钱江四桥总图及附属部分设计总说明.doc
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1、.第二册 总图及附属部分设计总说明一、设计依据 1、“国家计委关于杭州市钱塘江四桥工程项目建议书的批复”国家发展计划委员会文件 计投资20012520号 2001年11月2、“关于钱塘江四桥工程可行性研究报告的批复”浙江省发展计划委员会文件 浙计投资20025号 2002年01月3、杭州市钱江四桥(复兴大桥)设计合同 2000年11月4、“杭州市城市总体规划”(19962010年) 杭州市规划设计研究院 1998年03月5、“杭州市滨江城分区规划”杭州市规划设计研究院 1998年12月6、“滨江区路网调整规划”杭州市规划设计研究院 1999年12月7、“杭州市复兴立交桥工程施工图设计”9812
2、5 杭州市城建设计研究院 1999年03月8、“杭州市轨道交通系统越江线位专项规划研究”杭州市规划设计研究院 2000年04月9、“杭州市钱塘江四桥工程 水域条件分析及模型试验研究”浙江省水利水电河口海岸研究设计院 2001年04月10、“杭州市钱塘江四桥工程 桥墩局部冲刷试验研究”浙江省水利水电河口海岸研究设计院 2001年08月11、“杭州市钱江四桥工程环境影响评价报告”浙江省环境保护科学设计研究院 2001年04月12、“杭州市钱江四桥工程场地地震安全性评价工作报告”浙江省工程地震研究所 2001年04月13、1/500桥位地形图,国家电力公司华东勘测设计研究院 1999年04月14、“
3、杭州市钱江四桥(复兴大桥)详勘,工程地质报告”铁道部大桥工程局勘测设计院 2001年09月15、“杭州市钱塘江四桥工程桥墩地质钻孔弹模试验研究报告”中国科学院武汉岩土力学研究所 2001年08月16、“杭州市钱江四桥(复兴大桥)工程扩初设计”00-C-15 杭州市城建设计研究院 2002年01月17、“关于钱塘江四桥工程初步设计的批复”浙江省发展计划委员会设计文件批复 200222号 2002年01月31日18、历次专家会议纪要二、工程概况杭州市钱江四桥(复兴大桥)位于钱江大桥下游4.3公里,南星桥第一码头上游约200米处;北端通过复兴立交桥与杭州市已建的中河高架路相接,南端与滨江区中兴立交桥
4、相连,构成了一条连接杭州市中心与江南滨江新区的最便捷通道。是杭州市第一座跨钱塘江的城市桥梁。该桥的建设,对缓解钱塘江大桥的交通拥挤状况,完善城市道路网建设,沟通两岸的联系,加快两岸的经济发展,尤其是南岸的经济发展,有着十分重要的意义。 本工程原设计范围为:北岸:沿规划桥轴线控制坐标北起钱塘江北岸防洪堤100米处,北岸防洪堤外口线与四桥轴线交点坐标为x=76505.525,y=81118.151;南岸:沿规划桥轴线控制坐标南离钱塘江南岸防洪堤100米处,南岸防洪堤外口线与四桥轴线交点坐标为x=75494.326,y=81687.093。为了跨径布置需要设计范围向两端作了适当延伸。根据杭州市总体交
5、通规划要求,钱江四桥(复兴大桥)为城市道路与轨道交通结合越江桥梁,其中上层为6车道的快车道,下层为轻轨和公交专用道。公交专用道分隔为单向公交专用道及行人与非机动车道。三、桥址区域自然条件(见下部结构分册)四、主要设计规范1、公路桥涵设计通用规范(JTJ02189)2、公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范(JTJ02385)3、公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ02485)4、公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86) 5、城市桥梁设计准则(CJJ1193)6、城市桥梁设计荷载标准(CJJ7798)7、公路工程技术标准(JT00197)8、公路工程抗震设计规范(JTJ00489
6、)9、城市道路设计规范(CJJ3790)10、城市快速轨道交通工程项目建设标准(试行本)11、铁路桥涵设计基本规范(TB 10002.199)12、铁路桥涵地基和基础设计规范(TB 10002.599)13、铁路桥涵钢筋砼和预应力砼结构设计规范(TB 10002.399)14、铁路桥梁钢结构设计规范(TB 10002.299)15、内河通航标准(GBJ13990)16、杭州市钱江四桥设计补充标准 杭州市城建设计研究院 2001.12其余有关规范及标准见有关分册五、主要技术标准1、设计荷载:跨径150米以内:城A级;跨径大于150米:汽20,挂100。公交专用道按单线(内侧)汽20设计。人群4.
7、0kN/m2,轻轨按上海明珠线标准。2、设计车速:主桥80km/h3、纵、横坡:纵坡:i4.0%,横坡:i1.5%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。8、通潮压力:潮向为0度时9、船撞力:顺桥向1000KN,横向2000KN。10、长钢轨作用力:单线12KN/M。六、总体设计桥位处江面规划宽度为1160米,桥梁设计全长1376米,桥
8、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,净空应大于4.5米。经比较梁底标高由通航净空确定,梁底标高应不小于16.123米,设计实际标高取16.15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。设计采用了钢管混凝土双主拱方案,主桥的跨径组合按计算跨径为285+190+585+190+285米,其中85米跨径为下承式系杆拱桥和上承式拱桥的组合,
9、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:245.75+289+196+589+196+289+245.75=1376m,其中245.75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) +0.5(检修道) +0.2(栏杆
10、)+0.2(空隙) +2.6(拱肋)=32.0(米)。下层为2.6(拱肋)+0.2(空隙)+0.5(栏杆)+6.5(公交专用道)+2.0(绿化)+8.4(轻轨)+2.0(绿化) +6.5(公交专用道)+0.5(栏杆) +0.2(空隙)+2.6(拱肋)=32.0(米)。85米跨径上层为: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) +0.5(检修道)+0.2(栏杆)=26.4(米)。下层为0.5(栏杆)+6.5(公交专用道)+2.0(拱肋及绿化)+8.4(轻轨)+2.0(拱肋及绿化) +6.5(公交专用道)
11、+0.5(栏杆)=26.4(米)。主桥上、下层均不设纵坡,引桥上层北南分别设2.751%和2.16%的纵坡与复兴立交和规划中的中兴立交相连;下层公交专用道设4.0% 的纵坡落地。主桥上层桥面中心标高为 32.40米。下层桥面中心标高为18.62米。拱桥的上下部连接方式采用外部静定内部高次超静定的简支方式。190米跨拱脚处设置7000吨的盆式支座;并设置刚度很大的端横梁。端横梁下面设置两个1000吨的辅助支座,设辅助支座的目的不是为了承担垂直力,而且为了改善整体受力。根据计算分析,设辅助支座后将改善结构的整体稳定和受力情况。85米跨拱脚处设置3500吨的盆式支座。为了使受力明确,便于施工,拱与拱
12、之间的连接方式,采用断开方式。这样伸缩缝数量较多,设计要求采用高质量的伸缩缝。7000吨的大型盆式支座要求采用成熟、可靠的产品。所有支座均设计成可更换的。轻轨位置只埋预埋件,不浇承轨台,不铺设钢轨。轻轨相关设备施工在轻轨一期工程设计时一并考虑。七、上部结构设计主桥上部采用了两种拱桥的结构形式,即计算跨径为85米的下承式系杆拱桥和上承式拱桥相结合的组合形式以及计算跨径为190米的下承式系杆拱桥和中承式拱桥相结合的组合形式。1、190米主跨190米跨径拱轴线形为二次抛物线,矢跨比为1/4,拱肋断面形式为桁架式,拱肋高度为4.5米,宽2.6米,上层桥面以上每一拱肋由4根95cm的钢管组成,钢材采用Q
13、345C钢,管壁厚度四分点以下为24mm,以上为22mm;腹杆采用40cm壁厚为14mm的钢管,上下平联采用50cm壁厚为10mm的钢管,上下平联水平向间距为2.0米。上层桥面以下至拱脚拱肋断面由横哑铃形的上下弦杆通过腹杆连接组成。纵向四根钢管和哑铃形断面内灌注C50混凝土,其余均为空钢管。上层桥面以上设置五道桁架式风撑,风撑弦杆采用90cm=16mm的钢管,腹杆和平联采用40cm=10mm的钢管。另外在上层桥面与拱肋相交位置设置二道钢结构的拱肋横梁。系梁为2.52.5米的箱形断面,采用现浇劲性骨架预应力混凝土结构。顶底板和侧板厚度均为40厘米。劲性骨架采用由型钢组成的空间桁架,每一系梁内布置
14、18束31j15.24的预应力钢绞线。预应力束采用标准 为ASTMA41690a(270k)的高强度低松驰钢绞线,标准强度为Rby=1860MPa,设计控制应力采用0.62Rby=1153.2MPa,预应力束主要用于平衡拱肋产生的水平推力,预应力束数量在设计中适当留有余地。系梁按预应力混凝土A类构件设计。横梁包括下层吊杆横梁,上层吊杆横梁,拱肋横梁,拱上立柱横梁,墩上立柱横梁和端横梁六种。下层吊杆横梁采用C60的预应力混凝土结构,横梁高度220237厘米,采用预制后通过现浇湿接头与系梁联成整体,按预应力混凝土A楼构件设计。上层吊杆横梁采用钢混凝土叠合梁。钢横梁长31.0米,计算跨径29.4米,
15、工字形截面,上翼板宽800mm,下翼板宽1000mm,腹板厚20mm,梁高21002300mm,每片梁重约31吨。拱肋横梁采用钢箱梁结构;拱上立柱横梁采用工字形钢梁结构;墩上立柱横梁(盖梁)采用预应力混凝土结构,混凝土标号为C50;拱上立柱采用钢管混凝土结构,钢管直径为90cm,壁厚=10mm。吊杆布置每层采用可换式双吊杆,纵桥向间距为8米,横桥向吊杆中心距为29.4米。吊杆为工厂生产,现场安装,由强度为1670MPa的高强度镀锌钢丝外包PE套制成。双吊杆在拱肋上成“十”字形布置,在下层纵桥向布置,上层横桥向布置,每一对吊杆分别吊一层桥面。上层吊杆采用2557,下层采用2917。锚具采用镦头锚
16、,吊杆与拱肋采用锚箱连接方案。桥面板除轻轨位置采用宽200cm,厚50cm的空心板外,其余均采用预制形C50钢筋混凝土板和现浇桥面铺装层构成。预制板高50cm,肋宽20cm,翼板厚10cm,边板宽235cm,中板宽215cm。预制板间纵向接缝宽50cm,横向接缝宽有50cm和15cm两种,接缝混凝土采用补偿收缩混凝土。桥面铺装厚12cm,其中铣削钢纤维混凝土厚8cm,中粒式改性沥青混凝土厚4cm,并将8cm厚现浇钢纤维混凝土计入桥面板的受力截面中。钢横梁与桥面板的横向接缝连成整体,使横梁在承受二期恒载和活载时成为钢混叠合梁。2、85米主跨85米跨径为下承式系杆拱桥与上承式拱桥的组合,拱轴线形式
17、为二次抛物线,矢跨比为1/7,采用单钢管,直径为170厘米,管壁厚为22mm,钢管内设置两道竖板,板厚10mm。为了保证拱肋的横向稳定性,拱肋之间设置5道风撑,风撑直径为90cm,厚度=16mm。上述钢材均采用Q345C钢。拱肋钢管内灌注C50的混凝土。拱肋中心距10.4米,把轻轨与公交专用道分开。吊杆布置形式为单吊杆,纵桥向吊杆间距为6.1米。吊杆为工厂生产,现场安装的成品索,由强度为1670MPa的高强度镀锌平行钢丝组成,规格为1097,采用镦头锚。系梁为高2.5米、宽2.0米的现浇劲性骨架预应力混凝土结构,断面形式为箱形,壁厚为40厘米。预应力采用12束31j15.24的钢绞线(ASTM
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