泰州長江大橋設計及創(chuàng)新

1、泰州長江大橋設計及創(chuàng)新泰州長江大橋設計及創(chuàng)新韓大章韓大章江蘇省交通規(guī)劃設計院有限公司江蘇省交通規(guī)劃設計院有限公司1. 1. 項目概況及技術標準項目概況及技術標準2. 2. 主橋方案選擇主橋方案選擇3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計4. 4. 關鍵技術問題及創(chuàng)新關鍵技術問題及創(chuàng)新 匯匯 報報 內內 容容1. 1. 項目概況及技術標準項目概況及技術標準 泰州大橋位于江蘇省長江中段，北接泰州市，南連鎮(zhèn)江市和常州市，大泰州大橋位于江蘇省長江中段，北接泰州市，南連鎮(zhèn)江市和常州市，大橋上游距潤揚大橋橋上游距潤揚大橋66km66km，下游距江陰大橋，下游距江陰大橋57km57km。 鎮(zhèn)江市揚州市揚中市

2、常州市泰州大橋泰州大橋潤揚大橋潤揚大橋江陰大橋江陰大橋泰州市1. 1. 項目概況及技術標準項目概況及技術標準 n 泰州長江公路大橋位于江泰州長江公路大橋位于江蘇省長江的中段，處于江陰蘇省長江的中段，處于江陰長江大橋和潤揚長江大橋之長江大橋和潤揚長江大橋之間，北接泰州市，南聯鎮(zhèn)江間，北接泰州市，南聯鎮(zhèn)江市和常州市市和常州市 項目全長項目全長62.088km62.088km，包括主，包括主江大橋和夾江大橋及相應引江大橋和夾江大橋及相應引橋接線工程。項目總投資橋接線工程。項目總投資93.793.7億元，項目總工期為億元，項目總工期為5 5年年半。半。n項目區(qū)域地貌上屬長江三角項目區(qū)域地貌上屬長江三角

3、洲沖積平原區(qū)，地勢平坦開洲沖積平原區(qū)，地勢平坦開闊闊 跨江大橋工程包括主江大橋工程和夾江大橋工程?？缃髽蚬こ贪ㄖ鹘髽蚬こ毯蛫A江大橋工程。 主江大橋的主江大橋的起點為北岸引橋橋臺與北岸接線工程的交界點，起點樁起點為北岸引橋橋臺與北岸接線工程的交界點，起點樁號為號為K12+795.000；終點為南岸引橋橋臺與南岸接線工程的交界點，終；終點為南岸引橋橋臺與南岸接線工程的交界點，終點樁號為點樁號為K19+564.286；全長；全長6769.286 m。 夾江大橋的起點在夾江大橋的起點在K22+597.75處，終點在處，終點在K25+412.75，全長，全長2815 m 1. 1. 項目概況及技術

4、標準項目概況及技術標準 n 公路等級：公路等級： 雙向六車道高速公路雙向六車道高速公路n 設計車速：設計車速： 100 km/h100 km/hn 橋梁結構設計基準期：橋梁結構設計基準期： 100100年年n 車輛荷載等級：車輛荷載等級： 公路公路-I-I級級n 橋面凈空及標準橫斷面：橋梁標準寬度：橋面凈空及標準橫斷面：橋梁標準寬度：33 m33 m，凈空高度為，凈空高度為5m5m1. 1. 項目概況及技術標準項目概況及技術標準 n 縱坡：縱坡：3%3%n 橫坡：橫坡：2 2n 抗震設防標準：抗震設防標準：n 抗風設計標準：抗風設計標準： 運營階段設計重現期：運營階段設計重現期：100100年

5、年 施工階段設計重現期：施工階段設計重現期：10103030年，根據具體情況采用年，根據具體情況采用 n 設計洪水頻率：主橋、引橋設計洪水頻率：主橋、引橋1/3001/300n 跨江大橋設計水位：跨江大橋設計水位： (85(85國家高程系統國家高程系統 ) )1. 1. 項目概況及技術標準項目概況及技術標準 n 通航凈空尺度：通航凈空尺度：760+220m760+220m，凈高凈高5050m,24mm,24m1. 1. 項目概況及技術標準項目概況及技術標準2. 2. 主橋方案選擇主橋方案選擇3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計4. 4. 關鍵技術問題及創(chuàng)新關鍵技術問題及創(chuàng)新n 橋位區(qū)大部分

6、河床面高程橋位區(qū)大部分河床面高程在在-15-15-20m-20m間間n 深泓在右側、最深處河床深泓在右側、最深處河床高程高程-30m-30mn 2.0m 2.0m高程水面線寬約高程水面線寬約2100m2100mn 左岸邊坡較緩，一般在左岸邊坡較緩，一般在1 1：3 3n 右岸的邊坡較陡，接近右岸的邊坡較陡，接近1 1：2 2 河床斷面一般情況河床斷面一般情況金 城 七 隊國金 城 六 隊字圩平土公園一隊十南園魚釣小 四 圩新 二 圩泰 州 大 橋 橋 軸 線2 . 0 m 高程水面線大堤大堤邊塔中心線邊塔中心線橋位區(qū)水下地形橋位區(qū)水下地形橋位河床斷面橋位河床斷面2. 2. 主橋方案選擇主橋方案

7、選擇 橋型方案構思橋型方案構思1080108067067.5+70+100+70+67.52x1080m懸索橋120120540540540540789143078956+67+6767+67+566391430m懸索橋39039065+100+65670980570300803001740980m斜拉橋806392. 2. 主橋方案選擇主橋方案選擇 2. 2. 主橋方案選擇主橋方案選擇 橋型方案比選橋型方案比選2. 2. 主橋方案選擇主橋方案選擇 橋型方案比選橋型方案比選 結合大橋橋位河床斷面特性及橋位處的自然環(huán)境條件，以最大限結合大橋橋位河床斷面特性及橋位處的自然環(huán)境條件，以最大限度保障通

8、航、保障長江深水岸線利用、建設節(jié)約型工程為根本出發(fā)點，度保障通航、保障長江深水岸線利用、建設節(jié)約型工程為根本出發(fā)點，主橋最終選擇了主橋最終選擇了三塔兩跨懸索橋三塔兩跨懸索橋方案，跨徑布置為方案，跨徑布置為390+1080+1080+390m390+1080+1080+390m。為世界首次建造千米級三塔兩主跨懸索橋。為世界首次建造千米級三塔兩主跨懸索橋。 橋位下游長江橋位下游長江北岸岸線利用北岸岸線利用設計階段基礎資料、專題及科研成果報告一覽表設計階段基礎資料、專題及科研成果報告一覽表 序號分類報告名稱承擔單位1泰州公路過江通道1：2000比例尺地形圖航測數字化測圖江蘇省測繪工程院2泰州公路過江

9、通道氣候背景及風參數研究報告江蘇省氣象科學研究所3泰州長江公路大橋初步設計階段工程場地地震安全性評價江蘇省地震工程研究院4泰州公路過江通道工程地質勘察報告江蘇省交通規(guī)劃設計院5泰州長江公路大橋抗震性能及結構體系優(yōu)化研究同濟大學6泰州長江公路大橋結構抗風性能研究同濟大學7泰州長江公路大橋三塔兩跨懸索橋結構分析研究泰州長江公路大橋項目設計組8三塔懸索橋主纜與中主鞍座間抗滑移試驗研究泰州長江公路大橋項目設計組9泰州長江公路大橋船舶撞擊數模分析及基礎防撞研究上海船舶運輸科學研究所10泰州長江公路大橋橋墩沖刷模型試驗研究河海大學11泰州長江公路大橋建筑造型及美學設計研究同濟大學12三塔兩跨懸索橋上部結構

10、安裝施工技術研究中交第二公路工程局13泰州長江公路大橋錨碇沉井、中塔沉井基礎施工技術研究中國交通建設集團14大跨度預應力混凝土梁橋長期變形的控制技術研究解放軍理工大學15泰州大橋主塔樁基礎設計關鍵技術研究同濟大學16泰州大橋鋼塔疲勞設計荷載與方法研究同濟大學17夾江大橋連續(xù)箱梁裂縫控制和配筋設計研究東南大學18主纜除濕系統研究江蘇省院基礎資料專題及科研1. 1. 項目概況及技術標準項目概況及技術標準2. 2. 主橋方案選擇主橋方案選擇3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計4. 4. 關鍵技術問題及創(chuàng)新關鍵技術問題及創(chuàng)新日本來島大橋3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.1 3.1 多塔

11、懸索橋國內外設計及研究現狀多塔懸索橋國內外設計及研究現狀美國舊金山奧克蘭海灣大橋日本南、北備讚瀨戶大橋3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.1 3.1 多塔懸索橋國內外設計及研究現狀多塔懸索橋國內外設計及研究現狀 以前，在需連續(xù)大跨布置時，多將兩座或三座懸索橋聯袂布置，以前，在需連續(xù)大跨布置時，多將兩座或三座懸索橋聯袂布置，中間共用錨碇中間共用錨碇。 位于法國中部的Chateauneuf橋是一座五跨懸索橋，建于1840年，1937年重建，橋寬7m，跨徑布置為49.15m+ 3x59.50m+49.15m。3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.1 3.1 多塔懸索橋國內外設計及研

12、究現狀多塔懸索橋國內外設計及研究現狀 19 19世紀和世紀和2020世紀上半葉，歐洲建造了多座小跨徑多塔懸索橋，大世紀上半葉，歐洲建造了多座小跨徑多塔懸索橋，大部分采用塔頂縱向水平束來提高結構剛度。部分采用塔頂縱向水平束來提高結構剛度。莫桑比克Save河橋 1965年莫桑比克建成的Save河橋2（見下圖）是目前在正式文獻中唯一見到的已建多跨懸索橋，在莫桑比克獨立前由其宗主國葡萄牙設計和建造。該橋為五跨連續(xù)無加勁斜吊索懸索橋，跨徑布置為110+3210+110m，全長870m，橋寬10.6m 1961 1961年年7 7月建成日本小鳴門橋兩個主跨均為月建成日本小鳴門橋兩個主跨均為160m160m

13、，總長為，總長為441.4m441.4m，橋寬為，橋寬為7m7m，中塔為鋼筋混凝土，中塔為鋼筋混凝土A A形塔。形塔。 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.1 3.1 多塔懸索橋國內外設計及研究現狀多塔懸索橋國內外設計及研究現狀 智利智利ChacaoChacao海峽懸索橋海峽懸索橋主跨跨徑主跨跨徑為為1055m+1100m1055m+1100m，采用鋼加勁梁，全，采用鋼加勁梁，全寬寬23.3m23.3m，高，高3.5m3.5m，為雙向四車道；，為雙向四車道；主纜間距為主纜間距為21.6m21.6m；中間塔采用；中間塔采用A A型中型中塔，以保證其剛度。塔，以保證其剛度。 該橋因資金籌

14、措原因至今未實際該橋因資金籌措原因至今未實際展開。展開。 智利Chacao海峽懸索橋加勁梁斷面3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.1 3.1 多塔懸索橋國內外設計及研究現狀多塔懸索橋國內外設計及研究現狀 青島海灣大橋青島海灣大橋的工可曾提出主跨的工可曾提出主跨2x1200m1200m的三塔懸索橋的三塔懸索橋方案。方案。 陽邏大橋陽邏大橋的初步設計提出主跨的初步設計提出主跨2x700m2x700m的三塔懸索橋的三塔懸索橋方案，中塔采方案，中塔采用混凝土用混凝土A A型塔型塔 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.1 3.1 多塔懸索橋國內外設計及研究現狀多塔懸索橋國內外設計及研

15、究現狀3 9 01 0 8 01 0 8 03 9 0泰州揚中橋跨布置為：橋跨布置為：390+1080+1080+390m390+1080+1080+390m小四圩新二圩國土公園圩字平金城七隊金城六隊三塔懸索橋跨布置三塔懸索橋跨布置3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計三塔懸索橋跨布置三塔懸索橋跨布置三塔懸索橋墩位三塔懸索橋墩位 1080m22m149m1080m22m40.8m160m40.8m右岸岸坡較陡，主塔距水邊的距右岸岸坡較陡，主塔距水邊的距離稍許加大，以避免主塔基礎施離稍許加大，以避免主塔基礎施工堆載對邊坡造成不利影響工堆載對邊坡造成不利

16、影響 。右岸坡較陡，右邊塔不宜向江中右岸坡較陡，右邊塔不宜向江中移動，如主跨跨度減小為移動，如主跨跨度減小為2x1040m2x1040m，由于南邊塔控制點不，由于南邊塔控制點不動北邊塔塔向江中移動動北邊塔塔向江中移動80m80m，主，主跨跨度減小跨跨度減小3.7%3.7%，主塔基礎設置，主塔基礎設置在在-2.0m-2.0m的淺水中，施工大為不的淺水中，施工大為不便。便。 橋位處橋位處2.0m2.0m高程水面線寬度高程水面線寬度2100m 2100m 1080108067067.5+70+100+70+67.52X1080m懸索橋120120540540540540789143078956+67

17、+6767+67+566391430m懸索橋39039065+100+65670980570300803001740980m斜拉橋806393. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計小四圩圩金城六隊北錨碇位置選擇北錨碇位置選擇 南錨碇位置選擇南錨碇位置選擇 北錨前沿距大堤最小水平距離北錨前沿距大堤最小水平距離134m134m，另一個方向另一個方向175m175m?？紤]到結構對稱性和景觀上的需要，考慮到結構對稱性和景觀上的需要，南岸邊跨也取為南岸邊跨也取為390m390m。 南錨碇前沿距大堤堤頂的水平距離較南錨碇前沿距大堤堤頂的水平距離較北岸大，為北岸大，

18、為193m193m，三塔懸索橋跨布置三塔懸索橋跨布置3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計n 橋跨結構合理的豎向剛度橋跨結構合理的豎向剛度n 主纜與鞍座間抗滑移安全主纜與鞍座間抗滑移安全n 中塔本身的強度及穩(wěn)定安全中塔本身的強度及穩(wěn)定安全n 盡量降低工程數量盡量降低工程數量主要目標主要目標n 中塔的剛度（材料、外形、塔高）中塔的剛度（材料、外形、塔高）n 結構支承體系（支承模式、中央扣等）結構支承體系（支承模式、中央扣等）關鍵關鍵結構行為特點結構行為特點3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計三塔懸索橋結構比

19、選三塔懸索橋結構比選 n中中 塔塔n支承體系支承體系n其其 它它塔型塔型邊中塔高差邊中塔高差材料材料結構比選結構比選 A A型塔型塔I I型塔型塔人字型塔人字型塔混凝土混凝土鋼鋼鋼與混凝土混合鋼與混凝土混合塔梁間縱、橫、豎向連接塔梁間縱、橫、豎向連接中央扣中央扣矢跨比矢跨比邊塔邊塔主梁高度主梁高度中塔基礎中塔基礎錨碇基礎等錨碇基礎等3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 n 橋跨豎向剛度合適橋跨豎向剛度合適n 主纜與鞍座間抗滑移問題得到較好的解決主纜與鞍座間抗滑移問題得到較好的解決n 中塔強度安全有保障中塔強度安全有保障n 中塔穩(wěn)定滿足規(guī)范要求中塔穩(wěn)定滿足規(guī)范要求n 中塔及中塔基礎工程規(guī)模較

20、小中塔及中塔基礎工程規(guī)模較小 比選一般原則比選一般原則 n A A型塔型塔n I I型塔型塔n 人字型塔人字型塔中塔考慮塔型中塔考慮塔型 中塔方案比選中塔方案比選3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 中塔方案比選中塔方案比選 結論：結論：方案一作為中塔推薦方案。方案一作為中塔推薦方案。方案一：K形上橫梁人字形鋼中塔方案二：叉形上橫梁人字形鋼中塔方案三：A形混凝土中塔立面立面?zhèn)让媪⒚鎮(zhèn)让鎮(zhèn)让?5.9006.00065.900+59.1416.000+81.6764188.50078.00+59.1416.00065.900+81.676478.00188.500188.50050072002

21、253.518250104601205021355006001800180021355314.1549050050060021352135500358040801105010682.46501500300600360018008002202202202203580408072002253.51146018250111607321.71825070052901800180054905314.16005006003500/23500/252906007006004270/24270/2500500600 50010682.4110505003006003838.3600 5006003580/24

22、080/23580/24080/23. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 方案二：叉形上橫梁混凝土邊塔方案三：K形上橫梁鋼邊塔方案一：K形上橫梁混凝土邊塔立面?zhèn)让媪⒚鎮(zhèn)让媪⒚鎮(zhèn)让?004300/270090053.000180.0001780090042002.0001165010504180/24180/21000800178004300/2360360360鋼斜撐80053.0001780080010004180/24180/22.000180.0007004300/25008001140041001000178004300/2178001090017200124006002080208

23、0+53.000+2.0003900600+2.0009600600510015003006504080+180.000300700+180.000結論：結論：與中塔推薦方案對應的方案一作為邊塔推薦方案。與中塔推薦方案對應的方案一作為邊塔推薦方案。邊塔方案比選邊塔方案比選 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 邊塔剛度比較邊塔剛度比較 n邊塔剛度對主要構件內力和變形基本沒有影響。邊塔剛度對主要構件內力和變形基本沒有影響。3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 中邊塔高度比較中邊塔高度比較 塔高比較的主要結果塔高比較的主要結果3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 中邊塔高度比較中邊塔高

24、度比較 塔高比較的主要結果塔高比較的主要結果塔高比較結論塔高比較結論 經多方面綜合比選經多方面綜合比選,再考慮景觀因素，最終采用中塔較邊塔高再考慮景觀因素，最終采用中塔較邊塔高20m（第三方案）的主塔高度方案。（第三方案）的主塔高度方案。 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 支承體系比選支承體系比選1 1、主梁與中塔的豎向連接、主梁與中塔的豎向連接n豎向豎向支座豎向豎向支座n設設0 0吊索吊索n梁塔間豎向不約束梁塔間豎向不約束 結論：結論：中塔處不設豎向剛性約束、但設豎向限位擋塊的支承中塔處不設豎向剛性約束、但設豎向限位擋塊的支承方式。方式。通過上下游豎向限位擋塊聯合作用，使主梁的扭轉振

25、動得通過上下游豎向限位擋塊聯合作用，使主梁的扭轉振動得到一定程度的約束，對于減小風荷載作用下扭轉振動的振幅有所到一定程度的約束，對于減小風荷載作用下扭轉振動的振幅有所幫助。幫助。3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 支承體系比選支承體系比選2 2、主梁與中塔的縱向連接、主梁與中塔的縱向連接n縱向不約束縱向不約束n彈性索約束彈性索約束n剛性擋塊約束剛性擋塊約束梁塔間縱向設約束梁塔間縱向設約束n顯著提高主纜與中主鞍座間抗滑移安全系數顯著提高主纜與中主鞍座間抗滑移安全系數n減小加勁梁豎向撓度減小加勁梁豎向撓度n改善中主塔受力改善中主塔受力n極大的減小加勁梁縱向活載位移極大的減小加勁梁縱向活載位移

26、 結論：主梁與中塔間設置縱向彈性約束，構造相對簡單結論：主梁與中塔間設置縱向彈性約束，構造相對簡單 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 支承體系比選支承體系比選3 3、中央扣、中央扣n不設中央扣不設中央扣n設一對柔性中央扣設一對柔性中央扣n設三對柔性中央扣設三對柔性中央扣3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 支承體系比選支承體系比選結論：不采用設中央扣方案。結論：不采用設中央扣方案。3 3、中央扣、中央扣優(yōu)點：優(yōu)點：減小加勁梁縱向活載位移減小加勁梁縱向活載位移只設置一對中央扣，效果不顯著只設置一對中央扣，效果不顯著設三對中央扣，對抗滑移及加載跨的撓度有改善設三對中央扣，對抗滑移及加載

27、跨的撓度有改善缺點：缺點：存在卸載、疲勞破壞隱憂存在卸載、疲勞破壞隱憂主梁上的錨固構造比較復雜主梁上的錨固構造比較復雜彈性索的拉力有較大增加彈性索的拉力有較大增加3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 矢跨比比選矢跨比比選隨主纜矢跨比的減?。弘S主纜矢跨比的減?。簄 主纜絲股的抗滑安全系數主纜絲股的抗滑安全系數 K K 有所增加，但增加幅度不大有所增加，但增加幅度不大n 對中塔截面的應力影響不大對中塔截面的應力影響不大 n 主梁撓度同步增加主梁撓度同步增加 n 主纜、錨碇的工程數量增加主纜、錨碇的工程數量增加3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 隨著主纜矢跨比減?。弘S著主纜矢跨比減?。簄

28、扭轉基頻減小扭轉基頻減小n 豎彎基頻增加豎彎基頻增加n 扭彎頻率比減小扭彎頻率比減小n 顫振臨界風速減小顫振臨界風速減小綜合全橋靜、動力分綜合全橋靜、動力分析比選，以減少工程數量析比選，以減少工程數量為考量，三塔懸索橋方案為考量，三塔懸索橋方案主纜矢跨比采用主纜矢跨比采用1/91/9。 矢跨比比選矢跨比比選3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 加勁梁梁高比較加勁梁梁高比較 n加勁梁高度的變化，對活載撓度有輕微影響加勁梁高度的變化，對活載撓度有輕微影響n對其他指標基本沒有影響。對其他指標基本沒有影響。3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 加勁梁梁高比較加勁梁梁高比較 梁高增大，對提高抗風

29、穩(wěn)定梁高增大，對提高抗風穩(wěn)定性十分有利。性十分有利。3.5m3.5m比比3.0m3.0m增加的鋼料有限增加的鋼料有限結論：綜合靜動力比較，初結論：綜合靜動力比較，初步設計加勁梁高度取步設計加勁梁高度取3.5m3.5m。 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 中塔基礎比選中塔基礎比選 n 圓形沉井圓形沉井n 矩形沉井矩形沉井n 群樁基礎群樁基礎 118118根根3.1m/2.8m3.1m/2.8m鉆孔鉆孔灌注樁。樁長灌注樁。樁長105m105m。 長寬高長寬高58.658.644.5 76m直徑直徑64m,高高76m3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 中塔基礎比選中塔基礎比選經綜合比較

30、經綜合比較, , 圓角矩形沉井優(yōu)于圓形沉井。圓角矩形沉井優(yōu)于圓形沉井。3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 中塔基礎比選中塔基礎比選經綜合比較經綜合比較, , 推薦沉井方案。推薦沉井方案。3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 錨碇基礎方案比選錨碇基礎方案比選矩形沉井基礎矩形沉井基礎北錨碇北錨碇52.0m52.0m58.858.857m57m；南錨碇；南錨碇50.0m50.0m56.856.851m51m。矩矩形形沉沉井井亞 粘 土 （ 混 粉 砂 ）注漿片石AA600400B-BA-A淤 泥 質 亞 粘 土粉 砂粉 砂 （ 密 實 ）中 砂 （ 密 實 ）10005880片石漿注水水5

31、910BB沉 井 蓋 板-55.02.0水水片 石 注 漿片 石 注 漿水片 石 注 漿水片 石 注 漿52005880片 石 注 漿水片 石 注 漿水片 石 注 漿片 石 注 漿水水沉 井 封 底（ 軟 塑 ）（ 中 密 稍 密 ）57003. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 錨碇基礎方案比選錨碇基礎方案比選圓形沉井基礎圓形沉井基礎北錨外徑北錨外徑65m65m，南錨外徑，南錨外徑63m63m，沉井高分別為，沉井高分別為57m57m和和51m51m。 圓圓形形沉沉井井3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 錨碇沉井基礎方案比選錨碇沉井基礎方案比選矩形沉井布置緊湊，與錨碇外形良好匹配，縱向

32、剛度大，受力合理。矩形沉井布置緊湊，與錨碇外形良好匹配，縱向剛度大，受力合理。 結論：結論：推薦矩形沉井基礎方案。推薦矩形沉井基礎方案。 矩形沉井與圓形沉井工程數量比較矩形沉井與圓形沉井工程數量比較( (以北錨為例以北錨為例) ) 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 不同持力層沉井工程數量比較表不同持力層沉井工程數量比較表淺埋：淺埋：由于軟塑的亞粘土（北錨）和稍密的粉砂（南錨）承載力太低，由于軟塑的亞粘土（北錨）和稍密的粉砂（南錨）承載力太低，易沉降，不宜作為持力層。故不考慮該方案。易沉降，不宜作為持力層。故不考慮該方案。中埋、深埋的比較：中埋、深埋的比較：雖然深埋于雖然深埋于中砂層中砂

33、層的地基承載力較中埋于的地基承載力較中埋于粉砂層粉砂層要大，但由于錨碇受力的特點決定了沉井的最小平面尺寸是由基底的要大，但由于錨碇受力的特點決定了沉井的最小平面尺寸是由基底的偏心距控制的。深埋時沉井平面尺寸為偏心距控制的。深埋時沉井平面尺寸為52.852.850m50m，深度，深度65m65m，因此工，因此工程數量、施工難度和費用均大于中埋方案。程數量、施工難度和費用均大于中埋方案。 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 錨碇沉井埋深比選錨碇沉井埋深比選主要計算結果主要計算結果 錨碇沉井埋深比選錨碇沉井埋深比選3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 錨碇基礎方案比選錨碇基礎方案比選地下連

34、續(xù)墻地下連續(xù)墻外形尺寸與沉井相同，墻體錨固于基底以下外形尺寸與沉井相同，墻體錨固于基底以下29m29m（北錨）和（北錨）和26m26m（南錨）（南錨）南錨墻體高南錨墻體高77m77m，北錨墻體高，北錨墻體高86m86m。160 1080520010805880200片石注漿片石注漿片石注漿1080 160160片石注漿片石注漿1080片石注漿水水水水水水片石注漿12501602001250200片石注漿20016012501250160水水平面圖43002900-84.0中砂1000粉砂-55.0底 板水水片石注漿 片石注漿粉砂5880+2.02001601250125016016020012

35、501250400頂 板600淤泥質亞粘土亞粘土（混粉砂）3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 錨碇基礎方案比選錨碇基礎方案比選結論：推薦矩形沉井基礎方案。結論：推薦矩形沉井基礎方案。 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 主橋結構方案主要比選一覽表主橋結構方案主要比選一覽表主橋方案比較一覽表矩形沉井基礎比較推薦方案比較的項目橫梁人字形鋼中塔方案二：叉形上梁人字形鋼中塔方案一：K形上橫混凝土中塔方案三：A形中塔樁基礎中塔基礎圓形沉井基礎橫梁鋼邊塔及配套樁基邊塔及基礎砼邊塔及配套樁基方案一：K形上橫梁混推薦方案比較的項目比較砼邊塔及配套樁基方案二：叉形上橫梁錨碇基礎中央扣沉井基礎方案三：

36、K形上地下連續(xù)墻基礎無有3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 支承體系支承體系線 - 表示阻尼器。 - 表示活動支座 。附注: - 表示彈性索。 - 表示限位擋塊。加勁梁中心線彈性索加勁梁縱向支承示意加勁梁中心線加勁梁側向支承示意加勁梁中心線加勁梁豎向支承示意中心邊塔塔心線中主塔心線中邊3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計主纜和吊索主纜和吊索 n每根主纜由每根主纜由169169股索股組成，每根索股由股索股組成，每根索股由9191絲直徑為絲直徑為5.2mm5.2mm的鍍鋅高強鋼絲組成。的鍍鋅高強鋼絲組成。n鋼絲極限抗拉強度為鋼絲極限抗拉強度為16

37、70MPa1670MPa，單根索股，單根索股無應力長約無應力長約3100m3100m。n吊索采用高強平行鋼絲，吊索標準間距吊索采用高強平行鋼絲，吊索標準間距為為16.0m16.0m，鋼絲標準強度為，鋼絲標準強度為1670MPa1670MPa。上下。上下兩端均采用銷接式，錨頭采用熱鑄錨。兩端均采用銷接式，錨頭采用熱鑄錨。n 索夾采用銷接式，索夾材料采用索夾采用銷接式，索夾材料采用ZG20SiMnZG20SiMn 加 勁 梁錨 頭箱 梁 耳 板吊 索減 振 架索 夾錨 頭主 纜L3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計n主纜矢跨比采用主纜矢跨比采用1/91

38、/9，主纜橫向中心距為，主纜橫向中心距為34.8m34.8m。加勁梁加勁梁 梁高梁高3.5m3.5m，全寬，全寬39.1m39.1m，內側普通車道和緊急停車帶頂板厚，內側普通車道和緊急停車帶頂板厚14mm14mm，并采，并采用用6mm6mm厚厚U U形肋加勁，外側重車道形肋加勁，外側重車道6m6m范圍內頂板厚范圍內頂板厚16mm16mm，并采用，并采用8mm8mm厚厚U U形肋形肋加勁，采用加勁，采用Q345dQ345d鋼。鋼。9 3 3 3 . 49 3 3 3 . 41 2 0 01 2 0 02 0 0 07 5 07 5 0緣路帶帶隔分帶緣路設 計 高 程 位 置泄 水 管泄 水 管箱

39、 內 小 車 及 人 行 孔3 9 1 0 01 0 4 0 01 0 4 0 0光 纜 孔管 線 孔6 2 5 02 9 0 0中 央 分 隔 帶 防 撞 護 欄3 x 3 7 5 0 = 1 1 2 5 03 0 0 05 0 01 4 0 04 5 03 x 3 7 5 0 = 1 1 2 5 03 0 0 01 4 0 05 0 04 5 03 3 0 0 0 / 23 3 0 0 0 / 23 5 8 0 0 / 23 5 8 0 0 / 23 6 7 0 0 / 23 6 7 0 0 / 23 9 1 0 0 / 23 9 1 0 0 / 2燈 柱主 纜吊 索 中 心 線邊 緣 防

40、 撞 護 欄邊 緣 防 撞 護 欄燈 柱吊 索 中 心 線主 纜5 . 5 c m 橋 面 鋪 裝2 %2 %管 線 孔129235001841129218416 2 5 02 9 0 03. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計邊塔設計邊塔設計 n 群樁基礎，單樁直徑群樁基礎，單樁直徑2.8m2.8m，共共4646根，樁長根，樁長98m98m（南塔）和（南塔）和103m103m（北塔），按摩擦樁設（北塔），按摩擦樁設計；計；n 啞鈴型承臺，平面尺寸啞鈴型承臺，平面尺寸32.632.632.556m32.556m，厚，厚6m6m；180.0004.300

41、下 橫 梁 斷 面下 橫 梁 斷 面塔 底 斷 面塔 頂 斷 面175709003970117509004080/24080/29001175039709001757090080060010005050800600827.9838.490080090050950811.13. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計n混凝土索塔，塔高混凝土索塔，塔高175.7m175.7m。60011300280鉆孔樁線心中梁橋立 面A-AA+2.0011300側 面280鉆孔樁310鋼護筒4646-12.13局部沖刷線-9.00鋼護筒底K15+356.0一般沖刷線-1.7

42、5地面高程+2.40礫砂l(fā)細砂-117.72X-104.1礫砂l(fā)-111.5細砂-97.6XX-86.1細砂-73.6中砂礫砂F-65.4z細砂-58.0X亞粘土-45.2亞粘土-35.5-38.0細砂X-17.1細砂粉砂C-13.6X2.40亞粘土亞粘土-5.600.75ZK6012.40A-4.00-5.50封底混凝土600849.21581.6849.23280474.62530.8273.9 1247.4 273.92530.8474.643267806168016002300490716.9-117.00300邊塔基礎邊塔基礎 n 北邊塔北邊塔4646根根 3.1 3.12.8m2.

43、8m鉆孔灌注樁，樁長鉆孔灌注樁，樁長103m103m，n 南邊塔南邊塔4646根根 3.1 3.12.8m2.8m鉆孔灌注樁，樁長鉆孔灌注樁，樁長98m98m。 n 承臺平面尺寸為承臺平面尺寸為78.06m78.06m 32.8m32.8m，厚，厚6m,6m,為啞鈴狀。為啞鈴狀。 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計錨體結構錨體結構 n 南北錨碇結構相同。南北錨碇結構相同。n 后錨體高度為后錨體高度為18.4818.48米，錨碇長度米，錨碇長度50.350.3米，后錨體橫向寬度米，后錨體橫向寬度4747米。米。6002450K14+966.0600

44、34.256+2.0-55.05200錨碇基礎+2.5錨碇基礎線心中梁橋5000/23580/2A-A后澆錨體AA552.52460/21120平 面?zhèn)攘⒚嬷骼|中心線3580橋 梁 中 心 線錨 體前錨面后錨面500BB5200錨碇基礎+2.5B-B5000主纜理論散索點+26.5132215090049802400200055305200/25880900300線心中梁橋35805000300沉井蓋板400K14+981.0K14+931.0N06號墩N05號墩N06號墩N05號墩5000（引橋橋墩未示）（引橋橋墩未示）5505503. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.2 3.2 結

45、構方案設計結構方案設計南錨碇基礎南錨碇基礎 n 南錨碇采用南錨碇采用52.0m52.0m67.9m67.9m，沉井高，沉井高41m41m，平面布置了，平面布置了2020個井孔。個井孔。n 沉井底節(jié)沉井底節(jié)8m8m為鋼殼混凝土，其余節(jié)為鋼筋混凝土。為鋼殼混凝土，其余節(jié)為鋼筋混凝土。3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計BB亞砂土（松散）淤泥質亞粘土粉砂（稍密）粉細砂（密實）500600A-A679020沉井蓋板沉井封底683020800-39.02.0粉細砂（中密）4100B-BAA67905200C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20

46、混凝土(1:400)(1:400)泰州揚中C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土北錨碇基礎北錨碇基礎 n 北錨沉井采用北錨沉井采用52.0m52.0m67.9m67.9m，沉井高，沉井高57m57m，平面布置了，平面布置了2020個井孔個井孔n 沉井底節(jié)沉井底節(jié)8m8m為鋼殼混凝土，其余節(jié)為鋼筋混凝土。為鋼殼混凝土，其余節(jié)為鋼筋混凝土。3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.2 3.2 結

47、構方案設計結構方案設計（軟塑流塑）水6790B-BAA600A-A淤泥質亞粘土粉砂（稍密中密）粉細砂（密實）粗礫砂（密實）6790水BB沉井蓋板-55.02.0沉井封底亞粘土（混粉砂）5200C20混凝土C20混凝土C20混凝土水水水水水水水水683020(1:400)粉砂（松散）(1:400)揚中泰州5700C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土C20混凝土中塔基礎中塔基礎 n 平面尺寸為平面尺寸為58m58m 44m44mn 鋼沉井高鋼沉井高38m38m，砼沉，砼沉井高井高38m38m，沉井總高，

48、沉井總高76m76m。n 整個沉井基礎將下沉整個沉井基礎將下沉到標高到標高-70m-70m的深度，的深度，施工中受水流、潮汐、施工中受水流、潮汐、大風、河床沖刷等不利大風、河床沖刷等不利因素影響，技術難度極因素影響，技術難度極大。大。504018001800墩 座7207206450頂 平 面1/2 2-25040/25040/2墩 座最 高 通 航 水 位 +5.92m承 臺5860/26450/26450/2470011m 封底混凝土7600+8.00-70.0011墩 座防 撞 設 施承 臺3200 混凝土沉井800-15.4原 河 床 面-19.27一 般 沖 刷-59.57局 部 沖

49、 刷-67.68礫 砂粉 砂細 砂最 低 通 航 水 位 -0.19m21352135K16+436.000橋梁中心線橋墩中心線橋梁中心線橋梁中心線221/2 1-11200-26.08-55.08細 砂-68.88粉 砂-76.58細 砂33445820/244506x600-78.58中 砂1/2 3-31/2 正 立 面1/2 4-41/2 側 立 面3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計中塔防撞措施中塔防撞措施 根據船舶撞擊數模分析及基礎防撞研究報告：n 低水位斜角度撞擊時，球鼻艏可能直接撞擊井壁；n 高水位斜角度撞擊時，船舶的艏部前端結構可

50、能直接撞擊墩身 。5萬噸級船舶低水位45度角撞擊分析 5萬噸級船舶高水位斜角度撞墩身分析 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 為避免塔身遭到大型船舶的撞擊，考慮在井冒外加鋼質套箱，鋼質套箱的設置有以下二個方案： 正立面800防撞設施承臺800防撞設施承臺800防撞設施承臺橋梁中心線3002001385方案一：4個塔柱周圍加裝防撞套箱方案方案二：承臺周圍全部加裝防撞套箱方案138510003002006440213064402130橋梁中心線承臺防撞設施正立面主撞側頂平面橋梁中心線墩座橋梁中心線頂平面墩座800中塔防撞措施中塔防撞措施 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 主要施工步驟

51、主要施工步驟n 鋼沉井制造、拼裝、下河鋼沉井制造、拼裝、下河n 鋼沉井浮運、在墩位或拼裝碼頭處接高，墩位錨碇定位鋼沉井浮運、在墩位或拼裝碼頭處接高，墩位錨碇定位n 壓水著床、鋼沉井井壁砼填充壓水著床、鋼沉井井壁砼填充n 沉井鋼筋砼井壁接高、下沉沉井鋼筋砼井壁接高、下沉 n 沉井封底、承臺施工沉井封底、承臺施工 中塔大型沉井基礎施工中塔大型沉井基礎施工 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 中塔大型沉井基礎施工中塔大型沉井基礎施工 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 中塔大型沉井基礎施工中塔大型沉井基礎施工 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 n 縱向人字型鋼塔，塔高縱向人字型鋼

52、塔，塔高191.5m191.5mn交點以上、以下塔高分別為交點以上、以下塔高分別為122.0m122.0m和和69.5m69.5m。兩條斜腿在塔底的叉開量為。兩條斜腿在塔底的叉開量為34.75m34.75m。斜腿段傾斜度為。斜腿段傾斜度為1 1：4 4。 n 設兩道橫梁。設兩道橫梁。n 高程高程+135.04m+135.04m以下采用以下采用Q420qDQ420qD鋼，鋼，其余節(jié)段及上下橫梁均采用其余節(jié)段及上下橫梁均采用Q370qDQ370qD鋼。鋼。3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 中鋼塔設計中鋼塔設計3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計u 中塔主要構造中塔主要構造順橋向：順橋向

53、： 塔頂塔頂 6.6m 10.6m6.6m 10.6m 10.6m 15.54m 10.6m 15.54m 6.0m 6.0m 橫橋向橫橋向:5m:5m塔柱塔柱: : 單箱多室布置單箱多室布置壁板厚壁板厚:44mm:44mm60mm60mm腹板厚腹板厚:44mm:44mm60mm60mm加勁肋加勁肋:40mm:40mm48mm48mm直線直線圓曲線圓曲線( (下塔柱下塔柱) )( (等寬等寬) )3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 中鋼塔設計中鋼塔設計3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計 u塔柱節(jié)段的劃分與連接塔柱節(jié)段的劃分與連接 共共2121個節(jié)段個節(jié)段 節(jié)段長度：節(jié)段長度：7.5

54、m7.5m15m15m 最大節(jié)段最大節(jié)段D5D5：495t495t D5 D5段以上節(jié)段：段以上節(jié)段：140t140t以內以內 傳壓力時：傳壓力時：壁板、腹板各按壁板、腹板各按5050計，計， 加勁肋按加勁肋按4040計計 有拉應力時：有拉應力時：全按高強度螺栓傳遞全按高強度螺栓傳遞 均采用均采用M30M30摩擦型高強螺栓摩擦型高強螺栓10.775+ 6 . 0 0 01 7 . 3 7 5 1 7 . 3 7 54.143.652.5152 1 . 32 1 . 3 .+ 6 . 0 0 01 9 1 . 5D 0D 1Q370qDQ420qDD 5D 4D 3D 21 7 . 41 7 .

55、 4+ 6 5 . 9 0 0+ 2 0 0 . 0 0A - - A 立 面 圖3 1 5146 6 0 0601191.5D 6D 7D 8D 9D 1 0D 1 1D 1 2D 1 3D 1 4D 1 5D 1 6D 1 7D 1 8D 1 9D 2 067.58392126243. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 中鋼塔設計中鋼塔設計3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 3.3 3.3 中鋼塔設計中鋼塔設計 下塔柱架設：浮吊大節(jié)段安裝下塔柱架設：浮吊大節(jié)段安裝 減少了節(jié)段現場接縫數量，減少了節(jié)段現場接縫數量， 加快了施工進度。加快了施工進

56、度。3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 上塔柱架設：塔吊安裝上塔柱架設：塔吊安裝保證了節(jié)段安裝精度；確保了施工安全。保證了節(jié)段安裝精度；確保了施工安全。中鋼塔設計中鋼塔設計3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計吊臂與吊重范圍起吊能力與節(jié)段劃分起吊能力與節(jié)段劃分 3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 中鋼塔設計中鋼塔設計 吊臂長度吊臂長度在在22m22m左右，起左右，起吊重量限制在吊重量限制在150t150t以下，加以下，加上上8t8t吊具，實吊具，實際有效吊重在際有效吊重在142t142t以內。以內。3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計為

57、增加節(jié)段長度，減少橫向拼接縫，考慮采用豎向分塊方案為增加節(jié)段長度，減少橫向拼接縫，考慮采用豎向分塊方案100010001000人孔電梯孔N11N21N21N21N22N22t=10t=10N23N21t=10N22縱向拼接縫N2010012001200N8aN8aN8aN8at=10樓梯道1008001001000500R100N22N22400500500500N18aN12aN12N11N3N4N4N3N8N8N8N8N7N7N9N9aN9aN10N10N9N9aN9aN4N3N6N5N5N4N3N2N2N1N15000600.1600.1600.1600.1399.83x12001040

58、0600700120012007006003x1200399.8R5014509001500R10010001000100N73006001501509001450塔內側N7N107006001200600100010001000100700N840070060070060012007001003. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 中鋼塔設計中鋼塔設計3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計為取消豎向螺栓拼縫，增加景觀效果，將豎向拼縫設于中腹板處為取消豎向螺栓拼縫，增加景觀效果，將豎向拼縫設于中腹板處3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 豎向拼接大樣豎向拼接大樣豎向拼接大樣豎向拼接大樣

59、中鋼塔設計中鋼塔設計3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計 塔頂縱向不平衡力對塔底的力矩主要塔頂縱向不平衡力對塔底的力矩主要由兩塔柱軸向力與張開距離予以平衡由兩塔柱軸向力與張開距離予以平衡 汽車一跨滿載，一跨空載情況：截面縱向彎矩值最大；非加載側有拉汽車一跨滿載，一跨空載情況：截面縱向彎矩值最大；非加載側有拉應力出現應力出現 恒載及兩跨滿載作用時，塔柱軸向壓力引起承臺內的水平拉力恒載及兩跨滿載作用時，塔柱軸向壓力引起承臺內的水平拉力塔底錨固方案塔底錨固方案 u 塔根受力特點塔根受力特點3. 3. 三塔懸索橋設計三塔懸索橋設計 中鋼塔設計中鋼塔設計3.2 3.2 結構方案設計結構方案設計塔柱與

60、承臺連接方式塔柱與承臺連接方式 鉸接鉸接 固結固結 連接受力簡單、承臺受力明確連接受力簡單、承臺受力明確 需設置大型鋼支座，更換困難需設置大型鋼支座，更換困難 不采用不采用螺栓錨固法螺栓錨固法 塔柱埋入法塔柱埋入法 承壓板與承臺頂面?zhèn)鬟f壓力承壓板與承臺頂面?zhèn)鬟f壓力螺栓錨固承擔彎矩引起的拉力螺栓錨固承擔彎矩引起的拉力通過剪力件及砼受剪傳力通過剪力件及砼受剪傳力 易造成砼內部受拉，承臺受力不利易造成砼內部受拉，承臺受力不利 截面拉應力由螺栓傳遞到承臺底面截面拉應力由螺栓傳遞到承臺底面對承臺的受力較有利對承臺的受力較有利不采用不采用推薦采用推薦采用u 塔底錨固方式構思塔底錨固方式構思3. 3. 三塔