矮塔斜拉橋設計說明書

1、大運河大橋施工圖設計說明書設計依據(jù)1、京昌路(高麗營至沙峪溝段)工程設計任務委托書北京市首都公路發(fā)展有限責任公司，2003年2、北京市京昌公路(高麗營至沙峪溝段)公路工程初步設計北京建達市政建設設計所，2003年3、關于京昌公路北京高麗營至沙峪溝段初步設計的批復交公路發(fā)【2004】42號二、設計規(guī)范1、公路橋涵設計通用規(guī)范(JTJ 021-89)2、公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTJ 023-85)3、公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范(JTJ 024-85)4、公路工程水文勘測設計規(guī)范(JTG C30-2002)5、公路工程抗震設計規(guī)范(JTJ 004-89)6、公路橋涵施工技術規(guī)范(

2、JTJ 041-2000)7、公路斜拉橋設計規(guī)范(試行1996. 12.1)8、公路工程技術標準(JTJ001 97)；9、公路工程基本建設項目設計文件編制辦法(1996年)10、高速公路交通安全設施設計及施工技術規(guī)范(JTJ074 94)三、工程概況大運河是海河北系四大河流之一。潮河、白河在密云的河槽村匯合，形成大運河。大運河是北 京市第二大河，從匯合口至市界流經(jīng)密云、懷柔、順義、通州四區(qū)縣，總長83. 5公里。大運河河 道寬淺，中間有明顯的行水深槽，兩側行洪灘地開闊，百年一遇洪水位39.3m,無通航要求。京昌高速公路與大運河交叉斷面位于密云縣耿辛莊村東，現(xiàn)狀耿辛莊橋附近。交叉斷面比較寬 闊

3、，斷面形式為復式斷面，規(guī)劃河道上口寬為540米，兩側有巡河路。近幾年由于無序開采砂石， 交叉斷面附近有些深坑。大運河大橋屬于京昌高速公路高麗營至沙峪溝段，是京昌路橋梁建設的重點。為了在安全、適 用、經(jīng)濟、美觀的前提下，體現(xiàn)北京地區(qū)的橋型創(chuàng)新，在初步設計階段對大運河大橋進行了多個橋 型方案設計比較，并推薦大運河大橋主橋采用三塔矮塔斜拉橋方案。初步設計文件經(jīng)交通部審查， 批準大運河大橋主橋采用三塔矮塔斜拉橋方案。根據(jù)交通部對初步設計文件的審核意見，在施工圖 設計階段進一步優(yōu)化結構設計，適當增加了主橋梁高，引橋主梁由簡支梁改為連續(xù)梁。四、工程地質擬建場地位于大運河河床及兩側河堤，地層由上至下依次為：

4、亞砂土填土層：褐黃色，稍濕，松散，含磚渣、樹根，主要分布于東西兩側河堤。該層層底 標高為39. 9141. 2血。卵石層：雜色，濕，稍密中密，一般粒徑4060mni,最大粒徑600mm,亞圓形，褐黃色中 粗砂充填，粒徑大于20mm的顆粒占總質量的65%。該層層底標高為23. 1234. 79m,整體厚度呈 從河堤向河床加深趨勢。卵石層：雜色，濕，中密密實，一般粒徑4060mni,最大粒徑450mm,亞圓形，粒徑大于 20mni的顆粒占總質量的68.5%,褐黃色中粗砂充填，巖石成分以輝綠巖、石英巖為主。該層層底 標高為20. 86-25. 60m,整體厚度呈從河堤向河床減少趨勢。亞粘土層：褐黃色

5、，飽和，硬塑，局部軟塑，含氧化鐵、云母。該層層底標高為19. 4023. 40m。卵石層：雜色，飽和，密實，一般粒徑6080mni,最大粒徑150mm,亞圓形，粒徑大于20mni 的顆粒占總質量的68.7%,褐黃色中粗砂充填，巖石成分以輝綠巖、石英巖為主。該層層底標高 為 11.08-18. 87m。卵石層：雜色，飽和，密實，一般粒徑4060mni,最大粒徑140mm,亞圓形，粒徑大于20mni 的顆粒占總質量的83.5%,褐黃色中粗砂充填，巖石成分以輝綠巖、石英巖為主。該層層底標高 為 2. 426. 37m。卵石層：雜色，飽和，密實，一般粒徑2050mni,最大粒徑120mm,亞圓形，粒徑

6、大于20mni 的顆粒占總質量的69%,褐黃色中粗砂充填，巖石成分以輝綠巖、石英巖為主。鉆至標高一8. 79m 處仍為該層。擬建場地勘察深度范圍內僅觀測到一層地下水，該層地下水屬潛水，水位標高為 19. 20 23.53m,含水層為卵石層及以下各層，為強透水層，主要接受側向徑流和越流補給，以側向徑流 和越流補給下層地下水方式排泄。根據(jù)地下水的腐蝕性測試結果，該層地下水對混凝土結構中的混 凝土及鋼筋混凝土中的鋼筋均無腐蝕性，對鋼結構具弱腐蝕性。根據(jù)“北京地區(qū)地震烈度區(qū)劃圖”，擬建場地處于抗震設防烈度8度區(qū)內，地震加速度峰值為 0. 2go場地類別為N類。五、設計標準1、汽車荷載：設計荷載汽車一超

7、20級，驗算荷載掛車一120。2、行車道：雙向六車道。3、橋面橫坡：雙面坡2%。4、基本風壓：600Pa。5、地震烈度：基本烈度8度，按8度設防，按9度采取抗震措施。6、水位和流量：100年一遇設計洪水位39.3m,設計洪峰流量3570m3/s。7、橋下凈空：與巡河路及縣道相交處大于4.5m。六、橋孔布置大運河大橋全長919.18m，寬29.5m，主橋為三塔矮塔斜拉橋，長384m，主跨徑120m；兩側引 橋為三跨和四跨預應力混凝土連續(xù)梁橋，單側引橋長267.59m。橋梁中線與河道交角為53度。為了減少橋墩對水流的影響，主橋采用獨柱單索面三塔矮塔斜拉橋方案。引橋分為兩個半橋， 上下行橋在河道內的

8、墩柱錯開布置，以平行于水流方向。七、結構設計大運河大橋主橋為三塔矮塔斜拉橋，橋寬29.5m，跨徑組合為72m+120m+120m+72m=384m，中間 橋塔處為梁塔墩固結，兩側橋塔處為梁塔固結，在橋墩上設置支座。主梁采用單箱3室箱形結構， 梁高由4.2m按照二次拋物線型式漸變到2.2m。邊室頂板厚26cm，底板厚24cm；中室頂板厚50cm， 底板厚24cm；中腹板厚60cm，邊腹板厚80cm。主梁采用三向預應力結構?？v向預應力和橫向預應 力采用鋼絞線，豎向預應力采用高強精軋螺紋粗鋼筋。主橋共有三個索塔，布置在中央分隔帶上。索塔橋面以上高21.5m，上塔柱采用工字型截面， 斷面尺寸為4.4m

9、X3.0m；中塔柱采用實體截面，截面尺寸為4.4mX2.0m。每個索塔上掛8對斜拉 索，在橫向分為2排。斜拉索在塔上間距為0.8m，通過鞍座穿過塔身。鞍座采用分絲管形式，每 根分絲管穿一根鋼絞線，以便將來可以單根換索。索鞍的斜拉索出口處設抗滑錨板，以防止鋼絞線 滑動。斜拉索在主梁上間距5m，錨固在箱梁中室內，相應位置設置一道橫隔梁。主橋墩身采用圓形薄壁結構，中塔墩柱直徑8m，壁厚1.5m ；邊塔墩柱直徑6m，壁厚1.2m ；邊 墩直徑4m，壁厚1m。中塔和邊塔墩柱下承臺尺寸15mX12m，厚4m，下設3排方樁，每排4根，樁 長26m；邊墩下承臺尺寸7mX8m，厚3m，下設2排方樁，每排2根，樁

10、長18m。主橋方樁截面尺寸 為 2.5mX 1.0m。大運河大橋引橋按上下行分為兩幅，單幅橋寬14m，為三跨和四跨連續(xù)梁橋。三跨連續(xù)梁橋的 跨徑組合為40m+40m+40m= 120m，四跨連續(xù)梁橋的跨徑組合為39.59m+40m+40m+28m= 147.59m。主 梁采用單箱雙室箱形結構，梁高2.0m。箱室頂板厚20cm，底板厚18cm，腹板厚60cm。主梁在中墩 處為獨柱支撐，柱頂設盆式橡膠支座。主梁在邊墩處用板式橡膠支座支撐，下設橋臺或蓋梁。引橋墩柱為圓形結構，河道內四跨連續(xù)梁的中墩直徑2.2m，河堤上三跨連續(xù)梁的中墩直徑 1.8m，公用墩直徑1.2m。中墩下承臺尺寸3.5mX5m，厚

11、2.5m，下設2根方樁，樁長18m；公用墩 下承臺尺寸3.5mX1.8m，厚2.5m，每個墩柱下設1根方樁，樁長18m。橋臺為肋板式橋臺，每個 肋板下接1根方樁，樁長22m。引橋方樁截面尺寸為2.5mX0.8m。八、其它構造設計要點1、橋面鋪裝厚度15cm。下層為7cm厚C30混凝土，混凝土抗折強度大于4.5MPa，配筋采用冷 軋帶肋鋼筋焊網(wǎng)，直徑可采用（p 7mm，間距10 X 10cm。上層為8cm厚瀝青混凝土，其中4cm 為密級配中粒式石灰?guī)r碎石瀝青混凝土（AC 25I），面層為4cm改性瀝青馬蹄脂玄武巖碎 石混合料（SMA16）。2、支座墊石采用40號小石子混凝土澆筑，并配承壓鋼筋網(wǎng)。

12、3、承臺底鋪砌10cm素混凝土找平墊層。九、建筑材料1、主梁、索塔和墩柱均采用C50混凝土，承臺和樁采用C30混凝土。2、斜拉索采用環(huán)氧涂層高強鋼鉸線，可調換索式錨具，熱擠壓PE護套。斜拉索允許應力幅200MPa。斜拉索錨頭外露鋼部分及預埋鋼管內均采用80 m鋅加防腐涂料防護。3、鋼筋采用III級（HRB400熱軋帶肋鋼筋）和I級鋼筋，技術標準應符合國家標準GB1499 1998 和 GB13013 91 的規(guī)定。4、預應力鋼絞線應符合ASTM A416 92技術標準，直徑為15.24mm，標準強度為1860MPa高 強低松弛預應力鋼絞線，錨具采用夾片錨，并用相應配套的錨下墊板及螺旋筋。5、精軋螺紋鋼標準強度為750MPa，其他指標應符合國家