环太湖公路长兴段设计总结.pdf

环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程 长兴段（公路部分）设计总结 1 设计总结设计总结 一、概况一、概况 环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程(浙江段)是提高防洪大堤标准和环湖公路等级的需要，对于流域防洪安全，以及防洪抢险及改善生态景观等方面将起重要的作用。是实施我省“十一五”交通规划、落实省市政府关于南太湖开发的需要，是集交通、水利于一体的综合性工程。建成后，将在我省长兴和湖州形成一条能快捷沟通江苏宜兴和吴江的环太湖大道，对沟通江、浙、沪交通、发展沿太湖经济圈、拓展湖州市的城市发展空间、融入环太湖旅游圈等均有着十分重要的意义。本项目西起夹浦镇东的太湖大堤，路线往东经长兴县雉城镇、洪桥镇、湖州市太湖度假区、吴兴区终于苏浙省界的胡溇村，路线总长约50.544 公里，其中长兴段 21.582 公里。本项目由浙江省交通规划设计研究院（以下简称“交通院”）与浙江省水利水电勘测设计院（以下简称“水利院”）联合设计，交通院负责环太湖公路的设计，水利院负责环湖沿路大堤加固工程的设计。1、1、任务来源和依据 任务来源和依据 环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程浙江段（公路部分）的初步设计是根据浙发改函2008215 号省发改委关于环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程(浙江段)可行性研究报告批复的函的精神及环太湖公路浙江段（环湖大堤加固工程）项目工程第一合同段勘察设计合同书（2008.7）进行设计的；施工图设计是根据浙发改设计2008183 号关于环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程（浙江段）初步设计的批复的环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程 长兴段（公路部分）设计总结 2 精神进行的。2、2、沿线自然地理概况 沿线自然地理概况 环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程长兴段（公路部分）起点位于夹浦镇东的环湖大堤上，起点桩号为 K0+058，在夹浦镇东利用杭宁高速公路的夹浦分离立交（320m）修建长兴连接线 1.041km 沟通 G104 国道与环太湖公路。路线沿现有堤坝经合溪新港、长兴港、杨家浦港、进入长兴县太湖村，依据长兴县相关规划，之后路线采用退湖方案，由太湖村窦家浜折向东南前进，经中道村、东王村至小沉渎村田畈里，而后路线再次沿湖而走，经图影村至本段终点即长兴段与湖州太湖旅游度假区段的分界点小梅口，终点桩号为 K21+640，路线全长 21.582km。路线经过地段为平原地貌，属杭嘉湖湖沼积平原亚区(1)，北临太湖，除在太湖山庄附近有低山残丘分布外，区内地势平坦，地貌单一，大堤内侧为挖土而形成的带状池塘，沿线以水稻田、桑园地、池塘为主，旱地以平缓的大丘居多，微地形略有起伏，堤内侧建有防风林。地面标高一般 1.06.5m。据国家质量技术监督局中国地震动参数区划图（GB18306-2001），设防标准为 50 年超越概率 10%的地震动参数：地震动峰值加速度为 0.05g（相应地震基本烈度值为度），地震动反应谱特征周期为 0.65s(按 1 区中软弱场地考虑)，测区环太湖公路可采用公路工程抗震设计规范（JTJ 004-89）及公路桥梁抗震设计细则（JTG/T B02-01-2008）的有关规定设防。长兴县地处亚热带季风气候区。气候总的特点是：季风显著，四季环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程 长兴段（公路部分）设计总结 3 分明；雨热同季，降水充沛；气候温和，空气湿润；地形起伏高差大，垂直气候较明显。全县多年平均气温 15.6，极端最高气温为 39.8，极端最低气温为-13.9；平均水汽压 16.4hPa；平均相对湿度 80；多年平均年降水量 1280.9mm；平均年降水日数 144.3 天。风向季节变化明显，冬半年盛行西北风，夏半年盛行东南风，三月和九月是季风转换的过渡时期，一般以东北和东风为主，年平均风速 2.7m/s。每年 8-9 月为台风雨期，8 级台风年均一次，风速大于 14m/s，最大风速 19m/s。此外，晚春及秋冬季节，有大雾天气，影响通视，易引起交通事故，应引起重视。区内港湖相通，构成互为联系的水系网络，池塘星罗棋布。主要河流有合溪新港、长兴港、杨家浦港，它们均注入太湖，公路 80%以上路段临太湖而建。3、3、主要技术指标的运用情况 主要技术指标的运用情况 环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程长兴段（公路部分）除合溪新港大桥、长兴港大桥和杨家浦港桥外，均采用原交通部发布的公路工程技术标准（JTG B01-2003）规定的二级公路标准，设计速度 60km/h，路基宽 15m。三座大桥采用原交通部发布的公路工程技术标准（JTG B01-2003）规定的一级公路双向四车道标准，设计速度 60km/h，桥梁宽度为 24.5m。主要技术指标如下：1）设计行车速度1）设计行车速度：60kmh 2）路基宽度：2）路基宽度：环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程 长兴段（公路部分）设计总结 4 除三座大桥外 15.0m 除三座大桥外 15.0m 其中：行车道宽度 23.5m 硬路肩（含右侧路缘带 0.5m）23.5m 土路肩 20.5m 桥梁、涵洞与路基同宽 15.0m 三座大桥 24.5m 三座大桥 24.5m 其中：中央分隔带 2.0m 左侧路缘带 20.5m 机动车道 2(23.5)m 非机动车道（含右侧路缘带 0.5m）22.25m 人行道（含护栏 0.3m）21.5m 3）设计荷载：路面3）设计荷载：路面：沥青混凝土路面，设计使用年限 15 年，路面设计标准轴载采用双轮组单轴轴载 100KN 桥涵桥涵：汽车荷载等级 公路-级 4）设计洪水频率:4）设计洪水频率:特大、大中桥：1/100 小桥、涵洞及路基（堤路结合段）:1/100 小桥、涵洞及路基（离湖段）:1/50 二、设计要点 二、设计要点 环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程长兴段（公路部分）主线全长21.582km，软土路基处理 7.63km，特大桥 1441.2m1 座（长兴港大桥），环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程 长兴段（公路部分）设计总结 5 大桥 916.88m2 座，中小桥 375.88m7 座，桥梁总长 2733.96m，涵洞22 道（其中钢筋砼箱涵 11 道，钢筋砼圆管涵 11 道）；连接线全长 1.041 km，利用老桥 20m1 座，涵洞 3 道（其中钢筋砼盖板涵 1 道，钢筋砼圆管涵 2 道）；平面交叉 37 处，其中主要道路交叉 33 处。1、路线设计路线设计 1）线性要素 1）线性要素 a.停车视距 75m b.平曲线半径 极限最小半径 125m 一般最小半径 200m 不设缓和曲线最小半径 1500m 不设超高最小半径 1500m c.超高 最大超高 6%d.纵坡 最大纵坡 6%最小坡长 150m e.竖曲线要素 凸型竖曲线半径：一般最小值 2000m 极限最小值 1400m 凹型竖曲线半径：一般最小值 1500m 极限最小值 1000m 竖曲线最小长度 50m 2）洪水位资料 2）洪水位资料 长兴段共跨越大小河流 10 次，桥梁的设计净空均不小于现有桥梁的环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程 长兴段（公路部分）设计总结 6 净空，并能满足泄洪等的要求，沿线洪水位及通航净空资料详见下表。河流通航净空及设计洪水位表河流通航净空及设计洪水位表 航道名称 航道等级 通航 水位（m）P=1%水位（m）净高（m）净宽（m）上底宽（m）侧高（m）合溪新港 规划级 2.86 3.1 4.5 22 16 3.4 长兴新港 规划级 2.66 3.1 4.5 22 16 3.4 杨家浦港 规划级 2.66 3.1 5.0 45 36 3.5 注：1、表中水位为黄海基面高程。2、表中水位为不溃堤水位。3）平纵面 3）平纵面 本着“安全、环保、舒适、和谐”的设计原则，长兴段路线除长兴港大桥、长兴傅家浜村小沉渎村段及太湖度假区段外均沿湖布设，尽量贴合现有的太湖大堤，采用堤路结合方案，以达到“景观公路”的目的。少数局部路段由于技术指标的限制，堤路不能完全结合，则根据实际情况适当做退湖或入湖处理。退湖路段可结合景观与旅游需求，构建亲水设施、休闲设施。路线平、纵面技术指标上，主要指标严格控制，次要指标灵活掌握，路线设计在满足相关规范的基础上，结合现状大堤灵活布线，力求线形流畅优美，保证公路的景观要求。2、路基路面及防护工程设计路基路面及防护工程设计 1）1）路基设计 路基设计 a.路基横断面布置：堤路结合路段：行车道宽 23.5m,硬路肩宽 23.5m（含右侧路缘带 20.5m），右侧土路肩宽 0.5m，左侧路缘带宽 0.5m，路基标准宽度为 15.0m。在老堤坝与路基左侧路缘带之间设置 1.5m 宽分隔带。离湖路段：行车道宽 23.5m,硬路肩宽 23.5m（含右侧路缘带 2环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程 长兴段（公路部分）设计总结 7 0.5m），土路肩宽 20.5m，路基标准宽度为 15.0m。b.路拱坡度：行车道、路缘带及硬路肩 2%、土路肩 4%。c.边坡坡率：堤路结合路段填方边坡坡率为 1:2.0，根据路基稳定性要求，坡脚外设置不同的护坡道。离湖路段填方边坡坡率为 1:1.5，护坡道宽 1.0m；离湖路段挖方边沟外侧设置 1m 宽的碎落台，边坡坡率为 1:2.0。d.超高设置:超高方式为绕路基中心线旋转，行车道与硬路肩一同超高，土路肩采用 4横坡值。2）2）路基排水设计 路基排水设计 水塘填平路段及离湖填方路段设置 C20 砼浅蝶形边沟，路基边坡及护坡道水排入边沟，然后纵向排入河道；其它情况下的填方路段不设置边沟。离湖挖方路段设置 C20 砼矩形盖板暗沟。3）3）路面排水设计 路面排水设计 堤路结合路段右侧路面雨水自由漫流至路基边坡后通过边沟排入河道或直接排入河道，左侧路面雨水经路面横坡自由漫流至分隔带内的纵向流水槽，通过集水井和横向排水管、急流槽等排水设施排至路基边沟。离湖路段路面雨水自由漫流至路基边坡后通过边沟排水河道。土路肩采用粘土填筑夯实的方式，土路肩低于硬路肩 2cm 并设置向外 4的横坡。4）4）路基防护设计 路基防护设计 环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程 长兴段（公路部分）设计总结 8 当路基边坡高度小于 4m 时采用液压喷播植草防护，当路基边坡高度大于 4m 时采用三维植被网喷播植草防护，桥头路段采用正六边形骨架护坡内植草防护，沿池塘、沿河路段采用浆砌片石护坡防护。5）5）路面设计 路面设计 长兴段行车道及硬路肩路面面层为沥青混凝土，路面设计年限为 15年，设计车道上标准轴载累计作用次数为 4.77106次，路面设计弯沉为0.277mm。路面结构为：10cm（4cmAC-13C 沥青混凝土+6cmAC-20C 沥青混凝土）沥青混凝土面层，32cm 水泥稳定碎石基层，18cm 低剂量水泥稳定碎石底基层，路面结构总厚度为 60cm。6）6）软土地基处理设计 a、一般路段软土地基处理设计：软土地基处理设计 a、一般路段软土地基处理设计：长兴段一般路段软基处理采用塑料排水板土工格栅+等载预压的措施，预压期为 12 个月。对于堤路结合路段落入水塘内的部分，采用素土填筑标高为 2.5m 处，然后与老堤坝开挖断面底部一同打设塑料排水板，为保证竖向排水体顶部的排水通道，在其上铺设厚为 50cm 的砂砾垫层，砂砾垫层横向铺设至路基边缘。b、箱涵路段软土地基处理设计：b、箱涵路段软土地基处理设计：箱涵路段均采用预应力管桩钢塑格栅欠载预压处理措施。为减小管桩路段与塑板路段的沉降差异，考虑到本项目软土指标差的特点，对渐变段采取管桩打设间距渐变放大的措施，同时在塑料排水板与预应环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程 长兴段（公路部分）设计总结 9 力管桩处理交界处前后一定距离内增加超载预压。c、圆管涵路段软土地基处理设计：c、圆管涵路段软土地基处理设计：圆管涵路段软基处理采用塑料排水板土工格栅+超载预压的措施，预压期为 12 个月。d、桥头路段软土地基处理设计：d、桥头路段软土地基处理设计：当桥头路基填土高度小于 4m，且软土层深度小于 8m 时采用粉喷桩钢塑格栅欠载预压处理措施。其它情况桥头路基采用预应力管桩钢塑格栅欠载预压处理措施。3、桥梁、涵洞设计桥梁、涵洞设计 1）桥梁1）桥梁 长兴段一般桥梁，梁高受到一定程度的限制，要求造价低、施工简便、工期短、自重轻、建筑高度低的结构形式，因此我们选择板梁式体系，形成标准化、装配化、系列化。本工程大量采用了标准跨径的预应力砼空心板，其中 10m20m 采用后张法预应力砼大铰缝空心板梁，先简支后结构连续。下部结构采用柱式墩台、钻孔灌注桩基础。在跨航道大桥的设计时，充分考虑景观和使用的性能，从总体布局、技术先进性、施工可行性和经济性等多方面比。合溪新港大桥的“双飞燕”方案以其新颖、独特的“海鸥”造型和观景平台得到了业主的认可，全桥配跨为 520+330+420m，全长275.28m，主桥上部结构为等截面连续梁，引桥上部结构为小箱梁。长兴港大桥“百叶生龙”连续梁方案通过现代的桥梁形式，与长兴环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程 长兴段（公路部分）设计总结 10 百叶龙结构、态势的契合之处，将长兴的精华文化与现代工程建筑相互融合，通过竖向曲线的变化组合，使桥梁的左右两幅，形成一组上下翻飞的动态效果，相互错开的桥面，也使得行驶在内侧路面的车辆，也可一览无余的观赏太湖景观。全桥配跨为 4135m，全长 1441.2m。杨家浦港桥主桥采用 42+70+42m 的 V 腿连续刚构，引桥采用 30m 的等截面连续梁，全桥配跨为 830+（42+70+42）+830m，全长 641.6m。2）涵洞 2）涵洞 涵洞的结构类型根据长兴段所经之处地形情况复杂的特点，选用了钢筋砼圆管涵、钢筋砼盖板涵及钢筋砼箱涵以满足地基承载力、路基填土不同和使用功能不同的要求。圆管涵管径为 1.0m 和 1.5m 两种；盖板涵净跨径为 4.0m；箱涵净跨为 4.52.8m、63.65m、64.6m 和 84.6m 四种。灌溉涵洞洞口均采用渡槽跨越主线边沟，为使水流舒顺，排水涵洞洞口均采用锥坡相接。4、环保、景观等工程设计环保、景观等工程设计 长兴段在侧分带、路堤边坡、路堑边坡的绿化设计中充分考虑道路周围环境、行车速度等特点，达到稳定路基、保持水土、美化路容、诱导行车、保护环境的目的。5、交通安全设施交通安全设施 交通安全设施能保证高等级公路快捷、安全、经济、舒适地运营，并使新建公路获得最大的社会效益和经济效益。同时，应提供充分的系统可靠性和安全性，为道路使用者提供可靠、及时、明确的信息。交通安全设施设计应与本公路主体工程设计、服务水平、环境等相适应。环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程 长兴段（公路部分）设计总结 11 为发挥公路的效能，预防和和减少交通事故的发生，并保证公路的安全畅通和良好运营，针对本工程的特点和当地的地理气候、环境等其他因素，安全设施为如下内容：标志、标线及突起路标、护栏、轮廓标、防眩设施、里程标、百米标、公路界碑等。三、施工期间设计服务情况三、施工期间设计服务情况 1、1、设计文件提交时间 设计文件提交时间 我院于 2008 年 11 月完成初步设计文件，2009 年 2 月完成第 1第合同（路基及中小桥涵）施工图设计文件，2009 年 3 月完成第 4第 5合同（大桥）施工图设计文件,2010 年 3 月完成第 9 合同（路面）施工图设计文件,2010 年 11 月完成交通安全设施工程施工图设计文件。2、2、设计代表及现场服务 设计代表及现场服务 我院重视现场服务，主动做好设计服务工作。1）技术交底1）技术交底：在不同的施工阶段，针对不同的专业问题，我院多次及时组织主要技术人员进行现场技术交底。2）设计代表2）设计代表：2009 年 2 月路基工程开工后，设计代表开始配合现场服务，服务贯穿整个施工期，本着热情、负责的态度，配合建设单位、监理单位和施工单位，做到随叫随到，及时解决实际问题，主要做好以下工作：a、代表我院负责解释设计文件中的一般疑难问题；b、对原设计中的错误和遗漏进行复查和修正，对工程中的重大变更由设计代表负责联系，由院组织人员及时解决；c、指导、帮助驻地办处理好一般变更设计；环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程 长兴段（公路部分）设计总结 12 d、协同业主（太湖办）和指挥部对重要技术问题提出设计处理意见；e、协同业主（太湖办）和指挥部做好工程计量的审查工作；f、参加处理工程中发生的重大质量事故，并提出设计处理意见。同时，设计代表力所能及地为建设单位、施工单位提供政策处理、施工工艺等方面的技术支持。3)设计回访：3)设计回访：我院多次由分管副院长或副总工程师带队组织设计回访，征求建设单位、监理单位和施工单位的意见和建议，进行现场研究总结，提高质量。4）配合施工：4）配合施工：施工期间，我院对工程始终保持着高度的关注，与建设单位始终保持着联系和沟通，并及时派员参与施工中疑难问题和突发事件的处理，保证了工程施工的顺利进行，受到建设单位的好评。四、设计变更情况四、设计变更情况 1、1、重大设计变更 重大设计变更 长兴段无重大变更。2、2、较大设计变更 较大设计变更 长兴段有 1 个较大设计变更，为第 14 号技术联系单关于取消长兴港大桥和杨家浦港桥桥面混凝土铺装的变更。3、3、一般设计变更 一般设计变更 长兴段共有 14 个一般设计变更，分别为第 3、第 4、第 7、第 9、第10、第 12、第 17、第 19、第 23、第 31、第 33、第 36、第 37、第 38 号技术联系单。环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程 长兴段（公路部分）设计总结 13 4、4、设计变更一览表 编号 内容 设计变更一览表 编号 内容 第 3 号 关于统一长兴段和湖州段地形图控制点坐标等问题的变更 第 4 号 关于统一各合同段钢塑格栅材料及技术指标的变更 第 7 号 预应力管桩、水泥搅拌桩单桩承载力检测要求 第 9 号 关于长兴部分路段软基处理方案优化调整的变更 第 10 号 关于长兴段长兴港大桥北侧桥头改路等问题的变更 第 12 号 关于控制点水准高程采用四等水准复测成果的变更 第 14 号 关于取消长兴港大桥和杨家浦港桥桥面混凝土铺装的变更 第 17 号 关于水闸箱涵增设刺墙和止水铜片的变更 第 19 号 关于长兴连接线纵断面调整等问题的变更 第 23 号 关于合溪新港大桥施工图设计图纸相关疑问的答复和变更 第 31 号 关于长兴港大桥相关问题的变更 第 33 号 关于增设桥梁人行道内侧防撞护栏的变更 第 36 号 关于大桥附属工程等有关问题的变更 第 37 号 关于 K8+013 处箱涵移位的变更 第 38 号 关于杨家浦港桥排水管等有关问题的变更 五、设计体会五、设计体会 本项目前期基础调查工作较细致，桥梁、涵洞等结构物设置合理、符合规划，使得项目建设过程中变更较少，与地方的协商沟通工作较容易。应重视软基和桥梁桩基的地质勘察工作，力求做到全面和深入。施工图说明要详尽和细致，在项目建设过程中要随时对施工单位进行的关键工序进行工艺、工期上的要求和指导。要科学地应用新材料和新工艺，及时地总结经验，以利于进一步推广应用和指导施工。应重视和加强设计服务工作，一方面设计文件要尽可能完整准确地传达设计思想，另一方面，还要加强设计服务主动性和力度。设计代表、主要设计人员要更多地保持与现场的及时沟通，了解施工情况，及时解环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程 长兴段（公路部分）设计总结 14 释设计思想、指导施工、解决问题。六、设计执行情况六、设计执行情况 本工程在参建各方的共同努力下，建设单位、监理单位和施工单位较好地按设计文件要求进行了工程的建设，工程基本符合设计要求。