同济大学桥梁概念设计

方案说明书

目录

一、主要技术标准 (2)

二、主要基础资料 (3)

三、设计方案时应考虑的当地实际建设条件 (4)

四、主桥方案的选择 (5)

4.1 主通航孔跨径选择 (5)

4.2 桥型方案的选择 (5)

4.3 桥型方案选择中的总体构思 (8)

五施工方法 (11)

一、主要技术标准

（1）公路等级：一级集散双向六车道公路；

（2）设计速度：80km/h；

（3）设计基准期：100年；

（4）汽车荷载等级：公路—Ⅰ级，人群荷载标准值：2.5kN/m2；

（5）标准横断面：主桥桥梁标准宽度（其中索区宽度为建议值）：

39.5 m=3（人行+非机动车）+1.5（索区）+2.5（硬路肩）+3×

3.75（机动车道）+0.5（路缘带）+2（分割带）+0.5（路缘带）

+3×3.75（机动车道）+2.5（硬路肩）+1.5（索区）+3（人行+非机动车道）

（6）设计基本风速：

100年重现期设计基本风速为45m/s。

（7）设计水位见表1所示。

表1 设计水位一览表

（8）通航标准如表2所示。

表2通航净空和通航孔数量一览表

二、主要基础资料

该大桥是省市公路“十一五”建设规划中的区域干线公路跨越大江的重要通道，连接大江两岸的省道及各港口，将主要承担两岸的交通，既具有公路的功能，也兼顾城市道路的功能，见图1。

因此，本工程的建设对于完善该市交通网络，加快市、区的城市化进程，进一步拓展城市发展空间和促进沿线区域经济的协调发展具有重要意义。

大桥桥位

图1 项目地理位置

图2为桥轴断面示意，江面宽度约1770m，水下地形较为平坦，河槽呈“u”字形，河槽最深点高程约-8.4m。

图2桥轴断面图

（上图中横坐标：里程桩号：K66+900~K68+700，单位km；竖坐标：

高程，单位m）

年平均相对湿度82%。

大桥场地勘探深度范围内共分布20个工程地质土层，其中：覆盖层厚约100米～115米，③层以浅部各土层（约46m），物理力学性质极差，承载力低，不宜作为拟建大桥的桩基持力层；④层含粘性土卵石及其以下各土层（④层为含粘性土卵石层，⑤～⑨层为圆砾层，⑩层为粘土层，⑾层为圆砾层，⑿层为亚粘土，⒀层圆砾层，⒁层为亚粘土，⒂层含粘性土圆砾，⒃层为粘土，⒄层为含碎石亚粘土，强风化熔结凝灰岩，⒅层为全风化凝灰岩，⒆层为强风化凝灰岩，⒇层为弱风化凝灰岩）性质均较好，均可作为拟建大桥的桩基持力层。

三、设计方案时应考虑的当地实际建设条件

桥位区域水文气象等自然条件较复杂, 主要情况如下。

( 1) 河床。江面宽度约1 770 m, 河槽呈U 字形, 主槽宽度500 m 左右, 近年来主槽有向北略微摆动的趋势, 河床底标高在- 60~ - 80 m 左右,一般水深6~ 8 m, 最深处10 m, 岸线稳定。

( 2) 台风及风况。台风频发、风速较高。1949年后, 登陆台州12 级

以上的台风13 次, 最大风力50.4 m/ s( 1975 年8 月) ; 历年最大风速为25 m/ s,平均风速为2.6 m/ s。

( 3) 桥墩冲刷。据浙江省水利水电技术中心提供的潮流泥沙研究报告, 百年一遇洪水主墩处最大局部冲深12 m。

( 4) 工程地质。本工程场地位入海口, 地势较为平坦, 地貌类型单一, 工程地质条件差异不大。但基岩( 中风化凝灰岩) 埋置较深, 主墩处基岩覆盖层最厚120~ 135 m, 且同一主墩处基岩面倾斜变化大。( 5) 潮汐及水位。桥位河口区是典型的非正规半日潮, 历史最高潮水位5.67 m, 最低潮水位- 2.72 m; 桥位处潮差大, 最大潮差在6.87 m; 水流最大流速在2 m/ s 以上。

四、主桥方案的选择

4.1 主通航孔跨径选择

本桥桥位航道通航标准按1 万吨级海轮采用单孔双向通航, 通

航净宽405 m, 净高40 m, 设计最高通航水位4.83 m。考虑到大桥轴线与航道轴线呈一定的夹角以及建桥后桥墩附近存在扰流区, 为防

止过往船只撞击桥墩, 给大桥的正常使用构成安全隐患, 在通航净

空与桥墩间留有足够的安全距离是非常必要的。因此, 主桥主跨定为不小于480 m。若采用双孔单向通航则跨径不小于300 m。

4.2 桥型方案的选择

在确定了桥位和桥轴线的基础上, 如何合理地选择桥型方案,应

从工程的安全、适用、经济及美观等方面综合考虑。针对自然条件及建桥技术标准要求, 研究满足通航要求、施工条件及作为城市桥梁景观要求的桥型方案。结合目前国内外桥梁建设的实际水平, 研究并提出了4 种主桥桥型方案( 其中2 &300 m 是按双孔单向通航考虑) , 即: 斜拉桥、矮塔斜拉桥、中承式拱桥及悬索桥。对主桥桥型方案说明如下。

( 1) 主跨480 m 的双塔斜拉桥方案, 边跨设置一个辅助墩, 跨径布置为60 + 200 + 480+ 200+60= 1000 m。

( 2) 主跨300 m 的三塔矮塔斜拉桥方案, 跨径布置为160+ 2 &300+ 160= 920 m。

( 3) 主跨800 m 的双塔悬索桥方案, 跨径布置为8 &40+ 800+ 8 &40= 1 440 m。

( 4) 主跨300 m 的中承式拱桥方案, 跨径布置为85+ 2 &300+ 85= 770 m。

方案一，双塔斜拉桥方案，初步设计图纸如下：

方案二矮塔斜拉桥方案初步设计图纸如下：

方案三和方案四并未详细画出图纸。

4.3 桥型方案选择中的总体构思

在桥梁概念设计阶段，需要综合考虑桥址自然条件、桥梁总体功能定位和技术标准，结合各种桥型和基础的适用性及建设投资的经济，并考虑到景观效应、施工风险和后期养护的便捷等因素，通过反复对比得到较为理想的概念设计方案。

考虑到上述主孔通航对跨度的要求，主桥跨度要在300m~500m之间。根据目前国内建桥技术发展的水平，在300m~500m之间具有竞争力的桥型有斜拉桥（PC主梁、结合梁主梁或混合梁主梁）、自锚式悬索桥、钢箱/钢桁架拱桥及上述桥型的协作体系等，对各种桥型适用