平潭桥设计演示幻灯片.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,新建福州至平潭铁路,中铁大桥勘测设计院集团有限公司,平潭海峡公铁两用大桥,2013,年,12,月,设计简介,简 介 内 容,一、工程概述,二、建设条件,三、主要技术标准,四、总体设计,五、桥梁主体结构设计,六、桥梁附属及其他工程,七、指导性施工组织设计,八、工程预算,一、工程概述,项目概况,设计范围,一、工程概述,项目位于福建省中东部。,平潭海峡公铁大桥,平潭公路桥,福州市,平潭岛,一、工程概述,平潭岛,福州方向,大桥是福平铁路控制性工程,跨海桥梁全长,16.34km,。,我院设计全长,11.15km,。,二、建设条件,地形地貌,气象条件,海域水文,通航状况,工程地质,地震,2.1,地形地貌,陆地：低丘陵、台地和冲积平原,水域：岛屿多、地形变化大、礁石多、航道窄、,水急,浪高,松下岸边,人屿岛,小练岛,长屿岛,2.2,气象条件,桥址区气象站,长屿气象站,平潭站,2.2,气象条件,雾,雾日数年平均,20.8,天,风,8,级大风天数,117125,基本风速,10,(m,s),44.8,2.3,海域水文,项目,工程区域,桥位区海水深度,0,40m,百年一遇最大设计流速,3.09 m/s,100,年重现期浪高,(m,）,9.69 m,2.4,通 航,松下,平潭岛,1,规划航道,2,4,3,港口航道,牛头湾作业区,山前作业区,2.4,通 航,通航净空尺度及桥跨,航道等级,通航孔布置,通航净空,BxH(m),通航孔桥跨,(m),备注,50000t,单孔双向,46152.1,532,元洪航道,单孔单向,26052.1,336,大,小练岛水道,5000t,单孔双向,24640.91,364,鼓屿门水道,500t,双孔单向,7519.7,2x168,北东口水道,B1,H,B1,B,H,2.5,工程地质,覆盖层主要为淤泥及砂土，厚度变化大,，,最大覆盖层达,40m,；,基岩主要为花岗岩、流纹岩、凝灰岩、英安岩和火山角砾岩。,。,2.5,工程地质,球形风化,危岩与崩塌,断裂破碎带和节理裂隙带,不利地质条件,三、主要技术标准,铁路技术标准,公路技术标准,3.1,铁路技术标准,双线,I,级铁路,设计速度：,200km/h,最大纵坡：,13,3.2,公路技术标准,高速公路,双向六车道,设计速度：,100 km/h,四、总体设计,桥位概况,平面设计,纵断面设计,横断面设计,桥跨布置,长屿岛,松下,人屿岛,小练岛,平潭岛,大练岛,4.1,桥位概况,4.2,平面设计,平面线形,减小桥轴线法线与水流夹角，满足通航要求；,避免过多弯折和绕行，提升服务水平；,减少征地拆迁，节省工程投资；,4.3,纵断面设计,满足各通航孔的通航净空要求；,满足铁路线路规范及两侧接线要求；,4.4,横断面设计,航道桥,引桥,4.5,桥跨布置,桥梁分类,(1),元洪航道桥,(2),鼓屿门水道桥,(3),大小练岛水道桥,(4),深水高墩区引桥,(,水深,15m),(5),浅水区引桥,(,水深,15m),(6),陆地高墩区引桥,(,平均墩高,30m),(7),陆地低墩区引桥,(,平均墩高,30m,),(8),铁路路基,通航孔桥,非通航孔桥,4.5,桥跨布置,实施方案桥跨布置,元洪航道：主跨,532 m,钢桁混合梁斜拉桥；,鼓屿门水道：主跨,364m,钢桁混合梁斜拉桥；,大小练岛水道,：主跨,336m,钢桁混合梁斜拉桥；,深水高墩区引桥,跨度,80m,、,88m,简支钢桁结合梁,；,浅水及陆地高墩区引桥,跨度,48,米,混凝土箱梁,；,陆地低墩区引桥,跨度,40,米,混凝土箱梁,；,4.5,桥跨布置,全桥局部效果图,五、桥梁主体结构,元洪航道桥,鼓屿门水道桥,大小练岛水道桥,深水高墩区引桥,浅水及陆地高墩区引桥,陆地低墩区引桥,铁路路基,5.1,元洪航道桥,总体布置,桥跨布置：（,132+196+532+196+132,）,m,斜拉桥；,主梁公路面：有索区为钢桥面板、无索区为混凝土桥面板；,主梁,5.1,元洪航道桥,公路钢桥面横断面布置,带副桁的“,N”,形桁架；,桁高,13.5m,；,节间长度,14m,；,主桁间距,15m,；,公路、铁路均采用整体钢桥面板；,主梁,5.1,元洪航道桥,公路结合梁横断面布置,带副桁的“,N”,形桁架；,桁高,13.5m,；节间长度,14m,；主桁间距,15m,；,公路采用结合梁，混凝土板厚,40cm,；,铁路采用整体钢桥面板；,梁段以,2,个节间钢桁梁全焊桁段构造为主。,斜拉索,5.1,元洪航道桥,为,7mm,高强平行钢丝索，最大索力,1370 t,；,平行双索面，索面间距,35.6m,，扇形布置；,梁上纵向索距,14m,，塔上竖向索距,2.5m,；,主塔,5.1,元洪航道桥,塔高,222m,；,纵向尺寸,915m,，横向,610m,；上横梁宽,9.5m,，高,7.0m,；,下横梁宽,12m,，高,8.0m,；,主塔斜拉索锚固采用钢锚梁。,主墩基础,5.1,元洪航道桥,N03#,主墩设计,38,根直径,3.0m,钻孔桩,，,桩长,27m,；,承台平面尺寸,75.936m,，厚,7.5m,，带圆端的哑铃型。,主墩基础,5.1,元洪航道桥,N04#,主墩设计,36,根直径,3.0m,钻孔桩，桩长,44m,；,承台平面尺寸与,N03#,相同。,辅助墩基础设计,5.1,元洪航道桥,15,根直径,3.0m,钻孔桩；,承台平面尺寸,35.618m,，厚,5.5m,；,桥墩采用门式桥墩，顺桥向墩顶厚,6.5m,，横桥向宽,24m,；,静力计算,静力结果,项目,挠度,梁端转角,（弧度）,公路,(mm),铁路,(mm),挠跨比,中跨,-249,-612,1/666,-,辅助跨,-37,-81,1/1806,-,边跨,-21,-44,1/2214,+1.50,6.1,元洪航道桥,5.1,元洪航道桥,抗风计算,工况,弯扭耦合,颤振临界风速,Vcr1 (m/s),分离流扭转,颤振临界风速,Vcr2 (m/s),临界风速,检验值,Vcr (m/s),成桥状态,98.2,116.2,81.1,最大单悬臂,101.3,156.1,70.2,最大双悬臂,82.0,138.2,70.2,成桥或施工状态，主梁的颤振临界风速均超过检验风速，满足规范要求。,5.1,元洪航道桥,风车桥耦合分析,项 目,计算值,限定标准,结论,风速（,m/s,）,30,38,安全性,脱轨系数,0.275,0.394,0.8,满足,轮重减载率,0.396,0.573,0.6,满足,横向力,(KN),35.740,52.380,80.0,满足,舒适度,横向加速度（,m/s,2,）,0.783,0.910,1.0,满足,竖向加速度（,m/s,2,）,0.715,0.952,1.3,满足,横向舒适指标,SP,2.197,2.240,2.5,（优秀）,2.75,（良好）,优秀,竖向舒适指标,SP,2.122,2.297,2.5,（优秀）,2.75,（良好）,优秀,200km/h,动车响应评定,5.2,鼓屿门水道桥,总体布置,桥跨布置：（,128+154+364+154+128,）,m,斜拉桥；,5.3,大小练道水道桥,总体布置,桥跨布置：（,80+140+336+140+80,）,m,斜拉桥；,5.4,深水区,80m 88m,跨度钢桁梁桥,立面布置,全桥,80m,简支钢桁梁,共,26,孔,，,88m,简支钢桁梁,共,8,孔,，,总长,2784m,。,5.4,深水区,80m 88m,跨度钢桁梁桥,结构设计,华伦桁架；桁高,13.5m,；,桁间距,14m,；,节间长度：,80m,跨：,9.6m,、,9.8m,88m,跨：,10.6m,、,10.8m,公路面为混凝土结合板，板厚,25cm,；,铁路采用混凝土槽板。,主梁,主梁采用整孔厂制全焊钢桁梁结构。,5.4,深水区,80m 88m,跨度钢桁梁桥,下部结构设计,下部结构共有五种类型；,铁路采用门式空心墩；,承台顶高程,-3m,；,钻孔桩采用直径,2.8m,；桩数最少,8,根，最多,14,根。,5.4,深水区,80m 88m,跨度钢桁梁桥,静力结果,项目,挠度,梁端转角,（弧度）,公路,(mm),铁路,(mm),挠跨比,80m,梁,-5.48,-13.06,1/4315,+1.3,静力计算,铁路,采用,跨度,48m,的预应力砼简支箱梁，共,73,孔；,公路为跨径,49.2m,的预应力混凝土连续箱梁。,5.5,跨度,48m,箱梁,总体布置,5.5,跨度,48m,箱梁,铁路主梁,公路主梁,铁路采用单箱单室箱梁,，,梁高,4.0m,。,公路分幅布置，,采用单箱单室,斜,腹板,箱梁，,梁高,3.0,m,。,上部结构,5.5,跨度,48m,箱梁,下部结构,公铁合建墩,（,1,）公路采用分离式花瓶墩。,（,2,）铁路采用门式空心墩。,（,3,）承台顶高程,-3m,。,（,4,）,钻孔桩采用直径,2.0m,和,2.2m,两种,；最少桩数,12,根,2.0m,，最多桩数,12,根,2.2m,。,5.5,跨度,48m,箱梁,下部结构,单建铁路墩,（,1,）墩顶横桥向宽,8.6m,，纵向宽,4.0m,。,（,2,）空心墩，壁厚,0.6m,。,（,3,）承台顶高程,-3m,。,（,4,）,钻孔桩采用直径,2.0m,；最少桩数,10,根，最多桩数,13,根。,铁路为跨度,40m,的预应力砼简支箱梁，共,38,孔；,公路主梁为跨径,40.7m,的预应力混凝土连续箱梁。,5.6,跨度,40m,箱梁,总体布置,上部结构,铁路主梁,公路主梁,铁路采用单箱单室直腹板截面箱梁,，,梁高,3.5m,。,公路分幅布置，,采用单箱单室,斜,腹板截面,，,梁高,2.5,m,。,5.6,跨度,40m,箱梁,下部结构,5.6,跨度,40m,箱梁,（,1,）公路采用分离式花瓶墩。,（,2,）铁路采用门式空心墩。,（,3,）,基础采用明挖扩大基础和钻孔桩基础，钻孔桩直径,2.0m,。,5.7,铁路路基,铁路路基长,325.6m,，公路采用,40.6,跨径桥梁结构；,铁路路基宽度,12.3m,，道床厚度,0.35m,；基床表层厚,0.6m,。,最大挖方深度约,20m,；,六、桥梁附属及其他,桥梁附属设施,风屏障设计,防船撞设计,结构耐久性设计,搭载水电管线,6.1,桥梁附属设施,（,1,）铁路电力、通信、信号等电缆过桥布置,（,2,）供电系统,（,3,）照明系统,（,4,）综合接地,(5,）通航标志灯、桥涵牌及航空障碍灯,6.1,桥梁附属设施,（,6,）桥面附属工程,（,7,）铁路梁端伸缩装置及轨道调节器,（,8,）支座及公路伸缩缝,（,9,）安全及救援设施,（,10,）风屏障及声屏障,6.2,风屏障设计,公路风屏障,铁路风屏障,6.2,风屏障设计,公路采用条式风屏障,，透风率,50%,；,标准公路风屏障高,3.6m,，主塔处加高至,4.4m,；,公路风屏障,6.2,风屏障设计,铁路风屏障采用挡风板结构,，透风率,50%,；,屏障顶距铁路轨顶,3.75m,；,铁路风屏障,6.3,桥墩防撞设计研究,通航孔桥,防撞船型,墩号,防撞墩数,元洪航道桥,5,万吨散货船,N01N06,6,鼓屿门水道桥,5,万吨散货船,Z02Z05,4,大小练岛水道桥,5,万吨散货船,S02S05,4,桥墩防撞要求,船撞力计算结果,6.3,桥墩防撞设计研究,桥墩,工况,船舶撞击力（,t,）,碰撞船速,横桥向,顺桥向,元洪航道桥,主塔墩,无防撞设施,12500,6300,v=4.1m/s,有防撞设施,8400,4200,辅助墩,无防撞设施,8900,4500,v=2.56m/s,有防撞设施,4000,2000,采用复合材料筒形防撞系统,防撞能力强，同时对船体有保护作用；,具有耐腐蚀性，且免维护；,6.4,结构耐久性设计,钢结构耐久性设计,钢桁梁保护涂装采用第,7,防腐体系,：底漆两道；中间漆一道；面漆两道。涂层干膜总厚度,190m,。,附属结构预埋钢构件采用渗锌处理，其他采用,第,6防腐体系,防腐。,支座,采用,耐候钢球型支座,。,6.4,结构耐久性设计研究,混凝土结构耐久性设计,采用高性能混凝土，提高混凝土等级；,加大钢筋保护层，控制裂缝；,严控氯离子渗透，根据耐久性研究成果进行设计；,采用防腐涂料强化措施：,涂装位置为浪溅区和水位变动区，高度范围,-4.0+9.5m,的海上混凝土结构,6.5,电缆搭载方案,水管、电缆搭载,航道桥,6.5,电缆搭载方案,水管、电缆搭载,引桥,七、指导性施工组织设计,工程特点及施工方案,通航孔桥施工,非通航孔桥施工,施工工期,大型临时工程,7.1,工程特点及施工总体方案,本桥作为跨海桥，其,工程,特点为,：风大、水深、浪高、航道多、流速大、潮汐明显，施工条件差，有效作业时间短；全长被岛屿分隔成四段，水中桥梁长,8.9km,；海床起伏大，暗礁较多。,7.1,工程特点及施工总体方案,栈桥施工段,5.68km,，基础先平台后围堰，混凝土梁采用移动模架,水上非栈桥施工段,5.47km,，基础先平台后围堰,场地布置,7.1,工程特点及施工方案,项目,长乐岸,长屿岛,小练岛,面积,(,亩,),4,7,4,4,(,含预制场,24,亩,),7,6,(,含预制场,36,亩,),陆地混凝土工厂,1,1,1,砂石码头,1,1,起重码头,1,1,2,交通码头,1,1,2,基础钻孔桩施工,7.2,通航孔桥施工,先施工导管架，并以其为基础进行钻孔桩平台的搭设。,承台施工,7.2,通航孔桥施工,双壁钢围堰在工厂加工制造，下水后浮运至墩位。,承台施工,7.2,通航孔桥施工,围堰在现场接高后下沉至设计高程，封底抽水进行承台钢筋、混凝土浇筑。,7.2,通航孔桥施工,主塔施工,支架法施工横梁，爬模法施工主塔；,7.2,通航孔桥施工,钢梁架设,利用墩旁托架安装墩顶钢梁；,其它部位两节段整体吊装；最大吊重约,1250,吨,先修建水中施工栈桥,7.3,非通航孔桥施工,水中承台施工,7.3,非通航孔桥施工,吊装吊箱围堰至钻孔桩平台上，再接高下沉至设计高程，封底、抽水后进行承台施工。,墩身施工,7.3,非通航孔桥施工,采用现浇施工。,简支钢桁施工,钢结构整孔吊装（最大重量约,1500,吨,),，再吊装公路、铁路预制混凝土板（槽）；,7.3,非通航孔桥施工,48m,、,40m,混凝土梁施工方案,箱梁采用移动模架现浇。,7.3,非通航孔桥施工,7.4,施工工期,全桥施工工期,4.5,年,7.5,大型临时工程,（,1,）进场道路及施工便道,（,2,）水、电供给,（,3,）码头,（,4,）混凝土工厂,（,5,）预制场,（,6,）栈桥,八、工程预算,项目,桥梁长度,投资预算（亿元）,静态投资,动态投资,总投资,平潭海峡大桥,11.1497km,104.69,4.35,109.04,施工图预算,