S4-1 桥梁、涵洞说明

仙游县X201城游线石苍乡高阳段县道晋级改造工程 S4-1 桥梁、涵洞说明1.设计标准及采用规范1.1 设计所采用的主要规范（1）公路工程技术标准（JTG B01-2014）（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(JTGD62-2004)（4）公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)（5）公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)（6）公路涵洞设计细则（JTG/T D65-04-2007）（7）公路工程水文勘测设计规范（JTG C30-2015）（8）混凝土和钢筋混凝土排水管（GB/T 11836-2009）（9）公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）（10）公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004)（11）工程建设标准强制性条文(公路工程部分)（12）其他现行设计、技术及工程质量验收规范。1.2 主要技术标准（1）桥涵设计荷载标准：旧桥涵：汽车-20，挂车-100；新桥涵：公路-级。（2）桥涵设计洪水频率： 1/25。（3）地震烈度：抗震设防烈度为度，地震动加速度峰值0.05g。（4）新建桥涵结构设计基准期：100年。（5）新建桥涵结构设计使用年限：30年。（6）设计安全等级：三级。（7）环境类别：类。2.桥涵分布情况改建路段设计范围内共设置涵洞14道（利用现状涵洞1道），其中1道石拱涵，12道钢筋混凝土圆管涵，1道钢筋混凝土盖板涵。改建桥梁2座。原有K1+995.0石拱涵、K5+255.0小桥，拆除改建新桥。3.原有桥梁的结构现状及处理方式全线共2座原有桥梁。K1+995.0石拱涵根据现场调查，并结合建设单位意见，定性为危涵，考虑桥涵的安全、经济性，本次设计拟定对该石拱涵进行拆除，在K1+999.4处新建1-6m现浇钢筋混凝土板桥一座。其中，桥梁上部采用现浇钢筋混凝土简支板，下部采用U型桥台，扩大基础，桥梁全长16.0m。K1+995.0石拱涵K5+255.0小桥，原桥为1-8m石板拱桥，桥宽7.5 m，桥全长20.0m，重力式桥台，扩大基础。桥梁于2003年竣工，根据现场调查，并结合建设单位意见，K5+255.0小桥定性为危桥。该小桥跨越的是上游水电站溢洪道，现该处溢洪道已弃用，如对该桥进行加固，加固成本亦过高，因此本次设计拟定对该桥梁进行拆除，在原址改建为1-8m现浇钢筋混凝土板桥。其中，桥梁上部采用现浇钢筋混凝土简支板，下部采用U型桥台，扩大基础，桥梁全长24.0m。 K5+255.0小桥4.涵洞设计4.1 涵洞设计概况针对目前涵洞与沿线水系、路线排水系统、农田水利设施的适应情况，结合本次改建的项目特点，采取如下方式进行改扩建：(1)对于现状运行情况良好、满足路基宽度和承载力要求的石拱涵，予以利用。(2)废除原有的石盖板涵，采用钢筋混凝土圆管涵代替。(3)部分涵洞存在淤积或涵前积水的现象，适应情况不佳，考虑增大涵洞孔径或净高，增大过水断面面积，满足使用需求。(4)部分路段加设涵洞，满足排洪、灌溉等要求。根据上述原则，全线共设置涵洞14道，含1道石拱涵，12道钢筋混凝土圆管涵，1道钢筋混凝土盖板涵，其中新建、拆除重建涵洞13道，利用涵洞1道。本项目涵洞净跨有1.5m、2.0 m、2.5 m、4.0 m等，填土高度为0.55.4m，涵洞的斜交角（涵洞中轴线与路中线的正交线的夹角）为020不等。4.2 主要材料（1）圆管涵：管身采用钢筋混凝土级管；帽石采用C20混凝土；管形基础、一字墙、八字墙、边沟跌井、铺砌、截水墙等采用C20片石混凝土。（2）盖板涵：盖板、台帽、帽石采用C30混凝土；台身、基础、八字墙、铺砌、截水墙等采用C20片石混凝土。（3）片石混凝土中片石掺入量不应多于混凝土体积的20%，石料标号均不小于MU60。4.3 原有涵洞的结构现状及处理方式旧路有部分涵洞为石盖板涵，孔径过小，石板开裂严重，无明显洞口，涵洞不足以满足现有的排洪、灌溉等需求，大多存在淤积现象，涵前多有积水，因此对这些涵洞考虑进行改建，新建涵洞采用钢筋混凝土圆管涵。原有石盖板涵K0+818.8石拱涵现状运行情况良好，排水顺畅，无淤积，主体结构基本无开裂现象，涵台圬工完好、较为稳定，且满足路基宽度要求，从外观上判断可以给予利用，但施工前应对旧涵进行承载力检测或进行必要的加固措施，以使涵洞达到与道路改造后相适应的承载能力。本次设计考虑对K0+818.8石拱涵加以利用，并在两侧侧墙上新建波形护栏,涵底铺砌部分缺失，为防冲刷基础，需加固此处河床，河床加固采用干砌块石的形式，铺砌范围为涵洞上下游各3m，铺砌厚35cm。K0+818.8石拱涵K2+474.0石拱涵现状运行情况良好，排水顺畅无淤积，但涵底铺砌缺失，且涵长仅为5m左右，不满足改建要求。如采用拼宽的形式，后期运行时新旧涵之间可能会产生较大的不均匀沉降，进而造成路面开裂，拼宽效果不佳；如拆除重建，因涵长较短，造价也增加不多。综合考虑，对K2+474.0石拱涵拆除重建，原址新建1-2.52.5m盖板涵。K2+474.0石拱涵4.4 设计要点（1）现浇钢筋混凝土简支板1）桥梁纵、横向均按平坡设计；结构型式为现浇钢筋混凝土矩形（或平行四边形）板；支座设置方式：横桥向按1m左右设置一块板式橡胶支座。2）桥面铺装：4cm细粒式沥青混凝土6cm中粒式沥青混凝土。3）上部构造防震措施：设置了抗震锚栓。4）浇筑实心板时，板与背墙之间考虑了1cm（正尺寸）的缝隙。5）浇筑实心板时应按抛物线或圆曲线设置预拱度。6）计算要点：荷载上不仅考虑了车道荷载，还考虑了车辆荷载，取两种荷载单独作用下的最值控制设计。按板单元进行内力的分析，将整体板纵、横向均划分为1m左右的单元，受弯分析时考虑了Mxx、Myy、MMvector的各种情况（顺桥向弯矩、横桥向弯矩、板单元中心最大主弯矩）；抗剪分析时考虑了不同斜度的影响。基本结论是：桥梁宽度越大，横向弯矩越大；桥梁斜度越大，支点反力越大。按不同宽度、不同斜度进行配筋控制。计算出控制内力后，采用结构配筋设计及验算公式对构件进行配筋及抗裂验算。不同跨径板桥的最大支点反力见下表：跨径（m）68最大反力（Kn）510.7550不同跨径板桥的跨中预拱度值见下表：跨径（m）68预拱度（mm）-4.2（2）圆管涵1）采用无压力式管涵设计，出水口为自由堰流。2）路面车辆活荷载对涵顶的压力按30角进行分布；土重按18KN /m计，内摩擦角35。3）管身采用钢筋混凝土级排水管，以利标准化施工，其相关技术参数见混凝土和钢筋混凝土排水管（GB/T 11836-2009）。4）管节采用平口接头填缝，具体构造：节间缝隙采用沥青浸过的麻絮填塞，1:3水泥砂浆抹带，外涂防腐沥青三层。（3）盖板涵1）盖板采用简支板计算图式进行设计。按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行计算和验算。2）预制盖板宽度为99cm，盖板的计算高度等厚。3）盖板底层设受力主筋，顶层设架立钢筋，各种钢筋沿板长和板宽方向均匀布置。4）涵顶填土对涵洞的竖向压力按土柱重力计算，当填土高度大于或等于0.5m时车辆荷载以车轮着地面积的边缘向下按30角度分布，且不计入冲击力，填土内摩擦角为35，填土容重=18KN/m3。5）涵洞过水流量按无压力式涵洞设计。6）钢筋混凝土盖板涵板块间无横向联系，按单块板受力计算，且按不同填土高度计算盖板厚度和配筋。7）涵台利用盖板及涵底铺砌作为上、下端的支撑，构成四铰框架体系。涵台作为上端、下端铰结承受台背水平压力的竖梁进行计算。8）盖板涵台帽与涵台顶面应铺设厚度不小于1cm的油毛毡垫层，盖板两端应与涵台顶紧，并设锚栓连接，采用C20小石子混凝土填满捣实空隙。9）为了对涵洞下端起支撑作用，盖板涵涵底必须铺砌。（4）其它1）所有涵洞洞身、基础顶面以上等部位，凡被土掩埋部分的表面均设置防水层，防水层采用防腐沥青，沿涵身均匀涂抹三层。2）涵洞洞口形式采用八字墙、边沟跌井等，如采用其它形式时需要另行设计。3）涵台背填土应选择透水性良好的材料，保证内摩擦角不小于35。4）涵台基础尺寸，按假定的地基应力由程序优化设计。当地基承载力不足时，应进行换土或另行计算尺寸。4.5 施工要点及注意事项（1）施工放样时，必须注意管涵的全长与管节的配置以及洞口端墙的准确位置。为避免放样误差，可将一端洞口端墙于管节安装接近完成时浇筑。（2）管基混凝土可分为两次浇筑。先浇管底以下部分，此时应注意预留管壁厚度及安放管节坐浆混凝土23cm，待安放管节后再浇管底以上部分，并应保证新旧混凝土的结合以及管基混凝土与管壁的结合。（3）预制盖板时必须在混凝土达到设计强度80%后才允许脱底模。混凝土强度必须达到设计强度85%后才能堆放和运输，并要求在盖板端部用两点搁支，并不得使上、下面倒置。（4）盖板安装后，必须清扫冲洗，充分湿润后再在板与台背间、板与板之间的缝内用C20小石子混凝土填塞顶紧并填塞M7.5砂浆。进行涵身外层防水层施工后才可进行下一步施工工序。（5）涵洞外层防水措施可在涵洞与填土接触部分均涂热沥青三道，每道厚约1.5mm，涂热沥青应在涵台背回填之前完成。（6）台背填土必须在搁置盖板和砂浆混凝土达到设计强度85%以后进行，并应在两个台背同时分层对称夯填。台背填土应选择透水性良好的材料，保证内摩擦角不小于35，填筑范围及具体要求见路基工程。（7）涵洞洞身在顺水方向应根据地形、地基土壤情况，每隔46m设置一道沉降缝，沉降缝贯穿整个断面（包括基础）。洞口与洞身分离砌筑。沉降缝缝宽12cm，缝内填沥青麻絮或不透水材料。（8）凡在地基土质变化较大、基础埋置深度不一或地基容许承载力发生较大变化以及路基填挖交界处均应设置沉降缝。（9）为防止河床、沟渠过度冲刷，采用铺砌对河床、沟渠进行处理。洞底和洞口铺砌必须注意平整，砂砾垫层必须均匀、密实。（10）冬季进行混凝土或砌体施工时，应按照公路桥涵施工技术规范中的相应要求注意防冻。（11）施工过程中，当洞顶覆土厚度小于0.5米时，涵顶及涵两侧填土在两倍孔径范围内必须采用人工或小型机械分层夯实; 当洞顶覆土厚度在0.51.0米时，涵顶可通过施工车辆,但压路机必须采用静压。（12）施工时涵洞应设上拱度，预拱度可按1cm设置。（13）涵洞施工时应采取有效措施，对原有路基及结构进行必要的保护。（14）现浇板采用满堂支架就地浇筑，必须制定正确的浇筑程序，以保证工程质量。施工过程中按照公路桥涵施工技术规范的有关条款。（15）现浇板施工时必须保证模板支架的强度及刚度。浇筑混凝土前应对模板支架做加压试验，以免浇筑混凝土后支架产生太大变形。在实心板混凝土强度达到80%后，可拆除支架，然后再进行桥面铺装和护栏的施工。（16）现浇板钢筋接长时，宜避开受力较大处，并按施工技术规范要求接头错开布置。（17）现浇板绑扎与安装钢筋时，一定要有良好的定位措施，各种预埋件位置一定要准确。4.6 其它（1）施工前应逐一对可利用的旧涵进行外观检查、承载力检测或进行必要的加固措施，以使涵洞达到与道路改造后相适应的承载能力。（2）涵洞放样时，应认真核对进出口标高及角度，若发现与实际沟渠底或旧涵底标高、角度差异过大时