设计说明牛栏江施送（外

1、设 计 说 明1 概述1.1任务依据中交第二公路勘察设计研究院（以下简称中交二院）与昭待高速公路建设指挥部签定的“云南昭通至待补高速公路工程详测、详勘、施工图设计”合同。1.2技术指标道路等级：高速公路(半幅)。设计行车速度： 80公里/小时。设计荷载： 汽车超20级，挂车120级。桥面宽度：路基宽12.0m，桥梁与路基同宽。设计洪水频率： 1/300。地震烈度：度。桥面横坡：双向2。高程：黄海高程系。坐标：北京坐标系。2 桥区自然概况2.1地理位置拟建K260+597牛栏江特大桥位于云南省鲁甸县江底镇与会泽县梨园乡交界处，桥梁全长600.0米，桥宽12米，在线路测设里程K260+297K26

2、0+897之间，桥轴线近斜50度跨越牛栏江，该处江谷宽约70m，山坡地表植被不发育，河边有简易公路与213国道相连，交通较便利。2.2气象、水文项目区属亚热带高原季风气候，垂直气候分带显著，冬春季寒冷干燥，多寒潮入侵，夏无酷暑，常有劲风。区域性温差较大，自北而南，气温随海拔降低而升高，降雨量则相反。年平均气温12.112.7C，极端最高气温31.7C，极端最低气温-15.6C，年无霜期长达295310天。年平均降水在8001000mm之间，多集中于五至十月份。系云南省年平均气温低，降雨较少的地区之一。牛栏江发源于云南省嵩明县，流经寻甸县进入曲靖市沾益县辖境，由该县热水塘出境后经过会泽县田坝、上

3、村、鲁纳、雨碌、大井、矿山、火红、马路、梨园、纸厂10个乡(镇)(多经边界)，由纸厂乡江边村公所出境汇入金沙江，属金沙江水系，为金沙江一级支流。牛栏江全长461公里，径流面积13319平方公里，年产水量66.6亿立方米。在桥址上游河流长度为287.9公里，汇水面积12615.8km2。冲刷情况一般。洪水为漫滩流，桥位处河段较宽阔，岸线基本稳定，变形速度缓慢，河槽顺直，主槽在河槽内很少摆动，断面呈U型，高低水位流向基本一致。2.3地质概况2.3.1 地形、地貌桥址区为云贵高原，属中山河谷地貌，牛栏江北西岸中上部，地势总体走向近东向西，倾向牛栏江，地形陡峻，坡角40-55，牛栏江切割强烈，形成“U

4、”形沟谷，相对高差约140多米, 海拔介于1240.001375.00米之间。2.3.2 地层岩性根据钻探揭露，桥址区地层为第四系更新统角砾、碎石；二叠系上统峨眉山玄武岩组强(弱,微)风化玄武岩，分为5个工程地质层，现由新至老分述如下：第四系更新统角砾（Q4c+dl）：黄褐-灰色，骨架颗粒呈棱角状，分选性差，颗粒成份以强-弱风化玄武岩为主，充填角砾、砂、粘性土等，局部为角砾或块石。稍湿,密实。0=800kPa，i=120kPa。二叠系上统峨眉山玄武岩组全风化玄武岩（P2）：灰绿、灰黄色，原岩结构全部破坏，岩芯呈泥砂状, 少量角砾，稍湿，中密。0=300kPa，i=80kPa。仅在ZK1中揭露。

5、强风化玄武岩（P2）：灰色，微晶结构，裂隙发育，岩芯呈碎石、砂状，锤击不易碎，表部薄层全风化层，钻进困难。0=800kPa，i=120kPa。仅在ZK1和ZK3中揭露。弱风化玄武岩（P2）：灰绿色，微晶结构，裂隙发育，岩芯呈块状，局部短柱状，锤击不易碎，钻进困难。0=2000kPa。微风化玄武岩（P2）：灰黑色-灰绿色，微晶结构，裂隙较发育，岩芯呈柱状，局部块状，锤击不易碎，钻进困难。0=4500kPa。2.3.3 地质构造及地震桥址区地质构造不发育。桥址区位于我国地震活动最强烈的南北地震带东侧，云南省七大地震带中，影响该区的有两条，地震活动十分频繁。根据建筑抗震设计规范（GB50011-20

6、01）桥址区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.10g，反应谱特征周期0.30s。2.3.4 水文地质条件桥址区地表水系为牛栏江。自东向西流泄，据初勘资料，2003年11月20日流量50m3/s,无色、无味、无嗅、透明，雨季流量50100 m3/s,常年不干。水质类型为HCO3-Ca2+型，PH值7.75，无侵蚀性CO2，水对砼无侵蚀性。桥址区玄武岩属含水性弱的裂隙含水层，地下水贫乏，钻孔中均未见地下水位，地表无泉水出露。2.3.5 不良地质现象 桥址区未见滑坡、泥石流等不良地质现象。但桥址区地形陡峻，岩石节理裂隙发育,易产生崩塌等不良地质现象。2.3.6 工程地质评价2.3.6.1桥址

7、区场地稳定性一般，无全新活动断裂通过，适宜建桥。 2.3.6.2 根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）桥址区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.10g，反应谱特征周期0.30s。2.3.6.3 桥基的各层岩土中，和层厚度薄，物理力学性能较差，不宜做基础持力层；建议桥台采用天然地基,扩大基础,以层弱风化玄武岩为基础；桥墩采用天然地基, 桩基础,以层微风化玄武岩为基础；桩径、桩长应验算桥基荷载确定，桩型采用钻孔灌注端承桩。2.3.6.4修建期间应清除危险孤石，修建完成后对整个坡面进行植被防护，以封山育林种草为主。3 设计依据、技术标准及规范3.1 设计依据3.1.1中交二院与昭待

8、高速公路建设指挥部签定的“云南昭通至待补高速公路工程详测、详勘、施工图设计”合同。3.1.2中交二院云南昭通至待补公路昭通段初步设计文件。3.1.3二河国道主干线昭通至待补公路初步设计的批复意见（交公发2004277号）。3.1.4云南交通咨询有限公司关于云南昭通至待补公路昭通段初步设计审查、批复意见。3.1.5云南省地震工程研究院“云南昭通待补高速公路重点工程场地地震安全性评价报告”3.2标准、规范3.2.1 公路工程基本建设项目设计文件编制办法（1996）3.2.2 公路工程技术标准（JTJ00197）3.2.3 公路桥涵设计通用规范(JTJ02189)3.2.4 公路砖石及混凝土桥涵设计

9、规范（JTJ02289）3.2.5 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ02385)3.2.6 公路桥涵地基及基础设计规范(JTJ02485)3.2.7 公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ02586)3.2.8 公路工程抗震设计规范(JTJ00489)4 主要材料及要求4.1 混凝土主桥箱梁采用C50砼，引桥T梁采用C50砼，主桥空心薄壁墩、主引桥交界墩及引桥墩均采用C40砼，主(引)桥桥面铺装采用7(15)厘米C50钢筋砼10厘米沥青砼，桩基及承台采用C30砼。4.2 水泥对于C30及以上标号的砼采用普通硅酸盐水泥，要求优质大厂水泥。C40及以上砼采用525号水泥，其余采用4

10、25号水泥。4.3 天然建筑材料C50及以上砼的粗骨料宜应用轧制碎石，C40及以上砼的细骨料必须采用中粗砂。4.4 钢材4.4.1 预应力钢材主桥箱梁纵向预应力钢束、箱梁顶板横向预应力钢束及引桥T梁预应力钢束均采用j15.24高强度低松弛钢绞线，标准抗拉强度Ryb=1860MPa，弹性模量Ey=1.95105MPa，公称面积140mm2，要求符合ASTM A416-98a 270级标准。加载至规定负荷的80%并持荷1000小时时，松弛损失不大于3.5%；张拉控制应力K=0.75Ryb=1395MPa,采用超张拉。要求钢绞线及锚具的供货厂家必须取得ISO9002质量体系认证证书，部级以上产品质量

11、鉴定合格书。主桥箱梁竖向预应力筋、横隔板横向预应力筋采用（JL930级32）精轧螺纹粗钢筋，屈服强度930MPa，抗拉强度1080MPa，Ey=2.0105MPa，设计张拉力657kN，每根精轧螺纹钢筋均需用690kN张拉力预拉合格后才能进行安装。4.4.2 普通钢筋I、II级普通钢筋，质量必须符合GB1499-2000标准，I级钢级标准强度Rgb=240MPa，II级钢筋标准强度Rgb=340MPa。4.4.3 型钢、钢板型钢均采用Q235C钢，质量必须符合GB700-88标准。4.4.4 锚具采用规格为YM15系列锚具、BM15系列锚具及YGM-32，其产品性能符合国际预应力协会编制的后张

12、预应力体系验收建议(FIP91)和预应力筋锚具、夹片和连接器(GB/T143702000)的要求。供货厂家必须取得ISO9001和BSI质量体系认证证书。4.5 防水材料桥面防水采用FYT1型防水剂，涂在两层桥面铺装之间。4.6 材料质检所有材料都必须按规定进行质量检验。5 结构设计5.1 桥梁孔跨布置主桥桥跨布置均为90米+170米+90米三跨一联的预应力混凝土连续刚构桥，主墩均为空心薄壁壁墩，主桥全长350米，昭通、待补两岸各设一交界墩，两岸各设340米先简支后结构连续部分预应力砼引桥，全桥总长600米。5.2 上部结构本桥引桥上部结构采用40米标准跨径，其设计施工要点详见本路段的桥涵通用

13、图。以下设计施工要点仅针对主桥进行详述。箱梁0号段长15米（包括墩两侧各外伸1.5米），一个“T”构纵桥向划分21个节段。梁段及梁段长度分别为113米、104.35米，累计悬臂总长78米。箱梁分两个“T”同时对称悬臂浇注，共设4幅挂篮。121号节段采用挂篮悬臂浇注施工，悬臂浇注梁段最大控制重量1812kN，挂篮设计自重为1250kN。全桥共有两个边跨合拢段及一个中跨合拢段共计3个合拢段，每个合拢段长2米，均采用吊架现浇合拢。采用先吊架现浇合拢中跨，然后吊架合拢边跨的施工方案。连续刚构采用单箱单室，C50砼，三向预应力，箱宽6.7米，翼板悬臂2.65米，全宽12米。箱梁根部高10米，端部及跨中高

14、3.7米。箱梁高度采用1.75次抛物线方式从箱梁根部高10米变化至端部及跨中高3.7米。箱梁底板厚度采用2.1次抛物线方式从箱梁根部厚100厘米变化至端部及跨中厚32厘米。箱梁腹板厚度从3.0米节段70厘米变化到4.35米节段50厘米，箱梁节段间腹板厚度变化采用435厘米（一个箱梁节段）长度渐变过渡。0号块件横隔板内梁段底板厚度为200厘米、腹板厚度为100厘米。主桥共设5道横隔板，其中0号块横隔板底面厚度采用200厘米，顶面减薄至150厘米厚度。另中跨跨中设置一道横隔板。5.2.1预应力钢束及锚具5.2.1.1纵向预应力钢束（常用的为9，12，16，22，25，波纹管110的没有，130有）

15、纵向预应力钢束共设置了顶板束（T）、中跨底板束（D）、边跨底板束（B）、合拢段钢束（L）和预备束（Y）共5种。顶板钢束、中跨底板预应力钢束、合拢段钢束采用15.2417钢束，两端张拉，设计张拉力为3320.1kN，采用1517夹片式锚具。边跨底板预应力钢束采用15.2414钢束，两端张拉，设计张拉力为2734.2KN，采用1514夹片式锚具。预备束孔位预留，钢束根据情况予以设置。5.2.1.2横向预应力钢束箱梁顶板横向预应力采用15.242钢束，逐根张拉，单根钢绞线设计张拉力为195.3kN，采用单端张拉，张拉端与锚固端交错设置，锚具采用152型扁锚及152P型锚。5.2.1.3竖向预应力竖向

16、预应力采用双排32的40Si2MnMoV精轧螺纹粗钢筋和15.24-3钢束，相应锚具为YGM32和15-3型扁锚及153P型锚。5.2.1.4 15.24钢绞线锚具图中15.24钢绞线的夹片型锚具系参照YM规格使用，实际施工时可采用OVM、YM、VSL等系列之一，禁止采用小厂锚具。5.2.2预应力管道纵向、竖向预应力钢筋管道均采用镀锌金属波纹管，顶板横向预应力钢筋管道采用镀锌金属波纹扁管。5.3下部构造两岸主墩均在干处施工。5.3.1 主桥墩身主墩墩身为钢筋砼空心薄壁墩，薄壁厚度为80厘米。空心墩顶部横向与箱梁底同宽，采用63：1的比例放坡至墩底。材料为C40砼。采用翻模施工。5.3.2主桥墩

17、基础用明挖施工。承台均采用C30砼。桩基采用C30水下砼。5.3.3交界墩交界墩采用L型盖梁，墩顶部采用横向宽为2.5米、纵向宽为3米的2柱式空心薄壁墩，纵向墩宽按70：1的坡度放坡至墩底。薄壁墩采用C40砼；承台高4.1米，桩基础采用2排共4根2.5米钻孔灌注桩，采用C30水下砼。5.4 结构计算5.4.1 静力计算采用同济大学“桥梁博士系统2.9版”计算，主桥被离散为112个单元，共分115个施工阶段进行。成桥状态附加力计算，考虑体系温差20，按英国标准BS5400取上下缘温差13.5、8.4，薄壁墩左右温差5。计算结果均符合规范要求。5.4.2动力计算根据云南省地震工程研究院提供的“云南

18、昭通待补高速公路重点工程场地地震安全性评价报告”，采用韩国结构分析软件“MIDAS/Civil”进行地震力计算，结果满足规范要求。5.5 桥面系结构及抗震构造设计桥面系结构部分，包括伸缩缝、防撞护栏、泄水管、桥面铺装等。5.5.1伸缩缝全桥共设置4道伸缩缝。2道SSFB240型型钢伸缩缝，分别位于主引桥两交界墩墩顶，2道SSFB80型型钢伸缩缝，分别位于两岸桥台处。5.5.2其它桥面系结构及抗震构造主桥采用7厘米厚C50钢筋砼及10厘米沥青砼铺装，引桥T梁现浇15厘米C50砼后再铺10厘米厚沥青砼铺装层。引桥墩盖梁及交界墩盖梁挡块内侧安装5厘米厚氯丁橡胶防震垫块。5.6 其它本桥挂篮设计自重和

19、尺寸参照交通部第二工程局研制的轻型挂篮，其自重小于1250kN（包括模板），若挂篮形式有变化，将影响内力和标高，应重新根据实际情况计算其内力及标高。6 施工要点本桥施工技术与质量标准，除施工图要求外，均按公路桥涵施工技术规范JTJ0412000有关规定执行，各结构施工要点如下：6.1主桥箱梁6.1.1 0号梁段施工当主桥墩完成后，在桥墩墩顶预埋牛腿支承的托架上施工，预埋牛腿及托架施工方应认真验算，当采用竖向分层浇注并考虑底板与托架共同受力时，应验算底板钢筋应力，必要时予以加强。由于0号段砼数量大，预应力管道密集，为减轻托架负荷和保证砼浇注质量，竖向可分层浇注，但分层不超过2层，分层应距离顶板倒

20、棱下不小于50厘米，必须保证新老砼的可靠结合和加强砼养生。6.1.2 悬臂浇筑梁段在0号梁段两端安装挂篮，挂篮安装完毕后进行预压测试，并记录预压时的弹性变形曲线，以尽可能消除非弹性变形和获得标高控制数据。各梁段要求一次浇注完成，保持对称平衡施工。 用挂篮依次悬臂浇筑1号21号梁段，每梁段悬浇过程为：移动挂篮、绑扎钢筋、定位立模、浇注砼、张拉纵向预应力束、 张拉前一节段的横向预应力束、竖向预应力束、松开挂篮。在21号梁段完成后，拼装吊架，作好合拢中跨（22号梁段）的准备。6.1.3 两边跨现浇合龙段（23、24号梁段）合龙中跨后，主桥边跨现浇段采用吊架一次连续浇注完成。6.1.4 合拢段施工箱梁

21、合拢，即体系转换，是控制全桥受力状态和线形的关键工序。因此合拢顺序和工艺都必须严格控制。全桥分二个合拢阶段，第一阶段合拢中跨，第二阶段合拢边跨，其施工顺序和过程详见“主桥施工示意图”。：合拢段施工过程中应特别注意以下几条：、尽量减小箱梁悬臂日照温差，注意保温和保湿养护，以免砼开裂；、合拢温度必须控制在1015之间，不允许超过15；、顶推过程中应进行位移和顶推力双控。6.2 主桥薄壁墩及交界墩两岸主墩桩基础采用钻孔灌柱桩，薄壁墩墩身采用翻模施工。两岸交界墩桩基采用钻孔灌柱桩、墩身采用翻模施工。6.3引桥工程40米梁高2.4米，采用C50混凝土，15.24的钢绞线，后张法施工，安装就位后再进行T梁

22、现浇梁端的连续工作。引桥桥墩采用双柱墩，C40混凝土，墩柱采用顶宽2.0米按70:1放坡至墩底的实心墩，嵌入弱风化层2.5倍桩径，自盖梁底以下每隔25米设一道横系梁。引桥桥墩桩基采用挖孔灌注桩。引桥盖梁采用钢筋砼盖梁，采用C40混凝土。桥台采用U型桥台。引桥上部的施工均是在桥台尾平整场地，做为预制T梁的工作场。采用双导梁法向河心逐孔架设。7施工注意事项7.1材料应严格按设计技术要求采购，按有关质量标准严格进行检验，妥善保管，并遵照施工技术规范及有关要求进行施工。所有墩柱及桩基钢筋直径在25及以上时采用冷挤压、镦粗直螺纹或滚轧直螺纹等机械连接方式。7.2主桥箱梁7.2.1 各梁段要求一次浇筑，浇

23、筑时应保证浇筑进度和振捣密实，所有工作缝应增加钢筋并认真凿毛清洁，确保新老砼结合强度。7.2.2 各梁段应注意严格控制尺寸，施工误差应限制在规范容许范围内。7.2.3 墩顶0号梁段进行钢筋绑扎时，其横隔板的钢筋应与墩身伸入0号段的钢筋焊接或机械连接。 7.2.4 各梁段的纵向连接钢筋应进行焊接。 7.2.5 凡因施工需要而断开的钢筋当再次连接时，必须进行焊接并符合施工技术规范的有关规定。7.2.6 施工中若钢筋空间位置发生矛盾，允许适当调整布置，但砼保护层厚度应保证。7.2.7 各悬臂施工梁段，在浇筑阶段、挂篮拆除移动阶段均必须保持对称同步平衡施工。7.2.8 重视砼收缩徐变因素，应配制收缩徐

24、变较小的砼（控制砼坍落度、水灰比、添加其它材料等），主桥箱梁在配制砼时不能使用早强剂，严格按照设计加载龄期进行施工。应加强箱梁的养护，防止水化热等因素引起箱梁开裂。7.2.9 箱梁砼强度达到设计强度85%以上并且混凝土龄期不小于3天(72小时)时方可施加预应力。悬浇构件应及时进行预应力钢束的张拉，所有预应力钢束严格按对称、均衡张拉的原则进行张拉。预应力钢束采用张拉力与伸长量双指标控制，以张拉力为主，伸长量为辅。同一张拉截面中钢束的断丝率不得大于1.0%。7.2.10 主桥支座在确定边跨立模标高后，浇注边跨箱梁前安装，支座在边跨合拢前应临时固定，并使支座上盘与下盘预偏一定距离。7.2.11 主梁

25、悬浇至最大悬臂时，应根据分析计算所确定的危险风速，结合现场和施工实际情况，研究制定具体抗风措施，并报监理工程师或专家评审批准后实施。7.2.12 重视本桥的施工观测和施工控制，作好各施工阶段的控制分析和调整，认真进行质量检查，经监理工程师认可后才能进行下一阶段的施工，所有观测数据和施工记录均应收入工程竣工报告中。合拢时合拢段两端竖向误差不大于1厘米，轴向偏位不大于1厘米。7.2.13 若挂篮后锚位置没有适合的竖向预应力钢筋可利用，施工可视实际情况增设。7.3 预应力束7.3.1 预应力锚具及张拉设备应配套使用。7.3.2 预应力张拉、锚固、灌浆设备等应定期标定和检修，严禁使用不合格的设备。7.

26、3.3 预应力钢材不允许焊接，多余长度应用切割机切割，严禁采用氧割及电弧切割工艺。7.3.4 波纹管应分批对内外径、厚度、严密性等进行检验，以确保穿束、张拉顺利不漏浆。钢束管道应严格按图纸所给坐标准确定位，确保钢束曲线平滑，施工前应对各束坐标进行详细校核。7.3.5 锚具安装时，垫板平面必须与钢束管道垂直，锚孔中心对准管道中心，悬浇梁段通过的管道必须仔细清孔。7.3.6 锚具夹片和锚头锥孔应保持清洁，严禁有金属削等杂物。7.3.7 纵向预应力束纵向保证两端同步张拉，横向保证两边对称张拉。7.3.8 在设计张拉吨位5%的初拉力时作出标记，以便直接测定各钢绞线的引伸量，并与施工规范所推荐的计算公式值对照，延伸量不符合要求的应查明原因进行处理。7.3.9 预应力钢束(筋)张拉完毕后，严禁撞击锚头和钢束