原平潭海峡大桥及接线公路工程介绍

0 引言

原平潭海峡大桥及接线公路工程是省道305渡改桥重要组成部分,项目起于福清小山东，与省道305福清宏路至小山东公路顺接，经北青屿，终于平潭娘宫，与省道305平潭娘宫至城关公路顺接。路线全长约4976m，其中桥长3510m，接线长1466m。作为福建省第一大岛跨海大桥——平潭海峡大桥自2010年建成通车，结束了数千年来人们进出岛要完全依靠轮渡的历史，成为平潭对外公路交通的便捷通道。本文重点介绍了原平潭海峡大桥及接线公路工程的工程概况、主要技术标准、设计要点及设计预算，所得结果可供同类型桥梁设计参考。

1 项目概况

（1）通航主桥

（K2+923.5m～K3+483.5）,为双孔单向航道，5000 吨级海轮，单孔通航净空123×38m。桥跨布置100+2×180+100m。采用变高度预应力砼连续刚构箱梁，钻孔灌注桩。

（2）西引桥

“虽然现在农资企业都在贴地飞行，但是很多渠道可以看出，目前肥料企业的农资终端看起来还是很浮躁的。”云图控股副总裁刘晓霞告诉记者，“我认为，农资企业最终还是要回归最本质的东西，也就是产品。这既包括产品技术研发的务实性，同时也包括产品服务中市场上农民和作物的需求。不是说最先进的技术就是最好的产品，而是要考虑到肥料的本质属性，既要满足作物生产的客观需求，又兼具价优、物美、节能、高效。”

50m跨连续梁 （K0+823.5～K2+923.5），桥跨布置为8×（4×50）+2×（5×50）， 采用等截面预应力砼连续箱梁，现浇墩身，带圆端的矩形承台，钻孔灌注桩。

（3）东引桥

50m跨连续梁 （K3+483.5～K4+323.5），桥跨布置为5×50+2×（4×50）+（3×50+40）， 采用等截面预应力砼连续箱梁，现浇墩身，带圆端的矩形承台，钻孔灌注桩。

2 主要技术标准

（1）公路等级：双向两车道二级公路。

（2）设计速度：80km/h。

（3）桥面宽度：17m，路桥同宽。

（4）设计荷载：公路Ⅰ级。

图1 原平潭海峡大桥立面图

（5）路面：BZZ-100kN。

2.625kN/m。

（7）抗震设防标准：50年超越概率10%、50年超越概率2%。

对于六种组合，按承载能力极限状态、正常使用极限状态及弹性阶段截面应力计算对结构进行如下验算：

（9）船舶撞击力：墩自身加强消能后防撞力，主墩为27MN，过渡墩18MN，非通航孔1.85MN。

（10）设计风速

①成桥状态基本风速：100年重现期43.3m/s。

②施工阶段基本风速：20年重现期 38.8m/s。

桥面风速超过25.0m/s时临时性封闭交通。

总之，昂昂溪文化作为我国境内原始文化的代表之一，其原始美术层面的发展成就是可圈可点的。对其所进行的研究方兴未艾，对此我们任重道远。

在重整装置技术员岗位工作近30年，陈国平积累了大量的经验和成果。他一直在思索着，如何让这些金疙瘩一代一代地传承好。于是，以陈国平为首的攻关团队与大连石油化工研究院紧密合作，针对重整装置的工艺特点，于2015年1月研发出新型重整生成油脱烯烃绿色操作法，加氢后的重整生成油可以满足下游芳烃抽提等装置对进料的质量要求，使脱烯烃技术达到国际先进水平，年可节约费用700万元。

（11）设计水位

关于50 G PON调制方案，目前业界仍在研究中，具体包括不归零码（NRZ）、NRZ+均衡和四级电平脉冲幅度调制（PAM4）等。为了更好实现50 Gbit/s速率，NRZ需要50 Gbit/s的速率器件，当前产业链不够成熟。NRZ+均衡和PAM4基于25 Gbit/s速率器件，器件相对成熟，是50 G PON调制技术的研究热点。

①桥梁：100年一遇，极端高水位 5.18m，极端低水位-4.16m。

②路基：50年一遇，极端高水位5.00m。

（12）设计波浪及设计水流速度

①波浪：100年一遇累积频率1%。

2014 年8 月，按照浙江省委、省政府关于建设“信用浙江”、建立和完善与全省经济社会发展水平相适应的社会信用体系的总体要求，原浙江省国土资源厅印发《浙江省地矿信用体系建设工作方案》，提出进一步推动地质矿产市场健康发展，改革创新矿产资源勘查开发监管制度，在全国率先提出建立健全地矿信用体系，完善对市场主体从业行为的监管，提高从业单位和人员的诚信、履约意识，营造诚实守信的市场环境，打造“诚信浙江地矿”。2014至2016年间，原浙江省国土资源厅相继印发了采矿权人、探矿权人、地矿中介服务机构和地矿专家等四类信用主体的信用监管办法及相关文件，浙江省地矿信用监管工作全面开展。

②流速：100年一遇（含风海流）。③施工阶段波浪：20年一遇累积频率1%。（13）过桥水管：两根Ф40cm过桥水管，每侧单位重

（6）地震基本烈度：Ⅶ度。

3 自然条件

3.1 地形地貌(见图2）

图2 地形地貌平面图

3.2 气候条件

平潭岛海区属典型的南亚热带海洋性季风气候:光照充足，终年气温较高，季风较明显，干湿季分明，详见表1。

表1 气候条件表

项目 平潭多年平均气温 19.4℃年平均降水日数 120天年平均相对湿度 84%台风年平均次数 3.5≥8级历年最大风速 39m/s

3.3 工程地质

（1）桥址处基岩以侵入岩、火山岩等硬质岩为主，基岩岩性为凝灰熔岩、花岗闪长岩，岩质坚硬。

3.6 综合人才缺乏 目前国内培养的假肢矫形器专业人才大部分偏重于假肢矫形器临床装配能力，计算机设计操作能力缺乏，而专门的计算机人才对假肢矫形器行业又知之甚少，因此很多假肢矫形器企业需要招聘计算机人才与原有的假肢矫形器装配技术人员进行配合，双方磨合时间长，效率低，因此，针对3D打印技术，培养假肢矫形器方面综合的康复工程人才，是亟待解决的问题。

（2）弱、微风化基岩面起伏较大。

（1）主桥箱梁标准横断面，如图4所示。

（4）场区海域20m内部分饱和砂类土，在Ⅶ度地震作用下，存在砂土液化现象。

（5）场区海域中第四系软土层淤泥、含砂淤泥 （2-111），Ⅶ度地震作用下，局部可能会产生震陷，桩基础设计时应考虑负摩阻力的影响。

3.4 水文

（1）潮汐：海域潮型属正规半日潮 。

（2）设计流速，如表2所示。

表2 设计流速表

站点 流速重现期 设计流速(m/s)2# 100年 2.14 3# 100年 2.31 4# 100年 1.99

（3）设计波浪，如表 3所示。

表3 设计波浪表

位置100年重现期 20年重现期方向 H1%(m) T(s) 方向 H1%(m) T(s)A N 3.81 5.8 N 3.53 5.5 B SE 5.69 6.6 SE 4.24 5.5 C SSE 4.59 6.4 N 3.85 5.7 D SSE 4.36 6.1 N 3.99 5.8 E S 4.04 6.2 N 3.68 5.6

（4）冲刷。

据统计，2016年中国进口废塑料730万吨，价值37亿美元，占世界废塑料进口总额的56%。过去高度依赖进口、回收产业链不完整、回收利用率偏低、规模化回收占比低的废塑料行业，随着“禁废令”的推行，势必加剧原材料来源的短缺，再生资源回收体系急需变革。

①100年一遇自然冲刷深度：0.5m，边滩及浅水段考虑1m左右的波浪掀沙厚度；

b.持久状况正常使用极限状态计算：短期效应组合预应力混凝土构件抗裂验算、短期效应组合并考虑长期效应组合影响变形验算；

③20年一遇局部冲刷深度：主墩11.8m～13m，辅助墩8.7m～12.0m，引桥 5.5m～9.3m。

4 主要建筑材料

4.1 混凝土

（1）主桥箱梁：C55海工砼；（2）引桥箱梁：C50海工砼；（3）主墩：距墩顶5m范围C55海工砼、其余C50海工砼；

（4）边墩： C40海工砼；

（5）引桥桥墩：C40海工砼；

（6）墩座： C40海工砼；

（3）改善水环境。充分利用畅流活水试验成果，加快主城区畅流活水工程建设，发挥现有水利工程综合效益，外引清水补给，加强内部水系畅通，局部增加控导措施，增强城区河道与长江的水力联系，促进水体有序流动，通过水资源优化调度，增加城区河道水环境容量，缓解水环境压力，最终实现水环境改善。

（7）承台： C40海工砼；

2018年上半年，中美贸易战爆发。随着贸易摩擦的升级，加上近期美元指数走强，人民币汇率持续下跌，特别是第二季度以来，汇率是跌跌不休。8月份平均汇率与4月份相比跌幅为9.48%。8月24日央行重启逆周期调节因子。当日夜盘收盘在岸人民币对美元较上一日涨750个基点，离岸价涨超过900个基点。近日来人民币汇率中间价也一直在6.85以下振荡。事实再次证明，逆周期调节因子有利于对冲顺周期行为。

（8）封底： C20海工砼；

（9）钻孔桩基：C35海工砼。

4.2 普通钢筋

采用热轧 R235、HRB335、HRB400 钢筋。

4.3 预应力钢筋及锚具

纵、横向预应力钢束采用钢铰线；竖向及横隔板预应力采用JL32mm精轧螺纹粗钢筋；锚具均采用I类优质锚具；纵向和横向预应力孔道采用高密度聚乙烯（HDPE）塑料波纹管，真空辅助灌浆；竖向及横隔板预应力孔道采用Φ内45mm、壁厚3mm钢管。

5 结构设计要点

5.1 通航主桥（如图3所示）

（3）未发现大型活动断裂带穿越，构造相对稳定。

（2）下部结构（详见表 6）

（2）主桥上部结构计算

①纵桥向：结构按全预应力构件设计,纵向结构模型离散图见图5。

图3 主桥纵断面图

图4 主桥箱梁标准横断面图

表4 主桥结构参数表

桥型结构 预应力砼箱梁连续刚构结构体系 四跨连续刚构体系主梁型式 单箱单室直腹板箱梁主梁总宽度（m） 17跨中及端支点梁高（m） 3.5墩顶处梁高（m） 11.0主梁材料 C55海工耐久性砼主墩型式 双薄壁墩墩壁中心距（m） 10m主墩材料 C50海工耐久性砼主墩基础型式 钻孔灌注桩边中跨跨径比 0.556∶1

②横桥向：顶板按部分预应力A类构件设计，横向结构模型离散图见图6。

图6 横向结构模型离散图

③作用效应组合。

组合 I：恒载+汽车+沉降 1（42＃、44＃ 墩变位 1cm）

组合Ⅱ：恒载+汽车+沉降 2（43＃、45＃ 墩变位 1cm）

组合Ⅲ：恒载+汽车+沉降1+温升荷载（体系升温+正温差）

式中：pt+1是第t+1步的输入模；是尺度化因子，E(p0)为繁殖循环初始时刻小扰动的均方根误差，第t步繁殖结束时小扰动的均方根误差。

（1）冷凝器结垢，造成冷冻机制冷量降低冷冻水温度升高，从而空冷塔出口空气温度升高，增大分子筛系统及主换热器工作负荷。

组合Ⅳ：恒载+汽车+沉降1+温降荷载（体系降温+负温差）

图5 主桥结构计算模型纵向离散图

组合Ⅴ：恒载+汽车+沉降2+温升荷载（体系升温+正温差）

组合Ⅵ：恒载+汽车+沉降2+温降荷载（体系降温+负温差）

（8）通航要求：桥下通航5000吨级海轮，通航净高≥38m,通航净宽≥123m（双孔单向），设计通航水位+4.78m。

a.持久状况承载能力极限状态计算：正截面承载能力计算、斜截面承载能力计算；

②100年一遇局部冲刷深度：主墩12.6m～13.8m，辅助墩 9.3m～12.3m，引桥 5.8m～9.6m；

c.弹性阶段构件应力验算：持久状况应力验算、短暂状态构件应力验算。

此外，还对箱梁的弯剪扭截面要求和纵向钢筋的最小配筋率进行了验算。

（3）主桥下部结构,详见表5和图7。

表5 主桥下部结构参数表

墩号 基础形式（m） 墩身形式 墩身尺寸（m） 墩高（m） 承台尺寸（m）42#、46# 15×φ2.8/2.5m钻孔桩 箱形墩 8.5×3.6m壁厚0.8m 38.205 圆端矩形承台32.7m×15.9m 43#～45# 22×φ2.8/2.5m钻孔桩 双薄壁墩 8.5×2m中距10m 32.02433.224 菱形承台34.7m×21.5m

图7 主墩基础及防撞设施

（4）主桥墩身结构计算

主墩墩身截面验算由 “永久作用+汽车+汽车制动力+体系降温+负温差+风荷载（常遇，桥面风速25m/s）”顺桥向裂缝控制设计。

交界墩墩身截面验算由 “永久作用+温度影响力/支座摩阻力+风荷载（100年一遇）”顺桥向强度控制设计。

5.2 引桥

（1）上部结构

采用50m跨径现浇箱梁，斜腹板单箱单室截面：顶宽 17m，底宽 7.5m，梁高 3.1m，翼板宽 4m，高跨比为 1/15.625。详见图8。

(7)矿区范围内居民饮用水主要来自井泉等，煤炭开采会破坏煤层上覆含水层，进而造成部分井泉水漏失，影响当地居民饮用水和农田灌溉。

最后，林产品国际贸易保护主义将有抬头的迹象。目前，在各国贸易与合作相互依存和深度融合的同时，劳动保障、双反、进口关税等传统贸易保护措施以及政府采购、自动配额等新型贸易保护措施有增无减;主要经济体组织排他性的区域自由贸易协定(如泛太平洋经济伙伴关系协定和跨大西洋贸易与投资伙伴协议等)并力争主导权已经成为贸易保护的新手段。另外，绿色环保运动在推动负责任林产品贸易发展的同时，也存在贸易保护主义隐忧，如各国相继出台并强化了一些政策措施，努力打击非法采伐和相关贸易;但这些措施如被过度运用，可能带来新的贸易保护主义，势必会给林产品贸易增加成本负担，影响贸易的便利化。

图8 引桥主梁横断面图

表6 引桥下部结构参数表

12#、13#6.0×2.4m 9.495、9.705 59#～62# 6.0×2.4m 25.885～23.202 及 6.006 14#4×Φ2.2m钻孔桩墩台号 基顾形式(m) 墩身形式 墩身尺寸(m) 墩高范围(cm) 承台尺寸(m)0#、6# U 台、扩大基础1#～11#4×Φ2.0m钻孔桩 实体花瓶墩6.0×2.0m 4.205～8.955 8.4m×8.4m 21#～28# 15.156～24.535 51#～58# 箱形花瓶墩 6.0×3.4m壁厚 0.8m 36.685～27.190 19#、20# 4×Φ2.5m钻孔桩实体花瓶墩 6.0×2.4m 9.9671 9.3m6×9.3m实体花瓶墩 6.0×2.4m 13.046、14.084 29#～38# 箱形花瓶墩 6.0×3.4m壁厚0.8m 25.840～37.990 50# 37.990 15#～18# 6×Φ2.5m钻孔桩10.5×9.7m实体花瓶墩 6.0×2.4m 10.334～12.186 39#～41# 箱形花瓶墩 7.3×3.4m壁厚0.8m 39.340～41.996 47#～49# 41.996～39.340 16.8m×9.2m

6 耐久性设计要点

（1）规范和标准

由于国内尚无成熟的规范和标准，本项目耐久性设计主要借鉴及参考：

①国内几座已建或在建的跨海大桥如杭州湾大桥、东海大桥等重点工程的耐久性设计经验。

②规范或标准

a.《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/T B07-01-2006）；

b.《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（CCES01-2004）；

c.《公路工程水泥混凝土外加剂与掺合料应用技术指南》（部颁）；

d.《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275-2000）；

e.《海港工程钢结构防腐蚀技术规定》（JTJ 230-89）等。

（2）环境作用等级（详见表7）

（3）砼强度等级及主要技术指标表（详见表8）

表7 环境作用等级表

环境条件作用等级 高程(m)轻度盐雾区离平均水位15m以上的海上大气区，离涨潮岸线100m外至300m内的陆上室外环境D 15.2以上大气区重度盐雾区离平均水位上方15m以上的海上大气区，离涨潮岸线100m内的陆上室外环境E 7.5～15.2潮汐区和浪溅区，南方炎热地区 F -4.00～7.5水下区 D -4.00以下土中区 D 海底以下

表8 砼强度等级及主要技术指标

主要工程部位 环境分区 环境作用等级 砼强度等级 混凝土氯离子渗透系数(12W龄期）桩基 水下区水位变动区 F、D C35 ≤2.5×10-12m2/s承台 水位变动区浪溅区 F C40 ≤2.5×10-12m2/s引桥桥墩主桥交界墩浪贱区大气区 F、E、D C40 ≤1.5×10-12m2/s主桥主墩 浪贱区大气区 F、E、D C50 ≤1.5×10-12m2/s引桥箱梁 大气区 D、E C50 ≤1.5×10-12m2/s主桥箱梁 大气区 D、E C55 ≤1.5×10-12m2/s

（4）防腐措施

①隔绝或减轻环境因素对混凝土的作用。

②控制混凝土开裂：上部结构全部按全预应力混凝土结构设计；裂缝宽度在浪溅区和水位变动区不大于0.1mm，水下区不大于0.2mm，其余区段不大于0.15mm。

③加大砼保护层厚度：表面涂装、添加阻锈剂、牺牲钢护筒、透水性模板，详见表9。

表9 砼保护层厚度

结构部位 所在的环境分区 保护层厚度箱梁 大气区（轻、重度盐雾区） 4 0 m m桥墩 浪溅区、大气区 7 5 m m承台 水位变动区、浪溅区 8 5 m m钻孔桩 水位变动区、水下区、土中区 8 5 m m

④钢结构防腐蚀速率：大气区0.10mm/年，浪溅区0.35mm/年，水位变化区、水下区0.16mm/年，土中区0.05mm/年。

⑤钢结构防腐蚀措施（详见表10）

表10 钢结构防腐措施

主桥钢护筒桩顶带肋护筒进行环氧粉末涂层桩顶带肋护筒进行阴极保护引桥钢护筒桩顶段采用2 0 m m厚钢护筒桩顶段采用钢护筒进行涂层防护预应力束塑料波纹管真空辅助压浆

7 结束语

平潭跨海大桥与杭州湾、胶州湾跨海大桥相比，其长度不及它们的一个零头。但是，平潭大桥的特殊地理位置，是全国所有跨海大桥所不能比拟的。它标志着祖国大陆距台湾最近的平潭岛，告别了“风潮阻渡”的历史，从此跨入了大桥时代，是通往一个崭新未来的里程碑。同时，本项目的成熟经验可以为以后的类似工程提供借鉴和参考。