康湖桥设计总结.docx

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康湖桥设计总结

杭甬运河杭州段航道改造工程

（第五设计段）康湖桥

设计总结

浙江省交通规划设计研究院

二OO七年十月

设计总结

一、概述

康湖桥上跨杭甬运河杭州段（第五设计段），位于萧山临浦界内，沟通临浦开放区与03省道复线。

在桥位附近，原为一条乡镇工业开放区道路。

由于航道的改造，穿越了该道路。

为了保证原有道路的畅通，需要按照满足开发区道路与航道通航标准，改建本桥。

本桥桥位、桥型及建设规模经过各部门多次仔细论证确定。

本桥主桥采用下承式钢管混凝土系杆拱桥，提篮形式，上跨杭甬运河航道，通航净空满足Ⅳ级航道（Bm>55.0m，Hm=7.0m）标准。

二、设计依据

1、浙江省交通规划设计研究院《杭甬运河（杭州段）航道改造工程初步设计》文件；

2、浙江省发展计划委员会[2001]216号文件《关于杭甬运河杭州段航道工程初步设计的批复》；

3、浙江省发展计划委员会[2006]178号文件《关于杭甬运河航道改造工程（杭州段）调整初步设计的批复的函》；

3、杭州市杭甬运河工程建设处总师室传真件《杭甬运河杭州段航道桥梁施工图设计详表》（2005年1月18日）；

4、《杭甬运河杭州段康湖桥施工图设计技术咨询报告》；

5、《杭甬运河杭州段桥梁工程施工图设计审查协调会纪要》。

三、设计规范

1、交通部部颁标准《公路工程技术标准》（JTGB01－2003）

2、交通部部颁标准《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60－2004）

3、交通部部颁标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62－2004）

4、交通部部颁标准《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024－85）

5、交通部部颁标准《公路路线设计规范》（JTJ011-94）

6、交通部部颁标准《公路桥位勘测设计规范》（JTJ062-91）

7、交通部部颁标准《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

8、中国工程建设标准化协会标准《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28:

90）

9、建筑工程行业标准《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10-95）

四、设计标准及技术指标

1、桥型：

主桥——83m下承式钢管混凝土系杆拱，提篮结构。

引桥——两侧引桥20m为预应力混凝土空心板，先简支后连续结构。

2、全桥配跨：

原设计：

8×20+83+14×20m，全长524.44m。

修改设计：

7×20+83+14×20m，全长504.44m。

3、桥面宽：

主桥：

1.6m（系杆宽度）+0.6m（防撞护栏）+14（行车道）+0.6（防撞护栏）+1.6m（系杆宽度）

引桥：

0.5m（防撞护栏）+14（行车道）+0.5（防撞护栏）。

4、通航净空：

Bm〉55.0m，Hm=7.0m。

满足Ⅳ级航道通航要求

5、设计荷载：

汽车－Ⅱ级。

6、桥面纵坡：

主桥设R=2500m、T=75.0m、E=1.13m的圆凸竖曲线，引桥设3.0%的纵坡。

7、公路等级：

达到原有公路设计等级，设计时速40公里/小时。

8、桥面横坡：

为2.0%双向横坡。

9、通航最高水位：

6.50m（吴淞基准面）。

10、桥面铺装：

10cmC40混凝土调平层＋5cm沥青混凝土。

五、主要材料

1、混凝土：

主桥系梁、端横梁、中横梁采用C50混凝土，主桥桥道系预制板采用C40混凝土，现浇接头采用C50混凝土，拱肋钢管内填充混凝土采用C50混凝土。

引桥预应力混凝土空心板采用C50混凝土，空心板铰缝采用C50小石子混凝土，空心板封端采用C25混凝土，墩顶连续处现浇混凝土采用C50混凝土。

全桥桥墩盖梁、墩身及桥台盖梁、背墙采用C30混凝土，承台、桩基采用C25混凝土。

桥面铺装调平层采用C40混凝土，铺装层采用5cm厚沥青混凝土。

其质量应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的有关规定。

2、普通钢筋及钢材：

普通钢筋直径大于等于12mm者，采用HRB335钢筋，直径小于12mm者，采用R235钢筋，其物理性能必须符合有关规定。

钢管拱肋采用Q345D钢材，钢垫板和其它预埋钢板均采用Q235钢，其物理性能必须符合有关规定。

3、吊杆吊杆采用PES7-73成品索，工厂生产，现场安装。

吊杆钢丝束弹性模量：

。

抗拉强度：

。

靠近拱脚处两对吊杆顶端要求设偏转装置，吊杆要求采用防腐索体，防水罩以2m范围内设不锈钢外套管。

吊杆必须严格按照相关规范（技术标准或规定）生产和验收。

4、预应力钢绞线：

系梁预应力钢绞线采用GB/T5224-1995标准生产的的低松弛270K级钢绞线，直径ΦS15.20,标准强度：

；弹性模量：

。

5、锚具：

主桥系梁纵向预应力采用YM15-12和YM15-10锚具，桥道系中横梁预应力采用YM15-6锚具，端横梁采用预应力采用YM15-7锚具，吊杆采用LZM7-73冷铸锚；引桥预应力混凝土空心板采用YM15-3、YM15-4及BM15-3锚具。

六、构造特点

本桥分主桥和两侧引桥两部分。

1、主桥：

主桥上部为下承式钢管混凝土提篮拱，标准跨径为83米，计算跨径为80米，系梁轴线为R＝2500米的圆凸曲线，拱肋内倾角12°，垂直面内拱肋计算矢高20m，计算矢跨比1/4,拱肋轴线抛物线方程：

，具体结构尺寸如下：

（1）拱肋截面型式为哑铃型截面，截面高度为170cm，单根钢管直径70mm，钢管及腹板厚度14mm。

（2）系梁跨中截面为180×120cm箱型断面，支点梁高290cm，宽160cm。

（3）吊杆间距为400cm，内倾角为12°。

（4）桥道系中横梁采用T型结构，腹板厚度为50cm，高度为142cm～157.6cm，端横梁为箱型截面。

桥道系预制板厚20cm。

（5）桥面铺装：

等厚的10cm厚C40混凝土现浇层+5cm厚沥青混凝土面层。

（6）伸缩缝：

7#、8＃墩梁缝处设置160梳齿型浅埋式伸缩缝。

（7）支座：

8#、9#桥墩支座采用GPZ15MN盆式橡胶支座。

主桥下部主墩采用双柱式实体方墩，基础采用Φ120cm钻孔灌注桩。

2、引桥：

引桥20m跨径空心板采用后张预应力混凝土空心板，结构形式为简支变连续的结构。

引桥桥台形式为桩基接盖梁，桩基为直径120cm的钻孔灌注桩，桥墩形式为桩柱接盖梁，桩基为直径120cm的钻孔灌注桩，立柱直径为110cm。

位于圆曲线和缓和曲线上的桥梁墩台按径向布置。

桥台前方设护坡，台后设桥头搭板，台后接线设浆砌块石直立式挡墙。

七、施工要求

按图纸施工，严格执行《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）及相关的其它技术法规，质量按《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）检评。

（一）下部结构施工要点

1、台后及护坡填土应选用透水性良好的材料，严格按照《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》的有关规定执行，待台后及护坡填土至桩顶标高，预压一段时间，等沉降稳定后，方可施工柱式桥台桩基。

2、路基填筑时应台前台后对称填筑，填筑过程中要加强路基沉降、稳定观测。

3、台后及护坡填土应采用小型机械严格按照分层压实的原则进行压实，其压实度应大于路基压实度两个百分点。

4、墩、台盖梁顶面支座垫块位置和高程控制要求准确，支座位置应准确，表面应保持水平，并注意方向。

5、浇注墩身、盖梁和桥台背墙时，应注意支座和伸缩缝等有关预埋件和预留孔的设置。

6、钻孔桩施工放样前，应仔细核对基桩坐标，放样务必准确。

施工时，钢筋笼放入钻孔后要牢固定位，应采用具体有效的措施防止在灌注水下混凝土过程中下落或被混凝土托升，桩身混凝土应一次灌注完成，不得中途停顿。

灌注桩应参照《公路工程基桩动测技术规程》及相关规范、规程做动测试验，以检查桩基的完整性，桩基按100％进行动测。

7、基桩钻孔及其验收过程中，应核对实地地质资料，当实际地质状况与本设计所用地质资料不符,或桩尖要求进入持力层的深度与设计所提供的桩底设计标高有出入时，应及时与设计单位联系，进行变更。

8、本图所注桩身尺寸均为设计桩径，墩台桩基孔底孔底沉淀层厚度不大于15cm控制。

灌注混凝土后桩顶标高应比设计标高预加一定高度，以便清除浮浆确保桩顶质量，预加高度不小于1m。

9、主桥承台、墩身大体积混凝土要求采用低水化热水泥，在现场条件许可和保证质量的前提下，可选择较大粒径的骨料，施工时要求整个平截面范围内水平分层浇筑振捣，分层厚度30cm～50cm，混凝土用料要遮盖，避免日光暴晒，并用冷却水搅拌混凝土，降低混凝土入仓温度，混凝土浇筑应在一天气温较低时进行，但混凝土内表温差不得超过25℃，在遇气温骤降的天气或寒冷季节，应注意覆盖保温，加强养生，当气温低于0℃时，浇筑混凝土必须采取冬季施工措施。

（二）主桥施工上部结构施工要点

1、钢管拱肋制作

钢管拱肋采用Q345钢材，由厚度14mm的钢板卷制焊接而成，垂直面内拱轴线投影为二次抛物线。

钢管结构的制作和安装必须根据施工图的要求，编制制作工艺规程和安装的施工组织设计及吊装方案。

钢管制作的工艺流程是：

号料切割边缘加工卷管焊接（纵缝，并超声检测）矫园拼接（接长，焊接对接环缝）超声检测及X射线拍片热弯组装试拼（各吊装段间试拼接，含风撑）涂装（含弦管、缀板及封端）起吊。

钢管拱肋先在工厂整体放样（按设计要求设置预拱度）、分段制作，运至施工现场后再拼接，焊接、安装各吊装段接头及相应钢件，焊缝经超声检测合格后进行第一次补充涂装；起吊就位，临时固定并安装拱肋横撑；拱脚固定并浇注拱脚段50cm高混凝土，然后进行钢管混凝土灌注；浇完管、板内混凝土后对浇注口、气孔及保留扣索处进行第二次补充涂装。

钢管对接环缝要求采用自动焊、全熔透；缀板的对接横缝为全熔透焊，有条件时采用自动焊；风撑均为全熔透的对接和角接组合焊缝，有条件时自动焊，否则可用手工焊。

上述所有焊缝要100%进行超声检测，对T型焊缝及超声认为的疑问之处，应以X射线拍片，拍片数量控制在20%左右。

焊缝质量达到GB50205－95的二级要求。

不同的自动焊与不同条件（工厂内、工地现场）的手工焊，应区分不同情况、条件进行焊接工艺评定并根据评定报告确定焊缝工艺。

焊接工艺评定按《建筑钢结构焊接规程》JGJ81－91进行。

钢件热弯，应先做出热弯工艺评定后再予实施。

原则上要求较均匀的加温至略高于再结晶温度进行热弯，基本上消除焊接应力及因焊接、卷管产生的硬化、脆性。

卷管方向应与钢板压延方向一致，尽可能增长单件长度，减少对接焊缝。

矫园后的短段，在拼接时宜将纵向焊缝错开100mm左右，并尽可能使纵焊缝处于缀板混凝土的范围内。

缀板的横焊缝与钢管的环缝不要处于同一截面，宜错开200cm以上。

在制作安装过程中，应严格按照有关标准验收后，才能进行下一道工序施工。

制作时除必须查对钢材的合格证明和质量保证单外，选用钢板要平直，厚度均匀，不得使用翘曲和表面锈蚀或受过冲击的钢板，钢管内不得有油渍等污物。

2、钢管拱肋防腐防护

钢管拱肋采用GCM特种长效防腐防护系统，该防腐防护系统采用高分子材料配方，由隔离层、强度层和耐候层组成，三层的厚度由内向外分别不小于：

300μm、400μm和300μm，总厚度不小于1000μm，高分子材料具体配方根据当地气候、空气质量特点确定。

在耐候层中进行着色处理，颜色应征求有关部门意见，现暂定为红色。

施工中应用AAC空气助流包容技术，采用LPA-S/SP85、3WP、G2、G3、GCM喷涂设备，快速喷射成型。

具体技术标准为《GCM防腐防护系统通用技术条件》和《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收标准规范》（HGJ229-1991），并参照《建筑防腐工程施工和验收规范》（GB50212-91）和《建筑防腐工程质量检验评定标准》（GB50224-95）。

3、拱肋安装

拱肋起吊可采用塔架吊，也可采用其他方法，在支架上安装、拼接拱肋时务必采取加强横向稳定的措施，两拱肋之间应采用临时风撑。

拱肋吊装设计分五段，施工可根据吊装方案改变分段长度和分段数量。

拱肋安装完毕后，将吊杆锚垫板调整至水平并焊牢，测出垫板标高。

4、拱肋混凝土灌注

拱肋混凝土采用顶升压注，应连续进行，在混凝土初凝前完成，混凝土泵送须满足相关规范、规程要求。

拱肋混凝土压注前必须将拱肋横向风撑和临时联系安装完毕。

混凝土压注以拱顶为对称，从拱脚连续向拱顶压注。

为了尽可能减少管内混凝土的游离水份，水灰比控制在0.4～0.45，并可掺入引气量少的减水剂，并掺入微膨胀剂，配置成微膨胀混凝土。

在正式灌注混凝土前应做配合比试验，选择粗细合适的骨料和适当的坍落度，粗骨料粒径可采用0.5～3cm，坍落度不小于18cm。

混凝土达到80%强度后，检查钢管内是否密实，如发现有不密实的部位应采用钻孔压浆补强。

5、系梁、中横梁、端横梁及拱脚节头的施工

系梁、中横梁和端横梁在拱肋安装前施工，中横梁采用预制吊装施工，系梁和端横梁采用搭贝雷桁架、支架现浇，桥位处若有通航要求，保留临时通航孔，要求有防撞警示标识，支架需设置相应的防撞措施，整个支架承重过程均应对过往船只进行监控。

整个支架应进行施工设计保证有足够的刚度和强度，承重前应加以超载预压以消除非弹性变形，超载预压系数为1.25。

浇筑系梁、横梁前应先安装支座，支座安装要求平整，位置、标高准确。

该部分施工时预埋件较多，应正确埋入预埋件。

6、吊杆安装

（1）当系梁、横梁和钢管内混凝土达到设计强度后安装吊杆，吊杆为工厂生产的成品索。

在安装吊杆前先精确测量拱肋锚垫板顶面和系梁锚垫板底板面标高，以便确定吊杆的下料长度和张拉吨位。

吊杆安装采用由支点向跨中的顺序单向张拉，张拉端设在拱顶。

（2）吊杆安装应准确、精细，成桥后检查吊杆与拱肋、吊杆与系梁处是否严密，是否有漏、渗水现象，否则应加强防水处理

7、行车道板预制安装

桥道板种类较多，可在预制场预制，也可以现场预制，预制应先分类编号，再分批分类预制。

应特别注意埋入各种预埋件，主要有防撞护栏预埋件等。

桥面板安装应对称进行，每相邻跨之间块数量相差不能超过二块，以免加载不均匀。

桥道板安装完毕后焊牢搭接钢筋，现浇接头和铰缝混凝土。

（三）主桥施工程序

（1）搭通全桥支架，进行支架超载预压，消除支架非弹性变形。

（2）预制中横梁，现浇系梁、端横梁混凝土，端横梁需对称浇筑。

（3）等系梁、端横梁混凝土强度和中横梁湿接缝混凝土强度达到95％时，龄期不小于14d，先张拉端横梁预应力束和中横梁第一批预应力束N2、N3，横梁预应力束以须对称张拉，且中横梁预应力束需间隔2个张拉。

再张拉系梁第一批预应力束N1、N3、N5，系梁预应力必须对称张拉;

（4）在系梁上搭设主拱的拼装支架，安装拱肋及风撑。

（5）张拉系梁的第二批预应力束N2、N4。

（6）压注拱肋钢管及缀板内混凝土，拱肋混凝土达到设计强度的90％后，拆除拱肋的拼装支架，由支点向跨中依次对称安装吊杆，进行吊杆的初张拉（拉紧）。

（7）安装预制桥道板，浇筑桥道板接头及铰缝混凝土。

（8）由支点向跨中依次对称张拉第二批吊杆力。

（9）拆除系梁支架，由跨中向支点多点均匀落架。

（10）浇筑桥面现浇层混凝土，对称张拉中横梁的第二批预应力束N1。

（11）由支点向跨中依次对称张拉第三批吊杆力。

（12）浇筑沥青混凝土桥面铺装、防撞护栏和排水设施，吊杆力张拉到设计吨位。

（四）引桥上部结构

引桥上部结构为简支转连续预应力混凝土空心板，有关空心板的施工工艺及质量检查标准，除按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）有关条文办理外，还应特别注意以下事项：

1、预应力混凝土空心板施工工艺流程如下：

（1）、先预制空心板，当混凝土强度达到设计强度的90%时，张拉正弯矩区预应力束，钢束张拉顺序按照钢束编号，同编号钢束宜同时同步张拉。

张拉时混凝土龄期必须大于14天。

锚下张拉控制应力σk为1395MPa，两端张拉。

（2）、设置临时支座并安装好永久支座（伸缩缝端无需设临时支座），逐孔安装主梁，置于临时支座上成为简支状态。

（3）、连接连续接头段钢筋，绑扎墩顶现浇段钢筋，设置墩顶连续预应力束波纹管及穿束。

在日温最低时，浇筑墩顶现浇段，当混凝土强度达到设计强度的95％后，张拉墩顶负弯矩预应力束，并压注水泥浆。

每联空心板形成连续的步骤详见现浇接头施工顺序图。

（4）、接头施工完成后，对称同步拆除一联内临时支座，完成体系转换。

解除临时支座时，应特别注意严防高温影响橡胶支座质量。

（5）、连接顶板张拉预留槽口处的钢筋后，浇筑空心板铰缝混凝土，铰缝混凝土应由跨中向支点浇筑，浇筑完成后，进行护栏施工、现浇调平层混凝土、进行桥面铺装施工及伸缩缝安装。

2、空心板预应力束张拉顺序为：

0→初应力→σcon（持荷2min）（锚固）。

σcon为张拉时的控制应力，不包括锚圈口预应力损失值，锚圈口预应力损失值施工单位根据实际情况和相关规范规程自行确定。

3、预制空心板中预应力束均采用两端张拉，且应在横桥向对称均匀张拉。

顶板负弯矩预应力束也采用两端张拉，并采取逐根对称均匀张拉。

4、预应力混凝土空心板锚下钢筋构造复杂，须严格控制混凝土骨料粒径，振捣要密实，确保锚下混凝土质量。

5、浇筑铰缝混凝土前，必须清除结合面上的浮皮，并用水冲洗干净后方可浇筑铰缝内混凝土及水泥砂浆，铰缝混凝土必须振捣密实。

6、临时支座的设置，在满足结构受力要求的同时，根据施工单位的经验和方便施工的原则，进行设置，临时支座顶面标高与永久支座顶面标高齐平。

永久支座顶面直接与接头混凝土底部浇在一起。

7、为使桥面铺装与预制空心板紧密地结合为整体，预制板顶面必须拉毛，且用水冲洗干净后方可浇筑桥面混凝土。

8、对于预应力混凝土空心板，为了防止因空心板在预应力施加时内移致使三角块体受剪破坏，在变截面处的底模宜用泡沫塑料板取代木板，或在预应力施加前将变截面处的底模抽除。

9、应注意结构整体施工，部分相关图纸需同时使用，注意预埋护栏、伸缩缝、泄水管等公用构造部件及交通工程方面的通讯管线预埋件。

10、空心板架设完成后，板底应勾缝（铰缝）。

九、其他

1、钢管在刷防腐涂层前，必须对钢管表面按相关规范规程做除锈去污处理。

2、所有现浇接头的处理：

现浇混凝土与预制构件部分的接触面，应要求凿毛，露出骨料，清洗干净，并涂一层环氧树脂，现浇混凝土接头宜掺入少量微膨胀剂。

3、本桥预埋件较多，在施工时要求熟悉图纸，融会贯通，特别注意构件的预埋。

4、预制预应力构件，在锚固端加适量钢纤维，以防张拉时在锚固端出现细小裂纹。

5、封锚混凝土制作要求：

先将封锚处梁端混凝土凿毛，冲洗干净涂一层环氧树脂，设置钢筋网并与主梁钢筋点焊连接，浇筑封锚混凝土。

6、桥面铺装浇筑应从各跨跨中起，在墩顶范围合拢。

7、拱肋钢管、防撞护栏钢支架、钢管扶手均须进行防锈、防腐处理。

十、设计与服务

1、设计中坚持质量第一的观念，精心设计，确保设计质量。

树立用户第一、服务第一的观念。

2、工程开工前，设计人员向建设、监理及施工单位人员进行施工图技术交底，对于关键工序与重点、施工注意事项、图中的疑难问题及施工中会遇到的问题等等，一起进行分析研究，确保工程的顺利进行。

3在工程建设的全过程中，设计人员与建设、监理、施工单位保持着密切的联系，能很好的配合，确保了工程的顺利进行。

4今后我们将一如既往地坚持“质量品牌双优，服务信誉至上”的观念，努力学习，认真总结，勇于探索，为设计出更好的成果而努力。

十一、主要修改

1、配跨：

原设计西侧引桥有8跨20米，考虑到接线的影响，缩到7跨20米。

2、东侧主墩承台高程：

原设计该承台顶高程为：

3.50m，调整设计后，承台顶高程为：

6.70m。

3、桥梁纵坡：

原设计为3.0%，调整设计后为3.50%。

十二、问题与建议

1、桥梁四周建筑密集，道路接线不畅，应严格限制车速，加强管理，注意安全。

2、本桥主桥为拱桥结构，拱肋和吊杆为受力主体结构，注意养护，加强管理，由主管部门定期进行检查，发现由锈蚀、松弛等现象，应及时修复。