新耀北路（永宁大道-创业大道）工程-桥梁设计说明

PAGE第2页共5页桥梁设计说明一、工程概况新耀北路（永宁大道-创业大道），道路等级为城市次干路，设计车速40km/h，道路红线宽30m，机动车道双向4车道，共长1229.479m，全线为新建道路工程。路线在K0+692.56跨越雅瑶河干流，河底宽22m，河顶宽51.5m，本河道无通航要求，目前雅瑶河干流正在施工，此处拟建1座3×20m预应力混凝土空心板简支梁桥，桥梁断面宽26m，桥梁与道路中心线斜交，斜交角为72度。 二、设计依据《中标通知书》；修测的带状地形图；《岩土工程勘察报告》；《雅瑶河干流施工图》（广州市水务勘察设计院）；新耀北路桥防洪评价正在报水利部门，待批复后方可进行桥梁施工；根据《雅瑶河干流施工图》（广州市水务勘察设计院）确定洪水位标高；三、主要技术指标设计荷载：城-A级（车道），3.5kN/m2（人群）；桥面宽：26m；50年一遇洪水位：+12.66m；设计车速：40km/h；最大纵坡：-0.46%；横坡：行车道2%，人行道1.5%；温度作用：均匀温度按整体升、降温20℃考虑梯度温度按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）相关规定计算；设计使用年限:100年；安全等级：一级；抗震等级：按地震烈度6度设防，设计基本加速度0.05g；四、技术标准及规范《城市桥梁设计规范》CJJ11-2011；《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004；《公路桥涵地基及基础设计规范》JTGD63-2007；《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166-2011；《混凝土结构设计规范》GB50010-2010；《公路桥梁板式橡胶支座》JT/T4-2004；《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011；《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006；《公路交通安全设施设计技术规范》JTGD81-2006；《城市桥梁桥面防水工程技术规程》CJJ139-2010；《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008；五、地质及水文情况5.1地层岩性本次勘探揭露，拟建场地按地质成因依次划分为：第四系填土层(Qml)、第四系冲积层（Qal）、第四系残积层（Qel）和基岩（燕山期花岗岩）。从上至下岩土单元层划分如下：岩土单元层划分表地质时代及成因岩土层名称岩土层编号Qml素填土①Qal粉质粘土②4中砂②5Qel砂质粘性土③γ全风化花岗岩④1强风化花岗岩④2中风化花岗岩④3微风化花岗岩④4微风化花岗岩取岩样6组进行饱和单轴抗压强度试验，其抗压强度值为45.5~64.7MPa，平均55.3MPa。本层岩石坚硬程度分类为较硬岩，岩体完整程度分类为较完整，岩体基本质量等级分类为Ⅲ级。5.2地震效应本场地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，地震特征周期值为0.45s。5.3水文地质1.地下水和地表水情况（1）地下水本次钻探期间测得稳定水位范围值0.20～6.30m，平均值2.45m，稳定水位标高范围值4.11～17.96m，平均值11.51m。场地地下水主要为上层滞水、孔隙潜水及基岩裂隙水，上层滞水及孔隙潜水主要赋存和运移于第四系填土层和冲积层中,透水性较好，水力与周围地表水系紧密联系。场区地下水主要补给来源为大气降水和临近河涌和鱼塘补给，以潜流形式向四周排泄。场地中砂层为含水层，属强透水层。根据上述分析，地层中主要的含水层为冲积成因的砂层，裂隙中赋存有一些裂隙水，跟裂隙的连通性有关。综合分析场地的岩、土性条件，地下水主要受砂层分布的范围控制，地下水涌水量大小与砂层的厚度和范围的大小有关，砂层厚度和分布范围大的地段地下水较大。（2）地表水沿线地表水主要有约1～4m宽的河流及鱼塘组成，河流水流速约0.1m/s，勘察时水深约2.0～2.4m，河岸两侧生长大量野草，边坡稳定性一般。2.地下水类型及赋存与补给（1）潜水，主要赋存于砂层中，是本场地的主要含水层，局部具有一定的承压性，但本场地中多处砂层与松散的填土层相通，承压程度较小。补给来源主要靠大气降水和附近地表水的补给，补给量受季节的影响明显。（2）岩层中的裂隙水，与基岩的裂隙发育及其连通性有关，主要的补给来源为大气降水，补给量受岩体破碎程度及范围的影响明显。3.地下水的腐蚀性根据所取的3组地下水样的腐蚀性分析报告。地下水化学类型为Ca-HCO3，Ca+Mg-HCO3；场地环境属Ⅱ类，按《公路工程地质勘察规范》(JTGC20-2011)评定：本场地地下水对混凝土腐蚀等级为微腐蚀，对混凝土结构中钢筋的腐蚀等级为微腐蚀。六、主要材料（一）混凝土水泥：应采用高品质的强度等级为62.5级、52.5级和42.5级的硅酸盐水泥或普通水泥，同一座桥的空心板应采用同一品种水泥。水泥强度应与混凝土设计强度相适应，水泥质量必须符合《通用硅酸盐水泥》GB175-2007/XG1-2009标准，所有水泥均应采用大厂水泥，工地水泥应按储存条件及时间的不同，定期分批抽样送检，以保证标号无误。2、粗集料：应采用连续级配，碎石宜采用捶击式破碎生产。碎石最大粒径不宜超过20mm，以防混凝土浇筑困难或振捣不密实。3、混凝土：预制空心板、铰缝、桥面现浇层、伸缩缝（钢纤维）均采用C50；封锚端、墩柱、桥墩盖梁采用C40；桩基采用C35水下砼；桥台帽梁、承台、耳墙、背墙、搭板及枕梁、垫石、人行道均采用C30,承台垫层采用C20。C50弹性模量Ec=3.45×104Mpa，C40弹性模量Ec=3.25×104Mpa，C35弹性模量Ec=3.15×104Mpa。,C30弹性模量Ec=3.0×104Mpa,C20弹性模量Ec=2.55×104Mpa。（二）普通钢筋普通钢筋采用HPB300和HRB400钢筋，钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB1499.1-2008)和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499.2—2007)的规定。（三）预应力钢筋预应力钢绞线采用抗拉强度标准值fpk＝1860MPa、公称直径d＝15.2的低松弛高强度钢绞线，弹性模量Ep=1.95×105Mpa，其力学性能指标应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224—2014）的规定。（四）其他材料钢板：应采用《碳素结构钢》(GB/T700—2006)规定的Q235B钢板。支座：圆板式橡胶支座，0号台、3号台采用GYZF4-D250mm，厚度58mm，1号～2号墩采用GYZ-D250mm，厚度56mm。板式橡胶支座应符合《公路桥梁板式橡胶支座》JT/T4-2004的规定。伸缩缝：采用FM40型。伸缩缝应符合《公路桥梁伸缩装置通用技术条件》JT/J327-2016的规定。七、桥梁方案设计7.1桥梁总体设计路线在K0+692.56跨越雅瑶河干流，河底宽22m，河顶宽51.5m，此处拟建1座3×20m预应力混凝土空心板简支梁桥，桥梁起点桩号为K0+662.56，终点桩号为K0+722.56，均位于直线段。横断面布置：5m（人行道及非机动车道）+16.0m（行车道）+5m（人行道及非机动车道）=26m。桥梁同道路中心线斜交，斜交角为72度。桥面行车道横坡为2％，人行道横坡为1.5％，桥全长65.54m。 7.2结构设计7.2.1上部结构设计结构体系为简支结构，按A类预应力混凝土构件设计。上部结构为19.96m后张法预应力混凝土预制空心板，桥宽26m布置20片空心板，其中18片中板和2片边板，板间距125cm。预制板高95cm，顶板、底板厚均为12cm，其中中板顶宽124cm，底宽124cm；边板顶宽174.5cm，底宽124cm。两片板之间用1cm宽现浇铰缝连接。桥梁采用预制吊装施工，空心板安装就位后浇筑10cm现浇层，按涂三遍防水层—6cm中粒式沥青混凝土（AC-20C）—机械喷洒道路用改性乳化沥青粘油层（PC-3）—4cm改性沥青混凝土（AC-13C）顺序铺装。桥面横坡通过盖梁及垫石调整，纵坡通过调平钢板调整。7.2.2下部结构设计桥台采用座板式桥台，承台高1.5m，桩布置14×D1.0m。桥墩采用桩柱式桥墩，墩柱直径120cm，桩径130cm，钢筋混凝土盖梁。所有桩基础均采用钻孔灌注桩。桩基按照嵌岩桩设计，选择中风化花岗岩作为桩基的持力层，桩底进入微风化花岗岩不小于1.5D（D为桩径)，对于岩面倾斜较大桩基，应保证桩底范围内任一点距中风化岩面不小于1.5D。施工时，要求桩底沉渣厚度不大于5cm。7.2.3附属结构设计桥梁支座采用GYZF4–D50mm和GYZ-D250mm圆板式橡胶支座，支座与空心板间用支座垫石及调平钢板调平。伸缩缝采用FM40型。桥头两端设置6m长，30cm厚搭板及50×50cm枕梁。八、施工要点本设计图有关施工工艺及质量检查标准按《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011及《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008有关规定办理。同时，施工前应认真阅读各有关图纸，并采取必要的复核措施。另外要注意以下事项：8.1施工方案D100cm、D130cm桩基础采用钻孔灌注桩，空心板采用工厂预制，现场吊装。8.2施工准备和施工测量（1）施工前应仔细阅读设计图纸及有关设计文件，领会设计意图，发现问题应及时与设计单位联系解决。（2）在每道工序的施工准备过程中，必须对桥梁倾斜角度（预制梁斜交方向）、桩号、坐标、方位角和标高等进行严格校核，并经实地测量确认无误后，方可进行施工。8.3预制空心板（1）浇筑空心板混凝土前应严格检查伸缩缝、泄水管、护栏、支座等附属设施预埋件是否齐全，确定无误后方可浇筑。施工时，应保证预应力孔道及钢筋位置准确，控制混凝土骨料最大粒径不得大于20mm。浇筑混凝土时应充分振捣密实，严格控制其质量。（2）为了防止预制板上拱过大，及预制板与桥面现浇层由于龄期差别而产生过大收缩差，存梁期不超过90d，若累计上拱值超过计算值8mm,应采取控制措施。预制空心板在钢束张拉完成后、各存梁期跨中上拱度计算值及二期恒载所产生的下挠值如下表所示：梁板类型钢束张拉完上拱度（mm）存梁30d上拱度（mm）存梁60d上拱度（mm）存梁90d上拱度（mm）二期恒载产生的下挠度值（mm）边板+13.5+16.6+17.5+18.0-9.2中板+10.0+12.1+12.7+13.0-3.1注：正值表示位移向上，负值表示位移向下。（3）空心板预制时，按1m一道在铰缝的侧模嵌上500mm长的φ6钢筋，形成6mm凹凸不平的粗糙面。（4）空心板预制时，除注意按本册设计图纸预埋钢筋和预埋件外，桥面系、伸缩缝、护栏及其它相关附属构造，均应参照有关图纸施工，护栏预埋钢筋必须预埋在预制空心板内。（5）空心板混凝土浇筑可按先浇筑底板混凝土，然后浇筑腹、顶板混凝土两次进行，但必须在底板混凝土初凝前浇筑腹板、顶板混凝土,以保证底、腹板之间不出现工作缝。（6）建议外模、芯模均采用整体钢模板，不允许采用橡胶芯模，应注意控制模板的拆卸时间，尤其是芯模的拆除，以保证预制板内腔几何尺寸不改变，容易拆除为准。（7）混凝土配比中应注意选用适当的骨料石子尺寸，保证能填充到各间隙。混凝土浇筑时如采用交频插入式振捣棒，应严格避免振捣棒触及预应力钢绞线及模板。（8）空心板端必须采用混凝土封端，不得采用其他材料代替，且必须封严。（9）预制空心板批量生产前，应做实验板，观察以下几方面的问题：预制板上缘，端部及其他部分是否发生裂缝；板的上拱度大小及发展情况；预应力筋失效措施是否有效。8.4预应力施加工艺（1）预应力管道的位置必须严格按坐标定位并用定位钢筋固定，定位钢筋与空心板腹板箍筋点焊连接，严防错位和管道下垂，如果管道与钢筋发生碰撞，应保证管道位置不变而适当挪动钢筋位置。浇筑前应检查波纹管是否密封，防止浇筑混凝土时阻塞管道。（2）预制空心板预应力钢束必须待混凝土立方体强度达到设计混凝土强度等级的85%后，且混凝土龄期不小于7d，方可张拉。施工单位在条件具备时应适当增加龄期，提高混凝土弹性模量，减少反拱度。预应力钢束采用两端同时张拉，锚下控制应力为0.75fpk=1395MPa。（3）施加预应力应采用张拉力与引伸量双控。当预应力钢束张拉达到设计张拉力时，实际引伸量值与理论引伸量值的误差应控制在6%以内。实际引伸量值应扣除钢束的非弹性变形影响。（4）预应力钢束张拉顺序为：左N1→右N2→右N1→左N2。（5）孔道压浆采用C50水泥浆，要求压浆饱满。8.5空心板安装（1）上部结构施工顺序：预制空心板→安装空心板→铰缝封底缝，砂浆强度达到设计强度等级的50%后→浇筑铰缝→浇筑桥面现浇层→安装附属设施→成桥。（2）在运输预应力混凝土空心板时，一定要采取措施，防止预应力产生的负弯矩对板起破坏作用。可采取在空心板外施加产生正弯矩的临时作用的措施。（3）预制空心板可采用设吊孔穿束兜板底加扁担梁的吊装方法。（4）桥梁架设若采用架桥机吊装，必须经过验算方可进行，且架桥机的重量必须落在墩台的立柱上。8.6浇筑桥面现浇层预制空心板与现浇桥面板混凝土的时间差，宜控制在三个月内。浇筑桥面板混凝土前，必须将空心板顶面浮浆油污清洗干净并凿毛露出新鲜混凝土面，以保证新老混凝土结合牢固。空心板及桥面板施工时注意预埋护栏、人行道基座等预埋件。8.7下部结构施工8.7.1钻孔灌注桩施工（1）桩基础施工前后均须复测桥梁跨度、桩位坐标，确保桩位准确无误。（2）桩基施工建议采用冲击钻孔工艺。（3）钻孔前应探明桩位周边1米，地面下2-3米深范围是否有地下管线。（4）钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项；应常对钻孔泥浆进行检测和试验，不合要求时，应及时采取措施；应常注意地层变化，在地层变化处均应捞取渣样，判明后并记录表中并与地质剖面图核对。（5）清孔要求：孔底沉淀厚度小于5cm，清孔完成后应及时吊放钢筋笼，浇灌桩身混凝土，首批砼拌和物下料后，应连续灌注。（6）桩孔的中心位置允许偏差不大于30mm，桩基倾斜度允许偏差不大于0.5%。（7）灌注的桩顶标高应比设计高出1.0m，以保证混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层。在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注高度是否正确。（8）钢筋笼采用焊接成型，纵向钢筋接头宜采用焊接，双面焊5d，单面焊10d(d为钢筋直径)，且须错开焊接，在35d范围内有接头的受力钢筋面积占总面积不大于50％。（9）施工时可用钢护筒（护筒内径比桩径大200～400mm）以防塌孔，护筒中心竖直线应与桩中心线重合。（10）本桥桩基础按嵌岩桩设计。桩基钻孔时，若发现钻孔揭露的实际地质情况与土工勘察报告提供的钻孔柱状图差别较大，必须进行核实，并通过监理工程师及反馈设计单位，对桩长调整设计。（11）桩基检测：所有桩基均须预埋3根57(外径)×3.5mm的钢管；钢管应下端封闭、上端加盖、管内无异物；钢管连接处应光滑过渡，管口宜高出桩顶100cm，各钢管管口高度宜一致。桩基可采用声波投射法检测，抽检桩数为100%，其中抽芯法的抽检桩数不应少于总桩数的10%。8.7