苏通长江大桥审核报告

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1、1 概述 苏通长江公路大桥（简称“苏通大桥” ）位于江苏省东南部长江口南通河段， 连接苏州、南通两市，北岸接线始于江苏省公路主骨架“横三”线宁（南京） 通（南通）启（启东）高速公路，与实施中的连（连云港）盐（盐城）通（南通） 高速公路相接；南岸接线终于江苏省公路主骨架“连三”线沿江高速公路太 仓至江阴段，与实施中的苏（苏州）嘉（嘉兴）杭（杭州）高速公路相接。上游 距江阴长江公路大桥约 82km，下游离长江入海口约 108km。 2002 年 12 月，苏通长江公路大桥初步设计通过了交通部组织的专家评审。 根据交通部对“苏通长江大桥初步设计的审核意见” ：主桥基础采用钻孔灌注桩 基础形式，设计单

2、位于 2003 年 15 月对主桥钻孔桩基础进行了认真、仔细的研 究，并分别于 2003 年 2 月提交“主桥基础 C1、C2 标段施工招标图纸” ，于 3 月 提交 “招标图纸” 修改搞及 4 月提交 “招标图纸补遗文件” 。 我院也于 2003 年 2 4 月分别对以上招标图纸进行审核、并及时提交咨询审核意见。现就 2003 年 5 月中交公路规划设计院提交“主桥基础施工设计图纸初稿”进行审核。 2 设计规范和主要技术标准 21 设计规范 a.公路工程技术标准 （JTJ001-1997） b.公路工程结构可靠度设计统一标准 （GB/T50283-1999） c.公路桥涵设计通用规范 （JT

3、J021-1989） d.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTJ023-1985） e.公路桥涵地基与基础设计规范 （JTJ024-1985） f.公路桥涵钢结构及木结构设计规范 （JTJ025-1986） g. 公路斜拉桥设计规范（试行） （JTJ011-1994） h. 公路工程抗震设计规范 （JTJ004-1989） i. 公路勘测规范 （JTJ061-1999） j. 公路工程地质勘察规范 （JTJ064-1998） k. 公路工程水文勘测设计规范 （JTGC30-2002） l. 桥梁用结构钢 （GB/T714-2000） m. 公路桥涵施工技术规范 （JTJ041-20

4、00） n. 公路工程质量检验评定标准 （JTJ071-1998） o.海港水文规范 （JTJ213） p.铁路桥涵设计规范 （TBJ2-96） q.钢桥、混凝土桥及结合桥 （英国标准学会，BS5400 1978-82 版） r.美国公路桥梁设计规范 （AASHTO，1994） 22 主要技术标准 a. 公路等级：平原微丘区全封闭双向六车道高速公路； b. 计算行车速度：100km/h c. 桥梁结构设计基准期：100 年 d. 车辆荷载等级：汽车超 20 级，挂车120； e. 桥梁标准宽度：34m。 f. 抗震设防标准： 地震基本烈度度，抗震设防标准见表 2.2-1。 表 2.2-1 苏通

5、大桥抗震设防标准 桥 梁 设防地震概率水平结构性能要求 结构校核目标 重现期 1000 年 主结构完好无损， 边墩接近或刚进入 屈服 主塔校核应力， 边墩校核承载 能力极限状态 主航道桥 重现期 2500 年 主塔可出现微小裂 缝，边墩可利用延 性抗震 主塔校核承载能力极限状态， 边墩根据强度折减系数和延 性校核承载能力极限状态 g. 抗风设计标准： 运营阶段设计重现期 100 年 施工阶段设计重现期 30 年 h. 设计洪水频率：1/300； i. 跨江大桥设计水位：见表 2.2-2（表中高程为 85 国家高程系统） 。 表 2.2-2 跨江大桥设计水位一览表 项目 设计洪水位 最高设计通航

6、水位最低设计通航水位 标准 300 年一遇 20 年一遇 98%保证率 数值（m）5.29 4.30 -1.46 j. 船舶撞击力标准 经船舶撞击力标准专题研究， 主航道桥使用阶段采用的船舶撞击力标准如表 2.2-3 所示。 表 2.2-3 主航道桥船舶撞击力标准 船撞力（MN） 通航孔 桥墩 横桥向 纵桥向 近塔辅助墩 40.6 20.3 远塔辅助墩 13.3 6.65 主桥南边跨 过渡墩 12.0 6.00 南墩 126.7 63.35 主通航孔 北墩 130.6 65.3 近塔辅助墩 40.6 20.3 远塔辅助墩 13.19 6.6 主桥北边跨 过渡墩 11.91 5.96 3 设计基

7、础资料 31 地形地貌 项目所在地区属长江冲积平原的新长江三角洲， 是大长江三角洲的近前缘地 带。两岸陆域河网密布，地势平坦，高程一般在 25m（85 国家高程系统）之 间；局部地段有山丘分布。 苏通大桥拟建区段长江属弯曲与分汊混合型河段。 平面形态呈 S 形弯曲； 水 面宽窄相间，西段天生港附近宽约 6km，往下展宽，在军山附近宽约 10km，到 东方红农场拐角处宽达 14km，再往下一步突然缩窄，至东段徐六泾附近宽约 6km；江中沙洲发育，槽深滩宽，江心沙洲主要有如皋沙、通州沙和狼山沙、新 通海沙、白茆沙等，属心滩地貌；通州沙东水道与新通海沙南水道中有水深达近 50m 的深槽区，构成长江主

8、汊，属深槽侵蚀及堆积地貌，其它水道则为支汊，属 河道冲蚀及冲积地貌。 桥轴断面主槽呈“V”字形，略偏南岸，-10m 等深线以下水域宽约 1800m， -20m 等深线以下水域宽约 1100m，最深点高程约-31.3m，南北主塔位置的床底 高程分别为-14.5m 和-22.7m；夹槽在主槽南侧，主槽与夹槽中心距约 1700m；夹 槽呈盆形，宽约 400m，底面高程约-10m，南北主墩位置的床底高程分别为-9.3m 和-10.1m。 32 气象 桥位区属北亚热带湿润季风气候，天气复杂多变，不良天气频繁，对工程影 响较大的不良天气有暴雨、连阴雨、雷暴、台风、大风、大雪、雾等。 桥位地区年平均下雨日

9、120 天左右，最多 150 天；年平均下雾日和雷暴日均 为 30 天左右，最多可达 60 天。 桥位地区年平均气温 15.4左右，年极端最高气温 42.2，年极端最低气温 -12.7；最高月平均气温 30.1、最低月平均气温-0.2。 依据桥位江面、南通和常熟气象站风速同步观测数据关系，将南通气象站及 常熟气象站的历史年最大风速序列订正延长到桥位处，得到桥位年最大风速序 列，利用极值-I 型计算，并作“适线”处理得到极值风速频率分布曲线，从而得 到不同的重现期 T 所对应的基本风速。桥位江面距平均水面 10m 高度处不同重 现期基本风速见下表。 桥位江面不同重现期的基本风速（m/s） 重现期

10、 10 年 30 年 50 年100 年120 年150 年 200 年 极值-I 型 32.,0 35.5 37.1 39.1 39.7 40.4 41.3 3. 3 水文 （1）设计潮位 苏通大桥设计潮位专题成果见表 3.3-1。 表 3.3-1 苏通大桥设计潮位计算成果 不同重现期（年）的设计水位(m) 项 目 20 50 100 300 均值(m) 设计高潮位 4.30 4.77 4.96 5.29 3.90 设计低潮位 -1.45 -1.58 -1.68 -1.81 -1.11 （2）设计潮流速 苏通大桥设计潮流速见表 3.3-2、3.3-3。 表 3.3-2 设计涨潮垂线平均流速计

11、算成果 不同频率设计潮流速(m/s) 垂线位置 0.33%1% 2% 5% 10%20% 均值 主航道桥北副墩(K19+156) 2.38 2.26 2.202.10 2.041.97 1.89 主航道桥北主墩(K19+456) 2.95 2.81 2.732.62 2.532.45 2.36 主泓(K20+000) 3.32 3.15 3.062.93 2.842.73 2.63 主航道桥南主墩(K20+544) 3.03 2.90 2.832.73 2.662.58 2.50 主航道桥南副墩(K20+844) 2.86 2.72 2.652.55 2.472.38 2.30 表 3.3-3

12、 设计落潮垂线平均流速计算成果 不同频率设计潮流速(m/s) 垂线位置 0.33%1% 2%5% 10%20% 均值 主航道桥北副墩(K19+156) 3.20 3.00 2.852.63 2.492.34 2.18 主航道桥北主墩(K19+456) 3.28 3.06 2.922.75 2.622.48 2.34 主泓(K20+000) 4.01 3.76 3.613.40 3.253.09 2.93 主航道桥南主墩(K20+544) 3.40 3.18 3.052.89 2.752.61 2.48 主航道桥南副墩(K20+844) 3.22 3.00 2.882.72 2.592.46 2

13、.33 （3）流向 桥位主通航孔落急流向为 95104；涨急流向为 270280，在专用 航道，落急流向为 95105之间；涨急流向为 282289。 （4）波浪 100 年一遇最大波高 H1%为 3.24m，100 年一遇波浪周期为 5.29 秒。 （5）冲刷 根据南京水利科学研究院 2003 年 5 月提供的苏通长江公路大桥施工图设 计阶段桥墩基础局部冲刷实验研究的成果，在考虑了潮汐水流对局部冲刷的影 响后，300 年一遇条件下代表墩位最大局部冲刷深度如表 3.3-4 所示。 表 3.3-4 主航道桥 300 年一遇潮流作用下最大局部冲刷深度 墩位 落潮流侧（m） 涨潮流侧（m） 主 5

14、号墩 23.66 19.38 主 4 号墩 22.49 18.43 主 6 号墩 15.19 12.44 主 3 号墩 15.02 12.31 主 2 号墩 13.28 10.88 同时根据对河势演变的研究和动床试验成果，表明在建桥后主航道桥南、北 侧的一般冲刷分别为 2.4m 和 4.7m。而主墩位置由于靠近主槽因此还需要适当考 虑河床的自然演变，其值经研究后确定按 5m 考虑。因此，各墩位的可能最大冲 刷线高程见表 3.3-5。 表 3.3-5 最大冲刷线高程 墩位 地面高程 （m） 起算点高程(m)一般冲刷(m) 最大冲刷线高程（m） 主 1 号墩 -9.7 -9.7 4.74 -27.

15、7 主 2 号墩 -13.2 -13.2 4.7 -31.2 主 3 号墩 -16.3 -16.3 4.7 -36.0 主 4 号墩 -20.0 -25.0 4.7 -52.2 主 5 号墩 -15.0 -20.0 2.4 -46.1 主 6 号墩 -9.8 -9.8 2.4 -27.3 主 7 号墩 -14.7 -14.7 2.4 -30.4 主 8 号墩 -6.7 -6.7 2.4 -22.4 我院按“公路桥位勘测设计规范（JTJ062-91） ”有关冲刷公式计算。结果见 附录四。 34 工程地质 根据交通部第二航务工程勘察设计院的“苏通大桥施工图设计阶段 STXK1 标段工程地质勘察报告

16、” 。 35 地震 施工图设计阶段，受业主委托，江苏省地震工程研究院完成了苏通长江公 路大桥施工图设计阶段设计地震动工程参数研究报告 ，为施工图设计阶段的抗 震计算提供输入参数。 1抗震设防标准 根据目前国内外抗震设计计算方法的发展水平， 采用两阶段的抗震设计方法 对苏通大桥进行抗震研究是合适的，同时，该桥是重要的生命线工程，从地震破 坏后桥梁结构修复的难易程度，对主桥的抗震计算所采用的两种不同的设防标 准，见表 3.5-1。 表 3.5-1 桥位区地震危险性分析结果 桩的嵌固点处水平向峰值加速度 PGA （g） 重现期 主桥 1000 年 0.089 2500 年 0.109 2地震动工程参数 （1）地表峰值加速度 考虑河床冲刷影响后，主桥、场地地表的峰值加速度见表 3.5-2。 表 3.5-2 主桥场地地表峰值加速度 Amax(g) 水 平 向 竖 向 重现期 主墩 位置 No.1 No.2 No.3 平均 No.1 No.2 N