永宁大桥 防撞设施施工图设计说明

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永宁大桥 防撞设施施工图设计说明

一  项目概况

温州市域铁路 S3 线附属配套工程（瑞安段），起点位于瑞安和瓯海分界线处，高架部分 终点和 S3 线一期工程终点一致，位于瑞安江南新区，322 国道以南约440m 处。地面道路实 施终点为 322 国道交叉口。路线总长度约 16.7km，其中南山隧道利用段约 2km，永宁大桥跨 江段约 1.1km。本项目集市域铁路、快速路、一级公路、慢行系统、市政管线过江等功能于 一体，采用双层桥梁建设。

二  设计依据

（1）  瑞安市发展和改革局关于温州市域铁路 S3 线附属配套工程（瑞安段）永宁大桥项目 建议书的批复（瑞发改投[2021]318 号）

（2）  瑞安市发展和改革局关于温州市域铁路 S3 线附属配套工程（瑞安段）永宁大桥可行 性研究报告的批复（瑞发改投[2021]319 号）

（3）  瑞安市发展和改革局关于温州市域铁路 S3 线附属配套工程（瑞安段）永宁大桥初步 设计的批复（瑞发改投[2021]327 号）

（4）  《温州市域铁路 S3 线附属配套工程（瑞安段）第 SJ01 标段项目合同协议书》

（5）  《温州市域铁路 S3 线附属配套工程（瑞安段）第 SJ01 标段初步设计文件》（2021 年 08 月）

（6）  《温州市域铁路 S3 线附属配套工程（瑞安段）第 SJ01 标段地质勘查报告》

（7）  《温州市域铁路 S3 线附属配套工程（瑞安段）第 SJ01 标段施工图设计工作大纲》

（8）  《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》 (2007 年版)

（9）  《公路工程特殊结构桥梁项目设计文件编制办法》 (2015 年版)

（10） 《铁路建设项目预可行性研究、可行性研究和设计文件编制办法》（TB 10504-2018）

（11） 相关专题研究成果

三  设计范围

桥梁设计范围：主线公轨合建段起点接地铁S2/S3线东山站，上层快速路里程范围为 K21+122.358m~K21+707m;下层轨道S3线里程（左线）范围为ZK27+147.993m~ZK27+732.656m；

下层一级公路北岸引桥里程范围为K21+577m ~K21+707 m；上层城市快速路下行A匝道里程范 围 为 AK0+208.6m ~  AK0+673.60 m ； 上 层 城 市 快 速 路 上 行 B 匝 道 里 程 范 围 为 BK0+93.8m~BK0+558.8m。

地面道路设计范围：瑞光大道（K21+027.825 ）~滨江大道（K21+724.727），共计 696.902m。

四  设计规范

（1）  《公路桥梁抗撞设计规范》（JTG/T 3360-02—2020）

（2）  《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2015）

（3）  《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362—2018）

（4）  《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG 3363-2019）

（5）  《纤维增强塑料性能测试方法总则》（GB 1446-2005）

（6）  《夹层结构或芯子吸水性试验方法》（GB/T 14207-2008）

（7）  《玻璃纤维增强热固性塑料耐化学介质性能试验方法》（GB/T 3857-2017）

（8）  《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205-2020）

（9）  《钢结构施工规范》（GB 50755-2018）

（10） 《紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》（GB/T 3098.6-2014）

（11） 《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》（JTS 153-3-2007）

（12） 《低合金高强度结构钢》（GBT 1591-2018）

（13） 《港口与航道水文规范》 (JTS 145-2015)

五  主要技术标准

5.1  快速路/铁路/公路

道路等级：上层城市快速路、下层市域铁路、下层一级公路及辅路

设计速度：上层80km/h、下层铁路140km/h、公路60km/h

车道：上层双向六车道、铁路双线、下层公路双向四车道

设计洪水频率：1/300

设计基准期：100年

环境条件： Ⅰ类-一般环境

桥梁设计安全等级：一级

抗震设计标准：桥梁抗震设防烈度为 6 度，水平向设计基本地震动加速度峰值为 0.05g

5.2  通航标准

最高通航水位：+4.77m

最低通航水位：-2.90m

5.3  船撞标准

根据《温州市域铁路 S3 线与温瑞大道快速路公轨共建桥梁（永宁大桥）航道通航条件 影响评价报告》（浙江鸿海工程勘察设计有限公司，2020.6），永宁大桥选用 3000 吨级海 轮作为主通航孔的通航代表船型，选取 500 吨级海轮货船作为副通航孔的通航代表船型。

表1  代表船型尺度表

船型	船型尺度（m）
	总长	型宽	型深	满载吃水
3000吨级集装箱船	106	17.6	8.7	5.8
500吨级海轮货船	49	9	/	3.5

六  主要材料

6.1  混凝土

混凝土采用C50，其技术标准应符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG 3362-2018），配制混凝土所采用的水泥、砂、石、水等材料及混凝土的配合比、拌制、 运输和浇筑应严格按照《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T 3650-2020）执行，并应符合规范  所规定的质量检验及质量标准。

6.2  钢筋

普通钢筋采用符合《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》 (GB1499.2－2018)标准 的HRB400钢筋。钢筋连接、保护层厚度、弯钩长度应满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土 桥涵设计规范》（JTG 3362-2018）、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T 3650-2020）、《钢筋焊 接及验收规程》（JGJ 18-2012）、《钢筋机械连接技术规程》（JGJ 107-2016）的要求。

钢板采用Q355C钢板，性能应符合《低合金高强度结构钢》（GB/T 1591-2018）的要求。

6.4  连接螺栓

连接螺栓均采用A4L-70，应符合《紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》（GB/T 3098.6-2014）要求。

6.5  复合材料

复合材料防撞设施采用的玻璃纤维树脂基增强材料、聚氨酯泡沫材料，其技术标准应满 足相关规范标准要求，其建造工艺应参考玻璃钢/复合材料船艇规范进行。相关材料的主要 物理及力学性能应满足下表要求。其检测应按相应标准执行。

表2  防撞设施用材物理及力学性能要求

项目	指标	要求
1  外壳 玻纤增强材料	密度	≥1800kg/m3
	拉伸强度	≥300MPa
	压缩强度	≥250MPa
	弯曲强度	≥250MPa
	剪切强度	≥50MPa
	拉伸模量	≥18GPa
	吸水率	≤0.5℅
	树脂含量	＜50%
	外壳巴氏硬度	≥45
	断裂延伸率	≥2%
2  内壳及格构腹板 玻纤增强材料	拉伸强度	≥250MPa
	拉伸模量	≥12GPa
	断裂延伸率	≥2%
	其它未述指标	参见项目①
3  夹芯  聚氨酯泡沫	密度	≥40kg/m3
	平压弹性模量	≥3.0MPa
	剪切强度	≥0.15MPa
	平压强度	≥0.15MPa
	吸水率	≤2℅

6.3  钢板

七  防撞结构设计

7.1  防撞船型和船撞力标准

本项目防撞船型、防撞速度和船舶撞击力标准见表。

表3    船舶撞击力标准

桥墩	代表船型	撞击速度 (m/s)	未设防时 船撞力标准 （MN）		设防后 船撞力标准 （MN）
			横桥 向	顺桥 向	横桥 向	顺桥 向
Z02墩	500吨级海轮	1.69	4.99	2.50	4.74	2.37
	100吨级海轮	1.4
Z03墩	500吨级海轮	3.71	9.73	4.87	9.24	4.62
Z04墩	500吨级海轮	3.71	13.18	4.72	12.52	6.26
	3000吨级集装箱船	1.81
Z05、Z06 墩	3000吨级集装箱船	3.85	27.91	13.96	26.51	13.26
Z07墩	3000吨级集装箱船	2.42	18.62	9.31	17.69	8.84
	100吨级海轮	1.4
Z08墩	3000吨级集装箱船	1.5	10.92	5.46	10.37	5.19
	100吨级海轮	1.4

7.2  防撞结构设计

大桥Z02~Z08号墩承台设置防撞设施。承台侧设置复合材料护舷，护舷沿承台侧分散式 布置，每块护舷间隔约500mm。承台顶平面均布若干钢管混凝土立柱。当小型船舶跨越承台 撞向桥墩时，立柱保护桥墩免受损伤。

防撞护舷典型截面呈多层梯形状，由内外壳、格构腹板、聚氨酯泡沫等构成。内外壳及 格构腹板均为玻纤增强复合材料，具有较好的变形能力。当撞击发生时，外壳发生大变形， 带动内部夹芯发生变形消能，达到保护船舶和承台的作用。防撞设施整体综合密度约为 300kg/m3。

护舷表面采用桔红色油漆，立柱表面采用灰黄相间警示漆。

八  加工及技术要求

防撞设施内外壳体、格构腹板与聚氨酯闭孔泡沫芯材采用一次整体成型以保证其整体结 构受力性能，格构腹板禁用预制填入式格栅板。防撞设施玻纤增强材料生产用树脂应采用间 苯级不饱和聚酯树脂或乙烯基酯树脂，不得使用邻苯级不饱和聚酯树脂；防撞设施玻纤增强 材料生产用纤维布禁用单向纤维布。防撞设施主体结构加工精度必须满足如下要求：单个护 舷结构尺度误差不得超过5mm、结构不平顺度误差不得超过5mm。

九  防腐要求

正常使用条件下，防撞设施使用年限不得小于30年。为使防撞设施达到设计寿命，应充 分考虑防腐要求和防紫外老化要求。要求所选用的热固性树脂具有良好的耐候性，并添加紫 外线吸收剂，且制造时需充分包裹在复合材料面层内部，保证防撞体具有长期可靠的防腐使 用寿命。同时要求树脂对周围水域不产生污染。复合材料耐腐蚀性能应按《玻璃纤维增强热 固性塑料耐化学介质性能试验方法》（GB/T 3857-2005）的相关规定执行。复合材料吸水性 能应按《夹层结构或芯子吸水性试验方法》（GB/T 14207-93）相关规定执行。

十  施工注意事项

（1）  防撞设施施工前，相关预埋件应预埋到位。

（2）  立柱宜与承台同步施工。

（3）  安装过程宜缓慢进行，确保安装准确。

（4）  安装过程中应注意保护护舷不受损伤。

（5）  安装时应采取临时固定措施，确保安装精度。

（6）  护舷体积较大，且是异型构件，须寻找起吊平衡点，使之能顺畅地起吊及对接。

（7）  护舷在起吊安装过程中应避免点或线局部受力，宜采用柔性吊带起吊安装。

（8）  对所有的施工机械应进行安全检查，必须达到施工要求，且能安全、正常的运行。

（9）  施工人员进场施工须戴安全帽、穿救生衣。

十一  碰撞损伤维护与更换

（1）  碰撞发生，防撞设施局部损伤。此时须及时通知原承包单位进行现场评估，查看防 撞设施各细部构件的损坏情况，根据损伤情况采取相应的修复措施。

（2）  碰撞发生，防撞设施大范围变形或损坏。此时应及时通知原承包单位进行现场评估， 并对损伤单体进行更换处理。

十二  其它

防撞设施属于二次招标产品。本设计图对防撞设施的总体方案、外形尺寸、关键构成部 件、材料、关键构造细节进行了设计，其它未明确细节需中标单位根据大桥实际情况在本设 计图的基础上进行二次深化设计确定。深化设计需忠实继承本设计图的思路，不得随意变更 本图已明确的细节，相关设计图纸应经设计确认认可后方可加工制造。另中标方还需依据深 化设计图纸制定详细的安装方案及后期维护保养说明书。