1、金塘大橋主通航孔橋報告人:浙江省交通規劃設計研究院 史方華2022年9月19日設計特點 一、概況 二、建設條件 三、設計原則 四、設計特點 五、幾點體會報告內容一、概況(一)地理位置 金塘大橋是浙江省舟山大陸連島工程中的第五座大橋，連接舟山市金塘島與寧波市鎮海區，全長21.029km，其中海上橋梁長18.27km，也是舟山大陸連島工程中規模最大的跨海特大橋。（二）技術標準一、概況 公路等級：雙向四車道高速公路 設計速度：100km/h 荷載等級：公路級 橋面橫坡: 2%(雙向) 橋面縱坡: 最大2.8% 一、概況通航標準：通航5萬噸級海輪(壓載),凈寬544m,凈高51m設計高潮位頻率:1/3

2、00結構設計基準期:100年（二）技術標準（二）水文二、建設條件 本工程區的潮汐屬不規則的半日潮，潮流以往復流為特征，歷年平均海平面為0.26m，歷年平均高潮位1.14m，平均低潮位-0.75m，最高潮位3.28m，最低潮位-2.12m，最大潮差3.67m，平均潮差1.91m。潮流以往復流為特征，漲潮流向西或向北，落潮流向東或向南，漲潮流速略大于落潮流速。 百年一遇的最大流速為2.54 m/s，最大波高為6.26m。 橋位處海床沖刷深度：自然沖刷深度：5m；建橋沖刷深度：索塔：15.6m，輔助墩16.0m，過渡墩14.3m。 （三）地質二、建設條件 該段水深10.826.7m，海床表部主要為海

3、相灰色流軟塑狀淤泥質亞粘土、亞粘土，和沖海相灰色，灰綠色松散稍密狀亞砂土、粉細砂，中間黃褐色軟硬塑狀亞粘土，以上土層總厚度9.524.9m；其下為灰褐灰綠黃綠等色中密密實狀粉細砂、中粗砂或亞砂土相間厚度較大灰色軟塑狀粘土，和黃褐黃綠灰藍等色硬塑狀為主的（亞）粘土，總厚度61.576.5m；該區下伏基巖面起伏變化相對不大，基巖面埋深77.2101.6m，其弱風化巖面頂板標高-102.88-115.30m，基巖巖性主要為晶屑玻屑熔結凝灰巖，屬硬質巖。 二、建設條件（五）船舶撞擊力航 道名 稱代表船型（t）塔 墩橋墩防撞力（MN）采用獨立防撞墩后防撞力(MN)橫橋向順橋向橫橋向順橋向主通航孔5000

4、0壓載索塔D3，D465.3432.67200005000輔助墩D2，D510.05.01000過渡墩D1，D66.03.0三、設計原則 充分考慮橋址區的海洋環境; 體現“安全、經濟、耐久、和諧”的設計原則; 以科技為支撐,創新謀發展的理念,設計一流大橋; 景觀設計充分考慮舟山普陀山 “海天佛國”的文化素材。 四、設計特點7721862021877m五跨連續鋼箱梁斜拉橋（二）樁基礎四、設計特點 1、索塔基礎 采用42根2.5m 2.85m鉆孔灌注樁 ，承臺為圓端形構造，平面尺寸為56.7834.02m，厚6.5m，承臺上設厚2.5m的塔座 。鋼護筒壁厚為25mm,局部防腐處理。（二）樁基礎四、

5、設計特點 2、過渡墩 設10根2.5m2.85m鉆孔灌注樁 ，承臺采用矩形構造，橫橋向寬為25.4m，順橋向寬為15.5m，承臺厚4.0m。墩身采用分離式的矩形結構（D1墩身為實心、D6墩身為空心），橫橋向寬6.3m，順橋向寬3.5m。 （三）索塔防撞四、設計特點 索塔整體抗撞力已滿足抗撞要求，防撞措施目標為利用承臺鋼套箱（為了減少地震力，只在局部填灌混凝土）保護索塔樁基礎、塔柱免遭船舶撞擊損傷，減少工程費用，同時利用橡膠件，對撞擊船舶進行適當保護。波流力也比浮式消能箱的防撞方案要小。 過渡墩和輔助墩的防撞方案通過主體結構樁+防撞群樁套箱消能防撞方案 、增加主體結構樁基+附著式消能防撞方案 、

6、獨立防撞墩方案 等方案的比較，最后選擇了獨立防撞墩的方案。（四）獨立防撞墩四、設計特點（五）索塔及塔上斜拉索錨固構造四、設計特點 索塔高204m（承臺以上），花瓶形。塔頂順橋向寬7m，橫橋向寬6.5m；塔底順橋向寬12m，橫橋向寬9m。橫梁高8m，寬10.5m。（五）索塔及塔上斜拉索錨固構造四、設計特點 塔上斜拉索錨固構造常用的方式有三種：鋼錨箱錨固（如諾曼第大橋、杭州灣大橋、蘇通長江大橋）、鋼錨梁錨固（如安娜西斯大橋、南浦大橋、招寶山大橋）和環向預應力錨固（如南京二橋、楊浦大橋、桃夭門大橋）。 金塘大橋拉索為空間索面，常規的鋼錨梁已不適用，雖然鋼錨箱和環向預應力方案均可行，但鋼錨箱方案對起重

7、設備及安裝精度都要求較高，在拉索平衡水平力工況下塔柱砼也會產生拉應力，對結構的耐久性不利；環向預應力方案同樣耐久性較差,所以找到一種合適的拉索錨固方案非常必要。（五）索塔及塔上斜拉索錨固構造四、設計特點 金塘大橋提出了能夠錨固空間索面斜拉索的鋼錨梁和鋼牛腿組合結構。（五）索塔及塔上斜拉索錨固構造四、設計特點 鋼錨梁由受拉錨梁和錨固構造組成。每對斜拉索面內的平衡水平分力由鋼錨梁承受，部分不平衡水平分力通過梁端頂座傳遞到預埋鋼板，由索塔承受；豎向分力通過牛腿傳到塔身后，全部由索塔承受；空間索在面外的水平分力由鋼錨梁自身平衡。（五）索塔及塔上斜拉索錨固構造四、設計特點 鋼牛腿是鋼錨梁的支撐結構，由座

8、板、托架、塔壁預埋鋼板、剪力釘和與勁性骨架相連的連接鋼板組成。 （五）索塔及塔上斜拉索錨固構造四、設計特點 鋼錨梁和鋼牛腿組合結構由鋼錨梁、鋼牛腿和預埋鋼板等組成，安裝時采用鋼錨梁和鋼牛腿臨時固結，和預埋鋼板一起整體吊裝。（五）索塔及塔上斜拉索錨固構造四、設計特點1）由于只有不平衡索力由塔壁承受，塔壁混凝土不會開裂，耐久性好；2）由于沒有象鋼錨箱一樣在上塔柱分叉處有一強大的鋼板底座，從而使得其傳力簡單明確，上塔柱分叉處的混凝土受力得到很大改善；3）其重量不到類似鋼錨箱的1/2，用鋼量低，對起吊設備的要求低，因而較經濟；4）采用鋼牛腿方便了滑模施工，使索塔混凝土施工速度可以大幅度提高；5）鋼牛腿

9、、鋼錨梁整體吊裝，因此安裝精度容易得到保證。組合結構具有以下優點:（五）索塔及塔上斜拉索錨固構造四、設計特點 總之,空間索面斜拉索塔端錨固采用鋼牛腿、鋼錨梁組合體系，為國際首創，不但成功解決了錨固區開裂問題，提高了結構耐久性，還有利于提高施工速度，保證施工質量。 （六）鋼箱梁及梁上斜拉索錨固構造四、設計特點 主梁采用封閉式流線形扁平鋼箱梁。斜拉索在鋼箱梁上的錨固采用耳板銷鉸連接方式。首次采用國產高強度厚板材料。 鋼箱梁外表面采用電弧噴鋁長效防腐,其組成為電弧噴鋁、環氧云鐵封閉漆和聚氨酯面漆,鋼箱梁內表面采用防腐涂裝+除濕。 索塔內部空間也采用防腐+除濕,以保證鋼錨梁的耐久性。 平行鋼絲斜拉索采

10、用法爾勝生產的長效斜拉索,使用壽命50年。 鋼筋混凝土的防腐,主要通過采用海工混凝土、增加鋼筋保護層,在承臺等部位摻加阻銹劑,在浪濺區的現澆墩身還采用環氧鋼筋等措施。 （七）耐久性設計四、設計特點 為了保證地面25m/s的風速下,在主通航孔橋橋面上不中斷交通,需要通過設置風障來達到橋面風速也在25m/s范圍之內。（八）風障設計四、設計特點（九）景觀四、設計特點主題:海天佛國以海天作為創作元素,色彩方案為海天藍。專項景觀設計由廈門翰卓路橋景觀藝術有限公司完成。（九）景觀四、設計特點（九）景觀四、設計特點 金塘大橋是我國第一座按橋梁新規范體系設計的跨海特大橋。建跨海大橋,不可避免的會遇到波流力的問題。特別對于深水基礎,往往控制設計的是極限波流力和極限風的組合,但是否會同時以最大值的形式出現呢?在裂縫計算時,其頻遇值系數又如何選取?這些問題不是以一個橋就能研究出來的。建議由相關單位進行系統的專門研究,在下次規范修訂時加以補充。（一）應開展波流力和風荷載的組合研究五、幾點體會（二）加強設計人員的專業配置五、幾點體會 不能只依靠專題研究單位,設計單位也需要一定的專才。 象橋梁基礎的抗震和船舶撞擊問題,它與樁基礎的直徑、承臺大小(質量),它需要一個不停的試算過程,如果專題研究單位只提供內力,由設計單位結構計算,來回多次折騰,必然會