SII-01杏里桥设计说明

锡溧漕河航道整治工程杏里桥 总 说 明 第 7 页 共 6 页一、设计依据1 关于对锡溧漕河杏里桥改建工程桥型变化的批复（交航工2005250号）。2 锡溧漕河（锡宜段）航道部分航段整治工程施工图设计（江苏省交通规划设计院）。3.锡溧漕河航道整治工程桥梁工程地质勘察报告（江苏伟信工程咨询有限公司、江苏省水文地质工程地质勘察院）（二二年九月）。4.武宜运河杏里桥重建工程引桥段工程地质勘察报告（江苏省地质工程勘察院）（二五年四月）二、工程概况2.1 桥型变化 杏里桥位于宜兴市十里牌杏里路，横跨武宜运河，目前桥位处河宽约35m，该桥桥面宽约8m，桥面坡度较大，目前水、陆尚可通行，属于公路桥梁。原施工图设计主桥采用预应力混凝土斜拉桥，2005年8月2日的施工图审查中，与会专家一致认为斜拉桥桥型既不经济，也不美观，且桥位处化工污染较重，斜拉桥的耐久性没有充分保证，建议采用下承式系杆拱桥型。2005年9月30日，厅航道局正式下文，将主桥桥型改为下承式系杆拱桥。由于桥型变化，桥梁高度减小，本次设计桥梁纵坡降为3，桥梁长度减少了39.28m。2.2工程范围本次设计主桥采用下承式混凝土系杆拱桥。桥梁起点桩号为NK0+336.45，讫点桩号为NK0+663.63，全长为327.18m，跨径布置为（620）m +82.28 m +（620)m。2.3 地质条件经钻探揭露，在勘探深度范围场区地层自上而下可分为16层：1层杂填土：灰色，松散，成分为混凝土及碎石块。层厚0.34.50m，层顶标高5.208.00m；2层亚粘土：灰黄色，软塑，中偏高压缩性，含铁锰质斑点。层厚1.102.05m，层顶标高5.106.00m；3层粘土：灰黄色，硬塑，中等压缩性，含铁锰质锈斑及结核。层厚1.556.60m，层顶标高3.405.80m；4层亚粘土：灰色，软塑，夹压砂土薄层。层厚1.806.00m，层顶标高-1.700m；5层亚砂土：局部为粉砂，灰色，软塑，夹薄层亚粘土及腐殖质薄层。层厚7.0510.90m，层顶标高-3.60-0.40m；6层粘土：黄灰色杂蓝灰色，硬塑，中等压缩性，含铁锰质斑点，仅DZK267缺失。层厚1.303.70m，层顶标高-11.70-10.60；7层亚粘土：灰黄色，软塑，夹粉砂薄层，中等压缩性，含铁锰质斑点。层厚2.108.90m，层顶标高-14.50-12.10m；8层亚砂土：局部为粉砂，灰色，软塑夹薄层亚粘土及腐殖质薄层，局部呈互层状。层厚4.0012.80m，层顶标高-21.50-17.70m；9-1层粘土：灰色，软塑，中等压缩性。层厚1.906.50m，层顶标高-27.00-24.40m；9-2层粘土：局部为亚粘土，灰色，灰黄色，硬塑，中等压缩性。层厚5.6010.50m，层顶标高-31.30-24.30m；10-1层粉砂：灰黄色，饱和，中密密实。层厚2.5m，层顶标高-30.80m；10-2层含砾粗砂：黄褐色混砖红色，饱和，密实，泥质含量较高。层厚2.5m，层顶标高-35.40m；11层强风化泥质粉砂岩：砖红色，泥质结构，密实，风化呈砂土状，手捻易碎，岩芯采取率达100%。层厚1.506.70m，层顶标高-37.90-32.10m；12层弱风化泥质粉砂岩：砖红色，泥质结构，岩芯呈柱状、长柱状，手掰易断，岩芯采取率达100%，RQD达95%。层厚5.509.40m，层顶标高-39.40-35.40m；2.4 地形地貌及地下水桥位区地貌上属太湖冲积平原之冲湖积高亢平原区，地势低平，湖、塘发育，河网纵横交错，桥位区地面标高6.006.70m。地下水为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水，含水层由5层粉砂、8层粉砂夹亚粘土、10层粉砂和泥质粉砂岩组成，岩性颗粒较细、且夹有薄层亚粘土，富水性较差，根据无锡幅、苏州幅区域水文地质普查报告（1：200000）（1981.2）资料，单井涌水量均小于100吨/日；基岩裂隙水富水性和透水性均较差，水量小。施工期间地下水位埋深1.502.00m,标高3.704.50m，地下水主要受大气降水、地表水系及农田灌溉水补给，排泄以蒸发和侧向迳流为主。2.5 工程地质条件评价桥位区勘探深度内地层分布较稳定。1层杂填土，松散状，工程地质条件差；2层灰黄色软塑状粘土、4层灰色软塑亚粘土、5层灰色松散中密状粉砂、7层灰色亚粘土夹粉砂、8层灰色粉砂夹亚粘土、10层中密状粉砂，承载力0=100130kPa，工程地质条件较差；3层灰黄色硬塑状粘土厚度1.556.60m，承载力0=220260kPa，分布较稳定，工程地质条件较好；6层黄灰色杂蓝灰色硬塑状粘土，承载力0=260kPa，厚度仅1.303.70m，且DZK267缺失，又因7层灰色软塑亚粘土夹粉砂作为其下卧层，影响其工程地质条件。9层硬塑粘土、软塑硬塑亚粘土，顶板标高-31.30-24.30m，顶板埋深31.3036.50m，揭露累计厚度5.6010.50m，承载力240300kPa，工程地质条件较好，可作为桩基持力层。基岩为白垩系浦口组泥质粉砂岩，根据风化程度分成11层强风化泥质粉砂岩和12层弱风化泥质粉砂岩，顶板标高-36.40-32.10m，顶板埋深39.8042.50m，未揭穿，承载力300500kPa，工程地质条件较好，是理想的桩基持力层，该层岩性浸水后易软化，强度明显降低，桩基施工时应考虑这一不利因素。三、技术标准3.1 道路等级：三级公路。3.2 设计荷载标准：公路II级。3.3 设计车速：40km/h。3.4 桥宽：0.50m（防撞护栏）+11m（车行道）+0.50m（防撞护栏）=12m；主桥设双向1.5%横坡。3.5 地震基本烈度：6度，地震动峰值加速度0.05g。3.6 河道等级：三级航道，通航净宽70m，净高7m。3.7 设计高程：吴淞高程系统。四、主要设计规范及标准1. 国颁工程建设标准强制性条文（公路工程部分）(2002)2. 部颁公路工程基本建设项目设计文件编制办法(1996年)3. 部颁公路工程技术标准(JTG B01-2003)4. 部颁公路路线设计规范(JTJ 011-94)5. 部颁公路勘测规范(JTJ 061-99)6. 部颁公路工程地质勘测规范(JTJ 064-98)7. 部颁公路路基设计规范(JTG D30-2004)8. 部颁公路工程抗震设计规范(JTJ 004-89)9. 部颁公路沥青路面设计规范(JTJ 014-97)10. 部颁公路软土地基路堤设计与施工技术规范(JTJ 017-96)11. 部颁公路排水设计规范(JTJ 018-97)12. 部颁公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)13. 部颁公路砖石混凝土桥涵设计规范(JTJ 022-85)14. 部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)15. 部颁公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 024-85)16. 部颁公路路基施工技术规范(JTJ 033-95)17. 部颁公路沥青路面施工技术规范(JTJ 032-94)18. 部颁公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000)19. 部颁钢筋机械连接通用技术规程(JGJ 107-96)20. 钢筋等强直螺纹连接技术规程(Q/JY 08-1997)五、主要材料及标准5.1 混凝土：主桥系杆、拱片、横梁： C50混凝土；主桥拱肋风撑、行车道板、整体化混凝土： C40混凝土；引桥箱梁、引桥桥面调平层、支座垫层： C40混凝土；盖梁、墩身、系梁、承台、台帽、台身、桥头搭板、护栏： C30混凝土；钻孔桩基础： C25水下混凝土；桥面铺装： 沥青混凝土；混凝土技术标准必须符合JTG D62-2004和JTJ041-2000有关规定。5.2 R235、HRB355普通钢筋，技术标准必须符合GB13013-91和GB1499-98的有关规定。5.3 钢板、型钢采用Q345C和Q235B，技术标准必须符合（GB/T1591-94）和（GB/T700-88）的有关规定；吊杆采用29912无缝钢管，材质为Q345C，技术标准必须符合（GB/T8162-99）的有关规定；焊接材料应符合（GB10045-88）或（GB5117-95）的要求，并与采用的钢材材质和强度相适应。5.4 预应力钢绞线采用j15.20高强度低松弛钢绞线（标准强度fpk1860MPa），技术标准必须符合国标预应力混凝土用钢绞线（GB/T5224-95）。配套锚具必须采用技术标准符合预应力筋用锚具、夹具和连接器（GB/T14370-93）规定的I类夹片式群锚锚具。5.5 钢筋焊网：带肋焊接钢筋网片的技术标准应符合YB/T-076-1995-CHINA。5.6 支座： 全桥竖向支座采用GPZ（II）型盆式橡胶支座。5.7 伸缩缝：桥梁伸缩缝采用D80型、D160型毛勒伸缩缝。六、设计要点6.1 桥型桥梁上部的跨径布置为（620）m +82.28 m +（620)m，其中主跨为下承式预应力混凝土系杆拱桥，两侧引桥均为620m一联钢筋混凝土连续箱梁。桥梁位于双向3.0纵坡、半径3100m的凸型竖曲线上。西侧引桥位于两段A=100的缓和曲线段和R300m的平曲线上，最大超高为3；主桥和东侧引桥位于直线段上，但东侧桥台进入A=100的缓和曲线。车行道横坡一般路段为双向1.5。6.2 下部结构（1）过渡墩墩身为1.82.2m带倒角矩形截面，基础采用1.4m钻孔灌注桩群桩，选择第12层为桩尖持力层。引桥桥墩采用桩柱式结构，墩身直径为1.2m，钻孔灌注桩直径为1.4m。桥台采用薄壁式桥台，基础采用1.2m钻孔灌注桩。所有桩基均按摩擦桩设计。（2）桥墩和桥台均按桥梁中心线径向布置。6.3 上部结构（1）主桥主桥上部采用82.28m单跨预应力混凝土系杆拱，为刚性系杆刚性拱，计算跨径L80.3m，拱轴线为二次抛物线，矢跨比为1/5，矢高为16.06m。拱肋采用等截面“I”字型截面，拱肋高1.4m，宽1.2m；系杆采用等截面箱梁，系杆高1.8m，宽1.2m；每片拱片设间距为5.0m的吊杆15根，吊杆采用直径D299mm的无缝钢管（内穿7j15.2mm钢绞线）；风撑设置四道，采用等截面“I”字截面，高0.7m，宽0.6m；端横梁高度为1.65m1.74m；中横梁高度为1.3m1.39m，梁顶设有0.25m后浇混凝土，桥面双向1.5%横坡通过横梁高度的变化调整。拱肋为钢筋混凝土结构。每一系杆内布设12束钢绞线，为10j15.2mm或者11j15.2mm钢绞线，钢束锚下张拉控制应力为0.72fpk。每一吊杆内布设1束7j15.2mm钢绞线，其锚下张拉控制力见表1。每根中横梁内布设4束钢绞线，每束为8j15.2mm钢绞线，每根端横梁内布设4束钢绞线，每束为8j15.2mm钢绞线，每束锚下张拉控制应力为0.75fpk。吊杆预应力钢束锚下张拉控制力和张拉顺序表表1吊杆号1、152、143、134、125、116、107、98锚下张拉控制力（KN）1266.81176.41176.41085.91085.91085.91085.91085.9张拉顺序84736251（2）引桥两侧引桥上部采用现浇钢筋混凝土箱梁。单箱双室，梁高1.3m，箱梁悬臂2.5m。顶板宽12m，厚0.2m，底板宽7m，厚0.2m，跨中腹板厚0.4m。中横梁宽1.5m、端横梁宽1.0m,均为普通钢筋砼结构。箱梁顶面为单向坡，单向坡由梁体绕设计高程点旋转形成，顶面横坡 ，其中为左侧桥面横坡，为右侧桥面横坡。在双向1.5%横坡处，桥面即为平坡。箱梁支座处梁底调平楔块中心厚度为6cm，底面保持水平。6.4 桥面铺装主桥桥面铺装层为10cm整体化混凝土+8cm沥青混凝土铺装。引桥桥面铺装层为混凝土调平层+8cm沥青混凝土铺装，引桥桥面横坡由梁体旋转和调平层变厚共同形成。调平层在防撞护栏处厚度为5cm，桥面高程处厚度为cm，其中为左侧桥面横坡，为右侧桥面横坡。主桥整体化混凝土内设置D12钢筋网片，引桥混凝土调平层中设置D6钢筋网片。沥青铺装层下设置三涂FTY-1改进型防水层。6.5 桥面排水 桥面横坡内侧设置泄水管。6.6 主桥结构计算（1）分别包括成桥状态下恒载、活载、预应力、混凝土收缩徐变、温度变化等荷载作用的计算。计算中按规范JTG D62-2004有关规定对各种荷载进行不同的荷载组合，对结构的持久状况极限状态承载能力、持久及短暂状况截面应力及持久状况正常使用极限状态的抗裂和挠度均进行了验算。（2）鉴于武宜运河为通航河道，为减少断航和碍航时间，拱架采用整体放样、分段预制。杆件吊装就位采用浮吊和龙门吊相结合的施工方案。组拼合拢、穿束、张拉等工序均在少支架的工作平台上进行。其主要施工顺序为：a、利用主墩立托架，搭设四座临时支架，在墩顶、托架和临时支架上设贝雷片构成施工平台。b、拱架采用整体放样，拱肋和系杆均分三段预制(不含端块件)。 c、安装系杆。在支架上现浇上游侧拱片端块件，吊装系杆预制块，并组拼、合拢、穿预应力钢束。用同样的方法完成下游侧拱片系杆安装。d、安装端横梁及2、6、10、14号吊杆处中横梁，张拉上述横梁第一批钢束，钢束锚下张拉控制应力0.75fpk。e、对称张拉系杆第一批预应力N5、N6、N7、N8钢束，钢束锚下张拉控制应力0.72fpk。f、搭设拱肋支架，安装两片拱肋中段，并安装风撑。g、安装吊杆和其余中横梁，并张拉其余中横梁的第一批钢束，钢束锚下张拉控制应力0.75fpk。h、对称张拉系杆第二批预应力N1、N4、N9、N12钢束，锚下张拉控制应力为0.72fpk。i、张拉吊杆钢束，吊杆编号自左向右依次为1-15，吊杆张拉顺序86、104、122、147、95、113、131、15，其中，1、15吊杆钢束锚下张拉控制应力为0.70f pk；2、3、13、14吊杆钢束锚下张拉控制应力为0.65fpk；412吊杆钢束锚下张拉控制应力为0.60fpk。 j、拆除临时支架。k、对称张拉系杆第三批N2、N3预应力钢束，钢束锚下张拉控制应力0.72f pk。l、安装行车道板，现浇中横梁二期砼。m、对称张拉系杆第四批N10、N11预应力钢束，锚下张拉控制应力0.72f pk。n、现浇桥面10cm厚整体化混凝土。o、张拉端横梁和中横梁第二批预应力钢束，钢束锚下张拉控制应力0.75f pk。p、浇注桥面铺装、安装防撞护栏。七、施工要点有关桥梁的施工工艺及其质量检查标准，均按公路工程桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）（以下简称施工规范）进行，本施工说明只对施工规范未说明的部分和施工中有特殊要求部分作出说明。对于施工规范及本说明都未涉及的部分，可参照国家已批准的有关现行规范及标准进行操作。7.1 主桥上部（1）系杆拱轴线应进行施工过程临近，作好记录，分析记录，分析数据，制定措施以指导施工，确保质量。（2）各接缝处应严格按施工缝要求进行凿毛、冲洗等，以保证连接牢靠。（3）各施工临时支架应进行预压，以消除支架非弹性变形。（4）对各段拱片运输和拼装过程中的稳定应严加监控，并对各段采取必要的加强措施。（5）混凝土浇筑过程中，应特别注意对锚下混凝土的捣实，防止出现蜂窝状。（6）钢绞线进场后，必须按有关规定对其强度、外形尺寸、物理及力学性能等进行严格试验。锚头应进行裂缝探伤检验，锚具应进行锚具一钢绞线组装件的锚固性能试验。同时应就实测的弹性模量和截面积对计算引伸量作修正。引伸量修正公式为：式中：E、A实测的钢绞线弹性模量及截面积E、A计算采用的钢绞线弹性模量及截面积E1.95105MPaA139mm2-计算得到的引伸量-修正计算的引伸量（7）预应力管道采用加强型钢波纹管形成，其壁厚不小于0.35mm，波高不小于3.5mm。管道应严格保证弯曲坐标及弯曲角度，用“井”字型定位架精确定位，定位架间距在直线段为1.0m，曲线上为0.5m。现场在预应力管道附近对钢筋等施焊时，应采取保护管道的措施，严禁因管道漏浆造成预应力管道堵塞。（8）现浇接头混凝土强度达到设计强度的90%时，预应力钢束方可张拉。预应力钢束张拉应严格按设计顺序、张拉控制应力及工艺进行。预应力张拉、千斤顶与油泵压力表应按有关规定配套及定期标定，张拉人员应持证上岗，监理人员应现场旁站、并认真做好张拉记录。（9）施加预应力必须采用张拉吨位和钢束引伸量双控。钢束张拉时应在初始张拉力（可取设计张拉吨位的10%15%）状态下作出标记，以便直接测定各钢绞线的引伸量。当预应力钢束张拉达设计吨位时，实际引伸量与理论引伸量误差不应大于6%，否则应停工检查，分析原因，采取相应措施处理后方可继续张拉。（10）钢束张拉时，应尽量避免滑丝、断丝现象。当出现滑丝、断丝时，其滑丝、断丝总数量不得大于该断面总数的1%，每一钢束的滑丝、断丝数量不得多于一根，否则应换束重新张拉。（11）预应力钢束张拉完后，应尽早进行孔道压浆，并切实保证压浆质量。压浆材料、外加剂及泥浆配比应根据管道形成、压浆方法、材料性能及设备条件通过试验确定。水泥浆要求尽量减小收缩和泌水，可掺入适量膨胀剂以保证压浆密实饱满。水泥浆等级不小于C40，并据此进行配合比设计，建议水灰比在0.400.45之间选用，水泥浆的掺合材料要求对预应力束不能有腐蚀作用。（12）吊杆钢管应在拱架安装后精确放样。（13）锚具垫板必须与钢束轴线垂直，垫板孔中心与管道孔中心必须一致，安装千斤顶必须保证锚圈孔中心严格对中。（14）钢绞线的下料应采用砂轮机切割。（15）钢束张拉完毕，严禁碰撞锚具，钢绞线剩余长度采用切割机切断并采用环氧树脂水泥浆尽快封锚。（16）凡需焊接的受力部分，均需满足可焊接要求，并且当使用强度不同的钢材焊接时，所选用焊材的强度应能保证焊接及接头强度高于较低度的钢材。（17）因工作需要而断开的钢筋当再次连接时，必须进行焊接，并应符合施工规范的有关规定。（18）在桥面现浇层施工时注意预埋件的留设。（19）在上部施工期间，桥下不断航，应协调有关航道、港监部门对水上交通进行管制，以防止水中支架被船撞而发生事故。7.2 引桥上部引桥上部钢筋混凝土箱梁采用逐孔现浇施工方法。（1）引桥上部箱梁采用搭支架逐孔现浇法施工，支架必须保证足够的刚度、强度和稳定性，支架下应设必要的基础，并对支架沉降加以严格限制。箱梁施工前，应对其支架进行预压，预压荷载为箱梁自重的100%，预压至沉降稳定为止，以消除支架不可恢复的变形并测量其弹性变形。支架搭设时应注意桥面纵坡和横坡的变化。浇筑时先搭两至三孔支架并浇筑混凝土，施工缝设在近1/4桥跨处，待浇筑孔混凝土实际强度达到设计标号时，方拆除支架，进行后续孔的浇筑，但浇筑每一孔时，必须保持前两孔支架不拆除。（2）箱梁浇筑建议采用以下顺序：底板腹板（包括横隔板）顶板，施工结合面须按规定凿毛、清洗，以保证强度。（3）调平层混凝土和防撞护栏应在现浇连续梁支架拆除后再浇。（4）由于箱梁横梁未开孔，施工用孔只能开在每跨顶板四分之一跨度处，孔口尺寸应小于1m1m，每室开孔数量不得多于一个。施工完后钢筋采用等强原则补强后再用微膨胀混凝土浇筑。（5）主梁施工时注意防撞护栏、伸缩缝、泄水管、支座预埋板等预埋件的设置，并留好箱内通风孔。7.3 桩基础施工（1）本桥桩基采用坐标定位，施工放样应对桩基坐标认真复核，确认无误后可进行，并对所放桩位用钢尺各个方向的丈量校核。（2）主、引桥基础均采用桩基础，施工时应根据地质情况，结合施工机械设备条件，精心施工，并采取可靠手段检测桩基质量，确保合格率100%。如发现地质情况与设计采用的钻孔资料有出入时，应及时向设计单位反馈信息，必要时需补勘查明地质情况，并根据实际钻孔资料调整桩底标高。（3） 钻孔