跨古洞口水库大桥新建工程施工图设计说明

兴山县勾儿滩桥新建工程施工图设计设计说明PAGE3跨古洞口水库大大桥新建工程程施工图设计计说明HYPERLINK\l"_Toc163996681"一、项目概况湖北省兴山县古古洞口水库蓄蓄水后，库区区中阳垭村出出行交通依靠靠渡口，给当当地乡村发展展和民生带来来极大影响，经经当地政府研研究决定，在在勾儿滩处架架设桥梁以解解决中阳垭村村交通问题。勾勾儿滩大桥跨跨越古洞口水水库，桥长185.44m。目前桥址址水面宽135m左右，测时时水位312.119m。二、设计依据1、《勾儿滩桥桥勘察设计委委托书》。2、《兴山县勾勾儿滩渡改桥桥新建工程初初步工程地质质勘察报告》。HYPERLINK\l"_Toc163996940"三、主要技术标标准1、道路等级：：四级道路。2、计算行车速速度：V=20km/h。3、荷载等级：：公路Ⅱ级。4、标准桥面布布置：0.5m（栏杆）+5.5m（车行道）+0.5m（栏杆）＝6.5m。5、桥下净空要要求：桥梁底底高于库区设设计水位1.5m。四、采用技术规规范《钢结构设计规规范》GB500017—2003《混凝土结构设设计规范》GB500010-20002《公路桥梁抗震震设计细则》JTGTBB02-011-20088《公路沥青路面面设计规范》JTJD500-2006《公路工程技术术标准》JTGB001-20003《公路桥涵设计计通用规范》JTGD660-20004《公路钢筋混凝凝土及预应力力混凝土桥涵涵设计规范》JTGD662-20004《公路桥涵地基基与基础设计计规范》JTGD633-20077《公路桥涵钢结结构及木结构设计规规范》JTJ0225-86《公路桥涵施工工技术规范》JTJ0441-20000《公路工程混凝凝土结构防腐腐技术规范》JTG/TTB07-11—2006《公路悬索桥设设计规范》JTJxxxx-20002《悬索桥预制主主缆丝股技术术条件395-11999》《钢结构用大六六角螺栓、螺螺母、垫圈技技术条件》《钢结构用六角角大螺母》《钢结构用六角角螺栓》《公路悬索桥吊吊索》JTT4449-20001《一般工程用碳碳素钢构件》《钢丝绳国家标标准8706--2006》五、工程地质条条件1、地形地貌桥位区位于神农农架南部边缘缘鄂西山地，地地势趋向北高高南低，山脉脉呈北东走向向的带状分布布，山间深切切的陡峻沟谷谷发育，边坡坡坡角在35-700°之间，并常常伴有陡坎及及山间盆地等等地貌形态发发育。除了几几级夷平面外外，还发育有有多级零星分分布宽窄不一一的阶地，在在近期所形成成的一些阶地地及现代河床床上均可见到到厚1-30m不等的砂卵卵砾石层等河河床沉积物。现现代的古夫河河床是一条宽宽窄不一，小小型盆地与狭狭谷相间分布布的堆积河床床。桥位区属属构造剥蚀、溶溶蚀中低山峡峡谷地貌。岩岩石建造类型型以碳酸盐岩岩与陆源碎屑屑岩互层，以以碳酸盐岩构构成峡谷的谷谷坡，以碎屑屑岩互层构成成谷底及缓坡坡为基本特征征。地貌的显显著特点是受受构造及岩性性控制，河谷谷走向与地质质构造基本一一致。桥位桥塔左岸桥桥塔位于紧邻邻库岸地段斜斜坡处（见插插图2），坡向337度，坡度约40，地表覆盖盖厚度约0.2-00.5m的碎石堆积积体，为209国道扩建山山体开挖岩体体堆积物。地地表植被较发发育，多为灌灌木丛。桥位位处上下游地地段基岩基本本裸露。后端端山体斜坡近近乎直立，坡坡高10-700m。岩层产状265°∠7°，与边坡呈呈直交。桥位桥塔右岸地地段（见插图图3）为一相对对平缓地带，地地表基岩基本本裸露，后端端边坡近乎直直立，坡向177度，坡度约60度，岩层基基本裸露，为为岩质高陡边边坡，坡高100-2200m，斜坡坡面面发育少量灌灌木植被。岩岩层产状265°∠6°，为切向坡坡。2、岩土层分布布根据本次勘察揭揭露，结合区区域地质资料料，在勘察深深度范围内主主要为第四系系人工填土（Q4ml）层及寒武武系中统覃家家庙组(2qn)白云质灰岩岩、泥质灰岩岩。将本场区区地层自上而而下划分为如如下地层：①填土（Q4mml）：黄色、黄黄灰色，黄褐褐色。厚0.30--3.00mm主要由白云云岩碎石组成成，粒径在50-1550mm，局部夹有有粒径达200mm以上块石，呈呈棱角状，次次棱角状。主主要为修建209国道开挖山山体堆积的块块石，斜坡后后端分布厚度度较薄，临水水段较厚约3.0m左右。结构构松散，无规规律性沿斜坡坡分布。②-1强风化灰灰岩(2qn)：灰色、灰灰褐、灰黑色色。厚约2.0-33.5m，平均厚约2.9m。主要为薄-中厚厚层状白云质质灰岩、泥质质灰岩。层状状构造，单层层厚稳定在5-25ccm，岩质不新新鲜，风化裂裂隙发育，以以粘土矿物充充填为主。岩岩体组织结构构破坏严重，岩岩石矿物成分分发生明显改改变，受构造造运动影响，岩岩层揉皱发育育，岩芯破碎碎成块状、取取芯率低。②-2弱风化灰灰岩(2qn)：灰白色、灰灰黑色。具交交错层、波痕痕和鲕状等结结构构造，本本次勘察最大大揭露深度为为19.0m。左岸地段：0--15m地段岩层成成薄-中厚层，单单层厚10-300cm，通过钻孔ZK1、ZK2钻探可知受受构造运动（岩岩层揉皱发育育）及层理发发育影响，岩岩芯成块状或或短柱状。取取芯率较低；；15m以下地段岩岩层呈中厚-厚层状，风风化裂隙发育育较少岩芯相相对较整状，可可取长约50cm以上整状岩岩芯。右岸地段：岩层层呈中厚-厚层状，单单层厚30-1000cm风化裂隙发发育较少，岩岩体组织结构构基本完整，岩岩石矿物成分分未发生明显显变化，风化化裂隙较发育育，以方解石石脉充填。3、岩土层力学学性质根据地质勘探结结果，选用②-2弱风化灰岩岩层做为持力力层，其抗剪剪强度指标为为：②-2层弱风化灰灰岩：C=7.99Mpa，φ=42.66°。岩石饱和单轴抗抗压强度统计计表土层编号岩土名称试验次数（n）基本值标准差σ变异系数δ统计修正系数γs标准值frk((MPa)XmaxXminXm②-2弱风化灰岩660.245.253.35.770.110.9148.5其余各土层力学学特性值如下下：各岩土层岩土参参数综合成果果表地层编号岩土名称岩石试验综合建议值frc(MPa)［σ0］(kPPa))［σ0］(kPa)E0(MPa)Es1-2(MPa)①填土——————②-1强风化灰岩80052.0——②-2弱风化灰岩48.597004500视为不可压缩层层4、场地稳定性性、适宜性评评价1）场地稳定性性、适宜性分分析拟建物重要性等等级为二级，地地基等级为三三级，场地等等级为二级，综综合确定该岩岩土工程勘察察等级为乙级级。场地内未未发现断层等等不良地质构构造，现场地地的整体稳定定性较好，不不存在大的严严重威胁场地地和工程安全全的工程地质质灾害。场地地内无河道、沟沟浜、墓穴、防防空洞等对工工程不利的埋埋藏物，适宜宜本工程建设设。2）灰岩地带岩岩溶影响场地位于灰岩地地带，通过调调查及现场钻钻探揭露，场场区内灰岩岩岩溶一般发育育，仅表现为为地表裸露岩岩体局部地段段发育小的溶溶槽，局部沿沿节理裂隙有有溶蚀现象，钻钻孔控制范围围内未发现溶溶洞及地下河河，故岩溶现现象对工程建建设影响较小小。3）边坡现状稳稳定性分析勾儿滩大桥两端端桥塔地段均均位于斜坡地地段，场地内内未发现断层层等不良地质质构造，场地地的整体稳定定性较好。左左岸地段桥塔塔斜坡坡向337度，坡度约40，地表覆盖盖厚度约0.2-00.5m的碎石堆积积体，为209国道扩建山山体开挖岩体体堆积物。地地表植被较发发育，多为灌灌木丛。桥位位处上下游地地段基岩基本本裸露。后端端山体斜坡近近乎直立，坡坡高10-700m。岩层产状265°∠7°，与边坡呈呈直交。右岸岸地段桥塔处处为一相对平平缓地带，地地表基岩基本本裸露，后端端边坡近乎直直立，坡向177度，坡度约60度，岩层基基本裸露，为为岩质高陡边边坡，坡高100-2200m，斜坡坡面面发育少量灌灌木植被。岩岩层产状260°∠6°，为切向坡坡。从坡面与与岩层面分析析，该斜坡为为近切向坡，岩岩层倾角较缓缓，且均为岩岩质边坡，岩岩石质量良好好，基岩基本本裸露，宏观观分析两岸斜斜坡均为稳定定状态。通过过现场调查未未发现崩塌、危危岩等影响拟拟建物安全及及正常使用的的不利地质现现象。4）不良地质作作用场地无滑坡、泥泥石流、岩溶溶、危岩和崩崩塌等明显不不良地质作用用。勘察区内内的桥位左岸岸桥塔处由于于受到构造运运动影响，岩岩层揉皱现象象频繁出现（见见插图6），岩层产产状其倾向由由265°--290°变化，其倾倾角由6-15度变化，另另由于该地段段岩层层理发发育，单层厚厚度薄，大部部分单层厚度度在5-25ccm，影响深度度约10m。对桥尾锚锚索的设置有有一定影响。5、地震效应及及场地类别根据《建筑抗震震设计规范》（GB50011-2001）附录A“我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组”的规定，兴山县抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，设计地震加速度值0.05g(g为重力加速度)，对应的设计特征周期为0.25s(s为秒)。根据场区地震效效应及地形地地貌、工程地地质条件，本本场地为建筑筑抗震不利地地段。按《公公路工程抗震震设计规范》（JTJ004-89）本工程为D类，其采用简易抗震措施。6、水文1）桥址区地表表水属长江河河流域支流香溪溪河水系，主主要河道香溪溪河上游古夫夫河段古洞口口水库。古洞洞口（Ⅰ级）水利水水电工程位于于湖北省兴山山县境内，坝坝址在长江支支流香溪河上上游古夫河段段的古洞口峡峡谷出口处，下下距兴山县新新县城古夫镇镇2.5Km，距县城高高阳镇18.5KKm，为古夫河河流域水电开开发的近期骨骨干工程。古古洞口水库属属省级大Ⅱ型水库，位位于兴山县县县城上游1.5千米处，库库容1.49亿立方米，集集防洪、发电电、城市供水水等功能于一一体，最高蓄蓄水水位为325.0米。场区地表水的补补给主要来源源于大气降水水和山体冲沟沟中的基岩裂裂隙水，山体体斜坡的一般般迳流方式为为片流、面流流→纹、细冲沟→冲沟→汇入山前河河流或溪谷之之中。桥址区水文地质质条件相对较较简单，根据据地下水含水水介质及水动动力特征，将将地下水类型型分两种，即即灰岩岩溶裂裂隙水及第四四系松散岩类类孔隙水。2）由各桥址区区岩土体组成成结构可知，①填土为强透透水层；②-1层灰岩强风风化带含少量量风化裂隙水水和少量岩溶溶裂隙水，②-2层灰岩中、微微风化带含部部分岩溶裂隙隙水，其水量量主要受地下下水补给来源源和岩溶发育育程度控制。岩岩溶裂隙水活活动规律左右右岸有别，右右岸地下水埋埋藏相对较浅浅，水力坡降降为40-700%，局部地段段有裂隙承压压水。左岸地地下水由于断断层裂隙的切切割，排泄条条件较通畅而而埋藏较深。但但在近河床一一带较低部位位埋藏较浅，水水力坡降为20-355%，河床相对对抗水层埋深深左、右两岸岸分别为70m、40m。本次勘察察期间各钻孔孔均未见稳定定地下水位存存在，均为干干孔。说明区区内稳定地下下水位埋深相相对较深，对对拟建物地基基及施工影响响较小。3）环境水的腐腐蚀性分析与与评价由于桥塔紧邻于于水库两岸，其其地下水与地地表古洞口水水库水质基本本一致，本次次勘察取桥塔塔附近水库水水进行室内水水质简分析（见见附表三），通通过室内水质质简分析报告告可见，其水水质中：PH值在7.02为中性水，cl-含量在2.13mmg/L；so42-含量为101.882mg/LL；矿化度为349.223mg/LL，场地所属属为Ⅱ类环境，判判定无无腐蚀蚀性。六、设计要点1、总体设计结合桥址的地形形、地貌条件件，综合考虑虑桥跨布置的的协调性及主主塔基础的边边坡稳定性，为减轻主缆缆的荷载，采用180m的较小跨度度简支悬索桥桥，采用自锚锚式索塔锚固固体系结构。桥桥位平面位于于直线上，纵纵断面位于半半径为8000m的竖曲线上上。吊索间距采用66.0m，充分考虑虑了山区预制制混凝土梁块块的吊装与架架设，主梁通过竖竖向支座支承承于主塔承台台上，主梁与与承台间竖向向设置普通板板式橡胶支座座，横向与纵纵向均设置橡橡胶减震块。2、主梁设计主梁采用薄空心心板钢筋混凝凝土结构，梁梁板高0.6m，吊索锚固固区局部加宽宽1m，，梁体混混凝土采用C40混凝土。主主梁采用分段段预制吊装施施工，预制节节段长5.5m，吊装就位后后现浇0.5m的湿接头，节节段吊装重42.266t。3、主塔设计本桥采用索塔锚锚固体系，索索塔须承受主主缆所传递的的水平力，因因此主塔采用用直角三角形形结构，将水水平力转化为为斜边的轴向向力。主塔采采用C40混凝土，斜斜边采用钢筋筋混凝土结构构，直角边采采用预应力混混凝土结构。4、缆索系统设设计1）主缆每根主缆由8束束19-155.2的预应力钢钢绞线组成，采采用PPWS法工厂预制制成束，运至至现场后由牵牵索船牵引过过水库，然后后架设至塔顶顶安装就位。2）吊索吊索间距6.00m，采用单束7-15..2的预应力钢钢绞线，在主主缆部位采用用骑跨式跨越越。索夹及锚锚具相关尺寸寸详见设计图图纸。3）鞍座鞍座主要将主缆缆拉力传给主主塔，为受压压结构。根据据本桥特点，本本桥鞍座采用用全封闭式结结构，施工时时预埋在塔内内。5、主塔基础设设计本桥基础位于中中风化白云质质灰岩上，选选用扩大基础础，基础入岩岩深度须满足足相关规范要要求。本桥采用索塔锚锚固体系，因因此从塔顶传传至基础的水水平力很大，不不能仅依靠基基础及索塔自自重来平衡水水平力，本桥桥考虑两种方方案平衡水平平力：一是在在承台背面设设置预应力锚锚杆，通过锚锚杆提供拉力力来平衡水平平力；二是在在承台下设置置抗拔桩来平平衡水平力。根据计算，若采采用方案一，则则须在每个承承台后设置20根19-155.2的预应力钢钢绞线，锚索索有效长度为为14m，取自由长长度为6m，则锚索锚锚固长度为20m。若采用方方案二，则须须设置3根直径1.8m的抗拔桩，桩桩身有效长度度为6.5m。也可采用用锚索和抗拔拔桩共同作用用的形式，但但由于锚索施施工相对困难难，且施工费费用较高，因因此，本桥选选用方案二，在在每个桥塔承承台下设置3根直径为1.8m的抗拔桩，桩桩长为8.0m，有效承载载长度为6.5m。6、相关计算结结论1）荷载取值恒载：结构自重重γ＝26KN//m3；二期恒载28.5KKN/m；活载：人群荷载载：2.0kN//m；车辆荷荷载：公路二二级（单车道道，偏载系数数取1.2）；地震烈度：地震震动加速度峰峰值取a=00.05g，按Ⅶ度设防；温度荷载：整体体升温：25度；整体降降温：20度；加劲梁梁梯度升温：：6.7度；加劲梁梁梯度降温：：-3.35度；主塔内内外侧、前后后侧升降温：：±5度；主缆升升降温：±15度；吊杆升升降温：±8度；风荷载：按规范范取值。2）结构变形计计算结论：梁体在活载作用用下最大竖向向位移为32.6ccm<L0//250=772cm，最大水平平位移为8.84ccm；在横向风风荷载作用下下最大横向位位移为3.4cm；均满足规规范要求。3）主缆计算结结论：主缆在正常使用用阶段最不利利组合下最大大拉力为147322.4KN，钢绞线拉拉应力为692.33MPa，安全系数k＝1860//692.33＝2.69。4）吊杆计算结结论：吊杆在正常使用用阶段最不利利组合下最大大拉力为612.88KN，钢绞线拉拉应力为625.33MPa，安全系数k＝1860//625.33＝2.97。5）梁体计算结结论：承载能力极限状状态组合下，梁梁体最大正弯弯矩为4711..1KN.mm，最大负弯弯矩为3314..4KN.mm，根据施工工图配筋计算算梁体最大裂裂缝宽度为0.14mmm。6）主塔基础计计算结论：正常使用状态标标准组合下，0号桥塔基础础合力偏心距距为3.97m，抗倾覆稳稳定系数Ko=1..61，抗滑移稳稳定系数Kc＝1.34；1号桥塔基础础合力偏心距距为4.61m，抗倾覆稳稳定系数Kc＝1.38，抗滑移稳稳定系数Kc＝1.34。七、公用构造1、桥面铺装桥面铺装层采用用10～12.8ccmC400防水混凝土土铺装。2、伸缩缝桥梁两段采用SSCF-1220梳形钢板伸伸缩缝。3、支座桥梁支座采用GGYZ2500*55圆板式橡胶胶支座。八、主要材料施工图设计严格格按照桥涵设设计规范（JTGD662-20004、JTGD661-20005）的相关条条款选取材料料，以保障桥桥涵结构在施施工及运营过过程中的安全全、耐久及正正常使用。1、混凝土C40混凝土：：桥塔塔柱及及横梁。C40防水混凝凝土：桥面铺铺装。C30混凝土：：加劲梁和桥桥塔承台。C25片石混凝凝土：桥塔基基础。C25混凝土：：抗拔桩和桥桥面防撞带。2、钢材普通钢筋：采用用R235及HRB3335钢筋，钢筋筋符合《钢筋筋混凝土用热热轧光圆钢筋筋》（GB130013-19991）和《钢筋筋混凝土用热热轧带肋钢筋筋》（GB14999-19998）的规定。预应力钢绞线：：采用抗拉强强度标准值fpk=11860MPPa，公称直径d=15..2mm的低松弛高高强度钢绞线线，其力学性性能指标符合合《预应力混混凝土用钢绞绞线》（GB/T55224-22003）的规定。竖竖向预应力采采用JL-32精轧螺纹粗粗钢筋