桥梁方案投标文件

江苏省启东市南海公路、王海公路新三和港河大桥方案设计2005年1月天津目录1概述....................................................................................................11.1设计依据....................................................................................11.2主要设计标准............................................................................11.3采用设计规范及规定................................................................12设计原则..............................................................................................23桥梁方案..............................................................................................33.1琴式斜拉桥（方案一）............................................................33.2曲塔斜拉桥（方案二）............................................................43.3双弧塔斜拉桥（方案三）........................................................53.4连续梁桥（方案四）................................................................63.5方案推荐意见............................................................................74工程造价估算......................................................................................85其它需要说明的问题..........................................................................811概述江苏省启东市南海公路全长32km、王海公路全长27km，两条公路均为二级公路，是启东境内东西向的主干道，其项目已列入启东市公路基本建设计划。两条公路均横跨新三和港河（航道等级为Ⅴ级）及上跨沿河东侧的吕北一级公路，跨河跨路建筑物拟建为桥梁，本方案设计为该两座桥梁的桥式方案设计。1.1设计依据1．《江苏省启东市南海公路、王海公路新三和港河大桥方案设计招标文件》，启东市公路建设大会战总指挥部，2005年1月。2．《补遗书（第1号）》，启东市公路建设办公室，2005年1月。1.2主要设计标准根据招标文件及补遗书，本项目为二级公路上的新建桥梁工程，设计标准如下：公路等级公路Ⅱ级；桥面宽度全宽17m（净宽16m）；航道净空45m×5m，最高通航水位1.84m。1.3采用设计规范及规定1．《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）2．《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）3．《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）4．《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）5．《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）6．《公路斜拉桥设计规范（试行）》（JTJ027-96）7．《公路斜拉桥抗风设计指南》（JGJ081-91）8．其它相关专业设计规范22设计原则1．在桥型选择时，除应满足桥梁使用功能外，还应展现城市桥梁美观、大方的现代风格，桥型应与周围环境相协调，充分考虑景观要求。2．桥梁设计时，从宏观到细部均应贯彻“科学与艺术结合”的原则，用科学合理的桥梁结构，体现优美的建筑艺术。引入“结构景观设计理念”，用桥梁自身完美的结构去实现景观性，这是对结构景观最根本的阐释与最高的追求。周边环境、绿化、灯光等等措施，作为结构景观的辅助措施而非主体，来增强整个工程的景观效果。本桥对结构景观设计进行如下考虑：①主桥桥型采用新颖、富于艺术感的建筑形式，表现出形式上的美感以及奋发向上的精神内涵。②主桥索塔、梁等各部位注重细节设计，通过细节变化，丰富形体，强化桥梁的整体建筑形式。③注重桥墩形式设计，达到优雅、简洁、美观。充分注意栏杆及其底座的设计，达到与桥梁结构总体造型相协调，线条简洁而流畅的效果。3．桥梁设计应满足经济适用、安全及可靠的要求，与启东市经济快速增长所带来的运输需求相适应，工程造价合理。4．孔跨布置应本着适用、经济、美观的原则。如果主跨一跨将公路、河道都跨过，不仅主跨无谓地增大，主桥增长，造价增加很多，而且由于桥面并不高，大跨的高索塔在比例上很不协调。因此将索塔布置于公路与河道之间，不仅充分利用了地形，而且主桥跨度适当，各部比例协调匀称，具有较好的美观效果。33桥梁方案3.1琴式斜拉桥（方案一）方案一主桥采用我院首创的“琴式斜拉桥”。主桥跨度（25+40+75+25）m，长165m；引桥跨度7×25m及5×25m，长302m；全桥总长467m。方案一琴式斜拉桥效果图琴式斜拉桥为独塔单索面斜拉桥，主跨一侧为竖琴式索面，另一侧仅布置一股端锚索，桥塔轴线为曲线，重心后倾。琴式斜拉桥概念的起点是主跨有索，边跨无索的无背索单跨斜拉桥形式，但如果桥塔后倾程度不大时，靠塔的自重难以达到平衡状态，于是本桥在塔顶与另一侧锚墩间连接端锚索，以限制塔顶位移，达到稳定的平衡状态。但在这种状态下，如果桥塔为直线，主跨侧的斜拉索将对桥塔产生较大的弯矩作用。因此本桥将桥塔轴线后拱，则与拱桥受力原理类似，可将弯矩转化为轴向压力，减小弯矩作用。与传统斜拉桥比较，本桥主塔立面为曲线形式，不仅造型优美典雅，而且利用了异形拱的受力原理，将拉索斜向拉力对主塔产生的弯矩，转化为主塔的轴向压力，发挥了各部位材料特性。主塔优美的曲线在顶端形成造型的高潮，犹如一把制作精美的琴。平行布置的斜索非常具有韵律感，犹如琴弦一般，强化了主桥“琴”的意象。本桥造型匠心独具，不仅提供了较大的跨越能力，更象是艺术雕塑。既有对古典美的回归，又有现代技术所体现出的时代感，能与周围景观很好地融和。——“琴”的意象2050河道吕北公路78025048001650025002500400075004800250780300A-A立面方案一琴式斜拉桥结构图（单位cm）4主梁：主梁采用预应力混凝土结构，截面采用抗扭刚度较大的单箱多室箱形截面。标准横断面梁高2.5m，梁总宽20.5m。索塔：由于本桥索塔的受力特点独特，主跨与边跨达到平衡状态依靠以下三方面因素。一是塔身重心后倾，依靠自重平衡了部分主跨拉索的拉力；二是背索的强大拉力平衡了部分主跨拉力，同时起到限制塔顶位移的作用；三是索塔自身的刚度平衡了剩余的单侧拉力。由于塔顶的位移相对被背索限制，塔身又承担来自同一侧的拉力，因此索塔的受力特点与拱有类似之处。对索塔的线形设计应充分利用这一特点，将截面弯矩转化为轴向压力，尽量趋于理想的轴心承压状态。索塔基础以上全高58.3m，桥面以上高48m。塔身采用矩形实体截面，钢筋混凝土结构，横向宽度桥面以上3.0m等宽，桥面以下4~8m变宽。截面四角作圆角处理，有利于抗风。四边作凹槽处理，丰富塔身线条，强调塔身优美的线形。拉索：斜拉索采用竖琴式布置，结构体系为单索面体系。单索面在局部上由横向两个索面组成，以减小单根拉索索力，并能充分利用桥面中央分隔带的空间，在景观上也起到丰富细节的作用。拉索采用平行钢丝索，冷铸镦头锚。引桥：引桥桥式选择应与主桥形式相协调，并应充分重视景观要求。拟采用25m预应力混凝土箱形截面连续梁，截面梁高1.5m，箱梁顶板等宽，底板变宽，外侧采用斜腹板。箱梁在支点处设置横隔板，可满足横向刚度和抗扭刚度要求。施工方法：主桥边跨及引桥采用膺架法施工。主梁的主跨采用挂篮悬臂法施工。梁体按索距划分为若干节段，每一节段利用挂篮现场浇注，张拉顶板预应力短束，并安装、张拉相应斜索，逐段延伸至合龙后，张拉通长预应力束。如果征得航运部门同意，也可采用膺架法施工，不仅可以简化施工，还能降低造价。3.2曲塔斜拉桥（方案二）方案二主桥采用曲塔斜拉桥。主桥跨度（25+40+75+25）m，长165m；引桥跨度7×25m及5×25m，长302m；全桥总长467m。5方案二曲塔斜拉桥效果图主塔为曲线造型，突破了常规斜拉桥索塔多为直线造型的局限，力感十分强烈。底部宽大，均衡而稳定。桥塔与斜拉索共同作用，即良好地协同承担荷载，又体现出现代建筑简洁明快、蕴涵张力的特点。本方案特点是各部件在良好受力的同时体现出很强的雕塑感，颇具时代气息。立面A-A8002004200河道吕北公路42002500750016500250020080040001800方案二曲塔斜拉桥结构图（单位cm）主梁：主梁采用预应力混凝土结构，截面为单箱多室箱形截面。标准横断面梁高2.0m，梁总宽18m。索塔：钢筋混凝土索塔全高52m，桥面以上高42m。立面为造型新颖的曲线，形式优美独特，刚度也能满足要求。横向为A形，提高了横向刚度与稳定性。拉索：斜拉索采用扇形布置，结构体系为双索面体系，有效提高了主梁的横向抗扭刚度。单索面在局部上由横向两个索面组成，以减小单根拉索索力，并能充分利用桥面中央分隔带的空间，在景观上也起到丰富细节的作用。拉索采用平拉索采用平行钢丝索，冷铸镦头锚。引桥：引桥孔跨布置及结构形式同方案一。施工方法：主桥边跨及引桥采用膺架法施工。主梁的主跨采用挂篮悬臂法施工。如果征得航运部门同意，也可采用膺架法施工，不仅可以简化施工，还能降低造价。3.3双弧塔斜拉桥（方案三）方案三主桥采用双弧塔单索面斜拉桥。主桥跨度（25+40+75+25）m，长165m；6引桥跨度7×25m及5×25m，长302m；全桥总长467m。方案三双弧塔斜拉桥效果图本方案主塔造型构思独具特色，两侧塔柱呈曲线并背向靠近，形成χ造型，如同大小月牙。由于曲线的变化给人以强烈的动感效果，在构图上形成动势，具有挺拔向上、展翅欲飞的形态美。同时，双弧塔柱立面造型又恰如合拢的双手，仿佛在举起双臂放飞梦想。因此桥梁的建筑形式具有很强的艺术形式美，表达出丰富的内涵与美好的寓意。480025006700165002500吕北公路河道立面A-A205045002507804500250780方案三双弧塔斜拉桥结构图（单位cm）主梁：主梁采用预应力混凝土结构，截面采用抗扭刚度较大的单箱多室箱形截面。标准横断面梁高2.5m，梁总宽20.5m。索塔：索塔地面以上全高55.3m，桥面以上塔高45m。塔柱采用空心矩形截面，整个塔柱外形为双弧形变截面形式。拉索：结构体系为单索面体系，单索面在局部上由横向两个索面组成，以减小单根拉索索力，并能充分利用桥面中央分隔带的空间，在景观上也起到丰富细节的作用。拉索采用平行钢丝索，冷铸镦头锚。引桥：引桥孔跨布置及结构形式同方案一。施工方法：同方案一。3.4连续梁桥（方案四）方案四主桥采用预应混凝土连续梁桥。主桥跨度（28+28+56+28）m，长140m；引桥跨度7×25m及6×25m，长327m；7全桥总长467m。28001700A-A立面河道吕北公路28001400056002800方案四连续梁桥结构图（单位cm）主桥：采用预应力混凝土箱形截面连续梁，支点处梁高4.0m，跨中及端支点梁高2.0m。箱梁顶板等宽，底板变宽，外侧采用斜腹板。引桥：结构