说明典尚设计

鹤大公路杏山至省界段红岭高架桥预应力混凝土连续刚构桥设计及施工说明- 5 -一、技术标准（1） 技术等级：高速公路，设计行车速度120km/h。（2） 设计荷载：公路I级。（3） 桥梁横向布置：主桥全宽24.5m，双向共四车道，由分离的上下两幅组成，每幅宽12.0m。桥面横向布置为：0.5m（防撞护栏）+11.0m（行车道）+0.5m（防撞护栏）+0.5m分隔带+0.5m（防撞护栏）+11.0m（行车道）+0.5m（防撞护栏）。本设计仅为其中的一幅。（4） 地震荷载：基本烈度VI度，按VII度设防。（5） 桥面纵坡：1.86%。（6） 桥面横坡：行车道设置2.0%向外的单向横坡。二、设计规范（1） 公路工程技术标准（JTJ 0012004）；（2） 公路桥涵设计通用规范（JTJ 02189）；（3） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ 02385）；（4） 公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ 02485）；（5） 公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ 02586）；（6） 公路工程抗震设计规范（JTJ 00489）；（7） 公路桥涵施工技术规范（JTJ 0412000）；（8） 公路桥梁盆式橡胶支座（JT 3911999）。三、主要材料1、混凝土（1） 箱梁、中墩墩身、支座垫石均采用50号，护轮带缘石采用花岗岩，桥面铺装采用30号防水混凝土及沥青混凝土。（2） 台帽、背墙、耳墙、肋板、桥头搭板、防撞墙均采用30号钢筋混凝土。（3） 桥台及桥墩的天然扩大基础采用25号钢筋混凝土。2、预应力钢材（1） 箱梁纵、横向预应力钢束均采用符合ASTM.A416-90a标准的270级Fj15.24低松弛高强钢绞线，其标准强度为Ryb=1860MPa，最小破断力为260.7kN，张拉控制应力sk=0.75Ryb=1395MPa。（2） 箱梁竖向预应力钢束采用75/100级高强精轧螺纹粗钢筋，型号为Fx32和Fx25两种，按“公规院”编预应力高强精轧螺纹粗钢筋设计、施工暂行规定进行设计。3、普通钢材普通钢筋：直径10mm者采用II级钢筋，设计强度为Rg=340MPa；直径10mm者采用I级钢筋，设计强度为Rg=240MPa。其技术条件应符合GB1499-84的规定。所有钢板均采用A3钢。4、锚具纵向预应力束采用群锚Fj15-15型张拉体系，即OVM或YM锚具；横向预应力束采用BM15-3张拉锚固体系，一端张拉，即YM或VOM锚；竖向预应力束采用YGM型张拉锚固体系，扎丝锚。5、管道均采用金属波纹管。6、支座桥台处采用单向GPZ3DX盆式橡胶支座，橡胶材料均为耐低温的三元乙丙橡胶，其技术条件应符合中华人民共和国交通部部标准公路桥梁板式橡胶支座技术条件JT3132.2-88的规定。四、桥跨布置与结构特点1、跨径组合桥型结构为5跨预应力混凝土连续刚构箱梁桥，其跨径布置为75m+ 3130m+75m，全长540.0m。2、主桥结构形式与特点（1）主梁高度箱梁采用单箱单室，主跨墩顶高度为7.0m，跨中高度2.5m，其间的梁高在纵桥向按1.8次抛物线变化，曲线长度为62m，抛物线方程为y=0.0026724x1.8。（2）箱梁截面细部尺寸箱梁全宽12.0m，其中，底板宽5.6m，翼缘板长度为3.2m。翼缘板厚度分成两段变化，端部为0.15m，在距离端部2.7m处为0.50m，根部为0.80m，其间按直线变化。底板与腹板相交处设置0.30.3m的承托。箱梁的顶板及腹板为分段变截面，顶板厚度为0.25m，在墩顶范围为0.50m；腹板在跨中81.4m范围内为0.40m，其余位置为0.60m；底板厚度在跨中为0.25m，在墩顶根部为1.0m，其间按1.8次抛物线连续变化，曲线长度为62m，抛物线方程为y=0.0004454x1.8。在墩顶截面，顶板厚度为50cm，腹板厚度为80cm，底板厚度为120cm。（3）节段划分每个T墩包括14种节段（013号），每节箱梁底按直线变化。箱梁悬浇长度为3.6m4.9m（13.6m+34.1m+94.9m），节段的重量及长度见下表。合拢段长度中跨为3m，边跨为1.5m，边跨现浇段长度为10m。节 段012345678910111213长度(m)7.03.64.14.14.14.94.94.94.94.94.94.94.94.9重量(t)528.7154.2165.9156.0145.6161.4147.8131.3123.8117.3111.8109.7106.396.9（4）预应力体系箱梁设纵、横、竖三向预应力。1) 纵向预应力钢筋采用符合ASTM.A416-90a标准的270级fj15.24低松弛高强钢绞线，锚具采用群锚15-15张拉锚固体系，即OVM或YM锚具， 钢束每束15根，张拉控制力为2932.9kN。2) 横向预应力为Fj15.24钢绞线，锚具采用BM15-3张拉锚固体系，钢束每束3根，张拉控制力为586.6kN。钢束纵向间距一般为80cm，采用BM扁平锚和扁平金属波纹管。为提高横隔板整体抗扭刚度，在桥台的箱梁端部顶、底板处分别增设2束BM15-4横向预应力束，在各中墩的0号梁段横隔板板处分别增设12束BM15-4横向预应力束，其张拉控制力782.1kN。3) 竖向预应力采用高强精轧螺纹粗钢筋，一般每隔80cm在腹板中心设置1根Fx32；在桥台支点附近11m范围内在每个腹板内设2根Fx25，对称于腹板中心布置。锚具采用YGM张拉锚固体系，Fx32张拉控制力为531kN，Fx25张拉控制力为324 kN。（5）纵向预应力布置在悬浇阶段，每个T墩有顶板钢束52束，每个节段锚固4束；在13节段每个节段设置4束下弯束（腹板束），4、5节段每个节段设置2束下弯束，每个T墩共计有68束悬臂束。在合拢阶段，边跨有4束顶板钢束及14束底板钢束（连续束）；在中跨有4束顶板钢束及24束底板钢束。全桥共计钢束684+182+283=392束，包括228束顶板束，100束底板束及64束腹板束。此外在顶板及底板分别设置了4个钢束备用管道。悬浇梁段顶板钢束，通过平弯锚固于顶板承托处，腹板束通过竖弯锚固于腹板侧的齿板上，边跨现浇段及底板钢束锚固于梁段两侧齿板。（6）支座0号桥台和5号桥台处各设置2个单向滑动支座，支座相应的梁底处用钢板调平。（7）桥面系桥面纵向设1.83%纵坡。主梁横断面采用单箱单室截面，行车道设置2%的单向横坡，由箱梁腹板变高度形成；桥面铺装为等厚度的8cm防水混凝土加8cm沥青混凝土。两侧设置防撞护栏，护栏底座内侧设泄水管。（8）伸缩装置全桥在两桥台处设置两道MF320型伸缩装置，橡胶材料采用天然橡胶。五、设计要点1、 计算荷载 结构重力（一期恒载、二期恒载）； 混凝土收缩、徐变影响力； 基础变位影响力； 活载：汽车超20级，挂车-120级； 温度影响力。2、 计算方法纵向结构计算采用QJX桥梁结构分析综合系统软件系统及桥梁博士（V2.95）软件系统分析计算，全桥共分为36个受力阶段。计算采用的主要设计参数为： 恒载：混凝土容重26kN/m3。 活载：汽车-超20级（由2车道控制计算），挂车-120。 徐变收缩次内力：按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范规定的徐变及收缩计算图表计算徐变、收缩系数，混凝土加载龄期及初始应力按施工过程计算。 温度：局部温差按箱梁顶板升温5C计算，整体温度按升温35C、降温50C计算。 基础不均匀沉降：中墩基础分别考虑0.02m的沉降量，按最不利组合计算，考虑了沉降的时间效应。 活载横向分布系数：横向分布系数按杠杆原理计算，考虑车道折减系数后，汽车荷载横向分布系数为2.30。 预应力损失：管道摩阻系数k=0.003、m=0.35；钢束回缩值及锚具变形DL=6mm。 荷载组合：按如下三种组合考虑a、荷载组合I：恒载1汽车-超20级；b、荷载组合II：恒载1汽车-超20级1强迫位移1温度变化；c、荷载组合III：恒载1挂车120。3、 箱梁普通钢筋按横向受力和构造要求配置，未包括施工挂篮设备需用预埋件和挂篮模板支承、吊点处局部加强钢筋。4、 本桥主墩按双薄壁柔性墩进行设计。各中墩墩身按偏心受压构件计算，以纵桥向控制设计。5、 桥台肋板按偏心受压构件计算，以纵桥向控制设计。6、 扩大基础配置构造钢筋。7、 预拱度：考虑恒载、活载及混凝土收缩、徐变的影响，边跨跨中设置100mm的预拱度，中跨跨中设置150mm的预拱度，其它位置按二次抛物线变化。六、施工要点及注意事项 本设计有关施工工艺及质量检查标准应严格按交通部公路桥涵施工技术规范进行，此外尚需注意以下各点：1、 本桥采用平衡悬臂浇注法施工，主桥箱梁施工必须严格按施工工序、要求进行。主墩悬浇中，要求两悬臂端必须对称平衡施工，施工挂篮尽量对称加载和卸载，以减少薄壁墩所受不平衡弯矩的影响。2、 合拢时在悬臂端施加临时压重，并根据施工进度逐渐减少压重的重量，以保证平衡施工。欲合拢的两梁块端面应凿毛。合拢时温度在5C 15C之间，宜尽量安排当日气温最低时进行。合拢顺序：先完成两边跨合拢段施工，再完成两次边跨合拢段的施工，最后完成中跨跨中合拢段的施工。合拢时两悬臂端高差应控制在15mm以内，水平方向箱梁中心线的偏差不得超过10mm。3、 要求施工挂篮系统总重量不超过100吨，挂篮承载力不少于200吨。 挂篮支承、吊点、锚固点需经过验算，必要时要对箱梁配筋局部加强。4、 箱梁施工预拱度和立模标高需采用微机调控。悬浇过程中要加强结构的安全监控和应力、变形监测，及时提供实际的施工荷载、工期、结构变形、挠度及有关的实验结果，以供计算调控。5、 预应力钢束需在梁体最后一块混凝土浇筑至少5天后，箱梁混凝土强度达设计强度100时，方可进行张拉。当每一节段的纵向钢束全部张拉锚固完毕，管道压浆24小时后，才能卸落模板，进行下一节段施工。6、 采用的群锚张拉锚固系统和扁平锚及扁平金属波纹管系统需经试验验证后，方可提供工程使用。7、 预应力管道采用金属波纹管形成，管道线形要求平顺、无死弯。当管道与梁内普通钢筋相碰时，适当调整普通钢筋的位置以保证管道位置的准确。8、 预应力钢束的张拉应对称进行，张拉时避免出现滑丝、断丝现象。张拉时应以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值差应控制在6%以内。预应力束张拉时，可选用如下张拉顺序：0初应力（10%控制张拉力）k 持荷5min锚固（k）。9、 浇筑箱梁混凝土前，要注意在相应位置预埋桥面系、泄水管、通风孔等的预埋件。10、 灌浆前应先清洗管道。灌浆采用60号普通硅酸盐水泥浆并掺入水泥用量0.0001的铝粉作为膨胀剂，要求管道内填充密实。11、 钢束张拉完毕不得撞击锚板及钢绞线，在烧割钢绞线余长时锚具部分用湿布包裹浇冷水降温，以免由于高温影响锚固质量。12、 端横梁中张拉槽口处的钢筋在张拉前可先截断，待张拉完成封锚前，需将其连接上再浇注封锚混凝土。13、 主梁纵向普通钢筋通过端横梁时，不得断开。若其与横梁钢筋冲突，可适当调节纵向钢筋位置，保证横梁钢筋位置不变。14、 箱梁支座安装应严格按GPZ系列盆式橡胶支座安装要领进行。先用螺杆上定位螺母精确调整 垫石上的预埋钢板标高，然后将上、下螺母拧紧定位。预埋钢板与垫石之间压注砂浆务求饱满，不留空洞，待体系转换、盆式支座定位后，将支座底板焊于预埋钢板上，要求支座的标高符合设计要求，四角高差不得大于2mm。支座上、下各件纵、横向必须对中，支座上、下各件错开的距离按安装时温度计算确定，支座上、下导向挡板必须保证平行，交角不大于5度。15、 边跨现浇段采用满堂支架法施工，支架底部应浇筑混凝土底梁，避免基础产生沉陷，在支架顶要采取预压措施并随主梁混凝土浇筑而等量卸载，以保证现浇段主梁混凝土的施工质量。16、 浇筑墩身混凝土前，应将维护设施预埋件预埋好。本桥仅在4号墩处设置维护设施。17、 墩身及0号块均属于大体积混凝土，应结合施工工艺及不同的施工季节，采取分层浇筑及预埋冷却水管等措施，以降低混凝土的水化热的影响，减少附加应力，分层浇筑时必须采取设置锚固钢筋等措施，以保证接缝强度。箱梁混凝土分批浇筑时，应严格按照有关施工规范要求执行。18、 在浇筑台帽混凝土时，应预留支座地脚螺栓孔，待支座准确就位地脚螺栓调正固定后，再在孔内用40号小石子混凝土灌注，并加强捣实。19、 钢筋直径小于20mm时采用绑扎搭接，搭接长度对II级钢筋为35d，对于I级钢筋为30d；钢筋直径大于20mm时宜采用搭叠式电弧焊接，采用双面焊缝，长度不小于5d。同一断面内钢筋的接头不得超过该断面钢筋总量的50%。20、 台后填土要求采用透水性材料填筑，并以小型压实机具压实，保证台后填土密实度，使工后沉降小，减少台后跳车的影响。21、 各部施工细节要求详见有关设计图纸，未尽事宜参照有关施工规范办理。七、其 他建议结合施工进行如下科研项目：1. 施工控制：加强施工阶段的监控，进行施工阶段的线形控制、稳定控制及安全控制工作。2. 成桥试验：桥梁竣工后，建议进行静、动载试验以检验设计的合理性和工程质量。