两阶段施工图设计文件
全长1.497公里
第一册(共三册)
第四篇 桥梁、涵洞
1、设计概况
2、主要设计技术指标及采用的标准、规范
2.1主要设计技术指标
(1)桥梁设计基准期:100年.(2)汽车荷载:公路I级(城-A级校核)人群荷载:按《城市桥梁设计规范》(CJ11-2011)第10.0.5条取用.(3)地震动峰值加速度为0.10g,地震烈度为VI度,设计时按VIl度设防.(4)耐久性设计环境类别:I类.(5)桥梁设计安全等级:一级.(6)设计洪水频率:1/100.
(7)桥梁断面:3m(人行道)3.5m(非机动车道)0.5m(护栏)12m(行车道)2m(中央分隔带)12m(行
第四篇桥梁、涵洞
车道)0.5m(护栏)3.5m(非机动车道)3m(人行道),全宽40m,
(8)桥面铺装:现浇梁采用10cm沥青混凝土防水层8cmC40防水混凝土,预制梁采用10cm沥青混凝土防水层10cmC40防水混凝土.(9)为减轻由于桥台与桥头路基沉降差引起的桥头跳车,桥梁均设置桥头搭板,桥头搭板宽与行车道同宽,搭板长采用6米.(10)设计速度为60km/h,双向六车道.(11)航道等级:IV级,单孔双向通航,通航净高7m,净宽90m;双孔单向通航,通航净高7m,争宽45m.
2.2主要采用的标准、规范
(1)《城市桥梁设计规范》(CJ11-2011)(2)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)(3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)(4)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)(5)《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008)(6)《公路坛工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)(7)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)(8)《内河通航标准》(GB50139-2004)
3、对初步设计审查专家组意见执行情况
(1)桥涵构造物设置时应按照近远期结合的原则,考虑近期农田灌溉排水的需求;.
执行情况:根据专家意见修改,对于跨越沟渠处设置涵洞以满足近期排水需求.
(2)连续梁桥设计时,应考虑采取措施减小连续梁跨中长期提度.
执行情况:本项目设计加强桥梁结构计算,主桥消除自重后长期计算挽度值为7cm、跨堤引桥长期计算挠度值为4.3cm,数值均较小,满足规范要求.
(3)补充桥墩防船撞设施及通航标志设计.
执行情况:根据专家意见修改,在主桥桥墩两侧设置护装置;并在专项设计中补充通航标志设计.
(4)优化堤外引桥桥墩结构型式
执行情况:根据专家意见修改,将堤引桥桥墩调整为三柱式桥墩.
4、沿线自然地理条件
4.1地形地貌
拟建桥梁跨越涡河,现状河床宽约340m,勘察期间河水水位高程约17.20-18.20m,大堤堤顶高程约25.50~26.50m,大堤两侧地形整体较平整,主要为村庄及耕地,高程约17.94~21.05m.场地地貌单元为河流冲积地貌.
在区域地质构造位置上场地所在区域属于中朝淮地台、淮河台坳、蚌埠台拱.蚌埠台拱位于五河至蚌埠一带.在断裂构造中,主要为东西向的怀远断裂,因该断裂为非活动性断裂,对于本工程影响不大.
4.2工程地质
根据现场调查、野外编录,参考收集的资料,查明在勘探深度范围内揭露的地层主要为第四系全新统冲积层(Q)第四系上更新统残积层(Q)地层,地层分布如下:
①层填筑土(Q:杂色,稍密,上部约有30cm的混凝土路面,下部主要以粘性土为主,含碎石、砖块.该层主要分布于现有道路上,层厚1.50~2.00m,层底标高17.60-19.29m;
①2层杂填土(Q):杂色,松散,以粘性土为主,含碎石、砖块以及生活垃圾.层厚0.50m~3.50m,底标高16.06~19.05m;
①层素填土(Q:黄福色,可塑状态,含植物根茎系,夹粉土,该层主要分布于涡河西边耕田中,层厚0.40m,底标高19.00m;
①4层淤泥质粉质粘土(Q)灰黑色,流塑状态,含腐殖质,表层含有淤泥,该层主要分布于涡河河道表层,层厚0.40~4.40m,底标高9.80~14.50m;
②层粉质粘土(Q):黄福色,软塑状态,含铁锰氧化物,局部夹粉土薄层,该层基本分布于整个拟建场地,层厚0.60~5.30m,底标高5.70~17.88m;
②层粉砂(Q)黄色,松散状态,主要成分为石英、长石,局部夹粉土、粉质粘土,该层主要分布于涡河西边,层厚0.80~9.20m,底标高4.50~17.80m;
③层淤泥质粉质粘土(Q):灰黑色,流塑状态,局部软塑,含有机质及腐殖质,局部夹粉土薄层;该层基本分布于整个场地,层厚2.00~10.20m,层底标高6.06~10.36m;
4.3水文地质
4.4地震
④层粘土(Q):黄福色,硬塑状态,含铁锰氧化物;该层基本分布于整个场地.层厚2.10-10.30m,层底标高-1.90~5.70m;
③层细砂(Q):黄色,密实状态,主要成分为石英、长石,该层基本分布于整个场地.层厚1.50一13.30m,层底标高-12.60~-0.91m;
51层粉质粘土(Q)灰黑色、灰福色,可塑状态,局部偏软,夹少量粉土、粉细砂,该层为③层细砂的亚层,部分钻孔有明显揭露.层厚1.70-1.80m,层底标高-2.94--1.17m;
③层粉质粘土(Q4:灰黑色、灰褐色,可塑一硬塑状态,夹少量粉土、粉细砂,该层在大部分钻孔中有揭露.层厚1.00~9.10m,层底标高-14.60--6.31m;
层细砂(Q):青灰色,密实状态,主要成分为石英、长石,夹中砂,含砾石,该层基本分布于整个场地.层厚8.500-13.80m,层底标高41.44~-33.79m;
层粉质粘土(Q)灰黑色、灰褐色,可塑状态,夹少量粉土、粉细砂,该层基本为层细砂的亚层,部分钻孔揭露较明显.层厚1.00~7.50m;
③层粘土(Q)(含砾石):灰绿色,硬塑-坚硬状态,含大量砾石,粘土胶结,胶结致密,砾石含量约为30%;该层基本分布于整个场地.层厚3.00~14.20m,层底标高-55.20~-41.35m;
9层中砂(Q)(风化状:青灰色、灰白色,胶结致密,局部为粗砂、砾石层,局部上部偶夹有长约10cm的柱状钙质结核,该层分布于整个场地,本次勘察为揭穿,最大揭露厚度为21.80m.
勘察期间,拟建工程沿线地表水主要分布在河道及沿线水塘内,场区范围内地表水主要接受大气降水及周边汇水补给,涡河属淮河水系,主要接受上游补给.
地下水类型为上层滞水、潜水,上层滞水主要分布在表层填筑及粉质粘土中,潜水主要含水层为砂层中,工程范围地下水位(勘探期间)标高约等于河水位,地下水埋深约0.4~2.3m,地下水位高程约为16.55m-18.90m,地下水较丰富.水源由涡河河水及大气降雨补给,地下水位随季节面变化,地表水位变动而略有浮动.
根据水质分析成果,依据《公路工程地质勘察规范》(JTGC20-2011)的相关规定,判定场区地下水、地表水对混凝土结构均具有微腐蚀性.
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)怀远地区抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度
水溶氯离子总量不应超过胶凝材料重的0.06%.混凝土抗冻耐久性指数DF应不少于70%.混凝土中碱含量应不大于3.0Kg/m
值为0.10g,特征周期为0.35s.拟建构造物为大型桥梁,应提高一度设防.根据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008)及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的相关规定,结构物所在场地在20.0m深度范围内的场地土类型为中软土,故判定为II类建筑场地,判别属于对抗震一般地段.
①各级别混凝土的最大水胶比、最小及最大水泥用量严格按下表进行控制.
最低强度等级 最大水胶比 最小用量(kg/m²) 最大用量(kgm²)0.55 280 450C40 C50 0.45 950 320 360 480
4.5水文
涡河是淮河第二大支流,淮北平原区主要河道,呈西北东南走向,发源于河南省尉氏县,东南流经开封、通许、扶沟、太康、鹿邑和安徽省毫州、涡阳、蒙城,河道全长423公里,流域面积1.59万平方公里,于怀远县城东北注入淮河.
②为保证混凝土具有良好的抗侵入性、体积稳定性和抗裂性,尽量采用水化热偏低的水泥,控制水泥细度及C3S含量,以避免早期强度较高和较大的水化热导致的早期开裂,任何提高早强的措施都不利于后期强度和耐久性,建议不掺加早强剂,宜采用低碱含量的水泥以克服碱骨料反应,最大碱含量不超过3.0kg/m²,水泥中氯离子总量不应超过胶结材料重量的0.06%,不采用超量掺有火山灰或粉煤灰的硅酸盐水泥.应选择洁净、质地坚固、级配和粒径形状良好的骨料,以保证达到较小的吸水率和空隙率.
涡河的汛期与雨季一致,6-8月份为丰水期,11月至翌年2月为枯水期.汛期涡河水位升幅较大,常淹没两岸的低洼地区.区内干渠及其配套的人工沟渠水网密布,纵横交错,构成了区内发达的地表水系.区内地表水位与流量的变化与降水有密切关系,夏季雨量充沛,水位高,流量大;冬季降雨稀少,水位低,流量小.
③各构件截面尺寸变化处均采用渐变,尽量避免刚度突变、减少应力集中.保证主梁通风孔通畅和数量,避免水汽在混凝土表面积聚.在主梁表面与铺装之间设置性能可靠的防水层,保证防水层施工质量,泄水管出口远离混凝土表面,要保证钢筋的混凝土保护层厚度.
4.6气象
本桥位区亚热带季风气候和温带季风气候的交界地带,区内总的气候特征:季风显著,四季分明,气候温和,雨量适中,光照充足,无霜期较长.年平均气温15.1℃,高于淮北和皖西山区.气温年内变化,1月份最低,平均气温1°℃;7月份最高,平均气温28.1℃.气温年比较差27.1℃.
④在正式施工前混凝土的试配中,进行混凝土和胶凝抗裂性能对比试验,从中优选抗裂性能良好的混凝土原材料和配比.施工中注意避免在桥墩浪溅区、水位变动区以及干湿交替区分段,以便混凝土接缝位置避开不利的局部环境.施工中要对混凝土浇筑温度、施工缝的划分、混凝土浇筑的高度进行控制,浇筑中混凝土要搅摔均匀,振捣要到位、密实,采取合理的养护措施并确保充分的养护时间,尤其是结构表层混凝土要注意养护过程中的温度和湿度控制,避免混凝土表面温度的骤然变化.混凝土浇筑以避开高温和阳光直晒环境,尽可能安排在晚间浇筑,混凝土的拆模时间除考虑混凝土强度外,还应该考虑拆模时因水化热引起的混凝土温度不能过高,避免拆模后混凝土接触空气后急剧温度变化,此时严禁浇凉水养护.
区内雨量充沛,年平均降水量为905.4毫米,平均降水日数为105天.受季风影响,各季节平均降水有悬殊,夏季最多,达467.4毫米;春季次之,为200.1毫米;秋季再次之,为160.5毫米;冬季最少,仅77.4毫米,平均月降水量,7月份最高,达199.2毫米;12月份最低,为20.9毫米.春季降水量常小于年降水量的25%,时有春早发生;夏季降水量常在年降水量的50%以上,时有洪涝出现.降水保证率较高,有80%的年份降水量在760毫米以上.
5、桥梁耐久性设计及措施
结构按照新规范耐久性要求,主筋净保护层均不小于3cm,筋钢筋净保护层均不小于2cm,防裂及分布钢筋净保护层不小于1.5cm;根据地质勘察结果,本项目区域地下水具有微腐蚀性,桩基及钢筋混凝土扩大基础钢筋净保护层以不小于6cm控制.
6、主要材料
具体材料规格以设计图纸中标明为准,一般材料规格如下:
(1)混凝土
按照《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/TB07-01-2006)的要求,重要基础设施工程的设计基准期为100年,本工程处于一般冻融温热地区,结构构件受汽车尾气等的空气污染,环境作用等级为C级.混凝土拌合物中的水溶氯离子总量不应超过胶凝材料重的0.1%,预应力混凝土拌合物中的
预应力砼小箱梁及现浇箱梁:C50砼;桥面铺装:C40防水混凝土,防水混凝土的抗渗等级为P6;钢筋混凝土墙式护栏采用C30混凝土.