桥梁设计说明.doc

桥 梁 设 计 说 明一、概述天水市秦州区天水镇至大门公路改建工程沿线共有桥梁5座，为打通本项目与干线公路的连接，全线新建桥梁3座（其中中桥1座，小桥2座），维修及利用桥梁2座。本项目沿线跨越河流共3处，在支线K1+145处跨越西汉水河，拟建桥梁为2-16m预应力空心板桥；在主线K3+353处跨越胡家沟河，拟建桥梁为1-10m普通空心板桥；在主线K11+123处跨越田于河，拟建桥梁为1-16m预应力空心板桥。该3座桥为本项目的新建桥梁设施，对完善路网结构及贯通全线，瓶颈制约起疏导作用。此外，桥梁的建设对解决沿线村民涉水过河及遇雨阻断交通的问题均具有重要意义。二、 设计依据1. 交通部颁公路工程技术标准JTG B01-20032. 交通部颁公路桥涵设计通用规范JTG D60-20043. 交通部颁公路圬工桥涵设计规范JTG D61-20054. 交通部颁公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范JTG D62-20045. 交通部颁公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-20076. 交通部颁公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011三、设计标准1、设计荷载：公路-级；2、桥面宽度：净6.5m+2X0.5m；3、桥梁设计洪水频率：中桥为1/50，小桥为1/25；4、桥位处地震动峰值加速度系数为：0.20g,防震烈度为8度。S4-1四、桥位地质概况本项目西汉水河桥位处西汉水河与田家河地下水分布较为广泛，类型主要有第四系孔隙水潜水和基岩裂隙水。第四系孔隙水主要分布于西汉水的各大支流的河床、滩地、阶地和大型沟口冲洪积扇，水量较大，水质较好，水位埋深较浅，主要为大气降水及地表径流补给；基岩裂隙水分布于山地、丘陵的基岩裂隙和断裂破碎带以及下伏于第四系的基岩裂隙中，其水量变化大，水质较好，水位埋深不稳定，随地形变化大。西汉水河桥位处表层大多属砂砾土，中层为圆砾，下层河槽中心多为砂岩，河岸两侧为泥岩。田于河桥位处河道狭窄，河滩表层多为砂砾土，下层为页岩。胡家沟河为常年汇水冲击形成的自然冲沟，河槽宽约12m,河道顺直，河床比降平缓，河道内覆盖卵石土较多。五、桥孔水文计算(一)、西汉水河：西汉水河地理位置介于东经1043010604，北纬33163431间，为嘉陵江一级支流，发源于天水市秦州区南部齐寿山（古名嶓冢山）。桥位处流域长度25公里，汇水面积F=160km2,河槽宽度30-40m，最大冲刷深度1.3m,平均比降为8，根据推理公式:QP=0.278(SP/n-)F即：Q2%=0.278*(50/1.850.77-20.05)*160得Q2%=470m3/s,由此拟定桥跨为2-16m，根据桥下净空及净跨径确定桥下过水断面为145m2,按最大洪水流速为3.2m/s计算，此桥完全满足泄洪要求。(二)、田于河: 田家河属西汉水河水系，田家河是西汉水一级支流，发源于秦州区大门乡大山。桥位处流域长度9公里，汇水面积F=20.2km2,河槽宽度15-20m，最大冲刷深度1.2m,平均比降为7，根据推理公式:QP=0.278(SP/n-)F即：Q4%=0.278*(50/0.930.62-20.05)*20.2得Q4%=180.9m3/s, 由此拟定桥跨为1-16m，根据桥下净空及净跨径确定桥下过水断面为54m2,按最大洪水流速为3.4m/s计算，此桥基本满足泄洪要求。（三）、胡家沟河:该河为田余河支流，从天水镇北部山区流入天水镇汇入田余河，桥位处流经长约5公里，汇水面积为7.5 km2,河槽平均宽度10-12m,最大冲刷深度为1m，河床比降为10，根据经验公式:QP=*(SP -)mF2即：Q4%=0.27*(50-20.05)1.08*7.50.96得Q4%=73.4m3/s, 由此拟定桥跨为1-10m，根据桥下净空及净跨径确定桥下过水断面为31m2,按最大洪水流速为2.4m/s计算，此桥基本满足泄洪要求。六、 桥梁总体设计（一）、支线K1+145石滩子中桥上部结构为2-16m预应力简支空心板，桥面连续，下部结构桥墩台均采用柱式墩台，明挖扩大基础。本桥与路线交角位0度，桥梁全长为37m。桥梁上部预应力空心板采用C40钢筋混凝土预制，桥面铺装为C50混凝土现浇层，板长15.96m，板宽1.24m，板厚0.8m，预制空心板顶面必须拉毛，且用水冲洗干净后方可浇筑桥面混凝土。桥梁支座采用GYZ250*42mm板式橡胶支座,伸缩缝采用GQF-MZL80型伸缩装置。调治构造物依地形设置，长度和埋深必须满足设计要求。桥台地基土质按砂砾层设计，施工中若发现地质变化时及时报设计单位进行基础变更设计。基础及台身为C25钢筋混凝土，台帽、耳背墙为C30钢筋混凝土。（二）、主线K3+353胡家沟桥为1-10m的普通空心板桥，桥梁与路线斜角为0，桥梁全长20.08m。桥梁上部采用C30钢筋混凝土空心板，板长9.96m，宽度0.99m，板厚0.50m，桥面铺装为C40钢筋混凝土现浇层，桥面满铺。桥梁支座采用GYZ200*28mm板式橡胶支座，伸缩缝采用GQF-C40型伸缩装置。下部结构为U型台，扩大基础。基础及台身为C25混凝土，台帽、背墙为C30钢筋混凝土，前墙与侧墙外侧为直墙，前墙内侧背坡为3:1、侧墙内侧背坡为4:1。(三)、主线K11+123田于河桥位1-16m预应力空心板桥，桥梁与路线斜角为15，桥梁全长25.68m。桥梁上部预应力空心板采用C40钢筋混凝土，板长9.96m，宽度0.99m，板厚0.50m，桥面铺装为C40钢筋混凝土预制，桥面铺装为C50混凝土现浇层，板长15.96m，板宽1.24m，板厚0.8m，预制空心板顶面必须拉毛，且用水冲洗干净后方可浇筑桥面混凝土。桥梁支座采用GYZ250*42mm板式橡胶支座,伸缩缝采用GQF-MZL80型伸缩装置。下部结构为U型台，扩大基础。基础及台身为C25混凝土，台帽、背墙为C30钢筋混凝土，前墙与侧墙外侧为直墙，前墙内侧背坡为3:1、侧墙内侧背坡为4:1。全线桥梁施工时注意预留锚栓孔、预埋挡块和背墙钢筋。桥台台背回填砂砾土，密实度大于95%。桥调治构造物依地形设置，长度和埋深必须满足设计要求。桥台地基土质按砂砾层设计，施工中若发现地质变化时及时报设计单位进行基础变更设计。图中未尽事宜施工时必须遵守公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011。七、桥梁抗震设防措施全线新建桥梁抗震设防类别为D类，抗震烈度为8度区。3座桥位地质构造相对稳定，场地和地基为有利地段。根据土质类型确定全线桥梁工程场地为类。新建桥梁在设计中采用了合理的限位装置，在每桥桥墩台设置了抗震挡块及抗震锚栓，防止结构相邻构件产生过大的相对位移。本项目桥梁抗震措施未定事宜应参考公路工程抗震设计规范（JTJ004-89及公路桥梁抗震设计细则（JTG/T B02-01-2008的相关规定。八、 施工注意事项有关钢筋混凝土空心板的施工工艺、材料要求及质量检查标准，除按公路桥涵施工技术规范（JTG/T F502011）和公路工程质量检验评定标准（第一册 土建部分）（JTG F80/12004）有关条文办理外，还应特别注意以下事项:（一）、主要材料1、混凝土(1) 水泥：应采用高品质的强度等级为52.5和42.5的硅酸盐水泥，同一座桥的板梁应采用同一品种水泥。(2) 粗骨料：应采用连续级配，碎石宜采用锤击式破碎生产。碎石最大粒径不宜超过20mm，以防混凝土浇筑困难或振捣不密实。(3) 混凝土：预制空心板、封锚端、铰缝、桥面现浇层和封端混凝土均采用C40；有条件时，铰缝混凝土可选择抗裂、抗剪、韧性好的钢纤维混凝土；桥面铺装采用12cm厚C40防水混凝土。桥台背墙及台帽采用C30，桥台台身及基础均采用C25。2、普通钢筋普通钢筋采用R235和HRB335钢筋，钢筋应符合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB13013-1991）和钢筋混凝土用热轧带肋钢筋(GB1499 -1998）的规定。本桥钢筋直径10mm的均采用 R235钢筋，钢筋直径12mm的均采用HRB335钢筋3、预应力钢筋采用抗拉强度标准值fpk =1860MPa，公称直径d=15.2mm的低松弛高强度钢绞线，其力学性能指标应符合预应力混凝土用钢绞线（GB/T5224 -2003）的规定。4、其他材料1)钢板：应采用碳素结构钢(GB7001988)规定的Q235B钢板。2)锚具：采用15-3、15-4型和15-5型系列锚具及其配件；预应力管道采用圆形金属波纹管。3)支座：16m预应力桥梁采用250X42mm板式橡胶支座，10m普通空心板桥采用200X28mm板式橡胶支座，其材料和力学性能均应符合现行国家和行业标准的规定。2、设计要点1、本桥上部结构体系为简支结构，按部分预应力A类构件设计。2、设计计算采用平面杆系结构计算软件计算，桥面现浇层参与结构受力，荷载横向分配系数按铰接板法计算，并采用空间结构计算软件校核。3、设计参数1)混凝土：重力密度=26.0kN/，弹性模量为E=3.25MPa。2)沥青混凝土:重力密度=24.0kN /。3)预应力钢筋:弹性模量Ep=1.95105 MPa，松驰率=0.035，松驰系数=0.3。4)锚具: 锚具变形、钢筋回缩按6mm(一端)计算; 金属波纹管摩阻系数=0.25，偏差系数=0.0015。5)竖向梯度温度效应：按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）规定取值。4、一块板板端支点最大反力：项目恒载（kN）恒+汽（kN）边板反力315457中板反力 2603993、施工要点有关桥梁的施工工艺、材料要求及质量检查标准，除按公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）有关条文办理外，还应特别注意以下事项：1、空心板预制1）浇筑空心板混凝土前应现场核对板长及各部尺寸，并注意现场核对板的斜角方向。严格检查伸缩缝、泄水管、护栏、支座等附属设施预埋件是否齐全，确定无误后方可浇筑。施工时，应保证预应力孔道及钢筋位置准确，控制混凝土骨料最大粒径不得大于20mm。浇筑混凝土时应充分振捣密实，严格控制其质量。2）为了防止预制板上拱过大，及预制板与桥面现浇层由于龄期差别而产生过大收缩差，存梁期不超过90d，若累计上拱值超过计算值8mm, 应采取控制措施。预制空心板在钢束张拉完成后、各存梁期跨中上拱度计算值及二期恒载所产生的下挠值如下表所示： 项目钢束张拉完上拱度(mm)存梁30d上拱度(mm)存梁60d上拱度(mm)存梁90d上拱度(mm)二期恒载产生的下挠值(mm)边板 +9.3+11.4+12.0+12.3+3.9中板+10.7+13.1+13.8+14.1+3.5表注：正值表示位移向上，负值表示位移向下。3）空心板预制时，按1m一道在铰缝的侧模嵌上500mm长的6钢筋，形成6mm凹凸不平的粗糙面。4) 空心板预制时，注意预埋桥面系、伸缩缝、安全带及其它相关附属构造的钢筋和预埋件，安全带预埋钢筋必须预埋在预制空心板内。2、预应力工艺1）预应力管道的位置必须严格按坐标定位并用定位钢筋固定，定位钢筋与空心板腹板箍筋点焊连接，严防错位和管道下垂，如果管道与钢筋发生碰撞，应保证管道位置不变而适当挪动钢筋位置。浇筑前应检查波纹管是否密封，防止浇筑混凝土时阻塞管道。2）预制空心板预应力钢束必须待混凝土立方体强度达到设计混凝土强度等级的90%后，且混凝土龄期不小于7d，方可张拉。施工单位在条件具备时应适当增加龄期，提高混凝土弹性模量，减少反拱度。预应力钢束采用两端同时张拉，锚下控制应力为0.75fpk=1395MPa。 3）施加预应力应采用张拉力与引伸量双控。当预应力钢束张拉达