大巷河大桥设计说明S4-3-1-10
大巷河大桥设计说明
一、设计概述
拟建桥梁位于柳州市三江县老堡乡下寨巷口附近。跨径组合为4×(5×30)+3×30m。上部采用装配式预应力混凝土先简支后结构连续T梁，桥梁起点桩号为K34+592，终点桩号为K34+290，桥梁中心桩号为：K33+941，桥梁全长为698m。桥梁本桥平面位于缓和曲线、R=1058.805m的圆曲线、及LS=200m和LS=250m的缓和曲线内。
（一）设计主要采用的标准及规范
1、《公路工程技术标准》（JTG B01－2003）
2、《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02－01-2008）
3、《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）
4、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
5、《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）
6、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）
7、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）
8、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000）
9、《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）
10、《高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范》（JTG D80-2006）
11、《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）
（二）设计技术条件：
1、设计计算行车速度：100公里/小时
2、设计荷载：公路-Ⅰ级
3、地震动峰值加速度：0.05g
4、桥面总宽度及组成：
桥面总宽度：26米
桥面组成：0.5米（护栏）+11.75米（行车道）+0.5米（护栏）+0.5米（中央分隔带）+0.5米（护栏）+11.75米（行车道）+0.5米（护栏）
5、桥面最大纵坡：-2.1%
6、设计洪水频率：1/100年
7、环境类别：Ⅰ类
8、结构设计安全等级：一级二、桥位区自然概况
（一）地形、地貌
桥址位于柳州市三江县老堡乡下寨巷口附近，上跨融江支流大巷河。该段地貌形态属高丘谷地地形，丘陵连绵不绝，为砂岩、泥岩土丘，坡度23～45°,稍陡，丘顶多呈环条状，地形平缓。丘陵第四系松散土层覆盖，植被茂密，灌木丛生，多种有油茶及杉树，自然边坡稳定；桥梁上跨一河流，该河为融江支流，其河谷稍深，坡度较陡，河床覆盖层薄，基岩出露。该河常年有水，流向大致从西至东，并汇入融江。勘察期间于桥址处河宽约140米，最大水深约10米，水面标高约133.4米。桥位轴线地面标高125～173m,相对高差48m。
（二）地层岩性
据区域地质资料及工程地质调绘，结合钻探揭示的岩性特征，桥址区地层结构简单，主要由全新统冲洪积层、残坡积层和震旦系下统长安组下段沉积碎屑岩组成。在钻探揭示深度范围内，地层岩性自上而下依次为：
第四系（Q）
1)全新统冲洪积堆积层（Q4al＋pl）:分布于谷地地表及河床，主要由淤泥、粉质粘土、细砂等组成，揭露层厚4.00～9.80m。
2)全新统残坡积层（Q4al＋pl）：分布于高丘陵斜坡表层，主要由粉质粘土组成，含少量角砾、碎石，揭露层厚0.50～3.00m。
2、震旦系（Z）
震旦系下统长安组下段沉积碎屑岩（Z1c1）：含砾砂质泥岩，为较软沉积碎屑岩岩组，岩层产状为325°∠33°，呈强、中及微风化状态，揭露深度23.40～32.80m。该层未穿透。
(三) 地质构造及地震
1、构造
路线段内地质构造为老堡复式向斜，该向斜位于中部老堡附近，为由二个次级长轴向斜和其间的脊状背斜组成之长轴状复式向斜。呈北东20～25度走向，南端略显弯曲，以震旦系底部之圈闭层计算，可见长70公里，宽6～8公里。地层倾角一般较陡，为40～50度，于南部转折端较缓，为9～30度不等。构造对线路影响小。
该桥址区有一西坡----麻石断裂带（F2）。该断裂呈北北东-南南西，连续延伸约25km。东北倾，倾角大于60°，顺冲性质。破裂面附近见檫痕、牵引褶曲、劈理及糜棱岩、构造角砾岩、硅化等构造特征。断裂北西盘以震旦系地层为主，断裂南东盘以板溪群地层为主。此断
裂与设计路线基本平行，但不涉线，位于桥址以东南约 2.3km，且为非全新活动断裂，对大桥影响小。
2、地震
依据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），本区的地震动参数为：（1）地震动峰值加速度为0.05g～<0.05；(2)地震动反应谱特征周期为0.35s。根据《公路工程技术标准》（JTG B01-2003），本项目属于地震动峰值加速度小于或等于0.05地区，除有特别规定以外，可不进行专门的抗震设计，而采取简易设防。
三、主要材料
1、混凝土
上部构造：预制主梁及横隔梁、湿接缝、封锚端、墩顶现浇连续段均采用C50混凝土，防撞护栏采用C40混凝土。支座垫石采用C50小石子混凝土。
下部构造：桥墩盖梁、挡块采用C30混凝土，桥墩墩身、立柱间系梁采用C30混凝土，桩间系梁、桩基采用C25混凝土；桥台台帽和耳背墙均采用C30混凝土，桥台桩基采用C25混凝土，桥台搭板采用C30混凝土；水中桩基采用C25水下混凝土。
2、钢材
（1）预应力钢绞线：采用高强低松弛预应力钢绞线，其抗拉强度标准值f pk＝1860MPa，直径为15.20毫米，面积为139.0mm2，弹性模量E p＝1.95×105MPa。其技术性能必须符合《预应力钢绞线》（GB/T 5224－2003）的规定。
（2）普通钢筋：带肋钢筋的技术标准应符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB 1499.2-2007）的规定，光圆钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB 1499.1-2008）的规定。
（3）Q235c及Q345c级板材、型钢要求分别符合《碳素结构钢》（GB/T 700-1988）、《低合金高强度结构钢》（GB/T 1591-1994）的规定。
3、支座及伸缩缝
支座采用板式橡胶支座，支座成品力学性能应满足《公路桥梁板式橡胶支座》（JT／T 4－2004）的要求；伸缩缝成品技术指标应满足《公路桥梁伸缩装置》（JT/T 327－2004）的要求。
4、锚具及波纹管
锚具及波纹管材料的产品验收按照《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、连接器实验方法及检验规则》（JT 329.2－1997）的要求执行。
5、桥面防水及铺装
桥面铺装采用15厘米C50防水混凝土；
6、其他用材：其他用材（包括砂、石、水等）的质量应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041－2000）有关规定和要求。
四、设计要点
（一）通用图采用情况
1、本桥桥梁上部按照通用图设计，其设计有关图纸、说明参照《公路桥涵通用图（后张法预应力混凝土连续T梁桥上部构造）》；支座、护栏、伸缩缝构造、桥面排水系统、台背排水等设计参照《三江至柳州公路工程两阶段施工图设计（桥梁公用构造图）》。
2、本桥采用8米长的桥台搭板；桥梁两侧均采用钢筋混凝土护栏。
3、采用通用图的设计图纸、说明有关文件，本桥设计未予反映。
（二）结构设计
1、总体构造设计
1）本桥上部采用30米跨径的装配式预应力混凝土先简支后结构连续T梁；桥墩采用双柱墩、桩基础；桥台桩接盖梁式桥台。
2）桥梁上部设计要点详见《公路桥涵通用图（后张法预应力混凝土连续T梁桥上部构造）》。
2、其它：
1）考虑到桥位处地形陡峭，边坡稳定性较差，要求施工时尽量减少对自然边坡的扰动，尤其在大、重型机械进、出场、作业以及爆破作业时。
2）桩基础按钻(挖)孔灌注桩设计；施工时，可根据具体工点地形情况及施工单位设备情况，经设计方代表及监理同意后可采用其它成熟的施工工艺。
3）桥面横坡以墩、台身或盖梁高度的变化予以调整。
4）本桥基桩均按嵌岩桩设计。
5）声测管的设置应按照《三江至柳州公路工程两阶段施工图设计（桥梁公用构造图）》和质检部门要求执行；本桥声测管有关工程数量全部按照钻孔灌注桩计算，计量时应按照实际发生量计算。
（三）下部结构计算分析
1、对每联桥进行计算时，将上部结构和下部结构同时模拟在一个空间模型里面，对施工、运营阶段各种荷载效应分别进行了模拟、计算。
2、模拟的施工过程主要包括：1）桥墩竣工；2）架设T梁，浇注T梁现浇段；3）张拉墩顶钢束，完成体系转换；4）铺设二期恒载，成桥初始；5）成桥5年。为确保施工安全，施工单位应根据实际施工设备、临时荷载情况对施工状态下，桥墩的稳定性、强度进行验算。
3、空间模型中，上部结构和下部结构采用弹性连接进行联系，对于未固结桥墩，弹性连接的刚度根据支座计算得到；对于墩梁固结桥墩，弹性连接调整为刚度无穷大的刚性连接；
4、由于采用了全桥空间模型，汽车制动力在各墩之间的分配，温度、风荷载产生的效应在模型分析中直接获得；
5、计算中还考虑了弹性地基效应，将弹性地基效应模拟为该处桥墩尺寸的等效桥墩，从而模型中的桥墩除了包括实际桥墩自身以外，还包括虚拟的等效桥墩。
6、中间墩的受力情况根据所在联分析结果进行统计，而过渡墩则根据相邻两联的计算结果进行集成。
7、桥梁墩台盖梁、立柱按照按照刚构计算。
8、台后填土内摩擦角为35°，土容重为18KN/m3。
9、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应设橡胶缓冲块。
五、施工要点
1、桥梁上部施工要点详见《公路桥涵通用图（后张法预应力混凝土连续T梁桥上部构造）》有关内容。
2、本桥的施工应严格遵从《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）的有关规定执行。桥梁上下部的施工及施工质量控制应严格按照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）和其它相关《技术规范》的有关规定执行。
3、本桥下部施工注意事项及要求
（1）本桥下部桩基础采用挖（钻）孔灌注桩施工，设计考虑采用提升滑模完成桥墩墩身施工。
（2）支座垫石标高应严格按设计提供的数值控制，并保证支座水平和支座顶面清洁。
（3）墩身、承台浇筑时应采取必要的降温、散热等措施，以免大体积混凝土浇筑时收缩应力产生裂缝。
（4）如采用钻孔灌注桩施工，施工时应注意清孔；清孔后的泥浆指标：相对密度1.05～1.08；粘度17～20（S）；含砂率＜4%，桩底沉淀层厚度不得大于5厘米。
（5）本桥桥位处地质情况较为复杂，桩基础的终孔应严格按照设计文件有关要求执行。
4、施工前校核要求
（1）施工单位进场后应对桥位处地面线进行复测，如出现与设计所采用的地面线不符应上报施工监理及设计代表，并根据实际情况及需要调整桥梁下部设计。
（2）施工单位进场后应对全桥标高系统进行复核，以确保无误。
（3）本桥基桩采用坐标定位，施工放样前应对基桩坐标认真复核，确认无误后方可进行，并对所放桩位用钢尺进行各个方向的丈量校核。
（4）全桥桩基施工过程中，应注意核对各基桩地质情况；如发现地质情况与设计采用资料不符，应上报施工监理及设计代表，并根据实际情况及需要调整桥梁下部设计。
（5）由于桥位地形陡峭、地质情况复杂，桥梁桩基础施工之前，必须对各桥墩、台的桩基础进行核查，确保桩基础可实施后方可进行桩基础施工；必须对各桥墩、承台、系梁设置位置标高进行实地核查。
5、为确保施工安全和桥梁结构安全，桥墩桩基础施工应在基坑边坡防护施工完成之后实施。
六、其它
1、桥面伸缩装置，安装要求衔接桥面的平整度，须严格控制标高和平整度。并按照厂家提供的安装指导说明书进行安装。
2、桥梁上、下部结构的所有外露钢构件均须进行防锈、防蚀处理。
3、桥梁施工完成后，应按照相关规定进行动、静载实验。
4、其它未尽事项按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）办理。
5、本桥设计文件中所采用的防水材料、支座、伸缩缝、锚具系列等定型产品的设计所涉及的产品名称、品牌仅作为设计参数采用的参照，不作为产品采购的指导。