重庆粉房湾长江大桥主桥设计总说明.doc

重庆江津区粉房湾长江大桥及引道工程 S4-3-1
主 桥 施 工 图 设 计 总 说 明

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1、概述
1.1. 工程概况
江津粉房湾长江大桥及引道工程南起于江津长江大桥北桥头，新建津西立交与长江大桥衔接，然后穿越艾坪山隧道，在江洲设城市立交桥与江洲大道、鼎山大道衔接，在粉房湾跨越长江，经九龙坡区的黄谦村，穿越打雷嘴隧道，至小湾连接西彭工业园的南开大道，并设置小湾立交与绕城高速公路衔接，路线全长6.066km。全线设置一座长江大桥，二座隧道，三个立交。
施工图阶段全线共划分为5个合同段，第1合同段为津西立交和艾坪山隧道，第2合同段为南引桥、北引桥和江洲设立交，第3合同段为长江大桥主体工程，第4合同段为打雷嘴隧道，第5合同段为与绕城高速公路衔接的小湾立交。
第3合同段位于南引桥的终点与北引桥的起点之间，起点桩号K2+765.5，终点桩号K3+720.5。本合同段的图纸共分三册，第一册为主桥的下部构造，包括索塔、交界墩、辅助墩、承台、桩基础等；第二册为钢桁架梁；第三册为主桥的上部构造，包括斜拉索、桥面系、检查车等。
1.2. 对初步设计审查及批复意见的执行情况
2009年8月26日，重庆市交通委员会组织专家对本项目的初步设计进行了审查，并下达了《关于江津粉房湾长江大桥及引道工程初步设计的批复》（渝交委路[2009]95号）；2009年9月1日，重庆市轨道交通（集团）有限公司通过了对《重庆市江津区粉房湾长江大桥轨道交通对大桥设计的技术要求》的审查，并以渝轨道函[2009]35号文件，下达了审查意见的复函。2009年9月，中铁第一勘察设计院提供了《重庆市江津区粉房湾长江大桥工程轨道交通对大桥设计的技术要求》（2009.09）。2009年11月3日，重庆市城乡建设委员会以渝建初设[2009]260号文批复了《关于重庆市江津粉房湾长江大桥工程预留轨道交通实施条件初步设计的审查意见》。
根据上述2个批复文件和审查意见，以及轨道交通对大桥设计的技术要求，我们在施工图阶段重点开展了以下几个方面的工作：
1.2.1.主桥结构体系：采用半漂浮体系，重点对液压阻尼器的阻尼系数开展了相关的研究和计算工作，综合考虑体系受力和温度效应的影响，初步确定选用c=1800KN(s/m)，最大行程800mm，

最大阻尼力2500KN的液压阻尼器。
1.2.2.索塔和基础：已经开展了抗风、抗震、船舶撞击等专题研究。根据对塔座、承台、桩基础的整体研究和局部计算结果，主塔桩基础的持力层选择在强度比较高的砂岩层内。
1.2.3.主梁：采用三角形双层钢桁架梁，正交异性桥面板，整体节段制作和拼装。钢材选用符合国家标准的Q345qD、Q345qE-Z两钟，后者用于钢桁架的上、下弦节点板。
1.2.4.斜拉索：根据重庆市规划局的要求，考虑轨道交通运行的连续性，要求斜拉索具有可更换性，所以本桥每个索面有2根斜拉索，选用热挤压聚乙烯高强平行钢丝，施工简单，其更换性比钢绞线方便。
1.2.5钢桥面铺装：采用4.0cmSNA+3.5cm浇注式沥青混凝土+0.5cm环氧沥青粘结层，在成桥阶段将根据已成钢桥面的经验进行施工工艺设计。
1.2.6轨道交通：
（1）.道床：由初步设计的碎石道床调整为整体道床；
（2）.列车轴重：由B型车的140KN调整为市郊列车的180KN；
（3）.特殊荷载：由Q=28.7KN/m调整为Q=31.5KN/m；
（4）.二期恒载：由q=151.4KN/m调整为q=90.0KN/m；
（5）.界限：由B型车长19000mm、宽2800mm、高3800 mm。调整为S-Bahn列车长19000mm、宽3100mm、高3800 mm。
1.2.3.已经同期开展的专题研究项目：
1）、风、车、桥耦合作用下列车走行性、安全性及桥梁合理刚度研究（西南交通大学）；
2）、大位移伸缩缝及大动程钢轨伸缩调节器应用研究（中铁第一勘察设计院集团有限公司）；
3）、节点板疲劳荷载试验及板桁结构力学特性的综合研究（重庆交通大学）；
4）、大跨度钢桁斜拉桥抗风性能研究（风洞试验）（西南交通大学）；
5）、粉房湾长江大桥桥梁船撞设防标准及结构船撞安全性评价（招商局重庆交通科研设计院有限公司）;
1.3. 对施工图设计预审意见的执行情况
2009年12月22日，江津区滨江新城建设指挥部组织专家对主桥的施工图设计进行了预审查，根据设计咨询单位和专家组的审查意见，项目组对主桥施工图设计进行了如下修改和完善：
1,3,1.边跨梁段配重：原设计上层公路桥面钢板下沉25cm，其上浇注钢纤维砼配重；现修改为与下弦杆底板平齐的面上焊接刚板，与下弦杆、下横梁、铁路桥面板组成闭合钢箱，在钢箱内灌注钢砂配重；
1,3,2.斜吊杆与上横梁的连接： 原设计采用熔透焊接，因变形不协调，修改为高强螺栓连接，并对斜吊杆接头进行了加强处理；
1,3,3.边纵梁加劲肋：原设计将纵向加劲肋板在锚箱位置处切断，修改为纵向加劲肋在边纵梁全线贯通，以保持纵向加劲的连续性；
1,3,4.铁路桥面板连接：原设计铁路桥面板与下弦杆通过横梁连接，修改为铁路桥面板与下弦杆全范围内熔透焊接，仅在拼接板位置处开口。
1,3,5.施工预拱度：增加了钢桁梁施工制造线形参数表和预拼梁段间缝宽值。
1,3,6.增加了索塔配筋、长索外置阻尼器，优化了上部结构的施工方案。
2. 主要技术规范
设计主要依据交通部部颁相关规范、标准，同时参照国家标准及建设部、铁道部部颁有关行业规范、标准执行，主要有：
（1）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）
（2）《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）
（3）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
（4）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）
（5）《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T D60-01-2004）
（6）《公路斜拉桥设计细则》（JTG/T D65-2007）
（7）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）
（8）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）
（9）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）
（10）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000）
（11）《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》（GB/T18365-2001）
（12）《公路交通安全设施设计规范》（JTG D81-2006）
（13）《公路基本建设工程概算预算编制办法》JTG B06-2007
（14）《公路工程预算定额》JTG/T B06-02-2007
（15）《公路工程机械台班费用定额》JTG/T B06-03-2007
（16）《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》交公路发[2007]358号
（17）《公路桥梁养护规范》（JTG H11-2004）
（18）《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）
（19）《内河助航标志》GB 5863-93
（20）《内河助航标志的主要外形尺寸》GB 5864-93
（21）《城市道路设计规范》（CJJ37-90）
（22）《城市桥梁设计准则》（CJJ11-93）
（23）《地铁设计规范》（GB50517-2003）
（24）《铁路桥涵设计基本规范》（TB 10002.1-2005）
（25）《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB 10002.2-2005）
（26）《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）
（27）《铁路钢桥制造规范》（TB 10212-2009）
（28）《铁路钢桥保护涂装》（TB/T1527-2004）
（29）《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）
（30）《桥梁用结构钢》（GB/T 714-2008）
（30）《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设[2005]157及铁建设[2007]140号）
（32）《厚度方向性能热连轧钢板》（Q/BQB 350－2003）
（33）《金属结构件表示法》（GB 4656-84）
（34）铁一院编制的《江津粉房湾长江大桥段轨道交通五号线方案研究报告》2009.07
（35）铁一院编制的《江津区粉房湾大桥工程预留轨道交通实施条件研究报告》2009.08
（36）铁一院《重庆市江津区粉房湾长江大桥工程轨道交通对大桥设计的技术要求》2009.09
（37）铁一院《重庆市江津区粉房湾长江大桥工程预留轨道交通实施条件初步设计》2009.09
3、主要技术标准
3.1.公路主要技术标准
技术标准及设计指标的取用主要考虑满足远期交通量的需求。
（1）设计基准期：100年，安全等级：一级
（2）公路等级：双向六车道一级公路
（3）计算行车速度：80km/h；
（4）设计荷栽：公路Ⅰ级，检修道人群荷栽：1.5KN/m2；
（5）桥面净宽：双向六车道，净宽2×16=32.0m，
中间带：0.5+2.0+0.5＝3.0m，
行车道：2×3×3.75＝22.5m，
右侧硬路肩：2×2.5＝5.0m，
护栏：2×0.5＝1.0m；
（6）桥面纵坡：0.0%；
（7）桥面横坡：2%；
（8）设计洪水频率：1/300；
（9）通航净空标准：按交通运输部批复的内河⒈(3)级标准执行，即单孔双向通航净空B×H=343.7×18m；
（10）通航水位：设计最高通航水位197.00m（采用小南海最高蓄水位），设计最低通航水位176.61m；
主要技术指标表 表3-1
序 号
项 目
技术标准
1
K0～K2+765.5 道路等级
一级公路,双向四车道，2×2.5硬路肩,路基宽24.5m
2
K2+765.5～K6+066 道路等级
一级公路,双向六车道，2×2.5硬路肩,路基宽32.0m
2
计算行车速度
80km/h
3
桥梁
粉房湾长江大桥：32.0m+2×2.5m拉索区、检修道
路线上桥梁：32.0m，与路基同宽。
4
设计荷载
公路-Ⅰ级

隧道宽度
艾坪山隧道：双洞宽2×10.25m
打雷嘴隧道：双洞宽2×14.00m
5
设计洪水频率
特大桥：1/300
路线上桥梁：1/100
6
通航等级
内河⒈(3)级，单孔双向通航净空B×H=343.7×18m
7
地震
按Ⅶ度设防
3.2.轨道交通主要技术标准
(1）正线数目：双线，线间距8.0m
(2）列车最高设计运行速度：120km/h
(3）平面最小曲线半径
区间正线：一般地段为800m；困难地段为600m
(4）纵断面最大坡度
区间正线：30‰
(5）竖曲线半径
区间正线：5000m，困难情况下3000m
(6）轨道
1）轨距：1435mm
2）钢轨：正线及辅助线采用60Kg/m
3）道床形式：采用整体道床。
（7）行车组织
1）列车编组
本段初期、近期、远期采用6辆编组，4动2拖。推荐全线采用最高运行速度120km/h 的“B”型车辆，预留市郊列车条件。
2）行车密度
远期行车密度30对/小时，最小行车间隔为2分钟。
(8）车辆
1）车体外型尺寸：长19000mm、宽2800mm（预留3100mm）、高3800 mm。
2）车辆自重：动车≤35T；拖车≤29T；平均轴重≤14T（预留平均轴重≤18T）。
3）供电制式：采用接触网授电方式或第三轨供电方式。
3.3. 公路荷载标准
（1）车辆荷载：公路-Ⅰ级；计算中考虑了汽车制动力、主塔2cm基础沉降影响；
（2）二期恒栽：q=85KN/m；
（3）设计风速：桥位区常年主导风向NE方向。距地面10m高度处100年一遇10分钟平均最大风速为27.50m/s。桥面高度处横桥向设计风速取为39.05m/s，顺桥向设计基准风速取为39.05 m/s。参与汽车荷载组合的横桥向设计基准风速取为25.00 m/s，纵桥向设计基准风速取为25.00 m/s。
（4）设防船撞力：以《粉房湾长江大桥桥梁船撞设防标准及结构船撞安全性评价》提供的24.19MN，对应水位190.347m作为标准（招商局重庆交通科研设计院有限公司提供）。
（5）地震：据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)，桥位地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s，地震基本烈度Ⅵ度，按Ⅶ度设防。
（6）温度效应：
体系温度：据江津区气象局资料：桥址处年平均气温：18.24°C，极端最高气温42.2°C、极端最低-3.7°C；月平均最高气温33.5°C、月平均最低7.8°C，一年中最热为7、8、9三个月，最冷为1月。
设计合拢温度采用20.0°C，钢结构体系升温：42.2-20=22.2。C，体系降温：20.0-（-3.7）=23.7。C；混凝土结构体系升温：33.5-20.0=13.52C，体系降温：20.0-7.8=12.2。C。
日照温差：温差效遵照《公路斜拉桥设计细则》取值。
3.4. 铁路荷载标准
3.4.1桥梁
(1）设计荷载（预留180KN）
1）标准活载
a.采用B型车，6辆编组，双线行车时不折减，检算刚度时采用双线轨道荷载。
冲击系数：按照铁路规范采用。

图1 B型车荷载图式
b.采用市郊列车(荷载图式如图2)，6辆编组，双线行车时不折减，检算刚度时采用双线轨道荷载。图中仅示两辆编组，实际图式按编组数目排列。

图2 市郊列车荷载图式
冲击系数：按照铁路规范采用。
制动力和牵引力按竖向静活载的10％采用，双线不折减。
2）特殊活载
考虑到列车运营出现故障后实施救援的需要，主桥结构设计需按照以下荷载检算结构的强度和稳定：
Q=31.5KN/m

长度取值按三列车位于桥上考虑，每列长度按140米计算。按最不利位置布置。
3）局部杆件计算时荷载图式

4）二期恒载
包括轨道结构及其它线路设备重：
主桥：q=90KN/m
引桥：q=75KN/m
5）人群活载
检修通道的人群活载不与车辆荷载同时组合。
6）温度等其它荷载的取值及荷载组合规定，结合公路荷载遵照相关规范整桥统一考虑。
(2）桥梁结构技术要求
1）主桥的技术要求：
轨道交通标准活载和汽车活载共同作用下：
桥跨结构竖向挠度≤L/800；式中L为桥梁跨度
梁端竖向转角θ≤2‰，墩顶竖向转角θ1+θ2≤4‰
在列车横向摇摆力、离心力、风力和温度等横向外力作用下，梁体的水平挠度应不大于L/4000；式中L为桥梁跨度
在各种荷载最不利组合下，桥墩处横向折角<2.0‰；
2）引桥的技术要求
桥墩的纵向线刚度应满足以下规定：
跨度
L≤20m
20<L≤30m
30<L≤40m
纵向线刚度要求
240
320
400
在各种荷载最不利组合下，桥墩处横向折角<2.0‰；
(3）结构安全性指标限值
设计中进行风、车辆、桥梁的耦合振动分析，其主要指标限值如下：
① 脱轨系数：Q/P≤0.8；
② 轮重减载率：△P/P≤0.6；
③ 轮轨横向水平力：Q≤80kN；
④舒适度指标达到“良好”以上
3.4.2 轨道
（1）一般要求
1).粉房湾大桥梁缝两侧钢轨支点竖向相对位移不应大于2mm；梁缝两侧钢轨支点横向相对位移不应大于2mm。
2). 控制桥台处桥梁悬臂长度在0.5m以下。
（2）轨道结构基本要求
1）不同地段轨道结构型式
推荐粉房湾长江大桥、引桥及隧道地段采用整体道床。
2）不同地段轨道结构高度
不同地段结构型式
轨道结构高度
备注
高架线
粉房湾大桥整体道床
650mm
内轨顶面至底座底面的高度
引桥整体道床
500mm
内轨顶面至梁面
3）桥上轨道结构自重
正线轨道结构自重：28KN/单线延米。轨道结构自重为钢轨、扣件、防脱护轨、轨枕、道床的理论构造质量，未计算相关专业，如信号、供电等专业设备质量，未计入桥梁施工误差等因素对轨道的影响。
4）桥上预留要求
主桥整体道床设钢筋混凝土底座，底座上设排水坡，根据桥面纵横梁布置采用剪力钉锚固，为避免底座层同正交异性板顶面接合处渗入水，需由桥梁设计单位进行防水处理。
5）无缝线路
粉房湾大桥梁缝处的温度变形较大，桥上设置超长无缝线路困难，需将钢轨在梁缝处断开，设置钢轨伸缩调节装置。大梁缝处钢轨支承间距过大的问题可在梁缝处设置抬轨装置解决。
3.4.3 限界
（1）车辆主要设计参数
根据轨道公司对技术要求初稿的审查意见，车辆参数按《地铁设计规范》规定的国家标准地铁B2型车和S-Bahn列车参数包容设计。
车型
B2型车（包容B1）
S-Bahn车
车辆宽度
2800mm
小于3100mm
车辆高度（车顶高度）
3800mm
3800mm
速度目标值
120Km/h
注：S-Bahn车型参数不全，受电弓限界暂按B2型车考虑
（2）线路及轨道标准
1).同步施工段高架线最小曲线350m（江津体育馆站进站段），隧道内最小曲线半径600mm。
2).轨道最大超高140mm，隧道内采用半超高方式，高架线及地面线采用全超高方式。
4、桥位自然条件
4.1气候条件
本区属亚热带温湿气候区，湿度大，冬冷夏热，降雨丰富，夏季多暴雨，据江津区、九龙坡区气象局资料：年平均气温：18.24°C，极端最高气温42.2°C、极端最低-3.7°C，一年中最热为7、8、9三个月，月平均最高气温33.5°C；最冷为1月，月平均最低气温7.8°C。
年平均相对湿度79.9%，月平均相对湿度最大92%、最小64.3%；年平均降水量1094.88mm降水多集中在5～9月，占全年总降水量的64.6%，月最大降水量321.3mm、最小降水量2.4mm；年平均风速1.11m/s。
4.2水文条件
长江河道江津段，受江津褶曲构造影响，形态上由三个较大的反向连接的弯道组成，近似“几”字，故江津城区河段又称几江河段。在桥址处河面宽600～1000m，常年洪水位一般为180.00～185.00m、汛期最大流量63800m3/s（1981年7月），最高流速4.07m/s，调查的历史最高水位为201.25m（1870年），最低水位为168.08m（1987年）。
粉房湾长江大桥桥址处洪水频率及水位由区防洪指挥部提供（表2-2）（瞬时值，水位为黄海高程）。大桥的设计洪水位成果如下表所示。
设计洪水频率及水位表 表4-1
洪水频率（%）
0.33
2
5
20
流量（m3/s）
71900
60700
54500
44100
水位（m）
203.00
198.69
196.92
194.16
根据长江三峡水文水资源勘测局提供的对本项目的防洪评价报告，认为本项目的建设对长江江津段的河势、水流形态、防洪等级不会产生明显不利影响，也不会明显抬高水位。该报告对工程河段河道演变进行了分析，采用二维数学模型研究了工程建设对工程河段防洪以及河势的影响。
河演分析表明，工程河段河势主要受两岸地质地貌条件的限制，长期以来，河道平面形态、岸线、滩槽比较稳定，年际冲淤基本平衡。近年来受几江防洪护岸等工程建设影响，河床略有冲刷调整，但整体河势仍基本稳定，因而具有建设长江大桥的条件。
模型计算表明，本工程修建后引起的水位、流速变化主要在大桥附近局部区域，大桥上游一定范围内的水位略有壅高，流速变化不大，大桥下游局部水位略有下降，流速略有增大。大桥工程建设不会对工程河段行洪和河势带来明显不利影响，对沿江经济设施影响也较小。
4.3 小南海枢纽基本情况
规划建设长江小南海枢纽正处于前期论证工作中，根据相关报告和前期工作情况，该工程比较蓄水位有195米和197米两种方案，比较坝址有铜罐驿上坝址、大中坝中坝址和钓鱼嘴下坝址三个，中坝址分别与上下坝址相距9.5公里、9.6公里。中坝址正常蓄水位195米方案，小南海枢纽下距我市巴南区鱼洞镇8.6公里、上距江津市几江镇38.5公里，坝址控制流域面积70.4万平方公里，对应库容6.8亿立方米，死水位为192米，调节库容2.0亿立方米，电站装机容量175万千瓦，发电量约为78.8亿千瓦时，淹没人口约为2.7万人，淹没耕地约为1.33万亩，淹没损失约为26.6亿元，其中江津为淹没重点。小南海枢纽工程建成后，江津港区油溪镇以下港口水位差最大在10米内，港口作业效率高，通过能力大。目前建港，水下工程量较小，建港成本相对较低。但在建设期可能存在碍航和断航影响。
4.4 通航净空尺度
4.4.1 通航标准
2008年3月，重庆交通学院工程勘察设计院提供了本项目的通航净空尺度论证报告。根据《长江干线航道发展规划》和《重庆市内河航运发展规划》，至2020年间，长江水富～重庆河段为Ⅲ级航道。考虑到桥梁建设属百年大计，根据云、川、黔和重庆三省一市对长江上游水运的规划和需求，以及长江上游小南海、朱杨溪和石棚等水利枢纽将分期实施，该河段航道尺度将大幅增加。因此，建议粉房湾长江大桥通航净空尺度按Ⅰ级航道标准预留。
桥址河段目前按Ⅲ级航道标准维护，尺度为2.7×50×560m（水深×航宽×弯曲半径，以下同），通行1000t级船舶组成的船队；远期按Ⅰ级航道标准，维护尺度为（3.5～4.0）×70×670m，通航3000t级船舶组成的船队。
4.4.2 航道尺度
桥址河段目前按Ⅲ级航道标准维护，尺度为2.7×50×560m（水深×航宽×弯曲半径，以下同），通行1000t级船舶组成的船队；远期按Ⅰ级航道标准，维护尺度为（3.5～4.0）×70×670m，通航3000t级船舶组成的船队。
4.4.3 通航水位
桥址河段天然情况下20年一遇的洪水水位为197.13m。由于桥址位于小南海枢纽常年库区，最高通航水位采用“小南海库区淹没搬迁水位推算成果”[6]作为二维数学模型尾水位资料，带入20年一遇的洪水流量后推算出相应最高通航水位为197.85m。
桥位处相应零水位为176.607m。用该值作为桥梁布跨的最低通航水位是合适的。小南海枢纽成库后，大坝最高蓄水位197.00（吴淞）m，设计死水位192m（吴淞），由于大桥和坝址相距较近，此值可作为最高和低通航水位。
4.4.4 通航净空尺度
（1）通航净高
“工可研”提出的桥位桥型方案中，按桥面最低处高程减去桥梁面板厚度和最高通航水位197.85m，通航净高达36.95～40.1m。该尺度大于该河段通行船舶净空高度和《内河通航标准》规定的18m净高要求。
（2）通航净宽
经采用选择的最大代表船队尺度：223×32.4×3.5m和10°水流夹角产生的横向流速0.7m/s验算，桥孔最小单向和双向通航宽度分别为：最小单孔单向通航净宽Bm1=179.7m，最小单孔双向通航净宽Bm2=343.7m。
水文调查勘测分析计算报告（1996年5月）资料，长江三峡水库建成后要满足防洪、排沙、发电、航运的综合要求，其水库的运营方式为：每年的5月末至6月初库水位将降至防洪限制水位，整个汛期的6～9月，一般维持在145m的低水位区运行，仅当入库水量大于下游河道安全泄洪量时，水库才拦洪削峰，洪峰过后又将水库水位降至防洪限制水位145m。因此，按此运作方案，大桥所在的河道一般仍然接近于天然河道特征，同现状差异不大，三峡水库建成后对大桥附近的水位影响不大，基本保持现状。
5、工程地质条件
5.1 地层及岩性
拟建场区内的地层主要为第四系全新统填筑土(Q4me)、残坡积亚粘土（Q4el+dl）、砂土及卵石土(Q4al)，在左岸斜坡部位有基岩出露地表，基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）砂岩、泥岩。现自上而下分述如下：
（1）第四系全新统土层（Q4）
填筑土(Q4me)：主要分布于建(构)筑物区，由粘性土夹砂、泥岩碎(块)石等组成，在滨江路主要为粘性土夹卵石，碎石粒径主要为30～200mm，局部粒径250～500mm；结构稍密～中密，稍湿。厚度1～20m。
亚粘土（Q4el+dl）：紫红色，可塑～硬塑状，切面稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。厚0.50m～5.0m，主要分布在两岸的斜坡部位。
砂土(Q4al)：主要分布于长江左岸河漫滩，呈灰褐色，主要为细砂和粉砂，砂粒成份为石英和少量暗色矿物，颗粒级配较差，含少量粘性土。稍湿，结构松散，厚0.50~3.00m。
卵石土(Q4al)：主要分布于长江右岸河漫滩，呈灰色，分选性较差，磨园度较好，呈园～次园状，母岩成份为石英岩、花岗岩、灰岩、燧石岩等。卵石含量80%~85%，充填物主要为砂土，上部较松散，下部较密实。钻探揭露厚24.2m(借用观音岩大桥S11401钻孔资料)。
（2）侏罗系中统沙溪庙组基岩（J2s）
场区基岩为泥岩、砂岩。
泥岩：紫红色，泥质结构，中厚～厚层状构造，局部含砂质较重。在CZK—3和S10401钻孔有揭露，揭露厚10.10m（S11401）～19.85 m（CZK—3）。为场区主要岩层。
砂岩：浅灰色~灰色，细粒结构，中厚～厚层状构造，成份为长石、石英和少量云母，钙泥质胶结。揭露厚3.45 m（CZK—3）～13.78m（CZK—4未揭穿)。
基岩强风化带网状风化裂隙发育，岩芯较破碎，呈碎块状、少量扁柱状，岩质较软，岩芯破碎。弱风化带裂隙少，岩芯较完整，呈长柱状、短柱状，岩质较硬。
5.2 地质构造
拟建桥位处于四川盆地东南缘，为杨子准地台四川凹陷的一部分，大地构造属川东南弧形构造带之重庆平行褶皱束。总的构造线呈NNE～SSW走向。
桥位区位于北碚向斜南东翼，地层单斜产出，产状280°∠6°。根据滨江路西侧的建筑工地基坑开挖出的基岩及北岸坡地表测绘，桥梁南岸（江津岸）桥位区主要发育两组裂隙：85∠74°，310∠85°，裂隙间距一般0.8～5.0m，地面见裂宽一般0.2～3cm，延伸长度2～4m，局部充有粉质粘土；北岸（西彭岸）桥位区主要发育两组裂隙：165∠74°，250∠83°，裂隙间距一般0.8～5.0m，裂宽一般0.2～3cm，延伸长度1～3m，局部充有粘土。区内无断层及次级褶皱发育，地质构造相对简单。
5.3土体的工程地质特征
南引桥墩冲积层：分布于南引桥墩所在的Ⅰ级阶地。阶坡上部以黄色、黄褐色粉土为主，呈可塑状。底部为砂卵石层，卵砾含量50-60％，结构稍密。容许承载力[σ]=300kPa。
南主桥墩冲积层：分布在南岸主桥墩所在的河漫滩，物质成分是砂卵石土，卵石含量60-70％。结构中密。容许承载力[σ]=500 kPa。
土体工程地质特征表 表6-1
土体位置
成 因
密 实 度
容许承载力（kPa）
南岸引桥墩
阶地冲积层
稍密
300
南岸主桥墩
河漫滩冲积层
中密
500
5.4岩体工程地质特征
主桥墩区出露的岩层以砂质泥岩为主：砂岩呈薄层状或透镜体夹于砂质泥岩中。现对各层的工程地质特征分述如下：
砂质泥岩：拟建区均有分布。节理裂隙不发育。中等风化岩层：自然抗压强度421～1770 kPa，饱和抗压强度353～1080 kPa；微风化岩层：自然抗压强度1010～2860 kPa，饱和抗压强度690～1740 kPa；属软质岩。
砂岩：呈薄层状或透镜体分布。节理裂隙不发育。中等风化岩层：自然抗压强度1570～2430 kPa，饱和抗压强度1030～1850 kPa；微风化岩层：自然抗压强度2730～3410 kPa，饱和抗压强度1720～2510 kPa；属较软岩。
岩体工程地质特征表 表6-2
位置
岩 性
风化程度
抗压强度（Mpa）
抗剪强度
变形指标（Mpa）
自然
饱和
粘聚力
（Mpa）
内摩擦
角（°）
弹性模量
变形模量
北主桥墩
砂质
泥岩
中等风化
10.51
6.39
0.50
31.9
2149
1664
微风化
12.65
7.83
0.56
32.6
2713
2047
砂岩
中等风化
16.1
10.6
0.50
31.9
2149
1664
微风化
28.78
20.87
1.06
42.6
4887
4186
南主桥墩
砂质
泥岩
中等风化
8.9
5.5
0.31
31.1
2301
2017
微风化
17.5
11.4
0.56
32.6
2713
2047
砂岩
中等风化
16.1
10.6
0.31
31.1
2301
2017
微风化
28.3
20.2
1.08
36.1
3824
2918

6、主桥总体布置及结构设计
6.1 主桥结构体系
粉房湾长江大桥主跨为216.5+464+216.5m双塔双索面斜拉桥。主桥由464m中跨和两侧对称布置的216.5 m边跨组成，边跨与中跨的比值L1/L2=0.467，主桥全长为897 m。斜拉桥通过布置较密的斜拉索使主梁形成多点支撑连续体系，使梁体内力、应力和变形更容易受到控制。为了在施工中增加梁体的刚度、改善梁体的内力，减少跨中的挠度，在距离主桥起点桩号K2+765.5和主桥终点桩号K3+662.5处的江侧60.50m（与交界墩中心桩号相距59.75m，里程桩号分别为K2+826、K3+602）位置处设置两个永久辅助墩。大桥设置辅助墩后，结构体系可进一步分为60.5+156+464+156+60.5m五跨连续钢桁架梁斜拉桥。斜拉索的减振采用外置阻尼器与减振橡胶块共同作用的方式。
主桥共设4对竖向支座，分别设置在交界墩及辅助墩顶，竖向支座兼有抵抗部分向上拉力的功能，称为拉压支座。主桥共设2对横向抗风抗震支座，布置在桥塔下横梁上。主梁的纵向限位主要由布置在桥塔处的4个液压阻尼器完成。
为克服边跨支座负反力，辅助墩顶和交界墩顶之间的59.4m长度范围内，设置配重段。在下弦杆底板与下横梁下翼缘板之间焊接下层钢板，则下弦杆内腹板、下横梁腹板、铁路桥面板共同组成闭合钢箱，钢箱内灌注钢砂，然后分两次配重，第一次配重10241kN，第二次配重10241kN。压重数量的设计可使活载安全系数达1.25～1.30，同时支座具有一定的抵抗上拔能力作为安全储备，使活载安全系数达1.5以上。配重材料采用钢砂，其容重应达到23.3KN/m3。钢砂的用量已经计入到工程数量汇总表中。
6.2 钢桁架梁
6.4.1钢桁架梁结构
主桥钢桁梁设置为平坡，桥面设置2％的横坡，采用桁架和正交异性桥面板组合体系。897m的连续钢桁梁以斜拉索作弹性支承，在交界墩及辅助墩的下弦节点位置处设支座，主塔下横梁上设置临时支座。除设在主塔横梁上的4个纵向阻尼限位器之外，钢桁梁在横向与主塔结构连接处每个索塔布置4个横向抗风支座。阻尼限位器的主要功能是限制风、制动力及地震荷载所引起的纵向位移，而对温度、徐变等长期效应所引起的位移不予限制。主梁两个纵向伸缩缝分别设在梁端的主、引桥相接处。
钢桁梁采用正交异性桥面板、钢桁梁整体节点板和整体节段架设，即将一个钢桁梁整体节段作为工地钢梁拼装的基本单元，要求把杆件、梁段、节点、正交异性桥面板块在厂内拼装成整体节段，然后再将整体节段运至工地吊装拼接。总长897m的钢桁梁分为61个节段单元，其中标准节段长为16m, 宽37.0m，高12.20m，桁架底宽16.5m，最大节段重约439 t。
一个正交异性桥面板钢桁梁整体节段有如下构件单元类别组成：公路、铁路正交异性桥面板块、带桥面板的上弦杆、中纵梁和边纵梁、桥面系横梁、主桁腹杆、下弦杆、下横梁、斜拉杆、上弦整体节点、下弦整体节点、钢锚箱、锚拉板、风嘴组成。.正交异性板由厚16 mm的桥面板、纵向“U-肋”和横梁组成。“U-肋”横向中心距为640 mm，横梁的间距为4.0m。车道以外的桥面板由板肋加劲。上弦杆既是钢桁梁的整体结构、又是桥面系的纵梁，故为主要的拉（压）弯杆件。桥面系的中纵梁为支撑中央防撞栏杆的局部承力体系。边纵梁主要是为斜拉索体系设置；斜拉索锚固体系：张拉端位于索塔内，采用冷铸锚头锚；拉索下锚头采用叉形热铸锚，叉形与耳板采用穿稍连接。
铁路桥面系采用正交异性桥面板，正交异性板块间采用熔透焊对接，横梁之间以高强螺栓连接。节段间桥面板连接为熔透焊工地对接，上弦杆采用高强螺栓连接。下弦杆的横梁作为铁路桥面承重体系，下横梁间距与上横梁间距相同。
主桁腹杆除在内力特殊位置采用箱型断面外，其余多为工型杆件。所有腹杆均插入上、下弦全焊整体节点后用高强螺栓连接。桁梁的下弦杆均为箱型杆件，节段内与全焊整体节点的连接均为熔透焊对接，节段外与整体节点的连接也采用高强螺栓。
主桁梁外侧斜拉杆均为工型杆件。斜拉杆的两个翼缘成立面与下弦整体接点内的横隔板及整体接点外的横向节点板对应，并与其用高强螺栓对接相连。斜拉杆的上端与边纵梁及横梁用高强螺栓连接。桁架下横梁箱梁与下弦整体接点板的连接采用高强螺栓对接，工字型横梁与下弦杆采用高强螺栓对接。
6.4.2桁梁施工中尚应注意：
1、主桁梁设计图中对高强螺栓的标识：凡螺栓间距为100mm者采用M30高强螺栓，Φ33孔，切角边距50mm；螺栓间距90mm者采用M27高强螺栓，Φ29孔，切角边距45mm；螺栓间距为80mm、71mm者，均采用M24高强螺栓，Φ26孔，切角边距40mm。
2、U肋过焊孔：公路桥面板的U肋过焊小孔，当组装节段时将其封闭。
3、开孔的密封处理；桁架梁组装完成后，应对弦杆、中边纵梁、风嘴等结构的开孔用相同形状、Q235材质的钢板焊接封闭，钢板厚度采用10mm。
4、梁端配重装置：两岸边跨辅助墩与交界墩之间的10个梁段，下层刚板与下弦杆底板平齐焊接，与铁路桥面板组成闭合钢箱，在钢箱内灌注钢砂配重。
6.3 斜拉索
拉索布置为扇形双索面，每塔单索面为14根，全桥拉索共4×14×4=224根。斜拉索纵向标准间距16.0m，横向一侧间距0.8m，两侧中心间距32.8m。A9#～A14#拉索为背索，纵向索距为12.0m，横向间距与前面相同。斜拉索下端采用穿稍较锚固于钢桁架梁边纵梁的锚拉板上，上端采用冷铸锚锚固在上塔柱内的齿板上。中跨斜拉索和边跨斜拉索在索塔上的交点间距从上至下分别为10×3.5m、2×4.0m、1×4.5m。
斜拉索采用直径为φ7mm高强度低松弛镀锌平行钢丝制成，其标准强度：1670Mpa，弹性模量：1.9×105N/mm2,延伸率：≥4.0%，疲劳性能：应力上限为0.40σb，应力下限为0.28σb，应力幅为200MPa，受200万次荷载作用后不断裂。斜拉索设计寿命为30年，并考虑其可更换性。斜拉索应采用外包HDPE多重腐系统，以保证其在设计寿命期内免遭腐蚀。
本桥斜拉索采用GB/T 18365—2001给出的成品索，根据索力的不同，其规格分别为PES7-151、PES7-163、PES7-199共3种类型。斜拉索的锚具采用冷铸锚，配套规格分别为PESM7-151、PESM7-163、PESM7-199共3种类型。