公路　2004年7月　第7期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　HIGHWAY　Jul.2004　No.7　　文章編號(hào):0451-0712(2004)07-0001-11　　　　中圖分類號(hào):U442.5　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

蘇通大橋總體設(shè)計(jì)

張喜剛

(中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院　北京市　100010)

摘　要:簡(jiǎn)要介紹蘇通大橋的項(xiàng)目概況、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、項(xiàng)目技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)、總體設(shè)計(jì)概況、關(guān)鍵技術(shù)問題研究和科研工作等有關(guān)情況。

關(guān)鍵詞:蘇通大橋;設(shè)計(jì);科研

1　項(xiàng)目概況

1.1　項(xiàng)目地理位置及主要功能

蘇通長(zhǎng)江公路大橋(簡(jiǎn)稱“蘇通大橋”)位于江蘇

省東南部長(zhǎng)江口南通河段,連接蘇州、南通兩市,北岸接線始于江蘇省公路主骨架“橫三”線—寧(南京)通(南通)啟(啟東)高速公路,與連(連云港)鹽(鹽

城)通(南通)高速公路相接;南岸接線終于江蘇省公路主骨架“連三”線—沿江高速公路太倉(cāng)至江陰段,與蘇(蘇州)嘉(嘉興)杭(杭州)高速公路相接。上游

距江陰長(zhǎng)江公路大橋約82km,下游離長(zhǎng)江入�？诩s108km。具體位置見圖1。

蘇通大橋是交通部規(guī)劃的黑龍江嘉蔭至福建南

圖1　橋位示意

平國(guó)家重點(diǎn)干線公路跨越長(zhǎng)江的重要通道,也是江蘇省公路主骨架之一贛榆至吳江高速公路的重要組成部分,對(duì)于長(zhǎng)江兩岸干線公路網(wǎng)的形成和連通發(fā)揮著重要的作用,在國(guó)家及江蘇省公路運(yùn)輸網(wǎng)中均占有重要地位。

1.2　前期工作及設(shè)計(jì)工作概況

收稿日期:2004-05-20

蘇通大橋前期工作始于1991年,并于1997年12月由中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院、上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院在前期研究成果的基礎(chǔ)上正式編制完成了《南通長(zhǎng)江公路通道預(yù)可行性研究報(bào)告》。2001年6月,國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)下達(dá)了經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的項(xiàng)目建議書,蘇通大橋項(xiàng)目正式立項(xiàng)。

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　　蘇通大橋的工程可行性研究工作始于1999年7月,2001年8月,經(jīng)江蘇省組織預(yù)審后編制完成了工程可行性研究報(bào)告并上報(bào)。鑒于工可報(bào)告推薦主橋方案為主跨超千米的斜拉橋,技術(shù)難度較大,編制

單位對(duì)工程方案又做了進(jìn)一步深化研究,交通部和江蘇省也于2001年12月邀請(qǐng)國(guó)、內(nèi)外著名橋梁專家在南京召開了“蘇通長(zhǎng)江公路大橋技術(shù)研討會(huì)”,隨后通過了交通部行業(yè)審查。中國(guó)國(guó)際工程咨詢公司也于2002年2月初組織專家進(jìn)行了評(píng)估。在國(guó)家計(jì)委對(duì)本項(xiàng)目工程可行性研究報(bào)告的審批過程中,設(shè)計(jì)單位又對(duì)主橋橋型方案進(jìn)行了進(jìn)一步比較、論證,形成了專題報(bào)告。在上述工作基礎(chǔ)上,國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)批復(fù)了蘇通大橋工程可行性研究報(bào)告。2001年9～12月江蘇省交通廳組織開展了蘇通大橋設(shè)計(jì)招標(biāo)、評(píng)標(biāo)工作。以中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院為主體設(shè)計(jì)單位、江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院和同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院為合作參加單位的設(shè)計(jì)聯(lián)合體中標(biāo),承擔(dān)蘇通大橋的初步設(shè)計(jì)任務(wù)。同時(shí),設(shè)計(jì)聯(lián)合體聘請(qǐng)丹麥COWI公司承擔(dān)有關(guān)設(shè)計(jì)咨詢審查工作。受設(shè)計(jì)單位邀請(qǐng),高格橋梁景觀設(shè)計(jì)研究中心參加了跨江大橋工程景觀設(shè)計(jì)工作。初步設(shè)計(jì)工作于2002年2月底全面啟動(dòng),同年11月完成。

初步設(shè)計(jì)成果完成后,交通部于2002年11月27日～12月7日組織專家對(duì)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料進(jìn)行了審查,同年12月24～26日組織專家對(duì)初步設(shè)計(jì)文件進(jìn)行了全面審查,2003年3月交通部對(duì)初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了批復(fù)。

技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)工作于2003年2月份全面啟動(dòng),以初步設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)聯(lián)合體,繼續(xù)承擔(dān)完成了蘇通大橋跨江大橋部分的技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)任務(wù)。其中,2004年1月份完成了主橋技術(shù)設(shè)計(jì),并于2004年2月份通過了受交通部委托由江蘇省交通廳組織的專家審查。根據(jù)建設(shè)計(jì)劃安排,2003年6月～2004年6月分期分批完成了全部施工圖設(shè)計(jì)工作。

34m。

(6)縱坡:≤3%。

(7)橫坡:2%。

(8)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn):橋位區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度,抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1　跨江大橋抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

橋梁

設(shè)防地震概率水平P1:100年10%(重現(xiàn)期950年)

主橋

P2:100年4%(重現(xiàn)期2450年)

結(jié)構(gòu)性能要求主要結(jié)構(gòu)處于正常使用極限狀態(tài)主要結(jié)構(gòu)處于承載能力極限狀態(tài),控制位移或變形

P1:50年10%

輔橋和引橋

(重現(xiàn)期475年)P2:50年2%(重現(xiàn)期2475年)

結(jié)構(gòu)利用延性抗震控制位移或變形

主要結(jié)構(gòu)校核極限承載能力或考慮延性校核極限承載能力;校核位移和變形主要結(jié)構(gòu)校核極限承載能力校核位移或變形主要結(jié)構(gòu)校核應(yīng)力結(jié)構(gòu)校核目標(biāo)

(9)抗風(fēng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

運(yùn)營(yíng)階段設(shè)計(jì)重現(xiàn)期:100年;施工階段設(shè)計(jì)重現(xiàn)期:30年。

(10)設(shè)計(jì)洪水頻率:1/300。

(11)設(shè)計(jì)水位:見表2(表中高程為1985國(guó)家高程系統(tǒng))。

表2　跨江大橋設(shè)計(jì)水位

300年一遇設(shè)計(jì)洪水位/m5.29

20年一遇最高設(shè)計(jì)

通航水位/m

4.30

98%保證率最低設(shè)計(jì)

通航水位/m-1.46

(12)通航標(biāo)準(zhǔn):根據(jù)專題研究成果,經(jīng)交通部批準(zhǔn),通航標(biāo)準(zhǔn)采用表3所列值。

表3　通航凈空尺度和通航孔數(shù)量

通航孔名稱

航道類型

代表船型5萬噸級(jí)集裝箱船

主通

單孔雙航道

(3800TEU)4.8萬噸級(jí)遠(yuǎn)期大型散貨船駁船隊(duì)

輔助通航孔專用通航孔洪季上行孔

單孔單航道單孔雙航道單孔單航道

9000噸級(jí)散貨船駁船隊(duì)7000噸級(jí)散雜船1000噸級(jí)江輪

22022070

243915

211

891

62

1

通航凈空尺度/m凈寬凈高

通航孔數(shù)量

2　主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

(1)公路等級(jí):平原微丘區(qū)全封閉雙向六車道高速公路。

(2)計(jì)算行車速度:100km/h。

(3)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期:主橋100年,輔橋和引橋60年。

(4)車輛荷載等級(jí):汽車—超20級(jí),掛車—120。航孔

　2004年　第7期　　　　　　　　　　　　張喜剛:蘇通大橋總體設(shè)計(jì)　　(13)船舶撞擊力標(biāo)準(zhǔn):經(jīng)船舶撞擊力標(biāo)準(zhǔn)專題研究,采用船橋撞損年概率水平為10-4,主橋、輔橋(連續(xù)剛構(gòu)橋)、引橋采用的船舶撞擊力標(biāo)準(zhǔn)如表4～表6。

表4　主橋船舶撞擊力標(biāo)準(zhǔn)

通航孔

橋墩近塔輔助墩

主橋南邊跨

遠(yuǎn)塔輔助墩過渡墩

主通航孔

南塔墩北塔墩近塔輔助墩

主橋北邊跨

遠(yuǎn)塔輔助墩過渡墩

船撞力/MN

橫橋向40.6013.3012.00126.70130.6040.6013.1911.91

順橋向20.306.656.0063.3565.3020.306.605.96

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江最下游跨江大橋。鑒于長(zhǎng)江口特殊的建設(shè)條件,蘇通大橋采用主跨1088m的雙塔斜拉橋方案,超過

了主跨1018m的香港昂船洲大橋,成為當(dāng)今世界上在建的最大跨度的斜拉橋。因此,蘇通大橋是國(guó)內(nèi)外具有重大影響的一項(xiàng)重要工程,該橋的建設(shè)將代表著我國(guó)21世紀(jì)的建橋水平。

蘇通大橋的技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)主要表現(xiàn)在建設(shè)條件較為復(fù)雜、設(shè)計(jì)施工技術(shù)難度大等方面,在設(shè)計(jì)、施工中應(yīng)予以足夠重視。3.1　建設(shè)條件的特點(diǎn)和難點(diǎn)

蘇通大橋建設(shè)條件有4大特點(diǎn)和難點(diǎn),即:氣象條件較差、水文條件復(fù)雜、基巖埋藏深、通航標(biāo)準(zhǔn)高。3.2　設(shè)計(jì)與施工技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)

蘇通大橋設(shè)計(jì)與施工方面的技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)主要表現(xiàn)在:

(1)主橋超大規(guī)模深水基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工;(2)主橋超高索塔的設(shè)計(jì)與施工;(3)主橋長(zhǎng)跨和長(zhǎng)索的設(shè)計(jì)與施工。4　總體設(shè)計(jì)概況4.1　初步設(shè)計(jì)概況

初步設(shè)計(jì)階段結(jié)合跨徑選擇與布置,對(duì)橋型方案及結(jié)構(gòu)方案均進(jìn)行了深入研究和比較。

(1)橋型方案研究與比選。

結(jié)合跨徑選擇與布置,其中主橋重點(diǎn)對(duì)斜拉橋方案進(jìn)行了研究,輔橋?qū)Ｓ煤降罉蛑攸c(diǎn)對(duì)梁橋進(jìn)行了研究,橋型方案的研究與比選情況見表7。

表5　輔橋連續(xù)剛構(gòu)橋船舶撞擊力標(biāo)準(zhǔn)

通航孔

橋墩南主墩北主墩

船撞力/MN

橫橋向49.8140.93

縱橋向24.9120.47

專用通航孔

表6　引橋船舶撞擊力標(biāo)準(zhǔn)

船撞力/MN

通航孔北引橋、輔橋(中引橋)、南引橋

橋墩

橫橋向

可通航孔墩

2.33

縱橋向1.165

3　項(xiàng)目技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)

蘇通大橋位于長(zhǎng)江口,是江蘇省規(guī)劃建設(shè)的長(zhǎng)

表7　橋型方案研究與比選情況

位置

控制條件和因素1.通航要求

主橋

2.技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性3.水文、地質(zhì)條件4.兼顧景觀協(xié)調(diào)1.通航要求2.技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性3.全橋景觀協(xié)調(diào)1.技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性2.全橋景觀協(xié)調(diào)

橋型方案

1.2×100m+300m+1088m+300m+2×100m七跨連續(xù)鋼箱梁2.157m+312m+1088m+312m+157m五跨連續(xù)鋼箱梁

3.2×100m+300m+1088m+300m+2×100m七跨連續(xù)部分疊合梁4.110m+300m+1088m+300m+110m五跨連續(xù)混合梁5.2×100m+300m+1088m+300m+2×100m七跨連續(xù)混合梁1.140m+268m+140m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)2.140m+268m+140m三跨連續(xù)鋼箱梁

1.深水區(qū)采用75m或100m跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁2.陸域和淺水區(qū)采用30m和50m跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁

七跨連續(xù)鋼箱梁

推薦方案

輔橋?qū)Ｓ煤降罉?/p>

三跨連續(xù)鋼箱梁

引橋

30m、50m、75m跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁

　　(2)主橋結(jié)構(gòu)方案研究與比選。主橋結(jié)構(gòu)方案研究與比選情況見表8。4.技術(shù)設(shè)計(jì)認(rèn)真執(zhí)行了初步設(shè)計(jì)批復(fù)意見,對(duì)關(guān)鍵技術(shù)問題通過結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)、計(jì)算分析和必要的

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表8　主橋結(jié)構(gòu)方案研究與比選情況

結(jié)構(gòu)部位結(jié)構(gòu)體系

斷面外形高度

頂板U肋高度、厚度

主

梁

縱、橫隔板形式索梁錨固方式鋼箱梁工地連接方式

塔形有無下橫梁

索

塔

塔柱橫斷面形式

材料索塔錨固方式

類型

斜拉索

索距減振措施

實(shí)腹式和桁架式拉板式、錨管式和錨箱式全焊、全栓和栓焊結(jié)合倒Y形、鉆石形和A形有下橫梁、無下橫梁不同倒角和外形的四種形式鋼筋混凝土、全鋼、鋼混結(jié)合鋼錨箱錨固和預(yù)應(yīng)力錨固平行鋼絲和平行鋼絞線

16m、18m、16m和20m及14.4m和18m組合

氣動(dòng)措施、阻尼減振器、輔助索沉井基礎(chǔ):鋼沉井和鋼筋混凝土沉井

基礎(chǔ)

樁基礎(chǔ):鉆孔灌注樁、鋼管打入樁