m，长302m；
全桥总长467m。
方案三双弧塔斜拉桥效果图
本方案主塔造型构思独具特色，两侧塔柱呈曲线并背向靠近，形成χ造型，如同大小月牙。
由于曲线的变化给人以强烈的动感效果，在构图上形成动势，具有挺拔向上、展翅欲飞的形态美。
同时，双弧塔柱立面造型又恰如合拢的双手，仿佛在举起双臂放飞梦想。
因此桥梁的建筑形式具有很强的艺术形式美，表达出丰富的内涵与美好的寓意。
方案三双弧塔斜拉桥结构图（单位cm）
主梁：
主梁采用预应力混凝土结构，截面采用抗扭刚度较大的单箱多室箱形截面。
标准横断面梁高，梁总宽。
索塔：
索塔地面以上全高，桥面以上塔高45m。
塔柱采用空心矩形截面，整个塔柱外形为双弧形变截面形式。
拉索：
结构体系为单索面体系，单索面在局部上由横向两个索面组成，以减小单根拉索索力，并能充分利用桥面中央分隔带的空间，在景观上也起到丰富细节的作用。
拉索采用平行钢丝索，冷铸镦头锚。
引桥：
引桥孔跨布置及结构形式同方案一。
施工方法：
同方案一。
3.4连续梁桥（方案四）
方案四主桥采用预应混凝土连续梁桥。
主桥跨度（28+28+56+28）m，长140m；
引桥跨度7×25m及6×25m，长327m；
全桥总长467m。
方案四连续梁桥结构图（单位cm）
主桥：
采用预应力混凝土箱形截面连续梁，支点处梁高，跨中及端支点梁高。
箱梁顶板等宽，底板变宽，外侧采用斜腹板。
引桥：
结构形式同方案一。
施工方法：
采用膺架法施工，但需征得航运部门同意。
3.5方案推荐意见
1．各方案优缺点分析
各方案优缺点分析表
方案
桥式
优点
缺点
1
琴式斜拉桥
形式优美，结构新颖，具有较强的艺术感。
施工难度大，造价高。
2
曲塔斜拉桥
结构新颖，索塔刚度大，主梁抗扭刚度大。
施工难度较大，造价高。
3
双弧塔斜拉桥
形式优美，结构新颖，具有较强艺术感。
结构受力情况好。
施工难度较大，造价高。
4
预应力砼连续梁
施工简单，技术成熟，造价低廉。
形式简单，缺乏景观效果。
2．推荐意见
由于方案三“双弧塔斜拉桥”不仅形式优美，新颖独特，而且结构科学，索塔与斜拉索受力合理，因此作为南海公路桥（或王海公路桥）的推荐方案。
桥梁建成后不仅可满足公路交通要求，而且具有较好的景观性，能够成为启东市城市建设蓬勃发展的标志性工程。
相应另一座桥梁王海公路桥（或南海公路桥）从节省投资的角度考虑可采用方案四“预应力混凝土连续梁桥”。
如果经济条件允许，也可以采用方案一“琴式斜拉桥”或方案二“曲塔斜拉桥”，以展现出优美的景观效果。
4
工程造价估算
各方案工程造价估算表
方案
部位
桥式
长度（m）
宽度（m）
面积（m2）
指标（元/m2）
造价（万元）
建安费
总估算
1
主桥
琴式斜拉桥
165
9700
3281
5078
6600
引桥
预应力砼连续梁
302
17
5134
3500
1797
2
主桥
曲塔斜拉桥
165
18
2970
10200
3029
4826
6274
引桥
预应力砼连续梁
302
17
5134
3500
1797
3
主桥
双弧塔斜拉桥
165
9600
3247
5044
6557
引桥
预应力砼连续梁
302
17
5134
3500
1797
4
主桥
预应力砼连续梁
140
17
2380
4500
1071
3017
3922
引桥
预应力砼连续梁
327
17
5559
3500
1946
说明：
由于相关资料不详，本次造价估算仅计主桥、引桥部分（台尾至台尾），未计征地、路基、照明、绿化等其它部分。
5其它需要说明的问题
1．以上四个方案均是安全、合理、可行的，由于南海公路、王海公路在跨越新三和港河工点处的情况相近，故以上四个方案均适用于两个工点，对桥梁方案的选择可以任意组合。
2．本次设计主要为桥式方案设计，如果我院方案被采纳，可按甲方要求的深度作出正式的可研等文件。
3．本次方案设计费报价RMB万元。
如果我院方案中标并继续委托我院做下阶段工作，我院承诺减免本次方案阶段设计费。
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