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第一篇 大桥工程建设与总体设计3

第1章 工程概况3

1.1 概述3

1.1.1 工程建设情况3

1.1.2 工程建设管理6

1.2 建设南京长江第三大桥工程的必要性7

1.2.1 完善国道主干线路网，构筑区域大交通格局的需要7

1.2.2 国家经济发展战略的需要8

1.2.3 适应日益增长的过江交通量，缓解过江压力的需要9

1.2.4 构筑南京都市圈交通骨架的需要10

1.3 沿线自然地理条件11

1.3.1 跨江大桥桥位区自然地理条件11

1.3.2 两岸接线工程自然地理条件20

第2章 桥位选择23

2.1 桥位选择的基本原则23

2.2 桥位方案24

2.2.1 大胜关桥位24

2.2.2 梅子洲桥位26

2.3 桥位方案比选26

2.4 进行的工程研究27

第3章 大桥方案设计29

3.1 桥型方案设计原则29

3.2 工可阶段的桥型方案30

3.2.1 主桥布孔考虑的因素30

3.2.2 大胜关桥位桥型方案31

3.2.3 梅子洲桥位桥型方案34

3.2.4 桥型方案评述及比较36

3.3 初步设计阶段的桥型方案设计38

3.3.1 跨江大桥勘测及专题研究结论39

3.3.2 独塔双柱钢箱梁斜拉桥方案44

3.3.3 双塔双柱钢箱梁斜拉桥方案49

3.3.4 双塔独柱钢箱梁斜拉桥方案54

3.3.5 双塔双柱钢桁梁斜拉桥方案56

3.3.6 跨江大桥引桥桥型58

3.3.7 跨江大桥主桥施工方案60

3.3.8 引桥施工方案63

3.4 方案比较及推荐方案64

3.4.1 主桥设计方案比较64

3.4.2 引桥设计方案比较65

第4章 工程建设规模66

4.1 跨江大桥66

4.1.1 技术标准66

4.1.2 主桥67

4.1.3 引桥72

4.2 互通式立体交叉73

4.2.1 刘村互通式立体交叉73

4.2.2 高旺互通式立体交叉74

4.2.3 张店互通式立体交叉78

4.3 两岸连接线78

4.3.1 桥梁、涵洞与通道78

4.3.2 路基、路面及排水79

4.3.3 软土路基处理81

第5章 工程测量控制网82

5.1 概述82

5.1.1 测区概况82

5.1.2 测量作业依据83

5.1.3 测量坐标系统的选取84

5.1.4 已有资料84

5.1.5 仪器检验87

5.2 平面控制测量88

5.2.1 平面控制测量概述88

5.2.2 平面控制网的布设88

5.2.3 平面控制测量92

5.2.4 平面控制网平差95

5.2.5 平面控制网平差精度统计96

5.3 高程控制测量98

5.3.1 高程控制测量概述98

5.3.2 高程控制网的布设98

5.3.3 高程控制测量99

5.3.4 高程控制网平差103

5.3.5 高程控制网平差精度统计103

5.4 工程测量技术总结104

5.4.1 GPS技术在控制测量中的应用104

5.4.2 特大型桥梁首级控制网GPS与常规观测数据的联合处理106

5.4.3 南京长江三桥工程测量小结108

5.5 控制测量成果表109

第6章 交通工程设施建设114

6.1 沿线设施116

6.2 安全设施117

6.3 监控系统118

6.3.1 监控策略119

6.3.2 监控系统管理机构设置119

6.3.3 监控系统的构成119

6.3.4 监控外场设备布设方案120

6.4 收费系统124

6.4.1 联网收费方案124

6.4.2 收费制式124

6.4.3 站点布设124

6.4.4 收费方式124

6.4.5 车辆分型124

6.4.6 收费系统管理体制125

6.4.7 收费车道设备及工作流程126

6.4.8 收费计算机系统127

6.4.9 收费闭路电视监视系统128

6.4.10 内部对讲和安全报警系统128

6.4.11 金柜系统128

6.5 通信系统129

6.5.1 系统结构129

6.5.2 光纤数字传输系统129

6.5.3 数字程控交换系统130

6.5.4 紧急电话系统131

6.5.5 有线广播系统131

6.5.6 通信电源132

6.5.7 通信管道132

6.6 供电与照明系统132

6.6.1 供电系统132

6.6.2 照明系统133

6.7 综合监控系统133

6.7.1 系统的构成133

6.7.2 数据的传输134

6.7.3 图像的传输134

6.8 智能保安系统134

第二篇 主桥设计139

第1章 概述139

1.1 设计工作概况139

1.2 技术设计概况139

1.2.1 总体布置139

1.2.2 结构设计要点140

1.3 主要设计规范与技术标准141

1.3.1 设计采用的规范及标准141

1.3.2 设计参照的规范及标准141

1.3.3 主要技术标准141

第2章 主桥上部结构设计143

2.1 结构体系143

2.1.1 支承体系的设置143

2.1.2 伸缩缝设置145

2.2 钢箱梁的构造145

2.2.1 钢箱梁梁段划分145

2.2.2 钢箱梁的构造145

2.3 斜拉索的构造150

2.3.1 斜拉索的质量要求150

2.3.2 斜拉索减振措施150

2.4 结构总体静力计算分析151

2.4.1 钢箱梁的施工阶段151

2.4.2 模型简介154

2.4.3 施工阶段静力计算分析154

2.4.4 运营阶段分析156

2.5 钢箱梁局部分析159

2.5.1 计算模型159

2.5.2 荷载160

2.5.3 标准段计算结果160

2.5.4 辅助墩顶段计算结果161

2.5.5 压重段计算结果161

2.5.6 体系组合验算161

2.6 结构动力特性分析162

2.6.1 动力计算工况162

2.6.2 计算工况边界条件、钢箱梁截面性质和材料特性162

2.6.3 成桥状态计算结果165

2.6.4 最长单悬臂状态计算结果166

2.6.5 最长双悬臂状态B计算结果167

2.6.6 最长双悬臂状态A计算结果168

2.6.7 结论169

2.7 钢箱梁的防腐涂装设计要求169

第3章 主桥索塔设计171

3.1 索塔结构设计171

3.1.1 索塔（钢结构部分）171

3.1.2 索塔钢—混凝土结合段设计179

3.1.3 索塔下塔柱及下横梁186

3.2 设计技术要求188

3.3 钢塔施工过程受力分析190

3.3.1 分析模型190

3.3.2 钢塔施工过程计算工况及荷载192

3.3.3 钢塔施工过程分析结果193

3.4 钢塔成桥状态分析195

3.4.1 成桥状态钢塔计算工况195

3.4.2 成桥状态钢塔计算结果196

3.5 钢塔局部稳定计算（按英国桥规BS5400）197

3.5.1 屈曲系数198

3.5.2 钢塔板块的局部稳定验算198

3.6 钢塔斜拉索锚箱受力分析202

3.6.1 锚箱计算模型202

3.6.2 计算结果203

3.7 钢—混凝土结合段计算分析204

3.7.1 钢—混凝土结合段计算模型204

3.7.2 计算结果207

3.8 主塔施工阶段制振装置计算210

3.8.1 计算原理210

3.8.2 计算结果213

第4章 主桥基础设计220

4.1 主桥基础选型220

4.1.1 主桥桥位的地质、水文220

4.1.2 基础方案设计221

4.1.3 基础设计方案比较222

4.2 基础设计222

4.2.1 基础和承台设计222

4.2.2 主塔墩基础复核计算228

4.2.3 过渡墩和辅助墩基础复核计算236

4.2.4 基础设计变更240

4.3 船舶力荷载与防撞方案241

4.3.1 船舶力荷载241

4.3.2 防撞方案242

第5章 结构设计的工程研究244

5.1 结构抗震性能分析与研究244

5.1.1 抗震设防标准245

5.1.2 主桥动力特性247

5.1.3 设计地震动参数248

5.1.4 地震反应253

5.2 结构抗风性能试验与分析262

5.2.1 全桥体系的风洞试验262

5.2.2 颤振分析271

5.2.3 阵风响应分析273

5.3 裸塔抗风性能试验与分析研究280

5.3.1 气动选型与风致振动试验研究280

5.3.2 裸塔的抗风稳定性研究287

5.4 钢索塔轴向力传递机理与模型试验研究290

5.4.1 剪力连接器的研究现状290

5.4.2 模型试验方法291

5.4.3 试验模型的理论仿真分析293

5.4.4 模型试验结果数据分析294

5.4.5 模型试验结论297

5.5 桥塔钢混结合段内力分布规律研究298

5.5.1 试验概况298

5.5.2 试验结果及其分析300

5.5.3 结论303

5.6 桥墩施工期局部冲刷模型试验研究304

5.6.1 桥位河段情况304

5.6.2 模型设计与试验条件307

5.6.3 试验资料分析310

5.6.4 模型试验结论316

第三篇 主桥基础319

第1章 主桥基础概述319

1.1 桥位区自然条件319

1.1.1 地貌319

1.1.2 河床319

1.1.3 冲刷320

1.1.4 水文320

1.1.5 气象320

1.2 工程地质条件320

1.2.1 地质构造320

1.2.2 桥位区主要地层320

1.2.3 主桥各墩位工程地质条件321

1.2.4 工程地质条件评价323

1.3 主桥基础设计325

1.3.1 主桥基础选型325

1.3.2 设计技术要求325

1.3.3 主要材料326

1.3.4 主桥基础形式和组成部分327

1.4 主桥基础施工概况329

1.4.1 主桥基础施工标段划分329

1.4.2 基础施工技术要求329

1.4.3 施工概况333

第2章 主塔墩基础大型双壁钢套箱施工测量技术335

2.1 引言335

2.2 大型双壁钢套箱的初步定位及接高测量336

2.2.1 钢套箱的初步定位测量336

2.2.2 钢套箱接高测量337

2.2.3 钢套箱上口轴线对称特征点的找寻方法339

2.2.4 钢护筒下放和钢套箱精确就位的施工测控340

2.2.5 结束语340

第3章 主桥基础试桩341

3.1 试桩目的341

3.2 试桩设计341

3.2.1 试桩桩位选择341

3.2.2 试桩设计参数342

3.3 试桩施工工艺试验342

3.3.1 试桩概况342

3.3.2 试桩施工343

3.3.3 试桩施工工艺总结345

3.4 大直径超长钻孔灌注桩承载力试验346

3.4.1 单桩承载力测试方法简介346

3.4.2 试桩测试347

3.4.3 试桩测试成果350

3.5 试桩总结358

3.5.1 试桩情况分析358

3.5.2 试桩成果总结358

第4章 深水基础施工技术分析360

4.1 深水基础在我国的发展概况360

4.2 桥梁深水基础施工围堰结构形式概述361

4.3 主桥基础施工围堰结构形式选择362

4.4 主桥深水基础施工关键问题分析363

4.4.1 基础施工方法分析363

4.4.2 影响主桥基础施工难度的因素363

4.4.3 南塔基础施工关键问题分析363

4.5 南塔深水基础施工平台方案确定364

4.5.1 施工平台概述364

4.5.2 南塔基础施工平台的设置思路364

4.5.3 南塔深水基础施工平台技术分析365

4.5.4 浮式钢套箱方案365

4.5.5 钢管桩平台方案367

4.5.6 南塔基础两种施工平台方案比选367

4.6 南塔基础施工关键技术研究的有关情况368

4.6.1 关键技术的研究368

4.6.2 深水基础施工措施369

4.6.3 方案分析370

4.6.4 结论371

4.7 南塔基础钢套箱首节段下水方案分析371

4.7.1 概述371

4.7.2 下水条件371

4.7.3 下水方案选择372

4.7.4 方案确定373

4.8 南塔基础钢套箱浮运方案分析373

4.8.1 概述373

4.8.2 拖轮配备373

4.8.3 拖带形式374

4.8.4 浮运航路的选择376

4.8.5 浮运高度的比选377

4.9 水上施工防撞体系和环境保护措施378

4.9.1 水上施工防撞体系378

4.9.2 环境保护措施379

第5章 南塔深水基础施工382

5.1 南塔基础概况382

5.1.1 概述382

5.1.2 施工技术攻关重点384

5.2 南塔基础施工流程385

5.2.1 南塔深水基础施工主要步骤385

5.2.2 南塔深水基础施工主要流程图385

5.3 钢套箱制作及浮运定位389

5.3.1 设计规范与标准389

5.3.2 主要材料和要求389

5.3.3 设计要点389

5.3.4 钢套箱制作393

5.3.5 钢套箱下水、浮运和就位393

5.4 南塔深水基础施工平台建立396

5.4.1 钢护筒396

5.4.2 施工平台397

5.4.3 锚碇系统布置399

5.5 大直径深长钻孔灌注桩施工399

5.5.1 成孔设备及方法选择399

5.5.2 钻孔泥浆制备及泥浆循环401

5.5.3 钻进成孔401

5.5.4 钢筋笼制作与安放402

5.5.5 基桩水下混凝土浇筑403

5.5.6 施工质量保证措施405

5.5.7 桩基施工设备407

5.6 南塔钢套箱封底及箱壁混凝土浇筑408

5.6.1 概况408

5.6.2 前期准备工作408

5.6.3 封底及箱壁混凝土浇筑410

5.6.4 封底及箱壁混凝土浇筑控制要点411

5.7 南塔承台大体积混凝土施工411

5.7.1 施工准备工作411

5.7.2 钢筋工程412

5.7.3 模板工程412

5.7.4 承台防雷接地主筋安装412

5.7.5 预埋件安装413

5.7.6 混凝土浇筑施工413

5.7.7 承台大体积混凝土温度控制416

5.7.8 主要施工机械设备417

5.8 施工阶段基桩受力状态监测417

5.8.1 概述417

5.8.2 监测点选择及布设418

5.8.3 监测结果分析419

5.9 南塔钢套箱吊杆监测分析419

5.9.1 概述419

5.9.2 监测结果及分析420

5.9.3 反馈分析及控制措施421

5.9.4 结论及建议422

第6章 北塔深水基础施工423

6.1 北塔基础概况423

6.2 北塔深水基础施工方案和主要施工流程425

6.2.1 施工方案425

6.2.2 主要施工流程425

6.3 北塔深水基础施工平台建立429

6.3.1 施工平台的结构形式429

6.3.2 施工平台搭设430

6.4 北塔大直径深长钻孔灌注桩施工432

6.4.1 钻孔桩施工工艺流程432

6.4.2 钢护筒的制作及沉放433

6.4.3 钻进成孔434

6.4.4 钢筋工程436

6.4.5 水下混凝土浇筑436

6.4.6 钻孔桩施工质量保证及预防措施437

6.4.7 基桩检测结果439

6.5 北塔钢套箱安装施工439

6.5.1 北塔大型无底钢套箱概况439

6.5.2 钻孔钢平台拆除与河床清理439

6.5.3 钢套箱安装施工439

6.5.4 钢套箱加工、运输、安装的质量保证措施443

6.6 北塔钢套箱封底及箱壁混凝土浇筑443

6.6.1 概况443

6.6.2 封底混凝土施工443

6.6.3 钢套箱箱壁混凝土施工445

6.6.4 封底施工组织措施和质量保证措施446

6.6.5 主要施工机械设备446

6.7 北塔大体积混凝土承台施工447

6.7.1 承台施工工艺流程447

6.7.2 承台施工准备447

6.7.3 承台施工449

6.7.4 承台混凝土质量要求451

6.7.5 大体积混凝土温度控制452

第7章 辅助墩和过渡墩基础施工454

7.1 南辅助墩基础施工454

7.1.1 概述454

7.1.2 基桩施工455

7.1.3 承台施工456

7.2 南过渡墩基础施工458

7.2.1 概述458

7.2.2 基桩施工458

7.2.3 承台施工458

7.3 北辅助墩基础施工461

7.3.1 概述461

7.3.2 施工平台搭设461

7.3.3 钻孔灌注桩施工461

7.3.4 承台施工461

7.4 北过渡墩基础施工462

第8章 大体积混凝土温控设计与监测464

8.1 概述464

8.2 南塔承台大体积混凝土温控设计与监测464

8.2.1 概述464

8.2.2 混凝土原材料、配合比及性能465

8.2.3 传感器选择、布设与温度监测方法466

8.2.4 大体积昆凝土温度应力计算方法467

8.2.5 大体积混凝土温度监测及成果分析468

8.2.6 南塔基础承台温度监测综合效果分析470

8.3 北塔承台大体积混凝土温控设计与监测471

8.3.1 概述471

8.3.2 大体积混凝土施工期温度场与仿真应力场分析471

8.3.3 温控标准和温控措施476

8.3.4 混凝土温控施工现场监测477

8.3.5 混凝土内部温度监测结果及分析481

第四篇 主桥塔柱497

第1章 塔柱结构形式及技术要求497

1.1 下塔柱结构497

1.2 上塔柱结构500

1.3 塔柱技术要求506

1.3.1 下塔柱施工技术要求506

1.3.2 上塔柱安装施工技术要求507

第2章 塔柱施工组织设计509

2.1 施工场地布置509

2.2 施工总体进度510

2.3 主要施工机具设备513

2.4 施工组织机构514

2.5 钢塔柱定位施工测量方法515

2.6 质量安全保证体系518

2.6.1 质量保证体系519

2.6.2 质量检查保证措施520

第3章 下塔柱施工522

3.1 南塔下塔柱施工522

3.1.1 塔座施工522

3.1.2 塔座大体积混凝土施工阶段的温度监测及应力分析524

3.1.3 混凝土下塔柱塔身施工529

3.1.4 钢—混凝土结合段施工533

3.1.5 下横梁施工539

3.2 北塔下塔柱施工543

3.2.1 塔座施工543

3.2.2 塔座大体积混凝土施工阶段的温度监测及应力分析549

3.2.3 混凝土下塔柱塔身施工555

3.2.4 钢—混凝土结合段施工564

3.2.5 下横梁施工575

3.2.6 钢—混凝土结合段施工总结581

3.2.7 北塔钢—混凝土结合段工艺模型施工581

第4章 钢塔柱节段安装施工589

4.1 钢塔柱安装方案589

4.1.1 钢塔柱安装方案的制定589

4.1.2 钢塔柱安装工程590

4.2 节段运输与存放594

4.3 钢塔柱节段安装施工方法596

4.3.1 钢塔柱现场安装施工流程596

4.3.2 施工塔吊600

4.3.3 钢塔柱节段安装606

4.3.4 T21节段施工611

4.4 主动横撑安装及顶推614

4.5 钢塔柱制振装置615

4.5.1 制振装置技术要求615

4.5.2 钢塔柱结构振动特性测试及制振器现场调试安装616

4.6 钢横梁安装618

4.7 钢塔柱安装施工测量619

4.7.1 钢塔柱施工测量限差要求619

4.7.2 南塔柱施工测量620

4.7.3 北塔柱施工测量627

4.8 安全保护措施633

第5章 钢塔柱节段制造技术636

5.1 钢塔柱制作技术要求及依据636

5.2 钢塔柱制作总体方案637

5.3 工艺试验639

5.4 钢塔柱节段制造时的板单元及块体划分641

5.5 板单元制作643

5.5.1 横隔板及横肋板制作643

5.5.2 板单元制作工艺流程645

5.5.3 板单元曲线度控制647

5.6 板块制作647

5.6.1 板块制作工艺流程647

5.6.2 板块制作工艺要点647

5.7 钢—混凝土结合段制作651

5.7.1 TO节段制作651

5.7.2 底座及底座定位件制作655

5.8 T1～T21节段块体制作及箱体制作656

5.8.1 块体制作657

5.8.2 箱体制作657

5.8.3 带横梁接头节段控制要点659

5.8.4 锚箱节段控制要点660

5.8.5 T21节段控制要点660

5.9 锚箱单元制作662

5.9.1 锚箱结构特点662

5.9.2 锚箱制作工艺662

5.10 横梁制作663

5.10.1 横梁结构特点663

5.10.2 横梁制作工艺663

5.10.3 横梁装饰段制作665

5.11 机加工工艺665

5.11.1 钢塔柱节段端面机加工技术难点665

5.11.2 端面机加工工艺流程667

5.11.3 端面机加工重点设备及检测仪器667

5.11.4 端面机加工关键工艺措施671

5.12 钢塔柱节段立式匹配工艺677

5.13 钢塔柱节段预拼装680

5.14 累计精度管理682

5.14.1 累计精度管理的必要性和内容682

5.14.2 节段轴线设定682

5.14.3 钢塔柱误差累计精度管理684

5.14.4 实际施工情况692

5.15 涂装体系及涂装技术693

5.15.1 涂装施工694

5.15.2 涂装要求694

5.16 质量控制696

5.16.1 质量管理措施696

5.16.2 施工过程中质量检查情况699