S4-1五河淮河桥设计总说明

五河定淮淮河大桥施工图设计总说明 S4 1 安徽省交通规划设计研究院 1 五河定淮淮河大桥主桥钢箱梁施工图设计总说明五河定淮淮河大桥主桥钢箱梁施工图设计总说明 一 设计概况一 设计概况 徐州至明光高速公路 位于安徽省东北部 项目建设将促成京津 河北 山东以及河南商丘 郑州等方向通达南京 上海 杭州方向便捷通道的形成 对缩短城市间的时间空间距离 节约社 会资源 提高运输效率和服务水平等具有重大的实际意义 是完善区域高速公路网的重要举措 本项目的实施 有利于进一步加强沿线市 县 及沿淮城市群与长三角地区的交通经济联系 对 促进沿线市 县 经济发展 充分发挥农业资源 劳动力资源 矿产资源等丰富的优势 大力推 进工业园建设 构建农副产品深加工产业集群 巩固发展轻纺产业集群 扶持建设新型建材产业 集群 提高该区域的对外开放水平等具有重要意义 五河淮河大桥位于安徽省五河县境内 跨越淮河河谷 河漫滩及一级阶地 全桥的起讫点桩 号为 K116 067 5 K119 369 5 全长 3302m 二 执行规范 技术标准二 执行规范 技术标准 一 一 执行规范 执行规范 1 公路工程技术标准 JTG B01 2003 2 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 3 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 4 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D63 2007 5 公路斜拉桥设计细则 JTG T D65 2007 6 公路工程水文勘测设计规范 JTJ 062 2002 7 公路桥梁抗风设计规范 JTG T D60 2004 8 公路桥梁抗震设计细则 JTG T B02 01 2008 9 公路桥涵施工技术规范 JTG T F50 2011 10 公路建设环境影响评价规范 JTG B03 2006 11 混凝土结构耐久性设计规范 GB T 50476 2008 12 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ 025 1986 13 斜拉索热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件 GB T 18365 2001 14 公路工程混凝土结构防腐技术规范 JTG T B07 01 2006 15 高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范 JTG D80 2006 16 桥梁用结构钢 GB T 714 2000 17 公路工程基本建设项目设计文件编制办法 交公路发 2007 358 号 18 公路工程基本建设项目概算 预算编制办法 JTG B06 2007 19 岩土工程勘察规范 GB50021 94 20 工程建设标准强制条文 公路工程部分 建标 2002 99 二 二 技术标准 技术标准 设计荷载 公路 I 级 通航等级 淮河为天然渠化 III 2 级 按单孔双向净宽 150m 净高 10m 要求执行 设计行车速度 120 公里 小时 桥面宽度 单幅为 1 2m 拉索区 0 5 护栏 12 125 行车道 0 5 护栏 单幅宽 14 325m 全幅宽 36 65m 横坡 双向 2 纵坡 主桥纵坡 1 竖曲线半径 40150 057m 地震烈度 桥位处地震动峰值加速度为 0 10g 相当于基本烈度 度 按 度设防 设计洪水频率 1 300 船舶撞击力 按专题研究取值为横桥向 15200KN 纵桥向 7600KN 设计基本风速 1 100 25 6m s 1 50 23 9m s 桥梁安全等级为一级 环境条件 类 环境平均相对湿度 RH 80 三 地形地貌 气象水文 工程地质三 地形地貌 气象水文 工程地质 详见 第三册 预应力混凝土主梁 五河定淮淮河大桥主桥预应力混凝土主梁施工图设计 总说明 四 主要材料四 主要材料 1 1 普通钢材普通钢材 一 主梁材料 1 钢箱梁主体结构及临时匹配件均采用 Q345qD 钢 应符合 GB T1591 94 的要求 考虑到主 五河定淮淮河大桥施工图设计总说明 S4 1 安徽省交通规划设计研究院 2 梁为全焊结构 为保证材料的焊接性能及冲击韧性 对其化学成分要求如下 钢材碳含量 0 18 磷含量 0 025 硫含量 0 015 碳当量应小于等于 0 44 由于钢箱梁顶板因锚拉板受力要求 应为抗层状撕裂钢材 即 Z 向钢 除其碳含量应满足上 述要求外 磷 硫含量均应小于 0 01 对其机械性能要求如下 30mm 含 30mm 厚度以下钢板屈服强度 345MPa 抗拉强度 500MPa 全部钢板均须用夏比 试件做冲击韧性试验 要求 20 C 冲击功不小于 34J 180 冷弯试验 d 弯心直径 1 5a a 板厚 要求不裂 2 检修道栏杆 行车道路缘石 防撞护栏及路灯底座 排水设施等均采用 Q235C 钢 应符合 GB700 88 的要求 3 钢箱梁临时连接用高强螺栓应符合 GB1228 91 的要求 螺母应符合 GB1229 91 的要求 垫 圈应符合 GB1230 91 的要求 2 2 普通钢筋普通钢筋 采用 HPB300 和 HRB400 级钢筋及钢筋焊接网 其技术标准应分别符合 钢筋混凝土用热轧光 圆钢筋 GB1499 1 2008 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋 GB1499 2 2007 钢筋混凝土用焊 接钢筋网 JGJ T114 97 的规定 五 结构计算五 结构计算 详见 第三册 预应力混凝土主梁 五河定淮淮河大桥主桥预应力混凝土主梁施工图设计 总说明 六 主桥六 主桥结构设计结构设计 总体布置 本方案主桥跨径布置为 246 125 m 主桥全长 371 米 为独塔双索面塔墩梁固结体系 主梁 主跨钢箱梁 副跨为预应力混凝土边箱梁断面 采用分离式断面 左右幅通过横梁联系 主塔采 用方尖碑式混凝土桥塔 下部采用承台及群桩基础 通航孔均由主桥 246m 的主跨跨越 南岸大堤由边跨跨越 全桥满足通航净宽 净空要求 同时也满足大堤防洪和防洪通道要求 主梁设计主梁设计 主梁主跨采用钢箱梁断面 边跨采用预应力混凝土箱型断面 主梁全宽 33 25m 主梁梁高 3 2m 横坡由顶板形成 钢箱梁主梁顶板厚 14mm 底板厚 16mm 顶板 U 肋间距 60cm 底板 U 肋 间距 80cm 预应力混凝土箱梁顶板厚 32cm 底板厚 30cm 拉索处横梁采用箱型截面 两侧壁厚 30cm 顶板厚 32cm 底板厚 30cm 主塔处横梁厚 2 0m 端横梁厚 1 8m 钢混结合处横梁宽 1 5m 主 梁采用 C55 混凝土 钢箱梁防腐设计钢箱梁防腐设计 1 涂装要求 由于钢箱梁各部位所处的环境条件 工作条件和涂装维修的难易程度各不相同 涂装的功能 五河定淮淮河大桥施工图设计总说明 S4 1 安徽省交通规划设计研究院 3 要求 类型和寿命也不尽相同 钢箱梁涂装根据部位和方案的不同 可分为五部分 钢箱梁主体 及风嘴外表面 除桥面 钢箱梁主体内表面 风嘴内表面 桥面 钢箱梁特殊部位 1 钢箱梁主体及风嘴外表面 除桥面 系指除桥面车行道及检修道铺装部分以外的 所有直接暴露于大气中的钢箱梁外表面部分 其防腐寿命要求为 25 年以上 2 钢箱梁主体内表面 系指箱内所有部分 该部分处于封闭环境中 并设置有抽湿系统 可保证箱内相对湿度小于 50 防腐寿命要求为 50 年 U 形加劲肋在与桥面焊接前 其内侧应完成涂装 涂车间底漆一道 3 风嘴内表面 由于风嘴与外界直接相连 腐蚀环境比箱梁内壁更苛刻 防腐寿命要求 25 年以上 4 桥面 系指车行道及检修道铺装下的钢桥面部分 该部分涂装应结合桥面铺装专题研究确定 要求 涂装体系与桥面钢板和铺装粘结层都具有足够的附着力 防腐寿命与铺装层相同 2 涂装方案 钢桥的防腐主要有重防腐油漆涂装和热喷涂长效防腐两种体系 随着技术的发展 上述两种 体系的耐腐蚀寿命均可达到较长的时间 涂装面积大 维修工作量大 宜首选耐腐蚀寿命长的方 案 以降低维护费用 为此 提出如下涂装方案供业主选择 业主也可根据设计要求 通过专题 研究选择合适的主梁各部位防腐方案 要求防腐寿命为 25 年以上 见表 结构部位结构部位涂层涂层涂装体系涂装体系膜厚 膜厚 m 喷砂 Sa2 5 无机硅酸锌车间底漆20钢板处理 喷砂 Sa2 5 底漆无机富锌漆80 中间漆环氧云铁中间漆100 钢箱梁主体及风嘴外表 面 除桥面 面漆聚合硅氧烷面漆 2 80 喷砂 Sa2 5 无机硅酸锌车间底漆20钢板处理 喷砂 Sa2 5 底漆无机富锌漆70 钢箱梁主体内表面 要求配抽湿设施 相 对湿度 RH 50 中间漆环氧中间漆70 喷砂 Sa2 5 无机硅酸锌车间底漆20钢板处理 喷砂 Sa2 5 底漆无机富锌漆80 中间漆环氧 云铁 厚浆漆150 风嘴内 面漆环氧面漆50 喷砂 Sa2 5 无机硅酸锌车间底漆20钢板处理 喷砂 Sa2 5 桥面板顶面 底漆环氧富锌漆75 七 桥梁耐久性设计七 桥梁耐久性设计 影响使用过程中桥梁结构耐久性的因素有水份 冰冻 空气污染 除冰盐水等环境作用及 车辆的疲劳荷载 振动和磨损等力学作用 力学作用对桥梁耐久性影响通过结构设计来解决 环 境作用对桥梁耐久性影响通过原材料及配合比的选择 结构构造设计等来解决 按照 公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范 JTG T B07 01 2006 的要求 重要基础设 施工程的设计基准期为 100 年 本工程处于一般冻融温热地区 结构构件受汽车尾气等的空气污 染 环境作用等级为 C 级 混凝土拌合物中的水溶氯离子总量不应超过胶凝材料重的 0 1 预 应力混凝土拌合物中的水溶氯离子总量不应超过胶凝材料重的 0 06 混凝土抗冻耐久性指数 DF 应不少于 80 混凝土中碱含量应不大于 1 8Kg m3 1 各级别混凝土的最大水灰比 最小及最大水泥用量严格按下表进行控制 最低强度等级最大水胶比最小用量 kg m3 最大用量 kg m3 C250 60 260 C300 55 280 C350 50 300 400 C400 45 320 C450 40 340 450 C500 36 360480 C550 36 380500 2 为保证混凝土具有良好的抗侵入性 体积稳定性和抗裂性 尽量采用水化热偏低的水 泥 控制水泥细度及 C3S 含量 以避免早期强度较高和较大的水化热导致的早期开裂 任何提高 早强的措施都不利于后期强度和耐久性 建议不掺加早强剂 宜采用低碱含量的水泥以克服碱骨 料反应 最大碱含量不超过 1 8kg m3 水泥中氯离子总量不应超过胶结材料重量的 0 08 不采 用超量掺有火山灰或粉煤灰的硅酸盐水泥 应选择洁净 质地坚固 级配和粒径形状良好的骨料 五河定淮淮河大桥施工图设计总说明 S4 1 安徽省交通规划设计研究院 4 以保证达到较小的吸水率和空隙率 3 各构件截面尺寸变化处均采用渐变 尽量避免刚度突变 减少应力集中 保证主塔 主梁通风孔通畅和数量 避免水汽在混凝土表面积聚 同时降低箱室内外的温差 在箱梁表面与 铺装之间设置性能可靠的防水层 保证防水层施工质量 泄水管出口远离混凝土表面 要保证钢 筋的混凝土保护层厚度 4 在正式施工前混凝土的试配中 进行混凝土和胶凝抗裂性能对比试验 从中优选抗裂 性能良好的混凝土原材料和配比 施工中注意避免在桥墩浪溅区 水位变动区以及干湿交替区分 段 以是混凝土接缝位置避开不利的局部环境 施工中要对混凝土浇筑温度 施工缝的划分 混 凝土浇筑高度的进行控制 浇筑中混凝土要搅拌均匀 振捣要到位 密实 采取合理的养护措施 并确保充分的养护时间 尤其是结构表层混凝土要注意养护过程中的温度和湿度控制 避免混凝 土表面温度的骤然变化 混凝土浇筑以避开高温和阳光直晒环境 尽可能安排在晚间浇筑 混凝 土的拆模时间除考虑混凝土强度外 还应该考虑拆模时因水化热引起的混凝土温度不能过高 避 免拆模后混凝土接触空气后的急剧温度变化 此时严禁浇凉水养护 5 对主桥的混凝土主梁和主塔采用能改善混凝土耐久性的作用和防护功效混凝土深度渗透 密封剂 混凝土深度渗透密封剂通过混凝土中的毛细孔缝渗入混凝土表层内 与混凝土中的氢氧 化钙反应 形成不溶性的硅凝胶或尺寸很微小的水化物晶体 填充在毛细孔缝中 这一反应起到 了两方面的作用 其一 减少了混凝土表层内的氢氧化钙含量 增加了硅酸盐水化物含量 其二 填塞了毛细孔缝 减少了毛细孔隙率 提高了混凝土的抗渗性 从而有效地改善与提高了混凝土 表层的密实性和抵抗环境因素作用的能力 起到了混凝土表层保护功能 延长混凝土构筑物的使 用寿命 在渗透结晶过程中 挤出混凝土内的杂质和水分 分散水化热 从而控制混凝土膨胀 抵抗表面裂纹 局部干燥和发丝裂缝 减少收缩 90 混凝土喷涂密封剂后能自动修复小于 0 3mm 的裂缝 提高混凝土后期抗压强度 改善混凝土抗氯离子渗透性 提高混凝土抗冻融破坏 能力 增强混凝土抗盐剥蚀能力降低混凝土吸水性 抑制混凝土表面粉化起尘 八 施工要点八 施工要点 主梁施工主梁施工 1 在索塔围堰上组拼托架 在边跨分节段搭设满堂支架浇注混凝土箱梁 然后采用挂篮 施工钢箱梁节段块件 施工顺序为移动挂篮 钢梁拼接 张拉斜拉索 如此反复进行 完成钢梁 拼装 托架安装钢梁边墩处部分节段 合拢钢梁 安装减振装置 阻尼器 调整全桥索力 铺 设二期恒载 2 由于钢主梁节段重量较大 建议采用牵引式挂蓝 钢主梁标准节段工序如下 移动挂 篮 挂篮精确定位 将当前斜拉索安装于主塔与挂篮上 第一次张拉斜拉索 施工完成后将斜拉 索由挂篮转换至主梁上 第二次张拉斜拉索到初始张拉力 一个节段内斜拉索张拉次数也可根据 施工实际情况决定 3 主梁混凝土在施工前必须进行混凝土配合比试验 混凝土浇筑后必须震捣密实 尤其 要注意边角部位 钢筋密集及预埋件周围等应力集中位置 各施工缝包括封锚处应认真凿毛 整 修 清洗 加强养护 控制拆模时间 混凝土必须达到 90 设计强度后才能施加预应力 主梁外 观要平整光洁 严格避免蜂窝 麻面现象 4 主梁纵向及横向预应力钢束 必须按设计图纸位置准确定位 如预应力管道与普通钢 筋干扰时 应适当扳移普通钢筋 确保预应力管道位置准确 管道定位钢筋和防崩钢筋应严格按 图纸设计布置 不得随意减少或取消 预应力管道应无破损 管道接口处及与喇叭管连接处应用 胶带或冷缩塑料管密封 以防漏浆 施工时应特别注意管道成孔质量 5 主梁施工时 梁段内横梁 预应力钢束锚固齿板均与主梁同时浇筑 并严格控制断面 倒角等尺寸 斜拉索锚固块面与拉索中心线垂直 注意根据相关图纸预埋伸缩缝 支座 护栏 检修道栏杆 泄水管 交通工程等有关预埋件 钢箱梁制造钢箱梁制造 一般要求一般要求 1 设计图中所标注的钢箱梁尺寸 均为 15 基准温度下的尺寸 未计入焊缝的收缩和施 工过程中梁段的压缩量 合龙段梁段长度将根据合拢时的实际情况定出 2 钢箱梁制造及验收和工地用计量器具必须经计量单位检定合格后方可使用 并应按有 关规定进行操作 工地用尺在使用前必须与工厂用尺相互校对 3 将来所购板材长度允许 制造商经设计方认可后 可对梁段划分进行调整 尽量减少 梁段焊缝数量 4 钢箱梁梁段制造时 接口按等缝宽处理 5 设计图中高强度螺栓连接的表面抗滑移系数要求不小于 0 50 6 设计图中 焊接 符号系指带钝边的双面坡口贴角焊缝 贴角焊缝正边尺寸为 Kmm 要求焊缝有效厚度之和不小于开坡口板厚的 1 1 倍 系指熔透坡口贴角焊缝 贴 五河定淮淮河大桥施工图设计总说明 S4 1 安徽省交通规划设计研究院 5 角焊缝正边尺寸为 Kmm 且分为两种情况 尾标注明熔透者 则必须按熔透焊接及检验 尾标 未注明熔透者 工艺上按熔透焊接 检验时可允许中间有 4mm 未焊透 7 设计图中除注明外 单面焊双面成型焊缝的过焊孔半径为 50mm 其余过焊孔半径为 35mm 8 板单元定货时 尽可能采用大定尺规格 以减少拼接焊缝的数量 9 设计图中尺寸参考系统除与顶板相关尺寸以顶板顶面为准外 其余均为箱梁内轮廓尺 寸 10 角点加劲设于底板与斜底板交角的角平分线上 11 角焊缝端部应围焊 图中未注明焊脚尺寸一般宜不小于 1 5 t 1 2考虑取值 t 为两焊件 中较厚焊件的厚度 12 设计图零部件未示成对关系 制造厂施工图绘制时应根据正反成对关系进行编号 13 根据施工期受力计算要求 桥面系栏杆在钢梁制造期间将不安装 待合龙完成后施工 14 钢箱梁里程桩号基准线为斜拉索在梁上锚固点的连线 钢箱梁焊接钢箱梁焊接 1 钢箱梁制造的焊接工艺是保证焊接质量的关键 所有类型的焊缝在施焊前应做焊接工 艺评定 根据评定的结果编制焊接工艺 评定的指导原则是工艺评定的试验条件必须与本桥的构 造连接相对应 焊缝金属的力学性能不低于母材 同时钢箱梁的焊接还应符合本桥招标文件的技 术规范及国内有关规程 规范相关要求 2 由于钢箱梁为全焊结构 结构焊缝较多 所产生的焊接变形和残余应力较大 制造过 程中 在保证焊缝质量的前提下 应尽量采用焊接变形小焊缝收缩小的工艺 要求尽量采用 CO2 气体保护焊 3 所有要求熔透的对接及连接焊缝均应熔透 对坡口焊接的贴角焊缝 当未给出贴角尺 寸时 一般宜不小于 1 5 t 1 2考虑取值 t 为两焊件中较厚焊件的厚度 4 钢箱梁的腹板及锚固板 承压板作为主要传力构件 相互间连接焊缝均为熔透焊缝 并尽量采用熔敷金属量少 焊后变形小的坡口 对于锚箱承压板与腹板的连接焊缝 要求焊后对 焊趾进行锤击处理 以减小应力集中 锤击温度应不小于 65 腹板与顶 底板及拉索处横隔 板的连接焊缝均需按设计要求熔透 5 顶 底板的纵横向对接焊缝 外腹板与顶板 斜底板间焊缝均为 级熔透焊缝 并尽 量采用熔敷金属量少 焊后变形小的坡口 U 型加劲肋与顶 底板间的角焊缝采用单面 V 形坡口 焊接 其熔透深度不小于 0 8 倍的板厚 纵 横 隔板在行车道范围内与顶板的焊接间隙要求小于 2mm 6 U 形加劲肋采用冷加工制作前 应进行工艺试验 要求圆角外边缘不得有裂纹 否则 应采用热煨 U 型加劲肋与桥面板焊接前 其内侧应完成涂装 所有手工自由切割处均要打磨平 整 7 对于施工过程中的工艺孔洞 必须在设计指定的位置切割 施工结束后按原状恢复 其焊缝按 级熔透焊缝进行检查 并将表面磨平 8 焊前预热温度应通过焊接性试验和焊接工艺评定确定 预热范围一般为焊缝每侧 100mm 以上 距焊缝 30 50mm 范围内测温 修补时 碳弧气刨前的预热温度与施焊时相同 为防止 T 型接头出现层状撕裂 在焊前预热中 必须特别注意厚板一侧的预热效果 9 制定工地横向环焊缝的焊接工艺时 应能保证容许的焊缝间隙可在一定范围内调整 以帮助消化部分制造 安装误差 10 焊缝无损检验要求 1 焊缝质量分级 焊缝质量分级详见表 焊缝质量分级表焊缝质量分级表 焊缝部位质量等级探伤方法执行标准备 注 超声波 桥顶 底 板纵横向对接 级 X 射线 超声波 工地横桥向对接焊缝 级 X 射线 锚拉板与腹板间熔透角焊缝 级超声波 TB 10212 98 GB T 11345 89 GB T 3323 87 JB T 6061 92 五河定淮淮河大桥施工图设计总说明 S4 1 安徽省交通规划设计研究院 6 焊缝部位质量等级探伤方法执行标准备 注 磁粉 横隔板与腹板的熔透角焊缝 级超声波 腹板与顶板间熔透焊缝 级超声波 横隔板长度对接焊缝 级超声波 横隔板宽度对接焊缝 级超声波 GB T 11345 89 纵隔板长度对接焊缝 级超声波 纵隔板宽度对接焊缝 级超声波 GB T 11345 89 超声波 腹板与底板间熔透坡口角焊缝 级 磁粉 超声波 横隔板 纵隔板与顶 底 板 坡口角焊缝 级 磁粉 TB 10212 98 JB T 6061 92 横隔板与腹板坡口角焊缝 级磁粉 横隔板 纵隔板与顶 底 板 角焊缝 级磁粉 顶 底板 U 肋坡口角焊缝 级磁粉 U 肋嵌补段对接焊缝 级磁粉 JB T 6061 92 2 焊缝无损检验等级 焊缝无损检验等级详见表 焊缝质量级别探伤方法检验等级验收标准 超声波B 级 GB11345 89 级 级对接焊缝 X 射线AB 级 GB3323 87 级 超声波B 级 GB11345 89 级 级对接焊缝 X 射线AB 级 GB3323 87 级 超声波A 级 GB11345 89 级 熔透角接焊缝 磁粉 板厚大于等于 30mm 时 JB T6061 92 级 根部部分熔透坡口角焊缝超声波A 级 TB10212 98 级 贴角焊缝磁粉 JB T6061 92 级 3 无损检验的最终检验应在焊接 24h 后进行 钢板厚度 40mm 以上焊接体的无损检验应 在焊接 48h 后进行 4 X 射线抽探要求及数量应满足 公路桥涵施工技术规范 JTJ041 2000 的规定 5 不合格焊缝要进行返修 且返修次数不宜多于 2 次 第二次返修后 若仍不合格 应查 明原因 报监理工程师批准后进行第三次返修 11 板件对接引弧板施焊的边缘焊缝 桥面吊机后锚点与顶板焊接的焊缝均需打磨平整 12 施工用临时螺栓孔洞在施工结束后都要用螺钉封堵 并尽量减小对桥面铺装的影响 13 顶板与外腹板焊接完成后 须将外腹板顶打磨成与顶板相同的横坡 以利于检修道铺装层 的使用 钢箱梁梁段组拼 堆放及运输钢箱梁梁段组拼 堆放及运输 1 钢箱梁分为顶板单元 水平底板单元 斜底板单元 外腹板单元 横隔板单元 纵隔 板单元 风嘴单元和附属结构单元 组装胎架长度不得小于 4 个标准梁段的长度 2 预拼装必须不少于 4 个标准梁段 按施工控制确定的预拼线形组拼 梁段间预留焊接 间隙 还需记入焊接收缩量 相邻梁段断面匹配应满足公差要求 整体组焊完成后 标记梁段 号 然后进行涂装 堆放等后续作业 梁段拼装顺序应与吊装顺序相同 吊装时不允许调换梁段 号 3 每个梁段上均应设置长度 标高 轴线测量控制点 标记明显 耐久 4 每个梁段均应精确