5孔预应力混凝土连续刚构大桥设计说明书.doc

设 计 说 明

一. 概况:
XX大桥位于XX市XX乡XX村附近，桥址以上流域面积46.47平方公里，主沟谷长度约8公里，平均纵坡2.12%。桥址地貌单元为黄土台塬U字型沟谷。谷底开阔平坦,沟岸陡峭，两侧支沟发育, 沟谷内多为耕地及稀疏的灌木丛。
该沟谷平时干枯无水，其流域范围内降雨亦较少，仅在雨季（七、八、九月）间有短时洪水产生。百年一遇设计流量Q1/100=129.73m3/s。最大水深2.03m，设计流速为V=2.81m3/s。一般冲刷深度3.60m，局部冲刷深度1.06m。
由于本桥桥墩较高，且沟谷内流量较小，因此，本桥桥长不按水文流量控制，以地形控制设计。
本设计图为为XX大桥修改设计图。
二、技术标准及规范:
1、技术标准及规范
(1)中华人民共和国交通部部标准<<公路工程技术标准>>(JTJO1-97)
(2)中华人民共和国交通部部标准<<公路桥涵设计通用规范>>(JTJ021-89)
(3)中华人民共和国交通部部标准<<公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范>>(JTJO23-85)
(4)中华人民共和国交通部部标准<<公路桥涵施工技术规范>>(JTJO41-89)
(5)中华人民共和国交通部部标准<<公路工程抗震设计规范>>(JTJOO4-89)
2.技术指标:
(1)设计荷载:汽车-超20级;挂车-120
(2)桥面净宽:2X净-12.25米
(3)桥面横坡:2%
(4)桥面平曲线半径: R=4200.0米
(5)桥面竖曲线半径: R=11000.0米
(6)斜交角度:90°
(7)地震烈度:7度
三、主要材料:
(一)上部结构
1.混凝土:现浇预应力混凝土箱梁为60号混凝土，桥面铺装为50号防水混凝土,孔道压浆为50号水泥浆，防撞护栏为30号混凝土。砂、石骨料宜就地取材,但应经过试验,并符合<<公路桥涵施工技术规范>>第十章第一节的有关条文要求。
2.预应力材料:纵向预应力和横向预应力分别采用高强度低松驰270级 Φj15.24毫米和Φj12.70毫米钢绞线。标准强度Rby≥1860MPa, 张拉控制应力 σk=1395 Mpa，初始载荷为70%持续1000小时的松驰值≤2.5%；竖向预应力采用40Si2MnMoV高强精轧螺纹钢筋，直径25cm，张拉力为32.4吨（张拉控制应力为 σk=660Mpa）。
３.锚具及其附件:钢绞线锚具采用OVM锚具及配套锚垫板、螺旋筋，或其它经过省部级鉴定的专业厂家同类型产品。竖向预应力采用YGM锚具。
4.普通钢材:普通钢筋直径≥12mm者用Ⅱ级钢筋,直径<12mm者用Ⅰ级钢筋,钢板采用16Mn或A3钢.
5.伸缩缝:采用经省部级鉴定的专业厂家产品。本图按毛勒伸缩缝的有关技术指标进行设计，如施工中采用其他型号伸缩缝时，请注意核定其有关技术指标。
(二)下部结构混凝土:
盖梁、台身、承台为30号混凝土,墩身为40号混凝土,钻孔桩为25号水下混凝土。
四、设计要点:
1、本桥经过初步设计三个方案的技术经济比较，后又经多次技术论证，确定施工图按5孔预应力混凝土连续刚构进行设计，桥梁总长348.4米，具体分跨为：50+3X80+50米。下部构造为薄壁双墙式墩身和肋板式台身，钻孔灌注桩基础。
2、桥梁横断面型式采用单箱单室箱梁，其高度按二次抛物线变化，桥墩处梁高4.5米,跨中截面梁高2.0米,箱底宽7.0米,两侧翼板悬臂长2.8米。为便于施工，桥面横坡靠箱梁顶、底板斜置形成；箱梁腹板铅垂。箱梁上施加三向预应力。
纵向采用7φj5钢铰线（1860MPa），横向采用7φj4钢铰线（1860MPa），竖向采用40Si2MnMoV高强精轧螺纹钢筋（935Mpa）。
3、由于本桥处于R=4200.0米平曲线内，形成了左右幅桥跨不等长，为克服由此给桥梁施工带来的诸多不便，设计采用了合拢段集中调整，其余两侧各梁段对应等长的方法。图中各梁段长度及其纵向钢筋、钢索长度均按各幅箱梁中心长度标注，施工时请按其曲率进行调整。
4、桥面铺装采用8厘米防水混凝土加8厘米沥青混凝土面层，总厚度16厘米。桥面横坡2％。在两幅桥外侧每隔5米设排水管一道。桥外侧设钢筋混凝土防撞护栏，内侧设波形钢板护栏。
5、本桥上部构造采用悬臂浇筑的施工方法进行设计。
6、根据以上施工方法，设计将五孔连续结构划分成五个施工单元体，即两个边孔的9米长梁段作为支架现浇，中间四个主墩作为四个单“T”结构进行悬臂浇筑，形成单“T”后，分别进行三次体系转换，最终形成五孔连续刚构。
7、结构分析按上述施工方法，将结构离散成为172个单元，分成25个受力阶段。采用“公路桥梁结构设计计算系统GQJS”及“弯斜坡异形桥梁空间结构分析软件系统3D-BSA2.0”对每个受力阶段进行应力、位移分析（上、下部结构进行整体计算），将应力和位移控制在规范允许范围内。计算中除考虑结构自重外，还考虑了不均匀沉降、温度、混凝土收缩徐变，活载及挂篮自重50吨等外加荷载。
五、 施工程序概述
1、本设计对施工过程分为两个大的时间区间，两个时区的工作内容为，第一个时区悬浇1、4号墩T构及两个边孔现浇梁段的施工，第二个时区悬浇3、4号墩T构及边跨与中跨的合拢。这两个时区工作内容可相互重叠，但先后顺序按照上述安排进行。
2、一个单“T”的悬浇过程按照下述顺序进行：首先在墩顶浇筑0号梁段，并张拉完1号横断面钢束（T1）。1号梁段可在支架或托架上浇筑，也可以利用挂篮悬浇。1号梁段浇筑完成并张拉完2号横断面钢束（T2）后，安装挂篮，对2～9号梁段进行悬臂浇筑。一个梁段的施工顺序为：安装调试挂篮、支模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土、张拉预应力钢束（包括压浆）等五道大的工序。本桥要求每个悬浇梁段施工周期不少于7天。
3、第一次体系转换为将1孔及5孔分别合拢，第二次体系转换为第2、4孔合拢，第三次体系转换为中间孔合拢最终形成5孔连续刚构。
六、 施工注意事项
1、悬浇施工必须对称、平衡进行，严格禁止偏载施工。每一施工阶段都必须注意调整梁顶高程和水平偏差，为正确估计收缩徐变影响，施工应严格按照设计要求进行。
2、设计文件中提供的立模高程未计入挂篮弹性变形所产生的位移，施工时应首先对所采用挂篮各部的弹性变形进行认真验算后，再确定出各段的最终立模高程。各悬浇段高程应严格按立模高程控制，施工过程中还应在早、中、晚不同气温下进行高程、位移观测，根据其结果以及实有施工荷载、工期、实际发生的箱梁变形、挠度等数据，进行调控，以保证合拢时高程的正确性。
3、要求施工挂篮系统的总重量不超过50吨，挂篮的承重能力不小于120吨，挂篮支承、吊点、锚固点均须验算，必要时对箱梁的配筋作局部加强。
4、预应力钢束张拉应按照《公路桥涵施工技术规范》的规定进行，张拉初应力采用15%σk。
预应力钢束张拉前应进行摩阻试验，必要时可调整张拉控制力。
5、箱梁顶板备用孔道在施工中不使用时，应在合拢前将其压浆封孔；底板备用孔道在施工中不使用时，应用木塞将其锚端堵上。
6、边孔现浇梁段的模板支架应在浇筑混凝土前进行预压，以保证其强度、刚度、稳定性，减少支架的非线形变形。
7、由于桥墩墩柱较高，施工过程中应密切注意保证其稳定性及垂直度。鉴于桥墩竖向钢筋筋受力较大，设计采用“等强度滚轧直螺纹钢筋连接”接长。
8、各合拢段浇注必须在低温条件下进行（既低温合拢），最高温度不得超过15℃，其施工步骤应按照以下要求进行：
（1） 在合拢段两悬臂端压重（压重等于合拢梁段自重）。
（2） 安装合拢梁段临时刚接构造。张拉合拢钢束H1或H2。
（3） 边浇注合拢段混凝土边分级拆除压重，使合拢梁段施工保持在不变荷载
下进行。
（4）张拉底板预应力钢束
9、箱梁普通钢筋是按横向受力和构造要求配置，未包括施工挂蓝设备所需用的预埋件和模板支撑、吊点处局部加强钢筋。
10、各梁段应一次浇注，如确需分两次浇注，应先浇注底板及底承托以上的一部分肋板，然后再浇注其上的肋板和顶板，并注意新老混凝土的结合与养护。
11、其他未尽事宜参照《公路桥涵施工技术规范》规定及各设计图中有关说明办理。