说 明
1.设计范围
本册图纸为嘉兴至绍兴公路跨越钱塘江大桥栈桥施工图，内容包括：南北两岸栈桥平面位置、立面图、钢管桩基础、上部结构（贝雷片组、型钢分配梁）、错车平台、调头平台、桥面附属设施、交通安全设施。
2.设计依据
⑴ 委托合同：《浙江省嘉兴至绍兴高速公路杭州湾大桥勘察设计合同》（2004.4.22）
⑵ 国家发展改革委员会关于浙江省嘉兴至绍兴跨江通道项目建议书的批复
⑶《嘉兴至绍兴高速公路杭州湾大桥初步设计阶段工程地质勘察报告》
⑷ 现行相关规范、标准、法规等
3.设计规范
3.1设计遵守的主要规范
⑴《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）
⑵《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
⑶《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）
⑷《海港水文规范》（JTJ213-98）
3.2设计参考资料
⑴《钢结构设计手册》
⑵《路桥施工计算手册》
⑶《装配式公路钢桥多用途使用手册》
⑷《公路施工手册》-《桥涵》上下册
4.主要技术标准
⑴设计荷载：公路—I级，履带吊-100，200吨超重车辆荷载
⑵施工控制活载：公路—I级，200吨超重车辆荷载
⑶设计行车速度：15km/h
⑷设计使用寿命：5年
⑸荷载
永久荷载：栈桥自重+水管+电缆管
基本可变荷载：①公路—I级，200吨超重车辆荷载，履带吊-100
②人群荷载3kN/m2
其他可变荷载：①风力：8级风力，设计风速取Vd =19m/s
20年一遇风速为32.9m/s
②波浪力及涌潮力：20年一遇，按水文专题研究取值
③汽车制动力：按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）采用
④温度作用：全年平均气温15.8℃，历年极端最高气温39.7℃，历年极端最低气温-10.6℃，合拢温度10℃～25℃，体系升温39.7-10＝29.7℃，体系降温25+10.6＝35.6℃
荷载组合：
A栈桥自重+波流力1+20年一遇风
B栈桥自重+涌潮力1+20年一遇风
C栈桥自重+公路I级+8级风力+波流力2+温升（温降）
D栈桥自重+公路I级+8级风力+涌潮力2+温升（温降）
E栈桥自重+公路I级+8级风力+波流力2+汽车制动力
F栈桥自重+公路I级+8级风力+涌潮力2+汽车制动力
G栈桥自重+200t重车+8级风+波流力2
H栈桥自重+200t重车+8级风+汽车制动力
河床的计算冲刷深度双排桩考虑为10.9m，单排桩为8.4m。
5.主要材料及性能
⑴桥面板
考虑到桥面板在施工过程中的变形问题，以及使用时间比较长的特点，桥面板采用Q345C钢材。Q345C的屈服强度为345MPa，抗拉强度≥ 470MPa，弹性模量Eg=2.1×105MPa。
⑵普通钢材
钢管桩、型钢等采用Q345C钢材，必须符合国家标准（GB/T1591-94）的有关规定，Q345C的屈服强度为345MPa，抗拉强度≥ 470MPa，弹性模量Eg=2.1×105MPa。
⑶桁架梁
桁架梁采用工厂加工成型的“321型装配式公路钢桥”标准桁片，板材为Q345C钢，型材为Q345B钢；支撑架采用∟63×5与∟50×5，材质为Q235B钢，自行加工；桁架片剪刀撑采用[8。
6.自然条件
6.1气象
本工程地处我国东部沿海地区，属亚热带季风气候区，气候特点为四季分明、雨量充沛、温暖湿润。
工程区域的主要灾害性天气有热带气旋、暴雨、龙卷风、冰雹、雪、雾、飑等。
6.2水文
⑴ 径流
尖山河段上接钱塘江河口上游段，钱塘江流域的来水量对塑造此河段的水下地形起着重要作用。尖山河段中部有曹娥江汇入，曹娥江的汇流量也影响此河段的水下地形。
尖山河段径流来自上游钱塘江干流和中部曹娥江支流。钱塘江的大洪水芦茨埠以上88%由梅雨造成，多发生在6月下旬，过程一般3～7天，以复峰型为多；下游支流如浦阳江、曹娥江则主要是台风暴雨所造成，多发生在7～9月份，历时较短，多为尖瘦单峰型。
⑵ 潮汐
钱塘江河口受东海传入杭州湾的潮波影响，水位每日两涨两落，属半日潮港性质。潮波在杭州湾上溯传播过程中，潮差从北岸湾口处的芦潮港开始，至桥址北岸明显呈逐步增大趋势，过桥址北岸后经海宁大缺口至盐官又相继减小；南岸从湾口处的镇海开始至余姚西三站迅速增大，而自西三站至萧山廿二工段则增大相对变缓。南、北岸最高潮位和平均高潮位的沿程变化与潮差所揭示的规律完全相同。南、北两岸平均涨、落历时的演变规律相同，即由湾口至湾顶河口段，平均涨潮历时逐渐缩短，平均落潮历时逐步延长，其中镇海外游山与金山卫有所接近，余姚西三与澉浦大体相同，廿二工段与桥址北岸又相当接近。
⑶ 水流
尖山河段的潮流为非正规半日浅海潮流，呈往复流，浅水分潮流的作用显著，往复流中不对称性明显，涨潮流速大于落潮流速，落潮流历时显著长于涨潮流历时。
尖山河段水域附近潮流复杂，潮动力强，是水上作业十分危险的区域，至今无实测大、中潮期全潮最大流速。拟建桥址现场实测水流资料为大、中潮期间在涌潮过后的可观测时段的流速与流向以及小潮汛期一个完整潮周期的测验资料。从实测时段潮流资料分析，工程断面潮流具有如下特点：
工程断面各测点大、中潮期流速较大，实测的涨潮最大垂线平均流速已达到4.78m/s。
涨潮流速分布呈“北强南弱”，即由北向南递减。落潮流速分布与涨潮有所不同，以深槽附近流速较大，出现中间大，往南北两侧减弱的现象。
桥址断面总体上涨潮流速大于落潮流速。
由于桥址断面没有全潮水文测验资料，本桥址根据澉浦断面同步水文测验资料及2000年9月杭州湾跨海大桥水文测验资料呈现的规律，对本次水文测验期间桥址断面的各测点的最大流速进行了推算，并依据测点水流速度和桥址处潮差的相关关系，由设计潮差来推求设计水流速度，成果见表1。
不同重现期桥址断面各水文测点垂线平均最大流速 单位（m/s） 表1
潮差(m) | 频 率 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# |
9.77 | 0.33% | 8.79 | 8.73 | 8.61 | 7.62 | 8.67 | 7.81 |
9.55 | 1% | 8.50 | 8.43 | 8.30 | 7.34 | 8.34 | 7.44 |
9.44 | 2% | 8.34 | 8.26 | 8.14 | 7.18 | 8.16 | 7.23 |
9.28 | 5% | 8.12 | 8.02 | 7.90 | 6.96 | 7.90 | 6.94 |
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⑷设计波要素
桥址区水域设计波要素以乍浦、滩浒两波浪站的实测波浪和风速资料为依据，采用大范围的波浪数学模型来计算，成果详见表2。
桥址区沿线不同重现期设计波要素 表2
重现期（年） | | NE-ENE | ENE-E | E-ESE |
H13%(m) | (m) | (s) | H13%(m) | (m) | (s) | H13%(m) | (m) | (s) |
300 | 1# | 3.2 | 2.2 | 7.6 | 3.4 | 2.3 | 7.7 | 3.1 | 2.1 | 7.5 |
2# | 3.6 | 2.4 | 7.6 | 3.7 | 2.5 | 7.7 | 3.3 | 2.2 | 7.5 |
3# | 3.7 | 2.5 | 7.6 | 3.8 | 2.6 | 7.7 | 3.4 | 2.2 | 7.5 |
4# | 3.8 | 2.5 | 7.6 | 3.8 | 2.5 | 7.7 | 3.3 | 2.2 | 7.5 |
5# | 3.5 | 2.4 | 7.6 | 3.5 | 2.4 | 7.7 | 3.0 | 2.0 | 7.5 |
100 | 1# | 3.0 | 2.0 | 6.8 | 3.1 | 2.1 | 6.8 | 2.7 | 1.8 | 6.8 |
2# | 3.3 | 2.2 | 6.8 | 3.4 | 1.5 | 6.8 | 2.9 | 1.9 | 6.8 |
3# | 3.4 | 2.3 | 6.8 | 3.5 | 2.3 | 6.8 | 2.9 | 1.9 | 6.8 |
4# | 3.5 | 2.3 | 6.8 | 3.5 | 2.3 | 6.8 | 2.9 | 1.9 | 6.8 |
5# | 3.2 | 2.2 | 6.8 | 3.2 | 2.2 | 6.8 | 2.7 | 1.8 | 6.8 |
50 | 1# | 2.6 | 1.7 | 6.6 | 2.6 | 1.7 | 6.7 | 2.4 | 1.5 | 6.1 |
2# | 2.8 | 1.8 | 6.6 | 2.9 | 1.8 | 6.7 | 2.5 | 1.6 | 6.1 |
3# | 3.0 | 1.9 | 6.6 | 3.0 | 1.9 | 6.7 | 2.5 | 1.7 | 6.1 |
4# | 3.0 | 1.9 | 6.6 | 3.0 | 1.9 | 6.7 | 2.5 | 1.6 | 6.1 |
5# | 2.7 | 1.8 | 6.6 | 2.7 | 1.8 | 6.7 | 2.3 | 1.5 | 6.1 |
20 | 1# | 2.1 | 1.3 | 6.1 | 2.2 | 1.4 | 6.1 | 1.9 | 1.2 | 5.5 |
2# | 2.3 | 1.5 | 6.1 | 2.4 | 1.5 | 6.1 | 2.0 | 1.3 | 5.5 |
3# | 2.4 | 1.6 | 6.1 | 2.4 | 1.6 | 6.1 | 2.0 | 1.3 | 5.5 |
4# | 2.4 | 1.6 | 6.1 | 2.4 | 1.6 | 6.1 | 2.0 | 1.3 | 5.5 |
5# | 2.3 | 1.5 | 6.1 | 2.3 | 1.5 | 6.1 | 1.9 | 1.2 | 5.5 |
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⑸ 涌潮
涌潮是钱塘江河口潮汐的重要特征，外海潮波经杭州湾、钱塘江河口下游段向上游传播过程中，因河宽缩窄和河床抬高而产生剧烈变形，潮波表面水体速度大于波速从而脱体破碎，使涨潮波前形成明显的峰面。涌潮强弱常用涌潮高度来表示。
影响钱塘江尖山河湾涌潮强弱的因素较多，其中最主要的是潮差和江道地形。潮差越大，涌潮高度越高，涌潮动力越强；当河床高程较低时，低潮位也低，相应潮差较大，则涌潮强。
2003年5月16日至22日在桥址附近区域进行了涌潮现场观测。本次涌潮观测桥址断面附近的涌潮高度约1.1m，涌潮的波峰线呈马蹄状弧形推进，北段速度快于南段，深槽处速度快于南北两岸的浅滩处，涌潮经过桥址断面时，整个江面翻腾剧烈的湍涌。涌潮产生的水动力对桥墩建筑物的作用主要集中在低水位以上1倍涌潮高度范围内。
6.3工程地质
⑴根据工程物探勘察报告，得出如下基本结论：
a.桥址处两岸均有滩涂发育，北岸0m(1985国家高程基准，下同)线以上滩涂宽约3km，南岸0m线以上滩涂宽约1.5km，河床呈不对称U形分布。河床底最低高程约-5m。
b.桥位南、北两端基岩面隆起，中间起伏不大，最大基岩埋深约120m，初步推断存在F1和F2两条断裂带，均为不活动断裂，两断裂带之间基岩为白垩系泥质粉砂岩，两侧为侏罗系火山凝灰岩。
c.桥位处第四纪覆盖层厚度在120m左右，自上而下大致分3层，分别为亚砂土层、亚砂土+粘土层、中细砂+砾砂层。
d.浅部亚砂土易发生潜蚀和液化作用，承载力和稳定性差。
⑵工程地质勘察
根据初勘报告并结合2003年11月提供的工可阶段工程地质勘察报告，有关工程地质方面的主要结论如下：
a.桥位区场地土类型为软弱场地土，建筑场地类别为Ⅳ类。
b.桥址区地层岩性为：表部为全新统上组冲海积亚砂土层（Ⅰ2），厚度约为20～32m，状态松散～稍密，物理力学性质一般；其下为上更新统上组海积亚粘土（Ⅱ2），流塑～软塑状，厚度28.7～32.5m，该层土含水量较大，压缩性高，强度低，灵敏，欠固结，为不良地质层。中上部为更新统上组海积亚粘土（Ⅴ2，Ⅴ3），软塑状。中部为上更新统下组冲积中砂、细砂（Ⅵ2）、含粘性土圆砾层（Ⅵ3），厚度16.3～25.5m，性质良好；中下部为中更新统上组冲湖积亚粘土层（Ⅵ1，Ⅵ2，Ⅵ3），性质较好，局部缺失；下部为中更新统上组冲积砾砂（Ⅶ4）和含粘性土圆砾层（Ⅶ5），性质较好，可作桩基持力层。基岩埋深88.1～126.3m，南高北低，主要为白垩系泥质粉砂岩。其中主桥位置工程地质情况参照钻孔CZK12、CZK13和CZK15，主桥位置的基岩顶面标高为-117.84～-114.19m，第四纪覆盖层厚110m左右，表层37.5～43.7m厚度地层为冲海积粉砂、亚砂土和淤泥质亚粘土层，状态松散，性质较差；下为最大厚度达47m的海积亚粘土与粉砂互层，为软塑～硬塑状，压缩性高，性质差；其下为砾砂、圆砾及卵砾石层，厚度较大，厚度26.69～31.2m，从上向下砾石含量逐渐增多，砾径也逐渐增大，性质较好，从钻进速度和岩芯看，颗粒直径差异亦较大，钻探揭露的最大直径大于10cm，成份不均质，对土层的工程地质性质有一定的影响，可作一般结构的桩基持力层。下部基岩岩性为泥质砂岩及砂砾岩，但软化系数很小，为软化岩石，且强度不高，为极软岩，可作为主墩桩基持力层。
