杭州湾大桥设计说明.docx
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杭州湾大桥设计说明
说明⑵《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275—2000）。
1.设计范围⑶《桥梁用结构钢》（GB/T714—2000）。
《总体设计》，内《北航道桥》第一册本册图纸为杭州湾跨海大桥施工图第二卷⑷《低合金结构钢》（GB1591—94）。
容主要包括：
地质剖面、平面、桥型总体布置、主要构件一般构造、施工流程及主要工程材料数量。
交通工程、安全设施、桥梁景观、桥涵标及桥面系未包括在本册内。
⑸《港口工程混凝土设计规范》（JTJ267—98）。
2.设计依据⑹《港口工程桩基工程规范》（JTJ254—98）。
⑺《水运工程混凝土施工规范》（JTJ268—96）。
）。
《杭州湾大桥工程设计第一合同段合同书》（合同编号：
HT-SJ-2001-01⑴⑻《水运工程混凝土质量控制标准》（JTJ269—96）。
杭州湾大桥初步设计文件及其补充文件。
⑵⑼《公路桥梁抗风设计指南》。
⑶交通部交公路发[2003]313号文对杭州湾跨海大桥初步设计的批复。
⑽日本本州四国联络桥《抗风设计基准及说明》（1976年参照标准）。
号文。
⑷杭州湾大桥工程指挥部甬嘉桥指[2003]42⑾《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2003报批稿）。
杭州湾跨海大桥有关专题研究成果。
⑸⑿《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）。
3.设计规范4.主要技术标准3.1设计遵守的主要规范根据交通部交公路发[2003]313号文对杭州湾跨海大桥的批复意见，主要技术指标《公路工程技术标准》（⑴JTJ001-1997）。
如下：
1989—）。
⑵《公路工程抗震设计规范》（JTJ004⑴桥梁等级：
全线采用双向六车道高速公路标准建设。
）。
《公路桥涵设计通用规范》（⑶JTJ021—1989⑵计算行车速度：
100km/h。
JTJ023《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（—1985）。
⑷⑶桥面宽度：
33m（不含锚索区），见图1。
—《公路桥涵地基与基础设计规范》（⑸JTJ0241985）。
护紧紧行中路路行护急急央车缘缘车停停分隔车车栏栏道带带道带带带3300
503×37532550503253×375502002％2％
JTJ025⑹《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（—1986）。
⑺）。
—《公路工程结构可靠度设计统一标准》（GB/T502831999）。
⑻《公路桥涵施工技术规范》（2000—JTJ041⑼1998—《公路工程地质勘察规范》（JTJ064）。
—2002）。
JTG030《公路工程水文勘测设计规范》（⑽
3.2设计参考的主要规范。
注：
图中单位为cm
1桥梁宽度图⑴《海港水文规范》（—JTJ21398）。
120级，挂车超设计荷载：
汽车⑷—20—。
1
⑸最大纵坡：
2.8%。
潮汐特征值表2
项目
乍浦
郑家埭
实测最高潮位（m）
5.54
4.90
4.10
4.94
发生日期
1997.8.19
实测最低潮位（m）
-4.01
-2.97
-2.96
-3.0
发生日期
1930.9.24
平均高潮位（m）
2.52
3.31
2.95
3.33
平均低潮位（m）
-2.12
-2.00
-2.19
-2.02
最大潮差（m）
7.57
7.44
6.98
7.4
发生日期
1962.8.2
最小潮差（m）
2.39
3.5
2.39
发生日期
平均潮差（m）
4.65
5.30
5.13
5.32
平均涨潮历时
5:
27
5:
22
5:
19
5:
23
平均落潮历时
6:
59
7:
01
7:
06
6:
59
桥面横坡：
2%。
⑹。
⑺设计洪水频率：
1/300
年。
100⑻结构设计基准期：
；施工阶段=39m/s（⑼抗风设计标准：
运营阶段设计重现期100年，V1/100）10V（=34.8m/s。
1/30）年，设计重现期3010国家高程基准）起算，19855.19m通航标准：
通航净高按设计最高通航水位（⑽，净万吨级海轮标准及建设深水港条件设计，主通航孔通航净宽325m主通航孔按3.5，净高1000高47m；边通航孔按吨级海轮标准设计，边通航孔通航净宽110m
28m。
⑵设计水位⑾地震基本烈度为Ⅵ度。
设计年极值高水位表3
船舶撞击力⑿
频率P（%）
0.33
1
2
5
10
20
50
1
船舶撞击力表表
重现期（a.）30010050201052孔航通潮位（m）
6.15
5.80
5.55
5.30
5.05
4.78
4.42
船表代
撞击速（m/s）度
）船撞力（MN
横桥向
顺桥向
主通航孔
5000t多用途船
4.0
30.0
15.0
设计年极值低水位（m）表4
频率P（%）1000t边通航孔沿海货轮4.7
9.4
4.0
99
98
重现期（a.）
100
50
潮位（m）
-3.58
-3.56
JTGB01-2003其它指标均按交通部部颁《公路工程技术标准》（）执行。
5水文、地质设计高、低水位表5
5.1水文
设计高水位（高潮累积频率10％）
3.54m
设计低水位（低潮累积频率90％）
-2.75m
潮汐特征⑴
杭州湾属强潮河口，潮汐类型为不规则半日浅海潮，并有明显的日潮不等现象。
⑶设计流速
年年2000北航道桥潮汐特征值可根据附近乍浦水文站长期验潮资料以及月和91999桥位各水文测点涨、落潮垂线平均最大流速单位（m/s）表6
国家高程月桥区短期验潮资料进行分析，成果详见表6～5（潮位基准面采用21985重现期乍浦站潮差垂线平均最大流速垂线号基准）。
2
冲刷后高程河床演变局部冲刷冲刷前高程一般冲刷（年）计算条件桥墩类型（m）
（m）
（m）
（m）
（m）方法一：
公路工程水文勘测设计规范-26.9
7.6
-12.3
7
（B13）300年一遇风暴潮B8桥墩冲刷评价手册（美国）方法二：
NHI-28.6
8.4
-12.3
0.9
7
年一遇风暴潮）300B8（B13方法三：
桥墩冲刷模型试验（河口所）-29.6
17.3
-12.3
B13）300年一遇风暴潮B8（
（m）
2001
2002
300
8.4
Vf
1.98
2.68
Ve
2.77
2.02
100
8.2
Vf
1.93
2.62
Ve
2.70
1.97
20
7.8
Vf
1.85
2.50
Ve
2.56
1.88
可能最大流速V
2.51
2.81
－涨潮流速，V－落潮流速注：
Vef9
表北航道桥辅助墩冲刷计算和试验成果表⑷设计波要素
桥墩类型
计算条件
冲刷前高程（m）
一般冲刷（m）
河床演变（m）
局部冲刷（m）
冲刷后高程（m）
7
表设计波要素
）重现期（a.方法一：
公路工程水文勘测设计规范-27.6
7
8.3
-12.3
300年一遇风暴潮B9（B12）NHI桥墩冲刷评价手册（美国）方法二：
-29.8
9.6
-12.3
0.9
7
（B12）300年一遇风暴潮B9方法三：
桥墩冲刷模型试验（河口所）-31.3
19
-12.3
年一遇风暴潮（B12）300B910
表北航道桥索塔墩冲刷计算和试验成果表
方位
）（Hm1%
（Hm）4%
）H（m13%
Ts（）
300
NE
5.40
4.65
3.81
7.36
ENE
6.27
5.44
4.53
8.04
E
5.15
4.43
3.62
7.16
ESE
5.31
4.57
3.74
7.25
SE
5.12
4.41
3.60
7.15
NE
4.99
4.28
3.50
7.04
ENE
5.98
5.17
4.30
7.85
6.944.14E4.823.38100桥墩类型7.044.274.973.49ESE6.834.094.77SE3.346.523.664.27NE2.987.363.795.31ENE
4.88
6.524.29E2.993.6820
6.533.714.31ESE3.036.51
2.97
3.65
4.27
SE注：
计算水位的重现期与波浪相同。
计算条件
冲刷前高程（m）
一般冲刷（m）
河床演变（m）
局部冲刷（m）
冲刷后高程（m）
方法一：
公路工程水文勘测设计规范
B11B10（）
300年一遇风暴潮
-12.3
7
10.8
-30.1
桥墩冲刷评价手册（美国）方法二：
NHI
B11B10（）
年一遇风暴潮300
-12.3
0.9
7
14.9
-35.1
方法三：
桥墩冲刷模型试验（河口所）
）（B10B11
300年一遇风暴潮
-12.3
21.8
-34.1
注：
由于理论计算的冲刷值比试验值略小，设计值偏安全地以桥墩局部冲刷模型试验结果控桥墩冲刷计算⑸制。
8
北航道桥过渡墩冲刷计算和试验成果表表工程地质5.2
3
北航道桥工程区段为K52+069.000～K52+977.000。
均是理想的桩基持力层。
各层土的力学性能参数见表11。
北航道桥各土层力学性能参数表表11
。
其下由上至下分布土层如下：
～6.6m桥位区段表层为亚砂土，厚度为1.3
层号
岩性
地基土容许承载力][σ0kPa）（
钻孔桩
沉桩
桩周土极限摩阻力τi（kPa）
桩端极限承载力kPa）σ（R
桩周土极限摩阻力τi（kPa）
②1
亚砂土
120
30
35
③
淤泥质亚粘土
90
25
30
③透
亚砂土
120
30
40
④1
淤泥质粘土
80
25
30
④2
粘土
80
30
40
⑤1
粘性土
180
45
55
⑤2
亚砂土
200
50
60
⑤3
粘性土
190
45
55
⑤透
亚砂土
160
40
50
⑥
粘性土
275
65
75
⑦1
亚砂土、粉砂
245
65
4500
70
⑦1夹
亚粘土
160
45
55
1⑧1
亚粘土、亚砂土
210
50
60
1⑧2
粘土
200
45
2500
55
2⑧2
亚粘土
230
50
2700
60
⑨
细砂、中砂
260
75
4500
85
⑩
粘土、亚粘土
350
80
4500
90
⑩夹
粉细砂
260
75
5000
85
○11
粉砂、细砂
320
90
6500
100
○11夹
粘土
385
80
6300
95
○12
亚粘土、粘土
410
100
6400
120
○13
中细砂
450
100
8000
120
～亚砂土：
饱和，软塑，厚度3.508.85m。
②层1。
淤泥质亚粘土：
饱和，流塑，局部软塑，厚度1.60～11.50m③层。
淤泥质粘土：
饱和，流塑，局部软塑，厚度3.40～9.40m④层1。
层④粘土：
饱和，软塑，厚度6.35m2粘性土：
以亚粘土为主，局部为粘土，饱和，软塑，土质较均匀，厚度⑤层110.10m。
～0.80。
亚砂土：
饱和，软塑～硬塑，微具层理，厚度1.30～11.60m⑤层2～亚粘土：
饱和，硬塑，厚度2.8013.10m。
层⑤3亚砂土、粉砂：
饱和，亚砂土软塑，粉砂中密，局部为亚粘土，厚度层⑤3透。
13.70m1.50～6.15m2.60⑥层亚粘土：
饱和，硬塑，局部软塑，厚度～。
4.90层⑦亚砂土：
饱和，硬塑或密实，厚度～25.40m。
1。
～亚粘土：
饱和，软塑，厚度层⑦5.1012.50m1夹1⑧层亚粘土：
饱和，软塑，局部硬塑，厚度。
6.10m3.20～11亚粘土、粘土：
饱和，软塑，厚度层⑧6.1010.45m。
～22⑧层～2.40粘土、亚粘土：
饱和，软塑，厚度15.80m。
2～7.90m。
1.60亚砂土、粉砂：
饱和，硬塑或密实，厚度层⑧透中细砂：
饱和，密实，厚度⑨层15.95m4.00～。
5.3水文地质5.20粘性土：
饱和，硬塑，厚度⑩层～。
16.40m。
7.80m⑩～4.30粉细砂：
饱和，密实，厚度层桥位区勘探深度范围内的地下水主要为第四系松散岩类孔隙水。
按埋深条件可分夹为潜水、微承压水及承压水。
。
16.00m1.30粉细砂：
饱和，密实，厚度层○～11。
12.20m～○3.50亚粘土：
饱和，硬塑，厚度层11潜水：
主要分布于海底表层，含水介质为亚砂土。
夹～0.90亚粘土：
饱和，硬塑，厚度层○。
4.70m12微承压水：
主要分布于埋深30m左右的土层中，含水介质为亚砂土、粉砂。
7.40○中细砂：
饱和，密实，厚度层。
～10.80m13第一层承压水：
埋深50m左右，含水介质为亚砂土、粉细砂。
层硬塑亚粘土，层位分布稳定。
层灰黄色密实粉细砂、○⑩层硬塑的粘性土、○1111夹4
第二层承压水：
埋深80m左右，含水介质为中粗砂。
6.5耳板材料
耳板材料采用高强度结构钢，其各项性能指标应满足表12、表13的要求。
根据海水及浅层地下水分析结果和《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）判
定：
地下水对混凝土无腐蚀性，海水对混凝土具弱腐蚀性。
化学成分（Wt%）表12
C
Si
Mn
P
S
Cu
Ni
Cr
Mo
B
≤0.16
≤0.55
0.60～1.50
≤0.02
≤0.015
0.15～0.50
0.40～1.50
0.40～0.80
0.15～0.60
≤0.005
6主要材料及性能普通钢筋6.1
力学性能表13
）和Ⅱ级或Ⅲ级钢筋（公称直径大于等于12mm采用Ⅰ级钢筋（公称直径小于
取样方向
屈服强度σsMPa
抗拉强度σbMPa
延伸率δ5%
冷弯试验180°d=2a
冲击试验
试验温度℃
取样方向
AkvJ
横向
≥665
≥760
≥16
完好
常温
纵向
≥47
-20
≥27
）的有关规定，Ⅱ级、Ⅲ级钢GB1301312mm）三种，Ⅰ级钢筋必须符合国家标准（度钢筋抗拉计强设定的GB1499家合国标准（—98）有关规。
Ⅰ级须筋必符
b量性模R=240MPa，弹强=240MPa强抗R=240MPa，压设计度R，标准度ggy5，E，抗压设计强度R=340MPa=340MPa10=2.1×MPa。
Ⅱ级钢筋抗拉设计强度Rygg5b度性R强标准度=340MPa，弹模量E强设钢Ⅲ。
级筋抗拉计=2.0×10MPa销接连接件采用ZG35CrMo，性能指标应符合YB/T036.3-92的要求；销轴材料ggb量弹性模，强标=380MPa强设抗R=380MPa，压计度R，准度R=380MPa采用40Cr，性能指标应符合GB3077-88的要求。
ggy5MPa。
10=2.0×Eg耳板销孔衬套材料采用SF-1（钢背－塑料三层复合轴承材料），主要物理机械性能应满足表14的要求。
6.2环氧树脂涂层钢筋SF-1材料的物理机械性能）环氧树脂涂层钢筋应符合现行行业标准《环氧树脂涂层钢筋》（JD3042-1997表14
项目
SF-1
最大抗压强度（MPa）
280
使用温度（℃）
-150～+270
℃）线膨胀系数（1/
-5103×
导热系数（Cal/seccm℃）
0.1
摩擦系数μ值
0.05～0.1（动）、0.1～0.15（静）
和《杭州湾跨海大桥施工技术规范专用条款》的规定普通钢材6.3
）的—，必须符合国家标准（Q390-D和、、采用Q235-AQ345-CDGB/T159194量弹375MPa度强，性模拉，为度强屈定规关有，Q235-A服235MPa抗
5量模性弹470MPa，度为强屈服；MPa=2.1×10EQ345-C345MPa抗拉强度，g5，弹性模量E390MPa屈服强度为Q390-D；MPa=2.1×10，抗拉强度490MPag6.6焊接材料5E10=2.1×MPa。
g焊接材料应结合焊接工艺，通过焊接工艺评定试验进行选择，保证焊缝性能不低6.4螺栓于母材，工艺简单，焊接变形小，所选焊条、焊剂、焊丝均应符合相应国家标准的要的要求，垫圈的要求，螺母应符合GB1229-91GB1228-91高强度螺栓应符合求。
88—GB3077或88—GB700的要求。
普通螺栓的材料应符合91—GB1230应符合CO气体保护焊的气体纯度应大于99.5%。
2的要求。
6.7斜拉索钢丝、锚具及斜拉索防护材料
5
内层黑色高密度聚乙烯材料技术要求表16
要15斜拉索采用直径为7mm的高强度低松弛镀锌钢丝，应符合GB5223-85及表
序号
项目
技术指标
1
密度
20.978g/cm0.942～
2
熔融指数
＜0.2g/10min
，坯件为锻件，符合GB3077-88要求。
求。
冷铸锚锚杯及螺母采用40Cr15斜拉索用高强钢丝技术要求表
拉伸强度＞20MPa3序号断裂伸长率＞600%4邵氏硬度＞605
维卡软化点＞115℃6脆化温度＜-70℃7
225kJ/m＞冲击强度8耐热应力开裂＞96h9耐环境应力裂性IUIgcpalco630
＞1500h10
碳黑含量2.3±110.3%碳黑粒度＜20μm12
碳黑分散度色谱法13
＞4000
显微镜法合格100℃168小时空气箱老化
拉伸强度保留率＞85%14断裂伸长率保留率＞85%外层黑色高密度聚乙烯材料技术要求表17
项目
技术指标
1
公称直径
mm
）+0.08,-0.02φ7.0（
2
圆度
≤0.04mm
3
横截面积
238.48mm
4
抗拉强度
≥1670MPa
5
屈服强度
≥1410MPa
6
延伸率
）（≥4.0%L=250mm
7
弹性模量
5MPa）×101.95（～2.10
8
反复弯曲
R=20mm）次（≥4
9
卷绕
3d×圈8
序号0.7G.U.T.S,1000h,20≤2.5%松弛（℃）106360MPa疲劳应力幅（上限应力次）,N=2×100.45σ11b2锌层单位质量12≥300g/m锌层附着性圈，不起层，不剥离25d×13次（每次5硫酸铜试验＞）1min14伸直性：
弦与弧）1000mm（弦长≤15mm15的最大自然矢高自由圈升高度16
≤0.15m
项目
技术指标
1
密度
20.978g/cm0.942～
2
熔融指数
＜0.45g/10min
3
拉伸强度
＞20MPa
4
断裂伸长率
＞600%
5
邵氏硬度
＞60
6
维卡软化点
＞110℃
7
脆化温度
＜-70℃
8
冲击强度
225kJ/m＞
9
耐热应力开裂
＞96h
10
耐环境应力裂性IUIgcpalco630
＞1500h
11
100℃168小时空气箱老化拉伸强度保留率断裂伸长率保留率
＞85%＞85%
12
耐光色牢度
＞7级
16斜拉索外包高密度聚乙烯材料应符合表、表17的技术要求。
6
6.8混凝土寸为6.25m（横桥向）×5.88m（顺桥向），下部尺寸为6.25m（横桥向）×4.0m（顺桥向），B8号墩高为45.535m（主桥侧）、45.169m（引桥侧）；B13号墩高为44.535m水下C20C30水下混凝土、承台封底混凝土采用混凝土、桩基础采用承台采用C30（主桥侧）、44.169m（引桥侧）；墩身除上部6m段顺桥向呈曲线变化，余均为直线混凝土，其技术标准应符合交通部部颁标混凝土，索塔采用C50混凝土，墩身采用C40变化。
准的有关规定。
混凝土按海工防腐混凝土配置，混凝土用水泥、砂、石料避免采用可为确保承台及墩身的耐久性，在承
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