黄大线黄河大桥总体方案设计

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1、黄大线黄河大桥总体方案设计张小坤（铁道第一勘察设计院桥隧处兰州7300000931-4933133）内容摘要黄大线黄河大桥地处山东省东北部，是黄大铁路最为关键的控制性工程，其工程建设实施将有利于建立鲁北地区与中西部能源基地间的直接交通联系，完善环渤海地区铁路网布局，拓展神华集团煤炭销售市场，改善地区运输结构和促进沿线经济发展，受地形、防洪、通航等条件制约，本桥主桥要求跨度大，对投资控制及工期等方面也提出了较高要求，主桥无论采用何种桥式方案均为大跨桥梁结构，技术难度大、要求高。关键词黄大线黄河大桥桥位及桥式方案比

2、选构造设计特点方案实施设想一、工程概况黄大线黄河大桥是黄大铁路最为关键的控制性大型桥梁工程，地处山东省东北部，黄河下游鲁北平原区，在山东省滨州市东北的利津县附近跨越黄河，距离黄河入海口约100～120km。桥位所在段黄河属平原型河流，由于历史上黄河多次改道和决口泛滥，加上自然侵蚀和人类活动的影响，形成了微地貌差异较大的地貌特征。由于泥砂淤积，河床逐年抬高，形成“地上悬河”，高于两岸阶地2～6m。桥址范围地表以下80m内，地层以粉质黏土、粉土为主，没有良好的天然基础持力层，基础类型采用钻孔灌注桩比较适宜，桩尖持力

3、层宜在第四层上更新统海陆交互沉积（Q3mc）或第五层中更新统海陆交互沉积（Q2mc）的粉质粘土、粉土、粉细砂层中。桥址处的地表水发育，为黄河河水，地下水为第四系潜水，主要赋存于第四系冲积、海陆交互沉积的粉质粘土、粉土中，地下水位埋深1～3m，主要受大气降水补给，地下水水质较复杂，上部受黄河水影响为淡水，水质较好，对圬工无侵蚀性，约为10～15m左右，下部以咸水为主，矿化度较高，深部取水样较为困难，根据水质分析报告，综合考虑地下水对圬工具有硫酸盐弱侵蚀性。本地区属暖温带亚湿润季风气候，受海洋气流影响明显，其主要特

4、征是：春旱多风，夏热多雨，冬季干冷，四季明显，年平均气温12.7～12.9℃，极端最高气温40.9℃，极端最低气温-20.9℃，最冷月平均气温-3.2℃，最热月平均气温-26.6℃。平均风速2.7～3.2m/s，主导风向SE及SSE，最大风速38.3m/s，风向WSW。最大积雪厚度24cm，土壤最大冻结深度55cm。二、主要技术标准1、铁路等级：国铁Ⅰ级。2、正线数目：单线。3、限制坡度：4‰；钢桁梁范围纵坡0‰。4、限界：桥梁按“桥限－2”4、最小曲线半径：全线800m，黄河大桥最小半径3000m。5、设计荷

5、载：中-活载。6、通航净空：根据黄河航务部门意见，黄河按内河Ⅳ级航道考虑，净高8m，净宽80m。7、最高通航水位：流量3000/s时的水位，并考虑30年淤积值2.85m。8、设计流量：11000/s9、设计水位：采用流量11000/s时的水位，并考虑50年淤积值5.37m。10、地震烈度：Ⅶ度。三、水文黄河是我国第二大河流，干流长度5464km，流域面积75.24万平方公里，桥位所处黄河下游河段泺口至利津河段经过多年综合治理，现已基本成为人工控制的弯曲性河段，河弯难以自由发展，摆动幅度相对较小，属黄河治理相对较

6、好、河道比较稳定的河段，黄河两岸堤距约为0.5～5.1公里，河槽宽在0.4～1.2公里之间，黄河本河段河道平均比降为0.1001‰，发生洪水机遇相对较多，遇较大洪水易形成漫滩，防洪压力相对较大。根据国家相关文件，桥位范围黄河的设计流量按11000/s考虑。黄河含砂量大，泥砂的落淤范围被局限在两岸大堤之间，黄河下游河道属淤积性河道，河道呈逐年淤积抬高之势，河床滩面高出背河地面3m左右，形成著名的“悬河”现象。根据黄委会的综合分析，桥位处前10年按淤积0.33m计，后40年洪水位年均升高值仍采用每年上涨0.126m

7、的规划设计值。经推算大桥2053年设计洪水位将升高5.37m。由于本段黄河为淤积性河流，冲刷较大，根据王旺庄、张家滩断面统测资料和桥位附近险工、控导工程根石探摸资料、历史大洪水冲刷深度等综合分析后本次设计总冲刷深度按大田家桥位滩唇以下河床最大为20m，左右滩地的最大冲刷深度按5.5m采用。黄河大桥各拟选桥位位于所在山东地处黄河段，受相关地理纬度变化、太平洋气候以及河道形态等因素的影响，凌汛现象非常严重；且该河段河槽狭窄，弯道多，两岸险工毗连对峙，极易卡冰阻水，是山东省凌汛较为严重的河段。凌汛期卡冰阻水或形成冰坝

8、的因素较多，情况也比较复杂，但该河段河势相对较为平顺，只要合理确定桥孔跨度，建桥后应当不会对凌汛造成较大影响。考虑到两个桥位都位于济南以下窄河段，桥位处河道较窄，是凌汛期卡冰壅水的重点河段，桥孔跨度必须满足行凌要求。黄大铁路黄河特大桥跨越黄河预选桥位所处河段，来水、来砂条件基本相同，洪水及凌汛情况也基本一致，参照最大冰块尺寸、最大流凌密度及凌汛期河面宽；经对多年洪水、凌情分析计算，并参