東海大橋主航道斜拉橋方案補(bǔ)充項(xiàng)目研究

1、東海大橋主航道斜拉橋方案補(bǔ)充項(xiàng)目研究匯報(bào)內(nèi)容 （1） 概述（2） 建橋條件（3） 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)規(guī)范（4） 總體設(shè)計(jì)（5） 橋型方案比選（6） 斜拉橋結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)（7） 設(shè)計(jì)概算（8） 主要計(jì)算分析（9） 施工方案及工藝（10）主墩防撞設(shè)計(jì)（11）附屬設(shè)施（12）科研項(xiàng)目橋址位置起點(diǎn)里程：K18+219終點(diǎn)里程：K19+049第一章：概述設(shè)計(jì)范圍：K18+219K19+049，共830米。初步設(shè)計(jì)專家評(píng)審意見 專家們認(rèn)為主通航孔采用倒Y型雙塔單索面斜拉橋、跨徑布置合適。上部結(jié)構(gòu)主梁采用鋼砼疊合箱梁和全鋼箱梁都是可行的。建議進(jìn)一步對(duì)疊合梁的鋼與砼連接部位的受力、防腐問題和全鋼結(jié)構(gòu)橋面鋪裝的耐久

2、性問題等作進(jìn)一步深入的比較之后選定。補(bǔ)充研究方案概要： 1.全鋼箱斷面和鋼-混凝土結(jié)合斷面的綜合比較； 2.鋼-混凝土結(jié)合箱梁結(jié)合部的耐久性設(shè)計(jì) 3.主航道橋施工方案 4.主墩防撞 5.主航道橋抗風(fēng)、抗震研究 6.科研項(xiàng)目 第二章：建橋條件 工程地質(zhì) 橋位第四紀(jì)松散地層厚度約160220m。工程地質(zhì)條件相對(duì)簡單，根據(jù)詳勘中間報(bào)告可選擇1、2層作樁基持力層，深度 -50-56m左右。氣象 多年平均氣溫在15.8左右，歷年最高氣溫37.5，歷年最低氣溫-7.9，最熱月平均氣溫27.0，最冷月平均氣溫6.0。降水日數(shù):134天/年，降雪日數(shù):5天/年。實(shí)測(cè)最大風(fēng)速（風(fēng)向NNE）。大風(fēng)日數(shù)年平均天。橋

3、渡水文及沖刷計(jì)算蘆潮港站年最大落潮差頻率計(jì)算成果圖橋址斷面潮位和流速過程套繪圖橋址兩端潮位對(duì)比圖水文綜合成果表水文沖刷計(jì)算成果表 位 置局部沖刷線高程（m）主航道橋岸側(cè)輔助墩主航道橋主墩主航道橋島側(cè)輔助墩一般沖刷線高程（m）（1）道路等級(jí)：港區(qū)對(duì)外集疏運(yùn)專用道路，按高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。（2）設(shè)計(jì)行車速度：80km/h（3）設(shè)計(jì)車道：雙向六車道、行車道寬度（單向），兩側(cè)緊急停車帶寬度均為。（4）斜拉橋橋面寬度：橋面全寬，中間分隔帶米。（5）設(shè)計(jì)荷載：按汽車-超20級(jí)設(shè)計(jì)，掛車-120驗(yàn)算，并以集裝箱拖掛重車密集型排列（前后車輛軸距10m）進(jìn)行校驗(yàn)。（6）最大縱坡：3%第三章： 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（7）橋

4、面橫坡：2%（8）設(shè)計(jì)洪水頻率：1/100（9）通航標(biāo)準(zhǔn) 主航道和輔助航道的最高設(shè)計(jì)通航水位為。通航凈空一覽表考慮橋軸線與水流夾角及設(shè)施等因素，實(shí)際取用主孔跨度420m, 經(jīng)船模試驗(yàn)驗(yàn)證，主孔跨度420米是合適的。 (10）船撞力 船舶撞擊力表 單位：噸 （11）地震烈度 按地震烈度度進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。通航孔重要系數(shù)采用。（12）設(shè)計(jì)風(fēng)速：百年一遇設(shè)計(jì)。V10第四章：總體設(shè)計(jì)橫斷面設(shè)計(jì)：橋跨布置： 主孔跨徑：420米。 邊跨跨徑：1.合理的邊跨、錨跨跨度使得斜拉橋結(jié)構(gòu)合理，具有良好的剛度，較小的主塔及基礎(chǔ)規(guī)模。2. 緊臨主通航孔，受大型船只撞擊幾率較大，因此，要求結(jié)構(gòu)抵抗撞擊的能力較高，下部結(jié)構(gòu)工

5、程規(guī)模較大，邊墩、輔助墩基礎(chǔ)規(guī)模不受跨度控制。3. 合理的邊、中跨比值，應(yīng)使得斜拉橋舒展、美觀。 承臺(tái)標(biāo)高：承臺(tái)高程的確定要綜合考慮下列因素：a. 潮位b.樁基礎(chǔ)受力c.樁基防腐蝕d.防撞e.橋梁景觀經(jīng)綜合比較，將承臺(tái)底高程置于米。在平均低潮位米以下，承臺(tái)封底混凝土厚度米，樁頂距浪濺區(qū)尚有一定距離；承臺(tái)上設(shè)墩座，對(duì)防撞也有利。過橋管線水管在斜拉橋區(qū)段因受主梁的限制，無論采用單索面還是雙索面，水管只能從橋面通過，但中央分隔帶寬度僅一米因此需要加寬橋面。如下圖所示。第五章：橋型方案比較孔跨布置優(yōu)化： 斜拉橋邊跨、錨跨的跨度可進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。經(jīng)計(jì)算分析比較，錨跨由94m調(diào)整到70m左右跨度，對(duì)斜拉橋

6、結(jié)構(gòu)受力有力，提高結(jié)構(gòu)剛度效果明顯。 以加勁梁采用全鋼箱斷面的斜拉橋方案為例說明孔跨布置優(yōu)化情況。 跨度布置方案項(xiàng)目94+111+420+111+94m73.5+131.5+420+131.5+73.5m集卡中跨撓跨比1/5061/550塔根彎距（Mmax、Mmin）單位: t.m+40412/-5218+39249/-9464斜拉索最大應(yīng)力幅 Mpa邊跨241.6226.9中跨231.3214.3汽超20中跨撓跨比1/9061/973塔根彎距（Mmax、Mmin）單位: t.m+20846/-4420+20558/-7237斜拉索最大應(yīng)力幅 Mpa邊跨146.5103.5中跨146116.6

7、5.2 主塔： 5.2.1 主塔外形塔形H形鉆石形A字形倒Y形優(yōu)點(diǎn)完全豎直的塔柱時(shí)，十分便于施工?？梢员ＷC斜拉索均在同一個(gè)平面內(nèi)，大大簡化錨固系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。優(yōu)雅美觀，給人以苗條輕盈的感覺美。橋面以下的塔柱，通過向內(nèi)收縮，可以大大地減小基礎(chǔ)的尺寸。目前較廣泛地使用于斜拉橋中。力線傳遞順暢，通過不斷地向上收縮，給人以穩(wěn)定和向上的感覺。拉索面與塔柱的傾斜方面一致，給人以靜態(tài)的穩(wěn)定感。僅適用雙索面構(gòu)造簡單，受力明確，施工方便，結(jié)構(gòu)上是高效的，給人以穩(wěn)定和強(qiáng)有力的感覺，用于比較寬闊的水面空間透視性好，突出了斜拉橋輕盈、高聳、簡潔的完美形象。適用于單索面和雙索面缺點(diǎn)其缺點(diǎn)是拉索不能對(duì)主梁的抗扭剛度提供幫助。

8、力線傳遞有轉(zhuǎn)折，不順暢，有時(shí)無法與周圍環(huán)境很好地協(xié)調(diào)，特別是當(dāng)橋下凈空較高時(shí)。基礎(chǔ)尺寸較大。需要設(shè)置中橫梁，施工復(fù)雜。是屬于很大眾化的一種，給人以較普通的感覺。基礎(chǔ)尺寸大，導(dǎo)致工程造價(jià)升高。國內(nèi)外實(shí)例南浦大橋橫濱橫斷橋夷陵長江大橋日本多多羅橋名港西大橋諾曼底橋 比較倒Y形主塔和鉆石形主塔兩種方案，其中倒Y形塔導(dǎo)致基礎(chǔ)規(guī)模增大，在本橋船撞力要求高且基礎(chǔ)施工條件差的情況下，該種塔型不適宜。 鉆石形塔挺拔秀美，且能減小主塔基礎(chǔ)尺寸，對(duì)本橋而言是較合適的塔型。 5.2.2 塔柱截面形式 混凝土塔柱一般采用矩形截面并對(duì)矩形截面外形進(jìn)行修正或調(diào)整，以滿足或改善抗風(fēng)、景觀要求。 斷面形式一斷面形式三斷面形式

9、二外形特點(diǎn)以矩形為基本形式，在四角處設(shè)置折線倒角，并在外側(cè)開設(shè)槽口，以增加線條，引起景觀上的變化。以矩形為基本形式，在四角處開設(shè)內(nèi)凹的槽口，以增加線條，引起景觀上的變化。錨索區(qū)塔柱斷面四周以圓弧連接，中、下塔柱是矩形加外表面的大圓角，圓弧半徑為定值，內(nèi)表面用直線強(qiáng)調(diào)道路的順暢。抗風(fēng)性能四周設(shè)置倒角，抗風(fēng)性能較好。斷面四周開設(shè)了角處開設(shè)內(nèi)凹槽口，抗風(fēng)性能一般。 塔柱外側(cè)用圓弧過渡，抗風(fēng)性能最好。 施工難易倒角和槽口的尺寸是固定的，且都是直線變化，施工較容易。有內(nèi)凹的槽口，在立模和脫模方面均有不方便。圓弧半徑為定值，且分布于斷面的外側(cè)，立模和脫模均較容易。景觀效果已在國內(nèi)外多座橋上采用過這種形式的

10、斷面，景觀效果良好內(nèi)凹的槽口線條效果明顯，斷面有變化，景觀效果好。圓弧半徑的大小對(duì)景觀效果影響很大，但受結(jié)構(gòu)受力控制，難以二者兼顧。工程實(shí)例夷陵長江大橋明石海峽橋（鋼塔懸索橋）西班牙盧納-巴西奧斯橋 對(duì)本橋而言，斷面形式一較優(yōu)。 斷面形式一斷面形式二斷面形式三5.2.3 主塔材料 塔可供選擇的類型有三種：鋼、鋼筋混凝土、鋼混結(jié)合。本橋地處腐蝕嚴(yán)重的海域，位于浪濺區(qū)的主塔底部是腐蝕最為嚴(yán)重的部位，主塔采用全鋼結(jié)構(gòu)顯然不合理。（1）結(jié)構(gòu)受力兩者在結(jié)構(gòu)受力方面均可行，鋼混結(jié)合過渡段是主塔關(guān)鍵受力點(diǎn)，構(gòu)造復(fù)雜。（2）施工鋼混結(jié)合主塔具有可工廠化生產(chǎn)、無需高空現(xiàn)澆混凝土、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)；但施工工藝復(fù)雜

11、，國內(nèi)成熟的經(jīng)驗(yàn)少。鋼筋混凝土主塔施工速度較慢，但工藝成熟、可靠。 （3）造價(jià) 混凝土主塔造價(jià)較低。 （4）防腐 混凝土結(jié)構(gòu)防腐相對(duì)簡單，養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用低。故本設(shè)計(jì)推薦鋼筋混凝土主塔方案。 5.2.4 主塔錨固形式比較主塔的拉索錨固段可考慮三種錨固方式：鋼錨箱錨固、鋼錨梁錨固和預(yù)應(yīng)力錨固。通過三種錨固方式在設(shè)計(jì)、施工等方面比較。推薦預(yù)應(yīng)力錨固形式。 鋼錨箱鋼錨梁預(yù)應(yīng)力受力機(jī)理柱兩側(cè)拉索的水平分力通過錨箱的豎直及水平鋼板來平衡，部分不平衡水平力由塔柱承受，豎直分力通過錨箱兩側(cè)豎直鋼板的剪力鍵傳遞到塔柱混凝土中。錨固鋼橫梁本身是獨(dú)立的構(gòu)件，支撐于塔柱內(nèi)側(cè)牛腿上，平衡兩側(cè)拉索的大部分水平分力，部分不平

12、衡水平分力通過橫梁下支撐的摩阻力和水平限位裝置傳遞至塔壁。拉索的豎直分力傳遞至塔柱內(nèi)側(cè)牛腿上塔柱錨固區(qū)段除參與全橋墩整體受力，將拉索錨固集中力傳遞至塔壁，為防止開裂，平衡塔柱壁的拉應(yīng)力，在其周邊施加平面預(yù)應(yīng)力。塔柱受力影響平衡水平力錨箱承受，不平衡水平力塔柱整體承受。平衡水平力錨梁承受，不平衡水平力一側(cè)塔柱壁承受。水平力由一側(cè)塔柱壁承受。安裝精度鋼錨箱在工廠預(yù)制完成，容易控制錨固點(diǎn)的位置和角度；現(xiàn)場(chǎng)僅需控制塔柱混凝土基座標(biāo)高。工廠完成鋼錨梁制作，確定錨墊板位置，現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)每組牛腿位置均需精確定位。錨固系統(tǒng)全部在現(xiàn)場(chǎng)完成，由于在高空作業(yè)，錨墊板的角度及位置控制較難。施工要求對(duì)吊裝能力有一定要求，

13、鋼錨箱在澆筑上塔柱前采用焊接拼裝，施工較為方便。對(duì)吊裝能力有一定要求，鋼錨梁的安裝在塔柱施工完成后，對(duì)塔柱內(nèi)部空間有要求，安裝不很方便。主要施工難點(diǎn)是需要多次張拉預(yù)應(yīng)力。后期養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)要求與鋼箱梁相似，有一定難度。比鋼錨箱方案小。僅錨頭需養(yǎng)護(hù)。外觀影響對(duì)鋼結(jié)構(gòu)部分通過涂裝來美化塔柱外觀?；炷了墒乖煨妥兓S富混凝土塔柱可使造型變化豐富工程實(shí)例多多諾大橋諾曼底大橋安娜雪絲橋南浦大橋楊浦大橋南京二橋適用范圍對(duì)錨索區(qū)尺寸有一定要求平行索面，單索面適用范圍較廣費(fèi)用較高較高較低5.3 斜拉索體系比較斜拉索體系主要有兩種：冷鑄錨平行鋼絲索和夾片錨平行鋼絞線斜拉索。兩種體系均有成熟的技術(shù)和應(yīng)用實(shí)例。為了選

14、擇適合東海大橋使用環(huán)境條件、滿足工期要求和方便施工以及養(yǎng)護(hù)、更換的斜拉索體系，對(duì)兩種斜拉索體系進(jìn)行綜合比較。推薦采用夾片群錨平行鋼絞線斜拉索體系。 體系項(xiàng)目平行鋼絲索鋼絞線斜拉索技術(shù)成熟程度30年的廣泛應(yīng)用，較成熟的生產(chǎn)工藝，國內(nèi)多數(shù)斜拉橋采用，有專業(yè)化的制索工廠。國內(nèi)應(yīng)用歷史比平行鋼絲索短，技術(shù)更新快，國外應(yīng)用較平行鋼絲索更普遍。強(qiáng)度疲勞應(yīng)力幅均可達(dá)到200MPa疲勞應(yīng)力幅均可達(dá)到200MPa剛度抗撓曲性能稍弱于鋼絞線索抗撓曲性能好于平行鋼絲索振動(dòng)效應(yīng)外徑較小，靜風(fēng)荷載引起的阻力小。鋼絲受力均勻，整體性能好，風(fēng)致振動(dòng)效應(yīng)明顯。PE外套壓制螺旋線，抑制風(fēng)雨振。外徑較大, 靜風(fēng)荷載引起的阻力大。

15、索股受力均勻度略差,索股間相對(duì)獨(dú)立，風(fēng)致振動(dòng)效應(yīng)不明顯。PE外套壓制螺旋線，抑制風(fēng)雨振。成品索運(yùn)輸最大索長225m，重量約17t，設(shè)備和施工技術(shù)要求高。最大索長225m，單股重量0.37t，運(yùn)輸要求簡單。安裝工藝及周期整根一次安裝和張拉，但運(yùn)輸、安裝和張拉需要大卷筒、大型設(shè)備和重型千斤頂才能完成。施工周期較短，可逐根安裝和張拉，每個(gè)運(yùn)輸、安裝和張拉的單位相對(duì)較小，采用輕型設(shè)備即可完成，要求的張拉空間亦較小，但安裝次數(shù)多，平均安裝一股需6分鐘，本橋最大整索安裝約需6小時(shí)?？蛊谛阅軕?yīng)力幅200Mpa,疲勞次數(shù)為2106次。應(yīng)力幅200Mpa,疲勞次數(shù)為2106次。防護(hù)性能鍍鋅、雙層PE，共兩層防

16、護(hù)體系。防護(hù)性能較鋼絞線索差。鍍鋅、注蠟、內(nèi)層PE、外層HDPE護(hù)套，共四層防護(hù)體系，更適用于海洋環(huán)境條件。調(diào)整索力需使用大噸位千斤頂，整索張拉?？墒褂眯嵨磺Ы镯?，單股張拉，亦可使用大噸位千斤頂，整索張拉。換索只能整索更換，需使用大噸位千斤頂，換索工藝復(fù)雜，難度高，且影響行車?？蓡喂筛鼡Q，無需整索更換，只需小噸位千斤頂，換索工藝簡單，操作方便，不影響行車。造價(jià)兩種體系基本相當(dāng)鋼鉸線斜拉索構(gòu)造圖平行鋼絲斜拉索構(gòu)造圖 5.4 斜拉橋上部結(jié)構(gòu) 5.4.1 鋼箱梁斜拉橋 （1）主梁 主梁為閉合的鋼箱梁，梁高，橋面頂板設(shè)橫向坡度2.0%。鋼箱梁全寬為36.7 米，斜拉索錨箱設(shè)置在外腹板外側(cè)，斜索中心距

17、米。 （2）斜拉索 斜拉索采用鍍鋅鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1770MPa, 最大索規(guī)格為50股，最小索為25股，夾片式錨具，可單股換索。 （3）主塔 主塔為鋼筋混凝土塔，塔全高；塔柱為雙柱式，設(shè)三道橫梁，主塔順橋向?qū)捴?，橫橋向?qū)捴粒魉炷翞镃50級(jí)。 鋼箱梁方案結(jié)構(gòu)圖 （1）支承體系 在主塔墩、邊墩及輔助墩處均設(shè)置2個(gè)縱向活動(dòng)支座，共同構(gòu)成全橋的抗扭支承體系。同時(shí)在各墩處均設(shè)有橫向支座，起抗風(fēng)、防震、限位作用。主梁縱向漂浮。 （2）主梁 主梁采用單箱三室截面，橋面寬33m，梁高，梁上索距為8m，橫梁間距為4m。預(yù)制節(jié)段長為8m，吊重一般塊件300噸左右。主梁采用縱、橫向預(yù)應(yīng)力體系。 5.4.2

18、鋼-混凝土結(jié)合梁斜拉橋結(jié)合梁方案結(jié)構(gòu)圖主梁節(jié)段比較了6m、8m、12m長度值，從拚接縫數(shù)量、施工安裝周期和難度、工期等方面，綜合比較選擇主梁節(jié)段長度。 節(jié)段長度項(xiàng)目6m8m12m節(jié)段數(shù)量13110367節(jié)段重量 t230300460接縫數(shù)量13010266斜拉索根數(shù)248192128錨具套數(shù)496384256吊機(jī)參數(shù)重量約50t,吊機(jī)懸臂長度6m重量約65t,吊機(jī)懸臂長度8m重量約110t,吊機(jī)懸臂長度12m主梁受力狀態(tài)混凝土頂板縱向預(yù)應(yīng)力筋較少，主梁受力狀態(tài)好?；炷另敯蹇v向預(yù)應(yīng)力筋適中，主梁受力狀態(tài)較好?；炷另敯蹇v向預(yù)應(yīng)力筋較多，主梁受力狀態(tài)相對(duì)較差安裝難度小較小大安裝工期長滿足工期要求

19、短綜合評(píng)價(jià)節(jié)段長度以8m較合理 主梁節(jié)段間拼接方法鋼結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)度螺栓拼接，頂板混凝土接縫現(xiàn)澆寬。拼接縫處鋼梁腹板頂面翼緣的連接方式有兩種選擇：焊接或栓接。當(dāng)采用焊接的形式時(shí)，有利于剪力釘?shù)牟贾?，但焊接工藝受現(xiàn)場(chǎng)條件限制，氣象條件不適宜時(shí)，焊接不能進(jìn)行；且焊接后還需對(duì)翼緣板進(jìn)行防腐處理，本工序?qū)κ┕ぶ芷谟幸欢ㄓ绊憽２捎盟ń庸に?，拼接較簡單。根據(jù)英國標(biāo)準(zhǔn)BS5400鋼橋、混凝土橋及結(jié)合橋， “摩擦型高強(qiáng)螺栓可以作為鋼構(gòu)件和（形成結(jié)合梁翼緣板的）混凝土板之間的傳剪器使用?！蹦鼙ＷC加勁梁安裝工期。本橋拼接縫處鋼梁腹板頂面翼緣的連接方式采用高強(qiáng)度螺栓栓接工藝。（3）主塔主塔采用鉆石型塔，塔高，橋面以上

20、塔高。為適應(yīng)單索面斜拉索錨固的需要，上塔柱收縮成一個(gè)單柱，為單箱雙室截面。（4）斜拉索斜拉索采用高強(qiáng)度鍍鋅鋼絞線，夾片錨具，鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1770MPa。最大索為58股，重量約15噸，最小索規(guī)格為33股。 方案形式雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋雙塔單索面結(jié)合箱梁斜拉橋跨徑布置73.5+131.5+420+131.5+73.5m73+132+420+132+73m方案概況受力性能較差，抗風(fēng)抗震滿足要求，斜拉索應(yīng)力幅較高，抗疲勞性能難以滿足要求，主梁局部區(qū)段應(yīng)力幅度較高。受力性能較好，抗風(fēng)抗震滿足要求，斜拉索應(yīng)力幅較低，抗疲勞性性能滿足要求，梁塔受力狀況較好。建安費(fèi)（萬元）5891657435技術(shù)難度及可

21、行性國內(nèi)外已建許多同類型橋，技術(shù)成熟。類似結(jié)構(gòu)已建多座，設(shè)計(jì)施工、技術(shù)可行。施工施工方法基礎(chǔ)、承臺(tái)及主塔現(xiàn)澆，鋼箱預(yù)制拼裝。主塔現(xiàn)澆注施工，主梁節(jié)段預(yù)制拼裝。施工難度主梁施工可避開臺(tái)風(fēng)影響，施工難度小。主梁懸拼施工基本同正常斜拉橋懸拼施工，國內(nèi)已有成功經(jīng)驗(yàn)，施工難度較小。施工速度施工速度最快，可滿足總工期要求 。施工速度較快，可滿足總工期要求。養(yǎng)護(hù)維修難易使用一定年限后須進(jìn)行換索處理，鋼箱梁須定期養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)工作量大 。使用一定年限后需進(jìn)行換索處理，鋼梁須定期維護(hù)，養(yǎng)護(hù)維修量較大。景觀效果主梁結(jié)構(gòu)輕盈，主塔外型變化較多，雙面索視覺上會(huì)發(fā)生重疊現(xiàn)象。主梁流線型好，主塔外型優(yōu)美，單索面視覺效果好，橋

22、式與周圍相協(xié)調(diào)。綜合評(píng)述經(jīng)濟(jì)性及受力性能均較差，施工速度快。受力性能較好，施工進(jìn)度滿足要求,結(jié)合部位耐久性設(shè)計(jì)已有成功經(jīng)驗(yàn)可借鑒。主航道上部結(jié)構(gòu)綜合比較兩種橋型方案均滿足工期要求。結(jié)合梁具有結(jié)構(gòu)新穎，技術(shù)先進(jìn)、造價(jià)較低的特點(diǎn)，橋面結(jié)構(gòu)更適宜集卡重載且與全橋協(xié)調(diào)一致，有利于養(yǎng)護(hù)維修，是更能適應(yīng)本橋特點(diǎn)的橋型方案。主航道橋推薦采用結(jié)合梁方案。 5.5 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式比選5.5.1 基礎(chǔ)形式比較 斜拉橋主塔墩位處水深約11m，地基覆蓋層較厚。塔墩基礎(chǔ)承受主墩傳來的巨大荷載，可供選擇的基礎(chǔ)形式主要有以下幾種： 預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ) 大直徑鋼管樁基礎(chǔ) 大直徑鉆孔樁基礎(chǔ) 沉井基礎(chǔ)a. 預(yù)應(yīng)力管樁由于樁徑小、數(shù)量多

23、、基礎(chǔ)大、造價(jià)高，不宜采用。b. 沉井基礎(chǔ)因工期難以控制，也不宜采用。c. 大直徑鋼管樁施工方便迅速，但造價(jià)高，經(jīng)濟(jì)性較差。d. 大直徑鉆孔樁是目前國內(nèi)外深水橋梁所普遍采用的一種基礎(chǔ)形式。其設(shè)計(jì)、施工工藝成熟，單樁承載力大，基礎(chǔ)平面尺寸較小，適應(yīng)性強(qiáng)，施工質(zhì)量及工期較易控制。 綜合以上四種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以鉆孔樁基礎(chǔ)及鋼管樁基礎(chǔ)具有比較價(jià)值。 主塔墩鉆孔樁和鋼管樁的綜合比較 比較項(xiàng)目類型工程數(shù)量施工工藝耐久性設(shè)計(jì)施工速度防撞能力建安費(fèi)（萬元）推薦技術(shù)形式樁數(shù)樁徑樁長大直徑鉆孔樁392.5m98m技術(shù)成熟工藝可靠國內(nèi)已建最大樁長超過100m。施工用鋼護(hù)筒可兼作防腐措施，防腐措施簡單、可靠。雖成樁較打入

24、鋼樁慢，但數(shù)量少、承臺(tái)小，防腐措施不占工期。防撞能力大9152大直徑鉆孔樁大直徑鋼管樁88(106)1.6m90m(70m)工藝成熟但能否打入90m深度，需進(jìn)行試驗(yàn)，如果打入深度為70米，將增加造價(jià)。水位變化區(qū)，即使是先進(jìn)的金屬涂層加封閉涂層的防腐涂料，也不能保證30年。加上外層包覆材料也難以保證100年。采用鋼管樁內(nèi)填樁芯砼，同時(shí)管壁考慮腐蝕裕量等輔助防腐措施可滿足要求。雖成樁快，但防腐措施復(fù)雜，樁內(nèi)需用砼填芯，尤其是斜樁內(nèi)困難，相比之下，兩種基礎(chǔ)方案所需工期相當(dāng)。防撞能力小10050(11449) 鉆孔樁樁徑比選： 經(jīng)對(duì)直徑、3m三種樁徑鉆孔灌注樁進(jìn)行比較，從樁數(shù)、承臺(tái)尺寸、工期、工程量等

25、方面綜合比選，推薦采用直徑。直徑米 直徑米 直徑米 主塔墩基礎(chǔ)鉆孔樁基礎(chǔ)比較表樁徑3.0米2.5米2.2米根數(shù)293948工程量塔座C40砼（m3）172814711471鋼筋 （t）6958.858.8承臺(tái)C30砼（m3）949979418632鋼筋 （t）855714.9777C20封底砼（m3）271419851992鉆孔樁水下C30砼（m3）233962067021112鋼筋 （t護(hù)筒鋼料（t）106412481307建安費(fèi)（萬元）1039491529670 對(duì)直徑2.5m 鉆孔樁，承臺(tái)比較了整體式和分離式兩種方案。 分離式承臺(tái) 整體式承臺(tái) 分離式承臺(tái)雖然便于

26、施工，但鉆孔樁數(shù)量較多，不經(jīng)濟(jì)。通過上述比較，主墩基礎(chǔ)采用整體式承臺(tái)、直徑米鉆孔樁為優(yōu)。 5.5.2 雙塔雙索面鋼箱加勁梁斜拉橋基礎(chǔ)主塔墩基礎(chǔ)采用34根米鉆孔樁，樁長97m。承臺(tái)平面尺寸為，厚度為，設(shè)厚塔座。輔助墩基礎(chǔ)采用10根的鉆孔樁，樁長76m。承臺(tái)平面尺寸為，厚，設(shè)米厚的墩座。邊墩基礎(chǔ)采用10根的鉆孔樁，樁長85m，承臺(tái)平面尺寸為，厚，設(shè)米厚的墩座。雙塔雙索面鋼箱加勁梁斜拉橋主墩基礎(chǔ)計(jì)算成果組合類型單樁頂反力 kn砼壓應(yīng)力Mpa鋼筋壓應(yīng)力Mpa鋼筋拉應(yīng)力Mpa樁頂位移cm組合1162793.434.800.5組合22189212.2114.6194.74.6組合32015812.5116

27、.3207.54.7組合4139498.779.7138.43.3上表中 組合1為:恒載+活載組合2為:恒載+活載+波浪力+風(fēng)力+制動(dòng)力+溫度力組合3為:恒載+波浪力+風(fēng)力+溫度力組合4為:恒載+活載+船撞力 雙塔雙索面鋼箱加勁梁斜拉橋主墩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖雙塔單索面鋼-混凝土結(jié)合箱梁斜拉橋基礎(chǔ)主塔墩基礎(chǔ)采用39根米鉆孔樁，樁長98m。承臺(tái)平面尺寸為，高度為，設(shè)厚塔座。輔助墩基礎(chǔ)采用10根的鉆孔樁，樁長85m，承臺(tái)平面尺寸為，厚，設(shè)米厚的墩座。邊墩基礎(chǔ)采用10根的鉆孔樁，樁長85m，承臺(tái)平面尺寸為，厚，設(shè)米厚的墩座。雙塔單索面鋼-混凝土結(jié)合箱梁斜拉橋主墩基礎(chǔ)計(jì)算成果組合類型單樁頂反力 kn砼壓應(yīng)力Mp

28、a鋼筋壓應(yīng)力Mpa鋼筋拉應(yīng)力Mpa樁頂位移cm組合1201994.042.000.5組合22625313.3126.9166.25.0組合32469113.8131.0184.35.1組合4174787.976.063.82.9組合558755.955.457.93.8上表中 組合1為:恒載+活載組合2為:恒載+活載+波浪力+風(fēng)力+制動(dòng)力+溫度力組合3為:恒載+波浪力+風(fēng)力+溫度力組合4為:恒載+活載+船撞力組合5為:恒載+地震力 雙塔單索面鋼-混凝土結(jié)合箱梁斜拉橋主墩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖自然條件海域常年氣溫較高，濕度大，季候風(fēng)強(qiáng)烈，海水含鹽度高，含氯度大，漲落潮的干濕侵蝕效應(yīng)、海洋大氣的腐蝕環(huán)境，對(duì)大

29、橋的使用壽命有極大的影響。結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)依據(jù)本橋設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年。 斜拉橋的耐久性設(shè)計(jì)構(gòu)思從設(shè)計(jì)概念上采用有利于結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)維修的結(jié)構(gòu)型式和構(gòu)造細(xì)節(jié)，選擇合理的施工方法，使施工容易達(dá)到設(shè)計(jì)要求。第六章：斜拉橋結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)6.3.1 鋼加勁梁的涂裝60年代，紅丹防銹漆加上云鐵醇酸面漆。防腐耐久性差，維護(hù)費(fèi)用高昂，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。8090年代，重防腐涂料，通過對(duì)底、中、面漆配套使用，鋼橋防腐壽命有較大提高。重防腐油漆涂料保護(hù)是由底漆、封閉漆、中間漆和面漆組成的重防腐油漆涂裝，油漆提供機(jī)械屏蔽的隔離防護(hù)，底漆中添加的金屬粉（如鋅粉）提供陰極保護(hù)。對(duì)電弧噴鋁涂裝與油漆涂裝兩種方案進(jìn)行比較（見表1），

30、初步選定涂裝方案為在鋼箱梁內(nèi)部采用重防腐油漆涂裝，對(duì)于直接承受日曬雨淋和腐蝕的鋼箱梁外部采用電弧噴鋁復(fù)合涂層防腐。項(xiàng) 目電 弧 噴 鋁油 漆 涂 裝防腐原理電化學(xué)陰極保護(hù)和封閉屏蔽隔離封閉屏蔽隔離涂層失效形式封閉涂層自然老化后，電弧噴涂層再發(fā)生電化學(xué)腐蝕油漆涂層自然老化耐蝕壽命30年以上約10年涂層結(jié)合力平均數(shù)5MPa，最高可達(dá)25MPa畫格法23級(jí)使用期內(nèi)防腐維護(hù)在30年內(nèi)較長時(shí)間不需新的防腐維護(hù)10年以后每隔23年進(jìn)行一次油漆防腐維護(hù)環(huán)保噴涂中有金屬蒸汽揮發(fā)含少量有機(jī)溶劑表面處理Sa3級(jí)Sa2.5級(jí) 施工工藝施工后要及時(shí)封閉劑處理自固化，20時(shí)表干30min，硬干2h施工效率較低較高噴涂設(shè)

31、備專用弧噴涂設(shè)備壓縮空氣，常規(guī)噴漆設(shè)備可操作性周期較長，對(duì)施工計(jì)劃的周密性要求較高施工階段不受工位限制，易修補(bǔ)，周期短經(jīng)濟(jì)性在防腐期30年內(nèi)，節(jié)約油漆防腐全部維護(hù)費(fèi)用；其年平均防腐費(fèi)用為油漆防腐費(fèi)用的1/41/3電弧噴鋁涂裝與油漆涂裝方案比較 重防腐油漆涂裝方案 部 位涂 裝 設(shè) 計(jì) 要 求鋼箱梁表面（除橋面）醇溶性無機(jī)硅酸鋅車間底漆1道，20m二次表處醇溶性無機(jī)富鋅底漆1道，80m環(huán)氧樹膽封閉漆1道，25m環(huán)氧云鐵中間漆1道，80m脂肪族聚氨脂面漆1道，40m脂肪族聚氨脂面漆1道，40m鋼箱梁內(nèi)部（布置抽濕機(jī)，濕度小于50%）醇溶性無機(jī)硅酸鋅車間底漆1道，20m二次表處改性環(huán)氧耐磨漆1道，1

32、25m鋼橋面（全鋼箱梁方案）醇溶性無機(jī)硅酸鋅車間底漆1道，20m 噴砂（Sa2.5）醇溶性無機(jī)富鋅漆（工地）1道，80m風(fēng)嘴內(nèi)部（全鋼箱梁方案）醇溶性無機(jī)硅酸鋅車間底漆1道，20m二次表處醇溶性無機(jī)富鋅漆1道，80m環(huán)氧厚漿漆1道，25m環(huán)氧面漆1道，125m電弧噴鋁涂裝方案 部 位涂 裝 設(shè) 計(jì) 要 求鋼箱梁外表面（不包括橋面）表面凈化處理，無油、干燥除銹等級(jí)Sa3（出白）表面粗糙度RRz100m電弧噴鋁（23mm，1070A（L1）180m環(huán)氧云鐵封孔底漆1道（?。?，50m環(huán)氧云鐵封閉漆1道（?。?0m丙烯酸聚氨脂面漆2道，240m鋼箱梁內(nèi)部（布置抽濕機(jī)，濕度小于50%）醇溶性無機(jī)硅酸鋅

33、車間底漆1道，20m破損部位表面二次處理SL3（光亮）改性環(huán)氧耐磨漆1道，125m橋面（全鋼箱梁方案）醇溶性無機(jī)硅酸鋅車間底漆1道，20m噴砂（Sa2.5）醇溶性無機(jī)富鋅底漆1道，80m風(fēng)嘴內(nèi)部（全鋼箱梁方案）醇溶性無機(jī)硅酸鋅車間底漆1道，20m破損部位表面二次處理SL3（光亮）醇溶性無機(jī)富鋅漆1道，80m環(huán)氧厚漿漆1道，25m環(huán)氧面漆1道，125m6.3.2 鋼橋面的鋪裝 鋼橋面的剛度較小，變形較大，要求橋面瀝青鋪裝具有良好的變形隨從性。適合作為鋼橋面的瀝青鋪裝，主要有澆注式瀝青混凝土、環(huán)氧瀝青混凝土和瀝青瑪蹄脂碎石。 澆注式瀝青混凝土鋪裝：澆注式瀝青混凝土是采用硬質(zhì)瀝青，添加礦粉與集料在高

34、溫下，經(jīng)過長時(shí)間的拌和配制而。環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝：將環(huán)氧樹脂加入瀝青中，經(jīng)過與固化劑發(fā)生硬化反應(yīng)，形成不可逆的固化物，使瀝青性質(zhì)由熱塑性轉(zhuǎn)化成熱固性，從而賦予瀝青以優(yōu)良的物理、力學(xué)性能。瀝青瑪蹄脂碎石（SMA）鋪裝： SMA從澆注式瀝青路面發(fā)展而成，采用間斷級(jí)配，粗集料多，礦粉用量多，瀝青用量也多。粗集料石石接觸，形成骨架結(jié)構(gòu)，由瀝青、礦粉和纖維組成的瑪蹄脂填充空隙，成為一種密實(shí)結(jié)構(gòu)的瀝青混合料。鋼橋面鋪裝的比較 使用性能和壽命：環(huán)氧瀝青鋪裝澆注式瀝青和SMA 普通瀝青。 施工工藝：環(huán)氧瀝青復(fù)雜，對(duì)溫度、時(shí)間控制非常嚴(yán)格；澆注式瀝青工藝特別，需要特殊的拌制設(shè)備；SMA比普通瀝青路面復(fù)雜一些。

35、工程造價(jià)：環(huán)氧瀝青鋪裝成本最高，澆注式瀝青鋪裝次之，SMA比普通瀝青費(fèi)用約增加20%30%，但比環(huán)氧瀝青和澆注式瀝青為低。 環(huán)氧瀝青因強(qiáng)度高，鋪裝層因此可以減薄，減輕了自重，又有利于降低造價(jià)。比較方面環(huán)氧瀝青鋪裝澆注式瀝青鋪裝瀝青瑪蹄脂碎石鋪裝普通瀝青鋪裝變形隨從性優(yōu)優(yōu)良差使用壽命優(yōu)良良差工藝復(fù)雜程度復(fù)雜復(fù)雜稍復(fù)雜不復(fù)雜工程造價(jià)很高很高較高低幾種瀝青鋪裝的比較鋼橋面鋪裝的厚度 橋面鋪裝厚度主要考慮減少橋面板的靜載、鋪裝本身的耐久性和施工性等。一般取68cm，其中面層厚度多為34cm。基層厚度需考慮橋面板的不平整和有螺栓等突起物的因素，其厚度有時(shí)需較面層厚。 日本鋼橋面鋪裝標(biāo)準(zhǔn)厚度 公團(tuán)名稱基層

36、面層合計(jì)日本道路公團(tuán)75首都高速混凝土橋面板503080道路公團(tuán)鋼橋面板40（50）40（30）80阪神高速混凝土橋面板403575道路公團(tuán)鋼橋面板4535本洲四國聯(lián)絡(luò)橋公團(tuán)354030356575鋼橋面鋪裝耐久性分析影響鋼橋面鋪裝耐久性因素： 抗裂性和適應(yīng)變形的能力。在車輪荷載的作用下，鋼橋面鋪裝位于加勁肋部位將形成較大拉應(yīng)力的反復(fù)作用，容易導(dǎo)致鋪裝的疲勞開裂；加之大跨徑鋼橋面大變形的特性，要求橋面鋪裝具有優(yōu)良的柔韌性和適應(yīng)變形的能力，以避免鋪裝早期疲勞開裂和在較低溫度時(shí)的收縮開裂。 熱穩(wěn)性。鋼橋面板傳熱很快，在夏季高溫季節(jié)，瀝青鋪裝從上到下溫度都非常高，鋪裝性能具有良好的高溫抗蠕變及抗剪切

37、性能，才能把車轍限制在容許范圍。 抗老化能力。鋪裝必須具備優(yōu)良的抗熱老化和抗氣候老化的性能。 防水性。要求瀝青鋪裝混合料具有高度的密水性和抗水損能力。 層間結(jié)合。在鋼板與防水膠層之間，防水膠層與瀝青鋪裝主層之間都必須具有良好的粘結(jié)使各層能夠形成牢固的整體，才能保證在荷載作用或溫度變化時(shí)共同作用。表面特性。要求鋪裝表面具有良好的平整性和粗糙性，以減少車輛沖擊和提高鋪裝的抗滑能力。 鋼橋橋面鋪裝技術(shù)雖已有了長足的發(fā)展，但鋼橋面鋪裝的耐久性設(shè)計(jì)與施工仍是橋梁界的一大難題。既經(jīng)濟(jì)又能解決問題的材料與工藝仍有待進(jìn)一步的研究和開發(fā)。 此外，本橋海域中長達(dá)20余公里的橋梁均為混凝土結(jié)構(gòu)，若只在長830米的主

38、航道斜拉橋采用鋼橋面鋪裝，則會(huì)給后期的維修養(yǎng)護(hù)帶來不便，且增加設(shè)備和資金的投入。因此，不推薦使用全鋼截面的主梁形式。6.3.3 鋼-混凝土結(jié)合梁的耐久性設(shè)計(jì)（1）總體考慮 設(shè)計(jì)上借鑒國外多級(jí)防護(hù)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，避免單一防護(hù)體系存在的風(fēng)險(xiǎn)從設(shè)計(jì)概念上采用有利于提高耐久性的結(jié)構(gòu)型式和細(xì)節(jié)構(gòu)造，選擇合理的施工方法，使施工容易達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 結(jié)合梁防腐是斜拉橋耐久性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。 （2）重點(diǎn)問題 結(jié)合梁這種由兩種不同材料組成的組合結(jié)構(gòu)，其耐久性設(shè)計(jì)不單包括多種材料的耐久性設(shè)計(jì)技術(shù)，還要解決兩種不同材料結(jié)合界面的耐久性設(shè)計(jì)。 結(jié)合界面的防腐，主要應(yīng)防止：混凝土面板產(chǎn)生裂紋，雨水逐步侵入結(jié)合面；混凝土板與鋼梁接

39、觸面封閉不嚴(yán)密，水汽、鹽霧等侵蝕結(jié)合界面。（3）結(jié)合部位的耐久性設(shè)計(jì)構(gòu)思 其一, 提高混凝土板的自身抗腐蝕能力，使之具備良好的抗?jié)B、防裂、抗沖擊能力，確保對(duì)有害物的屏蔽； 其二，改進(jìn)結(jié)合面構(gòu)造細(xì)節(jié)并采取輔助措施，確保結(jié)合部位的密封性能； 其三，提高結(jié)合部位鋼結(jié)構(gòu)本身的耐蝕能力。 其四，確保剪力釘完好。 a、提高橋面板混凝土和鋼筋的耐久性 全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu) 高配筋率 濕接縫采用微膨漲混凝土 混凝土表面涂層防護(hù) b、提高結(jié)合面鋼結(jié)構(gòu)的耐久性 環(huán)氧涂層 c、提高結(jié)合部位密封性能 橋面板結(jié)構(gòu)設(shè)防水層 沿結(jié)合鋼板周邊，在混凝土上切縫，縫內(nèi)填密封材料HM-106 d、其他 箱內(nèi)設(shè)抽濕設(shè)備 橋面板兩側(cè)設(shè)滴水檐，

40、防止雨水順流 結(jié)合面的防腐措施結(jié)合面的防腐措施示意圖 HM106 高強(qiáng)防水密封劑 主要性能外觀基膠為白色、硫化劑為黑色，混合后為駝灰色、黑色拉伸強(qiáng)度不小于2.5Mpa密度不大于1.65g/cm2扯斷伸長率不小于250活性期0.5-8h可調(diào)剝離強(qiáng)度（與鋁合金、鍍鋅鋼板、881環(huán)氧底漆）不小于4KN/m不粘期不大于8-24h1207d老化后流淌性不大于10mm拉伸強(qiáng)度不小于2.0Mpa固體含量不小于99扯斷伸長率不小于150腐蝕性金屬試樣在3NaCI水中經(jīng)6020d金屬表面不腐蝕、密封劑不變質(zhì)貯存期9個(gè)月HM106 密封劑是參照美國軍標(biāo)MILS38249為我國軍機(jī)專門研制底，是采用液態(tài)聚硫橡膠為基

41、底雙組分室溫硫化密封劑。由于其分子結(jié)構(gòu)中含有特殊的補(bǔ)強(qiáng)劑和憎水劑，該材料具有優(yōu)異的耐水、耐油、耐鹽霧和耐大氣老化性能，對(duì)鋼、鋁、陶瓷、木材、混凝土等多種材料具有極強(qiáng)的粘合力及長久的粘接穩(wěn)定性。主要應(yīng)用于飛機(jī)雷達(dá)艙、設(shè)備艙等口蓋密封；結(jié)構(gòu)縫隙的縫內(nèi)、外防雨密封，并推廣應(yīng)用于汕頭海灣大橋、西陵長江大橋、重慶鵝公巖大橋、重慶忠縣長江大橋、武漢白沙洲長江大橋、蕪湖長江大橋等鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)的粘接、密封。 6.3.4 鉆孔樁的耐久性設(shè)計(jì)由于鉆孔灌注樁的混凝土靠自重壓密，因此其密實(shí)性難以與經(jīng)過振搗密實(shí)的混凝土相比，為增加鉆孔灌注樁的防腐性能，可適當(dāng)增大鋼筋保護(hù)層的厚度，并在灌注樁上部采用高性能混凝土。除

42、采取上述基本措施外，還可結(jié)合以下一些輔助措施來提高鉆孔灌注樁的耐久性能。采用涂層鋼筋涂層鋼筋的作用就是通過在鋼筋表面制作人工保護(hù)膜，隔離鋼筋與腐蝕介質(zhì)的接觸，從而達(dá)到防腐的效果。應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)與研究表明，它與優(yōu)質(zhì)高性能混凝土可聯(lián)合作用，具有疊加的保護(hù)效果。本工程只考慮在樁的上部采用涂層鋼筋，其下部仍采用一般鋼筋。保留施工用鋼護(hù)筒保留施工用鋼護(hù)筒作為鉆孔灌注樁樁頂以下一定范圍的一道防腐屏障，并對(duì)鋼護(hù)筒外表面采取防腐措施，整個(gè)鉆孔灌注樁的耐久性可超過100年。 6.3.5 鋼管樁防腐 （1）防腐設(shè)計(jì)思路本橋鋼管樁防腐設(shè)計(jì)的基本原則是：樁均位于浪濺區(qū)以下，只需考慮水位變動(dòng)區(qū)、水下區(qū)及泥下區(qū)的腐蝕，即可大大

43、降低風(fēng)險(xiǎn)及防腐造價(jià)。采用陰極保護(hù)加預(yù)留腐蝕厚度的防腐方法，水下變動(dòng)區(qū)還采用涂層防腐。 (2) 陰極保護(hù)技術(shù)選擇論證 陰極保護(hù)分為外加電流法和犧牲陽極法。無論是外加電流法還是犧牲陽極法，均可以對(duì)被保護(hù)結(jié)構(gòu)物實(shí)施完全的保護(hù)，但由于提供電流的方法不同，兩種方法又各有其特點(diǎn)，目前這兩種方法均已得到廣泛的應(yīng)用。根據(jù)保護(hù)對(duì)象所處的環(huán)境及當(dāng)?shù)貤l件，進(jìn)行保護(hù)方法的合理選擇是很重要的。外加電流陰極保護(hù)法的特點(diǎn)是：電壓、電流可調(diào)性好，可隨外界條件不同實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，保護(hù)周期較長，輔助陽極排流量大而安裝量少，適合于大型船舶和海上設(shè)施，但需要有電源及其設(shè)備，一次性投資大，需有人管理和維修。犧牲陽極保護(hù)法的特點(diǎn)是：不需要

44、外加電源、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、安全可靠、電位均勻、平時(shí)不用管理、一次性投資小。但保護(hù)周期有限（短）需要定期更換，陽極發(fā)生電流量較小，因此安裝數(shù)量較多。犧牲陽極陰極保護(hù)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、保護(hù)電位均勻、平時(shí)不用管理：由于高效鋁合金陽極的開發(fā)與應(yīng)用，保護(hù)周期可以大大延長，從保護(hù)效果、安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性等方面考慮，采用犧牲陽極法更合適。 裸露鋼構(gòu)件保護(hù)電流密度值 國家和地區(qū)陰極保護(hù)電流密度（mAm2）平均維持保護(hù)電流密度（mA/m2）海水海泥拋石日本（港工規(guī)范）1002050605055英國（CP1021標(biāo)準(zhǔn)）100205070中國（軍標(biāo)）801002030美國西海岸7586北海8616010

45、120波斯灣75105（3）陰極保護(hù)設(shè)計(jì)常用的初期保護(hù)電流密度值 環(huán)境介質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)表面狀況保護(hù)電流密度（InAha）靜止海水裸鋼80100流動(dòng)海水裸鋼100150靜止海水有涂層10 xo流動(dòng)海水有涂層（完好）1530流動(dòng)海水有涂層（破損）3050流動(dòng)談海水裸鋼70100泥下裸鋼1025海水堆石裸鋼4060污染海水裸鋼150200（中國JTJ230-89 海洋港工結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)定） 為了合理的進(jìn)行陰極保護(hù)設(shè)計(jì)，達(dá)到理想的陰極防腐保護(hù)效果，應(yīng)對(duì)不同流速、風(fēng)浪、不同泥砂含量和不同含鹽量的海水區(qū)域中的鋼管樁分別選取不同的陰極保護(hù)參數(shù)和選用不同規(guī)格尺寸的犧牲陽極。 Al-Zn-In-Mg-Ti合金犧牲陽

46、極電化學(xué)性能項(xiàng)目開路電位V工作電位V實(shí)際電容量Ah/kg電流效率%溶解狀況電化學(xué)性能-1.18-1.05-1.12-1.05260090腐蝕產(chǎn)物容易脫落表面化溶解均勻考慮東海大橋橋墩鋼管樁防腐工程量大，保護(hù)壽命長，為了減少犧牲陽極用量、縮小陽極規(guī)格、降低陽極安裝施工難度和節(jié)約工程造價(jià)，本方案選用高效長壽命Al-Zn-In-Mg-Ti合金作為本工程的防腐犧牲陽極材料。 6.3.6 斜拉索防腐 1. 采用鍍鋅、PE護(hù)套、注油性臘等防腐 2. 索導(dǎo)管涂層防銹，采取密封措施，防止積水 6.3.7 支座防腐 1. 采用不含橡膠塊的球型支座 2. 不銹鋼和填充聚四氟乙烯滑板組成摩擦副 3. 高合GH169

47、不銹鋼 4. 支座基材采用604鋼專為海軍艦船專用耐海水腐蝕鑄鋼 5. 鑄鋼表面涂裝重防腐涂料725L-H06-1厚漿環(huán)氧富鋅底漆，725L-H53-9環(huán)氧重防腐涂料（ZF101），725L-J43-1 氯化橡膠面漆 6. 支座整體安裝完畢后，對(duì)地腳螺栓等用725L-H53-8 環(huán)氧沙漿涂料涂裝密封。 6.4 防腐措施總結(jié)根據(jù)本橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，防腐措施總結(jié)如下：米鉆孔灌注樁的防腐措施（1）保留施工用的鋼護(hù)筒（2）鋼護(hù)筒外表面涂725-H53-9環(huán)氧重防腐涂料4道，干膜厚度（3）采用涂層鋼筋（4）增加鋼筋保護(hù)層厚度米鋼管樁的防腐措施犧牲陽極的陰極保護(hù)承臺(tái)的防腐措施（1）采用高性能混凝土（2）外層鋼筋

48、采用環(huán)氧涂層鋼筋（3）增加鋼筋保護(hù)層厚度至90mm（4）保留鋼圍堰底板作額外防護(hù)屏障 浪濺區(qū)采用高性能混凝土，大氣區(qū)混凝土提高抗?jié)B性 混凝土內(nèi)摻加亞硝酸鈣阻誘劑 浪濺區(qū)混凝土內(nèi)鋼筋為環(huán)氧涂層鋼筋 橋墩及主塔外表面增加涂層防腐主塔及橋墩的防腐（1）采用高性能混凝土，提高抗?jié)B性（2）浪濺區(qū)混凝土內(nèi)鋼筋為環(huán)氧涂層鋼筋（3）橋墩及主塔外表面增加涂層防腐結(jié)合梁鋼結(jié)構(gòu)的防腐使用過程中定期對(duì)涂層體系維護(hù)采用電弧噴鋁加涂層防腐體系箱內(nèi)抽濕1. 設(shè)計(jì)采用多級(jí)保護(hù)的概念2. 采用鍍鋅、PE護(hù)套、注油性臘等防腐3.索導(dǎo)管涂層防銹，采取密封措施，防止積水斜拉索的防腐（1）采用不含橡膠塊的球型支座（2）不銹鋼和填充聚四

49、氟乙烯滑板組成摩擦副（3）高合GH169不銹鋼（4）支座基材采用604鋼專為海軍艦船專用耐海水腐蝕鑄鋼（5）鑄鋼表面涂裝重防腐涂料725L-H06-1厚漿環(huán)氧富鋅底漆，725L-H53-9環(huán)氧重防腐涂料（ZF101），725L-J43-1 氯化橡膠面漆（6）支座整體安裝完畢后，對(duì)地腳螺栓等用725L-H53-8 環(huán)氧沙漿涂料涂裝密封。 支座防腐鋼梁及結(jié)合部耐久性處理部 位涂 裝 設(shè) 計(jì) 要 求鋼箱梁外表面（不包括橋面）表面凈化處理，無油、干燥除銹等級(jí)Sa3（出白）表面粗糙度RRz100m電弧噴鋁（23mm，1070A（L1）180m環(huán)氧云鐵封孔底漆1道（稀），50m環(huán)氧云鐵封閉漆1道（?。?，5

50、0m丙烯酸聚氨脂面漆2道，240m鋼箱梁內(nèi)部（布置抽濕機(jī)，濕度小于50%）醇溶性無機(jī)硅酸鋅車間底漆1道，20m破損部位表面二次處理SL3（光亮）改性環(huán)氧耐磨漆1道，125m結(jié)合面的防腐措施示意圖 第七章設(shè)計(jì)概算7.1 編制范圍及工程規(guī)模K18+219K19+049，全長830m的橋梁主體工程。斜拉橋部分橋面全寬為 33m。7.2 編制依據(jù)1交通部交公路發(fā)1996612號(hào)通知公布的公路基本建設(shè)工程概算、預(yù)算編制辦法。2交通部交工發(fā)199265號(hào)通知公布的公路工程概算定額、公路工程預(yù)算定額。3交通部交基發(fā)1994329號(hào)通知發(fā)布的沿海港口建設(shè)工程概算預(yù)算編制規(guī)定、沿海港口水工建筑工程定額。4交通部

51、交公路發(fā)1996610號(hào)通知公布的公路工程機(jī)械臺(tái)班費(fèi)用定額。5上海市執(zhí)行交通部公路基本建設(shè)工程概算、預(yù)算編制辦法補(bǔ)充規(guī)定的通知滬市政計(jì)（1997）第1009號(hào)的規(guī)定。建安費(fèi)總額斜拉橋方案一（鋼箱結(jié)合梁）：57435萬元。斜拉橋方案二（鋼箱梁）：58916萬元。7.3 建筑安裝工程費(fèi)計(jì)算依據(jù)：1人工單價(jià)：按滬市政計(jì)（1997）第1009號(hào)文的規(guī)定，取元/工日計(jì)算。2材料預(yù)算價(jià)格：根據(jù)上海公路第2001年第四季度的材料預(yù)算價(jià)格計(jì)算。（詳見07表）3其他直接費(fèi)、現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)費(fèi)、間接費(fèi)中的各項(xiàng)費(fèi)率均采用交通部公布的概、預(yù)算編制辦法中規(guī)定的費(fèi)率標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。其中主副食運(yùn)費(fèi)補(bǔ)貼按5km，工地轉(zhuǎn)移費(fèi)按1000km考慮

52、。（詳見04表）。4施工技術(shù)裝備費(fèi)、計(jì)劃利潤、稅金分別按3%、4%、3.41%費(fèi)率標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。5考慮到水上作業(yè)年有效作業(yè)日為180天，故將水上作業(yè)相應(yīng)定額子目的人工費(fèi)2，機(jī)械費(fèi)。第八章：主要計(jì)算分析鋼-混凝土結(jié)合梁計(jì)算簡圖鋼箱梁計(jì)算簡圖8.1 斜拉橋方案施工及運(yùn)營計(jì)算計(jì)算采用平面桿系程序，結(jié)構(gòu)離散為梁元、索元和塔元三種單元,除主塔墩根部為固結(jié)外，邊墩、輔助墩和塔梁相交處均為豎向支承，結(jié)構(gòu)縱向漂浮。 斜拉橋計(jì)算中考慮的荷載有： 恒載 活載和活載的沖擊系數(shù) 制動(dòng)力 預(yù)應(yīng)力（包括梁塔內(nèi)的預(yù)應(yīng)力束和斜拉索的索力調(diào)整力） 混凝土的收縮和徐變 溫度變化影響 風(fēng)荷載 基礎(chǔ)的不均勻沉降8.2 抗風(fēng)、抗震分析（結(jié)

53、合梁方案）8.2.1 抗風(fēng) 設(shè)計(jì)基本風(fēng)速V10。 成橋狀態(tài)和施工階段動(dòng)力特性及主梁顫振臨界風(fēng)速的估算 上表中：扭彎頻率比；Vcr1彎扭耦合顫振臨界風(fēng)速； Vcr2分離流扭轉(zhuǎn)顫振臨界風(fēng)速； 工況豎彎基頻（Hz）橫彎基頻（Hz）扭轉(zhuǎn)基頻（Hz）Vcr1(m/s)Vcr2(m/s)Vcr (m/s)Vcrs (m/s)成橋狀態(tài)0.41570.44130.76391.84121.8151.382.6/施工最大單伸臂階段0.39270.30450.92852.36128.4183.8/69.4施工最大雙伸臂階段0.63951.46001.47402.31204.4291.9/69.4所有估算出的主梁顫振

54、臨界風(fēng)速，成橋狀態(tài)主梁顫振臨界風(fēng)速大于120 m/s，超過成橋狀態(tài)主梁顫振臨界檢驗(yàn)風(fēng)速，施工階段主梁顫振臨界風(fēng)速亦大于120m/s，超過施工階段主梁顫振臨界檢驗(yàn)風(fēng)速。無論是成橋狀態(tài)，還是施工階段，均滿足抗風(fēng)穩(wěn)定性要求。 成橋狀態(tài)動(dòng)力特性 No振型主要特性自振頻率f(Hz)圓頻率（r/s）自振周期T（s）1體系縱向振動(dòng)0.15971.00346.26172主梁一階對(duì)稱豎彎0.41572.61192.40563主梁一階對(duì)稱橫彎0.44132.77282.26604主梁一階反對(duì)稱豎彎0.56193.53051.77975兩主塔反向側(cè)彎0.57583.61791.73676兩主塔同向側(cè)彎0.62313

55、.91501.60497主梁對(duì)稱豎彎0.72334.54461.38268主梁中跨扭轉(zhuǎn)0.76394.79971.3091扭彎頻率比=f8/f2=1.84施工階段最大單伸臂動(dòng)力特性 No振型主要特性自振頻率f(Hz)圓頻率（r/s）自振周期T（s）1主梁伸臂端橫彎0.36332.28272.75252主梁伸臂端豎彎0.44822.81612.23113主梁伸臂端豎彎0.56643.55881.76554主塔側(cè)彎0.59803.75731.67225主梁橫彎+邊墩縱彎0.82465.18111.21276主梁橫彎+邊墩縱彎0.85825.39221.16527主梁橫彎+邊墩縱彎0.90375.6

56、7811.10668主梁伸臂端扭轉(zhuǎn)0.92855.83391.0770扭彎頻率比=f8/f2=2.07施工最大雙伸臂階段動(dòng)力特性 No振型主要特性自振頻率f(Hz)圓頻率（r/s）自振周期T（s）1主梁豎擺+主塔縱彎0.25151.58023.97612主梁橫擺+主塔扭轉(zhuǎn)0.35512.23122.81613主塔側(cè)彎0.57333.60211.74434主梁豎彎+主塔縱彎0.63954.01811.56375主塔側(cè)彎0.84185.28921.18796主梁對(duì)稱豎彎0.93995.90561.06397主梁豎彎1.28008.04250.78138主梁橫彎1.46009.17340.68499

57、主梁橫彎+主梁扭轉(zhuǎn)1.47109.24260.679810主梁扭轉(zhuǎn)1.47409.26140.6784扭彎頻率比=f10/f4=2.305鋼-混凝土結(jié)合梁斜拉橋成橋狀態(tài)計(jì)算圖式鋼-混凝土結(jié)合梁斜拉橋成橋狀態(tài)振型圖施工最大單伸臂階段計(jì)算模式施工最大單伸臂階段振型圖施工最大雙伸臂階段計(jì)算模式施工最大雙伸臂階段振型圖8.2.2 抗震經(jīng)驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)各部位的地震響應(yīng)均在設(shè)計(jì)允許的范圍之內(nèi)，滿足有關(guān)規(guī)范的要求，結(jié)構(gòu)的抗震性能是有保證的。 8.3 主梁的空間靜力扭轉(zhuǎn)計(jì)算分析 工況一，主跨一側(cè)汽車活載沿全跨滿布，主跨另一側(cè)無汽車活載。 工況二，主跨一側(cè)汽車活載沿半跨滿布，另半跨無汽車活載。 工況三，在工況一的基

58、礎(chǔ)上，在無汽車活載一側(cè)增加風(fēng)荷載 工況一的最大扭轉(zhuǎn)角為0.93%，工況二的最大扭轉(zhuǎn)角為0.24%，工況三的最大扭轉(zhuǎn)角為0.94%。工況一工況一，主跨一側(cè)汽車活載沿全跨滿布，主跨另一側(cè)無汽車活載工況二，主跨一側(cè)汽車活載沿半跨滿布，另半跨無汽車活載。工況三工況二工況三，在工況一的基礎(chǔ)上，在無汽車活載一側(cè)增加風(fēng)荷載 第九章：施工方案鉆孔樁施工搭設(shè)鉆孔平臺(tái)，安裝鉆機(jī)、布置鉆孔作業(yè)設(shè)備。樁基混凝土澆注示意圖主塔墩承臺(tái)施工 采用吊箱圍堰法施工。主塔施工示意圖鋼結(jié)構(gòu)節(jié)段工廠制造；一次澆注混凝土橋面板形成全斷面；節(jié)段預(yù)拼。 主梁節(jié)段制造主梁的安裝及斜拉索的掛設(shè)示意圖 斜拉索安裝1. 準(zhǔn)備鋼絞線 從鋼絞線卷盆放

59、出鋼絞線并穿過工作臺(tái)。鋼絞線進(jìn)入斜拉索外套管（塔柱處）和預(yù)埋管（橋面處）前，根據(jù)索長將鋼絞線兩端進(jìn)行環(huán)向和徑向剝皮，因此，張拉端的鋼絞線剝皮應(yīng)在鋼絞線進(jìn)入外套管前在橋面上工作臺(tái)進(jìn)行。2. 安裝牽引鋼絲繩a) 鋼絲繩用設(shè)在塔頂?shù)拇缶頁P(yáng)機(jī)牽引b) 牽引鋼絲繩通過塔內(nèi)平臺(tái)間的 導(dǎo)向滑輪，達(dá)到所需錨具位置處。c) 牽引鋼絲繩通過錨具中最后穿索的一個(gè)孔d) 當(dāng)鋼絲繩露出錨具，并到達(dá)塔外工作平臺(tái)處時(shí)，把穿索板臨時(shí)接到鋼絲繩的連接器上并放入外套管內(nèi)。如果在安裝最后一股鋼絞線時(shí)遇到阻礙，可把一橋面卷揚(yáng)機(jī)連接到穿索板上，以牽引穿索板上下正常運(yùn)行。e) 控制塔頂卷揚(yáng)機(jī)把穿索板向下放至露出橋面外套管口。f) 從橋面

60、工作臺(tái)上拖動(dòng)已準(zhǔn)備好的鋼絞線繞過偏心導(dǎo)向輪。g) 把鋼絞線同穿索板相連接并臨時(shí)固定3. 穿鋼絞線a) 塔作塔頂卷揚(yáng)機(jī)牽引鋼絲繩（帶動(dòng)鋼絞線）至塔外工作臺(tái)處。b) 塔內(nèi)小卷揚(yáng)機(jī)處的鋼絲繩（端部帶一連接器）從相對(duì)應(yīng)的錨具孔內(nèi)放出至塔外工作臺(tái)出c) 在塔外工作臺(tái)處，去除鋼絞線和穿索板的連接并把鋼絞線同塔內(nèi)小卷揚(yáng)機(jī)的鋼絲繩上的連接器連接d) 操作塔內(nèi)小卷揚(yáng)機(jī)把鋼絞線拉入錨具，同時(shí)應(yīng)將卷揚(yáng)機(jī)速度減慢以防破壞錨具內(nèi)的密封裝置e) 牽引鋼絞線露出錨頭至千斤頂張拉所需的工作長度f) 橋面工作臺(tái)處按要求的長度割斷鋼絞線后，按規(guī)定長度在端部在端部剝皮并插入橋面錨具至露出錨固端錨頭約100mm。g) 安裝固定端錨頭