( 1 )平縱面設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目位于平原微丘區(qū),沿線地形起伏較小,所以局部路段平縱面指標(biāo)選用相對(duì)適中。本項(xiàng)目路線總長(zhǎng) 35.288km,路線增長(zhǎng)系數(shù) 1.049。平均每公里交點(diǎn)個(gè)數(shù) 0.438;平曲線較小半徑 m/2 處;平曲線總長(zhǎng) 22.017km,平曲線占路線總長(zhǎng)的 60.22%;直線較大長(zhǎng)度 .942m。較大縱坡 2.1%;豎曲線總長(zhǎng) 21.420km,占路線總長(zhǎng)的52.437%;凸型豎曲線較小半徑 m/4 處,凹型豎曲線較小半徑 m/2 處。
(2) 路基橫斷面
本項(xiàng)目擬采用 120km/h 的設(shè)計(jì)速度,雙向四/六車道高速公路,六車道段路基寬度為 34.5m,四車道段路基寬度為 27m,以沿黃高速樞紐為界。結(jié)合路基所在地段的地形、水文及填高情況,根據(jù)沿線巖土工程特性,設(shè)填方路段(處樁號(hào)K32+960~K33+320路段和橋梁路段之外)和挖方路段(樁號(hào)K32+960~K33+320路段),其路基形式分為路堤和路塹。項(xiàng)目路基橫斷面詳見(jiàn)圖 3.2-1 和圖 3.2-2。
路堤:擬定填方路段當(dāng)路基高 H 小于 8 米時(shí),邊坡采用 1:1.5;當(dāng) H 大于 8 米時(shí),按折線形上陡下緩設(shè)計(jì),于坡高 8 米處變坡,坡率按上 1:1.5 下 1:1.75 設(shè)計(jì)。在路基邊坡處不設(shè)平臺(tái),邊坡坡腳加設(shè)護(hù)坡道(護(hù)坡道長(zhǎng)度隨填方高度變化)。
路塹:挖方段路基高度在 8 米以下時(shí)邊坡坡率為 1:1,高度大于 8 米時(shí),按 1:1.25坡率設(shè)計(jì),邊坡處設(shè)置 2 米寬平臺(tái)。
( 3 )占地界
一般情況下填方路段邊溝外 1 米,挖方段為截水溝外 1 米及橋梁上部垂直投影以內(nèi)的土地為公路用地范圍。
路堤式 路基橫斷面
路塹式
(4) 路基護(hù)欄
路基坡面視情況采用植草和拱形骨架內(nèi)植草等方案進(jìn)行護(hù)欄。對(duì)于填方邊坡,沿線填方邊坡高度不大于 5m 段均采用噴播植草護(hù)欄;高度大于 5m 段采用拱形骨架護(hù)欄并結(jié)合骨架內(nèi)噴播植草綠化。挖方邊坡主要位于濕陷性黃土路段,對(duì)于 邊坡高度不大于 3m 段采用裸坡;高度大于 3m 段坡腳采用 1~2m 高護(hù)面墻。局部不穩(wěn)定邊坡段應(yīng)視情況采用相應(yīng)的支擋措施。
本項(xiàng)目路基護(hù)欄方案示意圖見(jiàn)圖
( 5 )路基路面排水
1)路基排水
本項(xiàng)目填方路段路基兩側(cè)設(shè)置排水邊溝與橋涵貫通,將水引至河溝,或通過(guò)橋涵排走。路基兩側(cè)邊溝依地勢(shì)及溝、河分布情況,進(jìn)行縱坡設(shè)計(jì),使路基、路面水通過(guò)排水邊溝合理排泄,確保路基穩(wěn)定、安全。邊溝遇通道或分離式立交時(shí),均設(shè)置邊溝涵,使邊溝里的水順利通過(guò)通道等構(gòu)造物,避免通道內(nèi)積水。為避免排水邊溝水漫至農(nóng)田,毀壞沿線農(nóng)作物,在邊溝外側(cè)設(shè)置擋水埝。填方邊溝和挖方邊溝材料均選取8cm 厚 C25 砼預(yù)制塊。本項(xiàng)目采用的邊溝形式見(jiàn)圖
2)路面排水
路面排水:路面采用集中排水方式。降落在路面上的雨水,通過(guò)路面橫坡排向路基兩側(cè),通過(guò)急流槽將路面水直接送至邊溝中。既避免了路面水沖刷邊坡,又避免了路面積水。
中央分隔帶排水:中央分隔帶采用平齊式,中間植草、栽種灌木。為排除滲入中央分隔帶內(nèi)部的水,在分隔帶底面鋪設(shè)土工布進(jìn)行封閉,底部設(shè)縱向盲溝,盲溝底設(shè)φ11 厘米縱向透水管,四周填以碎石,碎石頂鋪反濾土工織物。
路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水:在基層頂面設(shè)置改性瀝青碎石封層,阻止路面水下滲入基層,填方路面內(nèi)部滲水通過(guò)土路肩直接滲出;挖方段一般路面通鋪至矩形邊溝處,路面內(nèi)部水通過(guò)邊溝壁內(nèi)設(shè)置的φ5 厘米 PVC(每 5 米一道)管排入路塹邊溝內(nèi)。
(6) 橋頭、涵底路基處理
為減輕不均勻沉降引起的橋頭跳車現(xiàn)象,提高車輛行駛的舒適性,根據(jù)實(shí)際路基高度,對(duì)橋頭和涵洞通道地基采用換填、水泥攪拌樁、CFG 樁或擠密碎石樁等措施進(jìn)行處理,臺(tái)背一定區(qū)域內(nèi)采用 5%水泥土進(jìn)行回填,保證壓實(shí)度≥96%。跨濟(jì)河橋和跨 S309 橋之間,上跨縣道 X015、天然氣管線橋和跨濮洛原油高壓輸油管大橋之間的兩段路基長(zhǎng)度短,難以充分壓實(shí),可采用氣泡輕質(zhì)混凝土進(jìn)行填筑。
( 7 )黃河特大橋邙山段岸坡護(hù)欄
黃河特大橋向南接邙山落地,邙山與黃河水面高差約 60m,臨河一側(cè)坡面陡峭。
該山體為黃土狀粉土,具有一定濕陷性。169 號(hào)墩位于邙山半腰上,168 號(hào)墩位于邙山下部近岸處。初勘時(shí)邊坡較穩(wěn)定,受“.7.20 特大暴雨”的影響,169 號(hào)墩附近坡體發(fā)生垮塌,臨河側(cè)南岸山體出現(xiàn)淺層滑動(dòng)。為保護(hù)橋墩安全,現(xiàn)階段擬對(duì)169 號(hào)墩臨河側(cè)采用抗滑樁進(jìn)行支擋,右側(cè)開(kāi)挖邊坡采用樁基承臺(tái)擋墻+護(hù)面墻進(jìn)行支護(hù),輔以綠化護(hù)坡。考慮到 168 號(hào)墩承臺(tái)開(kāi)挖深度約 13m,黃河局部沖刷深度達(dá)30m。為增強(qiáng)山體整體穩(wěn)定性,邙山坡腳處擬采用樁基承臺(tái)擋墻進(jìn)行支擋,坡面清坡后采用護(hù)面墻+矮墻進(jìn)行護(hù)欄,輔以綠化護(hù)坡。
170 號(hào)橋臺(tái)位于邊坡陡坎處,橋臺(tái)下部擬采用擋墻進(jìn)行支護(hù)。考慮到黃土狀粉土的結(jié)構(gòu)特性,需做好坡面截排水措施設(shè)計(jì)。
( (8 )路基土方
本項(xiàng)目沿線地形屬于平原微丘地區(qū),地勢(shì)較為平坦,填方量較大。項(xiàng)目所經(jīng)區(qū)域絕大部分為基本農(nóng)田,不適宜就近取土,故本項(xiàng)目路基土方主要采用購(gòu)買土方的方式解決。項(xiàng)目不設(shè)置取、棄土場(chǎng)。
土方來(lái)源為卓木農(nóng)業(yè)科技有限公司滎陽(yáng)市廣武鎮(zhèn)唐地消納場(chǎng)、武陟縣太行明珠小區(qū)項(xiàng)目。
( 9 )路面 結(jié)構(gòu)
本項(xiàng)目主線車道路面結(jié)構(gòu)方案見(jiàn)表。(與項(xiàng)目同時(shí)建設(shè)的收費(fèi)站廣場(chǎng)、服務(wù)區(qū)廣場(chǎng)等大型服務(wù)場(chǎng)地,擬采用水泥混凝土路面結(jié)構(gòu),面層 28cm 水泥混凝土+3cm 瀝青砂+32cm 水泥穩(wěn)定碎石+15cm 級(jí)配碎石。)
項(xiàng)目不同路段,如橋面、涵洞等路面結(jié)構(gòu)有稍許差別,詳見(jiàn)圖
橋涵工程全線共設(shè)橋梁 m/28 座(含互通內(nèi)主線橋),其中特大橋 m/2 座,大橋 m/10 座(互通內(nèi)主線橋 m/4 座),中橋 986m/16 座(互通內(nèi)主線橋 370m/5座)。
汽車荷載等級(jí):公路-Ⅰ級(jí);南水北調(diào)橋?yàn)楣罚窦?jí)的 1.3 倍。
設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 100 年;
設(shè)計(jì)洪水頻率:特大橋 1/300,大、中橋及涵洞 1/100;
河流通航等級(jí):黃河規(guī)劃通航Ⅳ級(jí)航道。
橋梁寬度:全線分兩段采用不同寬度的整體式路基設(shè)計(jì)(K0+000~K15+400)段,整體式路幅橋?qū)?26.60m:0.55m 防撞護(hù)欄+凈-11.75m橋面+0.55m 防撞護(hù)欄+0.9m 中央分隔帶+0.55m 防撞護(hù)欄+凈-11.75m 橋面+0.55m 防撞護(hù)欄=26.60m(K15+400~終點(diǎn))段,整體式路幅橋?qū)?34.10m:0.55m 防撞護(hù)欄+凈-15.50m橋面+0.55m 防撞護(hù)欄+0.9m 中央分隔帶+0.55m 防撞護(hù)欄+凈-15.50m 橋面+0.55m 防撞護(hù)欄=34.10m。
( 1 )橋型方案
①橋型方案在綜合考慮橋位處地形、地物、水文、地質(zhì)、施工工藝、場(chǎng)地等因素,在滿足功能的條件下,盡量選擇受力明確、外形簡(jiǎn)捷的結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)、裝配化和集約化,結(jié)合運(yùn)輸條件可選擇分段集中預(yù)制或現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制。
②橋長(zhǎng)的確定:結(jié)合路基高度,橋下跨越地物的控制因素如安全距離要求、預(yù)留改擴(kuò)建寬度、橋下凈空高度等首先擬定橋梁的較小跨徑,橋梁斜度,本項(xiàng)目采用臺(tái)前錐坡的橋梁橋跨通常至少是三跨。
③中小橋梁采用中小跨徑橋梁優(yōu)先考慮了選用 13m 的預(yù)應(yīng)力空心板和 20m 預(yù)應(yīng)力砼小箱梁結(jié)構(gòu)形式。
④一般大橋及特大橋的引橋上部構(gòu)造跨徑統(tǒng)一為 30m 預(yù)應(yīng)力砼小箱梁、40m 和50m 預(yù)應(yīng)力砼 T 梁。
⑤對(duì)于幾處跨越重要水利設(shè)施(西霞院干渠、南水北調(diào)中線工程明渠)和沁河大堤、沁河主河槽、黃河主河槽的橋梁,主橋的結(jié)構(gòu)形式主要采用連續(xù)大跨的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、雙塔斜拉橋、鋼混組合梁橋等多種結(jié)構(gòu)形式。
⑥互通式立體交叉內(nèi)橋梁:遇到小半徑匝道橋、立交變寬、分叉橋時(shí)采用小跨鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱、大跨預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁等結(jié)構(gòu)形式;上跨既有高速公路中央分隔帶不能立墩、橋下高差大不能采用支架現(xiàn)澆時(shí),選擇采用鋼箱梁橋。
( 2 )橋梁下部結(jié)構(gòu)
本項(xiàng)目橋墩形式一般采用圓形柱式墩、矩形墻式墩、門(mén)式墩、空心薄壁等,設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)跨徑、墩高和地形條件具體情況分別選用:
墩高 5~20 米的橋梁采用圓形柱式墩、矩形墩、門(mén)式墩雙圓柱式橋墩,墩高 20~56米的橋梁根據(jù)實(shí)際墩高的不同,分別選用雙圓柱式橋墩配樁基礎(chǔ)。
( 3 )支座
上部結(jié)構(gòu)為中小跨徑裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土空心板、小箱梁和 T 梁時(shí),支座采用改進(jìn)型橡膠支座;上部結(jié)構(gòu)為大跨 T 梁、現(xiàn)澆連續(xù)箱梁、變截面連續(xù)箱梁,鋼混組合梁時(shí)采用水平位移適應(yīng)性較好的球型支座和抗震支座。
( 4 )護(hù)欄
特大橋和大、中橋內(nèi)、外側(cè)均設(shè) SS 級(jí)鋼筋凝土防撞護(hù)欄;明涵頂部?jī)?nèi)外側(cè)均設(shè)
置加強(qiáng)型鋅鋼護(hù)欄。
( 5 )橋面鋪裝及防水
預(yù)應(yīng)力混凝土空心板、裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁、T 梁采用 10cm 水泥混凝土+10cm 瀝青混凝土;現(xiàn)澆、懸澆箱梁、普通鋼箱梁采用 8cm 水泥混凝土+10cm 瀝青混凝土;為防止瀝青混凝土橋面鋪裝的下滲水,在橋面現(xiàn)澆層頂面均設(shè)置防水層。
( 6 )橋面排水
橋面排水豎向采用鑄鐵泄水管,縱向采用碎石盲溝收集;橫向排水采用 PVC 管,沿縱向設(shè)置碎石盲溝;對(duì)于上跨公路、堤壩的橋跨采用集中收集雨水后通過(guò)橋墩下排至排水溝;對(duì)于跨越保護(hù)水源地的橋跨采用智能監(jiān)測(cè)分流系統(tǒng)和常規(guī)排水雙系統(tǒng)的設(shè)計(jì),正常橋面雨水直接排放,事故污染水沿橋梁縱向?qū)俟艿酪霏h(huán)境敏感區(qū)后,沿橋墩排放到事故收集池,并及時(shí)外運(yùn)處置。
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)橋梁情況見(jiàn)表
(1) 沁河特大橋
沁河發(fā)源于山西省平遙縣,由濟(jì)源市辛莊鄉(xiāng)火灘村入河北省境,經(jīng)沁陽(yáng)、博愛(ài)、溫縣,至武陟縣方陵匯入黃河,河長(zhǎng) 495km,流域面積 km 2 。河北省境內(nèi)河長(zhǎng)135km,流域面積 737km 2 。
本橋位于武陟縣王順村東側(cè)至渠下村東側(cè),為跨越沁河北北大堤和沁河河槽而設(shè),與水流夾角約為 86°。跨越段沁河北大堤頂標(biāo)高 111.85m,北大堤頂標(biāo)高 113.3m,沁河設(shè)計(jì)洪水位 111.39 (300 年一遇),橋梁設(shè)計(jì)高程 114.6~128.7m,地面標(biāo)高在 103.5~108.2m 之間,相對(duì)高差 10~23m。沁河兩側(cè)均為農(nóng)田,地形條件較簡(jiǎn)單。 路線跨越沁河河槽處現(xiàn)狀如下圖。
擬建沁河特大橋現(xiàn)狀主河槽寬度 400m,東滑封斷面現(xiàn)狀主河槽寬度 200m。距上游在建 G207 沁河橋距離約 3.1km,與水流夾角約為 86°。橋位橋墩距離堤腳線較小距離 5.275m,(50 年)的設(shè)計(jì)堤頂高程較小凈空 4.8m。
橋梁起點(diǎn)樁號(hào) K9+690.50,終點(diǎn)樁號(hào) K11+873.50,全長(zhǎng) m,總體布置 12×30+(54+100+54)+9×50+(54+6×90+54)+(54+100+54)+10×30m,橋?qū)?2×12.85m。
主橋和跨大堤橋采用預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁,堤內(nèi)引橋采用預(yù)應(yīng)力砼連續(xù) T 梁,堤外引橋采用預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)小箱梁。
1 )上部結(jié)構(gòu)
主橋上部采用 54+6×90+54m 預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁,跨南北大堤橋上部采用54+100+54m 預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁,均為 C55 全預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),采用單箱單室截面,箱梁頂板寬 12.85m,底板寬 6.35m,外翼板懸臂長(zhǎng) 3.25m。主橋箱梁跨中及邊跨現(xiàn)澆段梁高2.5m,主橋墩頂0號(hào)梁段高6m,跨南北大堤橋箱梁跨中及邊跨現(xiàn)澆段梁高2.5m,墩頂 0 號(hào)梁段高 6.5m。
2 )橋墩及基礎(chǔ)
主墩和跨南北大堤橋墩為實(shí)體墩墩高約 7.2m~19.5m,承臺(tái)高 3m,下設(shè) 9 根直徑為 1.8m 的鉆孔灌注樁。交接墩為實(shí)體墩,承臺(tái)高 2.5m,下設(shè) 6 根 1.6m 鉆孔灌注樁。沁河特大橋共有涉水施工橋墩 1 座(樁號(hào) K11+218)。
(2) ) 黃河特大橋
本項(xiàng)目黃河特大橋橋梁起點(diǎn)位于樁號(hào)K22+814溫縣黃河北大堤延伸道路以北(北平皋村附近),終點(diǎn)位于樁號(hào) K32+953,橋梁總長(zhǎng) 10.139km(含起終點(diǎn)橋臺(tái)長(zhǎng)度)。
橋梁工程分為西霞院干渠外引橋、西霞院干渠橋、南水北調(diào)外引橋、南水北調(diào)橋、南水北調(diào)內(nèi)引橋、主橋 6 部分,黃河特大橋橋型方案分布圖見(jiàn)下圖。
1 )西霞院干渠外引橋
西霞院干渠外引橋跨老蟒河段樁號(hào)為 K23+140~K23+200m,線位平面位于直線段,與老蟒河河道平面夾角約 81°,根據(jù)黃委會(huì)防洪評(píng)價(jià)會(huì)議審查意見(jiàn),黃河特大橋跨越蟒河不得在堤內(nèi)立墩,結(jié)構(gòu)物與內(nèi)側(cè)堤腳凈距不小于 3m,主跨需采用 70m 跨徑。
故跨越老蟒河段橋梁橋型孔跨布置為:40+70+40m,橋梁起點(diǎn) K23+098,橋梁終點(diǎn) K23+248,全長(zhǎng) 150m,前后引橋均采用預(yù)應(yīng)力混凝土 T 型梁。西霞院干渠外引橋跨老蟒河段平面布置示意圖見(jiàn)下圖。
上部結(jié)構(gòu):主梁采用三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),主材采用 C55 混凝土,連續(xù)梁受力體系;全橋采用分幅設(shè)計(jì),單幅橫向?yàn)閱蜗鋯问遥瑧冶?4.05m。
下部結(jié)構(gòu) :由于本橋橋高較矮,故采用連續(xù)梁受力體系。主墩采用實(shí)體墩,墩頂橫向?qū)?7.5m,兩側(cè)設(shè)置弦高 50cm 圓弧斷面,墩柱縱向厚度為 3.5m;交界墩厚 3m,采用空心式墻式墩,墩頂設(shè)置 L 型蓋梁過(guò)度,蓋梁高 2.2m,縱向?qū)?4m。
主墩基礎(chǔ)采用承臺(tái)樁基礎(chǔ):為減小承臺(tái)的整體尺寸,承臺(tái)采用左右幅整幅合適,采用八邊形設(shè)計(jì),主墩承臺(tái)尺寸為 29.8×10×3.5m,平面切角為 4.9m×1.7m;較小樁間距為 4.68m,樁徑 1.8m,主墩根據(jù)初勘地質(zhì)資料計(jì)算,樁長(zhǎng)采用 75m。交界墩承臺(tái)分幅設(shè)計(jì),尺寸為 11×7.0×3.0m。
2 )西霞院干渠橋
根據(jù)總體設(shè)計(jì)路線平、縱面的走向,本項(xiàng)目于 K25+389.8 處上跨西霞院干渠,西霞院灌渠總設(shè)計(jì)寬度 44.5m,目前部分段落正在施工中,與本項(xiàng)目交叉處干渠未施工,交叉點(diǎn)西霞院干渠樁號(hào)為 XZ65+612.36。根據(jù)西霞院建管局意見(jiàn),要求一跨跨越西霞院干渠紅線范圍,故本項(xiàng)目采用一跨跨越西霞院干渠設(shè)計(jì)范圍,橋梁主跨跨徑 140m。本項(xiàng)目西霞院干渠橋與西霞院干渠的位置關(guān)系示意圖見(jiàn)下圖。
根據(jù)橋位地質(zhì)情況,橋梁基礎(chǔ)采用大直徑長(zhǎng)摩擦群樁基礎(chǔ),橋型孔跨布置為:95+140+95m,橋梁起點(diǎn) K25+220,橋梁終點(diǎn) K25+550,全長(zhǎng) 330m。前后引橋均采用預(yù)應(yīng)力混凝土 T 型梁。
上部結(jié)構(gòu):主梁采用頂?shù)装宀捎?C55 混凝土現(xiàn)澆,腹板鋅鋼鋼腹板結(jié)構(gòu),主材采用 Q355,連續(xù)梁受力體系;全橋采用分幅設(shè)計(jì),單幅橫向?yàn)閱蜗鋯问遥瑧冶蹖?4.25m;梁底寬 8.1m。
下部結(jié)構(gòu):由于本橋橋高較矮,故采用連續(xù)梁受力體系,主墩采用實(shí)體墩,墩頂橫向?qū)?7.7m,兩側(cè)設(shè)置弦高 50cm 圓弧斷面,墩柱縱向厚度為 4m;采用空心式墻式墩,墩頂設(shè)置 L 型蓋梁過(guò)度,蓋梁高 2.2m,縱向?qū)?4m。
橋墩基礎(chǔ)采用承臺(tái)樁基礎(chǔ): :承臺(tái)采用矩形承臺(tái),主墩承臺(tái)尺寸為 14×14×4.0m,樁間距為 5.2m,樁徑 2m,主墩根據(jù)計(jì)算,樁長(zhǎng)采用 90m。交界墩承臺(tái)尺寸為 14×8.8×3.5m。
3 )南水北調(diào)橋
路線與南水北調(diào)渠在 K26+340~K26+868 段上跨南水北調(diào)渠(橋梁中心樁號(hào)為K26+582),路線中線與南水北調(diào)渠中線交點(diǎn)樁號(hào)為 K26+574.971=CH11+255.302(南水北調(diào)中線一期穿黃工程Ⅲ標(biāo)),斜交角度 61.34°。南水北調(diào)渠分渠內(nèi)水體、兩側(cè)壩體及壩體外側(cè)綠化帶、兩側(cè)隔離圍欄網(wǎng),其中兩側(cè)隔離圍欄網(wǎng)工程管理范圍線之間的垂直距離 154.5m,南水北調(diào)渠橫斷面圖見(jiàn)下圖。
根據(jù)跨越南水北調(diào)渠的相關(guān)文件《穿跨鄰接南水北調(diào)中線干線工程項(xiàng)目管理規(guī)定》(Q/NSBDZX 214.01 )、《穿跨鄰接南水北調(diào)中線干線工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(Q/NSBDZX 112.01 )布孔要求為:
①南水北調(diào)渠為一級(jí)水源保護(hù),橋梁跨越時(shí)需一跨跨越南水北調(diào)兩側(cè)圍網(wǎng)范圍,且墩臺(tái)凈距圍網(wǎng)不小于 5.0m;
②路線與南水北調(diào)渠交角不宜小于 60°;
③在跨越工程施工期及運(yùn)營(yíng)維護(hù)道路(主要為渠壩頂?shù)缆罚┮陨系膬艨粘叽缇粦?yīng)小于 4.5m;
④防拋網(wǎng)高度不低于 2.5m。
⑤上跨南水北調(diào)明渠的結(jié)構(gòu)物汽車荷載為公路-Ⅰ級(jí)的 1.3 倍。
跨渠橋內(nèi)外引橋部分橋段位于南水北調(diào)中線干線工程保護(hù)范圍內(nèi),屬于鄰接工程,橋梁跨越南水北調(diào)總干渠位置現(xiàn)狀見(jiàn)圖
本項(xiàng)目以橋梁形式上跨南水北調(diào)中線總干渠,主橋采用(115+252+115)m 掛籃懸澆預(yù)應(yīng)力混凝土雙塔雙索面斜拉橋,主跨 252m 一跨跨越南水北調(diào)總干渠兩側(cè)征地界范圍(隔離圍欄網(wǎng)),橋梁長(zhǎng)度 482m,主塔較大高度 100 m,橋面全寬 38.1m,橫斷面布置為:2.0m(索區(qū))+0.55m(護(hù)欄)+15.5m(行車道)+2m(中央分隔帶)+15.5m(行車道)+0.55m(護(hù)欄)+2.0m(索區(qū))=38.1m。
上部結(jié)構(gòu) :主橋采用雙塔雙索面斜拉橋方案,建筑物構(gòu)成主要有主塔、主梁和斜拉索。
① 主塔:主塔采用雙柱式薄壁箱形寶瓶主塔,主塔塔高 100m,上、中、下塔柱分別為 43m、41m、16m。上、中塔柱縱橋向 7.0m,橫橋向 5.0m,上、中塔柱保持不變,下塔柱底縱、橫橋向 9.0m。上、中、下塔柱主塔塔身壁厚縱橋向分別為 1.2m、1.2m、1.4m,橫橋向壁厚分別為 0.9m、1.0m、1.2m。上塔柱斜拉索錨固區(qū)采用齒板錨固,設(shè)置塔壁內(nèi)環(huán)向預(yù)應(yīng)力抵抗斜拉索索力。主塔設(shè)置上、下兩道橫梁,上橫梁高5.5m,寬 6.0m,頂、底板壁厚 0.8m,腹板 1.0m。下橫梁跨中高度 6.0m,端部 8.0m,為箱型截面。頂、底板及腹板壁厚均為 1.0m。塔底設(shè)置 2.0m 厚塔座,承臺(tái)及地系梁厚度 5.0m,群樁樁基礎(chǔ)直徑 2.2m。過(guò)渡墩墩頂設(shè)置 L 型蓋梁,以適應(yīng)引橋與主梁梁高高差。墩身高度分別為 19.0m、18.7m,單箱雙室截面,寬度 9.6m,厚 3.0m。承臺(tái)厚 3.5m,樁基直徑 2.2m。
② 主梁 :主梁梁段采用雙邊箱主梁斷面,由混凝土雙邊箱、橫梁、混凝土橋面板及橋面中心線處橋面板底肋構(gòu)成。主塔附近及邊跨尾索區(qū)部分梁段采用加高橋面中心線處橋面板底肋為豎直腹板,增加箱底底板與雙邊箱形成單箱四室截面加強(qiáng)。主梁頂寬 38.1m,每側(cè)邊箱底板及斜腹板寬 10.8m,兩邊箱距離 16.5m。節(jié)段頂板厚 30cm,底板、腹板厚度分別為 40cm、30cm,斜腹板 50cm。橋梁中心線處梁高 3.2m,橋面設(shè)置雙向 2%橫坡。通過(guò)對(duì)跨越南水北調(diào)渠主橋布置,南水北調(diào)主橋梁底距離渠頂高度分別為 10.27m、10.16m,凈空滿足不少于 4.5m 要求。
③ 斜拉索 :采用平行雙索面扇形布置,材料采用環(huán)氧涂層鋼絞線,梁上索距6.0m,邊跨尾索區(qū) 4.2m;塔上索距 1.5m,其余索距 2.0m、2.5m 及 3.0m。錨具采用夾片錨,斜拉索兩端設(shè)置減震器。在主塔下橫梁頂?shù)闹髁旱仔柙O(shè)置豎向支座,KN 支座兩個(gè),全橋 4 個(gè)。
外引橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 梁和連續(xù) T 梁,跨徑為 40m、50m 兩種規(guī)格。
下部結(jié)構(gòu): 主橋主塔采用啞鈴型承臺(tái),承臺(tái)長(zhǎng) 75.5m,寬 19.3m,高 5m;鉆孔灌
注樁基礎(chǔ):樁徑 2.2m,樁長(zhǎng) 100m。邊跨采用空心薄壁墩,鉆孔灌注樁基礎(chǔ):樁徑 2.2m,樁長(zhǎng) 85m。
引橋采用矩形蓋梁柱式墩,橋墩采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ),樁徑 2.2m,外引橋樁長(zhǎng)75m、內(nèi)引橋樁長(zhǎng) 80m。 預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋效果圖如下。
黃河特大橋南水北調(diào)橋橋位平面圖和橋型布置圖詳見(jiàn)圖 ,由圖可知,本項(xiàng)目未在南水北調(diào)工程中線總干渠水域內(nèi)設(shè)置橋墩,橋墩設(shè)計(jì)在總干渠圍欄線外側(cè),干渠北側(cè)(小樁號(hào)側(cè))橋梁承臺(tái)邊緣距離南水北調(diào)渠北側(cè)外圍護(hù)欄欄較近水平距離約為 8.15 m;干渠南側(cè)(大樁號(hào)側(cè))橋梁樁基距離南水北調(diào)渠南側(cè)外圍護(hù)欄欄較近垂直距離約為 8.22m。
4 )主河槽主橋
根據(jù)路線方案,主河槽主橋在樁號(hào) K29+200~K33 上跨黃河灘地及黃河主河槽,其中 K29+200~K32+300 段為灘地,K32+300~K32+800 段為主河槽,K32+800~K33 段為滎陽(yáng)岸黃河邙山。 項(xiàng)目黃河特大橋主橋橋位附近現(xiàn)狀見(jiàn)下圖。
根據(jù)《黃河河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目技術(shù)審查(試行)》,擬建橋位處黃河河道屬于潼關(guān)~桃花峪河段,結(jié)合黃河水利委員會(huì)就本項(xiàng)目跨黃河橋梁孔跨布置給予的指導(dǎo)性意見(jiàn)及現(xiàn)場(chǎng)控制條件:
①主河槽地形平坦,寬度初步同意以 m 寬度布設(shè);
②跨徑上原則上不小于 100m;
③若主跨跨徑大于 100m,主河槽其他跨可以減小,但不小于 80m。
④橋位黃河北岸(橋梁終點(diǎn)岸)岸坡較陡,較大坡高約 60m,坡體為黃土。坡腳設(shè)墩時(shí),需注意承臺(tái)基坑不得切腳開(kāi)挖,橋墩需距離坡腳一定距離。
⑤橋位覆蓋層厚,橋墩基礎(chǔ)需考慮大直徑長(zhǎng)摩擦樁基礎(chǔ)。
鑒于主河槽寬度較大及黃河水利委員會(huì)指導(dǎo)性意見(jiàn),該方案橋跨布置為:(6×100+6×100+6×100+6×100+6×100+6×100+1×50)m,橋梁全長(zhǎng)為 m(含橋臺(tái))。
橋梁上、下部結(jié)構(gòu)均采用分幅布置,橋面總寬 34.1m,兩幅主梁中心距 17.5m,上部結(jié)構(gòu)主梁采用單箱單室分幅“開(kāi)口鋼箱梁+混凝土橋面板”等高連續(xù)組合梁,下部結(jié)構(gòu)采用分離式布置,橋墩采用空心薄壁墩(花瓶造型外觀)即花瓶墩,埋置式承臺(tái),承臺(tái)和墩身均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土。
主梁 :鋼主梁設(shè)計(jì)成倒梯形結(jié)構(gòu),主要由上翼緣板、腹板、底板、腹板加勁肋、底板加勁肋、橫隔板以及橫肋板組成。每孔鋼主梁由 9~10 個(gè)節(jié)段組成,節(jié)段長(zhǎng)度主要為 10m 和 8m。鋼梁普通節(jié)段橫隔板均采用桁架式空腹橫隔板,每 4m 設(shè)置一道,永久支座和臨時(shí)支座橫隔板采用實(shí)腹式橫隔板,任意兩道橫隔板之間設(shè)置一道橫肋。
主梁橫向坡度通過(guò)內(nèi)外側(cè)腹板高差進(jìn)行設(shè)置。邊跨鋼主梁劃分為 L1~L11、R1~R11共 22 種類型,節(jié)段長(zhǎng) 10m;中跨鋼主梁劃分為 M1~M10 共 10 種類型,節(jié)段長(zhǎng) 10m。
橋面: 預(yù)制混凝土橋面板采用 C55 耐久混凝土,橋面寬 16.60m,懸臂長(zhǎng)度 3.25m;橋面板現(xiàn)澆部分混凝土采用 C55 微膨脹混凝土;混凝土橋面板與鋼梁之間通過(guò)布置于鋼梁上翼緣板的焊釘剪力鍵連接。下部結(jié)構(gòu)墩臺(tái):下部結(jié)構(gòu)橋墩采用花瓶墩,材質(zhì)為 C40 鋼筋混凝土,全橋墩高24.5~55.0m。橋墩采用空心薄壁墩,橋墩承臺(tái)采用矩形,橋墩基礎(chǔ)采用群樁基礎(chǔ),摩擦樁,樁基頂部設(shè)計(jì)永久鋼護(hù)筒。主橋共有涉水施工橋墩 6 座。
5 )常規(guī)段落引橋
本項(xiàng)目北岸起點(diǎn)橋臺(tái)至西霞院干渠橋間的引橋采用 40m 跨徑布置,其中跨越老蟒河采用 40+70+40m 跨徑;西霞院干渠橋至南水北調(diào)橋間的引橋采用 40、50m 組合跨徑布置,跨越新蟒河北北大堤采用 50m 跨徑跨越,南水北調(diào)橋至主橋間的引橋采用 50m 跨徑布置。
由于線位本身處于平曲線上,又受西霞院干渠橋、南水北調(diào)橋、新蟒河、老蟒河等交叉節(jié)點(diǎn)的控制,引橋上部結(jié)構(gòu)按跨徑±1m 范圍控制,以匹配前后節(jié)點(diǎn)間的間距要求。
① 西霞院干渠外引橋橋型為:7×40+(40+70+40)+25×40.5+24×40m
② 南水北調(diào)外引橋橋型為:7×50+40+50+2×40+50+2×40+50+49.5+40m
③ 南水北調(diào)內(nèi)引橋橋型為:49×50.5m由于黃河特大橋常規(guī)跨徑引橋工程規(guī)模太大,故本次 40、50m 跨徑采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土 T 梁結(jié)構(gòu)。
( 3 )蔣溝河大橋
蔣溝河大橋位于磨莊村西側(cè),蔣溝河堤壩高度約 5.0~7.0m,寬約 40m,坡度約30°,堤頂凈空 4.5m。本橋整幅設(shè)計(jì),中心樁號(hào) K5+052,起點(diǎn)樁號(hào) K4+973.5,終點(diǎn)樁號(hào) K5+130.5,斜交 60°,橋梁全長(zhǎng) 157m。橋型方案為 5×30m 預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁,橋墩采用柱式墩樁基礎(chǔ),橋臺(tái)采用肋板臺(tái)樁基礎(chǔ),共有涉水施工橋墩 2 座。蔣溝河大橋橋型布置圖見(jiàn)下圖。
( 4 )濟(jì)河大橋
濟(jì)河大橋位于小南張村東側(cè),約 濟(jì)河堤壩高度約 5.0 ~6.0m,約 寬約 43m, 約 坡度約 30°, 空 堤頂凈空 4.5m。 本橋整幅設(shè)計(jì) ,號(hào) 中心樁號(hào) K16+447.5起點(diǎn)樁號(hào):K16+138.5, 終點(diǎn)樁號(hào): K16+756.5, ,度 與濟(jì)河斜交角度 115 度 度 ,道 與橋下省道 S309 斜交角度 75 度 度 ,橋梁長(zhǎng) 全長(zhǎng) 618m 。橋型方案為 13×30m 預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁+3×23.667m 預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁+5×30m 預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁,橋墩采用柱式墩樁基礎(chǔ),橋臺(tái)采用肋板臺(tái)樁基礎(chǔ)。
施工方法:上部 30m 跨徑采用預(yù)制安裝,3×23.667m 采用現(xiàn)澆施工,下部采用現(xiàn)澆施工,共有涉水施工橋墩 2座。
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