沙田河大桥施工图设计说明.doc

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1、桥梁设计说明一 桥梁概况桂梧高速公路贺州连线城市景观大道及道石收费站为一级路改造为城市主干道工程，项目位于贺州市江南片区，西起贺州道石收费站，北至南环路。道路现状为平乐至钟山公路（贺州联线），路基宽度为25.5米。道路是利用现状一级公路进行加宽改造为城市道路，道路中心线与一级公路中心线一致。原高速路设置有一座6-20m的大桥跨越沙田河，大桥上部构造采用先简支后连续先张法预应力混凝土空心梁，下部构造采用桩柱式桥台，双幅双柱式桥墩，交角120，桥长125.08m，大桥分独立两幅设计，每幅桥面宽度为0.5m+11.75m+0.5m。旧桥宽度满足改造后道路横断面要求，因此保留现状大桥作为主车道使用，在

2、现状大桥两侧各增加大桥一座，供辅道及人行道使用。新建的大桥采用6-20m的跨径，两幅独立结构，每幅桥宽12.25m，交角均为120，桥长均为126.04m。大桥上部结构采用装配式预应力砼(后张)空心板，先简支后结构连续；下部结构桥台采用埋置式台，桥墩采用柱式墩，墩台采用桩基础。沙田河大桥桥位于贺州市八步镇田场村西南约400m，桥位处为河流冲积地貌，河道较直顺，河床平缓，河谷宽阔。桥址下游处为一水坝，测时水面宽约50m，最大水深1.8m，水位110.1m，两岸主要分布村庄、农田。二 工程地质与水文地质条件2.1地形地貌勘察区为溶蚀冲积平原地貌，场地开阔、平坦，标高在111113m之间。沙田河宽4

3、560m，水深0.502.50m，勘察期间沙田河平均水位110.10m。既有桥两侧地表种植花生、水稻等作物，IK1+500既有线右侧约100m处可见灰岩孤峰。2.2地层岩性勘察区地层主要由第四系人工填筑层（Qme）、第四系全新统冲洪积层（Qal+pl）、第四系更新统冲洪积层（Qp2）及石炭系下统（C1）地层组成。1、第四系人工填筑层（Qme）：素填土，主要成分为粘土混碎石或碎石，褐黄色，干强度、韧性中等，稍密状，该层主要分布于5#墩6#台附近区域，主要为台背回填填土、河岸护坡填土、水坝填土。平均厚度0.502.50m。2、第四系全新统冲洪积第4层（Qal+pl-4）：粘土，灰褐、褐黄色，软塑可

4、塑，干强度、韧性低，土质不均匀，混少量粉细砂，局部粉细砂含量较大呈现粉土性状。该层主要分布于沙田河两岸地表，厚度0.503.00m。3、第四系全新统冲洪积第2层（Qal+pl-2）：卵石为主，局部为粘土混卵石，松散稍密状，颜色杂，卵石垂向分布不均匀，含量约5060%，原岩成分主要为砾岩、砂岩，岩石表面光滑，岩质硬，呈中风化性状，磨圆度较好，粒径多为26cm，卵石间隙充填粗砂或软可塑状粘土，抽取可进尺。该层广泛分布于勘察区，下伏于第四系人工填筑层（Qme）、第四系冲洪积第4层（Qal+pl-4），厚度1.0025.00m。4、第四系更新统冲洪积层（Qp2）：该层为第四系更新统冲洪积物。岩性主要为

5、粘土、粘土混卵石，褐黄色、褐色，可塑状，干强度、韧性低，土质不均匀，混约1030%的卵石或粗砂，卵石垂向分布不均匀，原岩成分主要为砾岩、砂岩，岩石表面被风化壳包裹，岩质较硬，呈强风化性状，磨圆度较好，粒径多为26cm。该层主要分布于5#墩6#台区域，下伏于第四系冲洪积第2层（Qal+pl-2），厚度2.5020.00m。5、基岩为石炭系下统（C1）灰岩：中风化，隐晶质结构，中厚层状构造，岩质硬，裂隙较发育，岩溶发育，岩体较完整，岩芯多呈中短柱状，少数呈块状。钻孔最大揭示厚度41.70m（含溶洞），未钻穿。2.3地质构造及地震动参数1、地质构造据地质调查、钻探及区域地质资料显示，桥位区未见区域性

6、断裂构造和构造破碎带存在。场地覆盖层厚度不均匀，IK1+500既有线右侧约100m处可见灰岩孤峰。2、地震动参数地震动参数：根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）划分，桥位区地震动峰值加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，对应的地震基本烈度为度。2.4水文地质条件1、地表水场地主要地表水为沙田河，沙田河宽4560m，水深0.502.50m，勘察期间沙田河平均水位110.10m，水流平缓，动态随季节变化较大，据调查，大涝年份河水曾涨至两侧的阶地。2、地下水桥位区地下水主要为埋藏于第四系覆盖层中的孔隙水和基岩溶蚀裂隙水，地下水主要接受大气降水及河水补给。3、岩土体的

7、渗透性桥位地基中，粘土（Qal+pl-4）为弱透水层，卵石、粘土混卵石（Qal+pl-2）为强透水层，粘土混卵石（Qp2）透水性中等；中风化灰岩（C1）的透水性视裂隙、岩溶的发育程度及连通性不同而差异较大。4、环境水对混凝土的腐蚀性根据建成桥梁详勘阶段的水质分析报告，环境水对混凝土无腐蚀性。2.5不良地质根据钻探资料，桥位区岩溶较发育，其形态主要以溶洞（槽）、溶蚀裂隙为主。本次勘察布设钻孔均钻遇溶洞。钻孔遇洞率100%。溶洞规模较大，多充填褐黄色软塑状粘土混卵石或砂卵石，呈串珠状发育，钻遇溶洞最大垂向洞高15.30m。三 技术标准和主要材料3.1技术指标1）道路等级：城市主干路I级；2）道路红

8、线宽度：60米2）计算行车速度：60km/h；3）设计荷载：桥梁设计荷载：城-A级；人群荷载：3.5KN/m2，人行道板（局部构件），人群荷载：5.0 KN/m2或1.5KN按不利者取值，人行道栏杆立柱荷载：作用在柱顶的水平推力1.0KN/m。4）桥面宽度：单幅宽12.25m，上构按照两幅设计，桥面布置为： 0.5m（防撞护栏）+6.75m（非机动车辅道）+5m（人行道）。5）横坡：路拱双向2.0%、人行道单向1.0%；6）地震动峰值加速度：根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）划分，桥位区地震动峰值加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，对应的地震基本烈度为度。

9、7）桥梁抗震设防类别：B类，按7级的设防措施等级进行设防。8）桥梁结构设计基准期：100年。9）设计水位：设计洪水频率1/100,设计水位Sw1%=114.5m.10）通航标准：不通航河流。11）结构安全等级：一级；12）桥梁结构重要性系数：1.1。13）设计环境类别为类。3.2技术标准与设计规范1）城市桥梁设计规范(CJJ 11-2011)2）城市桥梁抗震设计规范(CJJ 166-2011)3）城市道路交通设施设计规范（GB50688-2011）4)城市桥梁工程施工与质量验收设计规范(CJJ 2-2008)5）公路桥涵通用设计规范(JTG D60-2004)6）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥

10、涵设计规范(JTG D62-2004)7）公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)8）公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)9）公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）3.3主要材料3.3.1混凝土(1) 水泥：应采用高品质的强度等级为62.5，52.5和42.5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。(2) 粗骨料：应采用连续级配，碎石宜采用锤击式破碎生产。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、墩顶湿接缝和桥面现浇层、桥面铺装均采用C50；空心板封端、防撞护栏采用C40。3.3.

11、2普通钢筋钢筋直径8毫米者，均采用带肋钢筋，钢筋直径8毫米者，采用光圆钢筋。其种类分别为R235和HRB335，技术性能应分别符合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB13013-1991）和钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB1499-1998）的规定。3.3.3普通钢材钢板应应采用碳素结构钢(GB7001988)规定的Q235B钢板。3.3.4预应力材料采用抗拉强度标准值fpk =1860MPa，公称直径d=15.2mm的低松弛高强度钢绞线，其力学性能指标应符合预应力混凝土用钢绞线（GB/T5224-2003）的规定。钢束成孔采用高密度聚乙烯波纹管；孔道压浆采用真空压浆工艺。锚具设计采用夹片式M15型锚

12、具及其配套的设备。3.3.5支座采用板式橡胶支座，其材料和力学性能均应符合现行国家和行业标准的规定。四 桥梁工程设计4.1总体设计4.1.1桥位设计现状高速路有一座大桥，保留现状大桥作为主车道使用，在现状大桥两侧各增加大桥一座，供辅道及人行道使用。4.1.2桥梁布孔设计本桥桥跨布置6x20m，两幅独立结构，每幅桥宽12.25m，交角均为120，桥长均为126.04m。4.1.3桥梁横断面布置桥梁的横断面布置采用两幅布置，每幅桥宽12.25m，横断面布置如下：0.5m（防撞护栏）+6.75m（非机动车辅道）+5m（人行道），桥面横坡为双向2%。4.1.4桥梁纵断面设计根据道路纵段线形，本桥平面位

13、于直线上，纵断面纵坡-0.46%。4.2桥梁结构设计4.2.1上部构造大桥上部结构采用装配式预应力砼(后张)空心板。横桥向布置9片空心板，相邻空心板绞缝宽0.02m，纵桥向在墩顶上采用结构连续连接。4.2.2下部结构桥梁下部结构对称分幅设计，每幅桥的桥墩采用双柱圆柱式桥墩，桥台采用柱式埋置台，墩台均采用钻孔灌注桩基础。五 箱梁设计要点5.1桥型设计桥梁采用多板单独预制，简支安装，现浇连续接头的先简支后结构连续的体系。支座高度应按气温变幅大小，每联孔数多少，桥墩高矮等具体情况，通过计算确定。5.2结构计算1、本通用图的结构体系为先简支后结构连续，其中：预制空心板正弯距区按全预应力砼构件设计，负弯

14、距区及墩顶现浇连续段按钢筋混凝土构件设计。2、设计计算采用平面杆系结构计算软件计算，桥面现浇层参与结构受力，荷载横向分配系数采用铰接板法计算，并用梁格法进行检算。空心板顶板计算按单向板和悬臂板计算。并采用空间结构计算软件复核。3、设计参数1)混凝土：C50混凝土重力密度=26.0kN/，弹性模量为Ec=3.45MPa；C40混凝土重力密度=25.0kN/，弹性模量为Ec=3.25MPa。2)预应力钢筋:弹性模量Ep=1.95105 MPa，松驰率=0.035，松驰系数=0.3。3)锚具: 锚具变形、钢筋回缩按6mm(一端)计算;高密度聚乙烯波纹管摩阻系数=0.17，偏差系数=0.0015。4)

15、支座不均匀沉降：=5mm。5)竖向梯度温度效应：按公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）的4.3.10条规定取值：5.3构造处理 为了便于施工、减少模板数量及增加横向整体性，边、中板采用统一内模尺寸及深铰缝，并加强铰缝横向连接钢筋。六、桥梁耐久性设计、养护维修设施设计情况6.1 桥梁耐久性设计1）钢筋最小保护层厚度按照满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）第9.1.1条I类环境的要求进行控制。2）施工时应注意，结构混凝土耐久性要求不得低于公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）第1.0.7条I类环境的各项指标。6.2、养护

16、维修设施设计为方便更换或检查支座，空心板梁底至帽梁顶距离按最小20cm控制。七 施工注意事项7.1下部结构1)施工前应认真阅读有关设计图纸，对墩台桩基坐标进行复核无误后，按图纸的要求进行墩、台位置的放样定位，以免出现墩台中心位置的错位，严禁未经复核即盲目施工。2)墩台顶的支座垫块应根据购买支座的实际厚度相应微调，以保证支撑总高度不变，并保证支座顶面水平和清洁。3)台帽施工时应注意设置挡块，注意搭板、牛腿预埋钢筋的设置。4)桥台周围(包括锥坡)填土应采用小型压实机械进行薄层压实，在台后填土稳定后再浇筑桥头搭板，并与路面基层施工相协调，台后10m范围内路基填筑材料、压实度标准详见路基设计图册。5)

17、桥台背墙施工，应根据桥梁采用伸缩装置情况预留槽口并设置伸缩装置锚固钢筋。6)钻孔桩施工时，如发现持力层基岩与所采用的钻孔资料不一致时，应及时向设计代表反馈信息，并由设计单位根据实际钻孔资料调整桩底标高。施工时应严格控制钻孔桩桩底沉淀层厚度。钻孔桩的质量检测必须严格按规范要求执行。7)施工时应严格控制各特征点的标高，所采用水准点宜采用相邻路基施工控制高程用水准点，或与路基施工用水准点进行联测或相互校核，以免出现桥、路高程错位。8) 埋置式桩柱桥台的施工要求先进行锥（溜）坡填土，达到要求的填土高度以及压实度后方可进行钻（挖）孔施工。填土时，台前台后应均衡填筑压实，台前填土应超宽50100cm填筑，

18、最后削坡做锥坡，填土速率根据沉降控制，一般不超过1m每月。回填土达到台帽底标高时，再进行台帽施工。为了保证桩基的质量，要求对每根桩基进行质量检测，以了解每根桩的质量，灌注砼时应注意预埋桩基检测钢管。9)承台、墩身和墩顶盖梁均为大体积混凝土，施工时应注意采取减少水化热的的有效措施，避免发生温度收缩裂缝。10)桥位处于溶岩发育区，桩基础施工到设计标高后采用钎探或其他有效手段对基底进行探查，探查深度不应小于5米，确认无溶洞发育后才能终孔。接近溶洞顶板时，钻机采用小冲程(80cm以下)冲孔，根据溶洞的具体特点，制定相应的处理措施，并根据现场实际情况及时进行调整。 对于体积较小的溶洞：若洞内有填充物且裂

19、隙不发育，钻穿溶洞时，如水头无太大变化，可加大泥浆比重(13g/cm3以上)，按正常成孔方法施工。若为空洞，钻穿后孔内水头突然下降，可采用抛填片石、粘土、袋装水泥混合料等挤密填筑溶洞，直至停止漏浆。 对于洞体较大的空洞或半填充溶洞：施工前应尽可能充分了解溶洞的发育情况、构造、填充物等，若遇发育明显、有裂隙穿过的空洞时，应将钢护筒埋至风化岩层，以防止覆盖土层的坍塌，并准备好片石、水泥包、粘土包等填塞物。 对于埋藏较深、地下水丰富的发育溶洞：钻孔中遇到这种溶洞可打入全程钢护筒到溶洞底层以隔绝溶洞，采用静压化学灌浆法或喷射灌浆法，固结填充物，然后再钻孔施工。若洞内无填充物或填充物不满时，则采取先填充

20、碎石或干砂，然后注浆。施工时应根据不同的溶洞发育情况，选择不同的钻机和施工方案，采取有效措施避免事故发生。7.2上部结构有关施工工艺及其质量检验标准，均按公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000中有关规定，另外，根据本设计的特点，提出以下要求。7.2.1空心板施工工艺流程如下：1、先预制空心板，混凝土强度达到设计强度的90以上(且龄期不小于8天)张拉预应力钢束。预应力钢束张拉顺序：21。压注水泥浆并浇筑空心板封端及伸缩端封锚混凝土。预制空心板结构连续端不封锚。2、安装好永久支座，逐孔安装空心板，置于支座上成为简支状态， 3、铰缝封底缝。及时连接铰缝、板顶连接钢筋及端横梁钢筋。连续接头段钢筋，

21、绑扎横梁钢筋。底缝M15砂浆强度达50后浇筑铰缝混凝土；在温度为15C20C浇筑连续接头混凝土，达到设计强度的90%后，浇筑桥面现浇层混凝土。每联空心板形成连续的步骤详见施工顺序图。 4、喷洒水性渗透型无机防水剂，桥面系施工。7.2.2空心板施工要求及注意事项1、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，应保证预应力钢筋及普通钢筋位置准确，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）空心板施工中钢筋的连接方式：钢筋直径12mm时，如设计图纸中未说明，钢筋连接应采用焊接，钢

22、筋直径12mm时，如设计图纸中未说明,钢筋连接可采用绑扎。绑扎及焊接长度应按照公路桥涵施工技术规范的有关规定严格执行。3）为了防止预制空心板上拱过大，预制板与桥面现浇层由于龄期差别而产生过大收缩差，存梁期不应太长，宜按90天控制。2、预应力工艺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）所有钢束均采用两端张拉，且应在横桥向对称均匀张拉。3）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90%

23、后，且混凝土龄期不小于8d，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。钢绞线张拉控制应力为con =0.75fpk =1395MPa。张拉控制采取双控，以应力控制为主，以钢束引伸量进行校核，实际引伸量与计算引伸量差值应控制在6以内。实际引伸量值应扣除钢束的非弹性变形影响。 钢绞线的张拉步骤： 0 10con con 持荷2分钟 con (锚固)4）管道压浆采用真空吸浆工艺，要求压浆饱满。水泥浆强度要求不小于50MPa。3、空心板安装1）安装空心板之前，必须检查板内是否积水、堆物，若有积水、堆物，应排除干净。2）在运输预应力混凝土空心板时，一定要采取措施，勿使

24、预应力产生的负弯矩起破坏作用。可采取措施给空心板施加一个正弯矩。3）预制空心板采用设吊孔穿束兜板底加扁担的吊装方法。4、其他1）预制空心板铰缝面及锚固端面应凿毛成凹凸不小于6mm的粗糙面，1010cm面积中不少于1个点，并使预制空心板顶面表面粗糙，以利于新旧混凝土良好结合。2）浇筑铰缝及桥面现浇层混凝土前应将预制空心板板侧、板顶的浮浆、油污等冲洗清除干净，以保证新、老混凝土良好结合。3）现浇墩顶湿接缝处的预制空心板、桥面板内纵向钢筋应保证其搭接长度和焊接质量。与相邻跨连续的预制空心板端部，必须将浮浆、油污清洗干净并凿毛，以保证新老混凝土结合牢固。4）本通用图设计钢筋长度未考虑折减，实际施工下料

25、时应按照有关施工规范要求进行控制。5）安装板式橡胶支座时，应保证其上下表面与板底面及墩台支承垫石顶面平整密贴、传力均匀，不得有脱空的橡胶支座。当桥梁纵坡大于1或桥面横坡大于2时，应在梁底采取措施予以调整。7.3 其它1)对泄水管、管卡、法兰盘等外露钢构件作镀锌处理。2)为了保证桩基的质量，要求依据规范对每根桩进行质量检测，以了解每根桩的砼浇注质量。3)桥梁施工及质量检验标准应严格按照城市桥梁工程施工与质量验收设计规范(CJJ 2-2008)、公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）中有关规定执行。4）桥梁施工完成后，对全桥进行静荷载试验和动载试验。5)其它未尽事宜，应严格按照设计图纸及有关现行标准、规范执行。