福建平潭海峡大桥方案设计

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1、福建平潭海峡大桥方案设计郭金琼房贞政陈宝春(福州大学土木建筑工程系,福州,350002)摘要平潭海峡大桥是一大型桥梁工程,桥位自然条件恶劣.本文根据该桥的实际情况,通过精心分析、反复比较、科学论证、选取较理想的桥位和桥线、合适的堤桥比例、经济的桥型、先进的结构、稳妥的施工方法和较短的工期,使桥梁方案在安全适用的前提下达到最经济的目的.关键词海峡大桥;桥位;方案;设计;福建;平潭概述平潭县位于福建省东部沿海,126个岛屿组成.主岛海坛岛面积251km2,是福建省第一大岛,全国第五大岛.该岛东临台湾海峡,距台湾新竹仅68namile.然而,由

2、于被平坛海峡阻隔,1平潭县离大陆最近处也在3km以上.目前对外联系主要靠小海轮与轮渡实现,运量小、时间长、遇不良天气,交通中断,严重制约了该县社会、经济的发展.1992年,就修建平潭海峡大桥进行了预可行性研究.经过认真研究,反复讨论修改,提出研究报告初稿.1993年2月,福州市计委在福州主持召开预可行研究报告研讨会.会议肯定了福州大学为海峡大桥所做的开创性工作,建议在推荐桥位进行钻探以供进一步研究论证.之后,福州大学有关人员再次深入现场调查研究,收集资料,根据研讨会纪要精神和业主的意见,对预可行性研究报告进行了修改、补充、完善,提出研究报

3、告正式文本.该项目正式立项后,平潭县政府委托福建省工程咨询总公司对平潭海峡大桥设计方案公开招标,福州大学土木建筑设计研究院应邀参加,与同济大学建筑设计研究院桥梁分院组成联合投标体.本文主要介绍福州大学提交的主孔200m预应力混凝土连续刚构方案.2桥址自然条件2.1水文桥位处潮汐属正规半日潮.潮波为前进波,方向向南,最大流速1.12amƒs,出现在高潮.最高潮位+7.48m,最低潮位-0.22m,平均高潮位+5.79m,平均低潮位+1.63m,平均潮差4.54m,最大潮差7.16m.自福清小山东到北青屿水深较浅,大部分区域为1～2m,近北青

4、屿有6m.过北青屿出现深谷,最大水深达27m,范围约350m.过深谷区约有1000m长范围水深5～10m.再往前为主航道区,最大水深25m.靠平潭岸水深5～7m,局部10～12m.本文收到日期:1995-12-31郭金琼,男,1932年出生,教授参加本桥方案设计的主要人员还有:郑振飞,毛承忠,郑振,赵振铭,张和秋,钱士塘·2·福州大学学报(自然科学版)第24卷2.2气象根据平潭海洋站1962年至1978年的风况实测资料,最大风速为34mƒs,风向为ESE(1962年),(1967年)和NE(1969年).据1979年至1993年风况实测资

5、料,最大风SSW速为30mƒs,风向为NNE(1987年),(1990年)和NE(1982年).常年风向为NNE,东澳海洋站观测达ENE频率为360Hz.60mƒs.1983年8月30日强台风,城关镇极大瞬时风速为57mƒs,平潭属亚热带海洋气候,夏长冬短,温热湿润,年平均气温19.6℃,年均日照1869.5h,年平均降雨量1180mm.2.3工程地质桥位处工程地质可划分为第四纪松散沉积和基岩两大部分.在松散沉积层内,除钻孔PE5(桩号3K+460)有软塑至流动状粘性土软弱地基覆盖外(厚1.5左右),其余均直接覆盖着砂层,层厚5.9～24

6、.层,厚5.5～24.6,5,平均15.5.其下卧层为低液限高压缩性粘土层,属较软弱地基土海峡中部较厚,一般为10～20,两侧较薄.再下面为中粗砂或含粘土中粗砂层,为良好的持力层,层厚1.5～22.8.基岩除一孔(PE3)为花岗闪长岩外,其余均为火山岩及其浅层相,其上部有不同程度的分化.基岩的容许承载力初估达4MPa以上.地震基本烈度查《中国地震烈度区划分图(1990)》为½度.技术标准1)桥面净空2)设计荷载3)桥上车速4)通航净空3按四车道不设人行道考虑,2×7.5+1.0(分隔带)=16.0.m.汽-超20设计,挂-120验算.不小

7、于60kmƒh.桥下以通行5000t海轮为标准,通过净高32.5,采用90%保证率的高潮水位,净宽不小于100.5)桥面坡度纵坡小于3.5%,横坡小于1.5%.6)设计水位以1ƒ300的高潮位+7.60为设计水位.7)地震设防按½度设防.8)公路接线两头接线按二级公路标准与福清真武殿至平潭苏澳公路相接.4桥位选择4.1预可研究桥位选择预可研究时选择了3个桥位,见图1.4.1.1第一桥位(小山东-娘宫线)桥位处于海坛岛西南角,现有轮渡航线北面,海面宽约3.2km.最大水深27,一般为1～10.两岸有现成公路可连接,接线工程省.南面有5000

8、t杂货码头,施工条件好.4.1.2第二桥位(大丘-渔塘线)该桥位在第一桥位以南,东接渔塘村后与岛上主干线公路相接,其至平潭县距离与第一桥位相当,西接福清市真大路终点大丘村,桥位处有可门岛与东进