钱江四桥复兴大桥施工组织设计共180页word资料Word文档下载推荐.docx
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(1)日照:
平均日照时数为1800~2100小时,平均年日照百分率为41~48%,每年最高的7、8月份,日照时数在220小时以上,冬季一般在120~150小时以下。
(2)气温:
常年各地平均气温15.3~17.0℃,最冷月(1月)平均气温3.0~5.0℃,最热月(7月)平均气温27.4~28.9℃,极端最低气温为零下7~15℃(如1966年1月24日为-10.5℃),极端最高气温为38~43℃(如1930年8月10日为42.1℃),冬季土层冻结深度为20~30cm,基本雪压0.4KN/m2,冬季最大积雪厚度23cm(2019年),年平均结冰日数为39.5天。
(3)湿度:
年相对湿度80%左右,月平均相对湿度以夏季最大,冬季最小,总的来说各地相对湿度变化都不太大。
(4)降雨:
杭州市平均年降水量在1100~1600mm,各地平均年雨日为150~160天,年最大降雨量2356.1mm(1954年),年最小降雨量954.6mm(1967年),降水以春雨、梅雨(4~6月)、台风雨(7~9月)为主,月最大降雨量为514.9mm(1954年5月)。
(5)风况:
7~8月份杭州常受太平洋台风影响,带来狂风暴雨,台风侵袭本流域每年约有2~3次。
杭州气象站实测最大风速28m/s(1967年8月),风向为ESE,春季及冬季多北风,汛期多东南风,最大台风达12级,风速34m/s。
基本风压0.35KN/m2。
1.2.1.2地形地貌
钱塘江为浙江省内第一大河,发源于安徽省休宁县六股尖,经新安江、富春江两大水库调节后,从西南向东北方向穿过杭州市区后,流向东部杭州湾海域,干流全长494km,流域面积54349km2。
杭州地处杭嘉湖平原的西南部,位于钱塘江西北岸,处于低山丘陵与平原交接带,其西南部为低山丘陵地形,北、东、南三面为堆积平原。
桥址北岸为南星桥将台山、凤凰山北麓的近山前地带。
现有临江海塘白塔岭至三堡船闸段防洪潮标准水位按500年一遇预留,结构按100年一遇设计,并于2019年建成,堤顶高程为10.05m,挡浪墙顶高程为11.05m,现临江海塘为杭州市市区防洪确保线。
四桥南岸原防洪堤为南沙支堤。
2019年开始,根据规划堤线修建标准海塘,按百年一遇标准设计,堤顶高程为9.87m,挡浪墙顶高程10.52m,南岸标准海塘是杭州市滨江区及萧绍平原的防洪屏障。
两岸地势基本平坦,地面一般高程6.00~8.00m,桥址处江面宽度约1130~1160m,河槽宽浅,勘察期水深一般3~7m,由北岸至南岸渐深,河床底面高程在水流冲刷,尤其是洪水的冲刷作用下处于动态变化中,一般在-1.0~2.0m。
1.2.2水文及航道
本桥位的上游约3.4公里是闸口常设水文站,下游约13.1公里有七堡水文站。
1.2.2.1泾流特征:
钱塘江流域位于东南风活动地区,流域年降雨量一般为1100~1600mm,雨量充沛,四季分明,每年三月至六月梅雨季节的泾流占全年的57%,七月至九月份占全年的21%,十月至次年二月枯水季节占全年的22%。
每年七月至十月为台风期,当台风袭击时,常伴有大风暴雨,以致发生增水,若与大潮汛相遇,将会出现特高潮位。
经对闸口、七堡水文站多年资料分析,本河段高潮位均发生在每年的四月至十月。
深泓线遍及整个断面,但2/3的最深点和主槽集中在离北岸200~400m和700~1000m处。
1.2.2.2潮汐特征:
钱塘江涌潮举世闻名,近几年来由于河道进一步整治,下游河道主槽趋向顺直,主流偏北,涌潮较前几年为大。
本河段七月份前后低潮位最低,八、九、十月份高潮位最高。
闸口站年最高高潮位高程7.56米(1974年8月),历年最低低潮位高程1.19米(1954年8月),最大涨潮差2.98m(1973年7月),最小涨潮差0.01米。
平均涨潮历时1小时33分,平均落潮历时为10小时52分。
潮流为往复流,流向与桥址断面垂直线夹角小于10°
的百分比为:
涨潮占89~100%,落潮占73~100%。
设计潮流速为4.1m/s(百年一遇)。
潮向为0度时,桥墩迎流面作用压强平均最大值为45.0KPa,最大瞬时压强接近70KPa。
1.2.2.3设计流量:
该河段为泾流控制。
1960年以后,由于新安江水库蓄水调节作用使水量年内分配趋向均匀,洪峰流量明显削减。
经新安江调蓄后,桥址断面百年一遇设计流量为29700m3/s,相应最大断面平均流速2.91m/s,桥址三百年一遇断面流量为34100m3/s,相应最大断面平均流速3.16m/s。
1.2.2.4设计水位:
根据浙江省水利水电河口海岸研究设计院《钱塘江四桥工程水域条件分析及模型试验研究》,桥位处百年一遇高水位为8.52米,低水位为1.23米,三百年一遇洪水位9.08米。
1.2.2.5桥墩冲刷:
根据浙江省水利水电河口海岸研究设计院的试验和分析结果,百年一遇的水流条件,墩的施工围堰割到0.0高程情况下,各墩的冲刷高程情况如下:
百年一遇洪水条件下桥墩局部冲刷高程
墩号
4#
5#
6#
7#
8#
9#
10#
11#
12#
13#
历史最底床面高程(m)
-6.8
-3.7
-3.8
-5.0
-8.0
-7.8
百年一遇洪水
流速(m/s)
3.1
3.3
3.11
3.07
3.04
3.36
一般冲深(m)
0.2
0.8
1.5
1.0
1.2
0.5
局部冲深(m)
9.6
12.8
13.8
10.4
10.2
10.1
14.4
12.6
冲刷高程(m)
-16.9
-20.4
-19.0
-15.1
-15.0
-20.9
-21.8
-18.4
1.2.2.6通航净空及通航水位:
钱塘江属国家四级航道,净高为10米(考虑钱塘江涌潮富余高度),钱塘江最高能航水位为6.12米,净宽大于80米,上、下行分别设孔。
1.2.2.7船撞力:
根据公路桥涵规范及钱塘江六桥的参照情况,顺桥轴方向取100t,横桥轴方向200t。
1.2.2.8施工期间洪水与涌潮按20年一遇频率设计。
1.3桥址区岩土工程地质特征
1.3.1地质构造及地震效应
就大地构造位置而言,拟建桥址位于扬子断块区的钱塘断凹内。
由于受印支期、燕山期构造运动的影响,地壳遭受强烈挤压,古生代地层构成了断凹的基底。
燕山期断裂活动十分强烈,晚侏罗纪发生了大规模的火山喷发和岩浆侵入活动,火山岩组成了断凹区的盖层,到白垩纪时地壳经受了强烈的引张,灵桥——赭山断裂和杭州——临平断裂之间形成了断陷盆地,如长河凹陷等。
到晚第三纪特别是第四纪,地壳出现整体沉降。
钱塘断凹内主要断裂构造格架由北东向断裂,北西向断裂与东西向断裂所组成,这三组断裂以北东向断裂最为发育,规模最大,北西向断裂与北东向断裂将中生代的断陷盆地切割成菱形块体。
其中,北东向的钱塘江隐伏断裂(F)在大桥桥址里程DK0+750附近穿过大桥中线,该断面东南侧为白垩系地层,西北侧为中生界侏罗系地层。
此外,受区域构造影响,桥址西北侧的安山玢岩中节理裂隙较发育,且局部发育规模较小的断层破碎带,带内发育有断层角砾夹泥、断层泥等构造岩。
断层破碎带破坏了基岩的完整性,同时加剧了基岩的风化,导致了基岩的软硬不均。
在初勘中发现了3条断层破碎带(f1、f2、f3)。
f1位于桥址里程DK0+480附近,宽约4米;
f2、f3位于桥址里程DK0+670~DK0+705段,f2宽约2米,f3宽约3米。
勘探结果表明,本区挽近时期以来构造活动表现微弱,区内断裂现今均无活动迹象,因此桥址区地质在工程上基本属于稳定区。
由于桥址处发育的断裂破碎带规模较小,而且详勘时对原墩位进行了调整,详勘结果表明,调整后的墩位处没有遇到断裂破碎带。
故f1、f2、f3对桥墩地基基础不会产生大的影响。
桥址区归属于上海—上绕地震付带,带内历史上共发生Ms>
级破坏性地震11次,最高震级5级。
根据国家地震局1990年颁布的《中国地震烈度区划图》,本区的地震基本烈度为Ⅵ度。
本桥为特大型桥梁,按国家有关规定,提高一度按Ⅶ度设防。
根据钻孔揭露,桥址区属多层场地土,在深度15米范围内,主要为松散状的粉、细、中砂、淤泥质亚粘土及流塑~软塑状亚砂土、亚粘土。
钻孔分析结果表明,桥址区地基土类别为中软场地土,场地类别为Ⅱ类场地。
属抗震不利地段。
此外,在桥址区地面下20米范围内存在有饱和状粉、细砂及流塑状亚砂土,液化判别结果表明:
在桥址区20米范围内饱和粉、细砂及亚砂土均为可液化土,其液化等级为“严重”。
故在基础设计中,对液化土层的承载力和桩周土的侧摩阻等按规范据液化抵抗系数Ce予以折减。
1.3.2第四系覆盖层
桥址区第四系覆盖层厚度变化较大,近山前的杭州岸一侧较薄,最薄处为26.8米,向萧山方向第四系地层渐厚,最厚达59.40米。
第四系地层可分为三大层。
第①层为素填土及最新河流冲积相沉积的流塑~软塑的亚砂土、亚粘土及松散状的细、中砂,层厚6.5~22.3米。
第②大层为全新世中早期海相、冲海相沉积的淤泥质亚粘土、软塑的亚砂土、亚粘土及松散~中密状的粉、细、中砂,层厚11.4~35.1米。
第③大层为晚更新世冲积相沉积的圆砾土及砾砂层,层厚1.00~19.85米,在大桥1号、2号墩缺失,6号墩局部缺失。
现按成因、性质将桥址第四纪地层分层详述如下:
①1素填土:
灰色,主要由片石、碎石及粘性土组成,结构较密实,分布在桥址区两岸地表及钱塘江海塘抛石区。
①2亚砂土:
灰黄色,流塑状为主,局部软塑状,质不均,局部夹薄层细砂。
具振动水析现象。
呈层状分布于5号墩以北及7号墩以南,第①大层上部或表层,呈透镜体状分布在6号、7号墩第①大层下部,层厚1.9~20.6米。
①3亚粘土:
灰黄色,流塑~软塑状,质不均,局部夹薄层细砂。
主要呈层状分布在河槽中桥址里程DK0+490~DK0+700段表层,呈透镜体状分布在桥址里程DK1+050附近的①2层中,最大层厚8.5米。
①4细砂:
灰黄色,饱和,松散状,粒均,成份以石英、长石为主,见少量云母及暗色矿物,呈薄层状分布于桥址里程DK0+235以北及DK1+420~DK1+500段第①大层底部,层厚1.0~5.4米。
①5中砂:
灰黄色,饱和,松散状,粒不均,成份以石英、长石为主,见少量云母,呈层状或透镜体状分布于桥址里程DK0+500~DK1+255段第①大层底部,层厚1.7~8.2米。
②1淤泥质亚粘土:
灰黄色、灰色,流塑状,质较均,显薄水平层理,层间夹粉、细砂。
该层呈层状分布于全桥址区,仅在5号墩位的局部缺失,最大单层厚26.3米。
②2亚砂土:
灰色,软塑状为主,局部流塑状,质较均。
呈透镜体状分布于河槽中桥址里程DK0+410及DK1+565附近②大层上部。
层厚2.3~3.8米。
②3-1细砂:
灰色,饱和,松散,粒均,成份以石英、长石为主,少量云母及暗色矿物,该层中夹有薄层流塑~软塑状的粘性土,导致标贯击数离散性较大。
该层呈层状或透镜体状分布于桥址里程DK1+425以南及DK1+055附近第②大层中、上部。
层厚0.9~10.1米。
②3-2中砂:
灰色,饱和,松散,粒均,成份以石英、长石为主,少量云母及暗色矿物。
呈透镜体状分布于桥址里程DK0+882附近,②1淤泥质亚粘土所夹砂类土顶部。
层厚2.9米。
②3-3粉砂:
灰色,饱和,松散~稍密状,粒均,成份以石英、长石为主,少量云母及暗色矿物。
呈层状分布于桥址区里程DK0+882以北,第②大层中,层厚5.0~14.85米。
另呈透镜体状分布于桥址里程DK0+882~DK1+425段②1淤泥质亚粘土层中。
②4-1细砂:
灰色,饱和,中密状,粒不均,成份以石英、长石为主。
呈透镜体状分布于桥址里程DK0+330以北及DK1+335以南第②大层底部。
层厚2.0~4.7米。
②4-2中砂:
灰色,饱和,中密~密实状,粒不均,成份以石英、长石为主。
呈薄层状或透镜体状分布于桥址里程DK0+880以南第②大层底部。
厚0.5~7.0米。
②5-1亚粘土:
灰色,软塑状,质尚均。
呈薄层状分布于桥址里程DK0+330~DK0+375段及DK0+880~DK0+970段②1淤泥质亚粘土层底部。
层厚1.9~5.25米。
②5-2亚砂土:
灰色,软塑状,质均。
呈层状分布于桥址里程DK0+650~DK0+740段。
层厚4.0~9.1米。
③1圆砾土:
灰色,饱和,密实状,卵石含量一般20~30%,卵石粒径以2~5cm为主,少量大于8cm,卵石磨圆度中等,成份以石英、长石为主。
卵、砾间充填物以含粘粒的砂类土为主。
呈层状分布于桥址区3号墩以南第四系地层底部,1号墩、2号墩缺失,6号墩局部缺失。
层厚1.00~19.85米。
③2砾砂:
灰色,饱和,密实状,粒不均,成份以石英、长石为主。
含10~20%小卵石,呈透镜体状分布于桥址里程DK0+450~DK0+500段第四系地层底部及DK1+337附近③大层顶部,层厚1.45~8.05米。
1.3.3基岩
桥址区下伏基岩为侏罗系上统(J3a)的火山岩及白垩系下统朝川组(K1C1)的陆相碎屑沉积岩,两者呈断层不整合接触,以钱塘江断裂为界,东南侧为白垩系下统朝川组的粉砂岩,含砾砂岩,西北侧为侏罗系上统的喷出岩—安山玢岩。
现按基岩岩性及受风化、构造影响的程度将桥址区基岩分层详述如下:
④1W3强风化安山玢岩:
灰、灰绿、紫灰色,受风化作用的影响,大部分矿物风化变异,岩芯呈硬塑土状或弱风化残缺夹土状,岩体呈散体状,手掰可散。
钻孔揭示,该层厚度变化较大,此层在受构造作用影响严重的部位明显加深,在2号墩最厚处达29.1米,在6号墩位处仅厚1~2米,局部缺失。
④1W2弱风化安山玢岩:
灰黄色、灰绿色、紫灰色,斑状结构,块状构造,岩体受到一定程度的风化,岩芯表面色泽暗淡且粗糙不平,节理裂隙较发育,裂隙间可见部分矿物风化成土状。
岩块抗压试验表明,该层由于受风化作用影响,岩石强度较微风化岩有很大程度的降低。
该层厚度变化亦很大,且在构造作用影响严重的部位明显加深,在3号墩最厚处达20.6米,6号墩处仅厚0.7~4.5米。
④1W1微风化安山玢岩:
紫灰色,斑状结构,块状构造,节理裂隙较发育,裂隙倾角从20~80度均见发育。
岩质硬,天然岩石单轴极限抗压强度20.00~89.90MPa。
④2W2弱风化破碎安山玢岩:
紫灰色,斑状结构,块状构造,节理裂隙很发育,间距小于5cm,岩芯多呈3~5cm碎块状、楔形体状,少量呈短柱状、半柱状。
岩质软弱,主要发育于桥址里程DK0+480附近及DK0+670~DK0+705段。
④2W1微风化破碎安山玢岩:
紫灰色,斑状结构,块状构造,节理、裂隙很发育,间距小于5cm,岩芯多呈3~5cm碎块状、楔形体状,少量呈短柱状、半柱状。
岩体呈镶嵌结构,岩石结构及强度基本未变,但岩体整体强度有所降低。
分布在桥址里程DK0+480附近及DK0+670~DK0+705段。
④3断层角砾夹泥:
紫灰色,受构造及风化作用的影响,大部分矿物变异,岩芯呈直径2~5cm的角砾夹泥状,角砾质软,其上可见擦痕等构造迹象,岩体呈散体状,手掰即散。
④4断层泥:
紫灰色,受构造挤压作用影响,岩芯呈软塑的土夹少量角砾状,角砾质软,手可掰碎,岩体呈散体状,手掰即散。
分布在桥址里程DK0+670~DK0+705段。
⑤W4+3粉砂岩、含砾砂岩全强风化带:
灰紫色,岩体风化严重,岩芯呈密实的含砾砂状或硬塑土状。
岩体呈散体状,手掰即散。
该风化层厚度稳定,厚1.0~3.70米。
⑤1W1微风化粉砂岩:
紫灰色,粉粒砂状结构,层状构造,水平层理发育,泥质胶结,成岩作用差,岩质较软,属软质岩。
天然岩石单轴极限抗压强度平均值5.31MPa。
该岩层在局部地段胶结较好,岩质较硬,天然岩石单轴极限抗压强度达到10.10~15.90MPa,其空间分布无明显规律,多呈透镜体状分布。
⑤2W1微风化含砂砾岩:
紫灰色,含砾砂状结构,层状构造,角砾及砾石含量20~30%,砾石粒径以2~10mm为主,局部可达2~4cm。
泥质胶结,成岩作用极差,岩质极软,手掰可散。
该岩为极软岩,天然岩石单轴极限抗压强度0.10~1.90MPa。
1.3.4水文地质条件
桥址区地下水含水层主要有三层:
第一层为孔隙潜水含水层,厚8~22米,其透水性能差,含水量较小。
第二层为微承压含水层,厚2~14米。
第三层含水层为深层孔隙承压含水层,厚1~20米,该含水层透水性好,含水量丰富,是本区的富水层。
在勘察期间测得地下水综合稳定水位高程为5.38~5.71米。
对勘察期间钱塘江高、中、低潮位进行的水质分析,结果表明:
高、中、低潮位江水对混凝土均具弱微矿化型腐蚀,另外,中潮位江水对混凝土具弱酸型及中等碳酸型腐蚀,低潮位江水对混凝土具有弱碳酸型腐蚀。
两岸地下水对混凝土无腐蚀性。
1.4墩位基础情况
1.4.1地基岩土条件
地质钻孔结果表明,桥址区覆盖层第①、②大层主要由松散~中密状的粉、细、中砂及流塑状为主的亚砂土、亚粘土、淤泥质亚粘土组成,其工程性能差,承载力低;
第③大层为密实状的砾砂、圆砾土,工程性能好,承载力高,但该层厚度不稳定,在1、2号墩缺失,在3~13号墩段最厚处达11米,最薄处仅1米,但在14~16号墩段③1圆砾土层厚达16~20米,顶面起伏不大。
桥址区下伏基岩在1~6号墩为侏罗系上统的安山玢岩,属硬质岩,其微风化岩强度高,工程性能好,但局部岩体中节理裂隙发育且存在小规模断裂破碎带,该段岩面埋藏相对较浅,岩面由6号墩向1号墩逐渐抬升,岩面高程-35.32~-21.45米。
该段基岩风化层厚度变化较大,不同墩位乃至同一墩位的不同桩位处的风化层厚度存在在明显差异,最厚年达34.4米,最薄处仅4米,局部缺失。
该段风化层总的趋势是由6号墩向1号墩渐厚,其间存在两处风化深槽,一处位于2、3号墩,槽底高程-53.62~-56.14米,另一处位于5号墩东南部,槽底高程-57.20~-61.95米。
7~16号墩基岩为白垩系下统朝川组的粉砂岩、含砾砂岩,该段基岩埋藏相对较深,岩面较平坦,由7号墩~16号墩岩面略有降低,岩面高程-44.68~-51.02米。
7号~9号墩以泥质胶结的粉砂岩为主,成岩作用较差,岩质较软;
10号~16号墩以泥质胶结的含砾砂岩为主,成岩作用极差,岩质极软。
该段基岩风化层薄且均匀,同一墩位内岩性较单一,整体性好。
1.4.2墩位桩基情况
桥址区基础持力层为第③大层的密实砾砂、圆砾土和下伏基岩。
1号6号墩基岩为安山玢岩且埋藏较浅,该岩岩质硬、强度高,采用嵌岩的端承桩基础,以微风化安山玢岩作为桩尖持力层。
7号~15号墩基岩埋藏相对较深。
为粉砂岩及含砾砂岩,成岩作用差,属于软质岩或极软岩,岩面上的圆砾土及砾砂层层位不稳定,厚江不均,采用桩尖置于基岩中的摩擦桩基础。
16号墩基岩埋深大于55米,岩性以成岩作用极差的含砾砂岩为主。
岩面以上的圆砾土层厚10~20米,该段属引桥边墩,采用桩尖置于圆砾土层中的摩擦桩基础。
1.5主要技术指标
(1)设计荷载:
跨径150米以内,人:
城—A级;
跨径大于150米:
汽—20,挂—100。
人群—4.0KN/m2,轻轨按上海明珠线标准。
(2)设计车速:
主桥80KM/h
(3)纵、横坡:
纵坡:
i≤4.0%,横坡:
i≤1.5%
(4)设计洪水位:
三百年一遇:
9.083m。
(5)通航标准:
国家四级航道,通航净高10米,净宽大于80米,最高通航水位6.123m,,通航高度已考虑了涌潮的影响。
(6)地震烈度:
按7度设防
(7)轻轨:
按《城市快速轨道交通工程项目建设标准》(试行本)确定的正线标准,车辆轴载等级按B型车标准取值,车辆最大编组数为6节。
1.6交通及其他施工条件
本区域内河网密布,道路四通八达,水陆运输交通便利,施工材料、施工人员生活安排、医疗服务均较为方便。
1.7桥梁结构特点
桥位处江面规划宽度为1160米,桥梁全长1376米,桥梁高度由通航净空和滨江路人行道净空确定。
钱塘江通航标准为国家四级航道,通航净高10米,净宽80米,最高通航水位为6.123米。
滨江路防洪堤一侧人行道考虑到防洪抢险需要,净空大于4.5米。
梁底标高由通航净空确定,梁底标高应不小于16.123米,实际标高大于16.3米。
桥梁上层为6车道的快车道,中间设分隔带,两侧设防撞栏杆和50厘米的检修道;
下层中间为双线轻轨,两侧设公交专用道。
6.5米宽公交专用道分隔为单向公交专用道及行人与非机动车道。
桥梁上构为钢管混凝土双主拱,主桥的跨径组合为2×
85+190+5×
85+190+2×
85米,其中85米跨径为下承式系杆拱桥和上承式拱桥的组合,190米跨径为下承式系杆拱桥和中承式拱桥的组合,因此全桥包括了拱桥的下承、中承和上承三种形式。
85米跨径是考虑到满足最小通航跨径的要求(通航净宽要求大于80米);
190米跨径是考虑到施工的可行性和桥梁的美观性确定的。
全桥的跨径组合为:
2×
45.75+2×
89+196+5×
89+196+2×
89+2×
45.75=1376m,其中2×
45.75跨采用双层等高度的预应力混凝土箱梁结构。
桥梁横断面布置:
190米跨上层为2.6(拱肋)+0.2(空隙)+0.2(栏杆)+0.5(检修道)+0.5(防撞栏杆)+11.75(车)+0.5(防撞栏杆)+11.75(车)+0.5(防撞栏杆)+0