五家沟桥设计说明

农村公路危桥整治设计服务桥梁设计说明S4-1第1页共6页五家沟桥设计说明一、项目概述工程区位于位于，所属线路为村道C717石口子桥至五家沟煤厂公路K1+424处，桥梁跨越河流。桥梁全长27.0m，桥面全宽6.0m。上部结构为1×8.0m的圬工拱，下部结构0#、1#桥台采用重力式桥台，基础为扩大基础，桥面铺装采用水泥混凝土，桥面无护栏。根据检测报告，《垫江县C717石口子桥至五家沟煤厂公路五家沟桥（K1+424）定期检查报告》（报告编号：LQRT-G-（桥检）字2019-485号）依据《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/TH21-2011）全桥总体技术状况等级评定时，当主要部件评分达到4类或5类且影响桥梁安全时，按照桥梁主要部件最差的病害状况评定，所以该桥技术状况评定等级为5类，主要构件存在严重缺损，不能正常使用，危及桥梁安全，桥梁处于危险状态。该桥主要病害表现为：1、上部结构主要病害1)1#桥台侧距右边1m处拱脚至拱腰纵向裂缝，L=6.0m，W=15mm。2)0#桥台侧距右边1.2m处前墙至拱腰纵向裂缝，L=6.5m，W=8mm。3)1#桥台侧拱脚至拱腰渗水，S=1.0m×8.0m。2、下部结构主要病害1)0#桥台右侧侧墙灰缝脱落，S=8.0m×1.0m。2)0#桥台前墙砌石掉块破损3处，S=1.2m×0.3m。3)0#桥台右侧砌石断裂破损1处，S=1.4m×2.0m。3、桥面系主要病害1)本次检查桥面系未见明显病害。由于现状桥梁承载能力较低，技术状况差，桥上无任何防护设施，严重影响行车安全，该桥已无法满足交通运输发展正常的需求，招标文件《垫江县2020年农村公路危桥整治设计服务》建议改造方式为拆除重建。根据业主委托，我公司立即组织设计人员前往工程实地进行勘测和调查水文地质情况，搜集整理该桥的基本资料及桥梁的病害状况。现状桥梁立面二、设计技术规范及标准（一）技术规范《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG3363-2019）《公路桥梁抗震设计细则》(JTJ/TB02-01-2008)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)《公路交通安全设施设计技术规范》（JTGD81-2017）《公路交通安全设施设计细则》（JTG/TD81—2017)《雨夜公路交通反光标线质量要求和检测方法》（DB51/T2429-2017）《道路交通标志板及支撑件》（GB/T23827-2009）《公路交通工程钢构件防腐技术条件》（GB/T18226-2015）（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D类设防，设防措施等级6级；4、桥面布置：0.5m（防撞护栏）+6.0m行车道+0.5m（防撞护栏）=7.0m；5、桥面铺装从上至下分别为：10～15cmC40砼铺装层+FYT－Ⅰ防水层；6、设计基准期：100年；7、设计安全等级：二级；8、环境类别：Ⅱ类环境；9、设计洪水频率：50年一遇；10、设计使用年限：50年；三、工程地质条件（一）地理位置及交通条件工程区位于重庆市垫江县永安镇，桥位区东西侧有乡村道路（水泥路）直达场地，交通较为便利。（二）气象与水文1、气象工程建设地点位于垫江县，其属于中亚热带湿润季风气候区，气候湿润、雨量充沛、四季分明，具有春旱、夏涝、秋凉、冬暖、无霜期长、湿度大、日照少、云雾阴雨多的特点。年平均气温18.0°C，极端最高气温42.2°C，极端最低气温-3°C。年平均降雨量1064.7毫米，年最多降雨量1493.7毫米，年最少降雨量724.7毫米。年平均日照时数1051.0小时，年平均风速1.6米/秒，年平均蒸发量1026.6毫米，年平均相对湿度81%，年平均雷暴日数32.4天，年平均雾日数39.6天，年平均无霜期338天。共出现大暴雨9次，暴雨69次。2、水文拟建桥梁横跨复兴河，桥位区河道顶面宽约12.5m，河水深约0.5～1.0m，河流右岸为左岸为回填区，左岸为回填区。勘察期间水位350.20m左右，50年一遇最高洪水位约353.00m。（三）地形地貌工程区属于剥蚀浅丘、河岸地貌区，拟建桥梁所在河流流向至西向东。场区最高点位于河流北侧，高程350.72m，最低点位于场区东部河流处，高程350.60m，高差0.12m。桥位区地形坡角约20～32°，局部地段地形稍陡，坡角约16～42°。（四）地层岩性据工程地质测绘和钻探揭示，工程区出露侏罗系（J）及第四系（Q）地层，现从新到老分述如下：第四系（Q）素填土(Q4ml)：杂色，人工堆积成因，由粉质粘土砂泥岩块碎石组成。块碎石含量约10～25%，块石粒径约20～90mm，块碎石含量分布不均匀，压缩性较大；松散～稍密、稍湿；系场地道路修建时堆填而成。填筑方式无序，填筑时间大于8年。该层在建设场地内分布不连续，主要分布在河流南侧及道路附近，本次钻探揭露厚度6.23m（ZK1）。侏罗系中统沙溪庙组(J2s)：砂岩（J2s-Ss）：灰白、灰褐色。主要矿物成分为石英，次为长石，并含云母及岩屑。中厚～厚层状构造，钙泥质胶结，弱透水性。强风化带岩体较破碎，岩芯多呈块状～片状；中等风化层岩体较完整，岩芯呈短柱～柱状。该层岩体在建设场地内分布不连续，主要分布在桥梁区南侧，本次钻探揭露厚度11.96m（ZK61）。（五）地震根据《中国地震动参数区划图》(GB18306－2015)及《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版），工程区抗震设防烈度为6度，设计基本地震动峰值加速度为0.05g，设计地震分组为第一组。另据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）规定，拟建桥梁为二级（小型），其抗震设防类别为标准设防类。（六）不良地质据地质测绘及调查，场地内未见滑坡、崩塌、泥石流、危岩、古河道及地面塌陷等不良地质作用，未见溶洞、古河道、沟浜、墓穴、孤石、防空洞及采空区等对工程不利的埋藏物。场地内基岩为砂岩，为非可溶岩，无岩溶现象发育，上覆土层中亦无土洞发育。（七）岩土物理力学特征根据地质测绘、室内岩石试验成果资料，并结合和利用当地经验，综合确定工程区岩土体参数，见下列各表。表STYLEREF1\s3-SEQ表\*ARABIC\s14岩土体物理力学参数建议值一览参数类型素填土砂岩强风化中等风化重度(kN/m³)天然20.50*24.00*24.50*饱和21.50*——抗压强度标准值(MPa)天然——17.2饱和——11.6软化系数——0.68压缩性指标压缩系数(Mpa-1)———压缩模量(MPa)———抗拉强度（kpa）——404.00*抗剪强度天然C(kPa)5.00*—1020.00*Φ(°)30.00*—30.0*饱和C(kPa)3.00*——Φ(°)23.00*——基底摩擦系数0.30*0.40*0.50*负摩阻力系数0.20*——土的水平抗力系数的比例系数(MN/m4)9.0*——岩体水平抗力系数(MN/m3)—60.0*230.0*与M30砂浆的极限粘结强度标准值(kPa)120.0*240.0*820.0*注：带*者为参考附近项目并结合本工程特点所提出的经验值。按照《市政工程地质勘察规范》（DBJ50-174-2014）表14.2.9，中等风化岩体的抗拉强度由岩石抗拉强度标准值乘以折减系数而来，折减系数取0.40。中等风化岩体的内摩擦角和粘聚力由岩石内摩擦角平均值和粘聚力平均值乘以折减系数和时间效应系数而来，其中内摩擦角折减系数为0.90，粘聚力折减系数为0.30，时间效应系数为0.95。中等风化岩体的内摩擦角和粘聚力取经验值。层面、构造裂隙为软弱结构面，结合很差，取粘聚力为20kPa，内摩擦角为12°。5、中风化岩体水平抗力系数按照《市政工程地质勘察规范》（DBJ50-174-2014）表14.2.12-2，由岩石饱和单轴抗压强度标准值内插而来。四、桥梁布设情况1、新建小桥1座。五家沟桥:本桥平面位于直线上，桥梁纵坡为单向-0.6%，横坡为双向2.0%。桥梁中心桩号为K0+030，跨径为1×10m，桥梁全长为18m，桥梁宽度为6.0m=0.5m（防撞护栏）+5.0m（行车道）+0.5m（防撞护栏），桥面铺装采用混凝土铺装。上部结构为1×10m现浇普通钢筋混凝土空心板，下部结构桥台采用重力式U型台，基础采用扩大基础。桥梁跨越溪流，交角为90°。五、桥梁工程设计要点（一）上部结构1、结构尺寸：采用1-10m现浇普通钢筋混凝土空心板,梁高0.5m，顶宽7.0m，底宽6m，悬臂0.5m，空心直径0.3m。2、结构体系：现浇简支板(梁)，0号桥台、1号桥台处设D40型伸缩缝。（二）下部结构1、桥台结构：桥台采用重力式U型台，基础采用扩大基础。桥台台帽长7.0，宽0.9m，高0.5m，背墙宽0.8m，高0.7m。桥台基础台阶高1.5m，襟边0.5m。基底需完整进入中风化岩层不小于0.5m,基底承载力不小于0.5Mpa。（三）附属结构1、桥面铺装：采用C40砼，厚度10～15cm，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防水层，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≥10mm。2、支座设置：桥台处支座采用GJZ200x250x56型普通板式橡胶支座。3、伸缩缝：采用D40型橡胶伸缩缝，伸缩缝应伸入防撞护栏内。4、桥面横坡：桥梁横坡为双向1.5%，桥面横坡通过铺装层调整。桥台台帽横坡同支座处梁底横坡，支座水平放置，垫石顶面水平，板底通过预埋钢板调平。支座、支座垫石总厚度为20cm(含预埋钢板厚度)。5、防撞护栏：护栏采用C30钢筋砼，设置于桥梁两侧，护栏高1.1m，底宽0.45m。护栏防撞等级为A级。6、桥台搭板：搭板布置在行车道内，搭板长度为6.0m，厚度30cm。搭板顶面设置与桥面铺装相同的路面结构，即10～15cmC40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、锥坡：采用M7.5浆砌片石砌筑。注意锥坡与路基边坡的自然顺接。8、台后回填：台后回填透水性材料范围为扩大基础边缘向台后2米，并以1：1坡度延至路基顶面，采用砂性土填筑，压实度不小于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：C40混凝土：用于现浇空心板，桥面铺装层。C40细石混凝土：用于支座垫石。C40钢纤维混凝土：用于伸缩缝。C30混凝土：用于桥台台帽、背墙、挡块、搭板、防撞护栏及基础。C25片石砼：用于台身、侧墙、桥台基础。C20素砼：搭板垫层。2、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。3、其它钢材：除特殊规定外，其余均采用Q235B钢。要求采用符合国标《碳素结构钢》GB/T700-2006的要求。4、伸缩缝：伸缩缝采用D40型橡胶式伸缩缝，其技术性能应符合《公路桥梁伸缩装置》JT/T327-2004相关规定。5、支座：采用GJZ200x250x56mm普通板式橡胶支座。其支座成品力学性能，橡胶性能均应满足中华人民共和国交通行业标准《公路桥梁板式橡胶支座》(JT/T663-2006)的要求。（五）桥梁计算采用桥梁博士软件，将上部主梁简化成平面杆系进行静力分析。主梁按普通钢筋混凝土构件计算，本次计算内容主要包括结构自重、混凝土收缩徐变、运营活载、温度梯度等作用效应。（1）永久荷载：空心板按容重r=26kN/m3计算。（2）可变荷载：公路—Ⅱ级，采用动态规划法加载，对受力构件的任一截面内力计算采用最不利的荷载位置布置；温度梯度效应按《公路桥梁设计通用规范》（JTGD60—2015）计算。混凝土收缩徐变按《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）附录F的方法计算。（3）裂缝控制：不得大于0.20mm控制。（4）计算结果：经计算分析，结构各部位的强度验算及裂缝宽度验算满足规范要求，结构安全可靠。六、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，影响结构耐久性的环境为：环境类别环境条件最大水灰比最小水泥用量（kg/m3)最低混凝土强度等级最大氯离子含量(%)最大碱含量（kg/m3)Ⅰ温暖或寒冷地区的大气环境、与无侵蚀的水或土接触的环境0.55275C250.303.0Ⅱ严寒地区的大气环境、使用除冰盐环境、滨海环境0.50300C300.153.0Ⅲ海水环境0.45300C350.103.0Ⅳ受侵蚀物质影响的环境0.40325C350.103.0本次设计，桥梁按Ⅱ类环境设计。2、混凝土抗氯离子侵入性指标作用等级D级E级电量指标(56天龄期)库仑<1200<800氯离子扩散系数DRCM(28天龄期)(10-12m2/s)<7<43、构造措施及裂缝控制（1）保证混凝土最小保护层厚度。其中：上部主梁受力主筋到混凝土表面的净距离应保证≥4.0cm，台帽受力主筋到混凝土表面的净距离应保证≥4.0cm。（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》，桥梁上部板梁按普通钢筋混凝土构件设计。裂缝宽度验算按0.2mm控制。七、施工方案及注意事项7.1施工方案7.1.1施工准备和施工测量（1）施工前应仔细阅读设计图纸及有关设计文件，领会设计意图，发现问题应及时与设计单位联系解决。（2）在每道工序的施工准备过程中，必须对有关坐标、方位角和标高等进行严格校核，并经过测量确认无误后，方可进行施工。桥梁上部结构应严格按照桥梁设计图的立面、平面坐标放样，校核相互关系，以免出错。（3）坐标系统采用独立坐标系，高程系统采用假设高程。（4）施工必须严格遵守施工技术规范及质量检验评定标准的要求。施工放样时，需注意衔接部位坐标及高程准确无误，并用多种可能的方法校核。熟悉场地状况，更好地组织施工。仔细阅读设计图纸等有关设计文件及工程地质勘察资料，领会设计意图，发现问题及时与设计方联系。（5）施工前应对地下管线及地下设施做充分调查核实，确认其种类、埋深、位置、尺寸，并同这些管线、设施的主管部门现场核对，协商施工前、后的处理方法。施工期间应注意对现有地下管线的保护。（6）工程涉及的岩石开挖尽量减少或避免爆破施工，减少噪声等环境污染。（7）施工前应拆除现有旧桥，应制定施工方案，做好安全预案。弃方应运至合适地方处置，严禁堆放在桥位附近。（8）做到安全文明施工，做到规范化、标准化，设置安全警示标志牌、隔离护栏，确保施工期间通行安全。7.1.2桥台施工（1）桥台施工时，为保证不破坏岩石的完整性，不得爆破作业。当桥台混凝土强度达到要求后按设计要求进行回填台后填料。（2）基础地基承载力不小于0.5Mpa，若实际地质不满足要求，应进行地基处理。（3）台施工要求尺寸准确，颜色一致，表面光洁平整。确保桥台混凝土的质量及强度，注意混凝土工作缝的处理确保其整体性。7.1.3主梁施工（1）混凝土空心板梁施工1）板梁采用落地支架就地浇筑的施工方法。支架架设前应对支架基础进行处理。支架应选用刚度较大的材料，支架架设好后应对支架进行预压，预压重量不得小于施工重量的120％，以消除支架的非弹性变形，支架施工前，施工单位应根据桥跨结构对支架进行设计及必要的验算，以保证板梁的浇筑质量。2）应严格控制板梁的轮廓尺寸，施工误差应限制在施工规范容许范围之内。为防止板梁混凝土开裂和棱边碰损，应待混凝土强度达到规范有关要求时方可拆模。3）所有施工预埋件，在施工完后应予割除，恢复原状，并注意防锈和美观。4）上部主梁应考虑一次浇筑，梁体外模须用大块定型钢模板，尺寸准确、表面平整、涂刷正规的脱模剂。空心孔采用UPVC双壁波纹管等成孔。7.1.4桥面系施工桥面系的平顺、协调和高质量，是直接关系到行车（人）安全、舒适和良好景观的重要条件。因此桥面系工程必须做到精心施工，保证桥面系施工有足够的施工周期和周密的施工组织计划，切忌抢工赶时、粗制滥造。（1）桥面系工程应在主体工程完成后进行，在桥面系工程施工之前，应对主体工程进行阶段质量验评，对其影响桥面系施工的工程缺陷和遗漏的预埋件，要及时修补和补埋。特别是对桥面标高进行认真的测量核实。如桥面标高与设计值的高差在±2cm内，则可局部调整桥面铺装中的找平层厚度，否则须报设计单位研究处理。（2）桥面所有混凝土除内在质量必须符合规范和有关技术标准外，其外观质量尤为重要。特别是护栏墙、栏杆底座等的外露面，必须做到尺寸准确、线条顺适美观、表面光洁、色彩一致，无气泡无须抹面掩饰。为此必须事先做好施工划线放样，并采用具有足够刚度、加工精良的整体性钢模进行施工，确保混凝土震捣密实，防止出现蜂窝麻面等表面质量的缺陷。（3）桥面所有钢结构施工安装时必须做到尺寸定位准确，线条顺直，表面光洁，色彩均匀一致。混凝土表面的预埋钢构件，不能