坝顶工作桥交通桥设计大纲

1、 东北勘测设计研究院设计技术文件编写指南水利水电工程 技施设计阶段坝顶工作桥、交通桥设计大纲（文件编号 YJD 31130） 20021025发布 20021030实施水利部东北勘测设计研究院 发布 水电站 技施设计阶段坝顶工作桥、交通桥设计大纲 水利部东北勘测设计研究院20 年 月 编号：目 次1 引 言 12 设计依据文件和规范 13 基本资料 24 桥面系统布置55 荷载及组合66 桥面系统的结构与配筋设计147 支座设计158 桥面构造169 工程量计算1610 设计成果及完成时间171 引 言 工程位于 省(区) 市(县)以 km的 河上，是以 为主，兼有 、 等综合利用的水利水电工

2、程，最大坝高 m。 工程按初步设计确定，坝顶采用钢筋混凝土预制(或现浇)结构桥面系统，是沟通本工程左右岸的坝顶交通和工程运行工作的建筑物。整个桥面由 、 、 、 等 部分组成。桥面结构按承受荷载不同，分为坝顶门机桥、交通桥和其他工作桥。2 设计依据文件和规范2.1 有关本工程的文件 (1) 工程初步设计报告； (2) 工程初步设计报告审批文件； (3) 工程初步设计专题报告。 (4) 有关 工程坝顶运输和坝顶各部位吊运的最大、最重部件的资料。 (5) 有关 工程的其他文件或纪要2.2 主要设计规范 (1) GB 500092001 建筑结构荷载规范； (2) GB 500102002 混凝土结

3、构设计规范； (3) GBJ 1391990 内河通航标准； (4) GB 502011994 防洪标准； (5) SL/T 1911996 水工混凝土结构设计规范； DL/T 50571996 (6) SL 2031997 水工建筑物抗震设计规范； 使用SL/T 191-1996或DL/T 5057-1996 等新规范时，请注意配套条件。 DL 50732000 (7) SL 2522000 水利水电工程等级划分及洪水标准； (8) JTJ 0011997 公路工程技术标准； (9) JTJ 0041989 公路工程抗震设计规范； (10) JTJ 0111994 公路路线设计规范； (11

4、) JTJ 0121994 公路水泥混凝土路面设计规范； (12) JTJ 0141997 公路沥青路面设计规范； (13) JTJ 0181997 公路排水设计规范； (14) JTJ 0211989 公路桥涵设计规范； (15) JTJ 0231985 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范。3 基本资料3.1 桥面设计标准 根据JTJ 0011997，本工程桥面按 级公路标准设计。路基宽 m，设计车型为汽一 级，验算车型为 。 门机型号为 ，固定启闭机型号为 。3.2 桥面各部位净跨 段： m, 段： m, 段： m, 3.3 桥面宽度 车道净宽 m； 上游人行道宽 m； 下游人行道宽

5、 m； 桥面总宽 m。3.4 桥面高程 桥面高程 m。3.5 坝前最高洪水位 坝前最高洪水位 m。3.6 门机大梁下水面安全超高 门机大梁下水面安全超高 m。3.7 上游最高通航水位 上游最高通航水位 m。3.8 桥面下通航净空 桥面下通航净空 m。3.9 地震烈度 (1) 基本烈度 根据 鉴定，本工程区地震基本烈度为 度。 (2) 设计烈度 本工程大坝设计烈度为 度。3.10 材料特性3.10.1 混凝土 (1) 混凝土设计强度、弹性模量及线膨胀系数见表1。 表1 混凝土设计强度、弹性模量及线膨胀系数混凝土标号设计强度（Mpa）弹性模量Eh（Mpa）线膨胀系数轴心抗压Ra弯曲抗压RW抗拉RL

6、抗裂Rf (2) 钢筋混凝土容重为： kN/m3。 (3) 流态混凝土容重为： kN/m3。3.10.2 钢筋 钢筋设计强度及弹性模量见表2。 表2 钢筋设计强度及弹性模量 单位：MPa钢筋种类符 号钢筋抗拉强度Rg抗压设计强度Rg弹性模量提示：受力钢筋一般采用II级或III级钢筋，受力较小或簿板结构可采用I级钢筋。3.11 荷载超载系数 恒载：1.2 门机荷载：1.4 设计车辆荷载：1.4 验算车辆荷载：1.1 人群荷载：1.4 其他可变荷载：1.43.12 安全系数 构件工作安全系数：gb =0.95 混凝土安全系数：gc =1.25 钢筋安全系数：gs =1.253.13 动荷冲击系数

7、门机荷载的动荷冲击系数：轻、中级工作制的软钩吊车为1.05，重级工作制的软钩、硬钩吊车和其他特种吊车为1.1。 级设计汽车荷载的动荷冲击系数为1.3。 为验算车型，不考虑冲击力。 当采用预制梁时，吊装时的动力系数为1.2。3.14 允许挠度 门机大梁的最大挠度不允许超过L/600(L为计算跨度)。 交通桥梁以汽车荷载(不考虑冲击力作用)计算的最大挠度不允许超过L/600，用 荷载验算时，上述允许挠度可增加20%。 其他工作桥梁的最大挠度不允许超过 。提示：工作桥梁的最大挠度一般不允许超过L/400。3.15 允许裂缝宽度 门机大梁的允许裂缝宽度为0.2mm。 坝顶交通桥梁在 型汽车荷载(不考虑

8、冲击力作用)作用下，允许裂缝宽度为0.2mm；在验算荷载作用下，允许裂缝宽度为0.25mm。4 桥面系统布置4.1 平面布置提示：(1) 根据初步设计审批意见确定的公路等级和由坝顶工作条件而定的门机类型，考虑起重、金属结构、电气等各专业的要求，进一步优化桥面系统的布置，使其更为合理。 (2) 坝顶工作桥是溢流坝(或水闸)、发电厂房进水口、船闸(或升船机挡水坝段)等水工建筑的附属工程，桥面高程应与坝顶高程齐平。 (3) 坝顶既是公路交通的一部分，又有门机的运用，两者一般是结合在一起布置的。对航运过坝的桥面，应注意交通桥下的净空要满足JTJ 0211989第一章第四节及GBJ 1391990的有关

9、规定。 (4) 坝顶公路的横断面设计，应根据工程所在地区的具体情况，并按照JTJ 0111994的有关规定进行。在坝顶公路不作为交通干线，上坝人员少，车流量小的情况下，可不设置人行道和自行车道。如坝面车道布置有圆弧曲线，则应进行车道曲线超高和曲线加宽。 (5) 坝顶的固定启闭机、电缆道、滑线道等梁式支承，可结合坝顶结构进行设计。4.2 门机大梁提示：(1) 对不同坝段，根据门机和大梁不同的使用条件及荷载情况，确定门机大梁的结构形式和梁高。门机大梁一般采用T形梁，在结构上应与交通桥梁及其他结构分开。若受通航净空或其他条件限制，如采用普通钢筋混凝土结构梁高不能满足要求时，可采用预应力钢筋混凝土梁或

10、钢梁；为减轻吊运重量，可采用焊接骨架式钢筋簿腹梁(单腹或双腹)结构。 (2) 由于普通钢筋混凝土门机大梁承受荷载较大，因此截面尺寸一般也较大。梁高一般为跨径的1/41/7；梁的高宽比，矩形载面为22.5，T形和I字形截面为67；上翼缘宽度除满足承受水平荷载要求外，尚应满足固定轨道的需要，一般取梁高的1/32/3，且不小于40cm，同时，上翼缘不应再承受汽车轮压荷载；下翼缘宽度一般小于或等于上翼缘宽度；翼缘高度一般取梁高的1/51/8。4.3 交通桥梁提示：(1) 根据交通桥梁的跨度、荷载、宽度等条件的不同，可采用整体式钢筋混凝土板桥、装配式钢筋混凝土板桥、整体式钢筋混凝土梁桥、装配式钢筋混凝土

11、梁桥等几种结构。其中梁桥又有简支、连续、双悬臂梁等结构型式。在实际工程中，一般多采用简支式梁桥。 (2) 人行道梁的布置应按JTJ 0111994的有关规定执行；人行道梁的断面形式可与交通桥梁相同，由于荷载较小，也可采用II形梁结构。人行道应比桥面高程高出10cm20cm。4.4 其他工作桥梁提示：包括固定启闭机及电缆、滑线等的梁式支撑结构布置。4.5 支座提示：(1) 根据荷载大小及标准跨径的不同，应采用不同形式的支座。标准跨径小于10m的简支板、梁桥，可采用油毛毡等垫层支座或平板支座；标准跨径小于20m的梁、板桥，可采用板式橡胶支座或弧形支座；标准跨径等于或大于20m的桥梁，可采用辊轴支座

12、或盆式橡胶支座。 (2) 一般情况下，坝顶桥面系统宜采用同一类型的支座。5 荷载及其组合5.1 荷载5.1.1 恒载 包括结构物重力、桥面铺装以及其他永久性附属设备等外加重力，按材料容重表3进行计算。 表3 材料容重表 单位：kN/m3材料种类容 重附 注钢筋混凝土混 凝 土沥青混凝土5.1.2 可变荷载 (1) 门机轮压荷载 门机轮压尺寸及荷载作用示意见图1、图2、图3。 门机轮压荷载见表4。 表4 门机轮压荷载表 单位：kN荷载作用范围门机使用条件轮 压PA轮 压PB轮 压PC轮 压PD沿轨道水平力H垂直轨道水平力S起吊闸门吊荷移动起吊闸门吊荷移动图1 门机轮压分布示意图图2 门机轮顶服属

13、设备宽度示意图图3 门机轮压水平作用示意图提示：(1) 门机轮压一般分为四组，每组26个荷载，表中PA=PB=PC=PD为各组中一个轮压荷载的值。 (2) 以上荷载均未考虑冲击系数，实际荷载应为表中荷载乘以冲击系数。 (3) 水平力H及S均作用于轨道顶面。 (4) 对于不同部位，由于使用条件不同，门机荷载也不同。表中PA=PB=PC= PD为门机在起吊闸门或吊荷运行时，荷载处于不同位置时，各门机轮压的最大值。 (5) 附图为门机轮压布置的一般情况，对不同门机，可视具体情况绘制附图。 (2) 汽车一 级荷载 级车队的纵向排列见图4。 级车队的平面尺寸及横向布置见图5、图6。 图4 级汽车车队纵向

14、排列图图5 级汽车平面尺寸图6 级汽车车队横向布置图 级汽车的主要技术指标见表5。 表5 级汽车主要技术指标名 称单 位数 量一辆汽车总重力kN前轴重力kN中、轴重力kN后轴重力kN轴 距m轮 距m前轮着地宽度及长度m中、后轮着地宽度及长度m车辆外形尺寸(长宽)m提示：(1)以上荷载均未考虑冲击系数，实际荷载应为表中荷载乘以冲击系数。 (2) 按两行车队布载时，汽车荷载不予折减；当桥面行车道宽度大于9m且小于等于12m时，按三行车队布载，汽车荷载可折减20%；按四行车队布载，汽车荷载可折减30%。但折减后的荷载不得小于用两行车队布载的计算结果。 (3) 附图仅为某一类设计或验算车型的布置情况，

15、对不同级别或不同类型的车型，应视具体情况绘制附图。 (3) 车验算荷载 车的平面尺寸及横向布置见附图7、附图8。图7 平板挂车和履带车荷载纵向排列图图8 平板挂车和履带车荷载横向排列图 车的主要技术指标见表6。 表6 车主要技术指标名 称单 位数 量车辆重力kN履带数或车轴数个各条履带压力或每个车轴重力kN履带着地长度或纵向轴距m每个车轴的车轮组数目组履带或车轴横向中距m履带宽度或每对车轮的着地宽度和长度m提示：(1) 验算荷载不计冲击力。 (2) 用 车作验算荷载时，不计人群荷载和其他非经常作用在桥上的各种外力。 (4) 人群荷载 上、下游人行道的人群荷载为3kN/m2。 栏杆立柱顶上作用的

16、水平推力为0.75kN/m，栏杆扶手上作用的竖向力为1kN/m。提示：(1) 设有人行道的坝顶结构，用汽车荷载或门机轮压计算时，应同时计入该梁人行道上的荷载。 (2) 不设人行道的坝顶结构，用汽车荷载或门机轮压计算时，应计入该梁翼缘在汽车外形尺寸或门机轮顶附属设备宽度之外的人群荷载。 (3) 人群荷载可根据工程所在地区的人口密集程度及工程实际情况增大或减小。 (4) 当人行道为钢筋混凝土板时，应以1.2kN的集中竖向力作用在每一块板上进行计算。 (5) 离心力提示：(1) 当坝顶公路桥布置有弯道，其弯曲半径等于或小于250m时，应计算离心力。 (2) 离心力的计算按JTJ 0211989第条规

17、定进行。 (3)离心力着力点在桥面以上1.2m处(为计算方便，也可移至桥面上，且不计由此引起的力矩)。 (6) 汽车制动力提示：(1) 汽车荷载产生的制动力，当公路为一或二车道时，为布置在荷载宽度内的一行汽车车队总重力的10%，但不得小于一辆重车的30%；四车道的制动力为上述规定数值的两倍。 (2) 制动力的着力点在桥面以上1.2m处(计算时，可移至桥面上，且不计由此而引起的竖向力和力距)。 (7) 风力提示：(1) 对于单根梁，在计算梁的稳定时，应考虑作用在梁上的横向风力。 (2) 横向风力的计算见规范JTJ 0211989第条。 (8) 施工荷载 模板及支架自重：根据模板材料及尺寸计算。木

18、材容重按6kN/m38kN/m3计，钢材容重按78.5kN/m3计。 新浇混凝土重量：根据容重计算，一般按24kN/m325kN/m3计。 钢筋在混凝土中重量：一般可按1kN/m3计。 工作人员及浇筑设备、工具的荷载：按均布活载2.5kN/m2计。 振捣混凝土时产生的荷载：按1kN/m2计。 (9) 支座摩阻力提示：按TJT 0211989第条计算。 (10) 施工门机荷载施工门机轮压荷载见表7。 表7 施工门机轮压荷载表 单位：kN荷载作用范围门机使用条件轮 压PA轮 压PB轮 压PC轮 压PD沿轨道水平力H垂直轨道水平力S起吊闸门吊荷移动起吊闸门吊荷移动提示：(1) 施工门机轨道仅能布置在

19、门机大梁或其他工作桥梁上，不能布置在交通桥梁上。 (2) 施工门机大梁的轮压尺寸及荷载作用示意可参照门机大梁并根据实际情况绘制。 (3) 其他提示同门机大梁。 (11) 固定启闭机荷载 基础：A点 kN，B点 kN，C点 kN，D点 kN。提示：固定启闭机基础荷载的作用点分布关系，宜以图表示。5.1.3 偶然荷载提示：(1) 偶然荷载仅考虑地震力。 (2) 若坝顶桥面采用简支架，可不计算地震力，但应采取抗震措施；如坝顶桥面采用连续梁，应计算地震力。 (3) 交通桥梁及门机梁的抗震设计，对连续梁、T型刚构等桥型，宜采用设计烈度7度。 (4) 地震力的计算，应符合JTJ 0041989第四章的规定

20、。5.2 荷载组合5.2.1 门机大梁 组合一：恒载+固定起吊闸门轮压+(人群荷载) 组合二：恒载+门机吊门移动轮压+(人群荷载) 组合三：施工荷载 组合四：吊装荷载 组合五：恒载+地震力提示：(1) 组合一、二括号中的荷载，视结构的具体情况，可考虑或不考虑。 (2) 组合三为迭合梁及现浇梁的施工阶段验算。 (3) 组合四为迭合梁预制部分及预制梁的吊装验算。构件在吊装时，构件重力应乘以动力系数。 (4) 组合五为连续梁、T型刚构在遇地震荷载作用时应进行的验算。5.2.2 交通桥梁 组合一：恒载+ 轮压荷载(设计轮压)+(人群荷载+汽车制动力+离心力) 组合二：恒载+ 轮压荷载(验算荷载)+(人

21、群荷载+汽车制动力+离心力) 组合三：施工荷载 组合四：吊装荷载 组合五：恒载+地震力提示：同门机大梁。5.2.3 其他工作桥梁 组合一：恒载(相应荷载) 组合二：施工荷载 组合三：吊装荷载 组合四：恒载地震力提示：(1) 其他工作桥梁包括固定启闭机梁、电缆沟梁、滑线沟梁和坝顶其他梁式构件。 (2) 组合一中的相应荷载，应为各类构件除恒载之外可能出现的相应荷载。 (3) 如果布置有施工门机或启闭机，则荷载组合中必须考虑施工门机轮压或启闭机荷载与恒载的组合。 (4) 其他参见门机大梁提示部分。5.2.4 支座提示：各类支座结构设计时，应根据具体情况确定是否考虑支座摩阻力。6 桥面系统的结构与配筋

22、设计6.1 计算方法 整个桥面系统的计算按极限状态进行设计。6.2 承载能力极限状态计算提示：(1) 板与梁的荷载分布计算按JTJ 0231985第二章第一节、第二节中的有关规定进行计算，结构内力按有关结构力学方法进行计算。 (2) 正截面强度按JTJ 0231985第条第条的有关规定进行。 (3) 斜截面强度按JTJ 0231985第条第条规定进行。 (4) 配置间接钢筋的钢筋混凝土构件的局部承压强度按JTJ 0231985第条、第条规定进行。 (5) 叠合梁的承载力应按GB 500102002的有关规定进行计算。6.3 正常使用极限状态验算提示：(1) 变形验算按JTJ 0231985第条

23、条规定进行。 (2) 裂缝宽度验算按JTJ 0231985第、第条规定进行。 (3) 叠合梁的抗裂验算、钢筋应力、裂缝宽度以及变形验算应按GB 500102002的有关规定进行。6.4 施工阶段应力计算提示：(1) 若构件有施工阶段验算的要求，才进行施工阶段计算。 (2) 施工阶段应力计算按JTJ 0231985第四章第三节的规定进行。 (3) 预制梁的施工阶段吊装计算按正截面强度计算方法计算；吊筋的配置按有关材料力学和钢筋混凝土理论进行计算。6.5 配筋构造要求提示：(1) 板、梁的构造要求按JTJ 0231985第六章第一节、第二节的有关规定执行。 (2) 叠合梁的构造要求按GB 500102002的有关规定执行。7 支座设计提示：(1) 对不同类型的支座，按JTJ 0231985第三章第五节的有关规定进行设计。 (2