S5-01-01设计总说明

第1页共29页图号：S5-01-01设计总说明前言本册为第二册第二分册：桥梁总体设计唐山湾国际旅游岛跨海大桥工程桥梁专业设计文件共分八分册，文件组成如下：第二册第五篇桥梁、涵洞第一分册桥梁总体设计第二分册主桥桥塔基础第三分册主桥桥塔与下部结构第四分册主桥混凝土加劲梁第五分册主桥缆索系统与索鞍第六分册引桥下部结构第七分册引桥上部结构第八分册附属设施工程1、概述1.1综述根据唐山湾三岛旅游区的总体规划中四纵三横、六点一片的交通体系。本项目建设为迎宾路工程。本工程设计范围：北起迎祥路交叉口，南至跨海大桥南侧桥台处，路线根据道路交叉点坐标确定，路线设计长度为1605.824米。本项目的建设将极大的改善当地旅游环境，可使游客更加便捷的到达各个景区，吸引更多的游客，对促进当地旅游事业的发展具有重要意义。1.1.1主要工作节点历程（1）投标阶段：2010年5月我方参加该项目的设计投标并中标；（2）方案阶段：2010年5月20日，按甲方意见修改后的路线长度、路线平面位置、纵断面布置、桥梁长度、主桥桥位等得到甲方单位认可；2010年5月21日，主桥桥面布置及引桥桥面布置方案得到甲方单位认可；2010年5月28日，甲方在投标备选方案中选定了主桥实施方案；（3）初步设计阶段：2010年6月份，初步设计第一次评审；2010年8月份，初步设计第二次评审，评审通过并作为下阶段施工图的设计依据。1.2初步设计评审专家组意见和初步设计（修编）评审专家组意见的回复情况1.2.1初步设计评审专家组意见回复情况（1）提高大桥防海水腐蚀的等级；提高抗震等级并综合考虑经济性；引桥跨度建议采用第二方案；横断面布置主车道建议采用六车道。回复：基本执行评审意见，提高防腐蚀等级，提高抗震等级并综合考虑经济性，引桥调整采用先简支后连续小箱梁结构；本项目与既有迎祥路连接，主车道因此按照迎祥路的双向四车道设计，维持原设计。（2）跨海大桥主桥采用自锚式悬索桥，总体结构体系不尽合理，有必要取消协作跨。主跨和副跨的布置不尽合理，有必要进一步优化。回复：按评审意见执行，增加调整新方案，取消了副跨协作跨，保留主跨协作跨，从建筑美学、经济性、施工工期等角度综合考虑，主跨跨径由原来的268米优化为168米，副跨由168米优化为108米，主、副划分基本成黄金分割效果。（3）跨海大桥的引桥尽量采用预制结构，可以把预制小箱梁与现浇箱梁进行比较，预制小箱梁施工速度快且工程量小。回复：按评审意见执行，引桥增加预制小箱梁与现浇箱梁比较，引桥推荐采用先简支后连续小箱梁结构。（4）跨海大桥的下部结构采用灌注桩是合理的，桩的直径有必要优化，减小桩的直径。回复：按评审意见执行，桩基继续采用灌注桩，调整方案的桩径按计算需要由D280m优化到D250m,若改用D200m或D180m桩径，桩基变得多而密，承台体积加大不少，增加混凝土水化热施工控制的困难；另外桩基多而密施工工期较长，不利于总工期的控制。（5）跨海大桥设计文件有以下建议，桥面铺装改性式沥青砼一般采用5~6cm；混凝土桥面铺装采用7cm不利于温度控制；该桥采用跨径式吊杆，不能适应空间主缆的变形要求，有必要进一步研究；人行道宽度采用3.5m可以适当压缩。回复：按评审意见执行，桥面铺装拟采用6cm厚改性沥青砼（引桥采用10cm沥青砼铺装）；吊索增加骑跨式与销接式两种连接方式的进一步研究工作，结合甲方单位的建议，非机动车道第2页共29页图号：S5-01-01与人行道作合并，合并后宽度采用3.0m。（6）跨海大桥：采用全漂浮结构体系，对于主塔的要求较高，通过改变结构体系可有效的降低对主塔的要求；自锚式悬索桥对于在施工引桥后在地震、风冰作用下处于不利状态，望设计根据实际情况进行适当改善；建议进行抗震、抗风、抗冰、船撞击，结合性能研究以深入满足设计使用年限；桥下净空与桥跨长度不符合，跨径确定很不明确。回复：按评审意见执行，结构改用半漂浮体系，对于在施工引桥后在地震、风冰作用下的体系，设计会进行详细的施工阶段模拟及检算；建议甲方单位组织安排有专门资质的机构、单位进行抗震、抗风、抗冰、船撞击的专题研究；经与甲方单位深入沟通，本项目没有特别通航要求，仅供游艇通行即可，因此项目仅从经济、美观、工期等方面确定跨径调整方向，从建筑美学、经济性、施工工期等角度综合考虑，主跨跨径由原来的268米优化为168米，副跨由168米优化为108米，主、副划分基本成黄金分割效果。（7）跨海大桥设计的冰压力取值及防治措施应进行专题研究。回复：按评审意见执行，甲方单位已组织有专门资质机构进行冰压力取值及防治措施的专项研究工作并取得研究报告。（8）跨海大桥设计的耐久性设计应根据桥梁结构，处在不同的环境条件，采取不同的措施，如保护层厚度及其辅助措施。回复：按评审意见执行，严格执行《混凝土结构耐久性设计规范》及《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》的要求，并借鉴项目周边地区已建项目的防腐经验，针对本项目地区的实际情况采取了相应防腐措施，对结构划分了不同区域，不同区域采用不同的措施。（9）跨海大桥设计的冲刷计算也要专题研究；要补充地震安全评价内容。回复：按评审意见执行，甲方单位已分别组织安排具有相关资质的专门机构进行海洋冲刷、地震安全评价的专项研究并取得相关研究成果。（10）桥塔方案二稳定性优于方案一，半漂浮体系优于漂浮体系，请慎重研究确定。回复：按评审意见执行，经综合比较分析，主桥推荐采用半漂浮体系。（11）大桥主桥推荐的支架现浇或其他方法应考虑过冬抗冰构件及抗风的安全性问题，有可能对设计有很大的影响。回复：按评审意见执行，设计充分借鉴项目周边地区的工程实例经验（已经通车的渤海湾内曹妃甸特大桥工程施工组织），在设计文件中提出施工的一些注意事项，具体实施前，施工单位应作一份详细的施工组织设计并组织相关的专题会议进行研究。（12）建议把结构精良统一优化，可以探讨技术施工的难度；对投资的影响；对砼的防腐要求，海上施工的安全防范；地震对桥梁安全的危害；总体考虑海冰对桥梁的影响；对海上冲刷的考虑；温度对结构的影响。回复：按评审意见执行，设计文件展开意见中各点论述。（13）安全性评价要抓紧进行（地质风、冰冻、洋流地震等方面）否则设计不能有效控制；防腐砼应做专项设计；上部引桥是否可采用挂篮施工，或直接预制，主桥可以分段吊装；桩基是否可采用钢管砼结构加快施工；施工过程监控；采用合理工期。回复：按评审意见执行，建议甲方单位单独委托本项目的安全性评价报告工作；防腐问题按评审意见，在收到专项研究报告后，设计对结构防腐会做出专项设计；引桥上部采用预制小箱梁，桩基维持原钻孔灌注桩设计。1.2.2初步设计（修编）评审专家组意见回复情况总体意见：（1）设计单位提供的初步设计（修编）文件，编制深度达到相关要求，选取的技术标准正确，总体布置合理，基本反应了上阶段初步设计评审的专家组意见，原则上同意初步设计评审通过，下一阶段设计应对细部做一些优化工作。（2）原则上同意文件中推荐方案一作为实施方案，主桥的主塔、加劲梁采用现浇混凝土是可行的，主桥采用半漂浮体系是合理的；引桥采用40m跨简支变连续小箱梁是合理的。细部意见：（1）主桥加劲梁尺寸稍大，应进一步优化，并应采用预应力混凝土结构。回复：按评审意见的指导精神，设计再一次对加劲梁梁高做了更进一步的比较工作，分别对梁高为3.0m、2.8m、2.5m、2.3m、2.0m作了比较详细的计算分析，另外从刚度、加劲梁应力水平、桥塔塔柱弯矩，边墩墩身弯矩等因素进行了详细的比较，最后经综合分析，梁高采用2.5m比较适合。另外，加劲梁在主缆提供的强大水平力作用下，截面在运营阶段最不利的荷载组合下，基本还处于受压状态，而且，压应力储备较大，局部区段由于出现了拉应力，则添加了预应力钢束布置。因此，加劲梁属于预应力混凝土结构。（2）主缆锚固区应优化，尽可能减少截面尺寸。回复：按评审意见执行，对加劲梁的南侧锚块和北侧锚块构造尺寸均做了比较合理的优化，将原实体结构优化成箱室结构，并根据计算优化了轮廓尺寸，整体外观效果显得比较纤细、协调。（3）进一步核实主缆布置是否满足行车的净空要求。回复：按评审意见进一步核实，主缆布置满足行车5.0m的净高要求。第3页共29页图号：S5-01-01（4）吊杆的选取应满足空间变位要求。回复：按评审意见执行，吊杆由原来的骑跨式调整为销接式，每个吊点处有2根吊杆，由原来的横桥向摆置调整为纵桥向摆置，吊杆的下端锚头带万向铰。吊杆能满足空间变位的要求。（5）采用半漂浮体系，主塔两侧吊杆间距应适当加大。回复：考虑到整体的分配和桥塔下横梁的实际受力情况，维持原吊杆间距。（6）桥面铺装应采用6cm调平层+8cm沥青砼层。回复：针对本项目的实际情况，关于桥面铺装方案，区分为主桥部分和引桥部分。主桥部分的桥面铺装方案进行了特大桥桥面铺装专项研究，最后选取的方案：铺装上层：3.0cm厚高粘高弹聚合物改性沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA10）；粘层：改性乳化沥青，0.3～0.5kg/㎡；铺装下层：3.0cm厚高粘高弹聚合物改性沥青浇注式混合料（GA10）；防水粘结层：AMP二阶反应型防水粘结材料，水泥砼桥面板：喷砂处治合格。引桥部分桥面铺装方案则采用了交通部通用图中的40m小箱梁铺装方案，为8cm现浇层+10cm沥青砼层。（7）主桥主塔基础以采用2米桩径为宜，两侧塔柱基础可以连成一体。回复：部分执行评审意见，针对本项目的具体地质情况，经综合对比分析，选择2.5米桩径是比较合适的。另外，两侧塔柱基础之间增加了一道系梁连接。（8）主桥加劲梁在桥塔处应设置阻尼器。回复：按评审意见执行，主桥加劲梁在桥塔处设置了4个阻尼器。（9）大桥结构及基础防腐建议做专题研究。回复：按评审意见执行，设计方已建议甲方单位组织基础防腐专题研究相关事宜，另外，设计方参考了相关项目工程经验并结合了国家现行的防腐蚀规范要求，拟定了本项目各构件的防腐措施。（10）对箱梁横截面两侧应作局部优化，利于抗风。回复：本项目对箱梁横截面做了模型数值分析，根据实验报告结果，维持原设计方案。（11）对主梁施工方案应进一步增加方案的比选，可考虑增加悬臂浇筑的方案对比。回复：按评审意见执行，经综合比较，原方案更合理。（12）主桥应考虑增设检修措施，便于后期的养护检修工作。回复：按评审意见执行，主桥设置了比较系统的检修措施，方便了后期的养护检修工作。（13）大桥的施工工期要科学安排，合理施工。回复：按评审意见执行，建议相关单位贯彻此项指导精神。1.3设计依据1.3.1合同及相关批复文件（1）《工程设计中标通知书》及《工程设计合同》；（2）《关于同意唐山湾三岛旅游区跨海大桥项目开展前期工作的函》（唐山市发展和改革委员会）；（3）《关于建设唐山湾三岛旅游区跨海大桥项目建议书的批复》（唐山市发展和改革委员会）；1.3.2项目所在区域规划资料（1）《关于唐山湾跨海大桥项目的规划意见》（唐山市城乡规划局）；（2）《关于唐山湾“三岛”海岛保护与利用规划的批复》（国家海洋局）；（3）《唐山湾三岛旅游区控制性详细规划》（天津大学城市规划研究院）；1.3.3初步设计资料（1）《初步设计专家评审会议纪要》（唐山湾三岛旅游区开发建设指挥部办公室）；（2）《关于跨海大桥施工图设计问题的函》；（3）《关于设计工作进度的通知》；（4）与规划方、甲方等单位沟通后取得的项目路线北侧（起点）及南侧（终点）控制点；（5）《唐山湾跨海大桥初步设计专家评审会议纪要》；（6）《唐山湾跨海大桥初步设计（修编）专家评审会专家组意见》——初步设计修编评审通过，可作为下阶段施工图设计的依据。1.3.4地质报告及其他相关资料（1）《唐山湾三岛旅游区迎祥路工程施工图设计》（中交远洲交通科技集团有限公司）；（2）《唐山市打网岗岛旅游开发项目规划阶段波浪潮流数学模型计算及岸滩稳定性分析》（南京水利科学研究院）；（3）《唐山湾三岛旅游区跨海大桥地质勘察报告》（中交第一航务工程勘察设计院有限公司）；（4）《唐山湾三岛统一坐标系的通知》；1.4工程场地自然条件1.4.1地形地貌拟建的海湾大桥位于河北省唐山市乐亭县海港