桥涵公用构造设计说明

乡村振兴农旅融合发展示范区建设项目（乡村振兴（一期）美丽乡村旅游公路（高滩高明社区至保家村）上山段项目）桥涵公用构造桥涵公用构造设计说明1设计标准、技术规范1.1设计标准1.1.1设计荷载：公路－Ⅱ级；1.1.2桥梁宽度：路基标准宽度9.5m（含两侧各1.0m绿化带），双向两车道。桥梁宽度：0.5m(防撞护栏)＋9.5m(桥面净宽)＋0.5m(防撞护栏)=10.5m。1.1.3设计安全等级：一级；1.1.4环境类别：Ⅰ类。1.2技术标准及规范本设计遵照中华人民共和国以下标准和规范：1.2.1《公路工程技术标准》JTGB011.2.2《公路桥涵设计通用规范》JTGD601.2.3《公路圬工桥涵设计规范》JTGD611.2.4《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362-1.2.5《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T2231-01-20201.2.6《公路交通安全设施设计规范》JTGD81-20171.2.7《公路交通安全设施设计细则》JTG/TD81-20171.2.8《公路排水设计规范》JTG/TD33-20121.2.9《公路桥梁板式橡胶支座》JT/T4-20191.2.10《公路桥梁伸缩装置通用技术条件》JT/T327-20161.2.11《路桥用水性沥青基防水涂料》JT/T535-20151.2.12《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ114-20141.2.13《钢板网》GB/T33275-20161.2.14《公路桥涵施工技术规范》JTG/T3650-20201.2.15《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》JTGF80/1-20171.2.16《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》JTG/T3310-20191.2.17《道桥用改性沥青防水卷材》JC/T974-20051.2.18《钢筋混凝土用钢第3部分：钢筋焊接网》GB/T1499.3-20221.2.19《桥梁高性能混凝土制备与应用技术指南》SCGF51-20101.2.20《水泥混凝土桥面铺装技术指南》SCGF31-20102桥梁横断面、桥面铺装2.1桥面铺装混凝土层桥面铺装采用沥青砼桥面铺装，由最大组合厚度10cm的沥青砼上、下面层+防水粘结层+标准厚度10cm的C40混凝土调平层组成。由于预制翼板横坡与桥梁实际横坡的差异，加之路线竖曲线的影响，调平层厚度允许范围为6cm～14cm，但其平均值任为10cm。C40砼调平层内须设置间距10厘米×10厘米的D9焊接钢筋网。钢筋网应与梁、板内伸出的钢筋点焊固定，不得贴在桥面板上，使桥面混凝土与梁板混凝土形成整体。C40砼调平层内掺入钢纤维。相关技术要求符合四川省公路工程技术指南《水泥混凝土桥面铺装技术指南》（SCGF31-2010）的相关规定。预制主梁梁顶、翼板及横隔板横向端部等与现浇混凝土结合的混凝土表面必须采用凿毛工艺（应采用洗刨机等机械设备作业，不宜采用人工凿毛处理），并需凿除浮渣、浮浆，用空压机清扫、高压水冲洗干净，严禁采用拉毛处理，保证新老混凝土的结合性能。对于分段、分幅施工的桥面铺装，应严格处理纵、横向施工缝，要求施工缝表明粗糙，用空压机清扫、高压水冲洗干净。2.2注意事项：①混凝土浇筑应避开气温低于5℃或高于35℃的时段，炎热夏季宜在晚间进行浇筑施工，寒冷的冬天宜在中午施工，并做好覆盖保温措施。②雨季、夏季施工时，应备足遮阳防雨棚、帆布和塑料薄膜，遮阳防雨棚支架宜采用可推行的简易焊接钢结构。③高温季节施工时，应加快施工各环节的衔接，尽量缩短各工艺环节时间（掌握后场搅拌、前场卸料时间，合理控制摊铺进度，确保工程质量）。④桥面铺装浇筑时，纵桥向宜从下坡向上坡浇筑，横桥向宜从横坡低的一侧浇筑至高的一侧。⑤纵横坡均较大的桥梁，严格控制混凝土的坍落度及振捣时间。防止由于坍落度过大和过振，造成自重作用下混凝土离析不均匀，引起收缩变形不一致，导致桥面铺装混凝土开裂。⑥必要时可结合调节混凝土铺装厚度来横坡、竖曲线及超高渐变的需求，但混凝土桥面铺装层厚度允许范围为6cm～14cm，其平均保持为10cm。桥面铺装混凝土层施工未尽事宜参见《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T3650-2020）、《水泥混凝土桥面铺装技术指南》（SCGF31-2010）。3桥面连续3.1防水卷材为防止桥面连续构造在负弯矩去出现反射裂缝，在桥墩中心线两侧各50cm长度区域内的混凝土铺装和沥青混凝土铺装层结合面上铺贴SBS防水卷材（指标见下表1），施工时应按要求尺寸铺贴，并压辊压实。自贴施工SBS防水卷材通用性能要求表1技术指标要求卷材表面沥青涂盖层厚度（mm）≥1可溶物含量（g/㎡）≥1700耐热性110℃无滑动、流淌、滴落低温柔性-25℃无裂纹拉力（N/50mm）≥600最大拉力时延伸率（%）≥40盐处理拉力保持率（%）≥90低温柔性-25℃无裂纹质量增加（%）≤1热老化拉力保持率（%）≥90低温柔性-20℃无裂纹尺寸变化率（%）≤1质量损失（%）≤1渗油性/张数≤1自粘沥青剥离强度（N/mm）≥150℃剪切强度（MPa）≥0.1250℃粘结强度（MPa）≥0.050热碾压后抗渗性0.1MPa，30min不透水接缝变形能力10000次循环无破坏3.2注意事项梁体安装就位后，相邻孔的桥面板顶层钢筋互相搭接。湿接缝内的纵向钢筋在端部采用钢筋，不断开。所有桥面连续设置的纵向钢筋全部采用环氧树脂涂层成品钢筋。4桥面防排水4.1桥面铺装的底层(水泥砼层)和面层(沥青砼层)之间须设置防水粘结层，其性能及要求应符合《路桥用水性沥青基防水涂料》（JT/T535-2015）要求。4.2桥面排水通过侧沟汇集流入泄水孔排出，在平坡路段尚须加密，另在凹型竖曲线底部视情况增设桥面泄水管。采用UPVC来作为桥面泄水管。直线段的桥面水在桥梁的两侧护栏按一定间距设置桥面泄水管排出。4.3桥面排水4.3.1桥面泄水管桥面排水由排水槽与泄水管组成。桥面排水系统应与桥梁结构及桥下排水条件相适应，避免水流下渗对桥梁结构耐久性造成影响。泄水口宜设置在桥面行车道横坡最低点边缘处，一般间距5米~6米，但最大间距不宜超过20米，在桥面伸缩缝的上游设置至少一个泄水管，当间距超过20米时，一般应增设泄水管；在凹型竖曲线的最低点应设置至少一个泄水管，并在其前后3~5m处应各设一个泄水口，而在桥面最高处可加大泄水管间距。在设超高平曲线的弯桥上，当桥面变成单向坡后，只在弯道内测设置泄水管。布置泄水管时，一般从桥梁最低点往高处布置，低处密，高处疏。由于设置泄水管，特别是设置竖向泄水管时，部分桥面板钢筋被切断，泄水管周围应设置补强钢筋，使之具有足够的强度承受车辆荷载作用。泄水管常采用铸铁管，内径不宜小于100mm。泄水管伸入沥青混凝土铺装结构内部的部分应做成空隙状，以利于沥青铺装内的水排出。泄水口可为圆形或矩形。圆形泄水口的直径宜为100～200mm，矩形泄水口的宽度宜为200～300mm，长度为300～400mm。泄水口应有格栅盖板，其顶面宜比桥面混凝土铺装低5～10mm。5护栏5.1护栏设置：桥梁两侧护栏均采用钢筋砼墙式护栏，等级采用SB级。5.2护栏材料规格、制作工艺、施工安装、质量要求和验收标准应符合《公路交通安全设施设计规范》（JTGD81-2017）的有关规定。5.3对于墙式护栏按P=86kN/m的水平力横向作用于墙顶5cm进行验算。6支座6.1支座选用原则普通橡胶支座和滑板式橡胶支座的选用应根据桥梁各联的长度、跨数及桥墩高度，特别是该联搁置支座处位移量的大小等因素确定。若选用四氟滑板支座时，应增设防尘措施。6.2支座尺寸选用表（建议）5.2.1支座规格选用时，其支座承载力偏差范围按±10%控制。5.2.2预应力砼小箱梁（见表3）。装配式预应力混凝土简支带翼小箱梁支座选用表（建议）表3标准跨径（m）20（小箱梁）30（小箱梁）标准跨径计算反力（kN）11881596矩形板式橡胶支座支座平面尺寸（mm）300300400450450450支座承压力（kN）127617165.2.3以上表所列支座为本项目采用支座，应根据桥梁的具体跨径、支座受力及各联长度和伸缩量计算值等参照选用或另行选用，特别是支座厚度须按墩台与支座的集成抗推刚度计算其受力（温度、制动力、收缩、徐变等），并验算其厚度满足剪切变形、抗滑、稳定等要求。6.3支座的安装①四氟滑板支座不得倾斜安装。②对于板式支座，为避免在恒载作用下支座的长期受剪，《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）中要求：桥梁纵坡大于或等于1%或横坡大于2%时，应在支座表面与梁底之间采取措施，使支座平面仍保持水平。③一般情况下，桥梁不但有纵坡而且有横坡。桥面较宽时，横坡不能由桥面铺装来调整，只能由支座之间的横向高差形成。④当桥梁斜交时，横向相邻支座之间的高差尚需考虑斜交角度的影响。6.3.1预应力砼简支小箱梁横向相邻支座设在不同高度的支承垫石上，其高差h按下式计算：(6-1)式中：D—主梁中距（cm）i—垂直于行车方向的横坡度，缓和曲线内为跨中超高值,向右降坡为正（不超高时i=0.02）j—纵坡度，按前进方向降坡为正。α—斜交角度（桥梁中轴的法线与支承线的交角或中轴与支承线垂线的夹角α≤45О）图1图2在梁底预埋钢板调节纵坡，钢板斜坡值沿行车方向与纵坡j相等，但倾斜方向相反。按上述方法就可以使橡胶支座平置。6.3.2当不计支承垫石的台阶，沿墩台长度方向顶面的坡度io考虑斜交、纵、横坡影响时按下式计算(6-2)相应两支点间距离dо=d/cosα，支承垫石高差h=dо×iо.符号意义同（6-1）式。6.3.3注意斜交角度α有右斜和左斜之分，当桥梁中轴线在支承垂线之右，称右斜桥，桥梁中轴线在支承垂线之左，称左斜桥（见图3）。当桥梁中轴与支承垂线一致或平行时为正交桥。规定右斜时α为正，左斜为负。图35.3.4梁、板底预埋钢板必须采取防锈措施，具体方案为：硅酸锌底漆（20μm）+醇溶性无机富锌漆（75μm）+环氧封闭漆（25μm）+环氧云铁（100μm），干膜总厚度为220μm。7桥梁伸缩装置7.1概述由于温度变化、砼的收缩、徐变以及车辆行驶引起的位移和转角，桥梁伸缩装置是不可缺少的。但是桥梁伸缩缝处往往是一薄弱环节，冲击和振动使其容易迅速破坏。这对于要求行车舒适的公路而言，是不能允许的。故多采用桥面连续以减少伸缩缝（但应注意联孔长度对支座的要求），最好仅在桥台处设置伸缩缝。7.2伸缩缝选择①结合本项目区的气温情况，以及砼的收缩、徐变影响，同时兼顾伸缩缝装置的抵抗能力和行车舒适要求。②伸缩量小于80mm采用异型钢单缝式伸缩装置；伸缩量大于80mm采用模数式伸缩装置。③选用原则建议：对于一般大中桥，选用浅埋式型钢系列伸缩缝，伸缩缝的宽度根据分联长度计算选择。7.3注意事项①无论选用何种伸缩装置，其设计参数及技术性能均应满足《公路桥梁伸缩装置通用技术条件》（JT/T327-2016）对伸缩装置的要求。②对各类伸缩缝，建议在15～20℃的气温下进行安装。图4具体设计时应通过计算给出每道伸缩缝在不同气温下的安装间隙，并严格按厂家提供的安装于养护细则实施。③位于纵坡上的桥梁，当纵坡较大时为保证台口处背墙与梁板间隙满足伸缩缝安装宽度，背墙面必须与梁、板端部平行（见图4），伸缩缝安装必须平顺，不得出现错台现象。桥型布置图中有关桩号位置、桥台长度以台帽顶面A点为准。④伸缩缝回填混凝土应采用抗裂、抗渗高性能的C50钢纤维混凝土，钢纤维掺量及要求详见伸缩缝设计图。8桥台搭板台背填土在长久的使用中会下沉并形成凹陷，桥头路堤越高，地质条件较差，特别是湿软地基，下沉量越大。因此必须严格控制桥头路堤的填土质量和压实度。要求采用透水性材料填筑，压实度大于96%，并用桥台搭板来减少汽车行驶时在桥头的跳动和不顺适感。搭板的一端支承在桥台背顶端部，另一端置于沉降稳定的路堤，并要求搭板下先作20厘米厚C15素砼垫层，再浇筑搭板。搭板的长度根据预期的沉降大小、桥台高度及顺适要求而定。从技术、经济综合考虑，本路规定桥台搭板的长度按下表4采用。桥台搭板设置表表4桥梁类型路堤高度（m）搭板长（m）大、中桥≥58＜569混凝土结构耐久性措施增强结构耐久性的主要措施为：配制耐久混凝土、施工中加强裂缝控制与养护。本篇仅针对承包人提出有关增强结构耐久性的要求，承包人应制订质量措施，加强施工过程中的质量控制与质量保证。9.1配制耐久混凝土的一般途径9.1.1选用低水化热、含碱量偏低、品质稳定的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。避免使用早强水泥和高C3A（铝酸三钙）含量的水泥。9.1.2矿物掺和料是配制耐久混凝土的必需组分；应使用优质粉煤灰、矿渣等矿物掺和料或复合矿物掺和料。9.1.3优先选用吸水率低、线胀系数小的骨料，尽量采用碎石；应特别重视混凝土骨料的级配合理、粒形良好，并保持洁净。9.1.4限制单方混凝土中胶凝材料的用量，并尽量减少混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量。9.1.5外加高效减水剂，尽量降低拌和水用量。9.1.6在正式施工前的混凝土试配中，应进行混凝土和胶凝材料抗裂性能的对比试验，并择优选择抗裂性良好的混凝土原材料和配比。9.2耐久混凝土的配制要求9.2.1为了便于控制混凝土中矿物掺和料的质量与数量，宜选用纯硅酸盐水泥与自选的矿物掺和料作为胶凝材料。如使用含有矿物混合材料的水泥，应了解水泥中矿物混合料的品种、质量与掺量，与配制混凝土时加入的矿物掺和料一起计算混合、掺和料占胶凝材料总量的份额百分比。9.2.2为加强混凝土结构的抗裂性能和稳定性，硅酸盐水泥的细度不宜超过350m2/kg，水泥中C3A（铝酸三钙）含量不应超过8%。大体积混凝土宜采用C3A（硅酸二钙）含量相对较高的水泥。游离氧化钙不超过1.5%，氯离子含量不超过水泥质量的0.2%（钢筋混凝土）和0.06%（预应力混凝土），水泥含碱量（按Na2O量计）不宜超过水泥质量的0.6%。混凝土内总含碱量不得大于3.0kg/m3，宜控制在1.8kg/m3以下。9.2.3C35混凝土中胶凝材料最小用量应大于300kg/m3，最大用量不宜超过400kg/m3，最大水胶比为0.50。C40混凝土中胶凝材料最小用量应大于320kg/m3，最大用量不宜超过450kg/m3，最大水胶比为0.45。C50混凝土中胶凝材料最小用量应大于360kg/m3，最大用量不宜超过450kg/m3，最大水胶比为0.36。9.2.4矿物掺和料宜选用优质粉煤灰加硅灰、磨细矿渣加硅灰等材料。所选用的掺和料必须品质稳定、来料均匀、来源固定。矿物掺和料中不应含放射性物质、可溶性有毒物质或其它对混凝土品质有害的物质，应有相应的检验证明和产品合格证。①粉煤灰公路工程混凝土结构宜采用F类I级或II级粉煤灰。对于普通钢筋混凝土，粉煤灰失量不宜大于8%；需水量比不宜大于105%；I级粉煤灰的45µm方孔筛筛余不宜大于12%，II级粉煤灰的筛余量不宜大于20%。粉煤灰其他相关技术标准应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2017）的规定。②磨细矿渣磨细高炉矿渣的比表面积不宜小于350m2/kg，不宜超过450m2/kg。需水量比不宜大于100%，烧失量不应大于3%，此外氯离子含量不应大于0.02%。其他相关技术指标应按现行标准《公路桥涵施工技术规范》的相关规定要求执行。③硅灰硅灰对提高混凝土抗化学腐蚀性有显著效果，但因活性高，不利于减小温度变形，也会增大混凝土自收缩，故硅灰应与其它矿物掺和料复合使用。硅灰中二氧化硅含量不应小于85%，比表面积不小于18000m2/kg，宜优先选用增密型硅灰。硅灰宜与其他矿物掺和料复合使用，掺量一般不超过胶凝材料总量的10%，应用于大体积混凝土时掺量应减小。9.2.5骨料①宜选用坚固性优良、有害物含量小、集配良好的中粗砂，质地均匀坚固，粒形和级配良好、吸水率低、空隙率低（粗骨料堆积空隙率不超过42%；对不同细度模数的砂子，控制4.75mm、0.6mm和0.15mm筛的累计筛余量分别为0～5%、40%～70%和主95%）。粗骨料的压碎指标不大于10%，吸水率不大于2%，针、片状颗粒不宜超过5%。②粗、细骨料中含泥量应分别不大于0.7%和1%；粗、细骨料中的水溶性氯化物折合氯离子含量均不应超过骨料质量的0.02%。③粗骨料的最大公称直径应小于钢筋间最小净距和保护层厚度的2/3。④不得使用顿式破碎机生产的粗骨料，严禁使用海砂。⑤使用骨料前应了解骨料有无潜在活性，并通过专门验证。9.2.6化学外加剂①配制混凝土所需的化学外加剂主要有高效减水剂、缓凝剂、膨胀剂；为了增加施工时的可泵性，也可加入引气剂，或采用引气型减水剂。不应采用早强剂。②外加剂供应商应提供推荐掺量与相应减水率、主要成分的化学名称、氯离子含量、含碱量及施工中的注意事项、掺和方法和成功使用证明。③当不同品种外加剂复合使用时，应事先通过试验验证其相容性及对混凝土性能的影响。④外加剂中氯离子含量不得大于混凝土中胶凝材料总量的0.02%，高效减水剂中的硫酸钠含量不宜大于减水剂干重的15%。⑤氯化钙不能作为混凝土外加剂、防冻剂使用，不能使用亚硝酸钠类阻锈剂。⑥混凝土拌和用水中的氯离子含量不大于200mg/L。⑦减水剂宜采用聚羧酸系减水剂。⑧防冻剂中的氯离子含量不应大于0.1%。9.3裂缝控制措施①当结构分层浇筑或分段浇筑时，层间应按照施工缝处理，加强混凝土结合；对新老混凝土连接部，应进行有效增强结合力的界面处理，除抹界面剂外还应在混凝土表层进行局部防水处理。②应重视结构表层钢筋网和预应力管道四周定位钢筋的设置。③钢筋混凝土构件的钢筋保护层厚度、预应力管道的保护层厚度的施工负允差对梁、柱构件不大于5mm，对钢筋混凝土板构件不大于3mm。9.4混凝土施工与养护9.4.1耐久混凝土工程在正式施工前，承包人应制定施工全过程和各个施工环节的质量控制与质量保证措施以及相应的施工技术条例。施工和监理单位应各自委派专人负责记录混凝土运送到工地的时间和出机坍落度、浇筑时间和浇筑时的坍落度、浇筑时气温与混凝土浇筑温度、施工缝的划分、混凝土浇筑高度的控制以及混凝土的养护方式和养护过程，包括养护开始时间、混凝土养护中的表面温度与降温速率、拆模时间与拆模时气温等。如果出现裂缝，要记录裂缝出现的时间、部位、尺寸和处理等情况。耐久混凝土施工中，需要重点保证质量并采取专门措施的内容有：结构表层混凝土的密实性、均匀性与良好的养护，混凝土保护层厚度的准确性，混凝土裂缝控制。9.4.2混凝土结构的施工顺序应经仔细规划，如结构分段分块的施工缝位置与浇筑顺序和后浇带的设置等，以尽量减少新浇混凝土硬化收缩过程中的约束拉应力与开裂。9.4.3为保证钢筋保护层厚度尺寸及钢筋定位的准确性，宜采用工程塑料制作的保护层定位夹或定型生产的纤维砂浆块。当使用一般的细石混凝土垫块定位保护层的厚度时，垫块的尺寸和形状必须满足保护层厚度和定位的允差要求；垫块的强度应高于构件本体混凝土，水胶比不大于0.4。浇筑混凝土前，应仔细检查定位夹或保护层垫块的位置、数量及其紧固程度，构件侧面和底面的垫块应至少4个/m2，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸人保护层内。9.4.4为保证混凝土的均匀性，混凝土的搅拌宜采用卧轴式、行星式或逆流式搅拌机并严格控制拌和时间。泵送混凝士的坍落度不宜过大以避免离析和泌水。插入式振捣棒需变换其在混凝土拌和物中的水平位置时，应竖向缓慢拔出，不得放在拌和物内平拖。泵送下料口应及时移动，不得用插入式振捣棒平拖驱赶下料口处堆积的拌和物将其推向远处。9.4.5结构表层混凝土的耐久性质量在很大程度上取决于施工养护过程中的湿度和温度控制。暴露于大气中的新浇混凝土表面应及时浇水或覆盖湿麻袋、湿棉毡等进行养护。如条件许可，应尽可能采用蓄水或洒水养护，但在混凝土发热阶段最好采用喷雾养护，避免混凝土表面温度产生骤然变化。当采用塑料薄膜或喷涂养护膜时，应确保薄膜搭接处的密封。此外，还应保证模板连接缝处不至于失水干燥。水养护或湿养护在整个养护期内不得间断，养护剂应符合《水泥混凝土养护剂》JC/T901-2002的要求。对于水胶比低于0.45的混凝土和大掺量粉煤灰混凝土，在施工浇筑大面积构件时应尽量减少暴露的工作面，浇筑后应立即用塑料薄膜紧密覆盖（与混凝土表面之间不应留有空隙）防止表面水分蒸发，待进行搓抹表面工序时可卷起塑料薄膜并再次覆盖，终凝后可撤除薄膜进行水养护。当使用钢模时，应及早松开模板并覆盖后连续注水养护，但必须保证养护水的温度须与混凝土表面温度相适应以防止开裂。在寒冷气候下，应在模板外采取保温措施并延迟拆模时间。9.4.6混凝土的入模温度应视气温而调整，在炎热气候下不宜高于气温且不超过30℃，低温下不宜低于12℃。承包人应事先通过裂缝控制的专用分析程序，合理确定混凝土施工的浇筑、养护方法与工序，估计施工过程中混凝土温度与拉应力的变化，提出混凝土温度的控制值，并在施工养护过程中实际测定关键截面的中点温度和离表面约5cm深处的表层温度，实行严格的温度控制。一般情况下，混凝土的温度控制值为：混凝土入模后的内部最高温度不高于70℃，构件任一截面在任一时间内的内部最高温度与表层温度之差不大于20℃，新浇混凝土与相邻的已硬化混凝土或岩土介质之间的温差不大于20℃，淋注于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度的差值不大于15℃，混凝土的降温速率不超过3℃/d。当周围大气温度低于养护中混凝土表面温度超过20℃时，混凝土表面必须保温覆盖以降低降温速率。9.4.7现浇混凝土应有充分的潮湿养护时间，养护的最低期限参见表5。在整个潮湿养护过程中，应根据混凝土温度与气温的差别及变化，及时采取措施，控制混凝土的升温和降温速率。养护水应符合混凝土拌和水的标准。