港珠澳大桥主体工程桥梁设计方案

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标准类别:交通标准
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港珠澳大桥主体工程桥梁设计方案

港珠澳大桥主体工程的桥梁设计方案,融合了多项先进技术与理念,旨在确保结构的安全、稳定及经济性。整个设计采用了“三段式”布局:珠江口东人工岛至香港口岸之间为沉管隧道部分;东人工岛至西人工岛之间的桥隧转换区采用桥梁形式;最后是西人工岛到珠海口岸的桥梁。

1.抗风抗震设计:考虑到其特殊的地理位置,大桥针对强台风和地震进行了详细的分析与设计。采用了先进的减震技术和高性能材料,确保在极端天气条件下的安全性。

2.结构安全与耐久性:主体桥梁采用多塔斜拉桥设计方案,利用了高强钢、预应力混凝土等新材料新技术bqb511-2003焊接用钢盘条,大大提高了桥梁的抗压能力及长期使用的耐久性。

3.环保理念:设计中充分考虑到了环境保护的要求,特别是在施工阶段尽量减少对海洋生态的影响。此外,在选材和工艺方面也尽可能选用可回收或低碳排放的产品和技术。

4.智能化管理与维护:采用了现代化的信息技术手段来实现桥梁的智能监测、管理和维护工作。通过安装各类传感器实时收集数据,并建立预警系统,能够及时发现并处理潜在的问题。

5.美学考虑:除了功能性外,在设计上也充分考虑到美观性要求,力求打造成为连接粤港澳三地的一座标志性建筑。

整个设计方案体现了国际一流的工程技术水平和设计理念,为实现港珠澳大桥的顺利建设奠定了坚实的基础。

箱形横梁:高3.94~3.96m宽4.0m

为避免浪溅区水位变动对钢塔柱的腐蚀,底节采用混凝土结构。

造型:风帆塔顶高程:+120m塔高:114.7m塔底高程:+5.3m材料:钢—砼混合结构立柱:塔顶局部Q345其余区段Q370混凝土C60曲臂:Q345混凝土塔柱高:13.7m钢—混结合段:2.0m钢塔柱:99.0m

塔梁固结区,主塔顺桥向壁板同时作为主梁腹板,与两侧腹板对齐。主塔横桥向壁板同时作为主梁隔板,与主梁箱内隔板对齐。

主塔施工时,主梁0#段和固结区塔柱作为一个吊装节段,先行安装。待主塔施工完成后,再在0#段主梁两端拼装其余主梁节段。

钢—混结合段构造示意图

端板承压高强螺杆抗弯剪力钉

接岛桥结合部非通航孔桥采用5×110m=660m五跨连续梁桥。接江海直达船航道桥采用5×110m=550m五跨变宽连续梁桥。接浅水区非通航孔桥采用4×110m四跨连续梁桥。其余采用6×110m=660m六跨连续梁桥。

采用减隔震支座作为约束体系的钢箱连续梁桥。

等宽段钢箱梁梁宽33.1m,底板宽15m。钢箱梁梁高4.5m,梁高与跨径比值为1/24.4。采用大悬臂单箱双室结构,悬臂长度5.675m,根部高度1.45m,端部高度0.5m。钢箱梁内部横隔板标准间距10m,横隔板之间设三道横肋,横肋间距2.5m。

(3)上部结构——构造设计

变宽段分离箱变宽横断面

变宽段钢箱梁通过四跨(440m)梁宽由33.1m变化为38.8m(三次抛物线),采用整箱变宽+分离线变宽的结构形式。钢箱梁梁高4.5m,梁高与跨径比值为1/24.4。

(3)上部结构——构造设计

为减少现场焊接工作量,加快施工进度,主梁架设采用大节段整孔逐跨吊装方案。最大控制吊装重量为:2750吨。

(3)上部结构——施工方案

低墩区基础每个承台设6根钢管复合桩,横向三排,桩径2m。承台为六边形,边缘顺桥向宽为10.3m,中心顺桥向宽11.1m,横桥向长14.8m,高4.5m。高墩区及变宽段基础设6根钢管复合桩,横向三排,桩径2.2m。承台为六边形,边缘顺桥向宽为11.2m,中心顺桥向宽12m,横桥向长16m,高5m。下节段墩身及承台整体最大吊装重量2850吨。

(4)下部结构——构造设计

支座支座具有常规使用和减隔震功能,同时还具备在罕遇地震作用下防落梁功能;支座设计寿命为60年。等宽段高墩区采用高阻尼支座,等宽低墩区采用铅芯橡胶支座及双曲面球型减隔震支座,变宽段采用双曲面球形减隔震支座。进行分区段设计。调频质量阻尼器(TMD)为了抑制钢箱梁涡激共振,在每联的次边跨跨中均布置4个TMD,每联共8个。TMD的阻尼比在为10%左右,安装TMD后,主梁结构的等效阻尼比大于1.0%。伸缩缝采用多向变位梳形板桥梁伸缩装置,分为480型、560型、720型三种型号。

85m连续组合梁分幅方案,5~6孔一联,全长5.44km。桥面总宽33.1m,两幅主梁中心距16.8m,桥梁中心线处梁缝宽0.5m,单幅桥面宽16.30m,桥面横坡2.5%。

梁高:4.3m梁宽:16.30m悬臂:3.50m钢主梁:顶宽9.30m低宽6.70m设一道纵梁

横隔系统:桁架式横隔板和框架式横肋板交替布置,间距2.0m

混凝土桥面板采用C60高性能混凝土,宽16.3m,横桥向跨中部分厚26cm,钢梁腹板顶处厚50cm,悬臂板端部厚22cm,其间均以梗胁过渡。桥面板横桥向整体化、纵桥向分块预制,在钢梁腹板顶间断开孔。

剪力钉:集束式钉群布置直径22mm高250mm纵向间距126mm横向间距125mm钉群间距1000mm

钢筋混凝土构件,局部采用高配筋率

施加适量预应力,改善受力性能,提高安全储备

地标性桥梁建筑设计大直径钢管复合桩研究及应用埋床法全预制墩台设计与施工技术全预制墩身设计、安装和连接技术及Φ75mm预应力螺纹粗钢筋研发钢箱梁正交异性钢桥面板抗疲劳构造细节设计技术钢箱梁制造关键工艺及技术创新(另题介绍)钢塔整体制造与安装技术抗拉强度1860MPa斜拉索研发与应用全自动、全覆盖的运营管养装备技术基于120年设计使用寿命目标的结构耐久性设计技术减隔震设计技术(桥梁抗震设计和性能优化)钢箱连续梁涡激共振抑制技术钢桥面铺装加速加载试验研究青州航道桥基于全桥静动力性能最优的约束体系设计其他

项目建设目标所需行业管理发展使然项目总体景观设计理念

景观文化内涵桥梁元素特征视点分析

(1)中西合璧的地域文化(2)粤港文化融合(3)古今文化交融

大直径复合桩研究与应用

在广泛吸收国内外跨海桥梁基础建设的经验基础上,通过对打入桩、钻孔灌注桩和钢管复合桩综合比选,最终确定采用钢管复合桩。基础采用变直径钢管复合桩,钢管与钢筋混凝土共同组成桩基础结构主体。整个桩身由两部分组成:有钢管段、无钢管段。有钢管段的长度根据地质条件、结构受力和刚度、沉桩能力、施工期承载等综合确定。复合桩钢管内径2450/2150/1950mm,桩尖约2m范围壁厚为36mm,其余壁厚为25mm。在顶部一定区段钢管内壁设置多道剪力环。复合桩混凝土强度等级采用水下C35,桩身根据受力配置钢筋。

大直径复合桩研究与应用

虽然钢管复合桩以其优越的力学性能越来越受到工程界的重视和青睐,但目前国内外对于钢管复合桩复合结构的受力机理、协同工作性能以及设计计算理论还不完善,缺乏系统理论研究。工程上常常只是把钢管作为钻孔桩的临时护筒,设计时未将钢管与核心混凝土作为复合体加以共同考虑。目前钢管复合桩计算理论和设计方法的研究大大落后于工程应用。一方面,实际工程中经常出现因桩基沉降过大等引起的工程事故,另一方面也暴露出桩基设计中存在着保守的趋势和现象。造成这种现状的原因是桩周介质性状的复杂性,同时钢管和混凝土桩体之间的受力分析相对困难,导致现在对大直径钢管混凝土复合桩的荷载传递机理、变形规律等还未完全研究清楚。鉴于此,对钢管复合桩的变形分析、承载力计算理论以及桩的合理构造形式等方面开展了系统的理论分析和试验研究(制作了14个各种设计条件下的对比试件,开展模型试验),在充分了解其承载特性和受力机理的基础上,获取了大直径钢管复合桩的各项设计参数,提出了钢管复合桩竖向和水平承载能力计算方法,并将研究成果应用于设计。

大直径复合桩研究与应用

大直径复合桩研究与应用

大直径复合桩研究与应用

大直径复合桩研究与应用

大直径复合桩研究与应用

大直径复合桩研究与应用

大直径复合桩研究与应用

预制承台及首节墩身的构造设计

埋床法全预制墩台设计与施工技术

非通航孔桥钢管底没有进入全风化层时,钢管复合桩竖向倾斜不大于1/400;若钢管底进入全风化时,钢管复合桩竖向倾斜不大于1/320;钢管复合桩中心平面位置允许绝对误差小于150mm,各桩之间允许相对误差小于50mm。

采用整体式导向架、液压振动锤同时振沉,确保其精度。根据埋置式预制承台的模型试验成果,可以达到以上精度的要求。

埋床法全预制墩台设计与施工技术

预制承台与钢管复合桩连接施工流程(一)

步骤一:钢管插打完毕后采用三维激光扫描系统测量桩顶平面坐标和倾斜度参数,根据测量数据调整承台中心与墩身中心及倾斜度等几何关系,采用调整后的几何参数在复合桩施工期间进行承台墩身预制,同时制作钢套箱、悬挂系统及吊具等;步骤二~四:承台及墩身预制完毕后,分块安装钢套箱、支撑系统、悬挂系统及吊具。

埋床法全预制墩台设计与施工技术

电工试题埋床法全预制墩台设计与施工技术

预制承台与钢管复合桩连接施工流程(二)

步骤五~六:吊装预制承台,将悬挂系统搁置在4根钢管复合桩桩帽上;利用桩帽顶部调位装置调整承台及墩身的平面位置及垂直度;步骤八:利用胶囊止水(胶囊的止水能力应不小于16m水深),抽水后灌注速凝砂浆,焊接承台与钢管复合桩连接件;步骤九~十:浇注轴线处两个预留孔混凝土;拆除悬挂系统完成体系转换,浇注其余四个预留孔混凝土;步骤十一:钢套箱内部充水,拆除钢套箱,完成预制承台与钢管复合桩的连接。

在“四化”方针的指导下,包括通航孔桥桥墩在内的全桥桥墩均采用工厂预制、现场安装。受制于预制、吊装能力,墩身划分为2~3节,并通过预应力筋进行连接。墩身接缝采用干接缝,设置匹配的凹凸剪力键,接缝处涂抹满足技术要求的环氧树脂。经技术经济综合比较,并重点考虑施工的可操作性、120年寿命保证的可靠性,预应力确定采用全螺纹粗钢筋。由于受力所需及墩身断面限值,粗钢筋需直径需达75mm。

京沪高速铁路精密控制测量技术设计书全预制墩身设计、安装和连接新技术

预制墩身之间连接施工流程

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