桥梁设计总说明

1桥梁设计总说明一、设计依据1.交通实业总公司《漳州战备大桥勘测设计合同》2.“漳州战备大桥工程两阶段初步设计”文件3.漳州市建设委员会关于漳州战备大桥工程初步设计审查会议纪要二、工程概况（一）工程地点、范围及规模本工程位于漳州市南部，横跨西溪，为旧桥改建工程，上游距中山桥450m，下游距东新桥410m。本工程跨越河槽部分主桥长293.6m，南北引桥长分别为201.1m和163.0m（含桥台长）。桥梁全长657.7m。桥面总宽27.0m。桥梁面积17757.9m2。（二）相关道路桥梁北接新华南路，南连南大道。并跨过西溪两岸的厦门路、南、北江滨路。桥长及桥高受南、北江滨路制约。（三）水文情况本桥跨越九龙江（西溪），现河道宽380m，主河道中有宽约30m长约250m的小沙州，主河道偏向北侧,常水位时水深约5m，沙洲露出水面，根据漳州市城乡规划局提供的资料，桥址处百年一遇的洪水位11.86m，Q1%为7440m3/s，相应流速为1.53m/s，河槽局部冲刷高程为-1.80m，局部冲刷（7号墩）高程为-5.90m；河滩一般冲刷（13号墩）高程为-3.50m。二百年一遇的洪水位高12.60m。（四）工程地质概况据地面调查测绘：地表的地层出露出较简单，以全新统的冲积层（Q4al）和冲海积层（Q4al-m）及人工填土（Qal）为主，据钻孔揭露，垂直方向岩性变化较大，有人工填土（Qal）、全新统冲积层（Q4al）、冲海积层（Q4al-m）、上更新统冲洪积层(Q4al-m)及风化残积层(Qal)、燕山晚期侵入岩(γδ53)等，详述如下。①杂填土(Qal)，厚1.8-9.95m，分布于旧桥的引桥部及北岸的旧居民区，黄褐-灰黑色，干-饱和，北岸的成份以粘性土、建筑垃圾为主，局部含条石，南岸的成份砂、粘性土及少量建筑垃圾为主，大部为松散状，局部已被夯实，夯实不均。②粉砂（Q4al），厚4.1-4.2m，分布于江心滩一带，浅黄-黄色，松散，干燥-稍湿，成份以石英为主，颗粒级配好，平均粒径为0.135，泥质15%，б0=90kpa。③中砂、粗砂（Q4al），厚1.95-4.55m，分布于现代河床中，灰黄-黄色，上部松散，下部稍密，干-饱和，颗粒级配差，平均粒径为0.587，泥质1.5-14.6%，б0=110kpa。④粘土（Q4al-m），厚0.3-3.3m，分布于引桥段，灰-灰黄色，可塑，饱和，局部相变为粉质粘土或粉土，б0=105kpa。⑤淤泥（Q4al-m），厚0.8-2.03m，分布于南岸引桥段，灰-深灰色，流塑，饱和，富含腐殖质，局部相变为淤泥质土，б0=50kpa。⑥中砂、粗砂（Q4al-pl），厚4.35-11.17m，分布于整个河床，灰色为主，岩性相变较大，上部松散，下部稍密，饱和，颗粒级配差，局部含5-10%石英砾石，偶见2-3cm卵石，平均粒径为0.35-0.86，泥质2.1-22.1%，б0=160kpa。⑥-1淤泥（Q4al-pl），厚0.3-1.2m，灰-深灰色，流塑，饱和，б0=45kpa。⑦粉土（Q4al-pl），厚0.8-4.9m，灰-黄色，稍密-中密，湿，局部相变为粉质粘土等，б0=110kpa。⑧粗砂、中砂（Q4al-pl），厚1.2-7.25m，分布于南岸，灰黄-紫红色，以中密为主，局部稍密或密实，饱和，岩性相变较大，颗粒级配差，局部含2-4mm砾石，偶见2-3cm卵石，平均粒径为0.48-0.58，泥质15.2-18.1%，б0=180kpa。⑨砾砂、卵石（Q4al-pl），厚0.68-8.5m，分布于整个桥段，浅黄-黄色，中密-密实，饱和，砾石成份以石英为主，卵石成份以火山为主，粒径2-4cm为多，最大达7-9cm，卵石的含量及分布不均，局部相变为粗砂，泥质10.9-14.9%，б0=280kpa。⑨-1粉质粘土（Q4al-pl），见于北岸局部钻孔中，厚3.3m，褐黄灰白色，可塑，饱和，土质较不均匀，б0=235kpa。⑩残积砂质粘性土（Qal），分布于整个场地，厚1.8-22.4m，以棕红-灰黄色为主，坚硬，局部硬塑，饱和，矿物已风化呈土状，原岩结构由上至下从不2清过渡到尚可辨认，系花岗岩风化残余物，石英砾石含量2-5%，局部为残积粘性土，б0=260kpa。11全风化花岗闪长岩（γδ53），分布于整个场地，厚5.19-18.8m，以棕红-灰黄色为主，矿物已风化呈土状，原岩结构可辨认，局部见长石等矿物未风化，б0=350kpa。12散体状强风化花岗闪长岩（γδ53），分布于整个场地，厚0.97-45.6m，棕黄-褐黄色，长石等矿物大部分已风化，其组织结构也大多被破坏，岩心呈散体状，局部分布有直径大小不一的中一微风化岩孤石，б0=400kpa13碎块状强风化花岗闪长岩(γδ53)，主要分布于北岸及河床地区，厚0.77-7.4m，棕黄-褐黄色，岩心呈碎块状或碎块夹粘性土，长石等矿物的原岩结构清晰，手可折断碎块，б0=500kpa。14中风化花岗闪长岩（γδ53），主要分布于北岸区，厚5.11-5.5m，浅灰白色，岩心呈5-20cm短柱状或碎块状，岩石风化明显，中粗粒花岗结构，块状构造，裂隙较发育，沿裂隙面见风化变异色壳，б0=2000kpa。15微风化花岗闪长岩（γδ53），主要分布于现代河床的北侧，厚4.68-9.66m，灰白色，岩心呈10-40cm柱状或碎块状，岩石新鲜，致密坚硬，中粗粒花岗结构，块状构造，裂隙较发育，裂隙面稍有风化现象，б0=2000kpa。（五）气象漳州市位于福建省东南部，市区气候属东南沿海亚热带季风区，属海洋气候，气候温暖湿润，风况随季节变化，夏季盛行东南风，冬季盛行西北风，风力1-3级，每年4-9月为热带气旋季节，最大风力可达12级。年平均气温21.3℃，绝对最高气温41.2℃,极端最低气温-2.1℃，1月（最冷月）平均气温12.7℃；7月（最热月）平均气温28.7℃；年平均降雨量1515m，年最大降雨量2027m,年最小降雨量1056mm，最大降雨量172.5mm，最大一次降雨量179mm（24小时），历年平均蒸发量1472.72mm，平均相对湿度82%。三、设计标准1.道路等级：平原微丘地区二级公路，参照城市Ⅱ级主干路标准。2.桥宽：桥面宽27m（2.0m人行道+2.5m非机动车道+8.0m机动车道+2.0m中央分隔带+8.0m机动车道+2.5m非机动车道+2.0m人行道）3.计算行车速度：50km/h4.汽车荷载：汽-超20级，挂-1205.通航标准：内河航道6级6.设计洪水频率：1/1007.结构抗震烈度：七度四、设计采用的技术规范与标准1.JTJ001-97公路工程技术标准2.CJJ37-90城市道路设计规范3.JTJ021-89公路桥涵设计通用规范4.JTJ023-85公路钢筋凝土及预应力混凝土桥涵设计规范5.JTJ027-96公路斜拉桥设计规范（试行）6.JTJ024-85公路桥涵地基与基础设计规范7.CJJ11-93城市桥梁设计准则8.JTJ004-89公路工程抗震设计规范五、设计要点（一）桥式主桥为三跨部分斜拉桥，主跨132m，边跨为80.8m，南北引桥分别为6×32m及5×32m连续梁。桥上设纵坡，主桥设1%人字纵，坚曲线半径为8000m，引桥纵坡分别为0.55%及3.5%，坚曲线半径为4000m及16000m。北引桥北端约18m位于缓和曲线上。（二）主桥1.桥式主桥采用80.8+132+80.8m单索面三跨预应力混凝土部分斜拉桥，桥长为293.6m。2.结构体系由于采用单索面形式，塔墩固结体系将使结构复杂化，因此本桥采用塔梁3固结、塔墩分离的结构体系，墩顶设支座。这样可使部分斜拉桥的受力更加接近梁式体系，受力明确，结构简单。3.结构计算(1).纵向计算按主梁从0#节段开始，各节段悬浇施工至边跨合拢、中跨合拢、桥面施工到成桥运营进行计算。其中包括：自重、预应力的加载，混凝土不同龄期的收缩和徐变，以及施工荷载等影响。在成桥运营阶段，考虑了汽车荷载、挂车、人群荷载、支点沉降、制动力、温度力、支座摩阻力等作用与影响。其中温度计算，考虑了体系升降温，梁上下缘温差，索梁塔温差等。计算时，对于拉索的几何非线性影响，通过修正拉索弹性模量的方法予以考虑。（2）空间分析为了进一步对结构进行分析，采用了空间杆系计算模型、空间实体单元模型对结构进行了分析。（3）其它计算本桥还对结构在安装及运营状态下梁、塔的稳定，地震，风振等进行了计算分析。（4）设计参数钢筋混凝土容重γ=26KN/m3，E=3.5×104Mpa；斜拉索γ=82KN/m3，E=1.9×105Mpa。挂篮重按100t计。（5）主梁结构主梁采用单箱三室大悬臂截面，支点梁高3.8m，跨中梁高2.4m，梁高按二次抛物线变化，箱梁顶宽27.0m，悬臂长4.5m，箱底宽16.24-17.0m，两外腹板斜置，边室净宽7.45m，中室净宽150cm，斜拉索布置在中室。主梁除支点处设隔墙外，每根拉索锚固点处均设有隔墙，间距4.0m。中支点处隔墙厚2.5-3.0m，边支点隔墙厚1.56m。拉索锚固点处隔墙为变厚度，中室厚0.40m，边室厚0.2m。主梁顶板厚0.25m，底板厚0.22-0.45m。边腹板厚0.50m，中腹板厚0.30m。与引桥连接处，主桥梁体伸出牛腿以支承引桥，以利美观并简化桥墩结构，主、引桥连接处梁顶预留伸缩缝槽口。6#、7#主墩处，梁与墩之间设有抗震挡块。此外，梁底板上尚有进人孔、泄水孔、挂篮施工后锚孔，腹板上设有通风孔。主梁采用预应力结构，设有纵、横、竖三向预应力，纵向预应力分为精轧螺纹钢筋和钢绞线二种体系，横向预应力采用钢绞线，布置在顶板及横隔墙内。顶板内采用5φj15钢绞线，扁形锚具，横隔墙内采用7φj15钢绞线，群锚。竖向预应力采用Φ32精轧螺纹钢筋，布置在腹板及拉索区隔板内。主梁设计按挂篮悬臂浇注法施工，0#节段长12m，合拢段长2.0m。其他各节段长3.5-4.0m。（6）主塔结构主塔结构高16.5m，为主跨的1/8，主塔采用实心矩形截面，顺桥向长3.0m，横桥向宽1.5m，布置在中央分隔带上，塔身上部设有鞍座，以便拉索通过。每根斜拉索对应一个鞍座，斜拉索横桥面呈两排布置，鞍座亦设两排。鞍座采用双重管结构形式。双重管采用双层钢管，外管埋设于砼塔内，内管置于外管内，斜拉索穿过内管。在两侧斜拉索出口处，内外管之间设抗滑锚头，以防止内外管相对滑动。为与斜拉索过鞍座相适应，双重管采用圆弧形，弯曲半径为3.5m。（7）斜拉索斜拉索为单索面，布置在中央分隔带上。顺桥向集中布置在梁体的L/3跨度附近。塔根附近及跨中有一段较长的无索区，塔上索距70cm，梁上索距4.0m，以便与悬臂施工节段长一致。拉索采用双排索，最大索力控制在410t左右，斜拉索在塔顶通过鞍座，两侧对称锚于梁体。斜拉索采用钢绞线索，每根拉索采用31根φj15mm镀锌钢绞线。拉索采用双重防腐措施，每股镀锌钢绞线外包裹PE。钢绞线索外套PE管。位于索鞍处钢绞线为裸索，待施工完毕，在内钢管灌注高强环氧水泥浆。（8）墩身主墩墩身采用板式墩，为美观起见，横桥向采用上大下小倒梯型的结构形式，墩顶宽16.24m，墩底宽15.24m。墩高11.18m，墩身截面采用变厚度中间部分厚度3.0m，两侧厚度2.5m。墩顶布置4个支座。墩与梁之间设抗震挡块。边墩采用花瓶式板墩，墩形与引桥墩相同，墩顶宽5.0m，底宽3.2m，墩顶附4近有一4.5m高变宽段，墩身厚度1.2m。（9）承台及基础主墩基础采用8根φ2.0m钻孔桩，北墩桩底进入微风化花岗岩，南墩桩底进入强风化花岗岩，承台尺寸为18.2×8.2×3.0m，水中承台顶高程为2.0m。主桥边墩采用分离式结构，每一基础采用4根φ1.2m钻孔桩，桩底进入风化岩层，承台尺寸为5.4×5.4×2.0m。（三）引桥1.结构体系南北引桥均为跨度32.0m连续梁，南引桥6孔一联，北引桥5孔一联，每联顺桥向设一个固定支座，南引桥设在11#墩，北引桥设在2#墩，其余各墩顶均设纵向活动支座。引桥分设左右两幅，两幅主体结构分开，仅桥面中央分