桥梁设计总说明.doc

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桥梁设计总说明

一、设计依据

1.交通实业总公司《漳州战备大桥勘测设计合同》

2.“漳州战备大桥工程两阶段初步设计”文件

3.漳州市建设委员会关于漳州战备大桥工程初步设计审查会议纪要

二、工程概况

（一）工程地点、范围及规模

本工程位于漳州市南部，横跨西溪，为旧桥改建工程，上游距中山桥450m，下游距东新桥410m。

本工程跨越河槽部分主桥长293.6m，南北引桥长分别为201.1m和163.0m（含桥台长）。

桥梁全长657.7m。

桥面总宽27.0m。

桥梁面积17757.9m2。

（二）相关道路

桥梁北接新华南路，南连南大道。

并跨过西溪两岸的厦门路、南、北江滨路。

桥长及桥高受南、北江滨路制约。

（三）水文情况

本桥跨越九龙江（西溪），现河道宽380m，主河道中有宽约30m长约250m的小沙州，主河道偏向北侧,常水位时水深约5m，沙洲露出水面，根据漳州市城乡规划局提供的资料，桥址处百年一遇的洪水位11.86m，Q1%为7440m3/s，相应流速为1.53m/s，河槽局部冲刷高程为-1.80m，局部冲刷（7号墩）高程为-5.90m；河滩一般冲刷（13号墩）高程为-3.50m。

二百年一遇的洪水位高12.60m。

（四）工程地质概况

据地面调查测绘：

地表的地层出露出较简单，以全新统的冲积层（Q4al）和冲海积层（Q4al-m）及人工填土（Qal）为主，据钻孔揭露，垂直方向岩性变化较大，有人工填土（Qal）、全新统冲积层（Q4al）、冲海积层（Q4al-m）、上更新统冲洪积层（Q4al-m）及风化残积层（Qal）、燕山晚期侵入岩（γδ53）等，详述如下。

①杂填土（Qal），厚1.8-9.95m，分布于旧桥的引桥部及北岸的旧居民区，黄褐-灰黑色，干-饱和，北岸的成份以粘性土、建筑垃圾为主，局部含条石，南岸的成份砂、粘性土及少量建筑垃圾为主，大部为松散状，局部已被夯实，夯实不均。

②粉砂（Q4al），厚4.1-4.2m，分布于江心滩一带，浅黄-黄色，松散，干燥-稍湿，成份以石英为主，颗粒级配好，平均粒径为0.135，泥质15%，б0=90kpa。

③中砂、粗砂（Q4al），厚1.95-4.55m，分布于现代河床中，灰黄-黄色，上部松散，下部稍密，干-饱和，颗粒级配差，平均粒径为0.587，泥质1.5-14.6%，б0=110kpa。

④粘土（Q4al-m），厚0.3-3.3m，分布于引桥段，灰-灰黄色，可塑，饱和，局部相变为粉质粘土或粉土，б0=105kpa。

⑤淤泥（Q4al-m），厚0.8-2.03m，分布于南岸引桥段，灰-深灰色，流塑，饱和，富含腐殖质，局部相变为淤泥质土，б0=50kpa。

⑥中砂、粗砂（Q4al-pl），厚4.35-11.17m，分布于整个河床，灰色为主，岩性相变较大，上部松散，下部稍密，饱和，颗粒级配差，局部含5-10%石英砾石，偶见2-3cm卵石，平均粒径为0.35-0.86，泥质2.1-22.1%，б0=160kpa。

⑥-1淤泥（Q4al-pl），厚0.3-1.2m，灰-深灰色，流塑，饱和，б0=45kpa。

⑦粉土（Q4al-pl），厚0.8-4.9m，灰-黄色，稍密-中密，湿，局部相变为粉质粘土等，б0=110kpa。

⑧粗砂、中砂（Q4al-pl），厚1.2-7.25m，分布于南岸，灰黄-紫红色，以中密为主，局部稍密或密实，饱和，岩性相变较大，颗粒级配差，局部含2-4mm砾石，偶见2-3cm卵石，平均粒径为0.48-0.58，泥质15.2-18.1%，б0=180kpa。

⑨砾砂、卵石（Q4al-pl），厚0.68-8.5m，分布于整个桥段，浅黄-黄色，中密-密实，饱和，砾石成份以石英为主，卵石成份以火山为主，粒径2-4cm为多，最大达7-9cm，卵石的含量及分布不均，局部相变为粗砂，泥质10.9-14.9%，б0=280kpa。

⑨-1粉质粘土（Q4al-pl），见于北岸局部钻孔中，厚3.3m，褐黄灰白色，可塑，饱和，土质较不均匀，б0=235kpa。

⑩残积砂质粘性土（Qal），分布于整个场地，厚1.8-22.4m，以棕红-灰黄色为主，坚硬，局部硬塑，饱和，矿物已风化呈土状，原岩结构由上至下从不清过渡到尚可辨认，系花岗岩风化残余物，石英砾石含量2-5%，局部为残积粘性土，б0=260kpa。

11全风化花岗闪长岩（γδ53），分布于整个场地，厚5.19-18.8m，以棕红-灰黄色为主，矿物已风化呈土状，原岩结构可辨认，局部见长石等矿物未风化，б0=350kpa。

12散体状强风化花岗闪长岩（γδ53），分布于整个场地，厚0.97-45.6m，棕黄-褐黄色，长石等矿物大部分已风化，其组织结构也大多被破坏，岩心呈散体状，局部分布有直径大小不一的中一微风化岩孤石，б0=400kpa

13碎块状强风化花岗闪长岩（γδ53），主要分布于北岸及河床地区，厚0.77-7.4m，棕黄-褐黄色，岩心呈碎块状或碎块夹粘性土，长石等矿物的原岩结构清晰，手可折断碎块，б0=500kpa。

14中风化花岗闪长岩（γδ53），主要分布于北岸区，厚5.11-5.5m，浅灰白色，岩心呈5-20cm短柱状或碎块状，岩石风化明显，中粗粒花岗结构，块状构造，裂隙较发育，沿裂隙面见风化变异色壳，б0=2000kpa。

15微风化花岗闪长岩（γδ53），主要分布于现代河床的北侧，厚4.68-9.66m，灰白色，岩心呈10-40cm柱状或碎块状，岩石新鲜，致密坚硬，中粗粒花岗结构，块状构造，裂隙较发育，裂隙面稍有风化现象，б0=2000kpa。

（五）气象

漳州市位于福建省东南部，市区气候属东南沿海亚热带季风区，属海洋气候，气候温暖湿润，风况随季节变化，夏季盛行东南风，冬季盛行西北风，风力1-3级，每年4-9月为热带气旋季节，最大风力可达12级。

年平均气温21.3℃，绝对最高气温41.2℃,极端最低气温-2.1℃，1月（最冷月）平均气温12.7℃；7月（最热月）平均气温28.7℃；年平均降雨量1515m，年最大降雨量2027m,年最小降雨量1056mm，最大降雨量172.5mm，最大一次降雨量179mm（24小时），历年平均蒸发量1472.72mm，平均相对湿度82%。

三、设计标准

1.道路等级：

平原微丘地区二级公路，参照城市Ⅱ级主干路标准。

2.桥宽：

桥面宽27m（2.0m人行道+2.5m非机动车道+8.0m机动车道+2.0m中央分隔带+8.0m机动车道+2.5m非机动车道+2.0m人行道）

3.计算行车速度：

50km/h

4.汽车荷载：

汽-超20级，挂-120

5.通航标准：

内河航道6级

6.设计洪水频率：

1/100

7.结构抗震烈度：

七度

四、设计采用的技术规范与标准

1.JTJ001-97公路工程技术标准

2.CJJ37-90城市道路设计规范

3.JTJ021-89公路桥涵设计通用规范

4.JTJ023-85公路钢筋凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

5.JTJ027-96公路斜拉桥设计规范（试行）

6.JTJ024-85公路桥涵地基与基础设计规范

7.CJJ11-93城市桥梁设计准则

8.JTJ004-89公路工程抗震设计规范

五、设计要点

（一）桥式

主桥为三跨部分斜拉桥，主跨132m，边跨为80.8m，南北引桥分别为6×32m及5×32m连续梁。

桥上设纵坡，主桥设1%人字纵，坚曲线半径为8000m，引桥纵坡分别为0.55%及3.5%，坚曲线半径为4000m及16000m。

北引桥北端约18m位于缓和曲线上。

（二）主桥

1.桥式

主桥采用80.8+132+80.8m单索面三跨预应力混凝土部分斜拉桥，桥长为293.6m。

2.结构体系

由于采用单索面形式，塔墩固结体系将使结构复杂化，因此本桥采用塔梁固结、塔墩分离的结构体系，墩顶设支座。

这样可使部分斜拉桥的受力更加接近梁式体系，受力明确，结构简单。

3.结构计算

（1）.纵向计算

按主梁从0#节段开始，各节段悬浇施工至边跨合拢、中跨合拢、桥面施工到成桥运营进行计算。

其中包括：

自重、预应力的加载，混凝土不同龄期的收缩和徐变，以及施工荷载等影响。

在成桥运营阶段，考虑了汽车荷载、挂车、人群荷载、支点沉降、制动力、温度力、支座摩阻力等作用与影响。

其中温度计算，考虑了体系升降温，梁上下缘温差，索梁塔温差等。

计算时，对于拉索的几何非线性影响，通过修正拉索弹性模量的方法予以考虑。

（2）空间分析

为了进一步对结构进行分析，采用了空间杆系计算模型、空间实体单元模型对结构进行了分析。

（3）其它计算

本桥还对结构在安装及运营状态下梁、塔的稳定，地震，风振等进行了计算分析。

（4）设计参数

钢筋混凝土容重γ=26KN/m3，E=3.5×104Mpa；斜拉索γ=82KN/m3，E=1.9×105Mpa。

挂篮重按100t计。

（5）主梁结构

主梁采用单箱三室大悬臂截面，支点梁高3.8m，跨中梁高2.4m，梁高按二次抛物线变化，箱梁顶宽27.0m，悬臂长4.5m，箱底宽16.24-17.0m，两外腹板斜置，边室净宽7.45m，中室净宽150cm，斜拉索布置在中室。

主梁除支点处设隔墙外，每根拉索锚固点处均设有隔墙，间距4.0m。

中支点处隔墙厚2.5-3.0m，边支点隔墙厚1.56m。

拉索锚固点处隔墙为变厚度，中室厚0.40m，边室厚0.2m。

主梁顶板厚0.25m，底板厚0.22-0.45m。

边腹板厚0.50m，中腹板厚0.30m。

与引桥连接处，主桥梁体伸出牛腿以支承引桥，以利美观并简化桥墩结构，主、引桥连接处梁顶预留伸缩缝槽口。

6#、7#主墩处，梁与墩之间设有抗震挡块。

此外，梁底板上尚有进人孔、泄水孔、挂篮施工后锚孔，腹板上设有通风孔。

主梁采用预应力结构，设有纵、横、竖三向预应力，纵向预应力分为精轧螺纹钢筋和钢绞线二种体系，横向预应力采用钢绞线，布置在顶板及横隔墙内。

顶板内采用5φj15钢绞线，扁形锚具，横隔墙内采用7φj15钢绞线，群锚。

竖向预应力采用Φ32精轧螺纹钢筋，布置在腹板及拉索区隔板内。

主梁设计按挂篮悬臂浇注法施工，0#节段长12m，合拢段长2.0m。

其他各节段长3.5-4.0m。

（6）主塔结构

主塔结构高16.5m，为主跨的1/8，主塔采用实心矩形截面，顺桥向长3.0m，横桥向宽1.5m，布置在中央分隔带上，塔身上部设有鞍座，以便拉索通过。

每根斜拉索对应一个鞍座，斜拉索横桥面呈两排布置，鞍座亦设两排。

鞍座采用双重管结构形式。

双重管采用双层钢管，外管埋设于砼塔内，内管置于外管内，斜拉索穿过内管。

在两侧斜拉索出口处，内外管之间设抗滑锚头，以防止内外管相对滑动。

为与斜拉索过鞍座相适应，双重管采用圆弧形，弯曲半径为3.5m。

（7）斜拉索

斜拉索为单索面，布置在中央分隔带上。

顺桥向集中布置在梁体的L/3跨度附近。

塔根附近及跨中有一段较长的无索区，塔上索距70cm，梁上索距4.0m，以便与悬臂施工节段长一致。

拉索采用双排索，最大索力控制在410t左右，斜拉索在塔顶通过鞍座，两侧对称锚于梁体。

斜拉索采用钢绞线索，每根拉索采用31根φj15mm镀锌钢绞线。

拉索采用双重防腐措施，每股镀锌钢绞线外包裹PE。

钢绞线索外套PE管。

位于索鞍处钢绞线为裸索，待施工完毕，在内钢管灌注高强环氧水泥浆。

（8）墩身

主墩墩身采用板式墩，为美观起见，横桥向采用上大下小倒梯型的结构形式，墩顶宽16.24m，墩底宽15.24m。

墩高11.18m，墩身截面采用变厚度中间部分厚度3.0m，两侧厚度2.5m。

墩顶布置4个支座。

墩与梁之间设抗震挡块。

边墩采用花瓶式板墩，墩形与引桥墩相同，墩顶宽5.0m，底宽3.2m，墩顶附近有一4.5m高变宽段，墩身厚度1.2m。

（9）承台及基础

主墩基础采用8根φ2.0m钻孔桩，