苏通长江公路大桥施工方案应征文件全套.doc
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1、 路桥集团第二公路工程局 苏通长江公路大桥施工方案应征文件苏通长江公路大桥施工方案应征文件一、工程简况1.概述 苏通长江公路大桥位于江苏省东南部,连接南通和苏州两市,东距长江入海口约108公里,西距江阴长江公路大桥约82公里。大桥北岸接线始于江苏省公路主骨架“横三”线-宁通启高速公路,与连盐通高速公路相连接。南岸接线终于沿江高速公路江阴至太仓段,与苏嘉杭高速公路相连,是江苏省规划建设的五个跨江通道之一。由连盐通高速公路、苏通大桥组成的沿江高速公路将与沪宁高速公路、苏嘉杭高速公路等组成江苏省东部沿海沿江公路交通的快速通道。作为沿江高速公路的“咽喉”,苏通大桥是上述项目建设并发挥最佳效益的“控制性
2、”工程,它的建设能有效提高干线公路网的利用率。2.主要技术标准公路等级 全封闭双向六车道高速公路计算行车速度 100公里/每小时车辆荷载等级 汽超-20级, 挂-120大桥标准宽度 34米,其中:护栏250(厘米,下同),紧急停车带 2350,行车道 23375,路缘带275,中央分隔带200.双向横坡 2地震烈度 度设计水位 最高通航水位 4.30 米 最低通航水位 -1.46 米 通航净空见表1。 表1通航孔名称航道类型代表船型航道数通航净空净宽净高主通航孔单孔双航道5万吨级集装箱船(3800TEU)1405624.8万吨级远期大型散货船驳船队89124单孔单航道5万吨级集装箱船(3800
3、TEU)2225624.8万吨级远期大型散货船驳船队50424辅助通航孔单孔单航道9000吨级上行散货船驳船队12202411224专用通航孔单孔双航道7000吨级散杂船120039单孔单航道212139洪季上行孔单孔单航道1000吨江轮17015船舶撞击力见表2。 表2通航孔航道船舶撞击力(MN)横桥向纵桥向主通航孔单孔双航道135.267.6主通航孔单孔单航道158.079.0港区专用通航孔单孔单航道57.728.93.工程规模及方案征集范围3.1工程规模苏通长江公路大桥位于江苏省东南部南通市和苏州市之间,该项目规模大,建设条件复杂。北起南通境内小海互通立交,与连盐通、通启高速公路相连接,
4、南至常熟境内董浜互立交,连接苏嘉杭高速公路,项目建设总里程32.2Km,按六车道高速公路标准设计。苏通大桥工可推荐的主桥方案为跨径1088m的双塔斜拉桥,长2044m,主桥主墩基础埋深120余米,塔高300余米,主跨跨度和索塔塔高均为世界斜拉桥之最。北引桥长3085m,南引桥长2010m,专用通航孔桥长548m,桥梁全长7687m。北岸接线长约15.3Km,南岸接线长约9.2Km。项目总投资约60亿元人民币。3.2征集范围方案征集的重点为苏通大桥关键技术难点,和施工单位能预见到的本工程的潜在难点。征集的范围包括主桥、专用通航孔桥、南北引桥在内的上、下部结构和基础的施工方案征集,以及与上述方案相
5、匹套的大型临时工程方案、场地准备条件等。重点解决大型深水基础、高塔施工、长悬臂钢箱梁拼装和超长斜拉索等重大工程方案的选择和施工方案的制定,对施工组织设计特别是施工期间的海事安全作重点研究。征集要求施工单位根据本单位专长,全面并有重点地进行施工方案的制定工作。但是,无论如何,业主要求各单位均不应回避该工程的实质性难点。首先应按本次征集的要求,在研究、论证的基础上,就工程的各个分部提出可行的施工方案,而不是对总体设计提出的某一方案做简单的判别。施工单位既可以在初步设计总体方案成果的基础上,经调查研究,对工程方案进行优化完善,达到工程可实施的条件,从而肯定设计比选中提出的某一方案,也可以根据自已对项
6、目实施难度和工程风险的理解,提出自己独立的新见解,给出一个全新或局部创新的工程方案和施工方案。对于现阶段总体设计中提出的多种并存、正在作进一步比选的设计方案,施工单位根据自身专长和理解,推荐或选择其中的一种作深入的研究并提出详细的施工方案和建议。二、建设条件1地形 项目所在地属长江冲击平原的新长江三角洲。两岸陆域河网密布,地势平坦,高程一般在2至5米(黄海高程)局部地段有山丘分布。桥区长江属弯曲与分汊混合型河段。平面形态呈“S”型弯曲,水面宽窄相间。西段天生港附近水面宽约6公里,往下游至军山附近展宽约10公里,最宽处达14公里,再往下游突然缩窄,在东段徐六泾附近水面宽约6公里。江中沙洲发育,槽
7、深滩宽,最深处槽深近50米。2气象2.1气候概况 桥址东临黄海,地处长江河口段中纬度地带,属北亚热带湿润季风气候区,具有气候温和、雨水充沛、寒暑干湿变化显著、四季分明的特征。冬季受极地大陆气团主宰,盛行西北气流;寒冷干燥;夏季受热带海洋气团控制盛行偏南风,温高湿润;春秋季高冬夏季风更换季节,冷暧气团争雄,锋面交错,气旋活动频繁,温和多雨。其气象要素特征见表3。 表3项 目南 通常 熟气 温极端最高42.239.1极端最低-12.7-11.3年平均15.215.6最冷月平均-0.23.1最热月平均30.027.9年高温35日数3.46.2降 水(mm)年最大1626.81493.5年最小641.
8、3559.3年平均1081.51083.8日最大287.1298年最多降雨日数143150风历年10分钟极大风速(m/s)26.320.5历年瞬时极大风速(m/s)30.422.7主导风向春季ESEESE夏季ESE SESSE秋季NENNE冬季NNENE台风影响月份5-11月,7-9月较集中年平均台风影响次数2.72.7蒸发量(mm)年最大1571.81629.0年最小1055.51141.9年平均1347.31379.9雾 日(天)年最多6062年最小58年平均31.027.8相对湿度1月平均75767月平均8584年平均7979雷暴日(天)年最多5355年最少1517年平均33.232.4
9、最大积雪深度(cm)1716最大冻土深度(cm)12112.2 主要灾害性天气 桥位所在地主要灾害性天气有:暴雨、旱涝、连阴雨、雷暴、台风、龙卷风、冰雹、飑线、寒潮、霜冻、大雪、雾等,其中尤以台风、龙卷风、飑线、雷暴为严重。主要灾害性天气中,对本工程施工速度和施工安全影响较大的主要是雨、风和雾等,尤其应注意上部结构长悬臂施工时要避开大风季节。2.2.1台风 影响南通、常熟的台风的历史资料统计详见表4。 表4站名统计因素5 月6月7 月8 月9 月10月11月合计年平均统计年限南通影响次数192853341111372.71919-1999百分比0.76.620.438.724.88.00.71
10、00常熟影响次数15214124621002.41957-1999百分比1.05.021.042.024.06.02.0100由上表可以看出,每年的7、8、9月是本地区台风的主要影响期间,占全年台风影响的80以上。2.2.2龙卷风 南通、常熟两地的龙卷风历资料统计结果见下表5。 表5地区月份3月4月5月6月7月8月9月共计年平均统计年限南通天数034519124471.51969-1999百分比()0691140269100常熟天数1165631230.61960-1999百分比()4.34.326.121.726.113.04.31002.3 设计风速根据南通市和常熟两市气象观测站资料进行分
11、析,桥位所在地区不同频率下10分钟平均年最大风速见表6。 表6黄海高程(米)基本风速(米/秒)30年一遇50年一遇100年一遇南通常熟南通常熟南通常熟1024.722.126.424.028.826.62027.624.729.526.832.229.73029.426.431.528.634.431.74030.827.633.030.036.033.25031.928.634.231.137.334.46032.829.535.232.038.435.47033.630.236.132.839.436.38034.330.936.933.540.337.110035.63238.234.7
12、41.838.512036.732.939.335.743.039.615038.034.140.737.044.641.020039.835.742.638.746.743.03 .水文3.1 水位 桥位河段设计潮水位计算成果见表7表7设计水位重现期(年)均值2050100300设计高潮位(米)4.304.644.895.263.47设计低潮位(米)-1.45-1.58-1.68-1.81-1.113.2流速 长江口水文水资源勘测局于1999年9月16日至28日和2000年2月21日至3月1日,对桥位进行了洪季和枯季水文测验工作,实测断面涨、落潮最大垂线流速见表8;根据定床河工模型试验成果,
13、推算得出各频率设计潮型落潮流速特征值如表9所示。单位:米/秒 表8 季节桥位各垂线处178910111213A1A2A3A4涨潮洪季1.42.131.531.361.631.991.821.812.052.312.442.31枯季1.231.531.072.212.101.941.811.611.821.932.072.10落潮洪季1.181.460.931.722.102.702.191.603.052.883.863.57枯季0.720.770.520.681.141.161.561.061.541.601.681.81表9 项目300年一遇100年一遇50年一遇20年一遇最大断面流量(万
14、 m/s )24.4723.5722.5619.05最大断面平均流速( m/s )3.233.043.012.66主槽最大垂线平均流速( m/s )4.284.093.783.39最大点流速( m/s )5.184.954.574.10次槽最大垂线平均流速(m/s )1.801.711.541.43最大点流速(m/s )2.051.951.761.633.3泥沙 桥位区江水含沙量的实测结果见表10实测最大垂线平均含沙量 表10施测时间潮流状态含沙量主航道专用航道19999.27-28大潮涨潮0.431.43落潮0.550.433.4桥位区江水含盐量的实测结果见表11实测最大垂线平均含盐度 表1
15、1实测时间潮流状态含盐度2000.2.21涨潮6/1000落潮6/10003.5波浪桥位处设计浪高见表12桥位波浪高计算结果表 单位:m 表12位置风向ESEH1%H4%HsH专用通航孔1.971.661.340.85小白茆沙上2.522.161.781.16拟建南主墩附近3.102.622.121.34拟建北主墩附近3.292.772.231.404地质 桥位区域地层主要有古生界的泥盆系、石灰系、二叠系,中生界的三叠系、侏罗系、白垩系,新生界的第三系、第四系。区域内基岩仅泥盆系在狼山、福山出露,其余均为隐伏状态。桥位区位于长江河口地带,受新构造运动以及古气候冷暧交替间长江古河道的变迁影响,加
16、上海侵海退作用,使桥位区第四纪沉积物成因极其复杂。第四纪地层直接覆盖于不同岩性的基岩剥蚀面上,桥轴线厚度在280-330m左右,为一套河床、河流漫滩相为主导的松散沉积物。三、施工方案的总体构思1项目主要特点苏通大桥位于江苏位于长江入海口,是江苏省规划建设的长江最下游跨江大桥,由于长江口特殊的建设条件,苏通大桥采用主跨超过1000m以上的双塔斜拉桥,主跨雄居世界第一,同时也将成为世界上连续长度最长的双塔斜拉桥。必将成为国内外有重大影响的一项重要工程,大桥的建设将代表着我国乃至世界桥梁21世纪的建桥水平。苏通大桥的建设条件有四大特点-气象条件差、水文条件复杂、基岩埋藏深、通航标准高等特点。气象条件
17、差表现在长江口附近台风影响频繁,龙卷风经常出没,对结构和施工影响较大,加上江面通视条件差,控制网布测、复测及施工测量放线难度大。水文条件复杂主要反映在以下三个方面:项目所在河段为强潮汐河段,涨落潮流速流向多变;水深流急,桥位附近最大水深达50m,1999年实测垂线平均流速达3.86m/s,点流速4.47m/s;江面宽阔,东桥位江面宽达6000m,-10m等高线宽约2000m,-20m等深线宽约1000m。东线桥位基岩埋深一般在270m以下,覆盖层的上部以淤泥和粉砂为主,较好持力层在-80m以下。长江是我国的黄金水道,对我国的国民经济发展起着举足轻重的作用,桥位河段不但江面宽阔,而且主槽深宽,为
18、长江水上运输大动脉,航运价值居全国国内河航运之冠。随着长江整治工程的实施,桥位河段的航运事业将得到更大的发展,而航运对桥梁建设的要求也必将更高。苏通大桥的通航净空采用代表船型5万吨级集装箱船控制,净空高度要求不小于62m,净空宽度采用代表船型4.8万吨级大型驳船船队控制,净空宽度要求不小于891m;同时还要求边孔满足净空高度不小于220m,净空高度要求不小于24m的辅助通航孔和净空宽度不小于220m、净空高度要求不小于39m的专用通航孔。苏通大桥技术特点-由于大桥为超1000m以上的斜拉桥,其技术特点和难点较为突出,表现在:超大规模的主塔深水基础施工,由于桥梁规模宏大,持力层软弱、船舶撞击力巨
19、大、床底局部冲刷深,所以造成主航道主塔基础的超大规模;超长斜拉索的制振研究与控制,苏通大桥最长斜拉索约600m,重达56吨,拉索的制振需要有稳妥的方案;超高索塔的施工,苏通大桥塔高300余米,高塔混凝土的泵送技术、索塔施工监测与控制、索塔锚固管的定位和混凝土外观质量的控制等等技术将会提出新的研究课题。2现有技术情况近年来,国内外公路桥梁特别是大跨度索结构桥梁快速发展,设计和施工技术突飞猛进,从93年上海杨浦大桥建成主跨602m的斜拉桥以来,1999年和2000年又先后建成了主跨618m的武汉白沙洲长江大桥和主跨628m的南京长江二桥。还有日本890m跨多多罗大桥、香港1018m昂船洲大桥等。武
20、汉白沙洲大桥、南京二桥钻孔深度均超过了100m,正在施工的巴东长江公路大桥索塔高度已突破200m(212m)。加上苏通大桥濒临上海,水上大型浮吊起重、船舶及造船、加工业设备发达,配套的张拉设备也已具备要求,目前国内大跨、深水、高塔施工的经验和设备均已具备建造象苏通大桥这样技术规模的世界一流桥梁条件。3推荐采用方案针对双塔斜拉桥方案,初步设计提出了七跨连续钢箱梁方案、七跨连续局部叠合梁方案和五跨连续钢箱梁和五跨连续混合钢箱梁四种方案、三种基本布跨形式。七跨连续钢箱梁方案,在两辅助跨用混凝土桥面板代替正交异性钢桥面板,既可以充分发挥混凝土材料的特性,又可以作为压重材料克服支点负反力。五跨连续钢箱梁
21、方案,设置了一个辅助墩来改善受力性能。五跨连续混合钢箱梁,边跨120m梁段采用混凝土结构,设置了一个辅助墩能够很好的平衡主跨荷载,提高结构刚度,克服边支承处的负反力。而据目前初步设计比选情况,要求本次方案征集可仅对七跨连续钢箱梁和五跨连续混合钢箱梁两种方案进行征集。五跨连续混合钢箱梁方案由于边跨120m采用混凝土结构,受力性能良好,但是边跨120m现浇梁段位于江中,支架搭设建筑高度河床以上超过80m,施工难度大,支架变形难以控制,施工质量和安全不易保证,且混凝土梁与钢箱梁结合部位较难处理,通车后易留下隐患。对于苏通大桥这样一个跨世纪工程来说,采用七跨连续钢箱梁更为合适。因此,我部仅就七跨连续钢
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