桥梁设计说明

桥梁说明1概述XX县隶属XX省XX市。位于XX省省南部、XX市西南部，XX河中游，地处青藏高原东麓与西秦岭陇南山地接壤区，地处东径103°41′29″-104°59′23″，北纬34°07′34″-34°45′45″。介于兰州、西安、成都三个顶点形成的平面正三角形的中心区和XX、天水、陇南、甘南几地中心。国道212线贯通南北，省道306线横贯东西，是“西控青海、南通巴蜀、东去三秦”的交通要道。下辖9乡、9镇，国土面积3578平方公里，总人口48.4万人（2013年），政府驻地岷阳镇。XX乡位于XX省省XX县县城西南部。地处东经103°59′，北纬34°22′。东连寺沟乡，南与迭部县为邻，北临XX县十里镇，西与卓尼县接壤，面积约357.22平方公里。乡人民政府驻泥地族村，距县城10公里。XX乡地势西南高，东北低，起伏陡峻，河谷狭窄，山多川少，平均海拔2500米，马海拔2700米。年平均气温4.7℃，年平均无霜期108天，年降雨量638.3毫米。XX县XX乡XX村便民桥工程位于XX县XX乡XX村，新建便民桥为正交1-10m预应力混凝土空心板桥，下部结构为重力式桥台，明挖扩大基础。桥梁全长16.0m，全宽4.5m（净3.5+2×0.5m）。本工程实施后有明显的社会和经济效益，可解决居民出行难、农产品运输难的突出问题，方便群众生产生活及出行。2设计执行规范及标准1、《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）；2、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；4、《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2002)；5、《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)；6、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)；7、《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008)；8、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ/TF50-2011）；3主要技术标准1、设计基准期：100年；2、设计安全等级：二级；3、设计荷载：公路-Ⅱ级；4、设计洪水频率：1/25(小桥涵)；5、设计洪峰流量：Q4%＝44m3/s；6、地震烈度：Ⅶ度；7、地震动峰值加速度：0.15g；8、桥面宽度：4.5m（净3.5+2×0.5m）。4工程地质及水文地质特征4.1地形地貌本地区属侵蚀堆积河谷阶地地貌，山峦起伏，呈丘陵和河谷相间。4.2地质构造本公路沿线出露底层较为简单，底部基本上均为浅变质的滨、浅海相沉积的三迭系砂岩，在起点一带分布第三系的含砾砂岩，山梁及斜坡部分覆有马兰黄土，河谷地带则为冲洪积层。桥址处地层分布较简单，为第四系更新世地层（Q），自上而下有：1）黄土：场地普遍分布，浅黄、黄褐色，大孔隙不发育，土质较均匀，层状结构，具水平纹理，稍湿，中密。摇震反应中等，切面无光泽，干强度、韧性中等；2）砂砾土：河床均有分布，圆形夹棱角性，级配不良。4.3气候本地区为陇中南部寒温带半干旱性气候，这里海拔高，受大陆性气团，副热带暖湿气团的交替影响和地形对大气抬升的作用，利用高寒阴湿这一气候特点。降雨量中等，气温低，无霜期短。4.4气温据XX县气象资料，年平均气温为5.7℃，各特征月气温特征值见表5.历年极端最高气温31.8℃，极端最低气温-26.3℃。据XX县气象站观测，年平均地温8.6℃，历年月平均最高地温为7月的20.2℃，最低为1月的-5.2℃。极端最低地温-29.2℃,极端最高地温60.9℃，10cm深处平均冻结日为12月7日，解冻日期为3月2日，最大冻土深度为75cm。XX县年平均降水量为596.5mm，降水季节变化明显，5～9月为雨季，降雨量占年降雨量的80％左右。4.6水文路线所经地区属XX河支流的XX河流域，公路主要沿XX河的支流秦许河而上。XX河（西河）为XX河一级支流，发源于迭山，汇水面积357.5km2。河口海拔2360m，相对高差1760m，主沟道长41km，平均坡度3.66%。在本公路4km处的50年一遇洪水流量为236m3／s，25年一遇洪水流量为153m3／s。桥址处洪峰流量计算：桥址以上河床比降为1.0%，桥址上游汇水面积10km2。根据原交通部公路科学研究所推荐的经验公式二计算洪峰流量：Q＝CSPλFn，其中C=0.05，λ=1.4，n=0.949，SP=32，F=10Q4%＝CSP1.4F0.95＝44m3/s。通过上述计算，结合现场洪水调查，桥址处的设计洪峰流量采用25年一遇洪峰流量为44m3/s4.7地震根据XX省地震区带划分，本项目公路地处本地区位于我国南北地震带的北带，受地震影响较大。地震基本烈度为7度区。据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期0.45s。桥基施工过程中出现地质异常情况时，请及时与勘察设计单位联系进行验槽及技术咨询工作。5设计要点5.1概述新建XX村便民桥中心桩号为K0+008，桥梁全长16.0m，全宽4.5m（净3.5+2×0.5m）。本桥上部结构为1-10m预应力混凝土空心板，下部结构为重力式桥台，扩大基础。5.2上部结构设计1)空心板结构体系为简支结构，按部分预应力A类构件设计。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，荷载横向分配系数按铰接板法计算，并采用空间结构计算软件校核。3)设计参数(1)混凝土：重力密度γ=26.0kN/m3，弹性模量为E=3.45×410MPa。(2)沥青混凝土:重力密度γ=24.0kN/m3。(3)预应力钢筋:弹性模量Ep=1.95×105MPa，松驰率ρ=0.035，松驰系数ξ=0.3。(4)锚具:锚具变形、钢筋回缩按6mm(一端)计算;金属波纹管摩阻系数μ=0.25，偏差系数κ=0.0015。表1一块板板端支点最大反力(5)竖向梯度温度效应：按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）规定取值。一块板板端支点最大反力：5.3下部结构设计下部结构采用重力式桥台，明挖扩大基础，桥台地基承载力不应小于300KPa。5.4桥梁其他工程设计1)伸缩缝：根据变形要求于两岸桥台处设置GQF-F40型伸缩装置及伸缩缝，伸缩缝宽度4cm。2)支座：采用GYZ200×42mm橡胶支座和GYZF4200×44mm四氟滑板支座。3)桥面排水：桥面设置铸铁泄水管排水。4)栏杆扶手：桥梁两侧均设有C30钢筋混凝土栏杆扶手。6建筑材料6.1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，同一座桥的板梁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、封锚端、铰缝和桥面现浇层均采用C50；封端混凝土采用C40；挡块、台帽、桥台、基础及护栏均采用C30。6.2普通钢筋项目恒载（kN）恒+汽（KN）边板反力143290中板反力109252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》（GB1499-2007）的规定。本册图纸中HPB300钢筋主要采用了直径d＝6mm、8mm两种规格；HRB400钢筋主要采用了直径d＝8、10、12、14mm等规格。6.3预应力钢筋预应力钢绞线采用抗拉强度标准值pkf=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。6.4其他材料1)钢板：钢板应采用《碳素结构钢》GB700－1998规定的Q235B钢板。2)锚具：预制梁板正弯矩钢束采用M15-4、M15-5圆形锚具及其配套的配件，预应力管道采用圆形金属波纹管。3)支座：采用板式橡胶支座与四氟滑板橡胶支座，其材料和力学性能均应符合现行国家和行业标准的规定。以上建筑材料的各项指标及性能均需满足相关国家标准的要求。7施工要点及注意事项7.1空心板的预制与安装1)空心板施工工艺流程：板梁预制→架梁→施工铰缝→施工桥面铺装→其它桥面系施工→成桥。2)浇注空心板混凝土前应严格检查伸缩缝、泄水管、护栏、支座等附属设施的预埋件是否齐全，确定无误后方可浇注。施工时，应保证预应力束管道及钢筋位置准确，控制混凝土集料最大粒径不得大于20mm。浇注混凝土时应充分振捣密实，严格控制浇注质量。3)空心板梁预制过程中钢筋的连接方式：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》(JTG/TF50-2011)的有关规定严格执行。4)钢绞线的弯折处采用圆曲线过渡，管道必须圆顺，预制空心板采用镀锌钢波纹管，波纹管定位钢筋按照钢束定位钢筋网构造图进行布设，定位钢筋与空心板腹板的箍筋点焊连接，严防错位和管道下垂，如果管道与普通钢筋位置矛盾，应保证管道位置不变而适当挪动钢筋位置。浇筑前检查波纹管是否密封，防止浇筑混凝土时阻塞管道。5)预制空心板的预应力钢束必须待空心板浇注后的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宜适当增加龄期，提高混凝土弹性模量，减小反拱度。预应力钢束采用两端同时张拉，锚下控制应力为0.75fpk=1395MPa。所有预制空心板钢束均按钢束编号先后顺序采用两端张拉，且应在横桥向对称均匀张拉，两端千斤顶升降压、画线、测伸长等工作基本一致。6)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，实际引伸量与理论引伸量的误差应控制在6%以内。实际引伸量应扣除钢束的非弹性变形影响。7)后张法预应力筋张拉程序：0→初应力σ0(=140Mpa)→σcon(=1395Mpa)8)预应力钢束张拉顺序为：50%左N1→100%右N1→100%左N1。9)预应力钢束引伸量的量测方法：(1)量测引伸量的要求开始张拉前应将所有钢绞线尾端切割成一个平面或采用与钢绞线颜色反差较大的颜料标出一个平面，在任何步骤下量测引伸量均应量测该平面距锚垫板之间的距离，而不可量测千斤顶油缸的变位量，以免使滑丝现象被忽略。(2)预应力张拉的程序0初应力P0(总张拉吨位的10～15%)持荷3分钟，量测伸长量δ1张拉到总张拉吨位持荷3分钟，量测伸长量δ2回油，量测伸长量δ3(3)检查千斤顶有无滑丝查看δ3-δ2是否大于8mm，如大于8mm，则表明出现滑丝，应查明原因并采取措施解决后方可继续张拉。再检查钢绞线尾端标记是否仍为一个平面，如平面出现了变化，说明有个别钢绞线出现了滑丝现象，必须采取措施及时进行处理。(4)计算实测引伸量的方法实测引伸量=0)12(PPP(5)进行实测引伸量与计算引伸量的比较应使%6%6''，方可满足设计要求，否则应查明原因，并予以解决。式中：Δ’为修正后的引伸量值10)预应力筋张拉锚固后，孔道应尽早压浆，且应在48小时内完成以免预应力筋锈蚀，易采用专用压浆料或专用压浆剂配置的浆液进行压浆，要求压浆饱满，压浆的压力宜为0.5～0.7MPa。11)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4mm,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表2所示。表2存梁期跨中上拱度计算值及二期恒载所产生的下挠值梁板类型钢束张拉完度(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值(mm)边板+3.7+4.7+5.0+5.1-3.2中板+3.4+4.2+4.4+4.6-2.9表注：正值表示位移向上，负值表示位移向下。12)所有新、老混凝土结合面均应严格凿毛处理，凸凹槽要求不小于6mm，100mm×100mm面积中不少于1个点