1、杭州湾大桥设计说明 说 明1. 设计范围本册图纸为杭州湾跨海大桥施工图第二卷 北航道桥第一册 总体设计,内容主要包括: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。2. 设计依据杭州湾大桥工程设计第一合同段合同书(合同编号:HT-SJ-2001-01)。杭州湾大桥初步设计文件及其补充文件。交通部交公路发2003313号文对杭州湾跨海大桥初步设计的批复。杭州湾大桥工程指挥部甬嘉桥指200342号文。杭州湾跨海大桥有关专题研究成果。3. 设计规范3.1 设计遵守的主要规范公路工程技术标准(JTJ 001-19
2、97)。公路工程抗震设计规范(JTJ 0041989 )。公路桥涵设计通用规范(JTJ 0211989)。公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ 0231985)。公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 0241985)。公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ 0251986)。公路工程结构可靠度设计统一标准(GB/T 502831999)。公路桥涵施工技术规范(JTJ 0412000)。公路工程地质勘察规范(JTJ 0641998)。公路工程水文勘测设计规范(JTG 0302002)。3.2 设计参考的主要规范海港水文规范(JTJ 21398)。海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范(JTJ
3、 2752000)。桥梁用结构钢( GB/T 7142000 )。低合金结构钢(GB 159194)。港口工程混凝土设计规范(JTJ 26798)。港口工程桩基工程规范(JTJ 25498)。水运工程混凝土施工规范(JTJ 26896)。水运工程混凝土质量控制标准(JTJ 26996)。公路桥梁抗风设计指南。 日本本州四国联络桥抗风设计基准及说明(1976年参照标准)。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)。公路工程技术标准(JTG B01-2003)。4. 主要技术标准根据交通部交公路发2003313号文对杭州湾跨海大桥的批复意见,主要技术指标如下:桥梁等
4、级:全线采用双向六车道高速公路标准建设。计算行车速度: 100km/h。桥面宽度: 33m(不含锚索区),见图1。 注:图中单位为cm。图1 桥梁宽度设计荷载:汽车超20级,挂车120。最大纵坡:2.8%。桥面横坡:2%。设计洪水频率:1/300。结构设计基准期: 100年。抗风设计标准:运营阶段设计重现期100年,V10(1/100)=39m/s;施工阶段设计重现期30年,V10(1/30)=34.8m/s。 通航标准:通航净高按设计最高通航水位5.19m(1985国家高程基准)起算,主通航孔按3.5万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,净高47m;边通航孔按1000
5、吨级海轮标准设计,边通航孔通航净宽110m,净高28m。 地震基本烈度为度。 船舶撞击力 船舶撞击力表 表1通 航 孔代 表 船撞击速度(m/s)船撞力(MN)横桥向顺桥向主通航孔5000t多用途船4.030.015.0边通航孔1000t沿海货轮4.09.44.7其它指标均按交通部部颁公路工程技术标准(JTG B01-2003)执行。5 水文、地质5.1 水文潮汐特征杭州湾属强潮河口,潮汐类型为不规则半日浅海潮,并有明显的日潮不等现象。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2000年9月和1999年56月桥区短期验潮资料进行分析,成果详见表2(潮位基准面采用1985国家高程基准
6、)。 潮汐特征值 表2项 目乍浦郑家埭实测最高潮位(m)5.544.904.104.94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)2.523.312.953.33平均低潮位 (m)-2.12-2.00-2.19-2.02最大潮差 (m)7.577.446.987.4发生日期1962.8.2最小潮差 (m)2.393.52.39发生日期平均潮差 (m)4.655.305.135.32平均涨潮历时5:275:225:195:23平均落潮历时6:597:017:066:59设计水位 设计年极值高水位 表3频 率P(
7、%)0.33125102050重 现 期(a.)30010050201052潮 位 (m)6.155.805.555.305.054.784.42 设计年极值低水位(m) 表4频 率P(%)9998重 现 期(a.)10050潮 位 (m)-3.58-3.56 设计高、低水位 表5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设计流速桥位各水文测点涨、落潮垂线平均最大流速 单位(m/s) 表6重现期(年)乍浦站潮差(m)垂线平均最大流速垂线号200120023008.4Vf1.982.68Ve2.772.021008.2Vf1.932.62Ve2.701.9
8、7207.8Vf1.852.50Ve2.561.88可能最大流速V2.512.81注:Vf 涨潮流速,Ve落潮流速设计波要素设计波要素 表7重现期(a.)方位H1%(m)H4%(m)H13%(m)(s)300NE5.404.653.817.36ENE6.275.444.538.04E5.154.433.627.16ESE5.314.573.747.25SE5.124.413.607.15100NE4.994.283.507.04ENE5.985.174.307.85E4.824.143.386.94ESE4.974.273.497.04SE4.774.093.346.8320NE4.273.6
9、62.986.52ENE5.314.883.797.36E4.293.682.996.52ESE4.313.713.036.53SE4.273.652.976.51注:计算水位的重现期与波浪相同。桥墩冲刷计算北航道桥过渡墩冲刷计算和试验成果表 表8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)方法一:公路工程水文勘测设计规范B8(B13)300年一遇风暴潮-12.377.6-26.9方法二:NHI桥墩冲刷评价手册(美国)B8(B13)300年一遇风暴潮-12.30.978.4-28.6方法三:桥墩冲刷模型试验(河口所)B8(B13)300年一遇风暴潮
10、-12.317.3-29.6 北航道桥辅助墩冲刷计算和试验成果表 表9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)方法一:公路工程水文勘测设计规范B9(B12)300年一遇风暴潮-12.378.3-27.6方法二:NHI桥墩冲刷评价手册(美国)B9(B12)300年一遇风暴潮-12.30.979.6-29.8方法三:桥墩冲刷模型试验(河口所)B9(B12)300年一遇风暴潮-12.319-31.3 北航道桥索塔墩冲刷计算和试验成果表 表10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)方法一:公路工程水文
11、勘测设计规范B10(B11)300年一遇风暴潮-12.3710.8-30.1方法二:NHI桥墩冲刷评价手册(美国)B10(B11)300年一遇风暴潮-12.30.9714.9-35.1方法三:桥墩冲刷模型试验(河口所)B10(B11)300年一遇风暴潮-12.321.8-34.1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制。5.2 工程地质北航道桥工程区段为K52+069.000K52+977.000。桥位区段表层为亚砂土,厚度为1.36.6m。其下由上至下分布土层如下:1层 亚砂土:饱和,软塑,厚度3.508.85m。层 淤泥质亚粘土:饱和,流塑,局部软
12、塑,厚度1.6011.50m。1层 淤泥质粘土:饱和,流塑,局部软塑,厚度3.409.40m。 2层 粘土:饱和,软塑,厚度6.35m。1层 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0.8010.10m。2层 亚砂土:饱和,软塑硬塑,微具层理,厚度1.3011.60m。3层 亚粘土:饱和,硬塑,厚度2.8013.10m。3透层 亚砂土、粉砂:饱和,亚砂土软塑,粉砂中密,局部为亚粘土,厚度1.5013.70m。层 亚粘土:饱和,硬塑,局部软塑,厚度2.606.15m。 1层 亚砂土:饱和,硬塑或密实,厚度4.9025.40m。1夹层 亚粘土:饱和,软塑,厚度5.1012.50m。11层 亚粘土:饱和,软塑,局部硬塑,厚度3.206.10m。21层 亚粘土、粘土:饱和,软塑,厚度6.1010.45m。22层 粘土、亚粘土:饱和,软塑,厚度2.4015.80m。 透层 亚砂土、粉砂:饱和,硬塑或密实,厚度1.607.90m。层 中细砂:饱和,密实,厚度4.0015.95m。层 粘性土:饱和,硬塑,厚度5.2016.40m。夹层 粉细砂:饱和,密实,厚度4.307.80m。层 粉细砂:饱和,密实,厚度1.3016.00m。夹层 亚粘土:饱和,硬
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