围堰形式:双壁钢围堰、锁口钢管桩围堰、钢套箱

VTS主动防护系统+缓冲消能防撞设施

防撞

防撞设施:独立防撞墩、群桩防撞墩、浮体系泊系统、浮式缓冲消能

VTS主动防护系统+浮式缓冲消能防撞设施

钢沉井基础

结构方案

纵向全漂浮、纵向设阻尼或弹性约束的半漂浮、塔梁固接、索塔处设竖向支座不同底板宽度的扁平钢箱梁3.5m、4.0m、4.5m、

高度:280mm、300mm,厚度:8mm、10mm

推荐方案

纵向设阻尼或弹性约束的半漂浮底板水平宽度较大的流线型箱梁

4.0m高度300mm,厚度8mm,局部10mm纵向桁架式(局部实腹式)

横向实腹式锚箱式栓焊结合倒Y形有下横梁

风阻系数和气动性能最好的形式

钢筋混凝土

钢锚箱,对预应力再作比较按平行钢绞线控制设计

标准索距16m气动措施、阻尼减振器

固区构造研究、抗风性能和措施研究、结构合理设计及计算分析、索塔和上部结构施工方案研究、防撞方案研究等。

4.3　施工图设计概况

施工图设计认真执行了初步设计和技术设计批复意见。

4.3.1　总体布置、采用的桥型及结构方案

苏通大桥总体布置为:[(12×30)+3×(11×50)+(50+9×75)+(10×75)]m预应力混凝土连续梁桥+(2×100+300+1088+300+2×100)m钢箱梁斜拉桥+(5×75)m预应力混凝土连续梁桥+(140+268+140)m预应力混凝土连续刚构桥+3×(11×50)m预应力混凝土连续梁桥。不含桥台8苏通大桥各部分采用桥型、结构方案及施工方案见表9。

4.3.2　结构设计要点

(1)主桥。??总体布置。

主桥为主跨1088m的双塔双索面斜拉桥,边跨各设置3个桥墩,其跨径布置为:100m+100m+300m+1088m+300m+100m+100m=2088m。

??结构体系。

索塔与主梁之间仅设置横向抗风支座和纵向具有限位功能的粘滞阻尼器,不设竖向支座。粘滞阻尼器对脉动风、刹车和地震引起的动荷载具有阻尼耗

　2004年　第7期　　　　　　　　　　　　张喜刚:苏通大桥总体设计

表9　全桥各部分采用的桥型、结构方案及施工方案

项　　目

桥型结构体系

主塔

基础

主

　桥

近塔辅助墩远塔辅助墩及过渡墩主梁

扁平封闭钢箱梁倒Y形塔,RC结构,索塔锚固区采用钢锚箱

平行钢丝斜拉索预应力混凝土连续刚构

主墩

基础

过渡墩墩身主梁桥型

基础

30m跨径

引　桥

墩身主梁基础

50m跨径

墩身主梁基础

75m跨径

墩身主梁

钻孔灌注桩矩形空心墩,RC结构变截面预应力混凝土箱梁预应力混凝土连续梁桥

钻孔灌注桩矩形空心墩,RC结构预应力混凝土箱梁

钻孔灌注桩矩形空心墩,RC结构预应力混凝土箱梁

钻孔灌注桩矩形空心墩,RC结构预应力混凝土箱梁

开挖式浇筑承台

爬模现浇移动支架现浇

搭设施工平台钻桩,并采用套箱浇筑承台

爬模现浇滑模现浇

搭设施工平台钻桩,并采用套箱浇筑承台

爬模现浇

钻孔灌注桩(桩底注浆)

边跨、索塔区梁段利用大型浮吊吊装,其

钻孔灌注桩(桩底注浆)

利用钢护筒搭设施工平台钻孔成桩,

并采用套箱浇筑承台

桥型及结构方案七跨连续钢箱梁斜拉桥纵向带限位功能阻尼约束

施工方案

—5—

余梁段采用桥面吊机垂直起吊,边跨设置临时墩

塔柱用爬模现浇,钢锚箱采用预制吊装

整束吊装、张拉、调整

索塔斜拉索

辅

桥连续刚构桥

桥型

搭设施工平台钻孔成桩,并采用套箱浇筑承台搭设施工平台钻孔成桩,并采用套箱浇筑承台

爬模现浇挂篮悬浇

采用架桥机预制节段悬拼,部分体外预应力

风、温度和汽车引起的塔梁相对纵向位移在阻尼器设计行程以内时,不约束主梁运动,超出行程时,对主梁运动产生固定作用。粘滞阻尼器设置于塔、梁之间,每个索塔处设置4个,全桥共8个。

主梁与过渡墩及辅助墩之间设置纵向滑动支座,并限制横向相对位移。

??主梁。

主梁采用扁平流线形钢箱梁。钢箱梁含风嘴全宽4100cm,不含风嘴顶板宽3540cm,底板宽为900cm+2300cm+900cm;中心线处高为400cm;节段标准长度为1600cm,边跨尾索区节段标准长度为1200cm。

根据受力需要,顶板在顺桥向不同区段采用了142550mm范围内采用了20mm及24mm两种厚

度,顶板设置了8～10mm厚的U型加劲肋;底板在顺桥向不同区段采用了12～24mm不同的厚度,底板设置了6～8mm厚的U型加劲肋。

钢箱梁内设置了横隔板,其标准间距为400cm,根据受力需要,竖向支承、索塔附近梁段适当加密;横隔板采用整体式,由上、下两块板组成,上、下板熔透对接;非吊点处横隔板一般为10mm厚,拉索吊点处横隔板采用变厚度,即外腹板附近为16mm厚、中间为12mm厚。

钢箱梁内设置两道纵隔板,除竖向支承区、压重区和索塔附近梁段采用实腹板式外,余均为桁架式。斜拉索在主梁上的锚固采用锚箱式,锚箱安装在主

公　　路　　　　　　　　　　　　　　　　2004年　第7期　　—6　　　　　　　　　　　　　　　　　　　—

针对不同结构部位设计提出了不同的防腐涂装要求,并分别提出了不同的防腐设计方案供业主选择。

??斜拉索。

采用1770MPa平行钢丝斜拉索,最大规格为PES7-313,单根最大重量为59t。斜拉索在钢箱梁上锚固点的标准间距为1600cm,边跨尾索区为1200cm;在塔上锚固点间距为230～270cm。斜拉索设计寿命为50年,并考虑其可更换性。

斜拉索减振措施的目标是将拉索的最大侧向振幅控制在其长度的1/1700以内,根据对拉索减振的有关专题研究结论,苏通大桥将采用阻尼器、气动措施并用的减振方案。

??索塔。

索塔采用倒Y形,并在主梁下方设置1道下横梁。索塔总高300.40m,在桥面以上高度为230.41m,高跨比为0.212。塔柱采用空心箱形断面,上塔柱为对称单箱单室,外型尺寸由900cm×800cm变化到1080cm×1740cm,壁厚在斜拉索锚固面为100cm,非锚固面为120cm;中、下塔柱为不对称单箱单室断面,外型尺寸由1082cm×650cm变化到1500cm×800cm,壁厚120cm、150cm。

斜拉索在索塔上的锚固,第1～3对直接锚固在上塔柱的混凝土底座上,其他用钢锚箱锚固。钢锚箱包裹在上塔柱混凝土中。钢锚箱采用节段制作,节段长711.8～851.7cm,宽240cm,高230～355cm,节段间用高强螺栓连接;钢锚箱与索塔之间侧向接触面用剪力钉连接,最下端支撑于锚固在混凝土顶面的钢底座上。

??墩身。

辅助墩与过渡墩均采用普通钢筋混凝土分离式矩形薄壁墩,墩高约60m;单幅桥墩平面尺寸为850cm×500cm,标准壁厚为50cm;过渡墩顶由于支座布置等构造需要,距墩顶450cm范围内顺桥向两侧各加宽150cm,墩顶平面尺寸为850cm×800cm。

??基础。

索塔基础有131根(另设4个备用桩位)D280cm/D250cm钻孔灌注桩(钢护筒内径280cm,下同),梅花形布置,主4号墩桩长117m,主5号墩桩长114m。承台为哑铃型,在每个塔柱下承台平面尺寸为5135cm×4810cm,其厚度由边缘的500cm变化到最厚处的1332.4cm;其顶部与下2810cm系梁连接,厚度为600cm。

近塔辅助墩基础为36根D280cm/D250cm钻孔灌注桩,行列式布置,主3号墩桩长98m,主6号墩桩长101m。承台平面尺寸5200cm×3250cm,厚度由边缘的400cm变化到最厚处的1030cm。

远塔辅助墩和过渡墩基础均为19根D280cm/D250cm钻孔灌注桩,梅花形布置;主1、主2、主8号墩桩长为108m,主7号墩桩长为110m。承台平面尺寸均为4320cm×1930cm,厚度由边缘的400cm变化到最厚处的830cm。

所有钻孔灌注桩均按摩擦桩设计,并考虑钢护筒与桩基础共同受力。

考虑到苏通大桥的重要性和群桩基础受力不均匀性,为保证基础结构安全可靠,主桥所有桩基础均要求进行桩底注浆,以提高其承载能力、减小和控制沉降、保证结构安全。注浆后的单桩极限承载力值应比压浆前的设计极限承载力值提高40%以上,压浆工艺、压浆方法和压浆量等具体实施方案经试桩确定。

??防撞措施。

根据有关专题研究成果,主桥基础整体防撞能力满足设防标准要求,不设置以消能为目的的防撞消能设施。为保证高水位时塔柱和墩身能够承受船舶局部撞击力,根据结构自身特点,对可能受撞击区域进行了局部加强。

为保证在低水位条件下钻孔桩不被船舶直接撞击,采取局部加厚封底混凝土并用钢桁架加强其整体性、利用承台施工用钢套箱中浇筑一定高度的仓壁混凝土等措施予以解决。

根据苏通大桥桥位处的航道特点,应在桥位区域设置主动防撞系统,进一步降低大桥受船舶撞击风险,确保大桥和航行安全。

??桥面铺装。

行车道桥面铺装为厚度5.5cm的环氧沥青混凝土,检修道铺设厚度3.0cm的塑胶类材料或沥青砂。桥面铺装的材料及施工工艺经专题研究确定。

(2)辅桥连续刚构桥。??总体布置。

跨径布置为:140m+268m+140m=548m,上部结构上下行分幅布置,主墩顶部两幅桥箱梁用横隔梁连接;两主墩与主梁固结,两过渡墩顶设置活动支座(横向靠中央分隔带一侧的支座横向固定,纵桥向活动,远离中央分隔带一侧为多向活动支座)。

　2004年　第7期　　　　　　　　　　　　张喜刚:苏通大桥总体设计

主梁采用单箱单室直腹板混凝土结构;箱梁顶宽1640cm,底宽750cm;根部梁高1500cm,高跨比为1/17.9,跨中梁高450cm,高跨比为1/60,梁高按1.6次抛物线变化;箱内顶板最小厚度为32cm,腹板厚度采用70cm、60cm、50cm、45cm四级变化,底板厚度由170～32cm渐变。

主梁在顶底板纵向、顶板横向、腹板竖向布置了预应力索。顶板纵向预应力束采用在顶板锚固和下弯到腹板下部锚固相结合的方法布置。考虑收缩徐变影响,中跨底板留有部分合拢束在中跨合拢1年后或正式竣工验收前的适当时间进行张拉,同时,设置了一定数量的体外预应力钢束作为备用钢束。

为保证腹板竖向预应力的可靠性,设计时用进口精轧螺纹粗钢筋及相应的预应力锚固体系,如果条件允许,可采用在日本已应用成熟的预应力空心钢棒。

??墩身。

主墩墩身采用空心双薄壁混凝土墩,双薄壁墩柱中心线纵桥向间距为950cm,高度约3500cm;墩柱平面尺寸250cm×750cm,长边壁厚60cm,短边壁厚80cm,墩底200cm范围为实心段。过渡墩墩身采用空心混凝土墩,高度5000cm左右,平面尺寸400cm×750cm,长边壁厚70cm,短边壁厚100cm,其墩顶及墩底一定范围为实心段。??基础。