桥梁工程

1北京市市政工程设计研究总院5.3桥梁工程5.3.1项目概况1、规划条件1）路网规划长安街西延规划为城市主干路，道路规划红线宽度为60~80米（古城大街~六环路西侧路80m，六环路西侧路~三石路60m）。线位经过首钢主厂区行政中心区，永定河治理工程“四湖一线”莲石湖，并穿越规划门头沟滨水商务区及门城公园。工程终点工程起点图5.3.1-1长安街西延路网规划图依据《石景山综合交通规划》和《门头沟新城综合交通规划》，永定河东滨河路（左堤路）规划为城市次干路，现况路面宽度约5m，规划红线宽度为40米；河堤路（右堤路）规划为城市支路，现况路面宽度约7m，规划红线宽度为30米。这两条道路的功能均以巡河功能为主，兼有部分城市道路的交通集散功能。永定河东滨河路（左堤路）和河堤路（右堤路）的道路横断面规划原则是：需结合永定河防洪大堤在现状河堤路外侧拓宽，其中永定河东滨河路2北京市市政工程设计研究总院（左堤路）局部困难路段可适当缩窄道路红线。这两条道路具体的横断面宽度应在设计阶段与河道相关规划管理部门、铁路部门进行协商并最终确定。2)周边地区规划门城公园首钢门头沟滨水商务区门头沟滨水商务区门头沟滨水商务区及门城公园图5.3.1-2门头沟规划首钢主厂区改造规划长安街延长线图5.3.1-3首钢规划3）永定河河道及河堤规划根据北京城市总体规划（2004-2020年）、北京防洪规划、北京市永定河综合规划，确定永定河（卢沟桥~三家店段）的治理标准为：右堤按照百年一3北京市市政工程设计研究总院遇洪水标准设防，堤顶超高1.0m；左堤按照最大可能洪水设防，堤顶超高0.7m。永定河（卢沟桥~三家店段）的百年一遇规划流量6230立方米/秒，最大可能洪水流量为16000立方米/秒。永定河在长安街西延处已实现规划，其规划横断面形式及尺寸、河底高程、河底宽、河上口宽，河道中心线折点坐标、左右岸上口线折点坐标应以实测为准。根据现况地形图，永定河在长安街西延处左岸为矩形复式护坡，右岸为复式梯形+矩形护坡。根据北京市永定河综合规划，永定河在长安街西延处规划河底高不高于79.6m（局部略低于79.6m的，可以现状为准），100年一遇洪水位为83.56m，最大可能洪水位84.6m。规划河道两岸堤顶宽度为25m，规划右岸堤顶高程为85.6m（现状值满足规划要求），左岸堤顶高程为85.86m（现状值满足规划要求）。长安街西延长线跨永定河的规划要求：桥梁建设不得缩小规划河道上口宽，桥墩的布置须平行于水流方向，不能阻断两岸巡河路的通行。桥梁建设时，梁底高于百年一遇设计洪水位1.0m，高于规划最大可能洪水位0.7m，高于两岸堤顶高程4.5m以上。该段永定河左堤为解放前不同朝代建成，解放后也进行过多次治理，堤内部材料及结构不是很清楚，另外，解放后的多次加固工程大多埋藏于河底下；右堤也曾进行过堤体加固工程，加固工程也埋藏于河底下。规划考虑桥梁建设时，桥墩不得布置在左堤体上；若桥墩布置在两岸堤体加固工程上，则要与水利部门配合，保证堤体安全。左岸右岸河道规划横断面河堤红线内不得设置桥墩河堤红线内不得设置桥墩455m6.5m图5.3.1-4河道规划断面依据《永定河绿色生态发展带综合规划》，为加快永定河绿色生态发展带建设，着力推动生态环境建设，发展低碳产业，整合周边资源，带动西南五区发展，对永定河北京流域总面积约2450平方公里进行总体规划改造，规划重点为平原城市段。4北京市市政工程设计研究总院规划对永定河功能定位，永定河是北京西部发展带的重要组成部分，是西南部地区的绿色生态走廊、文化休闲发展带和低碳产业基地。门城湖莲石湖晓月湖宛平湖长安街延长线图5.3.1-5永定河“四湖一线”规划从2010年开始对“四湖一线”进行改造，而本项目位于其中一处重点湖面-莲石湖段。目前莲石湖段改造已基本完成，局部对社会开放使用。图5.3.1-6永定河大桥桥位处现况永定河莲石湖2、工作进展①2010年3月9日由市规划委和市交通委组织会议，听取长安街西延工程的方案汇报，拉开长安街西延工作序幕。5北京市市政工程设计研究总院②2010年6月～2010年8月永定河大桥方案国际征集，“和力之门”为第一名。③2011年5月19日市领导在门头沟及首钢现场调研时，确定“和力之门”为最终实施方案。④2011年7月25日完成本工程方案设计。8月1日北京市规划委员会对工程方案进行了批复。3、桥梁工程概述图5.3.1-7桥梁工程规划平面位置图全线桥梁工程主要分为四部分，即跨越永定河的永定河特大桥；跨越现况六环路的六环路立交；跨越砂石坑和规划冯村沟的冯村沟大桥和跨越规划冯村沟（与华园路交口）的冯村沟跨河桥。其中特大桥1座，大桥2座，中桥1座，全线桥梁总长1743m，全线桥梁总面积86959m2。冯村沟跨河桥6北京市市政工程设计研究总院图5.3.1-8全线桥梁工程平、纵断图1)、永定河特大桥永定河特大桥东起首钢厂区，上跨丰沙铁路、东巡河路、永定河和西巡河路，道路红线宽80m；永定河规划河道上口沿长安街方向宽度约455m，设计桥面最高点距离现况河底高约18.2m，桥梁中线与河道中线交角58度；北京市委、市政府对永定河特大桥桥梁方案选型高度重视，2010年6月～8月由北京市规划委员会主办，北京市公联公路联络线有限责任公司承办了长安街西延跨永定河特大桥方案国际招标，从国内外11家设计公司完成的31个方案中评选出了前六名方案，评选结果如下表所示。8北京市市政工程设计研究总院国内、外桥梁设计专家、景观建筑师、相关政府部门均倾向于在方案征集前三名之间择优选用，结合现阶段工程条件，对方案征集前三名方案进行了多次优化、比选。具体方案比选过程详见下节后述。依据方案优化比选结果和市领导决策意见，最终选定按照方案征集第一名“和力之门”为长安街西延项目永定河特大桥实施方案。目前实施方案主桥桥梁结构形式为三跨钢塔钢箱斜拉刚构组合体系桥梁，主桥总长526m，桥梁面积25122m2，引桥采用现浇预应力砼连续箱梁，引桥总长704m，桥梁面积33107m2，全桥桥梁总长1230m，桥梁总面积58229m2。2)、六环路立交现况六环路为双向4车道，路肩宽度28.5m，红线宽度80m，桥梁中线与西六环路道路中线交角61.4度；长安街主线及六环路匝道设置西六环跨线1桥、2桥跨越现况六环路.由于六环立交匝道接入现况六环路位置与现况规划次干道跨线桥冲突，需对旧桥就行改扩建，共设置两个方案进行比选，新建西六环跨线3桥。六环路立交共三座桥梁，包含一座旧桥改扩建，分别为西六环跨线1桥、2桥、3桥。西六环跨线1桥、2桥桥梁结构形式为钢砼组合梁，西六环跨线3桥桥梁结构形式为简支T梁桥，桥梁总长度300m（西六环跨线3桥按照方案一推荐），桥梁总面积14582m2。3)、冯村沟大桥现况砂石坑呈南北走向，长约6公里，宽约300m，深约15~40m。规划砂石坑处为秀水湖和规划冯村沟。规划冯村沟自现况砂石坑（规划为秀水湖）流出后向东流经西六环路，再沿现况莲石路北侧向东汇入永定河，长安街西延上跨规划冯村沟河道上口宽55m，下口宽20m。冯村沟大桥上跨砂石坑，规划为景观带，地方政府要求按景观标志性桥梁建设。方案一桥梁结构形式为变截面预应力砼连续箱梁，方案二桥梁结构形式为下悬索支撑钢箱梁桥，方案三桥梁结构形式为先简支后连续小箱梁，方案四桥梁结构形式为多点斜支撑连续钢箱梁，桥梁总长度均为207m，桥梁总面积12420m2。综合经济、技术、安全、工期等各方面因素考虑，推荐按照方案一实施。4)、冯村沟跨河桥9北京市市政工程设计研究总院按照规划要求，现况冯村沟需废除。经了解规划冯村沟和长安街同步实施，为满足规划冯村沟施工期间河道南北向联系，考虑在长安街北侧规划华园路与长安街路口跨冯村沟位置新建跨河桥一座。冯村沟跨河桥桥梁结构形式为现浇连续钢筋砼实体板，桥梁总长度36m，桥梁面积1728m2。5.3.2设计依据1、设计规范（1）《市政公用工程设计文件编制深度规定》（建设部）（2）《工程建设标准强制性条文城市建设部分》（建设部[2000]）（3）《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2-2008）（4）《城市道路设计规范》（98修订版）（CJJ37-90）（5）《城市道路照明设计标准》(CJJ45-2006)（6）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）（7）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）（8）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（TJT025-86）（9）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）（10）《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/TD60-01-2004）（11）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）（12）《公路斜拉桥设计细则》（JTG/TD65-01-2007）（13）《公路悬索桥设计规范》（报批稿）（14）《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）（15）《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T722-2008）（16）《公路工程混凝土结构防腐技术规范》（JTG/TB07-1-2006）（17）《公路桥涵施工技术规范》（JTG_TF50-2011）（18）《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004）（19）《桥梁用结构钢》（GB/T714-2008）（20）《碳素结构钢》（GB/T700-2006）（21）《合金结构钢》（GB/T3077-1999）（22）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）10北京市市政工程设计研究总院（23）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）(24)《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）2、参考规范（1）《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）（2）《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）（3）《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001）（4）《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002，J218-2002）（5）《钢桥、混凝土桥及结合桥》（BS5400）（6）《美国公路桥梁设计规范》（AASHTO）（7）《道路桥示方书·同解说》（日本道路协会，2002）（8）《欧洲规范3：钢结构设计-第2部分：钢桥》（ENV1993-2：1997）3、技术指标1）设计荷载：城-A级；人群荷载3.5kN/m2；2）道路等级：城市主干路；设计行车速度：60km/h；3）桥梁横断面布置：（1）永定河特大桥双向共八条机动车道，两侧各3.5m非机动车道及3.0m人行道，机动车道和非机动车道间设隔离带，桥梁标准段宽度47m.图5.3.2-1永定河特大桥主桥标准横断面11北京市市政工程设计研究总院图5.3.2-2永定河特大桥引桥标准横断面（2）六环路立交六环路立交共三座跨线桥，其中西六环跨线1桥与永定河特大桥西引桥相接，由于辅路上跨西六环后接西巡河路，所以桥梁宽度为变化值，桥梁横断面宽度58~83m，具体横断面布置如下图所示。图5.3.2-3六环路立交西六环跨线1桥横断面西六环跨线2桥为六环路立交匝道跨越六环路，桥梁宽度15.5m，其中中央隔离带宽度2m，一侧车行道宽度3.5+2.5=6.0m，双向2车道，具体横断面布置如下所示。12北京市市政工程设计研究总院图5.3.2-4六环路立交西六环跨线2桥横断面西六环跨线3桥为规划次干道跨越西六环路，现况桥位有一旧桥，由于六环路立交匝道与现况桥位冲突，需重新布置跨线桥桥梁跨径以使得匝道能下穿桥梁与现况六环接顺。桥梁整体宽度与旧桥保持一致为60.2m，其中车行道宽度20m，双向6车道，其余按照规划要求为绿化带，具体横断面布置如下所示。图5.3.2-5六环路立交西六环跨线3桥横断面（3）冯村沟大桥双向共八条机动车道30m宽，两侧各7m非机动车道及5.0m人行道，机动车道和非机动车道间设隔离带宽3m，桥梁标准段宽度60m。13北京市市政工程设计研究总院图5.3.2-6冯村沟大桥标准横断面（4）冯村沟跨河桥规划华园路为城市次干路，双向共6条机动车道27m宽，进口四车道，出口2车道，两