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1、第十一届北京市大学生建筑结构设计竞赛B组赛组(桥梁方向)一、背景当今世界正发生复杂深刻的变化,国际金融危机深层次影响继续显现,世界经济缓慢复苏、发展分化,国际投资贸易格局和多边投资贸易规则酝限深刻调整,各国面临的发展问题依然严峻。在这样的国际大背景下大背景下,我国提出了一带一路的新倡议。共建一带一路顺应世界多极化、经济全球化、文化多样化、社会信息化的潮流,秉持开放的区域合作精神,致力于维护全球自由贸易体系和开放型世界经济。而粤港澳大湾区作为我国沿海开放前沿,以及一带一路的重要位置,也成为了发展的重中之重。基于一带一路,倡议与粤港澳大湾区发展规划纲要的全局发展要求,本次竞赛以共建一带一路新征程为
2、发展契机,以某跨河景观桥梁设计为赛题,推动一带一路与粤港澳大湾区发展服务国家大局。二、题目某跨河景观桥梁设计三、设计资料(一)工程概况1.交通需求本项目位于中国南方甲市市域内,该城市属于亚热带气候,水网密布,长夏无冬,日照充足,雨量充沛,温差振幅小,季风明显。甲市经济发展处于国内先进水平,产业体系完备,集群优势明显,经济互补性强,对于道路交通的发展具有较高的目标和要求。甲市市内某快速路作为一条重要的交通干道,其东端与高速公路衔接,终点与国道相连,是甲市对外交通的重要通道。该快速路的建设,服务于甲市西部经济开发区,带动西部沿线地区的发展,形成了西部经济开发区与市中心区的联系通道。总的来说,为了满
3、足甲市对于优化人口布局与结构、高效利用土地资源、优化城市功能和产业布局、优化中心城市交通体系的不同程度需求,本快速路的建设十分必要。2.跨越障碍需求(标高控制条件)拟建某跨河桥桥位处为一三角洲河汉,西侧为A河流,东侧为B河流,中心三角洲宽度约250米,桥区地势平坦,视线开阔。拟建桥位处现况A河道宽度约240米,航道等级III级,一孔双向通航净宽为150米,净高10米,设计最高通航水位2.93米(甲市基),洪水重现期为20年;B河道宽度约90米,航道等级为IV级,通航净宽40米,净高6米,洪水重现期为5年。图1项目位置图3河道断面图3.该桥周边环境条件:桥梁建设范围为河道用地。(一)拟建场地工程
4、地质条件场地属河流冲积平原区,工程场地位于河岸及河床上,A、B河水深4m6m,河底淤泥厚为0.4m,水面高程2.93m,该场地上部第四系土层,按其工程特征、成因类型和沉积层序可分为第四系填土层(Qm1)、第四系种植土层(QPd)、第四系冲积层(Qa1)、第四系残积层(Qe1);下伏基岩为白垩系泥岩。现自上而下,将各岩土层的主要特征分述如下:1.填土层(QmDI层素填土素填土:褐黄色,稍湿饱和,松散,主要由中、细砂填积而成。场区分布于河道两岸,厚度:1.302.90m,平均1.86m;层底标高:0.101.33m,平均0.85m:层底埋深:1.30-2.90m,平均1.86mo2.种植土层(Q4
5、pd)2层种植土种植土:黄灰色,湿,软可塑,由粘粒、粉粒、及少量砂粒组成,见植物根径。场区分布于河道两岸种植区,厚度:0.601.00m,平均0.78m;层顶标高:1.122.36m,平均1.55m;层顶埋深:0.00m3.冲积层(Qal)本层主要属河流相冲积层,层面有一定起伏、厚度变化较大,土性较为复杂,在勘察场地内,根据颗粒组成,状态特征及沉积层序,从上而下划分为8个亚层(包括夹层)。3-1层亚粘土亚粘土:厚度:0.702.20m,平均1.28m;层顶标高:0.321.36m,平均0.92m;层顶埋深:0.70L40m,平均0.97m。3-2层中细砂中细砂:厚度:0.70-2.20m,平均
6、1.28m;层顶标高:-2.72LIOm,平均-0.53m;层顶埋深:1.407.10m,平均3.99m。3-3层淤泥、淤泥质土淤泥、淤泥质土:厚度:1.8014.8Om,平均7.87m;层顶标高:-12.280.85m,平均-2.97m;层顶埋深:0.6014.20m,平均5.90m。3S层中细砂中细砂:厚度:1.205.10m,平均2.36m;层顶标高:-10.62-0.05m,平均-3.98m:层顶埋深:1.5015.00m,平均6.58m。3-4层中细砂中细砂:厚度:1.003.00m,平均1.90m;层顶标高:684-5.34m,平均-5.29m;层顶埋深:8.2010.00m,平均
7、8.90m。3-5层淤泥、淤泥质土该层本场区缺失。3-6层亚粘土该层本场区缺失。3-7层中粗砂中粗砂:厚度:0.508.10m,平均3.40m;层顶标高:-16.62-8.64m,平均-13.72m;层顶埋深:11.0021.00m,平均16.57m。4.残积层(Qel)4层亚粘土该层本场区缺失。5.基岩:白垩系泥岩(K)本场地所揭露的基岩为白垩系泥岩,根据岩石风化程度及产出特征划分为4个亚层,由上而下分述如下:5-1层全风化泥岩全风化泥岩:厚度:1.001.30m,平均1.15m;层顶标高:-6.44-5.64m,平均-6.04m;层顶埋深:8.809.60m,平均9.20m。5-2层强风化
8、泥岩强风化泥岩:厚度:0.706.20m,平均2.46m;层顶标高:-17.66-6.24m,平均-8.39m;层顶埋深:9.4021.80m,平均11.61m。5-3层弱风化泥岩弱风化泥岩:厚度:1.0013.20m,平均3.67m;层顶标高:-18.36-8.64m,平均-14.66m;层顶埋深:ll.8022.50m,平均17.59m。5-4层微风化泥岩微风化泥岩:揭露厚度:16.3024.00m,平均20.36m;层顶标高:-24.56-10.34m,平均-18.43m;层顶埋深:13.5028.70m,平均21.36m。6.基岩夹层5-4T微风化泥岩夹层:厚度:3.00m;层顶标高:
9、-15.34m;层顶埋深:18.50m。场区内地表水系较发育,鱼塘广布,主要为A河、B河;两河流河面宽度约30Om和120m,水深约46m,因临近江口,水位受潮汐影响,勘察期间,测得最大潮差约3m。土层的具体空间分布形态详见工程地质剖面图。()水文地质条件概述场区地下水属第四系松散层孔隙潜水。地下水位受河流水位、季节、大气降水等因素影响会有所升降,与A河河水为互相补给排泄关系。环境类型为11类,场区浅层地下水对混凝土结构有微腐蚀性,在干湿交替环境中,对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性;地基土对混凝土结构有微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。A、B河内河水对混凝土结构有微腐蚀性,对钢筋
10、混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性。(四)工程抗震设计基本条件1.地震影响基本参数依据建筑抗震设计规范(GB50011-2010)(2016年版),拟建场地抗震设防烈度为Vn度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为第一组。2.场地类别依据建筑抗震设计规范(GB50011-2010)第4.1.1条,该场地位于河岸边缘,且轻微液化,为对建筑抗震不利地段。场地覆盖层厚度大于50m,该场地类别为II类,设计特征周期为O35s。3.地震液化判别依据公路桥梁抗震设计细则JTG/TB02-0I-2008第4.3条第4.3.5条,最高地下水位埋深按2.0m考虑,用标准贯入试验法对场地内进行液化判别,综合
11、判定本场地属轻微液化场地。(五)技术标准1桥长要求:桥梁总长不小于670m;2.宽度要求:道路横断面为四幅路形式,机动车道数为四上四下。所对应道路全宽30.2m,详见附图所示“3.设计荷载:城市A级;人群荷载:依据城市桥梁荷载标准,按加载长度取值,局部分析时不小于5.OKNZm24.桥面上下缘温差IoC,体系升温20C,降温.20C。ttKm)eEA曰事SI35”1i堵55再Wrn)弓8Rft2S自ZC图4工程地质剖面图(横向1:500纵向1:200)5.地震基本烈度:该拟建场地抗震设防烈度为Vn度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.10g。6.桥下净空:A河道为IIl级航道;B
12、河道为IV级航道,巡河路净空4.50米7.防洪标准:按三百年一遇设防。8.设计不均匀沉降值:0.01米。9.桥面纵坡与横坡:详见河道断面图10安全等级:一级;11设计基准期:100年;12.设计车速:80kmh;13.投资造价:不超过4.5亿元。1510_80_1510图5桥梁横断面图(六)设计依据1.城市桥梁设计规范(CJJ11-2011)(2019年版);2.城市桥梁抗震设计规范(CJJ166-2011);3.城市桥梁桥面防水工程技术规程(CJJI39-2010)4.混凝土结构设计规范(GB50010-2010)(2015年版)5.钢结构设计标准(GB50017-2017);6.公路钢筋混
13、凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)7.公路工程技术标准(JTGBOI-2014);8.公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015);9.公路工程结构可靠性设计统一标准(GB50283-2008);10.公路钢结构桥梁设计规范(JTGD64-2015);11.公路钢管混凝土拱桥设计规范(JTG-TD65-06-2015);12.公路桥涵地基与基础设计规范(JTGD63-2019);13.公路工程抗震规范(JTGBo2-2020);14.公路桥梁抗震设计细则(JTG/TB02-01-2020):15.公路桥梁抗风设计规范(JTG/T3360-012018):16.公路桥梁
14、伸缩装置(JT-T327-2016);17.公路工程水文勘测设计规范(JTGC30-2015);18.公路工程地质勘察规范(JTGC20-2016)19.公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件(JT-T722-2018);20.道路交通标志和标线(GB5768-2017);21.工程建设强制性条文;22.城市桥梁工程施工与质量验收规范(CJJ2-2018)23.市政公用工程设计文件编制深度规定(2013年版)(中华人民共和国住房和城乡建设部2013年4月10日,建质201357号)四作品设计要求(一)总体要求本次比赛桥长不做严格限制,但应满足跨越基本需求。建筑设计时需考虑本桥为地处河道的景观桥,桥梁的
15、建筑艺术应与周围环境相协调。主体结构的造型要简洁明快通透,附属结构(栏杆、照明等)要兼具美观与实用性。完整的说明书内容如下:外型设计的建筑风格,桥梁外部装饰特点,桥梁与周围环境的协调性。为保证评委有充分的时间进行桥梁方案的审定,请各位在正式比赛前一周,提交建筑设计说明书、结构设计说明书PDF版(最终版),参赛当天结构方案、结构形式、重要结构计算不允许有较大的改动,建筑设计说明书、结构设计说明书允许有少量的文字修改。(二)建筑设计内容1.方案比选:考虑桥梁的建筑艺术应与周围自然景观协调,根据经济、安全、美观、实用的原则综合考虑,选择23个桥型方案,从造价、工期、施工难易度、耐久性、建筑效果、环境保护等各方面综合比较,