公路　2004年7月　第7期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　HIGHWAY　Jul.2004　No.7　　文章編號:0451-0712(2004)07-0001-11　　　　中圖分類號:U442.5　　　　文獻標識碼:B

蘇通大橋總體設計

張喜剛

(中交公路規(guī)劃設計院　北京市　100010)

摘　要:簡要介紹蘇通大橋的項目概況、主要技術標準、項目技術特點和難點、總體設計概況、關鍵技術問題研究和科研工作等有關情況。

關鍵詞:蘇通大橋;設計;科研

1　項目概況

1.1　項目地理位置及主要功能

蘇通長江公路大橋(簡稱“蘇通大橋”)位于江蘇

省東南部長江口南通河段,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

距江陰長江公路大橋約82km,下游離長江入�？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

平國家重點干線公路跨越長江的重要通道,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,對于長江兩岸干線公路網(wǎng)的形成和連通發(fā)揮著重要的作用,在國家及江蘇省公路運輸網(wǎng)中均占有重要地位。

1.2　前期工作及設計工作概況

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)劃設計院、上海市隧道工程軌道交通設計研究院在前期研究成果的基礎上正式編制完成了《南通長江公路通道預可行性研究報告》。2001年6月,國家發(fā)展計劃委員會下達了經(jīng)國務院批準的項目建議書,蘇通大橋項目正式立項。

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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)江蘇省組織預審后編制完成了工程可行性研究報告并上報。鑒于工可報告推薦主橋方案為主跨超千米的斜拉橋,技術難度較大,編制

單位對工程方案又做了進一步深化研究,交通部和江蘇省也于2001年12月邀請國、內(nèi)外著名橋梁專家在南京召開了“蘇通長江公路大橋技術研討會”,隨后通過了交通部行業(yè)審查。中國國際工程咨詢公司也于2002年2月初組織專家進行了評估。在國家計委對本項目工程可行性研究報告的審批過程中,設計單位又對主橋橋型方案進行了進一步比較、論證,形成了專題報告。在上述工作基礎上,國家發(fā)展計劃委員會批復了蘇通大橋工程可行性研究報告。2001年9～12月江蘇省交通廳組織開展了蘇通大橋設計招標、評標工作。以中交公路規(guī)劃設計院為主體設計單位、江蘇省交通規(guī)劃設計院和同濟大學建筑設計研究院為合作參加單位的設計聯(lián)合體中標,承擔蘇通大橋的初步設計任務。同時,設計聯(lián)合體聘請丹麥COWI公司承擔有關設計咨詢審查工作。受設計單位邀請,高格橋梁景觀設計研究中心參加了跨江大橋工程景觀設計工作。初步設計工作于2002年2月底全面啟動,同年11月完成。

初步設計成果完成后,交通部于2002年11月27日～12月7日組織專家對設計基礎資料進行了審查,同年12月24～26日組織專家對初步設計文件進行了全面審查,2003年3月交通部對初步設計進行了批復。

技術設計和施工圖設計工作于2003年2月份全面啟動,以初步設計的設計聯(lián)合體,繼續(xù)承擔完成了蘇通大橋跨江大橋部分的技術設計和施工圖設計任務。其中,2004年1月份完成了主橋技術設計,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)建設計劃安排,2003年6月～2004年6月分期分批完成了全部施工圖設計工作。

34m。

(6)縱坡:≤3%。

(7)橫坡:2%。

(8)抗震設防標準:橋位區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度,抗震設防標準見表1。

表1　跨江大橋抗震設防標準

橋梁

設防地震概率水平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)校核應力結(jié)構(gòu)校核目標

(9)抗風設計標準。

運營階段設計重現(xiàn)期:100年;施工階段設計重現(xiàn)期:30年。

(10)設計洪水頻率:1/300。

(11)設計水位:見表2(表中高程為1985國家高程系統(tǒng))。

表2　跨江大橋設計水位

300年一遇設計洪水位/m5.29

20年一遇最高設計

通航水位/m

4.30

98%保證率最低設計

通航水位/m-1.46

(12)通航標準:根據(jù)專題研究成果,經(jīng)交通部批準,通航標準采用表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5萬噸級集裝箱船

主通

單孔雙航道

(3800TEU)4.8萬噸級遠期大型散貨船駁船隊

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噸級散貨船駁船隊7000噸級散雜船1000噸級江輪

22022070

243915

211

891

62

1

通航凈空尺度/m凈寬凈高

通航孔數(shù)量

2　主要技術標準

(1)公路等級:平原微丘區(qū)全封閉雙向六車道高速公路。

(2)計算行車速度:100km/h。

(3)橋梁結(jié)構(gòu)設計基準期:主橋100年,輔橋和引橋60年。

(4)車輛荷載等級:汽車—超20級,掛車—120。航孔

　2004年　第7期　　　　　　　　　　　　張喜剛:蘇通大橋總體設計　　(13)船舶撞擊力標準:經(jīng)船舶撞擊力標準專題研究,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準如表4～表6。

表4　主橋船舶撞擊力標準

通航孔

橋墩近塔輔助墩

主橋南邊跨

遠塔輔助墩過渡墩

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

—3—

江最下游跨江大橋。鑒于長江口特殊的建設條件,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,成為當今世界上在建的最大跨度的斜拉橋。因此,蘇通大橋是國內(nèi)外具有重大影響的一項重要工程,該橋的建設將代表著我國21世紀的建橋水平。

蘇通大橋的技術特點和難點主要表現(xiàn)在建設條件較為復雜、設計施工技術難度大等方面,在設計、施工中應予以足夠重視。3.1　建設條件的特點和難點

蘇通大橋建設條件有4大特點和難點,即:氣象條件較差、水文條件復雜、基巖埋藏深、通航標準高。3.2　設計與施工技術特點和難點

蘇通大橋設計與施工方面的技術特點和難點主要表現(xiàn)在:

(1)主橋超大規(guī)模深水基礎的設計與施工;(2)主橋超高索塔的設計與施工;(3)主橋長跨和長索的設計與施工。4　總體設計概況4.1　初步設計概況

初步設計階段結(jié)合跨徑選擇與布置,對橋型方案及結(jié)構(gòu)方案均進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,其中主橋重點對斜拉橋方案進行了研究,輔橋?qū)Ｓ煤降罉蛑攸c對梁橋進行了研究,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)橋船舶撞擊力標準

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　引橋船舶撞擊力標準

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　項目技術特點和難點

蘇通大橋位于長江口,是江蘇省規(guī)劃建設的長

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.技術經(jīng)濟合理性3.水文、地質(zhì)條件4.兼顧景觀協(xié)調(diào)1.通航要求2.技術經(jīng)濟合理性3.全橋景觀協(xié)調(diào)1.技術經(jīng)濟合理性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三跨預應力混凝土連續(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跨徑預應力混凝土連續(xù)箱梁2.陸域和淺水區(qū)采用30m和50m跨徑預應力混凝土連續(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跨徑預應力混凝土連續(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.技術設計認真執(zhí)行了初步設計批復意見,對關鍵技術問題通過結(jié)構(gòu)詳細設計、計算分析和必要的

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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)合鋼錨箱錨固和預應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

氣動措施、阻尼減振器、輔助索沉井基礎:鋼沉井和鋼筋混凝土沉井

基礎

樁基礎:鉆孔灌注樁、鋼管打入樁