东安大桥设计说明改Word文件下载.docx

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◆《公路桥梁盆式橡胶支座》（JT/T391-2009）

◆《公路桥梁板式橡胶支座》（JT/T4-2004）

◆《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》（JT/T663-2006）

◆《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）

◆《公路工程混凝土结构防腐技术规范》JTG/TB07-01-2006

◆《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）

◆《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》（交公路发［2007］358号）

1.3设计技术标准

◆设计等级：

一级公路大桥；

◆设计行车速度：

60km/h；

◆桥面宽度：

全桥按双向六车道设计，桥面净宽2×

11.5m；

桥面全宽30.5m。

◆防洪标准：

设计洪水频率为1/300，桥梁高程由路线控制，不受洪水位控制。

◆设计基准期；

100年。

◆设计安全等级；

桥梁结构为一级。

◆结构设计荷载：

公路－Ⅰ级。

◆地震：

地震动峰值加速度系数0.05g，相当于地震基本烈度Ⅵ度。

◆气候：

风速：

设计基本风速取24.2m/s。

温度：

最低气温-2.7度，最高温度42.2度。

湿度：

设计按80％取值。

◆通航标准：

V级航道。

◆环境类别：

Ⅰ类。

◆高程系统：

黄海高程系统。

◆坐标系统：

采用54北京坐标系。

◆桥面最大纵坡：

1.3%。

2.桥位自然条件概况

2.1气象、水文

勘察区属亚热带温暖湿润气候区。

具有冬暖、春早、夏热、秋凉、降雨充沛的特点。

多年平均气温17.5℃，七月最高，一月最低，极端最高气温为42℃（2006年7月16日），极端最低气温为-3.8℃（1963年1月15日）；

月平均气温最高是7月，为26.1℃，最低是1月，为4.3℃；

多年平均相对湿度为81％。

线路沿线降水以降雨为主，雪、冰雹少见。

多年平均降雨量为1100ｍｍ，年最大降雨量1413.9mm（1965年），年最小降雨量650.8mm（1966年），日最大降雨量为247.0mm（2000年7月6日），最长连续降雨天数17天，降雨量105.6mm（1964年9月20日-10月7日），最长连续无降雨天数36天；

降雨量受季风环流影响，季节差异较大，降雨集中在6～8月，占全年降雨量的50.0％。

区内气候适宜全年施工。

桥位跨越涪江，常年有水，河宽200左右m，纵坡平缓，1/300洪水位246.64m，1/100洪水位241.50m，勘察时水位标高228.30m，水深1.0-15m左右，河道常年开采砂、卵石，最高洪水位241.50m左右（1981年），水位变幅13.20m左右。

2.2地形地貌

勘察区地貌属构造剥蚀宽谷园顶中丘河谷地貌，涪江两岸丘顶高程310-320m，切割深度80.00-90.00m。

田家岸为堆积岸，潼南新城岸为冲刷岸；

田家岸岸坡较缓，斜坡中上部坡度较8-25°

，多基岩出露，斜坡下部为涪江漫滩地貌，宽缓，宽度220-240m，总体坡度角2-5°

，高程228.3-243.0m，主要为蔬菜种植地，分布较多民房，桥位9#墩位于重庆莊大搅拌站内；

一条小冲沟斜穿桥位，冲沟宽5-8m，纵坡平缓，勘察期间少量小。

潼南新城岸岸坡陡，多基岩出露，常常有砂岩形成高10-20m的陡岩，总体坡度角40-50°

；

在11-13#墩、台位置分布有较后的新近填土，为坡顶修建公路堆填而成，勘察期间还在堆填，填土顶部出现开裂现象（照片2）。

坡顶为挖方区，高程307.5-308.0m。

2.3地层岩性

据地质调绘及钻孔揭露，桥位区分布地层主要为第四系全新统填筑土、冲、洪积层、残坡积层及侏罗系中统沙溪庙组，现将各层岩性由新至老分述如下：

1、第四系填筑土（Q4me）

素填土：

为紫灰色、红褐色，结构中-密室，主要由砂岩、泥岩碎、块石夹组成，为修建公路开挖回填而成，正在继续堆填；

分布在潼南新城11、12#桥墩位置；

搅拌站分布的填筑土由卵石回填而成，堆填时间大于5年，回填厚度3.00-5.00m。

2、第四系冲、洪积层（Q4al+pl）

A、粉质粘土：

灰褐色、黄褐色，可塑-硬塑状，稍湿，局部段砂质含量较重，韧性、干强度中等，无摇震反应。

钻孔揭露厚度1.50-9.10m（ZK11），主要分布于漫滩表层。

B、卵石土：

杂色，结构稍密，母岩成分主要为石英岩、灰岩，卵径5-15cm，个别大者达25cm，磨圆度好，卵石含量约60%，砂为细沙，湿。

钻孔揭露厚度1.20-9.90m（ZK17），地表探坑和钻孔揭露的卵石层分别见照片3、照片4。

3、第四系残坡积层（Q4el+dl）

粉质粘土：

暗紫红色、红褐色、黄褐色，缓斜坡为可塑-硬塑状，干强度、韧性均中等，无摇振反应，局部地段含砂质较重。

主要分布于缓坡平台，揭露厚度为0.00~1.60m（ZK9）。

3、侏罗系中统沙溪庙组（J2S）：

桥位区岩性主要为砂岩、泥岩互层，现分述如下：

⑴砂岩：

灰色、灰褐色、浅紫红色，中~细粒结构，中-厚层状构造，成分以长石为主，石英次之，局部段泥质含量高，以泥质胶结为主；

强风化带岩石破碎，多呈砂状、碎块状，中风化岩石完整，岩芯多呈短柱状、柱状，节长一般5~80cm，由于泥质含量、胶结程度不同，岩质坚硬程度差异较大。

⑵泥岩：

紫红-暗紫色、灰褐色，泥质结构，中厚层状构造，成分以粘土质矿物为主，局部含砂质条带及钙质团块，强风化岩石破碎，遇水易软化，岩芯多呈碎块状，中风化岩石较完整，岩芯多呈短柱状、柱状，节长一般5~23cm。

2.4不良地质

据调查，桥位区未发现滑坡、崩塌、泥石流及活动断裂等其他不良地质现象及地质灾害，潼南新城岸分布的填筑土，结构松散，易发生松动、垮塌现象，对桥位施工安全有影响。

2.5通航

根据通航论证报告，东安大桥桥区河段河槽单一，桥位上游河段为一弯道，左岸为老鸦石坝，其碛尾建有一丁顺坝，属于低水整治建筑物，该坝长约325m，坝顶高程227.76～227.98m；

右岸为张家坝碛坝，枯水河宽约300，洪水河宽600m左右。

桥位距上游弯道约900m，桥位处河段较顺直，顺直段长约1.6km，深槽靠左岸，左岸较平顺陡峭，右岸为壮大水泥厂平台，该平台长约450m，宽120m左右，高程在235m～240m之间，枯水河宽约180m，洪水河宽350m左右。

工程河段下游段枯水河槽微弯，宽约250m，洪水河势呈一喇叭状，逐渐放宽，河宽由最窄处400m放宽到850m。

富金坝枢纽蓄水运行后，桥区河段位于库尾，枯水期水位抬高约3.5m，水流平缓，通航条件较好；

汛期富金坝枢纽敞泄冲沙时，桥区河段通航条件和天然情况类似。

根据《内河通航标准》，Ⅴ级航道设计最高通航水位的洪水重现期为10年一遇洪水，并考虑富金坝枢纽的影响，根据富金坝枢纽洪水期10%频率洪水回水水面线计算，桥位处水位为240.53m，高于水库正常蓄水位229m。

因此涪江三桥的最高通航水位为240.53m。

根据上桥位上游约5.6km处有已建的莲花寺船闸下游的最低通航水位228.5m，推得桥位处的最低通航水位为225.5m。

由于桥位处于富金坝枢纽的回水末端，其正常蓄水位为229m，死水位为227.5m，因此桥位河段最低通航水位为227.5m。

东安大桥建设桥位满足《内河通航标准》GB50139―2004对通航河流水上过河建筑物的选址要求。

连续刚构桥方案满足通航净高要求，主跨满足验算的最小单孔双向最小通航净宽尺度174m要求；

两主墩布置合理，可作为大桥的建设方案。

2.6建设条件

经调查，区域内有丰富的建筑料场，所需要的主要建筑材料如片块石、级配骨料、水泥等均可以在沿线采购或自采解决。

施工用一般材料、机具和人员均可到达现场，施工用水、电等可就地解决。

3.主要材料

3.1混凝土

C40以上混凝土宜采用强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥浇筑，所用砂、石料、水的技术质量必须符合《公路桥涵施工技术规范》有关条文规定。

混凝土粗骨料应采用连续级配，碎石宜采用锤击式破碎生产。

混凝土细骨料应采用中粗砂，不得采用细砂。

上部结构箱梁的现浇构件均采用C55混凝土，为增强砼的抗裂性能，0号块及1-10号梁块采用聚丙烯纤维混凝土，聚丙烯纤维掺量0.9kg/m3；

主墩墩身、交界墩墩身采用C40混凝土；

承台、桩基础采用C30水下混凝土。

护栏采用C30混凝土。

支座垫石采用C40小石子混凝土。

3.2预应力材料

预应力材料包括预应力钢束和相应的钢束管道、锚具及锚下钢筋，以及预应力粗钢筋和相应的管道、锚具及锚下钢筋。

主桥箱梁纵向预应力钢束、箱梁顶板横向预应力钢束、主桥箱梁竖向预应力筋、横隔板横向预应力筋采用高强度低松弛钢绞线，其各项指标应符合GBT/5224-2003标准。

设计中采用的预应力钢绞线公称直径为φs15.2mm，设计强度标准值fpk=1860Mpa，弹性模量Ey=1.95×

105Mpa。

主梁纵向和横向竖向钢束管道采用塑料波纹管，螺纹厚度不得小于2.5mm。

⑷锚具其产品性能须符合国际预应力协会编制的《后张预应力体系验收建议》（FIP-91）、《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370-2007）和《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、连接器试验方法及检验规则》（JT329.2-97）的要求，产品必须通过省、部级鉴定，供货厂家必须取得ISO9002质量体系认证证书。

塑料波纹管其产品性能应符合《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》（JT/T529-2004）的要求。

。

3.3普通钢筋及钢材

设计用普通钢筋为HPB300和HRB400钢筋，抗拉强度标准值分别为300Mpa和400Mpa，其中钢筋直径≥12mm采用HRB400钢筋，直径<

12mm采用HPB300钢筋，其中带肋钢筋技术标准应符合国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》的规定，光圆钢筋应满足《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》的规定。

设计用钢板采用普通碳素结构钢，技术标准应符合国家标准《碳素结构钢》、《桥梁用结构钢》的规定。

焊接钢材应满足可焊性要求。

高强螺栓应满足《低合金高强度结构钢》、《钢结构用高强度大六角头螺栓》、《钢结构用高强度大六角螺母》、《钢结构用高强度垫圈》、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》的规定。

3.4支座及伸缩装置

主桥伸缩装置在引桥过渡墩处均采用160型伸缩缝，在主桥过渡墩处均采用320型伸缩缝，伸缩装置的技术指标应符合《公路桥梁伸缩装置》（JT/T327-2004）。

主桥支座采用GPZ（II）系列盆式橡胶支座，支座各项指标应满足国家标准《公路桥梁盆式橡胶支座》（JT391-1999）的有关规定。

支座配套钢材应满足《碳素结构钢》、《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、质量及允许偏差》、《不锈钢冷轧钢板》的有关规定。

3.5桥面防水材料及铺装

桥面铺装采用10cm沥青混凝土。

防水层材料的各种指标应满足国家标准规范的要求，应选择较强的粘结强度和抗剪切强度，同时应具有较好的不透水性、耐热性、抗刺破及渗水性、耐酸碱性等性能，本次施工图按AMP—100二阶反应型防水层进行设计。

4.设计要点

4.1桥梁孔跨布置

主桥桥跨布置为（112+210+112）m三跨一联的预应力混凝土连续刚构桥，主墩为双薄壁墩，南岸引桥为8－40m连续T梁，北岸引桥为2－40m连续T梁，桥梁全长844.5m。

4.2主桥上部结构

4.2.1节段划分及工序

箱梁0号段长14m（墩两侧各外伸2m），每个“T”构纵桥向对称划分28个节段。

梁段长度分别为10×

2.5m、9×

3.5m、9×

4.5m，累计悬臂浇注节段总长97m。

箱梁分两个“T”同时对称悬臂浇注，共设4套挂篮。

0号段采用托架施工，1～28号节段采用挂篮悬臂浇注施工，悬臂浇注梁段最大控制重量2448kN，挂篮设计自重为1100kN。

全桥共有2个边跨合龙段及1个中跨合龙段共计3个合龙段，每个合龙段长2m。

采用先边跨，然后合龙中跨的施工方案。

4.2.2主梁构造

连续刚构采用双幅对称单箱单室截面，C55砼，三向预应力，箱底宽8.0m，翼板悬臂3.5m，箱梁顶宽15m。

箱梁根部高13.1m，端部及跨中高4.6m。

箱梁高度采用1.5次抛物线方式从箱梁根部高13.1m变化至最大悬臂处高4.6m。

箱梁底板厚度采用2.0次抛物线方式从箱梁根部厚120cm变化至端部及跨中厚32cm。

箱梁腹板厚度从80cm分两次变化到50cm，每次变化15cm，箱梁节段间腹板每次厚度变化采用一个箱梁节段长度渐变过渡。

0号块件横隔板内梁段底板厚度为120cm、腹板厚度为130cm。

主桥共设5道横隔板。

4.2.3预应力设计

4.2.3.1纵向预应力

纵向预应力钢束共设置了顶板束（T）、腹板束（F）、中跨底板束（Z）、边跨底板束（B）、中跨合龙段钢束（ZS）、边跨合龙段钢束（BT）和预备束（Y）共7种。

边跨合龙段钢束（BT）、中跨底板预应力钢束采用φs15.2－23钢束，两端张拉，采用15－23夹片式锚具。

边跨底板预应力钢束（B）、腹板束（F）、中跨合龙段钢束（ZS）采用φs15.2－15钢束，两端张拉，采用15－15夹片式锚具；

顶板束（T）采用φs15.2－19钢束，两端张拉，采用15－19夹片式锚具。

预备束孔位预留，钢束根据情况予以设置。

4.2.3.2横向预应力

箱梁顶板横向预应力采用φs15.2－3钢束，逐根张拉，单根钢绞线设计张拉力为193.9kN，采用单端张拉，张拉端与锚固端交错设置，锚具采用15－3型扁锚及15－3P型锚。

零号块是箱梁与墩身连接的关键部位，其断面高，砼体积大，结构受力复杂，因此在横隔板上加设横向预应力束φs15.2－3。

同样在梁端底板也设置了底板横向预应力。

4.2.3.3竖向预应力

竖向预应力采用双排φs15.2-4钢束，采用二次张拉锚具，相应锚具为OHM15-4G型锚及OHPM15-4型锚，为低回缩锚具。

4.3引桥上部结构

上部构造T梁采用40m后张法预应力砼T梁，梁高2.5m，标准主梁间距2.15m，预制梁长中跨39.20m，边跨39.28m，翼板间留有45cm湿接缝。

40mT梁在和主桥交界墩相连接的一跨T梁预制时候需要在交界墩处的伸缩缝预留槽口由通用图的350mm×

220mm尺寸改为525mm×

270mm尺寸，来保证安装320型伸缩缝在引桥和主桥交界的地方槽口预留一致。

T梁预应力采用真空压浆工艺。

4.3.1上部结构按部分预应力混凝土A类构件设计。

4.3.2桥梁纵坡处理：

连续梁端湿接缝下永久支座顶设置兜底钢板，支承面保持水平。

纵坡通过梁底预埋调平钢板和适当增加桥面铺装厚度逐跨调整

4.3.3桥梁横坡处理：

预制T形梁腹板均保持竖直，以保证支座支承面横桥向水平，桥梁横坡通过调整预制T形梁翼缘板与腹板的夹角形成，并通过墩、台帽起坡及梁底预埋调平钢板来综合调整。

4.4主桥下部构造

4.4.1主桥墩身

主墩墩身为钢筋砼双薄壁墩，薄壁厚度为250cm。

墩身横向与箱梁底同宽，材料为C50砼。

采用翻模施工或爬模施工。

在最高通航水位240.53m时，第9、10号墩存在船撞风险，按照通航论证报告8.2条，对9、10号墩考虑船舶撞击力，横桥向800KN，顺桥向650KN；

进行了专门的防撞设计，详见主桥墩一般构造图，在河道上游对主墩进行了防撞圆端设计；

同时，为保证桥区通航安全，大桥施工期和建成后应对桥区助航设施进行相应完善。

4.4.2主桥墩基础

承台用明挖围堰施工，承台采用C30砼。

每个主墩承台下设置9根桩基础,桩径均为220cm。

桩基采用C30水下砼。

桩基要求嵌入中风化基岩不小于桩基直径的5倍，基底岩石饱和抗压强度标准值不小于10MPa。

4.4.3交界墩

交界墩采用台阶式型盖梁，采用横向宽为9m、纵向宽为3.5m的空心薄壁墩。

薄壁墩采用C40砼；

在最高通航水位240.53m时，8号墩存在船撞风险，按照通航论证报告8.2条，对8号墩考虑船舶撞击力，左右幅均进行了专门的防撞设计，详见交界墩一般构造图。

桩基础采用钻孔灌注桩，采用C30水下砼。

桩基嵌入中风化岩石内不小于桩基直径的5倍，基底泥岩天然抗压强度标准值不小于5.5MPa，砂岩饱和抗压强度标准值不小于10MPa。

4.5引桥下部及桥台

下部桥墩设计为两种，一种采用2.0m柱径+2.2m桩径的双柱式圆柱实心桥墩；

一种采用空心薄壁墩，横向宽为9m、纵向宽为3.0m，桩直径为2.0m的承台加桩基础空心薄壁墩。

桩基础均为钻孔桩，桩基均按嵌岩桩设计，桩基嵌入中风化岩石内不小于桩基直径的3.5倍，基底泥岩天然抗压强度标准值不小于5.5MPa，砂岩饱和抗压强度标准值不小于10MPa。

0号桥台为肋板式轻型桥台，13号桥台为重力式U型桥台，0号桥台采用桩基础，桩基础嵌入中风化岩石内不小于8m，基底泥岩天然抗压强度标准值不小于5.5MPa，4号桥台基础均采用明挖扩大基础，要求基底岩石较完整,且地基的容许承载力不小于0.5MPa。

若实际开挖情况与地勘资料不符，应通知设计单位，适当调整基底标高。

4.5.1桥墩盖梁按简支双悬臂计算。

4.5.2台后主动土压力按库仑理论计算，并考虑土与台背的摩擦作用。

台前的被动土压力不予考虑，台后填土的内摩擦角取35度。

4.5.3桩的内力按“m法”计算。

4.5.4桥墩计算时考虑了风力的影响。

4.5.5桥墩设计时已考虑桥面结构对墩柱水平纵向力的影响，施工中不得更改桥面状态及支座形状。

4.6结构计算

4.6.1空间杆件静力计算分析

结构纵向体系按空间杆系结构进行分析。

构件按全预应力混凝土构件设计。

分析采用MIDASCIVIL（2012版）进行。

计算参数采用如下：

1）永久作用

结构自重：

包括按永久集中作用或永久分布作用考虑的部分。

容重取用26KN/m3。

混凝土收缩、徐变：

按04规范规定计算。

预应力钢束采用符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）标准的低松弛高强度钢绞线，单根钢绞线直径为15.20mm，松弛率为0.035，标准强度fpk=1860MPa，弹性模量Ep＝1.95×

105MPa，锚下张拉控制应力为0.75fpk=1395MPa，钢绞线面积Ay=139mm2。

预应力管道摩阻系数取0.17，偏差系数取0.0015，锚具压缩变形量0.006.

桥面系自重，包括护栏、铺装等，按顺桥向均布作用计，其数值按实际情况取值。

基础不均匀沉降：

主墩沉降2cm；

过渡墩沉降1cm。

2）可变作用（活载）

汽车荷载：

设计为单幅三车道，主桥纵向折减系数为0.97.采用空间梁单元建立模型计算。

汽车冲击力：

冲击系数按04规范的有关规定取值为0.05；

3）其它可变作用

温度作用

公路桥梁结构的有效温度标准值为-3～34℃。

合龙温度范围设定为13～18℃，计算采用体系升温温差为20℃，体系降温温差为-20℃。

箱梁表面温差按《公路桥涵设计通用规范》有关规定取值；

下部结构墩身表面温差按两侧升、降温5℃计算。

施工荷载

挂篮移动产生的竖向临时荷载，按使用同种挂篮的梁段最大自重的0.45倍取值。

合龙吊架产生的竖向临时荷载、合龙时所需的配重。

支座摩阻力

设计采用盆式橡胶支座，常温（-25～60℃）状态摩阻系数为0.03，偏安全计，取值为0.05。

4）偶然作用

无。

5）结构力学模型

结构纵向静力计算按空间杆系进行结构分析，采用MIDASCIVIL（2012版）进行计算，计算假定：

上部箱梁与薄壁主墩固结，薄壁主墩根部固结。

6）单元及节点划分

悬臂浇筑梁段每个梁段为1个单元，其它梁段根据截面变化特点及计算精度需要确定单元长度。

7）单元横截面

按实际尺寸参与计算。

8）施工方法

0号梁段采用托架现浇，1～28号梁段采用挂篮悬臂浇筑，。

9）施工顺序

悬臂浇筑梁段施工阶段

每块悬臂现浇梁段浇筑按四个施工阶段考虑，即挂篮安装或移动及立模、混凝土浇筑、单元形成强度、预应力钢束张拉；

合龙顺序

两个边跨同时对称合龙，然后中跨合龙。

4.6.2稳定性计算分析

鉴于本桥为高墩大跨径桥梁，采用悬臂浇筑施工，施工和运营阶段存在稳定性问题，采用Midas进行了稳定分析，最不利稳定系数满足稳定性要求。

4.6.30号块空间分析

采用MIDASFEA软件做了0号节段箱梁空间模型分析计算0号块结构的空间应力情况，根据计算结果配置横向预应力和底板普通钢筋。

4.6.4结构动力分析

采用midas软件进行动力分析。

4.6.5下部结构分析

考虑上部各工况荷载，计入风荷载、制动力、支座摩阻力以及上部荷载偏心影响，按照规范进行强度和裂缝验算。

4.7附属结构

桥面系结构部分，包括伸缩缝、防撞护栏、泄水管、桥面铺装等。

4.7.1支座及伸缩缝

全桥主桥共设置320型2道伸缩缝，设置在8号和11号交界墩。

引桥在0号台、13号台处设置80型伸缩缝，在4号墩处设置160型伸缩缝，

主桥、采用盆式支座：

主桥8号墩和11号墩伸缩缝处设置GPZ（II）7盆式橡胶支座，引桥在伸缩缝端设置四氟板式橡胶支座（GJZF4）400X400、在连续端端设置板式橡胶支座（GJZ）550X550。

在0号台、13号台处设置四氟板式橡胶支座（GJZF4）400X400。

安装伸缩缝时，应根据桥位处气象条件，伸缩缝安装