桥梁设计要点.docx
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桥梁设计要点
一、桥梁设计要点
1、本设计图预应力混凝土连续T梁的设计基准期为100年，设计安全等级为二级，适用环境类别为Ⅰ（对应环境条件为温暖或寒冷地区的大气环境、与无侵蚀性的水或土接触的环境）。
2、T梁结构设计
（1）本设计连续T梁，采用先简支后连续方法架设。
预制T梁在连续墩上先简支临时支座上，结构连续施工完成后，解除连续墩上临时支座转换为支承于位于墩中心线的永久支座上。
（2）梁长与支点：
（单位：
m）
本设计图中，主梁各部分结构尺寸所对应构件温度为20℃。
标准尺寸见下表：
正交T梁
跨径
标准预制梁长
预制梁支点距墩中心（或台背线）
边跨
中跨
联端永久支座
连续墩临时支座
25
24.74
24.6
0.51
0.55
斜交30度T梁
跨径
标准预制梁长
预制梁支点距墩中心（或台背线）
边跨
中跨
联端永久支座
连续墩临时支座
30
29.68
29.5
0.61
0.70
曲线桥各墩位横桥向中心线按径向布置，斜交桥各墩位横桥向中心线按与路线横断面方向夹角30度布置，梁肋按直线预制，每片梁预制长度随曲率半径变化。
梁长在两端梁肋等厚度段调整。
平面曲线线型由边梁翼板悬臂长度变化或防撞栏位置变化调整。
（3）主梁断面：
单幅桥横向5片T梁。
A.25米T梁：
主梁高度1.75m，梁间距2.45m，其中内梁预制宽度1.8m、边梁预制宽度2.0m，翼缘板中间湿接缝宽度0.65m。
主梁跨中肋厚0.2m，马蹄宽为梁两端部均匀加厚段0.6m、中部均匀段0.46m。
b.斜交30米T梁，半幅五片梁布置，主梁高度2.0m,T梁梁间距2.45m，其中内梁预制宽度1.70m、边梁预制宽度1.95m，翼缘板中间湿接缝宽度0.75m。
主梁跨中肋后0.2。
30米T梁马蹄宽为梁两端部均匀加厚段0.6m、中部均匀段0.46m。
当桥跨处于直线段内或全超高段内时，主梁行车道板顶面横坡度设计与桥面横坡度相同；当桥跨处于超高缓和段时，主梁行车道板顶面横坡度应严格按照《T梁预制横坡表》进行预制。
（4）主梁横隔板：
主梁横隔板理论间距5.0m，联端设有伸缩缝预留槽。
对应端横隔板根据伸缩缝预留槽宽度而适当内移。
横隔板在横桥向上设有与桥面板横坡相对应的横坡度值，横隔板（包括梁端现浇连续段）下缘横坡为折线式，梁端现浇连续段涉及支座预埋钢板范围横坡设为平坡。
湿接缝范围的横隔板采用现浇砼连接。
端横隔板位置根据梁长调整，曲线桥端横隔板沿曲线径向布置。
斜交桥横隔板按与主梁中心线承60度夹角布置。
（5）桥面铺装：
设计总厚度17cm，其中防水水泥混凝土厚度8cm，沥青混凝土厚度9cm，两者之间加设防水层。
（6）预应力体系：
预制主梁预应力钢束采用Φs15.2-7、Φs15.2-8及Φs15.2-9钢绞线，镀锌双波纹管成孔，锚具参考OVM15锚固体系。
现浇连续段采用Φs15.2-5钢绞线，BM15扁形锚具，管道用镀锌双波纹管成孔，卷管所用钢带厚度不小于0.35mm。
钢绞线均采用两端一次张拉锚固。
（7）桥梁支座：
设计采用普通板式橡胶支座GJZ或GYZ及四氟板式橡胶支座GJZF4或GYZF4,规格详见设计图。
临时支座采用硫磺砂浆，施工单位可根据施工经验采用其他的可靠方法做临时支座。
（8）桥梁伸缩缝：
采用模数式伸缩装置。
梁端预留槽口尺寸及预埋钢筋参考SSFB和GQF-MZL型号设计。
（9）防撞栏（安全带）：
设计参考闽华混凝土防撞栏，单侧防撞栏线荷载为7.5KN/m。
二、桥梁设计计算
（一）结构分析
结构设计计算符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004要求。
结构纵桥向受力分析采用同济大学“桥梁博士”平面杆系有限元程序（V3.0版）。
主梁横向分布系数按刚接梁法计算。
桥面板按单向板和悬臂板计算。
本设计主梁的正弯矩预应力钢束按全预应力构件设计，现浇连续区段负弯矩预应力钢束按部分预应力构件设计。
4、设计参数
（1）相对湿度为70～99%；
（2）墩、台不均匀沉降考虑5mm；
（3）竖向温度梯度模式（h为箱梁高度）
升温模式
距主梁上缘（cm）
0
6
36
h
温度（℃）
11.4
5.74
0
0
降温模式
距主梁上缘（cm）
0
6
36
h
温度（℃）
－5.7
－2.87
0
0
（4）体系整体均匀升温25℃，均匀降温为23℃；
（5）预应力管道采用钢波纹管成形，管道摩擦系数u=0.25；
（6）管道偏差系数k=0.0015；
（7）锚具变形和钢束回缩量为6mm（单端）；
（8）预应力砼结构容重按26KN/m3计。
（9）基本风压（1%）：
450Pa；基本设计风速（1%）：
26.0m/s。
（二）墩柱、盖梁和灌注桩按持久状况承载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。
三、桥梁主要材料
1、混凝土
主梁、翼缘板、横隔板、湿接缝、现浇连续段均匀采用C50砼；
连续刚构T梁桥面铺桩采用C40防水砼，抗渗等级为W4。
盖梁、台帽：
C30砼
墩柱：
C30砼
系梁：
C30砼或C25砼
桩基：
C25砼
防撞栏、桥头搭板：
C30砼
2、钢材
（1）预应力钢束：
采用高强度低松弛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=1.95×105MPa，1000h后应力松弛率不大于2.5%，其技术性能必须符合中华人民共和国国家标准（GB/T5224-2003）《预应力筋用钢绞线》的规定。
（2）普通钢筋：
钢筋直径≤10mm者采用R235光圆钢筋，直径＞10mm者采用HRB335带肋钢筋，其技术性能应分别符合中华人民共和国国家标准《钢筋混凝土热扎光圆钢筋》（GB13013-1991）、《钢筋混凝土热扎带肋钢筋》GB1499-1998的规定。
（3）预应力锚具：
必须采用成品锚具及其配套设备，并应符合中华人民共和国国家标准（GB/T14370-2000）《预应力锚具、夹具和连接器》、中华人民共和国交通行业标准（JT329.2-97）《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、连接器试验方法及检验规格》等技术要求。
（4）后张预应力体系：
应符合国际砼协会（FIP）《后张预应力体系验收建议》的要求。
金属波纹管应满足《预应力混凝土用金属螺纹管》JG/T3013-94的要求。
（5）其它钢材：
除特殊规定外，其余均采用Q235钢（原称A3钢），其技术性能必须符合国家标准《碳素结构钢》GB700的规定。
3、桥梁支座：
采用常温型氯丁橡胶支座，其技术性能应符合中华人民共和国交通JT/T4-2004《公路桥梁板式橡胶支座》标准。
支座预埋钢板及上、下钢板均采用热浸镀锌钢板，镀锌层厚度0.1mm。
4、桥梁伸缩缝：
采用模数式伸缩装置，其橡胶类别为氯丁橡胶，其技术性能应符合中华人民共和国交通JT/T327-2004《公路桥梁伸缩装置》标准。
5、机械连接必须符合中华人民共和国行业标准（JGJ107-2003）《钢筋机械连接通用技术规程》中Ⅰ级接头要求。
Ⅰ级接头应采用不缩小弱钢筋头母材有效截面的接头形式，并满足相关的技术规范要求。
6、桥面防水层：
采用改性乳化沥青粘层，其技术指标见路面工程。
7、材料及工程质量应符合《公路质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的要求。
8、钢纤维混凝土：
钢纤维应中华人民共和国行业标准《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTGF30-2003的规定；钢纤维砼抗弯拉强度应比同级砼抗弯强度提高40%以上，并不小于7MPa。
四、桥梁施工注意事项
（一）T梁上部结构
1、施工前应有完善的施工组织设计和详细的施工方案步骤，合理安排预制、架设各环节工期，达到施工连续不间断。
2、主梁预制过程包括模板制作、台座放样等均应注意因桥梁纵横坡引起的主梁预制各部分的坡度设置及对称性，同时应注意伸缩缝预留槽、负弯矩束张拉槽、预应力管道（梁端负弯矩束扁管应外伸以对接）、各类埋件等的设置位置、尺寸、方法。
3、各主要材料的订购采购必须符合有关规范要求，使用前应根据有关质量标准严格检测并遵照有关规范施工，预应力钢绞线张拉、锚固、灌浆等机具使用前必须严格校对、检测。
4、C50混凝土施工前必须进行配合比试验，综合考虑施工程序、工期安排、环境影响等各种因素，通过实验保证砼强度，减少砼收缩徐变影响，并应注意砼强度试件的取样及养生条件需与主梁梁体砼相吻合。
C40以上砼宜采用不低于525号硅酸盐水泥浇筑，同时为保证桥梁外观颜色，同一座桥的混凝土宜采用同一厂家同品种水泥浇筑。
砼用石料强度不低于砼强度的2倍。
5、主梁梁体砼耐久性要求：
最大水灰比0.55，最小水泥用量350kg/m3，最大氯离子含量0.06%，最大碱含量1.8kg/m3。
6、预制主梁砼浇筑施工时，预制梁长应注意考虑环境温度变化的影响，梁长增减值平均分摊在梁肋端头等厚段内，束长增减值设于跨中截面均匀段内。
7、主梁预制后，应加强养生。
T梁脱模时，应及时对横隔板底部进行支撑以防梁身产生裂缝。
当养生时间大于等于14天且砼强度达到设计强度100%时，方可施加预应力并及时压浆。
施加预应力后，梁体必须处于简支状态，并适当遮盖不得曝晒曝寒。
8、预制主梁预应力筋张拉后90天之内完成本联内现浇连续段浇注，现浇连续段浇注温度控制在15～20℃，宜杂在一天低温时段浇注，一联内各浇注连续段的浇注温度应基本相同。
一联现浇连续段浇注完毕且砼强度达到设计强度的90%，所穿过的张拉槽封槽砼强度达设计强度80%及时张拉负弯矩预应力束并及时压浆。
9、预制主梁上设置的负弯矩钢束张拉槽内所穿过的行车道板及梁肋等钢筋应注意预留足够长度，保证张拉槽封槽砼浇注前穿过张拉槽内的钢筋等强度连接。
10、属于平曲线范围的桥梁，负弯矩钢束在墩顶存在偏角，负弯矩钢束平弯应在墩顶现浇注段内完成，且平弯半径不小于5米。
11、预应力钢束采用两端张拉，其张拉顺序按预应力钢束结构图中的钢束编号顺序对称均匀进行，其预应力钢绞线锚下控制张拉力见下表：
正交T梁
跨径（米）
位置
钢束束数及规格
锚下控制应力
锚下控制张拉力
（MPa）
（kN）
25
预制梁
边跨
3Φs15.2-8
0.75fpk=1395.0
每束1551.2
中跨
2Φs15.2-7
0.75fpk=1395.0
每束1357.3
1Φs15.2-8
0.75fpk=1395.0
每束1551.2
连续墩顶
5Φs15.2-5
0.74fpk=1376.4
单根191.3
斜交30度T梁
跨径（米）
位置
钢束束数及规格
锚下控制应力
锚下控制张拉力
（MPa）
（kN）
30
预制梁
边跨
1Φs15.2-8
0.75fpk=1395.0
每束1551.2
3Φs15.2-7
0.75fpk=1395.0
每束1357.3
中跨
1Φs15.2-9
0.75fpk=1395.0
每束1745.1
2Φs15.2-8
0.75fpk=1395.0
每束1551.2
连续墩顶
5Φs15.2-5
0.74fpk=1376.4
单根191.3
表中钢束控制应力和张拉力为一次张拉的锚下控制数据，均未包括锚具摩阻损失。
施工中应增加锚具摩阻损失的张拉力。
例如：
采用OVM锚具应增加2.5%的张拉力。
预应力钢束张拉采用一次张拉工艺，张拉过程应在厂家指导下按《公路桥涵施工技术规范》严格进行。
预应力钢束张拉采用双控指标，即锚下张拉力和钢束延伸量，以张拉力为主，延伸量校核。
12、预应力钢筋管道压浆用水泥浆，按70mm×70mm×70mm立方体试件，标准养护28d测得的抗压强度不应低于40MPa，水泥浆强度达到30MPa时，预制梁方可吊装。
其水灰比宜为0.40～0.45。
不得掺加氯盐、铝粉。
13、主梁预制应设置向下拱度，其值大小以水泥混凝土铺装前梁的上拱度（向上）不大于2cm,同时满足成桥后预拱度（向上）要求控制。
下表为反拱度参考值和预制梁预应力张拉后的梁上拱控制值。
跨径（m）
反拱度（向下）参考值（mm）
张拉后梁上拱控制值（m）
边跨
中跨
边跨
中跨
25
17
14
8～14
7～14
注
表中数值均相对水平面
上表中的反拱度值仅为参考值，具体反拱值应在施工时先行按照参考的反拱度预制一片并进行张拉后确定，并可根据实桥多片梁预制情况予合理调整。
确定反拱度时还必须考虑在存梁时间内的预拱度继续发展的可能。
14、施工中应注意预制梁连续端行车道板的内缩设置，严禁截断内缩部分的行车道板钢筋及预埋钢筋等。
当预应力波纹管道与梁肋闭合箍筋干扰时，应保证钢束的设计位置，可将钢筋适当挪动，严禁剪断。
15、主梁翼板湿接缝处及连续端头的砼表面必须凿毛、冲洗，应保证新老砼结合形成整体。
16、预制主梁简支安装的临时支座，设计采用硫磺砂浆制成，内埋发热电阻丝，采用电热法解除临时支座，施工前应进行试块试验，支座转换时要求同一连续墩上各硫磺砂浆临时支座应同步通电卸载。
施工应采取措施，避免电热解除临时支座时损伤永久支座。
施工单位可根据施工经验采用其它可靠的方法做临时支座。
17、永久性支座应水平设置，并注意安置方向。
连续墩纵桥向上对应各片主梁的临时支座与永久支座上连体钢板设置应注意保证密贴性，确保纵桥向单侧预制主梁架设时连体钢板不出现翘边现象。
支座上下钢板规格应严格按设计要求采用。
为防锈蚀，支座预埋钢板均采用热浸镀薪钢板。
要求钢板平整，不允许焊接变形。
滑动支座外面必须设置防尘罩。
18.主梁施工必须按照下述顺序进行：
（1）主梁安装后，焊接横隔板钢筋及连接纵向湿接缝钢筋，浇注纵向湿接风和湿接缝范围的横隔板砼；
（２）焊接或安装现浇连续段接头钢筋，布设负弯矩钢束，浇注现浇连续段砼；
（３）待现浇连续段砼强度达到设计强度的90%可张拉第一批负弯矩钢束，后批负弯矩钢束应待前批负弯矩钢束张拉槽封槽砼强度达设计强度80%可张拉。
张拉槽内钢筋须等强度连接后封槽。
连续墩负弯矩钢束横桥向各片主梁应对称张拉。
（４）待一联负弯矩钢束张拉槽封槽砼强度均达设计强度80%采用电热法接触硫磺沙浆临时支座，实现支座转换。
（５）焊接或安装防撞栏钢筋和桥面铺装钢筋、浇注防撞栏砼、浇注桥面铺装砼，防水层，最后铺筑沥青砼及安装伸缩逢等。
有关施工的详细步骤请详见《连续Ｔ梁施工步骤示意图》。
19凡需焊接的钢筋，均应满足受力构件焊接要求，并且要求在不同强度级的异种钢材相电焊时（如16锰和A3号钢相焊），其焊接强度应保证高于较低强度级的钢材之强度。
20.伸缩缝安装温度对应的型钢间隙与梁端间隙参考值见下表：
安装温度
35℃
30℃
25℃
20℃
15℃
10℃
80型
型钢间隙（mm）
8.75
12.50
16.25
20.00
23.75
27.50
梁端间隙（mm）
48.75
52.50
56.25
60.00
63.75
67.50
160型
型钢间隙（mm）
2×8.75
2×12.50
2×16.25
2×20.00
2×23.75
2×27.50
梁端间隙（mm）
2×48.75
2×52.50
2×56.25
2×60.00
2×63.75
2×67.50
安装温度一般控制在15~20℃，可参考上述或伸缩缝厂家提供的资料预留缩缝处的梁端间隙及型钢间隙进行安装。
桥台处梁端间隙为梁端线至台背线间矩。
预制Ｔ梁架设施工过程中应严格检查梁端间隙，确保满足设计要求。
为控制梁体收缩量，伸缩缝应在预制Ｔ梁90天以后安装。
21.主梁预制时不设吊环，采用兜托梁底起吊。
其吊点位置离支座中心线不大于0.8m，吊装孔开在翼缘板跟部，预留孔大小可根据施工要求自行确定，但不大于10cm，预制主梁架设就位后应尽快封孔。
22.主梁在起吊、运输、安装过程中，应始终保持梁体处于简支状态，梁体平移时，两端应同时进行，注意梁体水平及平稳，防止梁体受扭、倾斜甚至倾覆。
安装时应注意保证一片裸梁的稳定性。
23．主梁的吊装设备可选用双倒梁或跨墩龙门架等，具体施工方法由施工单位确定。
施工吊装方案应注意施工阶段桥梁下部结构的承载力及墩顶变位控制，保证体系转换前的墩顶变位接近零，确保桥梁结构安全。
24.现浇连续端砼时应采取有效措施保证支座不受损伤。
25.边主梁外翼缘下缘（含现浇连续段）应注意距翼边缘10cm处设直径3cm半圆形滴水槽。
26.桥面排水以竖向直排为主，当与连续梁负弯矩区预应力筋干扰时，该区间由护栏水平排出．位于纵坡下方的伸缩缝前应另加一道排水孔。
27.图中参考的有关产品型号（如锚具、伸缩缝等），若在施工中改变其产品型号，应对设计图中相应部位尺寸及有关预埋件同时进行修改，相关技术标准及计算参数应与本设计吻合。
28.桥梁的施工及使用过程应实行严格管理，在桥面铺装未达到设计强度前的整个施工工程，禁止车辆通过；使用过程必须进行定期检查和维护。
29.应注意结构的整体施工观念，部分相关图纸需同时使用，有关预埋件不得遗漏。
30.其它施工未尽事宜应该严格执行《公路桥梁施工技术规范》。
（三）下部结构
1.施工单位应采用可靠精确的方法对桥基础中线及各桩位坐标准确放样。
放样前应对提供的坐标进行复核，对高墩施工期间的墩顶变位控制应采取有效措施，控制在0.5√L。
2．钻孔桩成孔后，必须测量孔深、垂直度、孔径和沉淀层厚度等，确认满足设计要求后，才能灌注砼，灌注砼过程中注意控制成桩钢筋笼中心位置。
应加强检测，防止坍孔、缩径、砼离析和桩偏位。
3.钻孔桩的护壁泥浆性能指标应符合《公路桥涵施工技术规范》第6.2.2条要求，尤其应注意控制失水率，保证泥皮厚度控制成规范允许的范围内，以确保桩基承载能力的发挥。
4.钻孔桩清洗要求：
沉渣厚度按设计图要求进行。
5.桥墩台桩径等要求放样精确，确保精度。
6.桥址处钻孔数有限，施工中如发现地质与设计不符，应及时反馈以进行变更。
7.主梁梁体砼耐久性要求：
最大水灰比0.55，最小水泥用量275kg／m3，最大氯离子含量0.3%，最大碱含量1.8kg/m3。
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应满足部颁《公路桥涵施工技术规范》有关要求。
所有钢筋间焊接均应采用双面焊接。
对于直径大于等于25毫米的所有钢筋接头要求采用机械连接。
（四）其它
1.对提供的设计图纸上的所有数据（特别是坐标和标高），施工前应逐一核对，把可能存在的问题发现在实施之前。
2.施工单位应尽可能采用先进技术和先进设备，确保施工质量。
3.台后、锥坡及挡墙墙背填料采用透水性材料分层夯填，压实度要求达96%以上。
4.应注意结构的整体施工观念，部分相关图纸需同时使用，有关预埋件不得遗漏。
其它施工未尽事宜应严格执行《公路桥梁施工技术规范》。
5.交通工程预埋件详见第七册：
《交通工程设计图》。
6.高程系统采用1985年国家高程基准，平面坐标系统采用1954年北京坐标系统。
五、强制性条文执行情况
1.公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）
（1）桥涵结构设计的设计基准期符合第1.0.6条规定，结构的设计安全等级符合第1.0.9条规定；
（2）结构设计取用的代表值符合第4.1.2条规定，效应组合符合第4.1.6条规定，计算时取用的汽车荷载的计算图式、荷载等级及其标准值、加载方法和纵横向折减、汽车荷载冲击力等符合第4.3.1条条规定；
（3）桥梁汽车荷载冲击力符合第4.3.2条规定；
2.公路圬工桥涵设计规范（JTGD61-2005）
（1）砌体计算时取用的沙浆强度指标符合第3.3.3条规定；
（2）构件采用分项安全系数的极限状态设计，荷载组合系数按《公路桥涵设计通用规范》中表4.1.6取值。
材料或砌体r０按第4.0.3、第4.0.4取值。
3.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）
（1）构件计算时采用的材料（预应力钢绞线、普通钢筋、砼）取用的强度指标符合第3.1.3条、第3.1.4条、第3.2.2条和第3.2.3条规定；
（2）正截面的斜截面抗裂验算符合第6.3.1条规定；
（3）普通钢筋及预应力钢束的砼保护层厚度符合第9.1.1条规定；
（4）钢筋混凝土构件（桩、柱）纵向受力钢筋最小配筋百分率符合第9.1.12条；
（5）竖向预应力钢筋的纵向间距、箍筋与定位钢筋的直径均符合第9.4.1条。
4.公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）
（1）桩基计算采用我院自行开发的“桩基计算程序”，其计算结果符合第1.0.3条规定；
（2）桩基砼标号为C25，符合第4.2.2条规定；
（3）钻（挖）孔桩的间距符合第4.2.3条规定。
5.公路工程抗震设计规范（JTJ004-89）
本工程所处地区的地震动峰值加速度值小于或等于0.05g，场区地震基本烈度为Ⅵ度，可不进行抗震设计，各桥按Ⅶ度构造设防。
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