德大铁路黄河特大桥总体设计

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德大铁路黄河特大桥
一、概述
一、概述
1.工程概况 2.设计依据 3.技术标准
4.设计规范
1)《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》(铁 建设函［2005］285号) 2)《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005） 3)《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-2005) 4)《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规 范》(TB10002.3-2005) 5)《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》(TB10002.42005) 6)《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10002.5-2005) 7)《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)(2009年版) 8)《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁建设 [2005]157号)及局部修订条文(铁建设[2007]140号) 9)《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定》(铁建设函 ［2003］205号)
德大铁路黄河特大桥
德大铁路黄河特大桥
总体设计
2013.10
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德大铁路黄河特大桥
汇报大纲
一、概述 二、建设条件 三、桥式方案 四、结构设计 五、主要施工方法 六、结语
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一、概述
一、概述
1.工程概况
2.设计依据 3.技术标准 4.设计规范
冰凌
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二、建设条件
3.黄河河道建 设条件与水文 特征
河道概况 设计流量
设计水位
冰凌
根桥位处设防流量为11000m3/s。2000年水平相 应设防流量的水位为17.96m（国家85）；黄河下游 河道Байду номын сангаас来的淤积，在小浪底水库运用后，黄河下游 各河段设防水位恢复到2000年状态可按15年～20年 考虑 ，为安全起见，桥位处按2015年下游河段设防 水位恢复到2000年水平；大桥设计现状年按2010年 计，到2015年水位恢复到2000年水平，大桥设计50 年后45年的河床淤积抬高4.32m（黄河下游该河段淤 积抬升的速率为0.096m/年），则2060年设防流量下 水位为22.28m（国家85）。
近年来，由于黄河冬季偏暖、水量小，加上三 门峡、小浪底水库的调节运用，黄河下游凌情有所 减轻。通过科学、合理的调度运用，加上分水、破 冰等综合措施，可基本解除桥位处凌汛的威胁。
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三、桥式方案
三、桥式方案
1.主桥桥式
2.引桥桥式 3.桥梁高度
根据《黄河河道管理范围内建设项目技术审查标 准》要求，黄河下游陶城铺以下主槽孔跨不小于 180m；并考虑桥址处黄河的主河槽摆动幅度，主桥拟 采用1-(120+4x180+120)m连续结构跨越黄河。
河道概况
设计流量
设计水位
根据《德大铁路黄河特大桥桥位方案论证报 告》，按小浪底水库、三门峡水库、陆浑水库、故县 水库联合调度防洪运用方式，对各级各典型洪水进行 防洪调度计算。桥位位于利津断面上游15km。根据大 桥工程的设计标准，按100年一遇洪水设计，300年一 遇洪水校核。大桥工程设计洪水与设防流量保持一 致，按11000m3/s考虑。
主桥跨度较大，梁高较高，如果采用上承式结构 形式，与下承式梁式结构相比线路标高抬高较高，影 响桥梁的全长和线路的纵坡的拉坡情况，经济性较 差。同时考虑到通航水位、通航净空和设计水位之间 的关系，不宜采用主梁支点下缘加高的结构形式。因 此主桥结构形式采用下承式上弦变高度连续钢桁梁、 混凝土槽型连续梁、中支点上缘设置加劲弦杆的平行 弦连续钢桁梁进行比较。
3.桥梁高度
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三、桥式方案
三、桥式方案
1.主桥桥式 2.引桥桥式
3.桥梁高度
桥梁高度受控于通航要求，规划通航等级为Ⅳ 级，净高不小于8m，河道通航宽度不小于45m。同 时考虑河道淤积的影响（黄河下游该河段淤积抬升 的速率为0.096m/年）。
桥梁高度还应考虑跨越黄河大堤的影响，桥位 河段考虑45年淤积影响后，桥位处2060年大堤设防 流量下水位为22.28m（国家85），大堤设计堤顶超 高为2.1m，2060年桥位处设计大堤堤顶高程为 24.38m（国家85），桥下要求交通净高4.5m，则大 桥设计跨堤处的梁底标高不低于28.88m（国家 85）。
黄河洪水由两岸大堤防御控制，配合河道整治工 程稳定河势。河段内两岸堤距一般为700m～2000m， 主槽宽度500m～800m。右岸大堤与垦利南展宽区相 连，南展区宽度一般为3000m～4000m，最宽处 5200m。
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二、建设条件
3.黄河河道建 设条件与水文 特征
表2-1
类别 多遇地震 设计地震Ag 罕遇地震
概率水平 50a，63% 50a，10% 50a，2%
地震动峰值加速度(gal) 33 90 153
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3.黄河河道建 设条件与水文 特征 河道概况
设计流量
设计水位
冰凌
二、建设条件
桥位所处河段范围，自黄河下游滨州市博兴县王 旺庄险工至东营市利津县张家滩险工。该河段为黄河 下游弯曲型河道，比降平缓，约为0.1‰。
新建铁路德龙烟线德州至大家洼段线路全长 255.646km，为国家Ⅰ级铁路。正线数目为单线，预 留双线条件；牵引类型为内燃，预留电气化条件。
黄河特大桥是本线的控制性工程，桥址位于山 东省东营市利津县麻湾村。桥梁全长8092.74m。主桥 为1-（120+4×180+120）m下承式变高度连续钢桁 梁，跨堤引桥为1-106m简支组合拱，堤内引桥为1656m预应力混凝土简支箱梁，两侧堤外引桥为32、24m 简支T梁。全桥采用钻孔桩基础。
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三、桥式方案
三、桥式方案
1.主桥桥式
2.引桥桥式 3.桥梁高度
主桥为连续结构，全长较长，如果采用混凝土 槽型连续梁方案，上部结构自重大，桥墩抗震设计 困难。而连续钢桁梁方案结构自重相对较小，对抗 震更加合理，便于设计。下承式上弦变高度连续钢 桁梁与中支点上缘设置加劲弦杆的平行弦连续钢桁 梁相比，具有结构受力合理，用钢量低，结构形式 新颖美观的特点，因此推荐采用下承式上弦变高度 连续钢桁梁。
气候
地震
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二、建设条件
2.沿线自然 条件
工程地质
环境水特征
气候 地震
承压水主要赋存于第四系全新统海陆交互沉积层 下部、上更新统海陆交互沉积层的砂层中，在勘探深 度内由3层承压水（第②～④层水）组成。根据所取 地表水、地下水水质分析结果， 依据《铁路工程地 质勘察规范》（TB10012-2007）附录F判定环境水对 混凝土的侵蚀性如下：黄河右岸第①层潜水化学侵蚀 类型为硫酸盐侵蚀，环境作用等级为H1；黄河河水及 第②、③、④层承压水不具侵蚀性。根据地质专业提 供水质分析结果，判定环境水对混凝土的侵蚀性如 下：黄河河水不具有氯盐侵蚀；第①层潜水、第③层 承压水具有氯盐侵蚀，环境作用等级为L2；第②层承 压水不具氯盐侵蚀；第④层承压水具有氯盐侵蚀，环 境作用等级为L1。
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一、概述
一、概述
1.工程概况 2.设计依据
3.技术标准
4.设计规范
1）铁路等级：Ⅰ级 2）正线数目：单线，预留双线条件。黄河特大桥堤 内及跨堤部分，双线桥单线铺轨，并考虑双线工况； 堤外部分，双线基础、单线架梁，并考虑双线工况。 3）设计速度：200km/h 4）线间距：5.0m 5）曲线半径：黄河大堤以内为直线，两侧堤外引桥 最小曲线半径为3500m。 6）桥梁纵坡：黄河大堤以内为平坡，两侧堤外引桥 最大坡度为6‰。
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二、建设条件
3.黄河河道建 设条件与水文 特征
河道概况 设计流量 设计水位
冰凌
桥址位于黄河下游，属弯曲型窄河段，是卡冰 壅水、凌情比较严重的河段。自1883年至1936年的 54年中，山东省有21年凌汛决口，口门40处。建国 以来的凌汛也比较严重，自1950年～2002年的53个 凌汛年度中，黄河封冻的年份有45年。1999年以 前，由于河道主槽淤积抬高严重，滩槽差减小，凌 汛漫滩成灾的几率增加。
2.《新建铁路德龙烟线德大段工程场地地震安全 性评价报告》。
3.《新建铁路德龙烟线德州至大家洼段施工图黄 河特大桥工程地质勘察报告》。
4.《德大铁路黄河特大桥桥位方案论证报告》及 报告的咨询意见。
5.《德龙烟铁路黄河特大桥防洪评价报告》。 6.《德龙烟黄河特大桥主桥抗震性能研究报
告》。 7.《新建铁路德龙烟线德州至大家洼段黄河特大
本桥考虑近、远期要求，黄河大堤内及跨堤部 分桥梁，双线桥单线铺轨，同时考虑结构受力变形等 因素，一次性铺设双线道砟；两侧堤外引桥双线基 础，单线架梁。桥梁设计活载为双线中-活载，设计 时速200km/h，线间距5.0m。
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堤外西引桥(32、24m简支T梁)
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二、建设条件
2.沿线自然 条件
工程地质 环境水特征
气候
地震
工程区属北温带半湿润大陆性气候，极端最高气 温41℃，极端最低气温-22℃。年平均降水量601mm， 最大降水量950mm，最小降水量284.6mm。
风向随季节有明显变化，年平均风速3.7m/s，月 平均风速3月～5月最大，为4.3m/s～5.0m/s。