东南大学大作业-桥梁工程概念设计

东南大学研究生课程

2019-2020学年 春季

桥梁工程概念设计（MS005170） 期末大作业命题及要求

任课教师：贺志启

东南大学土木工程学院

2020年4月10日

Part 1：设计基本资料

1.工程概况

重庆轨道交通十号线是重庆轨道交通线网中一条先南北后东西的骨干线路，全线南北向联系南岸区、渝中区、江北区、北部新区、渝北区五区，贯穿两江新区核心地带。线路南起兰花路站，途经渝中半岛、重庆北站、江北国际机场T2、T3航站楼，最终到达悦来国际会议展览馆。

南纪门长江大桥

图1 轨道交通十号线示意图

重庆市轨道交通十号线线路全长45.34km，其中地下段长度为37.23km，高架线长度为8.11km。本线全线共设车站27座，其中地下站25座，高架站2座，平均站间距1.688km。十号线全线与11条轨道交通线路进行换乘，涉及换乘站14座。

线路分两期建设：一期工程（王家庄—鲤鱼池段）已于2014年开工，二期工程（鲤鱼池—兰花路段）根据建设计划将于2016年年内开工。

轨道交通十号线二期以轨道专用桥的形式，在渝中区南纪门处跨越长江。拟建的南纪门长江大桥，将连接渝中区与南岸区，是整个十号线的关键控制工程。

图2 南纪门长江大桥区位图

2.建设条件

2.1自然地理

2.1.1 地理位置及交通现状

拟建重庆轨道交通十号线南纪门长江大桥南起于南岸区后堡，正桥跨越长江，北至渝中区南纪门。从行政区划上看，长江以南属于南岸区南坪街道，长江以北属于渝中区南纪门街道。大桥两岸属于四川盆地东南浅丘城区，经济以工商业和航运业为主。

场地现状交通条件较好，水路交通通过长江航运可到达拟建场地，陆上交通方面，长江以南则南滨路、南坪新街和南坪正街的道路可抵达场地，在长江以北通过长江滨江路、解放西路、南区路等道路可抵达场地，交通方便。

2.1.2 气象

拟建大桥位于南岸区南坪街道和渝中区南纪门街道之间，场地属于东经105°17'～110°11'、北纬28°10'～32°13'之间的青藏高原与长江中下游平原的过渡地带。根据重庆市气象局资料，拟建场地属亚热带季风性湿润气候，调查区内的气象特征具有空气湿润、春早夏长、冬暖多雾、秋雨连绵的特点。年无霜期349天左右。

1）气温。多年平均气温18.3℃，极端最高气温43℃，出现日期为2006年

8月15日；日最低气温-1.8℃，出现日期为1975年12月15日。最冷月(一月)平均气温为7.7℃，最冷月(一月)平均最低气温为 5.7℃；最大平均日温差为11.9℃，出现日期为1953年7月。月平均最高气温是8月为28.1℃。

2）湿度。年蒸发量(毫米)为1079.2毫米，最大年蒸发量为1347.3毫米，出现在1959年。平均相对湿度为79%，每年平均绝对湿度为17.7hpa。

3）降水量。区内以降雨为主，雪、冰雹少见，多年平均降雨量为1163.3mm，其中1998年降雨量最大，为1679.8mm。降雨量多集中在5～9月，其中5月降水最为丰富，平均降水177.2mm；降水不足25mm的少水月为12、1、2月，以1月降水最少，平均18.8mm。多年平均最大日降雨量93.9mm，年平均降雨日为161.3d。日降雨量大于25mm以上的大暴雨日数占全年降雨日数的62%左右，小时最大降雨量可达62.1mm。

4）风。年平均风速1.39米/秒，年最大风速26.7米/秒，风向西北向，出现日期1981月10日。

5）雾日。全年平均雾天日数30～40天，最大年雾天日数148天。

2.1.3 水文

长江是重庆市主城区的过境河流，在大桥拟建区由北西向南东发育，河面宽300～850m，该河段长江水位在枯、洪期水位及流量差异悬殊。长江常年洪水位一般为178.00～179.00m、汛期最大流量86200m3/s（1981年7月）。

2009年三峡水库完全投入使用后，三峡大坝坝顶高程185m（吴淞高程），正常蓄水位175m（吴淞高程），防洪限制水位145m（吴淞高程），枯水季低水位155m （吴淞高程）。水库调度运行方式为：每年5月末至6月初，坝前水位降至汛期防洪限制水位145m（吴淞高程）；汛期6-9月，水库一般维持此低水位运行，遇大洪水时期根据下游情况，水库排洪蓄水，库水位抬高，洪峰过后，仍降到145m （吴淞高程）运行；汛末10月，水库充水，水位逐步升高到175m（吴淞高程）；11月到次年4月，水库尽量维持在高水位。

轨道交通十号线南纪门长江大桥地处各频率洪水位由1996年市防洪指挥部邀请国家防汛办，长江流域委员会和市有关部门的专家，对“重庆市城市防洪规划”进行了评审，所提供的重庆各断面处、各频率水位如下表（瞬时值，表中水位为黄海高程）。峡口各频率洪水水位如下表：

表1 成库后长江峡口断面频率水位

频 率 1％ 2％ 5％ 10％ 20％ 对应重现期（年） 100 50 20 10 5 水位（m） 190.4 188.8 186.6 184.6 182.2 据长江上游水文局资料，三峡水库建成后，库区洪水期将低水位运行，一般保持在145m左右，因此，轨道交通十号线南纪门长江大桥所在河段在三峡水库

建成后一般仍接近天然河道特征，河道基本维持现状。本次勘察期间，实测正桥主塔场地附近长江水位浮动区间为170.90～175.80m。

2.2 地形地貌

重庆轨道交通十号线南纪门长江大桥场地地貌属构造剥蚀浅丘地貌及堆积～侵蚀河谷地貌。河谷横断面呈开阔的“U”形，两侧岸坡低缓，具壮年期河谷地貌特征，两岸发育阶地地形；河谷地貌单元，阶地地势平坦，受后期剥蚀影响，分布不连续。河谷宽约840～880m，地面高程152～169m；河床宽缓，地形坡角约0～5°；两岸阶地平缓，地形坡角0～3°。

里程K6+546.491～K6+600（A0桥台及P1墩）为构造剥蚀浅丘地貌，坡顶高程约240m，坡脚高程约195m，高差45m。基岩零星出露，斜坡呈折线形，宏观坡角20︒～30︒。

里程K6+600～K6+780（P1～P2间的南滨国际及南滨路）为长江古侵蚀岸，地形平坦，高程180～195m，是长江I级侵蚀阶地，原始地形较平坦，地面修建有南滨国际楼盘及南滨路，并在阶地外缘修建河堤挡墙。

里程K6+780～K7+630（P2～P5墩）为主河床，地形平坦，高程152～169m，坡角0～5°，地表以冲积卵砾石和砂为主，中部为长江主河槽，宽600～700m，地形略向南侧侵蚀岸倾斜。

里程K7+630～K7+770（P6墩、P7墩）为长江古堆积岸，地形平坦，高程174～195m，是长江I级堆积阶地，原始地形较平坦，地面主要为市政道路及体育场馆，并在阶地外缘修建河堤挡墙。

里程K7+770～K7+777.491（A8桥台）为构造剥蚀浅丘地貌，坡顶高程约250m，坡脚高程约200m，高差50m。地面大部分基岩出露，斜坡呈折线形，地面建筑主要为民房。

3.设计原则和技术标准

3.1 设计原则

在遵循“安全、适用、耐久、美观、环保、经济”的基本原则下，还需满足以下原则：

（1）服从轨道交通路网规划，体现可持续发展原则

充分认识本项目在城市轨道十号线路网建设中的地位和作用，建设标准应与规划功能定位相适应，保证南纪门轨道专用桥具备应有的通行能力和服务水平，从而使设计方案切实可行，利于地区规划和未来的可持续发展。

（2）创新原则

除满足各个方面使用功能外，主桥桥型结构力求技术先进，结构新颖，使用