道省202杨白线穿越陇海铁路立交箱涵总说明大学毕设论文.docx
《道省202杨白线穿越陇海铁路立交箱涵总说明大学毕设论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《道省202杨白线穿越陇海铁路立交箱涵总说明大学毕设论文.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
道省202杨白线穿越陇海铁路立交箱涵总说明大学毕设论文
总体设计说明
一、设计依据及测设经过：
㈠测设经过：
2012年8月，受商丘市公路管理局委托，我公司和上海铁路大修设计所合作，承接了省道202杨白线穿越陇海铁路立交箱涵建设工程勘测设计任务。
公司组织有关人员于2012年10月上旬对该项目进行了外业勘测和调查工作。
外业测设结束后即开始对该项目进行了内业设计，内业设计于2012年10月22日完成。
施工图经公司技审部审核后出版。
㈡设计依据：
1、《关于商丘市省道202杨白线穿越陇海铁路立交箱涵建设工程可行性研究报告的批复》；
2、《省道202杨白线穿越陇海铁路立交箱涵建设工程勘察设计合同书》；
3、我公司与上海铁路大修设计所签订的《省道202杨白线穿越陇海铁路立交箱涵建设工程勘察设计协议书》；
4、上海铁路局上铁师函【2010】285号“关于S202省道杨白线下穿陇海铁路立交工程方案设计的函”。
5、《铁路技术管理规程》2007年铁道部部令第29号；
6、关于公布《上海铁路局临近营业线施工安全管理办法》的通知（上铁运发[2010]161号）。
7、设计中采用的主要标准和规范：
《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）；
《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）；
《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）；
《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）；
《公路排水设计规范》（JTJ018-97）；
《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）；
《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）；
《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）；
《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）；
《公路工程基本建设项目概算、预算编制办法》（JTGB06-2007）
《公路工程预算定额》（JTG/TB06-02-2007）
《公路工程机械台班费用定额》（JTG/TB06-03-2007）
《公路自然区划分标准》（JTJ003—86）；
《铁路桥涵设计基本规范》TB10002．1-2005；
《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002．3-2005；
《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》TB10002.4-2005；
《铁路桥涵地基和基础设计规范》TB10002.5-2005；
《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005-2010；
《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004；
《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2002;
《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-2007;
其它相关规范、标准等。
8、外业踏勘调查资料。
二、技术标准：
1.公路
1.1公路等级：
二级公路；
1.2设计时速：
引道内机动车道v=40km/h；
1.3平面线形：
直线；
1.4设计最大纵坡：
机动车道i=3.5%，非机动车道及人行道i=2.5%；
1.5竖曲线半径：
机动车道：
凸曲线最小半径R=700.0m，凹曲线最小半径R=700.0m；
非机动车道及人行道：
凸曲线最小半径R=700.0m，凹曲线最小半径R=700.0m；
1.6桥式和孔跨布置：
桥式：
钢筋混凝土下穿铁路框架桥
孔跨布置：
5.0+9.0+5.0m（两边孔箱体5.0m宽作为非机动车道及人行道，中孔箱体9.0m宽按双向两车道标准设计）；
1.7通行净高：
机动车道5.0m，非机动车道及人行道3.5m；
1.8路拱横坡：
中孔为1.5%的双向坡，两边孔为1.5%的单向坡；
1.9路面类型：
水泥混凝土路面和沥青混凝土路面。
2.既有铁路
铁路等级：
Ⅰ级铁路
正线数目：
双线
直曲线情况：
直线
线间距：
4.97m
设计活载：
“JQS活载”
路基横断面：
S202杨白线一般路段路基横断面为1.5m土路肩+9m行车道+1.5m土路肩；
S202杨白线过村镇路段路基横断面为1.5m土路肩+12m行车道+1.5m土路肩；
钢筋混凝土下穿铁路框架桥孔跨布置为5m+9m+5m
三、路线起讫点、中间控制点及工程概况：
㈠路线走向及控制点
拟建项目位于夏邑县境内，为S202杨白线的一部分。
拟建项目南北侧省道202杨白线已建成多年，唯有跨陇海铁路段立交未建设，目前只有一净高2.4m，净宽2m的盖板涵艰难通行，很多车辆受限高、限宽限制，无法通行，能通行的也易发生交通事故，使得省道202杨白线交通运输能力大受限制，影响了当地的经济发展，给当地及周边群众生产与生活带来极大的不便。
所以该拟建项目起终点与原建设完成的省道202杨白线相接，其中K1+740.12～K1+790.12，K2+175.01～K2+225.01为渐变段，由我公司设计；K1+790.12～K2+175.01为箱涵及引道段，由上海铁路大修设计所设计，设计桩号K0+（+182.01）～K0+（-202.88），建设里程长484.89m。
四、沿线地形、地质、地震、气候、水文等自然地理特征及与公路建设的关系：
㈠沿线自然地理特征
⒈地形地貌
商丘市域除永城市境有小面积孤山残丘外均为平原，地势平坦，由西北向东南微倾，海拔30～70m，坡降为1/5000～1/7000。
历代由于黄河的多次泛滥改道，加之长期雨水、风力等自然和人类生产活动的影响，形成了许多沙丘、滩地、背河洼地、湖沼洼地等相互交错分布的平原地貌。
商丘市全境地貌主要为冲积平原区。
⒉地质岩层
商丘市大部分被厚度为150～1000m的新生代松散物所覆盖，地层从古生界到新生界均有分布，与华北其它地区类似，缺失上奥陶到下石炭。
自下而上依次有寒武系，奥陶系、石炭系、二迭系、侏罗系、白垩系、新第三系与第四系。
⒊地质构造
豫东平原为华北坳陷的一部分，为秦岭～昆仑纬向构造体系与新华夏第二沉降带的复合交接部位。
是古老的小秦岭～嵩山东西向构造带没入地下的通许～太康镇隆起之东端和新华夏体系，豫中北西向构造带的复合部位。
区域基底组成岩层主要为古生代寒武～奥陶系浅海相碳酸盐岩类。
中上石炭～二迭系内陆湖相含煤碎屑岩系，以及局部太古界变质岩系，它们由于印支、燕山运动的影响和破坏，开始了大面积的不均匀下沉，即有的持续下降，有的相对稳定或上升。
⒋地震
根据《中国地震裂度区划图》和河南省地震裂度图，本项目所在区域位于华北地震区南缘，多数是受外地强震的影响，地震裂度为Ⅵ度区，地震动峰值加速度为0.05g。
⒌气侯
商丘市地处内陆，属暖温带半湿润大陆性季风气候。
主要特点是春季温暖多风，夏季炎热雨集中，秋季凉爽日照长，冬季寒冷少雨雪。
多年平均气温13.9～14.3℃左右，最热月出现在7月，月平均气温27℃左右。
商丘市年平均日照数2204.4～2427.6小时以上，年日照率为50～55%，为河南省的日照高值区。
商丘市主要降水季节为7～9月份，辖区各地平均雨量在686～873㎜之间。
商丘市平均初霜期在10月下旬，最早始于10月上旬，最晚到11月下旬，平均终霜期在3月下旬末，最晚到4月下旬。
无霜期平均为207～214天，略低于河南省全省平均天数。
⒍水文地质
路线穿行在黄河冲积平原上，该平原由黄河近代冲积物组成，地下水为第四系松散岩类孔隙水。
浅层地下水含水层（组）：
由黄河近代冲积物组成，历史上由于黄河的频繁改道和泛滥，沉积物粗细相间，纵横交错，比较复杂。
总的看，从西北向东南由粗变细的规律。
在垂向上，上部以浅黄、黄色及棕黄色亚砂土，亚黏土为主，局部夹粉砂、粉细砂及细砂或黏土透镜体。
下部主流带以中细砂、细砂为主，夹粗砂及亚砂土和亚黏土透镜体。
泛流带以粉砂、粉细砂和细砂为主，夹亚砂土及亚黏土透镜体。
浅层地下水的径流、排泄条件：
黄河故道南侧，地下水由西北向东南径流，水力坡度仅五千分之一，故地下水运动迟缓。
工农业开采，蒸发，河流及地下水侧向径流是地下不排泄的方式。
⒎公路自然区划
根据部颁《公路自然区划标准》和中华人民共和国公路自然区划图，
本项目所在区域为鲁豫轻冻区，属公路二级区划的Ⅱ5区。
五、主要设计内容：
㈠、路线设计
1、路线平、纵、横设计原则：
路线平、纵、横断面设计中采用了西安海地计算机软件开发有限公司的《公路设计优化系统》对路线平面、纵、横断面进行了综合设计，设计时，遵循了使公路线型同地形、地物、景观、视觉相协调，注重平、纵面的合理组合等原则。
横断面设计结合地形、地质、水文等条件，本着节约用地的原则。
2、路线平面线型设计：
全线为直线段。
3、路线纵断面线型设计：
机动车道：
凸曲线最小半径R=700.0m，凹曲线最小半径R=700.0m；
非机动车道及人行道：
凸曲线最小半径R=700.0m，凹曲线最小半径R=700.0m；
4、设计高程：
路线纵断面设计高程为路线中线设计高程，超高旋转轴在路基中线，全线水准高程为黄海高程。
㈡、路基设计
本项目渐变段需要加宽，为节约资金，降低工程投资，布设路线时以原有道路中心线为控制线，充分利用老路路基。
1.新老路衔接设计
新老路拼接前应首先做好原地面的填前压实，鉴于沿线地下水位较高，一般路段在清表20cm后，清除植物根系后开挖台阶，台阶高度均为80cm，台阶宽1.5m。
台阶面向内倾斜4％，为缩减新老路基差异沉降，防止纵向裂缝的产生，在下路床底部铺设一层土工布。
新老路基衔接图
2.路基组成部分细部尺寸
坡率：
全段路基填土高度均小于8米，边坡坡率采用1：
1.5。
边沟：
北侧采用梯形边沟，底宽2米，净高0.8米，内侧边坡1：
1.5，外侧边坡1：
1；南侧过村镇路段采用矩形排水沟结合铁路涵设计的倒虹吸圆管涵排水。
㈢、路面设计
1、路面设计的原则和依据
设计过程中采用了江苏东南大学的《路面结构设计系统（HPDS2006）》，设计时，在满足交通量和使用要求的前提下，遵循了因地制宜、合理选材、方便施工、有利养护、节约投资的原则，选用经济合理、技术成熟的路面结构形式，努力提高路面使用质量和寿命。
沥青混凝土路面设计以单轴-双轮组荷载100KN为标准轴载，设计使用年限为12年。
沥青路面按部颁规范《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）规定的设计理论与方法设计，其它设计依据有《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）、《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）等。
2、路面结构设计
⑴设计理论：
本项目路面结构设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉作为路面整体强度的设计指标，计算路面结构厚度并进行弯拉应力验算。
渐变段采用沥青混凝土路面，沥青混凝土路面设计采用以双轮组单轴轴载100KN为标准荷载，设计使用年限12年。
铁路涵部分采用水泥混凝土路面。
⑵材料模量值:
水泥稳定碎石:
1500MPa；中粒式沥青混凝土抗压模量:
1200MPa；细粒式沥青混凝土抗压模量:
1400Mpa。
⑶路面结构：
渐变段路面结构：
4cmAC-13沥青混凝土+黏层沥青+5cmAC-16c沥青混凝土+热沥青下封层+18cm6%水泥稳定碎石+16cm12%石灰土+16cm10%石灰土。
铁路箱涵及引道路面结构：
a、30cmC30#水泥混凝土+15-20cm水泥稳定碎石+三七灰土+C35钢筋混凝土U型框架。
b、30cmC30#水泥混凝土+15-20cm水泥稳定碎石+三七灰土
3、路面结构层混合料的组成
⑴沥青混凝土面层
①沥青采用A-70沥青，其要求如表1.3所示；黏层油用于与沥青混凝土接触的路缘石侧面及铺筑沥青混凝土面层的水泥混凝土路面。
粘层的沥青材料宜采用洒布型乳化沥青，用量为0.3～0.6L/m2。
其技术指标应满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）对乳化沥青粘层油的要求。
下封层采用A-90沥青，其要求如表1.3所示。
下封层采用沥青单层式表面处治施工，其要求如表1.4所示。
矿料用量宜为5～8m3/100Om2，沥青用量可采用表1.4要求范围的中高限。
表1.3
指标
单位
等级
70
90
试验方法
针入度（25℃,5s,100g）
A
60～80
60～80
T0604
针入度指数PI[2]
A
-1.5～+1.0
-1.5～+1.0
T0604
软化点（R&B）
℃
A
≥46
≥45
T0606
60℃动力粘度[2]
Pa.s
A
≥180
≥160
T0620
10℃延度[2]
Cm
A
≥20
≥20
T0625
15℃延度
Cm
A
≥100
≥100
T0625
蜡含量（蒸馏法）
%
A
≤2.2
≤2.2
T0615
闪点
℃
A
≥260
≥245
T0611
溶解度
%
A
≥99.5
≥99.5
T0607
质量变化
%
A
≤±0.8
≤±0.8
T0610或
T0609
残留针入度比
%
A
≥61
≥57
T0604
残留延度（10℃）
cm
A
≥6
≥8
T0605
残留延度（15℃）
cm
A
≥15
≥20
T0605
表1.4
沥青种类
类型
厚度
（mm）
集料（m3/1000m2）
沥青或乳液用量（kg/m2）
第一层
第二层
第三层
第一次
第二次
第三次
合计用量
规格用量
规格用量
规格用量
石油沥青
单层
1.0
1.5
S127～9
S1012～14
1.0～1.2
1.4～1.6
1.0～1.2
1.4～1.6
②粗集料应使用质地坚硬、耐久、洁净的碎石其要求如表1.5所示：
表1.5
石料压碎值
≤30%
洛杉矶磨耗损失
≤35%
表观相对密度
≥2.45t/m3
吸水率
≤3.0%
针片状颗粒含量（混合料）
≤20%
水洗法<0.075mm颗粒含量
≤1%
软石含量
≤5%
③细集料应使用质地坚硬、耐久、洁净的天然砂或混合砂其要求如表1.6所示：
表1.6
表观相对密度
≥2.45t/m3
含泥量（小于0.075mm的含量）
5%
砂当量
50%
沥青混合料天然砂砂规格应符合表1.7所示：
表1.7
筛孔尺寸
通过各筛孔的质量百分率（%）
（mm）
粗砂
中砂
细砂
9.5
100
100
100
4.75
90～100
90～100
90～100
2.36
65～95
75～90
85～100
1.18
35～65
50～90
75～100
0.6
15～30
30～60
60～84
0.3
5～20
8～30
15～45
0.15
0～10
0～10
0～10
0.075
0～5
0～5
0～5
沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料磨细得到的矿粉，其质量要求应符合表表1.8所示：
表1.8
表观密度，不小于（t/m3）
2.45
含水量，不大于（%）
1
粒度范围<0.6mm（%）
粒度范围<0.15mm（%）
粒度范围<0.075mm（%）
100
90～100
70～100
亲水系数（m1/min）
T0353
塑性指数（%）
T0354
加热安定性
T0355
⑥沥青混合料主要验收指标如表1.9所示：
表1.9
车辙试验动稳定度（次/mm）
≥1000
浸水马歇尔试验残留稳定度（%）
≥80
冻融劈裂试验的残留轻度比（%）
≥75
低温弯曲试验破坏应变（με）
≥2000
浸水系数（m1/min）
≤120
当以马歇尔试验密度为标准密度时，沥青混凝土面层压实度不小于97%。
当以试验段的密度为标准密度时，沥青混凝土面层压实度不小于99%。
⑵、黏层
粘层的沥青材料宜采用洒布型乳化沥青，用量为0.3～0.6L/m2，其技术指标应满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）对乳化沥青粘层油的要求。
⑶、水泥稳定碎石
碎石符合规定级配，质地坚硬，水泥稳定碎石石料的压碎值应≤35%。
为提高水泥稳定碎石的抗压强度，水泥稳定碎石7天无侧限抗压强度为4.0MPa。
水泥稳定碎石基层压实度不小于98%。
该结构水泥剂量为参考值，具体剂量通过试验和试验路段的施工确定。
骨架密实型水泥稳定类基层集料的最大粒径不大于31.5mm，集料集配范围宜符合表1.10所示：
表1.10
层位
通过下列方筛孔（mm）的质量百分率（%）
31.5
19.0
9.50
4.75
2.36
0.6
0.075
基层
100
68～86
38～58
22～32
16～28
8～15
0～3
⑷、石灰稳定土
必须采用Ⅲ级以上生石灰或消石灰，技术指标如表1.11所示：
表1.11
钙质生石灰
镁质生石灰
钙质消石灰
镁质消石灰
有效钙加氧化镁含量（%）
≥70
≥65
≥55
≥50
未消化残渣含量5mm圆孔筛的筛余（%）
≤17
≤20
—
—
含水量（%）
—
—
≤4
≤4
细度
—
—
≤4
≤1
≤1
—
—
≤4
—
—
钙镁石灰的分类界限，氧化镁含量（%）
≤5
>5
≤4
>4
根据《沥青路面设计规范》表6.1.15要求12%石灰稳定土7天无侧限抗压强度不得低于0.8MPa。
4、路面结构施工工艺：
①石灰稳定土：
采用机械沿路拌，施工时应严格控制其含水量、石灰剂量、压实度、路拱、标高等。
②水泥稳定级配碎石：
采用集中拌和、机械运输、机械摊铺，施工中应严格控制其含水量、水泥质量与剂量、砂率（水泥稳定碎石混合料中设计要求须含有28%-30%的中粗砂）、混合料拌和均匀程度、压实度、路拱、标高等。
施工工艺流程为：
原材料的选择与控制→合理确定拌和场地→振动成型法配合比设计→施工前准备工作→混合料的拌和→混合料的运输→混合料的摊铺→高强振动碾压→接缝处理→养生及交通管制→现场取芯验证强度。
③沥青混凝土面层：
沥青混凝土路面采用集中厂拌，砼运输车或自卸汽车运输，沥青混凝土摊铺机摊铺，机械压实等。
施工中应严格按设计及规范要求控制沥青混凝土油石比、砂率、压实度、养护、纵横接缝处理等；热沥青下封层：
沥青用量为1.4～1.6kg/m2。
施工工艺流程为：
准备下承层→施工放样→拌制、运输沥青混凝土→摊铺沥青混凝土→碾压→接缝处的处理→开放交通。
热沥青下封：
①、热沥青下封施工前应保证下承层干燥、清洁，不得有杂物、油污等现象。
②、热沥青下封应洒布均匀。
③、当气温低于100C或路面潮湿时，不得喷洒热沥青下封。
④、施工时厚度不得小于6mm。
5、施工配合比：
由施工单位根据机械设备拌和能力和材料供应来源，按设计标准试验后确定沥青混凝土面层、水泥稳定碎石混合料施工配合比，经监理工程师同意后实施。
6、计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值:
第1层路面顶面竣工验收弯沉值LS=21.6（0.01mm）
第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS=23.7（0.01mm）
第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS=38.9（0.01mm）
第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS=82.5（0.01mm）
第5层路面顶面竣工验收弯沉值LS=195.1（0.01mm）
土基顶面竣工验收弯沉值:
LS=300.5（0.01mm）（根据“测试规程”第56页公式）
㈣、桥涵设计
1、结构形式的选择
1.1因该工程属于铁路营业线桥涵建设工程，所选择的方案应布置合理、施工方便快捷，除满足功能要求外，还需满足、经济、耐久、安全要求，从经济合理、节省投资的角度考虑，本桥选择框架结构。
1.2该桥址铁路两侧汛期地表水常水位较高，结合公路路面设计标高，地下水位以下部位引道采用钢筋混凝土封闭引道。
2、主要工程内容
2.1主体及封闭引道的断面形式、混凝土强度及配筋：
2.1.1新建框架桥分为3个分体的单孔箱体，内侧净宽分别为5.0m、9.0m、5.0m，框构主体长15.20m（包括人行道）与两端出入口各长6.5mU型框构浇注为一个整体。
中孔9.0m框构顶板厚0.60m，底板厚0.75m，两侧壁厚0.70m，结构高7.15m；边孔5.0m框构顶板厚0.55m，底板厚0.60m，两侧壁厚0.50m，结构高7.15m。
框架桥主体采用C40钢筋混凝土结构，抗渗等级P8，并预留双层止水带整体浇注成型，确保满足正常防排水要求。
顶进法施工：
全桥用D24型施工便梁架空线路，便梁下支墩为钢筋混凝土挖孔桩加盖梁和钢木支墩，线路架空及顶进施工步骤详见设计图纸部分。
2.1.2封闭引道部分
引道段选用“U”型，净宽与立交桥净跨一致；边墙内、外侧均采用直墙式；原位现场模筑而成。
配筋按工况由计算确定，混凝土采用C35级，抗渗等级P8，水灰比≯0.6。
混凝土配合比应满足《普通混凝土配合比设计规范》JGJT55-96第六条有关抗渗的要求。
2.2封闭引道与桥涵主体的技术衔接：
引道与框架连接处设置双层止水带，并设置传力销。
2.3止水工艺优化：
2.3.1框构桥顶面及边墙外侧均应做防水层，其中顶板应采用TQF型防水层，顶面防水层应设有C40的纤维混凝土保护层。
2.3.2主体缝设中埋式止水带2道，变形缝设中埋式止水带1道；各接缝处铺设1米宽SBS卷材进行防水处理。
2.4引道的纵断面线型：
既有框构主体两侧第一节引道坡率有所不同（见图）；引道两端起点处均以反坡与原道路衔接,引道两侧坡顶形成高于原地面的明显分水线,以确保引道以外的水不致流入引道。
3、集水井、泵站、排水管（沟）的设计
3.1采用规范：
3.1.1公路排水设计规范JTJ018-97（1998年3月1日实施）；
3.1.2泵站设计规范GB/T50265-97（1997年9月1日实施）；
3.1.3《室外排水设计规范》GB50014-2006。
3.2设计降雨重现期、地面集水时间及径流系数等
3.2.1设计雨水重现期：
P=5年；
3.2.2地面集水时间按快车道考虑:
t=5分钟;
3.2.3径流系数:
ψ=0.9；
3.2.4暴雨强度设计公式参照商丘市暴雨强度公式：
i=（9.821+9.0681lgTE）/【（t+4.492）0.694】
3.2.5计算所得泵站雨水流量：
Q=1465m3/h，水泵扬程：
H=12m。
3.3设计内容
3.3.1在新建立交桥的东北侧新建雨水泵房（集水井），距引道壁外侧10m，距陇海铁路下行线中心38m。
雨水泵房下部结构为钢筋砼圆形集水井，内径5.0m，深8.0m；其上部为圆形同直径砖砌泵房。
泵房为无人值守，井内设备防盗问题协商当地解决。
在泵房内设两台潜水污水泵，型号300WQZ800-12-45，流量Q=800m3/h、扬程H=12.0m、功率P=47kW；两台水泵由液位开关自动控制。
两台水泵同时使用，无备用泵。
水泵基础须同集水井底板一起浇铸，故集水井施工时应同时购入水泵。
3.3.2在快车道最低点东西两侧、东慢车道西侧最低点和西慢车道东侧最低点挡墙边设置平篦式8篦雨水口，并设钢纤维重型防盗雨水箅子。
升级会员 