m桥设计说明.doc

设计说明
一、 概述
天池路桥桥位于秦皇岛经济技术开发区新区天池路段。桥梁与深河计划河道斜交角度90度, 中心桩号K1+668.371, 桥梁全长67m。该桥为3x20m箱形连续梁桥, 上部结构采取三幅跨径20m装配式箱梁, 下部结构采取柱式桥墩、 桥台, 基础采取桩基础。本桥计划河底地面标高约为16.1m, 桥上最大纵坡1.966%, 机动车道及非机动车道横坡1.5%, 人行道横坡1%, 无超高, 无通航要求。
二、 技术标准与设计规范
1、 国家行业标准《公路工程技术标准》（JTG B01－）
2、 国家行业标准《城市道路设计规范》（CJJ 37－90）
3、 建设部《城市桥梁设计准则》（CJJ 11－93）
4、 国家行业标准《城市道路和建筑物无障碍设计规范》（JGJ50-）
5、 国家行业标准《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60－）
6、 国家行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62－）
7、 国家行业标准《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041－）
8、 国家行业标准《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80-1-）
9、 国家行业标准《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30－）
10、 国家行业标准《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63－）
11、 国家行业推荐标准《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01－）
12、 国家行业推荐标准《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/T B07-1－）
13、 建设部《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）
14、 国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476－）
15、 《城市桥梁桥面防水工程技术规程》（CJJ139－）
三、 技术指标
1、 道路等级: 城市主干道
2、 荷载等级: 公路－I级, 人群荷载: 3.5KN/m2
3、 环境类别: 均为II类
4、 设计安全等级: 一级
5、 设计洪水频率: 1/100
6、 地震动峰值加速度: 0.1g, 设防烈度为7度抗震设防方法等级8级
7、 设计基准期: 1
8、 水位变动区混凝土抗冻等级: F250
9、 桥面宽度: 3.0m(人行道+栏杆)+6m（非机动车道）+3m（分隔带）+23.5m（机动车道）+3m（分隔带）+6m（非机动车道）+3.0m（人行道+栏杆）, 桥面全宽47.5m。
四、 桥位自然地理特征
1、 气象
桥位处年平均气温9℃, 最高气温38.7℃, 最低气温-29.2℃; 年最大降雨量1128.2mm; 年最小降雨量482.4mm; 主导风向夏季: 东南, 冬季: 西北;
2、 水文
桥位处河道计划宽度50.04m, 计划河底标高16.1米, 堤顶标高22米, 河流常水位17.1米, 百年一遇洪水水位19.1米, 设计洪水流量289m3/s。
3、 地貌、 地质
当地质暂按相近黄海道一号桥考虑, 本桥施工前必需提供具体地勘汇报, 本桥下部结构另行调整。
地貌属剥蚀台地。
2）地质: 据钻探揭露, 桥址场地第四系地层厚度0.3～0.5m。第四系地层关键为耕土; 下伏太古界花岗强风化层、 中风化层。各岩土层特征分述以下:
耕土(Q4ml): 全场分布, 层厚约0.3～0.5m。黄褐色, 松散, 关键由砂性土组成, 含少许植物根茎。
混合花岗岩强风化层（Ar2）: 全场分布, 层厚约18.1～18.9, 黄褐色, 中粗粒结构, 块状结构, 关键由石英、 长石、 云母等矿物质组成。风化程度强, 锤击钻进较困难, 岩芯易碎, 手捻呈砂土状; 冲洗液回转钻进取不出块状岩芯, 呈岩粉状随冲洗液冲出孔口。属软岩, 岩体基础质量等级为V级。
混合花岗岩中风化层（Ar3）: 全场分布, 最大揭露厚度大于23.5m。灰白色, 中粗粒结构, 块状结构, 矿物成份以石英、 长石、 云母主为。较破碎, 岩芯呈碎块状及短柱状, 岩芯采取率为55%～65%, 属较硬岩, 岩体基础质量等级为IV级。
花岗混合岩内脉岩发育, 多以伟晶岩、 石英岩为主, 偶见煌斑岩脉。伟晶岩和石英岩多以细脉穿于混合花岗石中, 厚度通常不足1.0m。
五、 关键材料
1、 混凝土
1) 水泥: 应采取高品质强度等级为62.5、 52.5、 42.5硅酸盐水泥, 同一座桥混凝土梁应采取同一品种水泥。
2) 粗骨料: 应采取连续级配, 碎石宜采取锤击式破碎生产。碎石最大粒径不宜超出20mm, 以防混凝土浇筑困难或振捣不密实。
3) 混凝土: 装配式箱梁采取C50混凝土, 墩台身、 盖梁搭板和护栏采取C35混凝土; 系梁、 桩基采取C35水下混凝土; 桥面铺装采取抗折强度M5.0MPa(C40)混凝土。混凝土及其组材应满足《公路工程混凝土结构防腐技术规范》（JTG/T B07-01-）及《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-）要求。
2、 一般钢筋
一般钢筋采取HPB235（）和HRB335（）两种, 应分别符合《钢筋混凝土用钢 第1部分: 热轧光圆钢筋》（GB1499.1-）和《钢筋混凝土用钢 第2部分: 热轧带肋钢筋》（GB1499.2-）要求。设计中未特殊说明时, 凡钢筋直径≥12mm者, 采取HRB335热轧带肋钢; 凡钢筋直径<12mm者, 采取HPB235热轧光圆钢筋。
3、 预应力钢材
预应力钢绞线采取抗拉强度标准值fpk=1860MPa、 公称直径d=15.2mm低松弛高强度钢绞线, 其力学性能指标应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T 5224-）要求。
4、 其它
1）钢板: 钢板应采取《碳素结构钢》GB/T 700－要求Q235B钢板。
2）锚具: 预应力钢束采取YM15系列夹片式锚具及其配套配件, 预应力管道采取圆形金属波纹管。
3）支座: 采取板式橡胶支座,
4）伸缩缝: 采取80型梳齿型伸缩缝。
六、 设计关键点
1、 桥型及结构要求
本桥位于深河计划河道上, 计划河道宽50.04m, 计划河底地面标高为16.1m。主桥按连续梁桥设计, 主体结构受力关键由连续箱梁承受。
本主桥桥面全宽47.5m, 按三幅桥设计, 一幅（机动车道）桥面宽23.8m, 两幅（非机动车道及人行道）桥面宽2x11.83m。该桥上部结构采取装配式预应力混凝土箱形连续梁, 跨径部署为3×20m。大桥在两侧桥台处设置80型伸缩缝。
2、 结构分析
1）该结构为先简支后连续结构, 按A类预应力混凝土构件设计。
2）桥梁上部结构计算采取平截面假定, 采取midas civil梁格法进行计算, 采取桥梁博士v3.0验算。
3）桥墩按集成刚度法进行水平力分配, 钻孔桩按嵌岩桩计算承载力, 桩身内力按m法计算。
4）设计参数
（1）混凝土: 重力密度γ=26.0kN/m3, 弹性模量为Ec=3.45×104MPa;
（2）沥青混凝土: 重力密度γ=24.0kN / m3;
（3）预应力钢绞线: 弹性模量Ep=1.95×105MPa, 松驰系数ζ＝0.3;
（4）温度效应: 梯度温度按现行规范要求取值;
（5）年平均相对湿度: 80％;
（6）墩、 台不均匀沉降按计算跨径1/4000考虑;
（7）预应力管道采取金属波纹管成形, 管道摩擦系数取μ=0.25;
（8）管道偏差系数k＝0.0015;
（9）锚具变形和钢束回缩量为6mm（单端）;
3、 耐久性结构设计
本桥所处位置, 地下水属潜水和风化层孔隙潜水, 关键起源于场地西侧河道渗流。地下水质对混凝土结构具结晶性弱腐蚀性, 且水面随季节冻融循环, 为确保桥梁结构在设计使用年限内安全和正常使用, 特进行结构耐久性设计, 要求施工单位严格实施, 控制混凝土结构施工质量, 满足结构耐久性要求, 同时对工程运行管理单位提出使用过程中需要进行正常养护和维修提议。
1）、 结构设计使用年限: 1。
2）、 环境类别: 均为II类。
3）、 混凝土: 设计采取混凝土强度等级满足各部结构耐久性所需最低强度等级要求（详见前述）; 混凝土原材料、 水灰比等应满足相关规范技术要求, 桩基和系梁混凝土应同时满足: ”最大水灰比: 0.60; 最小水泥用量: 335Kg/m3;C3A%: <8”。应满足《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG-T B07-01-）
4）、 结构结构: 结构形状及部署尽可能有利于通风和避免水汽在混凝土表面聚集, 并降低约束与荷载作用下应力集中, 对混凝土棱角进行倒圆角处理（设计图中未注明, 施工时也应在可能条件下做成圆角, 圆角半径可采取5cm）。
5）、 裂缝控制: 上部箱梁按A类预应力混凝土构件设计; 墩台、 基础等钢筋混凝土构件裂缝宽度限值0.2mm。
6）、 保护层厚度: 各部构件依各自环境类别按（JTG D62－）第9.1.1条之要求控制最小混凝土保护层厚度, 盖梁及以下构件保护层厚度应计入施工许可误差。
7）、 防排水设计: 箱梁顶板顶面喷刷可靠防水涂料, 侧分带进行绿化时应做深入防水处理; 桥面采取1.5%横坡, 机动车道和非机动车道水经过侧分带两侧排水管排出桥外, 为确保桥面不积水, 排水管每隔5m设置一个; 箱梁下缘设置滴水槽; 其它墩台顶面在设计中未注明, 在施工时注意将混凝土表面做成向边缘倾斜大于0.5%斜坡。
8）、 施工单位应严格按摄影关规范及设计文件对混凝土养护、 密实度、 混凝土保护层厚度及施工许可误差等与耐久性相关要求实施。
9）、 施工过程中如发觉混凝土开裂, 施工单位应立刻通知设计单位到现场检测、 分析原因并寻求妥善处理方案。
10）、 业主或运行管理单位应对桥梁各部进行定时检测与维修。
4、 无障碍设计
本桥人行道与桥头引道人行道衔接, 人行道上设置盲道, 具体设置与道路上人行道一致, 参见相关设计文件。
七、 施工关键点
相关桥梁施工工艺、 材料要求及质量标准, 除按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-）和《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80-1-）相关条文办理外, 还应尤其注意以下事项:
（一）上部结构
1、 箱梁预制
1）浇筑箱梁混凝土前应严格检验伸缩缝、 护栏、 泄水孔、 支座等隶属设施预埋件是否齐全, 确定无误后方可浇筑; 施工时, 应确保预应力孔道及钢筋位置正确性; 预制梁顶、 底板及腹板较薄, 施工单位应选择适宜集料粒径并做好配合比试验; 梁端2m范围内及锚下混凝土局部应力大、 钢筋密、 要求早期强度高, 应充足振捣密实, 严格控制其质量。
2）为了预防预制梁上拱过大, 及预制梁与桥面现浇层因为龄期差异而产生过大收缩差, 存粱期不应超出90d。若累计上拱值超出计算值10mm, 应采取控制方法。不一样存粱期上拱值（计算值）见下表（表中各位移以向上为正, 反之为负）。
非机动车道箱梁反预拱值设置表 　　　　　　 单位: mm
梁位
预制梁上拱值（理论值）
二期恒
反预拱度
钢束张拉时
存梁30d
存梁60d
存梁90d
载挠度
提议值
边梁
边跨
11.3
17.7
18.5
19
-3.57
-11
中跨
8.43
14.2
14.9
15.2
0.3
中梁
边跨
10.69
18
18.9
19.3
-4.1
-11
中跨
8.66
14.5
15.2
15.5
0.3
机动车道箱梁反预拱值设置表
梁位
预制梁上拱值（理论值）
二期恒
反预拱度
钢束张拉时
存梁30d
存梁60d
存梁90d
载挠度
提议值
边梁
边跨
11.3
17.7
18.5
19
-2.81
-11
中跨
8.43
14.2
14.9
15.2
0.3
中梁
边跨
10.69
18
18.9
19.3
-2.64
-11
中跨
8.66
14.5
15.2
15.5
0.3
表注: a、 表中数值为计算值, 施工时, 应依据预制梁实测上拱值修正反预拱度;
b、 表中反预拱度提议值未考虑竖曲线影响, 设计时应依据竖曲线半径调整反预拱度设置值;
c、 反预拱度可采取圆曲线或其它二次抛物线。
3）箱梁预制时, 除注意按本设计图纸预埋钢筋和预埋件外, 桥面系、 伸缩缝、 护栏、 支座及其它相关隶属结构, 均应参考相关图纸施工, 护栏预埋钢筋必需预埋在预制梁内。
2、 预应力工艺
1）预应力管道位置必需严格按坐标定位并用定位钢筋固定, 定位钢筋与箱梁腹板箍筋点焊连接, 严防错位和管道下垂。假如管道与钢筋发生碰撞, 应确保管道位置不变而合适挪动钢筋位置。浇筑前应检验波纹管是否密封, 预防浇筑混凝土时阻塞管道。
2）箱梁混凝土达成设计强度95%时, 方可张拉预应力钢束。预制梁内正弯矩钢束锚下控制应力为0.75fpk=1395MPa。墩顶连续段处负弯矩钢束均采取两端同时张拉, 锚下控制应力为0.73fpk=1357.8MPa。
3）施加预应力应采取张拉力与引伸量双控。当预应力钢束达成设计张拉力时, 实际引伸量值与理论引伸量值误差应控制在6%内。实际引伸量值应扣除钢束非弹性影响。
4）孔道压浆采取C50水泥浆, 要求压浆饱满。水泥浆强度达成40MPa时, 箱梁方可吊装。
3、 箱梁安装
1）箱梁施工工艺步骤
a、 设置临时支座并安装好永久支座（桥台或非连续端无需设临时支座）, 逐孔安装箱梁, 置于临时支座上成为简支状态, 立刻连接桥面板钢筋及端横梁钢筋。
b、 连接接头段钢筋, 绑扎横梁钢筋, 设置接头段顶板束波纹管并穿束。在日温最低时, 浇筑连接接头、 中横梁及其两侧与顶板负弯矩束同长度范围内桥面板, 混凝土达成设计强度95%时, 张拉顶板负弯矩预应力钢束, 并压注水泥浆; 顶板负弯矩钢束先张拉1#、 3#桥墩处钢束, 最终张拉2#桥墩处钢束。
c、 接头施工完成后, 浇筑剩下部分桥面板湿接缝混凝土, 由跨中向支点浇筑。
d、 连接顶板钢束张拉预留槽口处钢筋后, 浇筑桥面现浇层混凝土, 浇筑完成后拆除一联内临时支座, 完成体系转换。解除临时支座时, 应尤其注意严防高温影响橡胶支座质量。
e、 施工护栏、 喷涂防水层、 进行桥面铺装施工及安装施工缝。
2）箱梁吊装均采取捆绑式吊装, 吊点位置非连续端处靠近永久支座设置, 连续端靠近临时支座设置, 横桥向距离悬臂根部100mm, 吊装预留孔可采取PVC管, 孔口应采取方法, 以降低吊装时钢丝绳对箱梁磨损。
3）、 施工单位应依据所采取架设方法对箱梁进行荷载验算, 验算经过后方可施工。
4、 其她
1）钢绞线弯折处采取圆曲线过渡, 管道必需圆顺, 预制箱梁定位钢筋在曲线部分以间隔500mm、 直线段间隔为1000mm设置一组。顶板负弯矩钢筋束定位钢筋每间隔1000mm设置一组。
2）临时支座顶面高程应与永久支座顶面高程相齐平。
3）施工时应确保锚垫板与预应力束垂直, 垫板中心应对准管道中心, 在管道密集部位及锚固区, 应控制混凝土振捣及养生, 确保混凝土质量。
4）全部新、 旧混凝土结合面均应严格凿毛处理。
（二）下部结构
1、 系梁顶面标高应严格按设计文件实施。
2、 基础施工前, 施工单位在校核桩位坐标无误后方可放样, 而且在放样完成后应用钢尺对桩位进行多方位丈量校核, 确定无误后方可施工。
3、 施工时如发觉桩位实际地质情况与设计采取地质资料不符时, 应立刻通知监理和设计代表, 方便研究调整桩长。
4、 桩基应根据规范严格清孔, 桩底沉淀厚度不得大于50mm。全部桩基均应进行质量检测, 确保合格率100％。
5、 本桥第一根钻孔桩终孔前应通知设计代表、 监理到现场, 进行验孔后方可吊放钢筋笼, 浇注混凝土。
6、 较大致积混凝土浇筑应在一天中气温较低时进行, 且混凝土温差应控制在20℃以下, 必需时应采取冷却管降温等方法。
7、 垫石应确保顶面水平并与盖梁同时浇注。
8、 钢筋需接长时应有可靠连接方法, 同一断面钢筋接头数量不应超出钢筋总截面数量50%。
（三）隶属结构
1、 浇筑桥面铺装混凝土前, 必需清除结合面上浮皮、 油污, 并用水冲净。
2、 桥面防水层采取水泥基渗透结晶型防水剂, 每平米防水剂用量不少于1.8kg, 防水材料选择应满足(CJJ139－)相关要求。

（四）钢筋工程
1、 全部钢筋加工、 安装和质量验收等均应根据《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-)相关要求进行。
2、 凡因施工需要而断开钢筋当再次连接时, 必需进行焊接并应符合施工技术规范相关要求。
3、 施工中若钢筋发生矛盾, 许可进行合适调整部署, 但混凝土保护层厚度应给予确保。
4、 施工时要注意各工序之间联络, 需在上一工序预埋钢筋, 切记不得遗漏, 以免影响下一工序进行。
5、 全部钢筋接长均应严格根据规范要求实施。直径大于20mm钢筋接长时采取焊接, 焊缝长度及焊缝质量必需满足规范要求。
6、 本项目设计钢筋长度未考虑施工折减, 实际施工下料时应根据相关施工规范要求进行控制。
八、 强制性条文实施情况
本设计严格实施中国《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）相关要求。

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