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文档简介
合铜路(肥西上派-庐江县城南外环线)建设工程初步设计 说明书第六章 桥梁、涵洞安徽省交通规划设计研究院 101一、桥涵设计原则1、根据本项目建设条件和特点,桥涵型式的选择遵循“结构安全、技术先进、适用耐久、经济合理”的原则。同时考虑施工便利、舒适和谐、生态环保的要求。2、桥位选择在服从路线总体走向的基础上,将路线布置与桥梁方案有机地结合起来,路桥综合考虑;同时要加强工程地质勘察和横断面测量,认真分析各种不利工程地质状况对桥位选择,孔跨布置、结构形式等的影响。3、桥梁、涵洞的设置应结合农田基本建设考虑排灌的需要,以尽量不改变现有河流自然状态、不降低原有沟渠使用功能,充分考虑沟渠泄洪及灌溉的需要,尽可能顾及群众生产、生活方便为原则。4、桥梁上部尽量采用预制构件,以便桥梁上、下部能平行作业,利于加快施工进度,确保工程质量、降低工程成本,缩短工期。5、桥梁布孔避免盲目追求大跨径,应结合河流所在地区地形、地质条件以及上下游现有桥梁孔径布置等综合考虑,做到排水通畅,结构安全,符合排洪救灾的要求。6、树立保护环境的理念。根据山区地形、地物特点,桥梁选型和孔跨布置应充分考虑上下部结构的协调及与周围环境的协调。桥梁设计充分考虑桥梁结构类型的选择、施工方法(基础开挖、预制场地等)的确定等对周边环境的影响,特别重视保护自然环境,避免采用不合理的桥梁结构造成对山体的大填大挖。7、结构设计充分考虑构件的“可检测、可维护、可更换”。8、涵洞的设置结合农田基本建设考虑排灌的需要,以尽量不改变现有河流自然状态、不降低原有沟渠使用功能,充分考虑沟渠泄洪、灌溉的需要,尽可能顾及群众生产、生活方便为原则。二、 技术标准的采用情况1、桥涵设计依据及主要技术标准公路工程技术标准JTG B01-2003。公路路线设计规范JTG D20-2006。公路路基设计规范JTG D30-2004。公路工程水文勘测设计规范JTG C30-2002。公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004。公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011。公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004。公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007。公路桥梁抗震设计细则JTG/T B02-01-2008。 部颁公路桥涵加固设计规范JTG/T J22-2008。2、汽车荷载:公路级。3、地震动峰值加速度:项目区地震动峰值加速度分区属于0.10g,按照公路工程技术标准的相关规定,除有特殊要求外,可采用简易设防。4、设计洪水频率:特大桥为1/300,大、中、小桥及涵洞均为1/100。5、桥面净宽:城市路段路基宽度60m,桥梁分四幅建设:12m(桥梁断面)+3.5(中分带)+13m(桥梁断面)+3m(中分带)+ 13m(桥梁断面)+3.5m(中分带)+ 12m(桥梁断面);其余路段桥梁全宽24.5m,其中城镇路段硬路肩改为人行道设置。对于老路段;老桥直接作为半幅利用,同时新建半幅,两幅桥完全独立。为满足通信、监控光缆布设的需要,整体式路段桥梁在路中心处预留0.5米空隙,以利管线有足够的空间从台后穿过。6、桥上护栏:本项目16m及以下跨径桥梁外侧护栏采用波形梁护栏,内侧采用墙式护栏;16m以上跨径桥梁内外侧均采用墙式护栏。老桥拆除原护栏和铺装,重新按新建标准预制护栏。7、桥头搭板:为避免桥台与桥头路基沉降差引起的桥头跳车,所有新建桥梁均设置桥头搭板,桥头搭板宽与行车道同宽,搭板长度视台后填土高度及地质情况确定,一般情况下台后填土高度小于6米的采用5米搭板,台后填土高度大于等于6米的采用8米搭板。8、桥面铺装:新老桥均采用10cm沥青混凝土+防水层+10cmC40防水混凝土调平层,桥面混凝土铺装层内采用D10绑扎钢筋网,纵横向间距均为10cm。9、新建涵洞与路基同宽,主要结构形式为钢筋砼圆管涵、钢筋砼盖板涵。进出口型式为八字墙、一字墙、挡墙洞口。部分老盖板涵功能满足要求,外观质量较好,加固接长后再利用。老涵维持原有孔径接长,一般为原结构形式、孔径接长。施工期间,涵洞接长时考虑与路基施工相互配合完成。10、本设计路段涵洞主要结构形式为钢筋砼圆管涵、盖板涵。进出口型式为八字墙、一字墙、竖井洞口。三、沿线桥涵分布情况1、沿线桥梁设置特大桥 1 座:共长1581m; 大桥1座:共长313m; 中小桥19座:共长781.88 m;老路利用段老桥总数为14座,具体见下表: 老路利用段老桥设计情况一览表结构类型及数量处理措施大桥中桥小桥拆除重建126利用022废弃0012、沿线涵洞设置沿线涵洞设置情况一览表圆管涵新建27小计:164道总计:241道拆除重建119接长利用18盖板涵新建15小计:77道拆除重建53接长利用9四、桥梁设计(一)、桥梁抗震设计情况根据中国地震动参数区划图(GB183062001),本路段的地震动峰值加速度为0.10g,以中等强度地震活动为主,且频度较低,区域内未发现区域性活动断裂。本项目为改扩建项目,桥梁改扩建时,考虑到可实施性,原有桥梁不再进行抗震细节设计,新建桥梁按照公路工程抗震设计规范进行抗震细节设计。具体措施如下:1、对于简支梁桥,简支梁梁端至墩、台帽或盖梁边缘保持一定的距离。其最小值a(cm)按下式计算:a70+0.5L。L表示梁的计算跨径(m)。2、对于上部结构连续的桥梁,各桥墩高度宜尽可能相近。相邻桥墩高度相差较大导致刚度相差较大的情况,宜在刚度较大的桥墩处设置活动支座或板式橡胶支座。3、一联桥梁中,不宜在梁桥的矮墩上设置固定支座,矮墩宜设置活动支座或板式橡胶支座。4、桥台背墙应适当加强,并在梁与梁之间和梁与桥台背墙之间加装橡胶垫或其他弹性衬垫,以缓和冲击作用和限制梁的位移。5、桥梁梁板侧向采用挡块、螺栓连接或钢夹板连接等防止纵横向落梁的措施。6、对建设场地进行专门的地震安全性评价。(二)、桥梁耐久性设计及措施根据“耐久适用”的要求,考虑“便于养护”因素,桥涵设计加强了提高结构的耐久性的措施,体现“节约型交通”和“可持续发展”的设计原则。桥梁结构作为公路系统的一个子系统,应将桥梁结构放到桥梁公路自然经济社会的大系统中去考虑,不但要统筹桥梁与公路内部的关系,还要统筹建设、运营、养护的关系。本项目桥涵设计主要从以下几方面对结构的耐久性加强了设计:1、构件本身的耐久性:本项目在进行桥梁设计时重点关注了桥梁的耐久性设计,上部结构尽量选取预应力构件,标准跨径的上部结构选用刚度大、耐久性好的预应力混凝土小箱梁;桥墩采用圆柱式墩,尤其是对于处于河道中的桥墩,考虑到冲刷的影响,对桩基础顶部2米范围内要求采用钢护筒施工,桩基施工结束后钢护筒不拆除。2、应用高性能混凝土:对于大桥或重要桥梁尽可能采用高性能混凝土。高性能混凝土中加入了比水泥颗粒小约100倍的胶凝材料如微硅粉、优质粉煤灰,并采用高效减水剂使混凝土可以采用较低的水灰比以及良好的养护条件。其结果是减小了骨料与胶凝材料间的间隙,使其粘结强度提高,在混凝土整体强度提高的同时,密实度增加,混凝土自身抗渗性提高,从而可大大提高混凝土的耐久性。3、增加混凝土保护层厚度:混凝土保护层的主要作用是防止梁板内钢筋锈蚀。结构内钢筋的混凝土保护层最小厚度,应根据环境类别及混凝土强度来确定,同时也与混凝土的施工工艺相联系,采取适当合理的设计和施工方法,以保证结构在应有的使用寿命期内,其功能保持完好。本项目桥梁构件的保护层适当加厚,以延缓因砼碳化而引起的钢筋锈蚀,从而使结构的耐久性得到加强。4、构件的可维修、可更换性:桥面铺装按三层结构设置,即沥青混凝土+防水粘结层+混凝土调平层,这种分层设置方式可以增加桥面铺装的可更换性,增加桥面的防排水性能,避免桥面水渗入梁体引起钢筋锈蚀。对于附属构造在桥梁运营过程中容易出现劳损、破坏的部分,充分考虑物件的耐久性和可更换性,降低养护费用,简化养护程序。如对全线桥梁的支座垫石进行了加高,垫石最小高度均大于10cm,为后期支座的更换预留了操作空间;对伸缩缝的型钢及构造型式进行了适当优化,便于构件的更换及维护。(三)、沿线水系及水文概况、特征,农田水利设施与桥涵设置位置及孔径选择的关系1、沿线水系及水文概况、特征项目区域属亚热带湿热季风气候区,区内总的气候特征:气候温和、四季分明、雨量适中、日照充足,无霜期较长。项目区域内雨量较充沛,多年平均降水量989.31153.6mm,各地年际降水量变化较大,58月降水量较大,约占全年降水量的5060%,12月至翌年1月降水量最少。项目区域内河流属长江水系。区域内人工沟渠交错,水网密布,构成较为发达的地表水系。路线沿线河流主要有杭埠河、潜南干渠等。杭埠河:古称龙舒水、南溪,清代称前河、巴洋河。1949年舒城县人民政府定名为杭埠河,沿用迄今。杭埠河以晓天河为上源,出岳西县境大别山区的猫耳尖(海拔1415米)东麓,东北流,经白果、姚河,至南岳畈左纳龙井河;折东流至晓天镇,右纳双河、黄河;折北流至大河口;过桃溪大桥后,续东流经新仓、三河镇,于大潭湾汇入杭埠河,全长117.5公里,流域面积2080平方公里。根据安徽省长江流域主要河流航道规划、合肥港总体规划,杭埠河航道将由现状级改造提升至级航道。潜南干渠:潜南干渠全长46.8公里,属于淠史杭灌区组成部分,位于肥西县中部丘陵岗区,西接淠河总干渠,东止于五十埠村,灌溉面积60余万亩。根据安徽省内河通航标准,该干渠为级航道,属于季节性航道。2、农田水利设施与桥涵设置位置桥位选择原则上服从路线总体走向,但桥位处纵断面受水位控制,桥梁布跨时以尽量不改变现有河流自然状态,不降低原有沟渠使用功能为原则,尽可能顾及群众生产、生活方便为原则。路线的线形标准决定了全线主线部分桥梁为斜、坡、弯桥。为使桥下水流顺畅,尽量减少改河改沟,减少对环境的破坏,一般情况下,桥涵顺河渠按10一级设置。当斜度较大时,在经过综合比较后进行必要的河渠改移。对于断头沟、由于修路而失去作用的河沟、距离较近适当沟通就能恢复排灌的沟渠,结合路线平纵设计,对其进行了适当的改移、合并和连通处理。3、孔径选择根据沿线外业勘测调查成果,综合项目区地形、气候、水文特点,沿线小桥涵水文计算采用形态法与迳流法相比较结合的方法,根据计算的流量合理确定构造物孔径。对于登源河专门进行防洪评价,并依此确定桥梁的长度和孔径。 形态调查法用于汇水面积较大,或有规则河床断面的主要排洪河流。 用均匀流公式计算流速:VRI ,式中C谢才系数,CmRY,m粗糙系数,R水力半径(m),RW/P。W过水断面(m2),I河床比降;Y指数。 形态断面处历史洪峰流量Qn的计算:按调查的二十年一遇水文资料,以均匀流公式确定形态断面处的流量。QniV 计算形态断面处百年一遇流量:将二十年一遇流量折算成百年一遇流量,按同期换算系数推算。QP5%Mp 迳流法利用交通部公路科研所简化公式:QP()3/24/5式中:QP规定频率为P时的雨洪设计流量(m3/s) 地貌系数 汇水面积(Km2) 迳流厚度(mm) 被植物或坑洼带留的迳流厚度(mm) 洪峰传播的流量折减系数 湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数 实地调查沿线无通航河流,河流采取走访调查及结合附近水文站的资料在路线纵面设计时严格满足水位要求进行控制。(四)、沿线工程地质、筑路材料与桥涵结构类型选择的关系1、沿线工程地质岩土体特征路线经过地区的岩石建造类型有侵入岩建造变质岩建造和沉积岩建造三种,岩土工程分类为坚石和次坚石二类;土体有松土、普通土、硬土三类仅有少量软弱土、膨胀土分布。因此,区内岩土体条件良好。地质构造运动路线区域处在合肥断陷盆地西缘,路线所跨越的断层形成时间较早,且第四纪以来一直稳定,没有活动迹象。不良地质根据沿线地质调查与分析,沿线不良地质主要表现为膨胀土。膨胀土主要分布在淠河以东地区。发育在波状平原二级阶地上更新统(Q3)粘性土中。该粘土裂缝发育,方向不规则,常有光滑面和擦痕,裂缝中常充填灰白、灰绿色粘土,干时坚硬,遇水软化,自然条件下呈坚硬或硬塑状态。该粘土天然含水量低,密度大,是良好持力层,但该粘土层具弱胀缩性,人工边坡易产生浅层滑坡和土坡剥落。2、筑路材料项目所需的建筑材料主要包括石料、砂、水泥、沥青等。沿线多属平原区,筑路材料较贫乏,而且分布不均,大部分需外购。石料项目所经区域基本无矿山,石料需外运。石料主要来源于舒城县、庐江冶父山等地。砂项目沿线产砂河流较少,砂料基本上需全部外运。公路用砂可由舒城、巢湖等地外购。由于砂、石材料大部分需要外运,必将使工程造价增加,对工程建设不利。工程用水及用电沿线河流纵横,地表水、地下水资源丰富,水质良好,取水方便,可就近上路,供生活和工程之用。沿线电力供应情况良好,工程用电可与电力部门协商解决。钢材、木材、水泥、沥青、汽油、柴油公路建设所需的建筑材料需求量较大,从经济性考虑应尽可能利用当地材料,因地制宜。钢材、木材、水泥、汽油、柴油可从周边县市供应点购买,利用公路运至工地,少部分材料需从外省市购买,沥青砼路面面层应采用优质沥青,路面所用沥青可从芜湖或宁波购买。3、桥涵结构类型选择本项目桥梁下部墩、台和基础形式的确定,综合考虑了桥位处地质状况和桥梁本身的结构形式。桥梁上部结构对于主线标准跨径桥梁,上部结构一般采用耐久性好、单梁吊装重量小的后张法预应力混凝土预制组合梁。标准跨径的桥梁,其造价低,工期短,预制吊装均较方便,适于标准化、装配化、系列化施工。桥梁桥墩结构桥梁墩高均在30米以下,桥墩采用柱式墩:30度以下采用双柱墩,30度及以上采用三柱墩。桥梁桥台结构桥梁桥台结构型式结合桥位处的地形变化及地质情况灵活采用重力桥台、肋板台、柱式台等。桥台的选用原则如下:重力桥台一般适用于地形横向变化较小,地基承载力较高(地基承载力280KPa以上)的桥位;肋板台适用于填土高度5米以上,表层地基承载力较低,地形横向变化不大的桥位;柱式台适用于填土高度5米以下,表层地基承载力较低且地形横向变化较大的桥位。桥梁基础型式桥梁基础型式主要有明挖基础及桩基础两类。一般对于地基土承载力较大,基础与基底持力层有足够的厚度和稳定性,且桥梁的横向高差较小,基础的开挖量相对较小且不会对山体造成滑坡等危害,其下部结构可采用重力式台、明挖基础(片石混凝土扩大基础或钢筋混凝土趾板式扩大基础等);对于地基土承载力较小或虽基底土承载力较大,但基础与基底持力层较薄或夹有软弱下卧层,或基础的开挖对山体造成滑坡等危害,其基础型式多采用桩基础。为了减轻由于桥台与桥头路基沉降差引起的桥头跳车,台后采用灰土填筑,所有桥梁均设置桥头搭板。涵洞结构涵洞结构类型的选用在满足流量需要的情况下,一般采用造价低,施工方便的钢筋混凝土圆管涵,其余涵洞则根据设计流量以及兼顾行人采用26米的钢筋混凝土盖板涵。地基承载力较低的路段,采用整体式基础,否则,一般采用分离式基础。盖板一般采用预制,也可现浇,下部根据地质条件分别采用整体式基础或分离式基础。涵洞的洞口型式按地形或水流情况设置。一般采用八字洞口、一字洞口或跌水式洞口,与挡墙衔接的涵洞则采用挡墙洞口。(五)、主要桥梁介绍1、杭埠河特大桥本桥位于安徽省合肥市境内,上游距离杭埠河与丰乐河交汇口约315m,正交,最高通航水位12.11m。杭埠河特大桥全长1581米,桥梁在K26+137.13处跨越杭埠河主航道,杭埠河主航道(规划级航道),该段河道与路线夹角基本垂直,由于桥位距离右侧上游合流口较近,根据通航论证要求,双向通航净宽取135.0m,通航净高8m。全桥跨径布置为:3m(桥台)+24x25m+(80+140+80)m+36x25m+3m(桥台)。主桥上部结构主梁采用单箱单室预应力混凝土连续箱梁,箱梁顶板宽12.0m,底板宽7.0m,翼缘悬臂长度2.5m。主墩支点处5.0m长等高段梁高8.5m,跨中、合龙段及边跨支点处9.0m等高段梁高3.3m,其余梁高按二次抛物线规律变化。跨中及边跨底板厚32cm,主墩支点处底板厚150cm,箱梁底板厚度按二次抛物线规律变化。箱梁腹板采用分段等厚度规律变化。箱梁顶板厚度28cm。箱梁边支点及中支点处设置横梁,厚度分别为150cm和250cm。主梁采用三向预应力体系,纵向预应力筋分别采用、钢绞线;竖向预应力筋采用JL32高强精轧螺纹粗钢筋。下部结构主墩为空心薄壁矩形桥墩,下接承台及群桩基础。单个桥墩平面尺寸为7.0x5.0m,横桥向壁厚1.0m,顺桥向壁厚1.0m,墩顶设置2.5m的实心段;承台采用整体式,平面尺寸为29.1x16.6m,厚4.0m;承台下设15根直径2.5m的钻孔灌注桩基础,桩基长度60.0m。过渡墩采用矩形墩,引桥侧墩顶接盖梁,下接承台及群桩基础;过渡墩承台顺桥向和横桥向宽度分别为10.35m和10.35m,承台厚3.5m;承台下设4根直径2.5m钻孔灌注桩基础,桩基长45.0m。主墩及过渡墩桩基均按摩擦桩设计。主梁0#块和1#块节段总长14.0m,在墩顶和墩旁临时支架上立模现浇,边跨支架现浇梁段长11.0m,边、中跨合龙段均长2.0m,2#8#块长3.0m,9#14#块长3.5m,15#19#块长4.0m。2#19#块均采用挂篮悬臂浇筑施工。下部结构采用钻孔灌注桩基础,可采用回旋钻孔或其他常规方法施工,普通粘土泥浆或膨润土泥浆护壁。桩基采用C30水下混凝土。2、石头河大桥路线在K36+800处跨越石头河,石头河为规划六级航道,路线现状采用16+30+8x16m简支T梁跨越,老桥桥跨净高、净宽均不满足通航和洪评要求,结构宽度11.2m不满足半幅桥宽要求,桥梁上部承重构件检测结果为四类,整体桥梁检测结果为三类。根据计算结构,16mT梁边梁最大弯矩效应值2069N.m,最大弯矩抗力值1426 KN.m ,加固需要提高承载力达到50%以上,抗弯能力严重不足。根据合肥市政府2013年3月20日第17号专题会议纪要环巢湖旅游大道建设调度会及G206、S103合铜路、S316巢庐路建设方案汇报会纪要,对石头河老桥进行拆除,新建一座同时满足通航和洪评要求的新桥。新桥孔径布置为4x25+3x45+25+25+22m,全长313m。主桥上部结构采用3x45m预应力混凝土等截面连续大箱梁,单箱单室结构,单幅箱梁顶板宽度12.00m ,底板宽度为5.7m ,顶板厚0.25m ,底板厚0.250.55m,腹板厚0.5m,梁高2.7m;主桥下部结构采用柱式墩,承台,桩基础。引桥采用先简支后连续25预应力混凝土组合小箱梁。下部结构为柱式桥墩,肋式桥台,钻孔灌注桩基础。基础按常规方法施工;桥台施工时应与台后填土同时进行,并要求填土分层夯实,不得采用大型机械筑高的方法进行填土。一孔主桥上部的施工主要程序如下:上部箱梁采用搭支架现浇施工。主桥上部的施工主要程序如下:地基处理搭设满堂钢管支架支架预压重铺装底模测量放样支座安装梁部钢筋绑扎外侧模板安装隐蔽检查灌浇梁体混凝土养护拆除外侧模板预应力筋张拉压浆拆除底模拆除支架完成桥面系施工。3、罗埠河中桥路线在K44+840处跨越罗埠河,路线现状采用2x20m双曲拱桥跨越。桥面布置为:1.75m(人行道)+9.0m(行车道)+1.75m(人行道),桥梁全宽12.5m。设计荷载等级为汽-20,挂-100,人群荷载为3.5kN/m2。全桥为2孔20米,9肋8波等截面悬链线双曲拱,失跨比1/5。桥梁全长55.76米,桥梁现状综合评定等级为三类。根据合肥市人民政府2013年3月20日第17号专题会议纪要环巢湖旅游大道建设调度会及G206、S103合铜路、S316巢庐路建设方案汇报会纪要,要求对罗埠河老桥加以利用。故罗埠河中桥采用半幅加固,半幅新建的方案。即老桥加固,按老桥纵坡新建另半幅。老桥采用增大截面法对主拱肋及横系梁进行加固,对拱上结构的桥面系进行拆除重建。另半幅桥采用2-30m预应力混凝土简支小箱梁。(六)、桥梁现状及检测结论本项目老路利用段共有支线上跨桥1座,中桥2座,小桥9座。除支线上跨桥外,均做了检测。 1、检测主要结论梁桥的预制梁板裂缝、破损露筋或保护层剥落现象较多,部分构件有孔隙、蜂窝、麻面及表面风化剥落现象,应及时对以上病害进行加固维修。对于裂缝宽度在限值范围内的可进行封闭处理,一般采用环氧树脂胶;当裂缝宽度大于限值规定时,应采用压力灌浆法灌注环氧树脂或其他灌缝材料;对于破损露筋或保护层剥落,应先凿去松动的保护层,并清除钢筋锈迹,然后恢复保护层;对于孔隙、蜂窝、麻面及表面风化剥落现象,应先将松散部分清除,再用高强度等级混凝土、水泥砂浆或其他材料进行修补;桥面铺装有较多纵向裂缝,两侧护栏立柱破损露筋较多,建议对存在上述病害的桥面或护栏进行裂缝修补和更换护栏。部分桥梁桥头搭板位置有沉陷、跳车现象,建议对存在上述病害的结构物台背回填土方路基进行重新回填夯实处理。部分桥梁砌石台身侧墙有不同程度的竖向裂缝,如K71+530小桥、K85+490小桥,建议对基础进行加固处理。抽检的混凝土构件回弹强度值较高;梁板碳化深度远小于钢筋保护层厚度,平均比值为0.12,钢筋保护层处于正常工作状态。本次改建是提高道路等级,建议对桥梁进行结构验算,确保桥梁的稳定性及耐久性。原有桥涵检测及处理措施一览表中心桩号桥梁名称孔数及孔径(孔数-m)结构类型结构宽度(m)检测结果利用情况K9+780.小桥1-16钢筋混凝土空心板12.0二类建议利用,桥面系进行改造,新建半幅K11+817支线上跨3x20下穿京台高速建议完全利用K13+542.小桥1-16钢筋混凝土空心板12.0二类建议利用,桥面系进行改造,新建半幅K16+325.小桥1-8钢筋混凝土空心板12.0二类过水断面不满足,建议拆除重建为1-13m小桥K21+533.小桥1-16钢筋混凝土空心板12.0二类此桥已失去功能,建议此处改设涵洞K21+820.小桥1-16钢筋混凝土空心板12.0三类设计水位不满足要求,建议拆除重建为1-16m小桥K52+184.中桥3-13钢筋混凝土空心板11.0三类上部结构计算不利,结构宽度不够半幅车道,建议拆除重建为3-16mK55+675.分离立交3-13钢筋混凝土空心板18.0二类跨级不满足要求,建议拆除重建K56+580.小桥1-10钢筋混凝土空心板12.0未检测过水断面不满足,建议拆除重建为1-16m小桥K57+104.小桥1-8钢筋混凝土空心板12.0二类过水断面不满足,建议拆除重建为1-16m小桥K58+730.小桥3-10钢筋混凝土空心板12.0二类原桥角度与河沟偏差,此处断面为60M,建议拆除重建为3-13/0度K59+890.小桥1-13钢筋混凝土空心板12.0二类原桥无法作为一副使用,建议拆除重建 护栏图 台帽裂缝图 盖梁渗水图 梁底裂缝勾缝脱落图(七)、桥梁结构验算及主要结论根据现场调查以及我院加固维修设计施工图,对本项目的桥梁按公路级荷载标准对10米砼空心板、13米砼空心板(老桥分别为2种配筋方式均进行计算)、16米砼空心板分别进行验算。1、10m钢筋混凝土空心板正交简支梁桥验算结果 模型取值与参数计算(1)结构介绍:预制混凝土简支空心板(10m),共12片空心板。空心板高度0.55m,空心板间距1m,其中边板宽度0.965m、中板宽度0.99m,中间湿接缝宽度0.01m。空心板标准横断面布置见图1。图1 空心板标准横断面图(单位:cm)(2)计算方法:计算书中将采用“桥梁博士V3.0”对空心板进行分析计算,并以公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)为标准进行检算。结构按钢筋混凝土结构进行检算。(3)计算采用规范a、公路工程技术标准JTG B01-2003 b、公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004c、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004d、公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000(4)计算采用标准a、标准跨径:10.0m;b、桥面宽度:0.75+10.49+0.75=11.99m;净宽10.49m;c、设计荷载:公路-I级;d、设计行车速度:80Km/h。e、主要材料:混凝土抗压弹性模量:2.85104MPa混凝土抗弯弹性模量:2.85104MPa钢筋混凝土的容重:26KN/m3铺装沥青混凝土容重:24 KN/ m3混凝土热膨胀系数:1.010-5弹性继效系数:0.3徐变速度系数:0.021徐变特征终极值:2.0收缩速度系数:0.021收缩特征终极值:0.00021收缩徐变天数:3650天(约10年)桥面铺装:10cm沥青混凝土+10cm防水混凝土f、桥面板升降温:按公路桥涵设计通用规范(TTG D62-2004)取值(5)计算要点a、本计算按钢筋混凝土构件设计,桥面铺装层10cm混凝土不参与截面组合作用;b、根据组合空心板横断面,采用荷载横向分布系数的方法将组合空心板简化为单片梁进行计算;c、环境平均相对湿度RH=80。(6)结果参数说明a、应力结果中数值拉为负,压为正,应力结果除注明外,均以Mpa为单位;b、竖向位移结果中向下为正,向上为负。(7)横断面布置 空心板断面布置图(单位:cm) (8)跨中计算截面尺寸及几何特性表1中给出了特征截面的面积、绕横轴的抗弯惯性矩和抗扭惯性矩。表1 空心板截面几何特性表(单位制:m数量级)位置AreaIxxJ中板(边板)0.3010.0110.027(9)汽车荷载横向分布系数横桥向共12片空心板,根据横梁截面及横梁间桥面板截面尺寸,建立平面杆系模型,采用铰接板梁法求出各梁的横向分布效应。计算时布置三个车道。表2给出了各片空心板在汽车荷载作用下的横向分布系数,表3为对应的影响线。表2 汽车荷载的横向分布系数(铰接板梁法)梁号123456789101112系数0.2650.2620.2550.2470.2230.2080.2080.2230.2470.2550.2620.265表3 各片梁影响线数值(铰接板梁法)坐标1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#00.2660.1960.1440.1060.0780.0580.0430.0320.0250.020.0170.0150.50.2490.20.1470.1080.080.0590.0440.0330.0260.020.0170.0160.9990.2310.2050.1510.1110.0820.0610.0450.0340.0260.0210.0180.0161.4980.20.1960.1610.1190.0880.0650.0480.0360.0280.0220.0190.0171.9980.170.1860.1720.1270.0930.0690.0520.0390.030.0240.020.0182.4980.1470.1610.1670.1410.1040.0770.0570.0430.0330.0270.0220.022.9970.1250.1370.1620.1550.1140.0840.0630.0470.0370.0290.0250.0223.4960.1080.1190.1410.1520.130.0960.0720.0540.0420.0330.0280.0263.9960.0920.1010.1190.1490.1460.1080.080.0610.0470.0370.0320.0294.4950.080.0880.1040.130.1440.1250.0930.070.0540.0430.0360.0334.9950.0680.0740.0880.110.1430.1420.1060.080.0610.0490.0410.0385.4950.0590.0650.0770.0960.1250.1410.1230.0930.0720.0570.0480.0445.9940.050.0550.0650.0820.1060.1410.1410.1060.0820.0650.0550.056.4940.0440.0480.0570.0720.0930.1230.1410.1250.0960.0770.0650.0596.9930.0380.0410.0490.0610.080.1060.1420.1430.110.0880.0740.0687.4930.0330.0360.0430.0540.070.0930.1250.1440.130.1040.0880.087.9920.0290.0320.0370.0470.0610.080.1080.1460.1490.1190.1010.0928.4920.0260.0280.0330.0420.0540.0720.0960.130.1520.1410.1190.1088.9910.0220.0250.0290.0370.0470.0630.0840.1140.1550.1620.1370.1259.4910.020.0220.0270.0330.0430.0570.0770.1040.1410.1670.1610.1479.990.0180.020.0240.030.0390.0520.0690.0930.1270.1720.1860.1710.490.0170.0190.0220.0280.0360.0480.0650.0880.1190.1610.1960.210.9890.0160.0180.0210.0260.0340.0450.0610.0820.1110.1510.2050.23111.4880.0160.0170.020.0260.0330.0440.0590.080.1080.1470.20.24911.9880.0150.0170.020.0250.0320.0430.0580.0780.1060.1440.1960.266因此,汽车荷载横向分布系数中板取0.262,边板取0.265,为空心板作用两列车的情况。(10)汽车荷载冲击系数值计算按照通规第4.3.2条,冲击系数可按下式计算:当时,;当时,;当时,。根据通规,计算简支梁桥的自振频率及其对应的冲击系数如下表所示。表4 冲击系数位置中板7.870.349边板7.200.333(11)荷载一期恒载:预制空心板重力密度取二期恒载:1)100mm厚混凝土桥面现浇层,重力密度取2)100mm沥青混凝土铺装,重力密度取活载:公路-I级整体温度:整体升温20,降温20。梯度温度:加载模式见下图3。图3 梯度温差取值示意图(单位:mm) 验算结果(1)持久状况承载力极限状态计算1)正截面抗弯承载能力计算荷载基本组合表达式:(通规4.1.6-1式)其中各分项系数的取值见通规4.1.6-1式。下图给出了中板和边板正截面抗弯承载力极限状态内力分布。中板正截面抗弯承载力极限状态计算结果(kNm) 边板正截面抗弯承载力极限状态计算结果(kNm)上图表明,中板和边板在承载能力极限状态下跨中区域抗弯能力不满足规范要求。2)斜截面抗剪承载能力计算分别选取距支座中心h/2处截面和箍筋变间距处截面进行斜截面的抗剪承载力验算。箍筋采用R235钢筋,直径为8mm,双肢箍。计算结果见下表所示。中板抗剪计算结果(单位:kN)坐标剪力性质V箍筋V弯起V预应力总抗力设计剪力VR/Vd满足尺寸0.5Qmax176.8186.60253.61921.321是是0.5Qmin216.600216.649.54.375是是0.6Qmax176.8186.60250.8184.91.356是是0.6Qmin176.800176.847.73.708是是2.6Qmax163.600163.6107.81.517是是2.6Qmin-163.600-163.6-23.27.049是是7.4Qmax163.600163.623.37.012是是7.4Qmin-163.600-163.6-107.61.52是是9.3Qmax-176.8-93.30-195.8-47.44.13是是9.3Qmin-176.8-186.60-250.6-184.41.359是是9.4Qmax-216.6-93.30-236.2-49.24.802是是9.4Qmin-176.8-186.60-253.4-191.51.323是是边板抗剪计算结果(单位:kN)坐标剪力性质V箍筋V弯起V预应力总抗力设计剪力VR/Vd满足尺寸0.5Qmax176.8186.60258.1203.31.27是是0.5Qmin216.600216.660.43.588是是0.6Qmax176.8186.60254.9195.21.306是是0.6Qmin176.800176.858.33.031是是2.6Qmax163.600163.6111.81.463是是2.6Qmin-163.600-163.6-19.58.404是是7.4Qmax163.600163.619.68.351是是7.4Qmin-163.600-163.6-111.61.465是是9.3Qmax-176.8-93.30-200-583.446是是9.3Qmin-176.8-186.60-254.8-195.11.306是是9.4Qmax-216.6-93.30-240.6-604.007是是9.4Qmin-176.8-186.60-257.9-202.81.272是是由上表可知,中板和边板在承载能力极限状态下抗剪能力满足规范要求。(2)持久状况正常使用极限状态计算1)裂缝宽度验算钢筋混凝土构件在正常使用极限状态下的裂缝宽度,应按作用(或荷载)短期效应组合并考虑长期效应影响进行验算。下图给出了用极限状态下的裂缝宽度分布。中板正常使用极限状态裂缝计算结果(mm)边板正常使用极限状态裂缝计算结果(mm)根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)第6.4.2条,钢筋混凝土构件在类和类环境下裂缝宽度的限值为0.2mm。经验算,中板、边板截面裂缝宽度满足规范要求。(3)设计状态下结构验算结论通过对10m预制混凝土空心板设计图纸的验算,其承载能力极限状态下跨中附近抗弯能力不满足规范要求,而抗剪能力均满足规范要求;正常使用极限状态下的裂缝宽度满足规范要求。2、13钢筋混凝土空心板正交简支梁桥验算结果(一) 模型取值与参数计算(1)结构介绍:预制混凝土简支空心板(13m),共12片空心板。空心板高度0.65m,空心板间距1m,其中边板宽度0.965m、中板宽度0.99m,中间湿接缝宽度0.01m。空心板标准横断面布置见图1。图1 空心板标准横断面图(单位:cm)(2)计算方法:计算书中将采用“桥梁博士V3.0”对空心板进行分析计算,并以公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)为标准进行检算。结构按钢筋混凝土结构进行检算。(3)计算采用规范a、公路工程技术标准JTG B01-2003 b、公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004c、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004d、公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000(4)计算采用标准a、标准跨径:13m;b、 桥面宽度:0.75+10.49+0.75=11.99m;净宽10.49m;c、设计荷载:公路-I级;d、设计行车速度:80Km/h。e、主要材料:混凝土抗压弹性模量:2.85104MPa混凝土抗弯弹性模量:2.85104MPa钢筋混凝土的容重:26KN/m3铺装沥青混凝土容重:24 KN/ m3混凝土热膨胀系数:1.010-5弹性继效系数:0.3徐变速度系数:0.021徐变特征终极值:2.0收缩速度系数:0.021收缩特征终极值:0.00021收缩徐变天数:3650天(约10年)桥面铺装:10cm沥青混凝土+10cm防水混凝土f、桥面板升降温:按公路桥涵设计通用规范(TTG D62-2004)取值(5)计算要点a、本计算按钢筋混凝土构件设计,桥面铺装层10cm混凝土不参与截面组合作用;b、根据组合空心板横断面,采用荷载横向分布系数的方法将组合空心板简化为单片梁进行计算;c、环境平均相对湿度RH=80。(6)结果参数说明a、应力结果中数值拉为负,压为正,应力结果除注明外,均以Mpa为单位;b、竖向位移结果中向下为正,向上为负。(7)横断面布置 空心板断面布置图(单位:cm) (8)跨中计算截面尺寸及几何
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