02 刚构石板溪大桥施工图设计说明修Word下载.docx

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6、下阶段进一步完善桥梁耐久性设计.连续箱梁应适当加大钢筋保护层厚度，等截面箱粱应适当增加顶底板厚度，变截面箱梁应适当增加腹板厚度。

施工图设计根据批复意见，连续箱梁适当加大钢筋保护层厚度，上部构造顶板由20cm增加为25cm，底板厚由18cm增加为23cm，大跨径桥梁主桥变截面箱梁最小腹板厚度由40cm增加为50cm。

7、下阶段应对处于陡坡上的桥梁进行稳定性分析，并结合施工便道和基坑开挖方案设置相应防护工程，确保桥梁安全。

施工图设计中对处于陡坡上的桥梁墩台进行计算分析，确保每个墩台均能满足强度及稳定性要求；

结合施工便道和基坑开挖方案，对开挖边坡进行防护，对危岩体进行清除，确保桥梁安全。

三、技术标准及采用规范

1设计标准

（1）设计速度：

80km/h；

（2）桥幅宽度布置：

本桥位于整体式路基段桥幅：

50+1100+50+（50）+50+1100+50=2450cm

左幅桥宽1200cm=50cm（防撞墙）+1100cm（行车道）+50cm（防撞墙）

右幅桥宽1200cm=50cm（防撞墙）+1100cm（行车道）+50cm（防撞墙）

（3）汽车荷载等级：

公路Ⅰ级；

（4）设桥面横坡：

单向2%，主桥部分无超高设置。

（4）设计洪水频率：

本桥位于山谷，主跨部分为高架桥，故不考虑洪水影响；

（5）地震动峰值加速度：

a＝0.05g；

（6）环境类别：

Ⅰ类。

2采用的主要技术标准及规范

《公路工程技术标准》JTGB01-2003

《公路桥梁抗震设计细则》JTG/TB02-01-2008

《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）2008更新版

《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004

《公路圬工桥涵设计规范》JTGD61-2005

《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-2007

《公路桥涵施工技术规范》 

JTG/TF50-2011

《公路桥涵养护规范》JTGH11-2004

《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》JT/T663-2006

《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTG/TB07-1-2006

《公路桥梁抗风设计规范》JTG/TD60-012004；

《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ02586；

《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》JTJ07494；

《冷扎带肋钢筋混凝土结构技术规程》JGJ952003；

《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/12004；

《预应力混凝土用钢绞线》GB/T52242003。

四、基本设计资料

1地形、地貌

桥区所在地隶属湖北省恩施市芭蕉乡石板溪村。

在K7+000附近呈正交跨越G209，交通较便利。

桥区属构造溶蚀侵蚀低山峰丛地貌区，斜坡沟谷地形，微地貌有折线形斜坡、宽缓台地、残丘孤孢、洼地、陡崖、“U”型谷地及国道等。

桥轴线经过段地面标高在470.0～600.0m之间，相对高差约130m。

恩施岸一侧处于陡缓相间的阶梯状斜坡台地上，自然坡度约10～25°

，跨越国道G209和“U”型谷地后在来凤岸的凹形陡壁上展线，自然坡度约35～45°

，“U”型谷地内地势平缓，恩施岸植被较发育，来凤岸基岩出露较广泛。

2工程地质条件

（1）地质构造

桥区大地构造位于扬子准地台之中，单斜岩层构造，从属于羊头山背斜的东南翼，大溪沟向斜的西北翼。

区内未见断裂通过，整体稳定性较好。

下伏基岩地层为三叠系下统大冶组（T1d）灰岩，岩层产状110°

∠45°

，节理裂隙发育，二组优势节理，分别为：

L1：

251°

∠78°

、L2：

50°

∠82°

。

（2）地层岩性

根据勘察资料，桥区下伏基岩为大冶组（T1d）灰岩，在溶蚀谷地及冲沟内发育第四系全新统冲洪积（Q4al＋pl）的粘性土及卵、砾石土，两岸坡表发育残坡积（Q4el+dl）粘性土及碎、砾石土，恩施岸一侧较来凤岸一侧发育。

3水文条件

（1）地表水

桥区地表水主要为溶蚀谷地中间少量溪沟流水，水量受降雨量控制，具山区典型暴涨暴落的特点。

（2）地下水类型及特征

区内地下水主要有松散岩类孔隙水及基岩溶隙、裂隙水。

松散岩类孔隙水主要赋存于溶蚀谷地内的冲洪积覆盖层，卵砾石层透水性相对较好，两岸坡体上的残坡积覆盖层富水性差。

总体上松散岩类孔隙水水量较贫乏。

岩溶裂隙水赋存于大冶组（T1d）灰岩中，水量受地形条件、裂隙、岩溶发育程度及补给源的控制。

勘察期间，仅在谷地低洼地带揭示地下水位，标高约为469m，表明桥区地下水位埋深较大。

（3）补排条件及动态特征

区内地下水主要接受大气降水的入渗补给，少部分接受区外地表径流的补给，地下水主要通过岩溶裂隙，以地下伏流由高向低排泄于低洼地带的溶蚀槽谷及岩溶洼地内。

由于桥位处于区域侵蚀基准面标高之上，地下水径流条件好。

（4）地下水影响

区内地下水径流条件较好，地下水埋藏较深，除谷地内有一定的影响外，其他地带影响不大。

（5）地表、地下水的腐蚀性评价

据线路段所取水样的水质分析结果，桥址区地表、地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。

4气象与气候

项目区属亚热带大陆性季风湿润气候区，四季分明，春长于秋，夏长于冬，雨热同季，光照充足，气候温和，雨量充沛，终年湿润，因地形错综复杂，地势高差悬殊，又呈现出极其明显的气候垂直地域差异。

温差变化较大的月份为7、8二月，温差变化较大的地区为狭谷盆地区，极端最高气温40.8℃，极端最低气温零下12.7℃。

个别地段因坡向不同也存在气温差异，一般是阳坡大于阴坡。

境内降雨充沛，年平均降雨量一般在1300～1700mm，每年的1月、2月和12月降雨量最少；

6月和7月降雨量最多，并具降大雨、暴雨的特征。

降雨主要集中在每年的5、6、7、8月，降雨量占全年降雨量的65%以上，其次是4月、9月和10月，降雨量占全年的30%以上。

本项目区内冬季有寒冻现象发生，海拔1000m上的中山、高中山区以上积雪现象较明显，海拔1200m以上易结冰，临时性冻土厚度一般30cm以内。

5地震及区域稳定性

根据国家标准《建筑抭震设计规范》（GBT50011-2001）和《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。

根据《公路工程抗震设计规范》，可提高一度采取抗震措施，按7度采取抗震措施。

按地表下20m范围内的土层综合评定桥址区场地土类别为Ⅱ类场地土,桥址区无液化土层。

五、结构布置

1平曲线

本桥平面分别位于圆曲线（起始桩号:

K16+553，终止桩号:

K17+347.859，半径:

2600m，左偏）和直线（起始桩号:

K17+347.859，终止桩号:

K17+370.58）上，桥面横坡为双向2%。

桥梁墩、台中心线按路中心线法线方向布置。

2竖曲线与纵坡

本桥纵断面位于R=15000m的竖曲线和纵坡2.2%上。

3桥跨布置

石板溪大桥是一座整体式桥梁，两幅桥中心桩号均为K16+960，其布孔为9×

40+（65+2×

120+65）+2×

40，分为四联。

起讫桩号为K16+552.5～K17+367.5，全长815.0m。

其中65+2×

120+65为预应力混凝土连续刚构主桥，其余40m跨为先简支后连续T梁型式。

六、主要材料

1混凝土

（1）沥青混凝土：

用于桥面铺装，全桥桥面铺装厚度10cm。

（2）C50混凝土：

用于主桥（65+2×

120+65m连续刚构箱梁）、6cm厚混凝土现浇调平层；

引桥用于上构预应力混凝土T梁及其湿接缝、桥面现浇层、墩顶现浇连续段，10cm厚桥面现浇层。

（3）C40混凝土：

主桥桥墩墩身；

主桥过渡墩帽梁、墩身；

实心薄壁墩墩身、实心薄壁墩盖梁、空心薄壁墩墩身、空心薄壁墩盖梁、双柱固结墩盖梁。

（4）C30混凝土：

用于桥台台帽、背墙、挡块、侧墙顶、连续墩和释放墩帽梁、双柱墩墩柱及墩柱系梁、桥墩承台、基桩、防撞护栏及桥头搭板。

（5）C25混凝土：

用于U台台身、侧墙和扩大基础

（6）C40小石子混凝土：

用于墩台支座垫石。

2钢材

（1）预应力钢材：

钢绞线技术性能应符合标准《预应力混凝土用钢铰线》（GB/T5224-2003），其抗拉强度标准值fpk=1860MPa，公称直径15.2mm，弹性模量Ep=1.95×

105Mpa。

（2）预应力锚具：

预制T梁正弯矩钢束采用M15系列圆形锚具及其配套的配件，预应力管道采用圆形金属波纹管；

T梁墩顶连续段处负弯矩钢束采用M15系列圆形锚具及其配套的配件，预应力管道采用圆形金属波纹管。

（3）普通钢筋：

采用HPB235、HRB335钢筋，钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB1499.1-2008）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2007）的规定。

HPB235、HRB335钢筋用于抗裂钢筋、构造钢筋及受力钢筋，HRB400钢筋用于部分结构主要受力钢筋。

（4）Фx32精轧螺纹钢筋：

标准强度fpk=930Mpa，弹性模量Es=2.0×

105Mpa，张拉控制应力为0.85fpk=790.5Mpa，YGM锚固体系。

用于主桥部分竖向预应力筋。

精轧螺纹钢筋应符合《预应力混凝土用螺纹钢筋》GB/T20065-2006规范要求。

（5）其他钢材：

泄水管（铸铁材料）、钢板、检测管及焊条等，均应符合现行相关国家和行业标准的规定及满足设计、施工需要。

3其它材料

（1）支座：

桥梁支座采用GJZ板式橡胶支座及GPZ（Ⅱ）盆式橡胶支座，其技术性能应符合《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》（TJ/T663-2006）、《公路桥梁盆式橡胶支座》（JT/T391-2009）的要求。

（2）伸缩缝：

桥面伸缩缝采用80型、160及400型伸缩缝，必须注意在桥台背墙、预制梁梁端处预埋钢筋和预留槽口。

其技术性能应符合《公路桥梁伸缩装置》（TJ/T327-2004）的要求。

七、桥梁结构设计要点

1主桥上部结构

主桥上部结构为（65+2×

120+65）m四跨预应力混凝土连续刚构箱梁，箱梁根部高度7.0m，跨中高度2.5m，箱梁根部底板厚150cm，跨中底板厚32cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按2.0次抛物线变化。

箱梁腹板根部厚70cm，跨中厚50cm，箱梁腹板厚度从根部至跨中分两个直线段变化。

箱梁顶板厚度28cm，0号节段顶板厚50cm。

主桥箱梁上设置通风孔，通风孔直径10cm，每隔2～3m设置一对，分别布置在块件跨中截面中性轴附近的腹板上，箱梁0#块处的横隔梁边缘处两边底板上分别设置D=10cm排水圆孔。

在边跨现浇段一侧箱梁底板上设置了一检修预留孔，直径80cm。

箱梁顶宽12.0m，底宽6.5m，顶板悬臂长度2.75m，悬臂板端部厚15cm，根部厚68cm。

箱梁顶设有2%的横坡，箱梁浇筑分段长度依次为：

12.0m长0号段+7×

3.0m+8×

4.0m，边、中跨合拢段长均采用2.0m，边跨现浇段长3.9m。

主桥上部构造按全预应力混凝土设计，采用三向预应力，纵向及横向预应力钢束采用GB/T5224-2003标准270级钢绞线，单根钢绞线直径15.24mm，公称面积140mm2，弹性模量1.95×

105MPa，标准强度1860MPa,设计锚下张拉控制应力1357.8Mpa。

箱梁纵向钢束每股直径15.24mm，OVM锚固体系；

顶板横向钢束每股直径15.24mm，扁锚体系；

竖向预应力采用精轧螺纹钢筋。

纵向预应力束管道采用预埋金属波纹管成孔。

横、竖向预应力束（筋）管道采用预埋金属波纹管成孔。

2主桥下部结构

本桥左幅10#-12#、右幅10#-12#为主桥桥墩，为左、右半桥分离的薄壁墩。

主桥桥墩墩身采用双肢变截面矩形空心墩，肢间净距3m，纵向每墩双肢外侧不放坡，横向从上向下均按100：

1放坡。

主墩承台厚4.5m，基础采用桩径2.5m的钻（挖）孔灌注桩，基桩按纵向三排、横向两排布置，单线每墩共6根桩。

主、引桥间过渡墩采用等截面薄壁空心墩，承台厚3.0m，基础采用桩径2.0m的钻（挖）孔灌注桩，基桩按纵向两排、横向两排布置，单线每墩共4根桩。

过渡墩处设240型伸缩缝，主桥箱梁下设GPZ2.5DX单向滑动盆式橡胶支座和GPZ2.5SX双向滑动盆式橡胶支座各一套。

3引桥

引桥上部构造为40m后张预应力混凝土T梁，先简支后结构连续体系。

40mT梁预制梁高2.5m，半幅桥每孔布置5片T梁，梁距2.4m，梁间横向采用70cm宽湿接头连接；

引桥上部构造采用40mT梁通用图。

注意T梁与箱梁相接处，两端的特殊构造。

引桥下部构造采用双柱式墩、矩形实心墩和薄壁空心墩，钻（挖）孔桩基础，桥台采用U型桥台扩大基础。

本桥引桥T梁预制场设在楠木园大桥恩施岸台后路基上，中心桩号K15+750附近，与楠木园大桥共同使用该预制场。

八、桥梁结构分析计算

1施工及运营阶段静力分析

预应力混凝土悬浇连续刚构施工工艺流程为：

下构施工完成后，在墩旁托架上浇筑0号块，其余块件（除合拢段及边跨现浇段外）均以挂篮悬臂对称浇筑，并张拉各阶段预应力钢束，直至最大悬臂；

然后按先边跨合拢，后中跨合拢的顺序；

最后进行桥面系施工。

按此流程逐阶段计算结构各截面内力、应力和位移，每个悬臂的施工包括挂篮就位、梁段浇筑、张拉预应力束（筋）及挂篮前移等四个主要工况。

成桥运营计算包括恒载、活载、支点沉降、温度、静风力及地震力等工况，按规范进行最不利荷载组合。

计算软件采用桥梁静力线性计算程序QJX和MIDAS2006，分别对上述各工况进行计算。

计算参数

（1）恒载

一期恒载：

预应力混凝土、钢筋混凝土容重γ=26kN/m3。

二期恒载：

铺装：

60mmC50混凝土，γ=25kN/m3；

100mm沥青混凝土，γ=23kN/m3；

防撞护栏15.5kN/m。

（2）汽车荷载

按公路－Ⅰ级进行计算。

横向折减系数：

11m桥宽（计入紧急停车带的桥宽）:

单向三车道折减系数0.78，并与二车道相比较；

箱形连续梁考虑活载扭矩影响，偏载系数取：

1.15

公路－Ⅰ级冲击系数：

按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）第4.3.2条计算；

（3）预应力

控制张拉力：

钢绞线：

σcon＝0.75fpk；

σcon为锚下控制应力（即计算输入应力）。

管道与工艺：

预应力连续梁：

预埋金属波纹管及真空压浆工艺，μ＝0.25，k＝0.0015；

（4）混凝土徐变及收缩的影响

混凝土收缩应变终极值和徐变系数：

按《公路钢筋混凝土及预应力桥涵设计规范》（JTGD62-2004）表6.2.7取用。

阶段混凝土收缩应变和徐变系数：

按《公路钢筋混凝土及预应力桥涵设计规范》（JTGD62-2004）附录F提供的方法计算。

箱梁预应力张拉的计算龄期是7天。

（5）温度影响（T）

体系升温：

24℃；

体系降温：

23℃；

合拢段温度15℃±

3℃。

桥面板局部升降温：

按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）第4.3.10条梯度温度效应计算。

升温：

T1＝14℃，T2＝5.5℃，降温：

T1＝7℃，T2＝2.75℃。

（6）风荷载

按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）第4.3.7条计算风荷载标准值：

V10=24.5m/s。

（7）汽车制动力

公路－Ⅰ级：

汽车荷载制动力按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）第4.3.6条计算和分配。

（8）地震荷载

地震烈度6度（地震动峰值加速度0.05g）进行抗震设计；

依据《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）第11.2节进行抗震措施设计。

（9）基础变位影响

连续结构不均匀沉降：

5mm；

（10）施工荷载

施工过程中的自重、施工机械、临时荷载和其他桥面荷载。

挂篮荷载按800KN（0.5倍的最大节段重）考虑。

计算结果：

在最不利荷载组合下，墩顶箱梁上缘最小应力为0.31MPa，墩顶箱梁上缘最大应力为13.3MPa；

跨中箱梁下缘最小应力为1.1MPa，跨中箱梁下缘最大应力为10.0MPa，均满足规范要求。

2高墩稳定分析

石板溪大桥最大墩高达113.0m，高墩带来了整体屈曲稳定性和薄壁局部屈曲稳定性问题以及风荷载对施工、运营阶段安全性影响等问题。

稳定分析采用大型通用有限元分析程序ANSYS，变截面梁和变截面墩均采用空间梁单元BEAM188，桥面板采用SHELL63单元，墩底固结。

分别计算分析了施工阶段和运营阶段的第一类稳定和第二类稳定，计算结果表明：

本结构具有较高的安全度。

3桥梁安全性评估

1、建设条件安全风险评估

（1）工程地质

区域地质构造对桥梁工程造成的灾害主要包括：

区域地质断裂影响、基础不均匀沉降等，同时也给桥梁工程的运营和管理带来风险。

综合考虑各风险因素，区域地质风险等级为Ⅰ级。

桥址区地表水不发育，区内地下水主要有松散岩类孔隙水及基岩岩溶裂隙水两种类型。

地下水径流条件较好，地下水埋藏较深，对拟建桥梁墩、台基础施工影响不大。

综合考虑各风险因素，工程场地风险等级为Ⅰ级。

（2）气象、气候等自然条件

项目区属中亚热带季风湿润型山地气候，区内小气候特征表现比较明显，随高度的变化垂直差异比较突出，形成立体气候，对工程的运营有一定影响，风险等级为Ⅰ级。

（3）自然灾害风险预测评估

项目区地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度，本桥按Ⅶ度设防。

桥梁抗震的风险等级为Ⅰ级。

2、工程设计结构方案安全风险评估

经过对所拟桥型方案的结构特点进行全面分析，所拟桥型主要存在箱梁底板、腹板开裂、跨中下挠、高墩非线性特征明显等风险。

但由于跨度不太大，结构体系在现有的规范体系下较为合理，结构风险等级为Ⅰ级。

3、工程施工方案安全风险评估

本桥所采用的施工方案，均已在已建桥梁中得到广泛成功应用，且均为陆上施工，无不良气候影响，经对施工期间的主要风险源进行辨测，其风险评估等级为Ⅰ级。

4、桥梁运营管理安全风险评估

桥梁在使用过程中，由于交通荷载、外部环境等作用，尤其是桥型结构主要风险控制、车辆超载、结构耐久性能等风险事态作用效应，桥梁及其构件会随时间退化和结构耐久性降低，从而导致桥梁性能随时间下降。

因此，在桥梁运营期内加强运营管理和养护，特别是预防性养护和严格限制超载车辆通行，可以改善桥梁的性能水平，延长桥梁的使用寿命，减少桥梁长期性能急剧下降的风险。

九、桥梁耐久性设计、养护维修设施设计情况

1、从结构耐久性要求考虑，按100年设计基准期，墩台桩基均采用C30砼。

2、根据桥址区地震烈度采取了相应的抗震措施：

增大过渡墩处帽梁宽度，满足《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）的相关规定。

桥墩台柱顶、柱底和桩顶箍筋均设置了加密段。

3、桥梁墩、台挡块内侧、背墙与预制梁对应位置及可能发生构件刚性撞击的位置均设有橡胶缓冲块。

4、为便于桥梁支座检修、更换，根据湖北省交通厅文件《关于完善桥梁养护设施的通知》（鄂交基[2006]509号）的精神，对于水中桥墩和墩高在20米以上的陆地桥墩（非固结墩）均设置了供养护维修的安全护栏，具体尺寸和型式详见《桥梁公用构造》。

5、本桥所在地建设环境为I类环境，桥梁养护按“预防为主、防治结合”的原则，以桥面养护为中心，以承重部件为重点，全面养护。

6、经常清扫桥面，排除积水，清除泥土、杂物及积雪，保持桥面平整、清洁。

沥青混凝土桥面如出现泛油、涌包、裂缝、波浪、坑槽、车辙等病害时应及时处治。

损坏面积较小可局部修补，损坏面积较大时，需将整跨铺装层凿除，重铺桥面，严禁在原有桥面上直接加铺。

桥面防水层如损坏，应及时修复。

7、定期检查桥面的泄水管，如有堵塞应及时疏通。

经常清除伸缩缝内积土、垃圾等杂物，若有损坏或功能失效应及时修理或更换。

8、如梁体、墩台混凝土出现空洞、蜂窝、麻面、风化、剥落等现象应将其部分清除，再用高强度等级混凝土进行修补。

如发现梁体露筋或保护层剥落，应清除松动部分，并清除钢筋锈迹，然后修复保护层。

受拉区修补混凝土宜用环氧树脂配制，受压区修补混凝土宜采用膨胀水泥配制，并采用蒸汽养生或封闭养生。

9、桥梁支座每半年至少清扫一次，清除支座周围的油渍等杂物，定期检查滑板支座、盆式橡胶支座的防尘罩，确保完好。

如支座损坏或产生故障不能正常工作，应及时更换。

10、用于桥梁观