加劲梁第四册

广州市新光快速猎德大桥工程（第一标段）施工图设计 第四册 加劲梁（二）设 计 说 明第6页 共6页前言本册为第四册: 加劲梁（二）本册文件设计内容包括猎德大桥主桥南北岸混凝土加劲梁、钢砼结合段、锚固块预埋导管以及定位骨架等。本册结合其它各分册共同使用。广州市新光快速路猎德大桥工程（第一标段）设计文件共分七册，文件组成如下：第一册 主桥基础构造第二册 索塔与桥墩第三册 加劲梁（一） 第四册 加劲梁（二） 第五册 缆索系统与索鞍第六册 引桥第七册 附属工程 1.概述1.1设计依据 1. 中标通知书及工程设计合同2. 广州市猎德大桥初步设计评审会专家组意见3. 广州市建设委员会文件，穗建计复2005122号“关于广州市猎德大桥方案设计的批复”4. 广东省地质建设工程集团公司广东省广州市猎德大桥系统工程地质灾害危险性评价报告(电子文件)5. 猎德大桥系地质灾害危险性评估图(电子文件)6. 广州市发展计划委员会文件 穗计城200489号 “转发省发展改革委关于广州市新光快速路项目可行性研究报告的批复的通知”7. 关于提供猎德大桥系统工程规划设计条件的复函(穗规函20051178号)8. 关于猎德大桥系统工程通航要求的复函(穗港局函2004 1号)9. 关于要求提供猎德大桥工程水利要求的复函10. 航道水深图(复印件)11. 猎德大桥段地质详勘资料12. 新光快速路猎德大桥段相关路的规划设计文件13. 广州市新光快速路猎德大桥段工程环境影响初步分析及环境保护措施，广州市环境保护科学研究所14. 广州市猎德大桥系统工程交通量预测，广州市交通规划研究所1.2设计规范和设计标准1.2.1 主要设计规范和参考规范1. 城市桥梁设计准则(CJJ 11-93)2. 城市桥梁设计荷载标准(CJJ 77-98)3. 公路工程技术标准(TJG B01-2003)4. 公路工程抗震设计规范(JTJ 004-89)5. 公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)6. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)7. 公路桥梁抗风设计规范(JTG/TD60-1-2004)8. 公路悬索桥设计规范(报批稿)(参考)9. 钢结构设计规范(GB50017-2003) 10. 美国:AASHTO公路桥梁标准规范(参考)11. 英国:BS-5400桥梁设计规范(参考)12. 混凝土结构耐久性设计与施工指南(CCES01-2004)13. 公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）在本桥施工图设计过程中，严格执行中华人民共和国工程建设标准强制性条文（公路、桥梁部分），无违反强制性条文的情况。1.2.2 设计技术标准1、道路等级：城市级主干道。2、计算行车速度：60km/h。3、道路宽度：双向6车道，两侧设人行道，宽3.75m。4、道路交通通行净空：不小于5.0m。5、设计荷载：主桥采用公路-级；人群荷载根据城市桥梁设计荷载标准的4.1.9条有关规定取用；路面计算荷载：BZZ-100 型标准车。6、最大纵坡：2.5%。7、最高通航水位：H1/20=7.37m(广州城建高程系统)；珠基H1/20=2.37m（由珠江水利委员会提供）。8、通航净空：通航孔跨度不小于180m，通航净空不小于10m；航道位置偏南岸，水深约57m；珠江河岸按50年一遇洪水设防。9、设计洪水频率：300年一遇。H1/300=7.73m(广州城建高程系统)；珠基H1/300=2.73m（由珠江水利委员会提供）。10、设计风载：根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）附录A，广州市10m高度处100年一遇的10min平均最大风速（基本风速）为。11、地震烈度：根据国家标准中国地震动参数区划图(GB18306-2001)，测区地震动峰值加速度为0.1g， 地震动反映谱特征周期为0.35s。根据地震危险性分析结果以及未来50年10%概率烈度计算值，本工程场地基本烈度为度，设防烈度为度。2、总体设计2.1平面设计猎德大桥从花城大道至双塔路段均位于直线上。悬索桥将人行道置于索区外侧，桥梁全宽为36.1m，在大缆锚固块结束后无索区桥梁宽度为32.1m。截面宽度变化点设置在中墩靠岸一侧8.4m处。 2.2纵断面设计将线路最高点设在主航道中点附近。悬索桥主桥为47m+219m+167m+47m，全长480m，其中通航孔为219m。北、南向纵坡2.5，凸形竖曲线半径R=9800m。不仅满足车行纵坡要求，而且满足非机动车纵坡要求，纵面条件较好，最小纵坡为0.3，有利于桥面排水。2.3横断面设计猎德大桥为双向六车道，两侧设人行、自行车道，结合该路网的交通功能，标准横断面为：0.25m(栏杆)+3.5m(人行道)+(0.5+23.75+3.5+0.5)m(车行道)+0.6m(中央分隔带)+(0.5+3.5+23.75+0.5)m(车行道)+3.5m(人行道)+0.25m(栏杆)，全宽32.1m，悬索桥主桥因结构布置需要横断面为：0.25m(栏杆)+3.5m(人行道)+2m(吊索保护区)+(0.5+23.75+3.5+0.5)m(车行道)+0.6m(中央分隔带)+(0.5+3.5+23.75+0.5)m(车行道)+2m(吊索保护区)+3.5m(人行道)+0.25m(栏杆)，全宽36.1m，在混凝土加劲梁段通过梁体断面突变完成宽度变化。 3.混凝土加劲梁设计主桥梁体采用钢加劲梁同混凝土加劲梁相结合的组合体系。主跨与副跨的大部分采用扁平钢箱梁，锚固跨与相接的主副跨各一段采用混凝土梁，钢砼结合段的长度为2m。混凝土加劲梁梁高为3.465m，在钢砼结合段梁体外轮廓与钢加劲梁统一，底板采用直线与圆弧的结合断面，大缆锚固结束后梁体采用斜腹板断面，斜腹板斜率与引桥结构统一。在大缆锚固区根据锚固要求，梁体局部增高1.2m，并在两侧设置渐变段形成锚固块。3.1 主要材料3.1.1 混凝土梁体：C50砼。弹性模量为3.45104MPa；轴心抗压标准强度为35MPa；抗拉强度为3MPa。配制混凝土所采用的水泥、砂、石、水等材料及混凝土配合比、拌制、运输和浇注应严格按照公路桥涵施工技术规范和混凝土结构耐久性设计与施工指南执行，并应符合规范所规定的质量检验及质量标准。混凝土强度控制采用“三控制”，即评定混凝土强度时综合考虑标准试件强度、同条件养护试件强度、非破损或局部破损检测强度。混凝土中的氯离子含量不大于0.06%，碱含量不大于1.8kg/m3，不得采用有碱活性反应的骨料。3.1.2 普通钢筋及钢材普通钢筋必须符合“GB1499-1998”和“GB13013-1991”标准的各项规定，其中钢筋直径D12mm全部采用HRB335钢筋，标准抗拉强度fs=335MPa；钢筋直径12mm的钢筋全部为R235钢筋，标准抗拉强度fs=235MPa。3.1.3 预应力钢筋预应力钢绞线采用270级公称直径s15.2钢绞线。钢绞线应采用符合预应力混凝土用钢绞线(GB/T 5224-2003)标准的II级松弛(低松弛)钢绞线，其抗拉强度标准值fpk=1860MPa，公称直径d=15.20mm，弹性模量Ep1.95105MPa。预应力粗钢筋采用JL32精轧螺纹钢筋，其抗拉标准值fpk=930MPa，弹性模量Ep1.95105MPa。锚具技术标准应符合预应力钢筋锚具、夹具和联结器(GBT1437093)的规定。3.1.4型钢钢材混凝土加劲梁所需型钢钢材主要为主缆锚固块型钢骨架、钢导管以及锚垫板和锚固端板。其技术标准必须符合“GB/T700-1998”的规定，选用的焊接材料应符合“GB/T5117-1995”和“GB/T5118-1995”的要求，并与所用钢材材质和强度相适应。3.1.5 其它本桥所采用的所有材料质量要求应符合公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）的有关规定，并应符合相应的国家标准。本桥所有材料及标准件产品均应采用通过国家级或部级鉴定的产品，并应按国标部标要求进行抽样检验。3.2 结构设计3.2.1 加劲梁结构锚固跨砼箱梁一般段采用单箱多室斜腹板断面形式，梁高为3.465m，悬臂长度采用新光快速路高架桥统一的2.75m，斜腹板斜率为1：2.31。顶板宽度为32.1m，厚度为24cm；底板宽度为24.2m，厚度为22cm；中腹板厚度为50cm，边斜腹板厚度为60cm。箱梁标准室宽为3.5m。梁体端横梁宽度为2m，其它横隔板厚度为3555cm不等。锚固横梁（及中墩隐形盖梁）宽度设置为2m。在砼梁内的纵腹板位置与钢箱纵腹板相对应，并弱化不对应腹板。钢砼结合段采用同钢箱梁统一的外轮廓。为传力明确，延续混凝土梁的的箱室划分，腹板同钢箱梁的腹板相对应，与钢箱梁不对应的混凝土腹板，对其进行掏空处理，弱化其传力效果；在该段顶底板加厚至50cm。根据锚固需要，锚固块设置为实体，梁高局部加高1.2m，并根据力线设置掏空形式，梁体通过锚固块加高段实体以及其过渡段完成横断面的变化。梁体横断面截面突变设置在实体段梁体变高始末点。 在锚固跨跨中附近桥梁两侧边箱顶板各设置800mm人孔，并在各横隔板以及纵隔板上设置1200mm过人孔，使箱室之间保持贯通。在各箱室里底板最低点每隔5m设置100mm的排水孔，并在边腹板靠近顶板的位置设置100mm通气孔。在排水孔及通气孔设置篦子，防止小型飞鸟的进入。钢砼结合段长度为2m，钢梁设60mm厚的端横隔板，钢箱顶、底板加厚至22mm并在顶板、底板和腹板上设置PBL传剪器。钢砼结合段在顺桥向设置预应力索和精轧螺纹钢筋使钢加劲梁与混凝土加劲梁紧密连接。主缆锚垫板与锚固端板之间沿主缆轴线距离为5.3m，南北岸相同。两板之间设置24512mm索股预埋钢导管，其编号同主缆缆索编号保持一致并一一对应，在桥梁左右侧对称布置。在本段采用型钢骨架对钢导管进行精确定位。型钢骨架采用组合角钢，骨架片间距为1m，一个锚固块设置4片，骨架片与片之间纵向联结也采用角钢，全桥共设置16片。钢导管相对于梁体为空间结构，在三个方向都与梁体存在着一定交角。型钢定位骨架布置同混凝土梁体垂直。各骨片之间采用错位布置的方式同钢导管位置相互协调。本段结构受力复杂，主缆沿梁体竖向和纵向分别存在巨大的分力，因此，本段梁体设置JL32竖向预应力精轧螺纹钢筋，并从锚垫板开始沿主缆轴线每隔1m再增设25普通钢筋骨架网进行结构加强。普通钢筋骨架要求与梁体顶底板普通主筋焊接。理论散索点及理论转索点在桥梁横向距离桥梁边线为4.5m，主缆入梁部位采用梁体开槽的做法，根据散索套与散索鞍基座结构尺寸的不同以及入梁角度的不同分别设置不同的槽口尺寸。并考虑主缆穿索的要求，为人工操作预留一定的空间，前锚箱宽度为3m。后锚箱宽度为5.3m，南北岸根据锚固点位置不同锚箱位置也随之调整，待主缆张拉结束后用与梁体同标号混凝土封闭后锚箱。结构详细尺寸见相关构造图。3.2.2 预应力体系混凝土加劲梁采用三向预应力混凝土结构体系，除此之外在钢砼结合段处沿截面四周顺桥向设置预应力索和精轧螺纹钢筋，使钢加劲梁与混凝土加劲梁紧密连接。纵向预应力：混凝土加劲梁的纵向预应力钢束分为底板束和腹板弯起束两种束型。在中腹板处布置底板束和腹板束，在边腹板处考虑到主缆锚固块的影响，只布置弯起束。腹板束均采用双端张拉，中腹板两侧的底板束有双端张拉和单端张拉两种，双端张拉的钢束一端在混凝土梁端张拉锚固，另一端须穿过钢砼结合段60mm厚的钢板后在钢加劲梁内张拉锚固；单端张拉的钢束张拉端设置在混凝土梁端，固定端设置在主缆锚固块加厚处。所有纵向预应力钢束均采用大吨位群锚体系，钢束规格为19-s15.2的钢绞线束。横向预应力：本梁段横向预应力包含桥面无粘结预应力和锚固块横向加强钢束。每束无粘结预应力采用1-s15.2钢绞线，间距0.5m，沿顶板均匀布置，采用单端交错张拉。锚固块横向加强钢束采用15-s15.2钢绞线，双端张拉。竖向预应力：本梁段的竖向预应力钢筋仅在主缆锚固前锚箱区域布置。每个前锚箱均布置4排JL32的高强度精轧螺纹钢筋作竖向预应力。锚具采用JL32型。钢砼结合段预应力：为了使钢加劲梁和混凝土加劲梁更紧密连接，在顺桥向沿截面四周布置钢绞线，在对应的腹板内布置精轧螺纹钢筋。精轧螺纹钢筋均采用单端张拉。钢绞线一部分为双端张拉，一部分为单端张拉。双端张拉的钢绞线一端在混凝土梁的箱室内设置齿块张拉锚固，另一端在钢加劲梁内的钢套管内张拉锚固。单端张拉的钢绞线固定端设置混凝土梁段的顶底板内，张拉端设置在加劲梁内的钢套管端部。精轧螺纹钢筋的张拉端设置在60mm钢板后（钢加劲梁内）。预应力管道与锚头：本梁段预应力除横向无粘结预应力外其余在混凝土梁段内均采用真空压浆塑料波纹管形成管道，在钢加劲梁内设置钢套管形成管道。管道的压浆在钢加劲梁内应作密封处理，禁止漏浆。本梁段的预应力锚头有一端设置在钢加劲梁内，该部位的锚头裸露在钢箱梁内，因此必须对其采取与钢箱梁相同的防腐防锈处理。4.结构设计计算根据BNLAS软件对全桥空间计算所得各工况下混凝土加劲梁各截面内力，采用梁单元进行结构预应力钢筋布置计算。梁体预应力按A类构件设计。主缆锚固系统受力复杂，对锚固块运用大型有限元分析软件AGLOR，采用实体模型进行局部应力分析计算，从而指导设计。综合以上计算分析结果，在各种工况下取最不利荷载组合进行结构设计。通过结构计算以及截面验算，本结构是安全可靠的。5.施工5.1施工方案混凝土加劲梁采用满堂支架法施工。在河中搭设支架要注意河底淤泥以及水流冲击产生颤动对模板支架稳定的的影响，确保支架有足够的强度与刚度。5.2主要施工步骤1.对河底淤泥进行处理，搭设满堂支架，同时施工锚固块型钢骨架以及钢导管。2.对支架进行预压处理。3.待支架稳定不再下沉后调整模板，绑扎钢筋。4.浇筑中墩墩顶实体段，注意大体积混凝土的施工工艺，做好散热工作。5.待混凝土浇注至钢导管型钢骨架标高时吊装型钢骨架，穿导管，焊接锚垫板及锚固端板。6.顺序浇筑混凝土。7.待混凝土达到设计强度后按照设计分批张拉梁体预应力钢筋。8. 最后张拉钢砼结合段构造预应力钢筋，达到施工后续工序的要求。同钢箱梁合拢。9. 待主缆张拉完毕，且调索完毕后封闭后锚箱，施工中注意新旧混凝土界面的处理。5.3施工要点 施工中严格遵循公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）和公路工程质量检验评定标准，并从严控制。 （1）混凝土加劲梁设计采用满堂支架现浇施工工艺。支架应先进行等设计荷载预压后方可浇筑上部构造。 （2）现浇支架请施工单位自行设计，虽然混凝土加劲梁刚度大，但由于支架位于水中，地基变形较大，因此支架设计时，施工单位应根据支架的弹性和非弹性变形、支架在施工过程中的沉降按二次抛物线设置施工预拱度，以确保卸架后主梁的设计线形。（3）箱梁按施工程序浇筑，沿梁高可分两次浇筑，先底板及腹板根部，其次浇筑腹板、顶板及翼缘，但墩顶横梁应一次浇筑完毕。施工缝严格按照施工规范处理执行。（4）所有预应力张拉须严格按设计张拉顺序进行。（5）预应力束孔道要求锚垫板与锚束垂直，扩孔中心与束孔中心、锚固中心与垫板中心同心。（6）所有预应力管道材料均采用真空压浆塑料波纹管。（7）必须达到90%设计强度和浇筑完成后5天才能施加预应力，混凝土的取样及养生条件应和现场浇筑的混凝土相符，所有预应力张拉均要求双控，引伸量误差应控制在6%以内。（8）钢束张拉完毕后，严禁撞击锚具和钢束，并应立即进行管道压浆；穿束前先用清水清洗管道并吹干，管道压浆要求密实，压浆应严格遵照真空压浆工艺进行。（9）为确保全桥预应力质量，要求施工部门从接管工艺、定位钢筋、管道线型等应严加控制，有关要求如下：管道安装前应除去管道两端的毛刺并检查管道质量及两端截面形状，遇有可能漏浆管道的部分应采取措施割除，遇有管道两端截面有变形时应整形后应用。接管处及管道与喇叭管连接处应用胶带或冷缩塑料管将其密封防止漏浆；管道与喇叭管连接处，管道应垂直于锚垫板。每80cm设置定位钢筋一道，本册图纸工程数量表中已计入定位钢筋数量。定位后的管道轴线偏差要求不大于0.5cm。锚环使用前应检查内壁有否生锈，对生锈者应进行除锈处理后使用。锚下混凝土应严格振捣密实，同时在穿索前应先清除锚具喇叭管内的砂浆和混凝土。应合理控制限位量，合理的限位量应使钢绞线没有刮痕和轻微刮痕。钢绞线应用圆盘切割机切割，不允许用电焊或气焊切割。 （11）真空压浆的预应力管道应注意以下事项： 针对曲线孔道的特点，在波纹管每个波峰的最高点靠同一端设立泌水管，泌水管为钢管，高出混凝土200mm，并攻螺纹。输浆管应选用高强橡胶管，抗压能力1MPa，带压灌浆时不易破裂，连接要牢固，不得脱管。灰浆进入灌浆泵之前应通过1.2mm的筛网进行过滤。搅拌后的水泥浆必须做流动度、泌水性试验，并浇注浆体强度试块。灌浆工作宜在灰浆流动性下降前进行（约3045分钟时间内），孔道一次灌注要连续。中途换管道时间内，继续启动灌浆泵，让浆体循环流动。灌浆孔数和位置必须作好记录，以防漏浆。储浆罐的储浆体积1倍所要灌注的一条预应力孔道体积。（12）主筋的接长可采用焊接或机械连接。钢筋直径25mm，采用焊接，其单面焊接长度不小于10d，双面焊接长度不小于5d，长度35d范围内接头数量不超过50%，钢筋直径25mm，采用等强直螺纹连接，其机械接头连接器的技术标准应符合JGJ107-2003钢筋机械连接通用技术规程的要求，其钢筋机械连接接头选用SA级，对机械连接接头进行接头可靠试验，保证钢筋断裂不出现在机械接头处。（13）混凝土加劲梁各部分混凝土应采用同一厂家、同一品牌的水泥，并尽可能采用同一料场的石料、砂料，以求结构外观色调一致。（14）混凝土加劲梁施工时应注意下列预埋件的预埋：人行道栏杆、钢防护栏的预埋件；人行悬梯的预埋件；支座系统的预埋件；猫道预埋件；散索鞍座预埋件；主缆锚固区检查系统预埋件；通气孔、排水管以及施工临时需要的预埋件等。（15）预埋钢筋外露长度应满足钢筋的搭接或焊接接长的要求。各外露钢结构均应做好防锈工作，以避免钢结构锈蚀影响结构外观色调。（16）预应力锚固槽口处切断的钢筋，封锚前应采用双面焊连接或其他可靠连接方式，确保被截断钢筋的正常受力，同时不影响锚具的工作性能，并用不低于梁体标号的微膨胀混凝土对槽口进行封填,封锚混凝土外观应与主体结构砼色泽一致。 5.3施工注意事项1、实体段混凝土浇注为大体积砼施工，施工单位应在