總

說

明一、設計依據1、仙桃市交通局與橋勘察設計合同”。2、

省發展計劃

江公路大橋工程初步設計的第二公路勘察

簽定的“仙桃漢江公路大“鄂計投資［2000］1097

號”文：“關于仙桃漢”。3、

省交通廳“鄂交函［2000］116

號”文：“關于仙桃漢江公路大橋初步設計的

意見的函”。4、

地質工程勘察院“仙桃漢江公路大橋施工圖設計階段工程地質勘察報告”。5、冶金工業部

勘察

“

省仙桃漢江公路大橋

18

號主墩和

17號輔助墩位補充工程地質勘察報告書”。二、設計規范1、公路工程技術標準（JTJ001—97）2、公路橋涵設計通用規范（JTJ021—89）3、公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTJ023—85）4、公路橋涵地基與基礎設計規范（JTJ024—85）5、公路路線設計規范（JTJ011—94）6、公路路基設計規范（JTJ013—95）7、公路柔性路面設計規范（JTJ014—86）8、公路斜拉橋設計規范（試行）（JTJ027—96）9、公路磚石及混凝土橋涵設計規范（JTJ/022—85）10、公路工程抗震設計規范（JTJ004—89）11、公路橋梁抗風設計指南12、鋼筋焊接網混凝土結構技術規程（JGJ/T

114—97）三、主要技術標準1、橋面寬度23

米（不含布索區寬度），雙向四車道，不設人行道，引道標準與橋梁一致采用路橋同寬。2、荷載標準：汽車超—20

級，掛車—120。3、設計行車速度：80Km/h。4、橋面豎曲線半徑：10000m。5、橋面坡度：縱坡

2.5%，直線橋段橫坡為雙向

2%，圓曲線及緩和曲線部分設橫向

。6、設計洪水頻率：1/300，設計水位：36.03m（黃海高程，下同），流量17500m3/s。7、通航：最高通航水位按10

年一遇洪水位，水位為35.01m，通航凈高10m，主通航孔按單孔通航考慮，雙線凈寬140m。8、

烈度：六度

區，采用七度抗震措施。9、船舶撞擊力按三級內河航道取值，順橋向400KN，橫橋向550KN。四、工程地質橋位位于仙桃市西北郊，橫跨漢江，兩側地貌單元為Ⅰ級階地及河漫灘。漢江

堤距約

460

米。仙桃岸大堤外側（河內）淤積現象明顯，坡度平緩，地勢平坦。大堤內側已屬仙桃市城區邊緣地帶，地勢平坦開闊。天門岸大堤外側（河內）由于主航道（主槽）靠近天門岸大堤，江水沖刷嚴重，岸坡較陡，目前已有拋石護岸。大堤內側地勢平緩，呈河網湖沼狀特征。橋位處地表分布有巨厚的第四系松散堆積層，本次詳勘中，橋位主塔墩處最深鉆孔達河床以下116

米，尚未鉆探到強度較高的巖性地層構造。橋位處從地表以下，依此為①粘土亞粘土層。本層層底標高約介于5.0～0.0米間，

大堤內側該土層厚約

25

米左右，大堤外側（河內）該土層厚約

10

米左右，河內該土層上還覆蓋有薄層（約5.0

米左右）的粉砂層。②粉細砂、細中砂層。該層分布于整個橋址區，厚度約40.0

米。③含礫細中砂、圓礫、礫砂層。該層密實度較大，對基礎提供的摩阻力較高，作為大橋樁基礎的持力層。在粉細砂、細中砂地層及以下，局部夾有粘土亞粘土。五、氣象條件橋址處屬帶季風氣候。冬季寒冷少雨，嚴寒不長，春季冷暖多變、多陰雨天氣，梅雨期6

月上旬至7

月中旬，溫熱潮濕多暴雨，雨量集中，多漬撈。1、氣溫。年平均氣溫

16.40C；年

最高氣溫

38.80C（出現在

1971

年

7

月21

日）；年

最低氣溫-14.20C（出現在

1977

年

1

月

30

日）；月平均最高氣溫32.50C（出現在7

月份）；月平均最低氣溫0.10C（出現在1

月份）。2、降雨。年平均雨量1191.6

mm；月最大雨量611.8

mm（1969

年7

月），單日最大雨量193.8

mm（1991年7

月9

日），1

小時最大雨量60.9

mm。3、風速。年極大風速（瞬間風）19.8

米/秒（西西南，1997

年6

月6

日）；年最大風速（10

分種平均風速）13.0

米/秒（北風，1980

年4

月13

日）。查《公路橋涵設計通用規范（JTJ021—89）》，橋址區域基本風壓為400Pa，大于按極大風速計算的風壓值，設計采用400Pa

基本風壓進行計算。4、濕度。年平均相對濕度80%；年最小相對濕度9%。六、主要材料1、混凝土本橋砼標號采用25、30、40、50、55

號，其技術標準應符合JTJ023—85有關規定。砼的配合比、拌制、、澆筑、振搗、養生、施工縫、以及砼配合料所采用的水泥、砂、石、水、外加劑等材料的要求，應嚴格按照《公路橋涵施工技術規范（JTJ041—2000）》、《仙桃漢江公路大橋招標文件第二卷技術規范》執行，滿足規范所規定的質量檢驗和質量評定標準。2、鋼筋普通鋼筋標準應符合GB13013—91、GB1499—91

及GB13014—91

的要求。受

筋直徑≥20mm

的螺紋鋼筋應采用閃光對焊或套筒擠壓連接或等強直螺紋連接。套筒擠壓接頭的施工與檢驗應符合JGJ107—96《鋼筋機械連接通用技術規程》及JGJ108—96《帶肋鋼筋套筒擠壓連接技術規程》的規定。等強直螺紋連接應滿足Q/JY08—1997《鋼筋等強直螺紋連接技術規程》。電弧焊接，其焊條應符合GB/T

5117—95《碳鋼焊條》及GB/T

5118—95《低合金鋼焊條》的規定。鋼筋焊網：用于塔柱面層的防裂鋼筋網，采用6mm

的帶肋鋼筋，間距10×10cm，技術標準應滿足JGJ114—97

的規定。3、鋼材鋼板、型鋼除注明外，均為A3

鋼，其技術標準必須符合GB700—88

的規定，選用的焊接材料應符合相適應。4、預應力鋼材(1)預應力鋼絞線GB981—76

的要求，并與所采用的鋼材材質和強度公稱直徑為15.24mm，低松弛預應力鋼絞線，標準強度1860Mpa，彈性模量1.95×105Mpa，技術標準應符合ASTMA416—87a270級的規定。采用YM系列錨具及相應連接器。金屬波紋管成孔。但上塔柱斜拉索錨固區的U

型預應力束應采用VSL

EC

6—19、VSL

EC

6—22

成套錨具及VSLPT—PLUS

型塑料波紋管。(2)預應力粗鋼筋采用直徑32mm

精軋螺紋鋼筋，標準強度不低于750Mpa，彈性模量2.0×105Mpa，YGM

錨具及相應連接器。5、斜拉索斜拉索采用直徑фj15.24，單股外包PE

的不鍍鋅鋼絞線，每根斜拉索首先第一根鋼絞線攜帶拉索護套就位張拉錨固，然后鋼絞線逐根穿過錨具和護套、并張拉錨固。PE鋼絞線成盤運抵工地，根據每一根斜拉索具體長度逐根下料安裝。斜拉索的安裝和張拉由斜拉索供應廠家完成。斜拉索外套管的顏色由業主研究后確定。拉索兩端采用VSL

SSI

2000

系列錨具，塔端用張拉式錨具，梁端用固定式錨具。PE斜拉索鋼絞線、錨具、外套管的技術指標應按《仙桃漢江公路大橋招標文件第二卷技術規范》有關內容執行。七、橋孔總體布置1、主跨跨徑及位置的選定。根據航務管理部門的意見，主跨一跨應跨過枯水期航道，考慮雙向通航，主跨徑不小于180米，因此主跨徑確定為180米，主墩位置和主跨布置的范圍根據主河槽的位置及枯水期水面分布范圍確定。2、跨堤部分橋梁的跨徑。漢江河道管理部門要求漢江大堤堤頂和堤坡不能設置橋墩，根據地形條件，跨堤部分橋梁的跨徑不應小于50

米，這樣從橋梁整體布置協調一致考慮，漢江大橋跨堤部分橋跨的跨徑取為50

米。3、根據以上的考慮和獨塔斜拉橋結構的特點，跨漢江大堤及大堤之間的橋梁跨徑布置為2×50+50+82+180+2×50米。4、

引橋的布置以經濟跨徑為主，由于本橋覆蓋層厚，基礎為摩擦樁，樁基入土深，因此上構跨徑不宜太小，仙桃岸布置為

14

孔

30

米簡支梁，天門岸布置為18

孔30

米簡支梁。5、橋面縱坡，以主跨180m

跨中為頂點，設雙向2.5%縱坡，豎曲線半徑10000m，切線距250m。6、全橋跨徑組合為

14×30+2×50+50+82+180+2×50+18×30，總長1472米。

分別接漢江大橋的仙桃岸和天門岸的引道。八、橋梁結構及設計要點1、主橋主橋為50+82+180

米三跨一聯獨塔雙索面斜拉橋，其各部形式如下。(1)

主塔墩18

號墩為主塔墩，塔墩基礎由30

根φ1.8m

的鉆孔樁組成群樁基礎，群樁按平行矩形布排，樁的間距為4.5m，樁基均為摩擦樁，設計樁底標高-82.0，樁長98m。承臺頂標高20.5m，厚4.5m，平面為21.8×27.3m

的矩形，承臺上設3.0m高的塔座。塔柱的形式是界于H

型塔和倒Y

型塔之間的“瓶頸”型。塔高承臺以上為109.452m，橫橋向上塔柱中心間距為13.4m，塔柱橫橋向寬3.2m，順橋向上、中塔柱寬6.5m，下塔柱由6.5m

漸變至8.3m，塔柱的壁厚，上塔柱順橋向1.4m，橫橋向0.7m，中塔柱順橋向1.0m，橫橋向0.7m，下塔柱順橋向1.0m～1.9m，橫橋向0.7m。下橫梁與上構主梁固結，高4.0m，中橫梁高4.0m，上橫梁高3.0m。斜拉橋主塔的強度和剛度至關重要，為此，設計采取如下措施：為使塔柱、橫梁有足夠的剛度，又不增加過多的恒重，塔柱、橫梁以空心矩形截面為主。考慮到塔柱傳力的過渡性，在承臺上設3m

高的塔座，且下塔柱下端設有3m

高的實心段，在下橫梁和中橫梁處的塔柱設8m

高的實心段，上橫梁位于斜拉索錨固段，由于斜拉索張拉的需要，沒有設置實心段，在每一個實心段與空心段交界處，均設有倒角，以減少應力集中。在塔身承臺塔座表面設一層由φ6

帶肋焊接鋼筋網。上塔柱錨索區、上、中、下橫梁均設置了水平面內的預應力束，預應力束采取凹槽式錨固，用封錨混凝土補平。因施工和檢修的需要，在塔柱內設置爬梯，在下橫梁、中橫梁處實心段以人洞通過。16

號過渡墩、17

號輔助墩、19

號過渡墩由于這些橋墩是支承主梁，兩支座間距約

21m，將這些橋墩

設計成雙柱式橋墩，16、19

號墩布4

根φ1.5m

的鉆孔樁，17

號墩布2

根φ1.5

的鉆孔樁，均為摩擦樁，這種橋墩施工方便，經濟美觀。主橋主梁a、斷面形式：主梁的基本斷面形式是邊主梁，斷面全寬25.6m，節段基本長度為8m，邊肋基本寬度1.8m，橫隔板的基本間距是8m；在邊跨輔助墩附近至錨跨實心段，由于結構受力的要求及平衡懸澆的需要，節段長度變化為6m，邊肋寬度加寬至4.0m，橫隔板的間距也相應調整為6m；主梁頂板厚0.30m，設雙向2%橫坡，主梁的基本梁高是1.9m（對應于橫向寬度25.6m

的位置）。主塔與主梁連接處采用固結。橫梁均設有預應力鋼絞線束。主梁每節段在單根邊主梁內各配置3

根19

股的鋼絞線，在橋面板內配有32根ФL32

的精軋螺紋鋼筋，主梁各合攏段內配置上、下緣合攏束。b、斜拉索的布置，主塔布有20

對空間索，主跨斜拉索在梁上的索距為8m，邊跨隨著節段長度的變化，索距相應變化為6m，錨跨實心段上索距為3.2m。斜拉索在橫斷面上布置在距邊緣0.8m

處，在上塔柱布索區，顧及施工立模，索的張拉等因素，將錨固點布在塔內壁中心處，斜拉索采用直徑фj15.24，單股外包

PE的不鍍鋅鋼絞線，兩端采用VSLSSI2000系列錨具錨固，對于每對索，向河側和向岸側索的鋼絞線股數不一定相等，是根據各自的索力選取的。2、引橋引橋全橋寬

23m采

柱式橋墩，30m

橋跨部分為2

根基樁，直徑

1.80m；50m橋跨部分為4根基樁，直徑1.50m，帽梁采用預應力結構，按部分預應力A類構件進行設計。30m

橋跨引橋的上構為簡支T

梁，橋面連續，按部分預應力A

類構件設計，全橋寬布置10

片梁，梁距2.30m。50m

橋跨部分為兩跨連續剛構，上構為滿堂支架現澆的單箱雙室預應力混凝土箱梁，按部分預應力A

類構件設計，為盡可能地使全橋立面線型一致，50m

橋跨梁高取為2.0

米（對應底板寬度處）。九、主橋結構計算1、計算參數的取值(1)

溫度a、體系溫差，根據斜拉橋設計規范，混凝土結構可按當地平均最高氣溫和最低氣溫確定，合攏溫度取150C~200C，當地月平均最高氣溫32.50C，最低氣溫0.10C，由此得出體系升溫17.50C，體系降溫19.90C，經綜合考慮后計算取體系升溫180C，體系降溫200C。b、主梁上、下緣溫差+50C。c、主塔兩側溫差±50C。d、索梁溫差±100C。注：在進行塔的橫向計算時，取用下列四種情況：a、體系升溫180C+兩柱溫差50C。b、體系升溫250C+塔橫向非線性130C。c、體系升溫200C。d、體系降溫250C。船撞力主塔墩橫橋向船撞力按500KN

計，順橋向船撞力按400KN

計，船撞力作用點取標高35.01m

處。風力查《公路橋涵設計通用規范（JTJ021—89）》，橋址區域基本風壓為400Pa，大于按極大風速計算的風壓值，設計采用400Pa

基本風壓進行計算。支座不均勻沉降主塔墩取2cm，邊墩取2cm。制動力制動力按同方向行駛的兩行車隊計算，每一個車道的制動力為一行汽車車隊總重力的10%。制動力作用在橋面以上1.2m

處。2、結構分析結構分析主要采用同濟大學肖汝誠編制的“橋梁結構線性、非線性設計分析程序（BaP

程序）”、“Super

Sap93

程序”、“Ansys

程序”等多個軟件進行結構靜力、動力分析。靜力分析的主要內容有：主塔柱順橋向、橫橋向的整體計算，對各種工況下（塔施工各階段、主梁施工最大懸臂狀態、成橋階段）的內力、變位分析。主塔錨索區局部應力分析。(3)塔柱與下橫梁、主梁交界處的局部應力分析。(4)中塔柱下端人洞和塔冠人洞處局部應力計算。(5)主梁各施工階段、成橋階段內力分析。(6)橋面板局部應力計算。(7)斜拉索張拉力計算。(8)引橋上、下構計算動力分析：動力分析主要參照《公路橋梁抗風設計指南》、用《Super

SAP》，對施工階段最大雙懸臂狀態、最大單懸臂狀態、成橋階段等進行計算、計算內容主要有：動力特性計算，空氣動力穩定性驗算、渦激

、抖振等限幅振動計算、

荷載計算。計算中非線性因素的考慮：非線性因素主要考慮斜拉索彈性模量的修正和斜拉索、預應力束在結構