跨海大桥总体设计及进度安排汇报.ppt

1、2024/3/20跨海大桥总体设计及进度安排汇报跨海大桥总体设计及进度安排汇报汇报人：汇报人：中交公路规划设计院中交公路规划设计院 XXX2024/3/20汇报内容汇报内容 1.项目概况项目概况 2.主要技术标准主要技术标准 3.自然条件自然条件 4.总体设计总体设计 5.结构设计结构设计 6.全桥进度安排全桥进度安排 7.海中平台海中平台 8.其他其他 2024/3/201.项目概况项目概况1.1 地理位置地理位置宁波市宁波市杭州市杭州市上海市上海市嘉兴市嘉兴市杭州湾跨海大桥杭州湾跨海大桥上上海海宁波宁波2024/3/201.2 项目功能项目功能 杭州湾大桥是国道主干线杭州湾大桥是国道主干线

2、同三线跨越杭州湾最便捷的通同三线跨越杭州湾最便捷的通道道，它的建设，它的建设有利于长江三角洲区域经济一体化发展需要，有利于长江三角洲区域经济一体化发展需要，有利于长江三角洲区域经济的整体发展。同时交通量的迅速有利于长江三角洲区域经济的整体发展。同时交通量的迅速发展也要求加快完善跨杭州湾的同江至三亚的国道主干线建发展也要求加快完善跨杭州湾的同江至三亚的国道主干线建设。为解决沪杭甬高速公路的紧张状态，建设杭州湾跨海大设。为解决沪杭甬高速公路的紧张状态，建设杭州湾跨海大桥也具有很大的现实意义。桥也具有很大的现实意义。根据根据2000年年10月进行的环杭州湾月进行的环杭州湾24小时小时OD调查，杭州湾

3、南北来往调查，杭州湾南北来往自然车交通量已达自然车交通量已达23000辆辆/日日，其中上海及苏南地区往返宁波及浙东南，其中上海及苏南地区往返宁波及浙东南地区的车辆已达地区的车辆已达万辆万辆，且大部分需绕行杭州，使沪杭甬高速公路交通量，且大部分需绕行杭州，使沪杭甬高速公路交通量日趋饱和，无法满足日益增长的交通需求。本项目的建设将使上海至宁日趋饱和，无法满足日益增长的交通需求。本项目的建设将使上海至宁波陆路距离缩短波陆路距离缩短100多公里多公里，大大降低运输成本和节省旅客在途时间，社，大大降低运输成本和节省旅客在途时间，社会经济效益极为显著。会经济效益极为显著。1.项目概况项目概况北岸：同三线、

4、沪杭、乍嘉苏、北岸连接线、东西大道、北岸：同三线、沪杭、乍嘉苏、北岸连接线、东西大道、320国道、国道、07省道。省道。南岸：甬台温、杭甬、上三线、南岸连接线、南岸：甬台温、杭甬、上三线、南岸连接线、329国道、国道、61省道、七塘公路。省道、七塘公路。2024/3/201.项目概况项目概况1.2 项目功能项目功能杭州湾跨海大桥杭州湾跨海大桥杭州湾跨海大桥杭州湾跨海大桥上三线上三线上三线上三线杭甬高速杭甬高速杭甬高速杭甬高速6161省道省道省道省道329329国道国道国道国道南岸连接线南岸连接线南岸连接线南岸连接线北岸连接北岸连接北岸连接北岸连接线线线线七塘公路七塘公路七塘公路七塘公路沪杭高速

5、沪杭高速沪杭高速沪杭高速320320国道国道国道国道乍嘉苏乍嘉苏乍嘉苏乍嘉苏东西大道东西大道东西大道东西大道0707省道省道省道省道宁波绕城路宁波绕城路宁波绕城路宁波绕城路新卫一级公路新卫一级公路新卫一级公路新卫一级公路2024/3/201.项目概况项目概况1.3 工程规模与组成工程规模与组成北航道桥北航道桥南航道桥南航道桥北引桥北引桥中引桥中引桥南引桥南引桥嘉兴嘉兴宁波宁波杭州湾大桥沪杭高速公路杭甬高速公路郑家埭郑家埭水路湾水路湾工程规模工程规模:起点桩号起点桩号 K49+000；终点桩号；终点桩号 K85+000，全长全长36km。北引线长。北引线长15.5m，北引桥长，北引桥长3053.

6、5m，北，北航道桥长航道桥长908m，中引桥长，中引桥长11060m，南航道桥长，南航道桥长578m，南引桥长，南引桥长20073.5m，南引线长，南引线长311.5m。海中平台中心桩号海中平台中心桩号K66+120，总面积，总面积12000m2。2024/3/20北北 引引 桥：桥：3.5+1530+1050+360+50+50+80+50+2450+770=3053.5m预应力混凝土连续梁桥；预应力混凝土连续梁桥；北航道桥：北航道桥：70+160+448+160+70=908m五跨连续双塔双索面钢箱五跨连续双塔双索面钢箱 梁斜拉桥；梁斜拉桥；中中 引引 桥：桥：1470+13470+107

7、0=11060m预应力混凝土连续预应力混凝土连续 梁桥；梁桥；南航道桥：南航道桥：100+160+318=578m三跨连续独塔双索面钢箱梁斜三跨连续独塔双索面钢箱梁斜 拉桥；拉桥；南南 引引 桥：桥：1070+8670+20350+80+550+6030+50+34 30+3.5=20073.5m预应力混凝土连续梁桥。预应力混凝土连续梁桥。1.项目概况项目概况1.4 桥跨布置桥跨布置2024/3/201.项目概况项目概况1.4 桥跨布置桥跨布置2024/3/20 混凝土总量达混凝土总量达250万方，钢材万方，钢材60多万吨。多万吨。预制预制50m箱梁箱梁404片，预制片，预制70m箱梁箱梁54

8、0片。片。桥墩总数桥墩总数630个。个。桩基总数桩基总数8000多根，钻孔桩多根，钻孔桩3472根，钢管桩根，钢管桩5000多根。多根。工工程程量量工程造价工程造价 建安费（万元）建安费（万元）造价（万元）造价（万元）934361 1182446 1.项目概况项目概况1.5 主要工程量及造价主要工程量及造价2024/3/202.主要技术标准主要技术标准道路等级：道路等级：六车道高速公路标准六车道高速公路标准;最大纵坡最大纵坡3%，横坡，横坡2%;设计时速设计时速100(桥桥)、120(线线)km/h;地震基本烈度：地震基本烈度：度度;设计荷载设计荷载:汽车汽车-超超20级级,挂车挂车-120;

9、路基宽度路基宽度：大桥大桥33m,引线引线35m;通航标准通航标准:按交通部交水发按交通部交水发2001692号文采用如下：号文采用如下：航道航道通航净空通航净空 (米米)船舶吨位船舶吨位(t)船舶撞击力船舶撞击力(t)北航道桥北航道桥单孔单航道单孔单航道 主跨主跨325 325 47 4735000350003000 3000/15001500边跨边跨110 110 28 28 10001000940 940/470470南航道桥南航道桥单孔单航道单孔单航道 主跨主跨125 125 31 31 300030001520 1520/760760边跨边跨50 50 20 20 500500340

10、 340/170170设计最高通航水位：设计最高通航水位：5.195.19米米 其他技术指标按交通部其他技术指标按交通部公路工程技术标准公路工程技术标准执行。执行。根据计委工可批复和交通部批复，大桥主要技术标准为：根据计委工可批复和交通部批复，大桥主要技术标准为：2024/3/20110m28m110m28m325m47m50m20m125m31m50m20m北航道桥北航道桥南航道桥南航道桥2.主要技术标准主要技术标准2024/3/20路基标准横断面布置与车道划分路基标准横断面布置与车道划分 2.主要技术标准主要技术标准2024/3/20航道桥箱梁标准横断面布置与车道划分航道桥箱梁标准横断面布

11、置与车道划分 2.主要技术标准主要技术标准2024/3/20引桥箱梁标准横断面布置与车道划分引桥箱梁标准横断面布置与车道划分 2.主要技术标准主要技术标准2024/3/20 工程规模大，桥梁长达工程规模大，桥梁长达36km 水文、气象条件复杂，有效作业时间短水文、气象条件复杂，有效作业时间短 工程地质条件差工程地质条件差 海域地形复杂，滩涂长达海域地形复杂，滩涂长达10km 海洋环境，结构耐久性要求高海洋环境，结构耐久性要求高 杭州湾跨海大桥总体上具有以下五大特点：杭州湾跨海大桥总体上具有以下五大特点：3.自然条件自然条件2024/3/20 气象特征温和、湿润、多雨、季风明显。气象特征温和、湿

12、润、多雨、季风明显。杭杭州州湾湾南南北北两两岸岸地地处处我我国国东东部部沿沿海海地地区区，属属典典型型的的亚亚热热带带季风湿润气候区，季风显著，四季分明。季风湿润气候区，季风显著，四季分明。常常年年平平均均气气温温16左左右右，七七月月份份最最高高，平平均均约约28；一一月月份最低，平均约份最低，平均约4。年年平平均降水均降水量为量为12001300毫米，多集中在毫米，多集中在5月月10月。月。该该地地区区季季风风特特征征明明显显，冬冬季季主主导导风风向向为为NW风风，夏夏季季主主导导风向为风向为SE风，全风，全年平均风速年平均风速3米米/秒秒左右。左右。杭杭州州湾湾南南北北两两岸岸灾灾害害性

13、性天天气气主主要要有有台台风风（2 3次次/年年）、龙龙卷卷风风（较较少少出出现现）、雾雾（两两小小时时以以上上大大雾雾2 4次次/年年）、雷雷暴暴（多发生于（多发生于7 8月份）等。月份）等。3.1 气象气象3.自然条件自然条件2024/3/203.自然条件自然条件3.1 气象气象桥区短期测站位置示意图桥区短期测站位置示意图王盘山气象站王盘山气象站庵东气象庵东气象站站梯度梯度站站2024/3/20各季代表月及全年各风向出现频率（各季代表月及全年各风向出现频率（19542000年年 每格每格=6%）3.自然条件自然条件3.1 气象气象2024/3/203.自然条件自然条件3.1 气象气象台风期

14、风向频率玫瑰图台风期风向频率玫瑰图2024/3/20影响台风路径图影响台风路径图基本设计风速：基本设计风速：39m/s北航道桥主梁北航道桥主梁检验风速为检验风速为:77.7m/s；南航道桥主梁南航道桥主梁检验风速为检验风速为:75.3m/s。3.自然条件自然条件3.1 气象气象2024/3/20冲淤演变冲淤演变 冬冲夏淤冬冲夏淤 北冲南淤北冲南淤床面冲淤幅度床面冲淤幅度整体比较稳定整体比较稳定 钱塘江口杭州湾古海岸变迁图钱塘江口杭州湾古海岸变迁图3.自然条件自然条件3.2 水文水文2024/3/20 桥位附近河床面近桥位附近河床面近40年冲淤变化年冲淤变化 3.自然条件自然条件3.2 水文水文

15、高程高程(m)(m)0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000距离北距离北岸岸(m)(m)2024/3/20 杭州湾海域总体冲淤分布杭州湾海域总体冲淤分布 3.自然条件自然条件3.2 水文水文2024/3/20杭州湾表流迹线杭州湾表流迹线潮汐、泥沙、盐度潮汐、泥沙、盐度设计高潮位：设计高潮位：6.15m（1/300）平均最大流速：平均最大流速：2.93m/s实测最大流速：实测最大流速：4m/s1/300最大潮差：最大潮差：8.4m最大流量最大流量:81.5万万m3/s潮流量潮流量:97.3亿亿m3实测含沙量：实测含沙量：0.041-9.605kg/m3

16、平均含沙量：平均含沙量：1.25kg/m3含盐度：含盐度：8.982-12.394平均含盐度：平均含盐度：10.787 g/kg3.自然条件自然条件3.2 水文水文2024/3/20郑家埭站大潮潮位、郑家埭站大潮潮位、I2003测点垂线平均流速及横断面流量测点垂线平均流速及横断面流量 3.自然条件自然条件3.2 水文水文2024/3/20郑家埭站中潮潮位、郑家埭站中潮潮位、I2003测点垂线平均流速及横断面流量测点垂线平均流速及横断面流量 3.自然条件自然条件3.2 水文水文2024/3/20项项 目目北岸北岸南岸南岸乍浦乍浦郑郑家埭家埭庵庵东东西二西二实测实测最高潮位最高潮位(m)5.544

17、.904.104.944.31发发生日期生日期1997.8.19实测实测最低潮位最低潮位(m)-4.01-2.97-2.96-3.0-2.78发发生日期生日期1930.9.24平均高潮位平均高潮位(m)2.523.312.953.333.03平均低潮位平均低潮位(m)-2.12-2.00-2.19-2.02-2.11最大潮差最大潮差(m)7.577.446.987.46.54发发生日期生日期1962.8.2最小潮差最小潮差(m)2.393.52.393.55发发生日期生日期平均潮差平均潮差(m)4.655.305.135.325.13平均平均涨涨潮潮历时历时5:275:225:195:235:

18、28平均落潮平均落潮历时历时6:597:017:066:596:57统计统计年限年限193019992000.091999.052000.091999.05桥位潮汐特征值桥位潮汐特征值 潮汐潮汐3.自然条件自然条件3.2 水文水文2024/3/20频频 率率P（%）0.33125重重 现现 期（期（a.）3001005020桥桥 位位(m)6.155.805.555.30 站站 名名频率（频率（%）乍浦站乍浦站桥位桥位9850(a.)-3.56-3.5699100(a.)-3.58-3.58桥位处不同重现期年极值高水位桥位处不同重现期年极值高水位 桥位处不同重现期年极值低水位桥位处不同重现期年

19、极值低水位(m)设计潮位设计潮位3.自然条件自然条件3.2 水文水文2024/3/20波浪波浪 乍浦波浪测站情况乍浦波浪测站情况:常浪向为常浪向为E和和NW，强浪向为，强浪向为E和和ESE。春、夏季的常浪向为春、夏季的常浪向为E，秋、冬两季为，秋、冬两季为NW。年平均波高年平均波高0.2m，年平均周期年平均周期1.2s。全年。全年1.5m以上波高仅占以上波高仅占0.6%。多年最大波高大。多年最大波高大于于2.5m出现的方位分别在出现的方位分别在EESE，出现在，出现在夏季，而夏季，而WN向的浪较小向的浪较小。9711号台风过号台风过程中实测最大波高程中实测最大波高3.5m，对应周期，对应周期7

20、.2s，波，波向向ESE，相应风速，相应风速26m/s。桥区水域的桥区水域的波浪基本上为风浪，涌浪比例波浪基本上为风浪，涌浪比例仅占仅占1.4%。乍浦水文站波浪频率、平均波高乍浦水文站波浪频率、平均波高和最大波高玫瑰图和最大波高玫瑰图5.0%0.1m0.5m频率平均波高最大波高3.自然条件自然条件3.2 水文水文2024/3/20乍浦站波玫瑰图乍浦站波玫瑰图 2024/3/203.自然条件自然条件3.2 水文水文冲刷冲刷2024/3/203.自然条件自然条件3.2 水文水文冲刷冲刷2024/3/20 工况及位置工况及位置 试验结果试验结果 公规计算公规计算 NHI手手册册 运营期间运营期间 位

21、置位置 冲刷深度冲刷深度 冲刷底高程冲刷底高程 冲刷深度冲刷深度 冲刷冲刷深度深度 北航道桥：主塔：北航道桥：主塔：14.8m -33.4m 15.27m 13.70m 边墩：边墩：12.0m -30.6m 12.89m 10.10m 南航道桥：主塔：南航道桥：主塔：16.6m -31.5m 13.45m 13.71m 边墩：边墩：14.5m -29.4m 12.65m 13.84m 引桥南岸深槽处：引桥南岸深槽处：16.4m -34.7m 施工期间施工期间 北航道桥：主塔：北航道桥：主塔：14.0m -27.2m 14.53m 13.40m 边墩：边墩：11.3m -24.5m 12.26m

22、 9.70m 南航道桥：主塔：南航道桥：主塔：14.3m -26.0m 12.61m 12.99m 边墩：边墩：12.6m -24.3m 11.85m 13.19m 引桥南岸深槽处：引桥南岸深槽处：15.5m -28.2m3.自然条件自然条件3.2 水文水文2024/3/20桥前壅水桥前壅水 桥墩最大壅水高度出现在涨落急时段，但其时正值中水桥墩最大壅水高度出现在涨落急时段，但其时正值中水位时，从防洪和桥梁建设的角度来看，影响不大。高潮位时位时，从防洪和桥梁建设的角度来看，影响不大。高潮位时流速较小，因此，其相应的壅水高度也较小（流速较小，因此，其相应的壅水高度也较小（300年一遇最大年一遇最大

23、仅仅9cm），其对防洪和桥梁建设影响是极为有限的。），其对防洪和桥梁建设影响是极为有限的。3.自然条件自然条件3.2 水文水文2024/3/20航道航迹线航道航迹线乍浦乍浦金山石化金山石化秦山核电站秦山核电站3.自然条件自然条件3.3 航运航运2024/3/20航道航道船舶船舶净高净高(米米)净宽净宽(米米)桥位桥位北航道桥主通航孔北航道桥主通航孔单孔单航道单孔单航道47325北航道桥边通航孔北航道桥边通航孔单孔单航道单孔单航道28110南航道桥主通航孔南航道桥主通航孔单孔单航道单孔单航道31125南航道桥边通航孔南航道桥边通航孔单孔单航道单孔单航道2050通航净空通航净空3.自然条件自然条件

24、3.3 航运航运根据交公路发根据交公路发20016922001692号文采用如下：号文采用如下：2024/3/20主要断裂有主要断裂有:北东、北北东、近北东、北北东、近东西和北西向四组东西和北西向四组 主要断裂有主要断裂有:萧山萧山球川断裂球川断裂闸口闸口海盐断裂海盐断裂江山江山绍兴断裂绍兴断裂嘉善嘉善余姚断裂余姚断裂桐乡桐乡黄姑断裂黄姑断裂昌化昌化普陀断裂普陀断裂 杭州湾近场区地震构造杭州湾近场区地震构造3.自然条件自然条件3.4 地震地质构造及地震危险性分析地震地质构造及地震危险性分析2024/3/20近场区的地震活动性近场区的地震活动性:杭州湾大桥场址区位于地震活动相对较弱的地段内。但近

25、场区存杭州湾大桥场址区位于地震活动相对较弱的地段内。但近场区存杭州湾大桥场址区位于地震活动相对较弱的地段内。但近场区存杭州湾大桥场址区位于地震活动相对较弱的地段内。但近场区存在发生在发生在发生在发生5 5级左右地震的活动背景，最大影响烈度为级左右地震的活动背景，最大影响烈度为级左右地震的活动背景，最大影响烈度为级左右地震的活动背景，最大影响烈度为度。度。度。度。近场区地震地质稳定性评价近场区地震地质稳定性评价:近场区无强震记载，近场区不具备发生近场区无强震记载，近场区不具备发生近场区无强震记载，近场区不具备发生近场区无强震记载，近场区不具备发生6 6级以上地震构造条件。级以上地震构造条件。级以

26、上地震构造条件。级以上地震构造条件。杭州湾大桥处于地震地质相对稳定性较好的地段杭州湾大桥处于地震地质相对稳定性较好的地段杭州湾大桥处于地震地质相对稳定性较好的地段杭州湾大桥处于地震地质相对稳定性较好的地段。3.自然条件自然条件3.4 地震地质构造及地震危险性分析地震地质构造及地震危险性分析2024/3/20桥 梁设防地震概率水平结构性能要求结构校核目标航道桥P1：100年10（重现期950年）主结构完好无损，边墩接近或刚进入屈服 主塔校核应力，边墩按承载能力极限状态校核强度P2：100年3（重 现 期3283年）主塔可出现微小裂缝，边墩的变形应小于极限值 主塔按承载能力极限状态校核强度，边墩考

27、虑延性，校核变形高墩区引 桥P1：50年10（重 现 期475年）桥墩接近或刚进入屈服 桥墩按承载能力极限状态校核强度P2：50年 3（重 现 期1642年）桥墩变形小于极限值 桥墩考虑延性，校核变形抗震设防标准抗震设防标准 3.自然条件自然条件3.4 地震地质构造及地震危险性分析地震地质构造及地震危险性分析2024/3/20桥位处无断裂、有浅层沼气和软土层分布桥位处无断裂、有浅层沼气和软土层分布熔结凝灰岩熔结凝灰岩泥岩泥岩220m3.自然条件自然条件宁波嘉兴3.5 工程地质工程地质130m2024/3/20南岸南岸10公里浅层气分布及气藏图公里浅层气分布及气藏图 3.自然条件自然条件3.5

28、工程地质工程地质2024/3/20浅层气燃烧景观浅层气燃烧景观 浅层气喷发情景浅层气喷发情景 3.自然条件自然条件3.5 工程地质工程地质2024/3/20潜水：分布于海底表层亚砂土中。潜水：分布于海底表层亚砂土中。第一层承压水：埋深第一层承压水：埋深50m左右，含水介质为亚砂土、粉细砂。左右，含水介质为亚砂土、粉细砂。第二层承压水：埋深第二层承压水：埋深80m左右，含水介质为中粗砂。左右，含水介质为中粗砂。地下水及海水对结构具有弱腐蚀性。地下水及海水对结构具有弱腐蚀性。3.自然条件自然条件3.6 水文地质水文地质桥位区地下水主要为第四系松散岩类孔隙水，为潜水、微承压水及承压水。桥位区地下水主

29、要为第四系松散岩类孔隙水，为潜水、微承压水及承压水。2024/3/203.自然条件自然条件桥位处最大实测流速：桥位处最大实测流速：4m/s水文条件水文条件气象条件气象条件桥位处最大潮差：桥位处最大潮差：7.57m桥位处设计波浪高度达桥位处设计波浪高度达6.3m桥位处桥位处8级以上风年均级以上风年均16天天有效作业时间仅有效作业时间仅180天天自自然然条条件件建设条件复杂建设条件复杂施工决定设计施工决定设计地质条件地质条件覆盖层厚达覆盖层厚达220m、软土层厚、软土层厚南岸南岸10km浅滩存在浅层气浅滩存在浅层气2024/3/204.总体设计总体设计4.1 总体设计原则总体设计原则 全面贯彻全面

30、贯彻“实用、经济、安全、美观实用、经济、安全、美观”的技术方针，充分吸取世界的技术方针，充分吸取世界范围内建桥的新理论、新材料、新工艺和先进经验，做到范围内建桥的新理论、新材料、新工艺和先进经验，做到因地制宜因地制宜。将将大型化、工厂化大型化、工厂化的的预制装配预制装配方案作为研究、确定杭州湾大桥桥型方案作为研究、确定杭州湾大桥桥型方案的指导思想，有针对性地开发或引进海上作业的大型起吊及安方案的指导思想，有针对性地开发或引进海上作业的大型起吊及安装设备。装设备。重视结构重视结构耐久性耐久性设计和桥梁设计和桥梁景观景观设计，力求造型美观，总体上与周设计，力求造型美观，总体上与周围环境协调。同时应

31、充分重视水环境和自然景观的保护。围环境协调。同时应充分重视水环境和自然景观的保护。针对杭州湾的特点，充分重视针对杭州湾的特点，充分重视施工方案施工方案研究和研究和施工组织施工组织设计，即贯设计，即贯彻彻“施工决定设计施工决定设计”原则。原则。针对杭州湾特定的建设条件，采取相应的结构针对杭州湾特定的建设条件，采取相应的结构安全措施和施工安全安全措施和施工安全对策对策，确保大桥建设安全和桥梁使用安全。，确保大桥建设安全和桥梁使用安全。2024/3/20构件名称构件名称设计寿命设计寿命日常维护周期日常维护周期是否可更换是否可更换备注备注桩基桩基100年年每每10年检测年检测1次次不可更换不可更换发现

32、问题及时处理。发现问题及时处理。承台承台100年年每每2年检查年检查1次次不可更换，局不可更换，局部可修复。部可修复。桥墩、索塔桥墩、索塔100年年每每2年检测年检测1次次不可更换，局不可更换，局部可修复。部可修复。建立健康检测系统，建立健康检测系统，定期维护。定期维护。箱梁箱梁100年年每每2年检测年检测1次次不可更换不可更换建立健康检测系统，建立健康检测系统，定期维护。定期维护。防撞护栏底座防撞护栏底座30年年每年检查每年检查1次次可更换可更换发现问题及时处理。发现问题及时处理。支座垫石支座垫石100年年每每2年检测年检测1次次不可更换。不可更换。承台系梁承台系梁100年年每每2年检测年检

33、测1次次不可更换，局不可更换，局部可修复。部可修复。混凝土构件设计使用寿命与维护周期表混凝土构件设计使用寿命与维护周期表4.总体设计总体设计4.2 设计准则设计准则2024/3/20钢构件设计寿命期和维护周期表钢构件设计寿命期和维护周期表4.总体设计总体设计4.2 设计准则设计准则构件名称构件名称设计寿命设计寿命日常维护周期日常维护周期是否可更换是否可更换备注备注钢箱梁钢箱梁100年年每年全面检测每年全面检测1次次不可更换不可更换发现问题，及时维护。发现问题，及时维护。50年对防护系统进行大修。年对防护系统进行大修。钢管桩钢管桩100年年每每2年全面检查年全面检查1次次不可更换，局部可修复。不

34、可更换，局部可修复。发现问题，及时维护。发现问题，及时维护。钢锚箱钢锚箱100年年每每2年全面检测年全面检测1次次不可更换，局部可修复。不可更换，局部可修复。发现问题，及时修复。发现问题，及时修复。斜拉索斜拉索2530年年每年全面检测每年全面检测1次次25 30年更换年更换1次次建立健康检测系统，定期建立健康检测系统，定期维护。维护。预应力束预应力束100年年每每2年全面检测年全面检测1次次不可更换不可更换发现问题，及时处理。发现问题，及时处理。钢护栏钢护栏100年年每年检测每年检测1次次可更换可更换发现问题及时维护。发现问题及时维护。支座支座30 50年年每每2年检测年检测1次次可更换可更换

35、发现问题及时处理。发现问题及时处理。伸缩缝伸缩缝30年年每每2年全面检测年全面检测1次次可更换可更换局部可修复局部可修复发现问题及时处理。发现问题及时处理。2024/3/204.总体设计总体设计4.3 平、纵面线形设计平、纵面线形设计北航道桥北航道桥南航道桥南航道桥南引桥南引桥南引线南引线北引桥北引桥中引桥中引桥平面主要控制因素：平面主要控制因素：接线、接线、01省道、海省道、海塘、航道、表流迹塘、航道、表流迹线、南岸围涂、曲线、南岸围涂、曲线长度、偏角等。线长度、偏角等。2024/3/204.总体设计总体设计4.3 平、纵面线形设计平、纵面线形设计纵面主要控制因素：纵面主要控制因素：路基、路

36、基、01省道、海省道、海塘、航道、潮位、塘、航道、潮位、波浪、排水等。波浪、排水等。2024/3/204.总体设计总体设计4.3 平、纵面线形设计平、纵面线形设计平面线形生动活泼、立面线形起伏跌宕平面线形生动活泼、立面线形起伏跌宕南航道桥稳重挺拔、气势恢弘南航道桥稳重挺拔、气势恢弘北航道桥若隐若现、遥相呼应北航道桥若隐若现、遥相呼应南航道桥南航道桥318m独塔斜拉桥独塔斜拉桥海中平台高视点效果图海中平台高视点效果图2024/3/204.总体设计总体设计4.4 工程方案拟定工程方案拟定水文条件水文条件气象条件气象条件工程方案工程方案建设条件适应性建设条件适应性地质条件地质条件功能要求功能要求设备

37、能力设备能力施工条件施工条件实施的难易程度实施的难易程度工程风险与进度工程风险与进度经济合理性经济合理性景观协调性景观协调性推荐方案推荐方案控制地物控制地物2024/3/204.总体设计总体设计4.4 工程方案拟定工程方案拟定桥型方案概略总体布置桥型方案概略总体布置2024/3/20项项 目目跨径组合（跨径组合（m）基础形式基础形式上部结构上部结构桥面铺装桥面铺装北引线北引线15.5软土地基处理软土地基处理17cm沥青混凝土路面沥青混凝土路面北引桥陆地区北引桥陆地区3.5+1530+1050钻孔桩基础钻孔桩基础斜腹板连续箱梁斜腹板连续箱梁4cmSMA-13+6cmSMA-20北引桥滩涂区北引桥

38、滩涂区360+250+80+50+2450钻孔桩基础钻孔桩基础斜腹板连续箱梁斜腹板连续箱梁北北航航道道桥桥北引桥北引桥770钻孔桩基础钻孔桩基础斜腹板连续箱梁斜腹板连续箱梁北航道桥北航道桥70+160+448+160+70钻孔桩基础钻孔桩基础平行钢丝斜拉索平行钢丝斜拉索扁平钢箱梁扁平钢箱梁双层环氧沥青双层环氧沥青混凝土铺装混凝土铺装南引桥南引桥1470钢管桩基础钢管桩基础斜腹板连续箱梁斜腹板连续箱梁4cmSMA-13+6cmSMA-20中引桥中引桥13470钢管桩基础钢管桩基础斜腹板连续箱梁斜腹板连续箱梁南南航航道道桥桥北引桥北引桥1070钢管桩基础钢管桩基础斜腹板连续箱梁斜腹板连续箱梁南航道

39、桥南航道桥100+160+318钻孔桩基础钻孔桩基础平行钢丝斜拉索平行钢丝斜拉索扁平钢箱梁扁平钢箱梁双层环氧沥青双层环氧沥青混凝土铺装混凝土铺装南引桥南引桥1070钢管桩基础钢管桩基础斜腹板连续箱梁斜腹板连续箱梁4cmSMA-13+6cmSMA-20南引桥水中区南引桥水中区8670钢管桩钢管桩+钻孔桩基础钻孔桩基础斜腹板连续箱梁斜腹板连续箱梁南引桥滩涂区南引桥滩涂区20250钻孔桩基础钻孔桩基础斜腹板连续箱梁斜腹板连续箱梁南引桥陆地区南引桥陆地区50+80+550+3430+3.5钻孔桩基础钻孔桩基础斜腹板连续箱梁斜腹板连续箱梁南引线南引线311.5软土地基处理软土地基处理17cm沥青混凝土路

40、面沥青混凝土路面4.总体设计总体设计2024/3/204.总体设计总体设计2024/3/20 采用半漂浮体系，钻石型塔，索塔处设置竖向支座、横向限位支座和纵向阻尼限位装置，边跨设置辅助墩，五跨连续结构。有利于提高斜拉桥的总体刚度，减少塔根弯矩和中跨跨中挠度，同时改善主梁应力分布和减小尾索的应力幅度。5.1 北航道桥北航道桥 5.结构设计2024/3/20塔身塔身(钻石型钻石型)5.1 北航道桥北航道桥 5.结构设计2024/3/20索塔基础（钻石型）索塔基础（钻石型）5.1 北航道桥北航道桥 5.结构设计2024/3/20主梁主梁5.1 北航道桥北航道桥 5.结构设计2024/3/20斜拉索斜

41、拉索5.1 北航道桥北航道桥 平行钢丝斜拉索5.结构设计2024/3/20建建成成预预想想图图5.1 北航道桥北航道桥 5.结构设计2024/3/20 上上部部施施工工流流程程5.1 北航道桥北航道桥 5.结构设计2024/3/205.1 北航道桥北航道桥 上上部部施施工工流流程程5.结构设计2024/3/205.2 南航道桥南航道桥 采用半飘浮体系，索塔处设置竖向支座、横向限位支座和纵向阻尼限位装置，边跨设置辅助墩，三跨连续体系。A型塔，密索扇形布置。5.结构设计2024/3/20塔身（塔身（A型）型）5.2 南航道桥南航道桥 5.结构设计2024/3/20索塔基础（索塔基础（A型）型）5.

42、2 南航道桥南航道桥 5.结构设计2024/3/20主梁主梁5.2 南航道桥南航道桥 5.结构设计2024/3/205.2 南航道桥南航道桥 5.结构设计2024/3/205.3 引桥引桥 水中区引桥包括高墩区引桥、中引桥低墩区和南引桥水中区三水中区引桥包括高墩区引桥、中引桥低墩区和南引桥水中区三部分，区段全长部分，区段全长 26126170+770+750m50m，为，为70m70m和和50m50m跨径预应力混凝跨径预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用钻孔桩和钢管桩基础。土连续箱梁，下部结构采用钻孔桩和钢管桩基础。采用整孔预采用整孔预制吊装的施工方案。制吊装的施工方案。陆地区引桥和滩涂区引桥根

43、据建设条件，采用陆地区引桥和滩涂区引桥根据建设条件，采用30m、50m、60m、80m跨径连续箱梁方案。跨径连续箱梁方案。5.结构设计2024/3/205.3 引桥引桥 5.结构设计2024/3/205.3 引桥引桥 5.结构设计2024/3/205.3 引桥引桥 5.结构设计3.02024/3/20引引桥桥建建成成预预想想图图5.3 引桥引桥 5.结构设计2024/3/20结构设计结构设计材料性能材料性能施工质量施工质量构件养护构件养护运营维护运营维护钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构耐耐久久性性混凝土混凝土钢材（钢筋）钢材（钢筋）结构受力结构受力结构构造结构构造施工工艺施工工艺施工质量施工质量湿

44、度控制湿度控制温度控制温度控制日常检测日常检测维修加固维修加固超载控制超载控制孔隙种类孔隙种类孔隙分布孔隙分布钢筋劣化钢筋劣化混凝土劣化混凝土劣化物物理理破破坏坏化化学学破破坏坏钢钢筋筋锈锈蚀蚀结构性能降低结构性能降低结构抗力降低结构抗力降低安全性能降低安全性能降低结构刚度降低结构刚度降低工作性能降低工作性能降低表面缺陷表面缺陷外观性能降低外观性能降低规范使用规范使用设计条件设计条件参数使用参数使用施工技术施工技术操作规程操作规程环境条件环境条件可检查、可更换可检查、可更换可维修、可补强可维修、可补强可控制、可持续可控制、可持续5.4 结构耐久性设计结构耐久性设计 2024/3/20氯离子渗入

45、引发钢筋腐蚀破坏氯离子渗入引发钢筋腐蚀破坏 氯离子的主要来源氯离子的主要来源：海水、原材料、海洋盐雾、化冰盐海水、原材料、海洋盐雾、化冰盐 阳极与阴极反应：阳极与阴极反应：FeFe+2e-；O2+2H2O+4E-4OH-钝化状态：钝化状态：铁的阳极氧化反应产生不溶性氧化铁，有助于建立和保持铁的阳极氧化反应产生不溶性氧化铁，有助于建立和保持钝化层。但混凝土中钢筋钝化层不仅仅是钝化层。但混凝土中钢筋钝化层不仅仅是Fe2O3，而是，而是Fe2O3、Fe3O4以及水泥以及水泥水化产物的混合物。水化产物的混合物。Fe3O4不是惰性氧化物，其孔隙率比不是惰性氧化物，其孔隙率比Fe2O3高很多。高很多。4F

46、e+4Fe3+4e-,3O2+12e-6O2-，4Fe3+6O2-2Fe2O3 2O2+8e-4O2-，2Fe3+Fe+4O2-Fe3O4 活化状态：活化状态：锈蚀一旦引发，锈蚀一旦引发，Fe3O4和其它高空隙率产物的产生加速，生和其它高空隙率产物的产生加速，生成比成比Fe3O4膨胀性更大的铁锈，包括膨胀性更大的铁锈，包括Fe(OH)2、Fe(OH)3和和Fe2O3H2O,导致混凝导致混凝土保护层开列和剥落。土保护层开列和剥落。Fe+2(OH)-Fe(OH)2;4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3;2Fe(OH)3Fe2O3H2O+2H2O 二氧化碳二氧化碳氯离子氯离子锈蚀产物锈蚀

47、产物颜色颜色体积比体积比Fe3O4黑色黑色2.1Fe(OH)2白色白色3.8Fe(OH)3褐色褐色4.2Fe2O3H2O黄色黄色6.45.4 结构耐久性设计结构耐久性设计 2024/3/20 氯离子的催化作用：氯离子的催化作用：Cl-引发和加速钝化氧化铁层的分解。引发和加速钝化氧化铁层的分解。Fe2+H2OFeOH+H+(锈蚀点内部酸性化锈蚀点内部酸性化)4FeCl2(aq)+O2+6H2O4FeOOH+8HCl(aq)(Cl-络合物分解和锈蚀点酸性化络合物分解和锈蚀点酸性化)碳化碳化空气中空气中CO2渗入混凝土与渗入混凝土与Ca(OH)2反应，产生碳反应，产生碳酸盐和水，使混凝土碱度降低到酸

48、盐和水，使混凝土碱度降低到PH值值8.59，低于保持钝化膜所需要的碱度环境，暴露于大低于保持钝化膜所需要的碱度环境，暴露于大气的混凝土结构物会受碳化影响，但较缓慢。气的混凝土结构物会受碳化影响，但较缓慢。环境中环境中Cl-,H2O,O2O2H2OO2H2OFe2+阳极反应阳极反应二次反应二次反应Fe2O3H2O阴极反应阴极反应4e-4(OH)-2Fe(OH)2电流电流4e-电子转移电子转移钢筋钢筋混凝土混凝土混凝土中钢筋锈蚀机理混凝土中钢筋锈蚀机理混凝土保护层混凝土保护层5.4 结构耐久性设计结构耐久性设计 2024/3/20碱骨料反应碱骨料反应当使用的骨料具有碱活性，单位体积混凝土含碱量（当

49、使用的骨料具有碱活性，单位体积混凝土含碱量（K2O与与Na2O）又较高时，）又较高时，可能发生膨胀性碱骨料反应。可能发生膨胀性碱骨料反应。硫酸盐侵蚀硫酸盐侵蚀硫酸盐侵蚀主要是地下混凝土受水中或土中硫酸盐的化学和物理腐蚀，荷硫酸盐侵蚀主要是地下混凝土受水中或土中硫酸盐的化学和物理腐蚀，荷载和高浓度硫酸盐联合作用时载和高浓度硫酸盐联合作用时,会加速混凝土的硫酸盐侵蚀破坏。会加速混凝土的硫酸盐侵蚀破坏。5.4 结构耐久性设计结构耐久性设计 2024/3/20结构施工结构施工结构耐久性的基础结构耐久性的基础 从结构耐久性设计角度出发，施工对结构耐久性影响是致命的，具体为：从结构耐久性设计角度出发，施工

50、对结构耐久性影响是致命的，具体为：混凝土的原材料：水、水泥、砂、骨料及外掺剂等。混凝土的原材料：水、水泥、砂、骨料及外掺剂等。混凝土的配合比。混凝土的配合比。混凝土浇筑工艺（模板、是否泵送、振捣情况、养生情况等）。混凝土浇筑工艺（模板、是否泵送、振捣情况、养生情况等）。大体积混凝土或超长构件浇筑的措施及温度、湿度控制情况。大体积混凝土或超长构件浇筑的措施及温度、湿度控制情况。环境条件（季节、天气、室内外等）。环境条件（季节、天气、室内外等）。钢筋保护层厚度及结构尺寸。钢筋保护层厚度及结构尺寸。混凝土的养生（保持水份）。混凝土的养生（保持水份）。加强施工控制，确保线形满足设计要求。加强施工控制，