溶溪镇九鑫厂桥建设工程桥涵设计说明

溶溪镇九鑫厂桥建设工程桥梁设计说明S4-1第7页共7页桥涵设计说明一、设计技术规范1、《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）；2、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）；3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）；4、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；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》（JTGD65-2007）；7、《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）；8、《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370-2007）；9、《公路桥梁伸缩装置通用技术条件》（JT/T327-2016）；10、《公路交通安全设施设计规范》（JTGD81-2017）；11、《公路交通安全设施设计细则》（JTG/TD81—2017)；12、《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》（JT/T663-2006）；13、《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/TB07-01-2006）；14、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2017）；15、其它现行设计、技术及工程质量验收规范。二、设计标准1、道路等级：四级公路；2、设计荷载等级：公路-Ⅱ级；3、设计地震动峰值加速度：0.05g；抗震设防烈度6度，按C类设防，设防措施等级6级；4、桥梁横断面布置:0.5m（防撞护栏）+5.5m（机动车道）+0.5m（防撞护栏）=6.5m；5、桥面铺装从上至下分别为：10～15.5cmC50砼现浇层+FYT－Ⅰ防水剂。6、设计基准期：100年；设计使用年限：50年。7、设计安全等级：一级；8、环境类别：Ⅱ类环境；9、设计洪水频率：中桥50年一遇；三、工程地质条件1、气象及水文据气象局资料，秀山县属亚热带湿润季风气候，四季分明，降水充沛，日照偏少。全年平均气温为16℃。其中：一月最冷，月平均气温5℃；7月最热，月平均气温为27.5℃。平坝、浅丘地带平均气温在16℃至17℃之间；侵蚀中低山地区年平均气温在10℃至14℃之间；其余地区年平均气温在14℃至16℃之间。常年平均降水量为1341.1mm。80%以上年份降水量在1100至l700mm之间。以5、6两月最多，均接近200mm。1月最少，不足30mm。从旬季分布看，全年有3个月明显的降水高峰，即5月上旬、6月下旬或7月上旬、9月中旬，旬平均雨量分别为71.2、76.4、60mm。从四季降水分布看，以夏季降水最多，春季为次，秋季再次，冬季最少，分别占全年降水总量的37%、31%、24%和8%。1979年6月降大到暴雨155.5mm，为有记录以来最大的一次暴雨。境内年日照时数为1213.7小时，占可照时数的28%，属全国日照低值区之一。80%的年份日照时数少于1300小时。日照以7月最多，为201.8小时，8月稍次，为199.4小时。7、8两月日照时数占全年日照总时数的三分之一。1月较少，为48.8小时，2月最少，仅44.7小时。1、2月日照总时数仅占全年的8%。拟建溶溪镇九鑫厂桥跨越溶溪河，河宽约35m，勘察期河流水位约336.50m，50年一遇洪水位339.300m。桥位处照片2、地形地貌拟建场地属构造剥蚀低山地貌，丘陵斜坡地段植被发育，主要为荒地，冲沟及宽缓凹地地带、农田耕地及平坝地形。桥梁区总体地面起伏一般，丘陵斜坡坡角一般5～12°，呈上陡下缓。高程一般336～347m，场地中间河流穿过，两边高中间低，整个场地相对高差12m。3、岩土层特性据地表工程地质测绘和钻探揭露，区内出露的土层主要为第四系全新统素填土层(Q4me)和冲洪积层(Q4al+pl)，下伏岩层主要为寒武系上统毛田组(∈3m)灰岩，现由新到老分述如下：1、第四系全新统(Q4)1)素填土(Q4ml)：杂色，褐色为主，主要由粉质黏土、灰岩碎块石组成，厂区及道路范围顶层分布有修建厂区的混泥土，局部地段范围含砖瓦碎块等，硬质杂物含量15%～30%，直径8～300mm，稍湿状，结构松散～稍密，堆积年限一般2年～5年，主要分布于居民区及已有道路范围内。2)残坡积层(Q4al+pl)：主要黄褐色，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，呈可塑状，局部夹卵石，卵石含量约20%～30%,卵石为浅灰黄色、灰色，饱和，中密，分选性差，以石英砾、卵石为主，石英砂次之，砾、卵石磨圆度较好，石英砂呈次棱角状，主要分布于拟建桥梁区域，河道两岸。2、寒武系上统毛田组(∈3m)灰岩灰岩：灰～浅灰色，由碳酸盐矿物组成，微晶结构，中厚～薄层构造，局部为泥质灰岩，或含碳质石灰岩，强风化带岩石破碎；中等风化带岩石强度较高，质较硬，完整性较好，节长7~31cm，锤击声较清脆，广泛分布于勘察区内，为本场地内的主要岩层，钻孔未击穿灰岩层。4、地质构造及地震据区域地质资料查证，溶溪镇九鑫厂桥位于三块土向斜西翼，岩层产状：110°∠22°，桥梁区内岩层处于单斜构造，无断层分布。岩层层面平直，结合程度一般～好，多呈闭合状。同时测得场地内裂隙2组：①292°∠81°，裂面平直，裂隙宽1～6mm，粘性土充填，延伸长2～4m，裂隙间距1.4～3.1m，结合差，属于硬性结构面；②28～32°∠60～69°，裂面平直，裂隙宽1～5mm，局部粘性土充填，延伸长1～4m，裂隙间距1.2～2.4m，结合差，属于硬性结构面；据钻探揭露基岩证实，岩芯较完整，裂隙不发育，推测岩体亦较完整，整体上属块状结构岩体，区内地质构造简单。根据《中国地震动峰值加速度区划图》GB18306～2015图A及《中国地震动反应谱特征周期区划图》GB18306～2015图B，路线所经区域地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度分区为0.05g，对应地震基本烈度为Ⅵ度。应根据《公路工程抗震规范》（JTGB02-2013）及《公路桥梁抗震细则》(JTG/TB02-01-2008)的相关规定进行设防。5、水文地质条件场地内地层上部为松散土层，下伏基岩。区内页岩为相对隔水层，灰岩中裂隙不发育，厚度变化小，因其天然露头面积小，地下水补给来源有限，储水性弱，水量贫乏。第四系素填土层主要由黏性土夹泥岩、岩石碎颗组成，钻探揭露厚度较厚，碎颗含量在20%～30%。土体物质均一性较差，与下伏基岩地下水水力联系弱，自成补、迳、排系统，但由于土体中物质含量存在差异，故在地表凹陷处附近形成上层滞水。地下水主要接受大气降雨及地表水补给，地形坡角一般2～25°，大部分降雨顺坡面向下径流排泄，小部分渗入土体沿基岩面径流，向丘包间宽缓的沟谷低洼处排泄，整个勘察线路区有利于地表水、地下水向丘包间的沟谷排泄，上覆土层以粉质黏土为主，基岩以相对隔水的泥岩为主，均不利于地下水的贮存，根据对勘察区内钻探施工完后的钻孔水位观测，地下水位基本恢复较小（主要受河流反补给影响），钻探深度范围内地下水发育一般。不存在地下水。场地由于局部场地覆盖层较厚，故雨季在地势低洼的土层较厚处有形成局部滞水条件。场地水文地质条件简单。根据相关工程经验结合本场地工程地质条件经验判定该地下水、土壤对混凝土、钢筋等建筑材料有弱腐蚀性。6、不良地质条件经地表工程地质测绘及钻探揭露表明：本场地在勘察期间勘察范围内未发现崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象、软弱夹层、地下采空区等不良地质作用，适宜桥梁建设。7、岩土层物理力学性质指标本次勘察主要通过原位测试和取土样进行室内试验等手段，获取地基土各岩土层物理力学性质指标，所获实测指标成果按国标《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）中的有关方法进行数据整理与分层统计。统计表明部份参数的变异性为中等-属正常合理，可作为设计依据。统计时按极均差检验法，舍去部分异常值。桥梁区土层主要设计参数建议值土名参数指标天然重度（KN/m3）孔隙比液性指数压缩模量(MPa)压缩系数(Mpa-1)内聚力（Kpa）天然内摩擦角（°）天然内聚力（Kpa）饱和内摩擦角（°）饱和地基承载力基本容许值（Kpa）基底摩擦系数粉质粘土夹卵石20030*028*1500.30卵石21.00032*030*2000.35岩体主要设计参数建议值指标名称岩石天然重度kN/m3岩石天然抗压强度标准值MPa岩石饱和抗压强度标准值MPa地基承载力基本容许值kPa基底摩擦系数备注灰岩强风化27.00*350*0.40“*”代表经验值中等风化27.5024.6320.3120000.45四、桥梁布设情况全线共新建1座中桥：K0+053九鑫厂桥。桥梁中心桩号K0+053,桥梁全长74m，为3孔20米简支结构，桥面连续。本桥平面位于直线上，桥面横坡为双向2%，纵断面纵坡-0.4%；墩台平行布置。桥面布置如下：0.5m（防撞护栏）+5.5（机动车道）+0.5m（防撞护栏）=6.5m。桥梁设计角度为90°,桥梁墩台平行布置。上部结构采用3×20m预应力混凝土预制空心板桥(后张法)，桥墩采用柱式墩，基础采用桩基础；桥台采用U型台，基础为扩大基础。五、桥梁工程设计要点（一）上部结构1、桥梁跨径：采用3-20米后张法预应力混凝土预制空心板。2、上部结构：20米预应力混凝土预制空心板（后张法）。3、结构体系：预制简支板(梁)，在桥台处设置D40型伸缩缝。4、结构尺寸：预制（板）梁上部结构设计图采用《公路桥梁通用图》（交通部专家委员会等编制2009.1），并采用《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）进行验算并调整。20米跨径预制空心板梁高0.95米，预制板宽1.24米。（二）下部结构1、桥台结构：桥台采用U型台，基础采用扩大基础。基础扩大基础，为减少开挖设置纵向分台阶，桩底持力层为中风化岩层中。基底完整进入中风化岩层不小于0.5m，地基承载力不小于500KPa。2、桥墩结构：桥墩采用双柱式墩，基础采用桩基础。桥墩盖梁宽1.7米，高1.2米，桥墩盖梁横坡为0%，桥面横坡通过桥面铺装不等高调整。桥墩采用双柱式墩，墩中心间距3.8m，墩身直径1.1m。基础采用直径1.2m钻孔灌注桩基础，桩基础采用嵌岩桩设计，桩底持力层为中风化岩层中。桩基终孔原则：桩底完整进入中风化岩层不小于3倍桩径。（三）附属结构1、桥面铺装：采用10～15.5cm厚C50砼+防水层。钢筋采用HRB400Φ10焊接钢筋网，间距10cm×10cm。铺装层与主梁之间铺筑FYT－Ⅰ防水剂。防水层需具有以下技术指标：①渗透性(标准状态)≤2mm，无水迹无变色；②吸水率比≤20%；③渗透深度≥2、支座设置：桥台处支座采用GYZF4250×54mm四氟滑板式橡胶支座，桥墩处支座采用GYZ250×52mm普通圆形板式橡胶支座。梁底支座预埋钢板采用热浸镀锌钢板，镀锌层厚度0.1mm。3、伸缩缝：采用D40型伸缩缝，在0、3号桥台处设置伸缩缝,伸缩缝应伸入防撞护栏内。4、桥面横坡：桥面标准横坡为双向2%，墩台帽顶水平，空心板水平放置，垫石顶面水平，支座水平放置，板底通过预埋钢板调平。支座、支座垫石总高度为20cm(含预制板底预埋钢板露出板底1.0cm厚度)。桥面横坡通过桥面铺装不等高调整。5、防撞护栏：设置于桥梁两侧，高1.1m，防撞护栏底宽0.5m。6、桥台搭板：单个桥台横向设置1块搭板，搭板宽度为5.49m，搭板长度为8.0m，厚度30cm。搭板顶面设置10～15.5cmC30砼铺装层。搭板下设置20cm厚度的素混凝土垫层，强度等级C20。7、台后回填：台后回填透水性材料范围为自地面标高起向台后2米，并以1：1坡度延至路基顶面，材料采用砂性土，压实度不低于96%（四）设计材料1、混凝土材料规格以设计图中标明为准，一般材料规格如下：C50混凝土：用于预应力混凝土预制空心板及封锚砼，桥面铺装砼。C35细石混凝土：用于支座垫石。C30混凝土：用于盖梁、墩身、系梁、台帽及背墙、侧墙帽、挡块、防撞护栏及搭板。C25片石混凝土：台身、侧墙、扩大基础。C30水下混凝土：用于桩基础。C20素砼：搭板垫层。砂性土：用于桥台台后回填。2、钢绞线：采用高强度低松驰7丝捻制的预应力钢绞线，公称直径为15.20mm，公称面积139mm2，标准强度fpk=1860Mpa，弹性模量Ep=1.95×105MPa，其技术性能必须符合《预应力筋用钢绞线》(GB/T5224－203、普通钢筋：采用HRB400钢筋与HPB300钢筋，其主要技术性能应符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2017）及《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB1499.1-2018）的有关规定。4、其它钢材：除特殊规定外，其余均采用Q235B钢。采用符合国标GB/T700-2006《碳素结构钢》的要求。5、锚具：必须采用成品锚具及其配套设备，并应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T14370—2007)、《公路桥梁预应力筋用锚具、夹具和连接器》(JT/T329-2010)等技术要求。6、伸缩缝：伸缩缝采用D40型伸缩缝；橡胶类别为氯丁橡胶，其技术性能应符合《公路桥梁伸缩装置通用技术条件》(JT/T327－2016)标准。7、支座：采用GYZF4250×54mm四氟滑板式橡胶支座和GYZ250×52mm普通板式橡胶支座。采用常温型氯丁橡胶支座，其技术性能应符合《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》(JT/T663-2006)标准。六、桥梁结构计算1、预制空心板计算（1）结合交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）及《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015），采用《公路桥梁通用图》（交通部专家委员会等编制）。简支结构预制板：按A类预应力混凝土受弯构件计算。采用平面杆系结构计算软件计算，运营状态下，主梁应力考虑了预制板、铰缝及整体化现浇混凝土共同受力，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。（2）设计参数1)混凝土：重力密度γ=26.0kN/m3，弹性模量Ec=3.45×104MPa。2)预应力钢筋：弹性模量Ep=1.95×105MPa，松弛率ρ=0.035，松弛系数ξ=0.3。3)锚具：锚具变形、钢筋回缩按6mm(一端)计算。4)塑料波纹管摩阻系数μ=0.17，偏差系数κ=0.0015。5)竖向梯度温度效应：按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）规定取值。经计算，结构各截面的应力、强度及位移均满足设计要求，结构安全可靠。2、下部结构计算墩身、盖梁和灌注桩按持久状况承载能力极限状态及持久状况正常使用极限状态进行计算。灌注桩按ｍ法计算内力。经计算，结构各截面的强度、裂缝宽度及位移均满足设计要求，结构安全可靠。七、桥梁结构耐久性设计1、桥梁结构混凝土耐久性的基本要求本次设计，桥梁按Ⅱ类环境设计。桥梁设计使用年限为50年，按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的规定，上部结构主梁混凝土强度不小于C35，下部结构墩台身不小于C30，承台及基础不小于C25。2、构造措施及裂缝控制（1）保证混凝土最小保护层厚度。其中：上部主梁及盖梁受力主筋到混凝土表面的净距离应保证≥4cm，桩基础受力主筋到混凝土表面的净距离应保证≥7.5cm。（2）裂缝控制。按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，桥梁上部板按部分预应力混凝土A类构件设计。结构裂缝宽度验算按0.2mm控制。八、施工注意事项1、空心板预制（1）浇注空心板混凝土前应严格检查伸缩缝、泄水管、防撞护栏、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。（2）为了防止预制板上拱度过大，及预制板与桥面现浇层由于龄期差别而产生过大收缩差，存梁期不宜超过90d，若累计上拱值超过计算值8mm,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下表所示：项目钢束张拉完上拱度(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+13.5+16.6+17.5+18.0+9.2中板+10.0+12.1+12.7+13.0+3.1表注：正值表示位移向上，负值表示位移向下。（3）空心板预制时，按1m一道在铰缝的侧模嵌上500mm长的φ6钢筋，形成6mm凹凸不平的粗糙面。（4）空心板预制时，除注意按本册设计图纸预埋钢筋和预埋件外，桥面系、伸缩缝、护栏及其他相关附属构造的预埋件，均应参照相关图纸施工，护栏的预埋钢筋必须预埋在预制空心板结构内。2、预应力施加工艺（1）预应力束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发生碰撞，应保证管道位置不变而适当挪动钢筋位置。浇注前应检查波纹管是否密封，防止浇注混凝土时阻塞管道。（2）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90%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。（3）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，实际引伸量值与理论引伸量值的误差应控制在6%以内。实际引伸量值应扣除钢束的非弹性变形影响。（4）预应力钢束张拉顺序为：左N1→右N2→右N1→左N2。（5）孔道压浆采用C50水泥浆，要求压浆饱满。3、空心板安装（1）预制空心板采用设吊孔穿束兜板底加扁担梁的吊装方法。（2）桥梁架设若采用架桥机吊装，必须经过验算方可进行，且架桥机的重量宜落在桥台的立柱上。4、下部结构（1）桥墩桩基础采用嵌岩桩设计，持力层为中风化岩层，桩底沉渣厚度不得大于5cm。若实际地质情况与地勘资料不符应及时通知设计单位变更桩基设计。桥台桩基终孔原则：桩底完整进入中风化岩层不小于3倍桩径。桩基础施工需要特别注意的问题：本桥处于灰岩区，桥梁施工时应逐桩进行桩底地质情况检测，以查明桩位处的地质情况，确定合理安全的桩底标高，检验深度为桩底高程以下8米，待检测合格后方可浇筑桩基砼。（2）桥梁墩台基础采用机械成孔钻孔灌注桩，严禁采用人工挖孔桩。（3）施工前先复核桩位坐标、墩台标高，复核无误方可施工。（4）施工前先复核桥位处地面高程，以确保墩台基础埋深达到设计要求，若实际地面标高与设计不符，应及时通知设计单位变更。（5）本桥建议在枯水季节施工，并采用土石围堰回填至1号及2号桥墩，土石围堰作为1号及2号桥墩钻孔施工平台及施工临时便道，回填标高应比施工时常水位高0.5m，施工期间河水导流至1号桥墩和2号桥墩之间。施工单位应做好施工组织方案，确保施工安全和质量。（6）桩基成孔后必须测量孔径、孔位，检查桩底岩层高程和嵌岩深度，只有确认满足设计要求后，才能灌注混凝土。各项规定和允许偏差如下：轴线偏差：单桩为50毫米倾斜度：小于1/100桩长：不短于设计值及嵌中风化岩深度3.0d要求沉渣厚度：不大于50毫米（7）钻孔桩应严格清孔，确保混凝土质量及桩基础承载力。（8）为确保桩基质量，成桩后应对基桩进行无破损检验，对钻孔桩要求每根桩均须检验，并对桩的均质性进行检测。（9）墩柱、桩基的受力主钢筋接头应错开布置，在任一接长（搭接、焊接、机械连接接头）区段内，有接头的受力钢筋截面积占总面积的百分率，采用搭接时不大于25%，采用焊接、机械连接接头时不大于50%。（10）桥墩墩身施工要求尺寸准确，表面平整、光滑，应严格控制墩身施工倾斜度。（11）墩及台帽顶面搁置支座处必须平整、清洁、粗糙，并浇筑支座垫石。（12）墩顶及台帽上支座垫石位置和高程控制要求准确，垫石顶面必须保持平整、清洁。5、其他（1）封锚端混凝土浇注前,须将预制板端部混凝土结合面浮浆清凿干净，才能浇注新混凝土。（2）预制空心板顶面应拉毛，锚固端面和铰缝面等新、旧混凝土结合面均应凿毛成凹凸不小于6mm的粗糙面，100mm×100mm面积中不少于1个点，以利于新旧混凝土良好结合。（3）本图设计钢筋长度未考虑施工折减，实际施工下料时应按照有关施工规范要求进行控制。（4）严格控制支座高程，避免支座脱空。（5）桥台台后搭板素混凝土垫层下路基压实度同相同部位路基压实度。桥台后路基回填料应采用透水性材料，本次设计填筑透水性材料为砂性土。（6）搭板顶面横坡度及纵坡度均与路面相同。（7）施工前应仔细阅读施工图纸，弄清各部位结构和相关尺寸及各部位结构相互关系，注意预埋构件位置,并且核查无误后方能施工。九、落后淘汰技术根据《重庆市建设领域禁止、限制使用落后技术通告（第1～7号令）》，本项目禁止使用落后技术如下：1、脲醛树脂生产的竹、木胶合板模板因耐水性较差，周转使用次数少，浪费资源，已被禁止使用，应采用酚醛树脂模板等钢框竹（木）胶合板模板，钢或胶合板大模板，塑料和玻璃钢模壳等及相应的支撑体系。2、普通原木未经改造的模板因模板变形大，自然资源浪费，吸水率大，混凝土工程易失水等缺点，已被限制使用。应采用钢框竹（木）胶合板模板，钢或胶合板大模板，塑料和玻璃钢模壳等及相应的支撑体系。3、木脚手外架因自然资源浪费，安全性、整体性和稳定性差，几何尺寸差易变形等缺点，已被禁止使用，应采用碗扣式、门架式、悬挑式和整体爬升式脚手架。4、扣件式悬挑钢管脚手架因整体性差，搭拆频繁，存在安全隐患，已被禁止使用，应采用型钢悬挑或符合标准要