曹娥江大桥施工图设计说明.doc

上虞市环城南路曹娥江大桥施工图设计说明一、工程背景上虞市地处我国最富庶和经济发展最快的长江三角洲地区，位于杭甬交通干线上，是环绕杭洲湾城市中重要的小城市，起着大中城市与乡镇农村之间的承上启下的作用。上虞市城市性质定为浙东的交通枢纽之一，杭洲湾南岸重要的滨江工贸城市和市域的政治经济、文化中心。上虞市的城市布局形态结构可概括为“一轴、二环、三片、多组团”的模式。“一轴”指曹娥江，贯穿整个城区，是这个江滨城市建设发展的主要轴线。“二环”指城市内环路和外环路，它们跨越江面和铁路，将上虞市区的三个片区连成整体。外环路属城市交通性主干道，位于城区外围，由外环东路、外环南路、外环西路与外环北路一起组成闭合的环路，其主要功能是使宁波、杭洲、温洲等地区来往的过境车流绕越城市，并使市区各片之间以及与本市周围城镇取得快速、方便的联系。本工程即为环城南路上跨越曹娥江的大桥。现状，联系曹娥江两岸的桥梁有三座：内环路北部的舜江大桥，南部的百官公路桥，中部的人民大桥。由于居住与工作岗位相对分别集中于曹娥江两岸，而过江桥较小，通行能力不足，越江交通困难，给生产生活带来不便。而且由于桥墩拱脚阻水，致使桥位上下游水位差达到0.25米0.4米，严重防碍泄洪。因此，大跨径、高通行能力是对新建桥梁的基本要求，而宏伟、壮观，使其成为城市的主要景点，是对它的更高要求。二、设计依据与技术标准1、 设计依据（1）上虞市外环南路曹娥江大桥设计委托书（2）上虞市外环南路曹娥江大桥初步设计及有关批复（2001年10月）2、技术标准（1）设计荷载：城-A级，人群4.0KN/m；（2）设计时速：40公里/小时；（3）通航标准：六级航道，通航水位2.33m6.33m.。（4）防洪标准：百年一遇，水位10.95米。（5）抗震标准：基本地震烈度为6度，按7度烈度设防，重要性修正系数1.3。3、设计规范 部颁公路工程技术标准（JTJ001-97）； 部颁公路桥涵设计通用规范（JTJ021-89）； 部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ023-85）； 国标公路桥涵地基与基础设计规范（GBJ139-99）； 部颁公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）； 部颁公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）； 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）； 部颁公路工程抗震设计规范（JTJ004-89）。国标内河通航标准（GBJ139-90）。三、自然地理概况（一）、区域地质概况场地位于上虞市南郊，北部为宁绍平原第四系海相沉积层，南部为侏罗系火山碎屑岩组成的丘陵山脉，南北向的曹娥江贯穿而过。区域上位于江山绍兴深大断裂的南东测、丽水余姚深大断裂的北西侧，区内断裂构造发育而褶皱不明显。区内主要发育燕山期北东向断裂，与区域深断裂延展方向基本一致，主要由压扭性断裂及沿断裂带侵入的岩脉、小岩体所组成，构成了区内构造的基本骨架。其次为南北向断裂及后期的北西向断裂，由于受构造活动的影响，区内岩性节理裂隙发育。（二）、地形、地貌上虞地处杭洲湾南岸，宁绍平原中部，拟建桥位处曹娥江基本呈南北走向，河宽约200m，河道两侧地势平坦，其中东岸为旱地或稻田，西岸为居民区。在西岸Z2、Z3号钻孔中间有一内河通过，河宽约10m。（三）、气象、水文1、气象上虞市地处中亚热带北缘，属东亚季风气候区，季风显著，四季分明，雨量充沛，年平均温度为16.4C，7月平均最高气温28C，极端最高气温39C，1月平均最低气温4.1C，极端最低气温-10.5C，年平均降水量为1438.4mm，年平均降水天数160天，占全年42.7%，常年主导风向为南风。2、水文曹娥江历年平均水位为黄海高程3.55米，百官记载历年最高水位为9.53米，最低水位1.61米，百官镇为感潮河段，最高潮水位为8.65米，最低潮水位为1.61米，最大涨潮差为2.51米。（四）、地震通过对历史地震和近期地震的统计，在萧山至上虞一带，曾发生过地震12次，除上虞西部发生过44.5级述地震2次外，其余震级均小于4级。从发震次数和震级看，本区是一个比较稳定的地区，地震基本烈度可确定为VI级。四、场地工程地质条件根据本次勘察揭示地层的岩石特征，埋藏条件，物理力学性质，按地基土的成因类型划分为11个工程地质层序，除2、5、9层外各工程地质层又可细分为若干亚层，各岩土（亚）层岩性特征自上而下分述如下：11、填土：灰黄色，灰色，湿，稍密，成分以粘性为主，夹砖瓦碎片或碎石。本层主要分布于曹娥江两测堤坝及西测居民区一带，为人工堆填而成，工程性质差异较大。12、亚粘土：灰黄色，湿，软塑，厚层状，见铁锰质斑点，自上而下粉质含量渐高。顶部0.300.50m为耕植土，见植物根系。本层于曹娥江内缺失，其余全场地分布，层位较稳定，但厚度略有变化。物理力学性质较好，具中压缩性，俗称“硬壳层”。地基土容许承载力s95Kpa。2、亚粘土：灰色，湿，软塑，厚层状，粉质含量高，曹娥江东岸以亚砂土为主，局部底部为粉砂。本层主要分布于Z5号孔以东地段，分布较稳定，场地西部缺失。具中压缩性。地基土容许承载力 s100Kpa。31、淤泥质亚粘土：灰色，饱和，流塑，厚层状。本层主要分布于Z5号孔以西地段，层厚较小，物理力学性质较差，具高压缩性。地基土容许承载力 s65Kpa。32、淤泥质粘土：灰色，饱和，流塑，厚层状，含少量植物残骸，偶含少量贝壳碎片，局部为淤泥。本层全场分布于，物理力学性质较差，具高压缩性。地基土容许承载力 s60Kpa。33、淤泥质亚粘土：灰色，饱和，流塑，薄层状构造，夹粉土、粉砂薄层，局部含少量贝壳碎片。本层全场分布于，物理力学性质较差，具高压缩性。地基土容许承载力 s65Kpa。34、淤泥质亚粘土夹砂：灰色，饱和，流塑，层状构造，夹层状砂，砂含量占2025%不等。本层主要分布于Z1、Z11、Z12号孔处，物理力学性质较差，具高压缩性。地基土容许承载力 s80Kpa。41、中砂：灰色，很湿，稍密中密，性质不均一，局部为粉细砂或粗砂，局部夹层状淤泥质土。本层以透镜体形式分布于Z7Z11号孔处，物理力学性质一般，具中压缩性。地基土容许承载力 s170Kpa。42、亚粘土：黄灰灰色，饱和，软塑， 层状构造，粘性土夹粉土、粉砂薄层。本层主要分布于Z6号孔以西地段，物理力学性质一般，具中偏高压缩性。地基土容许承载力 s120Kpa。43、淤泥质亚粘土：灰色，饱和，流塑，薄层状构造，夹粉土、粉砂薄层。本层主要分布于Z3号孔以西地段，物理力学性质较差，具高压缩性。地基土容许承载力 s80Kpa。5、淤泥质亚粘土：灰色，饱和，流塑软塑，具鳞片状构造，含少量有机质斑点，夹少量砂，局部砂含量较高。此层分布不稳定，层厚变化较大，局部缺失。物理力学性质较差，具高压缩性。地基土容许承载力 s80Kpa。61亚粘土、中粗砂：灰白色灰黄色，湿，硬可塑，性质变化较大。本层仅见于Z5、Z6号孔，其中Z5号孔以砂为主，Z6号孔以粘性土为主。物理力学性质差异较大，具中压缩性，地基土容许承载力 s200Kpa。62、亚粘土：褐黄、灰黄、青灰色，湿，硬可塑，厚层状，粘塑性较差，夹砾石或碎石。本层主要分布于Z2Z8号孔处，其中西侧砾石、碎石含量较高，物理力学性质较好，具中压缩性。地基土容许承载力 s240Kpa。7、亚粘土：灰色，饱和，软塑，厚层状，局部砂质含量较高，偶夹腐植质。本层主要分布于Z2Z5号孔处，物理力学性质变化较大，具中压缩性。地基土容许承载力 s150Kpa。81、中砂：灰色，很湿，中密，局部夹少量淤泥粉质粘土，偶夹贝壳碎片。本层主要分布于Z7号孔以东地段，厚度变化较大。物理力学性质较好，中低压缩性。地基土容许承载力 s200Kpa。82、砾砂：灰色，很湿，松散稍密，砾石含量占3040%，粒径一般215mm，个别最大3040mm,呈次圆状次棱角状。砂占4050%，粘粉占20%。本层主要分布于Z7号孔以东地段，厚度变化较大。物理力学性质较好，低压缩性。地基土容许承载力 s220Kpa。83、圆砾：灰色，湿，中密密实，砾卵石占5060%，其中卵石约占1020%，粒径一般515mm，大者3040mm，个别达80100mm，呈次圆状次棱角状，少数圆状，粘粉泣占1020%。本层层位分部不稳定，主要分布于Z7号孔以东地段，且厚度自西向东逐渐变厚，场地最西端Z1号孔处亦有分布。物理力学性质较好，具低压缩性。地基土容许承载力 s500Kpa。9、含碎石亚粘土：青灰灰白色，湿，硬可塑，含少量卵砾石或碎石，局部为砂。本层仅见于Z3Z5号孔处，物理力学性质较好，具中低压缩性。地基土容许承载力s250Kpa。101、强风化玄武岩：灰黑色，原岩风化成砂土状、碎石状。本层仅见于Z4号孔处，其物理力学较好，地基土容许承载力s500Kpa。102、弱风化玄武岩：灰黑色，隐晶质结构，气孔状或杏仁状构造。岩体节理裂隙发育一般，岩芯多呈柱状，少数碎石块状，岩体较完整，质地较软，属软质岩类。本层仅见于Z4号孔处，其物理力学较好，地基土容许承载力s1200Kpa。111、全风化凝灰岩：灰白色，硬塑，原岩基本风化成土状或砂土状，局部残留少量强风化碎石。本层仅见于Z2Z5号孔处，厚度变化较大，物理力学性质较好，地基土容许承载力s300Kpa。112、强风化凝灰岩：灰白，灰黄色，凝灰结构，块状构造，岩石化较强，风化裂隙很发育，岩芯呈碎石状，局部呈砂土状。物理力学性质良好，地基土容许承载力s800Kpa。11-3、弱风化凝灰岩：灰黄浅灰白色，凝灰结构，块状构造，岩石节理裂隙发育，岩体较破碎，呈碎块状或碎石状，局部地段严重硅化，部分裂隙硅质充填，岩石质地较坚硬。物理力学性质良好，地基土容许承载力s2000Kpa。114、弱微风化凝灰岩：灰黄灰绿色，凝灰结构，块状构造，节理裂隙发育一般，岩体较完整，岩芯多呈柱状，局部碎石状，岩质较新鲜，裂隙面风化稍强。岩石质地较竖硬，属硬质岩类。物理力学性质良好，地基土容许承载力s3500Kpa。五、桥梁设计说明本桥轴线与河流斜交，交角为60，并且跨越规划的两岸滨江路，滨江路是体现滨江城市景观的主要生活性主干道，规划宽32米，滨江西路现有地面标高为6.5米左右，滨江东路现有地面标高为5.8米左右，规划东西两岸路面标高7.6米，净空4.5米，其控制标高为12.1米，超出百年一遇洪水位；东岸防洪堤顶亦有11.76米高，水利部门要求必须预留1.0米的高度，以供维修所用，因此，此处标高成为整个桥梁的控制标高，。1、总体布置：全桥分主桥和引桥，桥梁总长820米，主桥为55米+5X72米+55米双层预应力混凝土连续梁，西岸引桥为7X25米预应力混凝土连续梁，东岸引桥为7X25米预应力混凝土连续梁，全桥布孔为7X25米+55米+5X72米+55米+7X25米。主桥两侧匝道桥为7X25米预应力混凝土连续梁。主桥上层桥宽为17米(机动车道)+2X0.5米(防撞栏)，下层为分离的两幅，单幅桥宽为1.5米(人行道)+4.0米(非机动车道)+0.5米(防撞栏)，人行和机动车道的完全分离保证了车道的快速无阻，并降低了人行和非机动车道的坡度，且整个桥梁宽度减少，大大降低了工程造价。主桥采用双向纵坡为1.5%，竖曲线半径R=3000米引桥机动车道纵坡为3.8%，非机动车道以2.063%坡度的匝道桥转弯下来，至引桥桥台后，路基宽度变为32米的标准宽度。引桥和主桥变坡处设竖曲线，半径R=4000米。2、结构设计：2.1 上部结构主桥55+5X72+55米为等截面预应力混凝土连续箱梁，梁高4.0米，梁高与跨径之比为1/18，断面为18米宽单箱双室，箱宽9.2m，顶板悬臂长4.4米、底板悬臂长5.5米，跨中腹板厚0.40m、底板厚0.25m，墩顶附近腹板厚为0.7m、底板厚0.45m，直线变化段12m。箱梁仅在桥梁支点处设置横梁，中支点横梁宽1.8m，端支点横梁宽1.5m。55米边跨墩顶端横隔板设置牛腿，其上搁置引桥箱梁，既节省了墩帽的设置，又可为主桥压重，减小主桥弯矩。主桥箱梁按悬臂施工法设计，在主桥墩上搭设扇形支架，墩身与箱梁临时固结，用挂篮分段对称悬臂浇筑。纵向分3米一个节段，边跨支架现浇段为19.33米，最大悬浇节段重量为159.9吨，标准段节段约为122吨。中跨合拢段为3米，边跨合拢段为2米。箱梁采用三向预应力体系。纵向预应力钢筋采用j15.24的钢绞线（Ryb=1860MPa）,每根钢束由12根或9根钢绞线组成（j15.24-12）。横向预应力每根钢束由5根钢绞线组成（j15.24-5），竖向预应力采用精轧螺纹钢筋，横、竖向预应力钢束纵向布置间距为0.5m。引桥仍为等截面预应力混凝土连续箱梁，以便非机动车匝道桥的设置，梁高1.5米，断面为18米宽单箱双室，箱宽9.2m，顶板悬臂长4.4米，跨中腹板厚0.35m、底板厚0.25m，墩顶附近腹板厚为0.6m、底板厚0.45m，直线变化段2m。匝道桥为6米宽连续箱梁，箱宽3.0m，顶板宽5.5米，跨中腹板厚0.35m、底板厚0.2m，墩顶附近腹板厚为0.55m、底板厚0.4m，直线变化段2m。2.2 下部结构主桥桥墩为双柱式Y型桥墩，桥轴线与水流方向成60夹角，为减少阻水面积，并与上部型态相协调，桥墩墩柱外侧设计为圆形状、内侧为矩形（设圆角），墩柱底部全宽5m，承台厚2.5米，基础为1.5米钻孔桩，桩底进入弱风化岩层至少2D（D为桩径）以上。引桥桥墩型式与主桥相同，但墩柱尺寸与桩数相应减小。匝道桥为单柱式桥墩，墩柱直径为1.5米。桥台采用埋置式桥台，台后直接与挡土墙相接。3、主要材料3.1 混凝土 1主桥：箱梁采用C50混凝土；立柱采用C40混凝土；承台采用C25混凝土；钻孔桩采用C25水下混凝土。 2引桥：箱梁采用C50号混凝土；立柱采用C40混凝土；承台采用C25混凝土。3桥台：采用埋置式桥台；台帽采用C30混凝土，钻孔桩采用C25混凝土。 4桥面系：桥面铺装采用C30钢纤维混凝土和沥青混凝土。在C30钢纤维混凝土层铺设1mm厚的防水层。 3.2预应力钢材 1主桥箱梁、引桥和匝道桥箱梁的预应力钢材为ASTM A416-87a标准270级钢绞线，公称直径15.24mm，抗拉极限强度1860MPa。 2预应力钢绞线及锚具的技术条件必须符合“GB/T14370-93 预应力筋用锚具、夹具和有关连接器”标准有关规定。 3.普通钢筋：II级钢筋，I级钢筋，技术条件必须符合GBI499-84规定。六、施工要点 1、主桥下部 （1） 主桥墩身为柱式墩，要求尺寸准确，各墩表面混凝土颜色一致，光洁平整。 （2） 必须保证墩身混凝土的质量，施工接缝和钢筋表面清理干净，没有杂物和水泥浆碴，保证衔接的整体性。 （3） 施工墩身时要注意预埋各种施工和构造用的预埋件。 （4） 承台混凝土体积较大，施工单位可自行设置循环冷水管或其它降温措施，以释放由于大体积混凝上引起的水化热，避免裂缝。 （5）本桥处于软土地区，施工时若地层性质与地质钻探资料有较大变化，应及时通知建设单位和设计单位做特殊处理。 （6）钻孔桩成孔以后，必须测量孔径和孔位，并应注意清孔和预防缩孔现象的发生。钻孔桩成孔质量允许偏差如下： 轴线偏差：群桩为100mm，单排桩为50mm 倾斜度：小于1/100沉渣：要求孔内泥浆钻渣清除干净，孔底沉渣不大于15cm。（7）桩身质量检测：要求每根钻孔桩必须作小应变检测，对小应变检测有问题的桩以及施工时出现与设计情况不符的桩均要求作大应变检测，每墩必须有12根桩作大应变检测。 2、主桥箱梁 （1）施工时，中跨段箱梁先悬臂浇筑，形成“单T”，再在落地支架上一次浇筑两边跨现浇段。 （2）在浇筑各“单T”时，除0号和1号梁段共三段采用支架现浇外，其余梁段均采用挂篮悬臂浇筑。各梁段施工中应注意梁段的设计高程控制，无论在浇筑阶段、挂篮移动或拆除阶段，两侧悬臂上的偏载必须控制在一定范围，具体吨位应根据施工实际情况由施工控制方确定。合拢时两悬臂端相对竖向高差不大于2cm，轴线偏差不大于1cm，当用吊架浇筑合拢段时，按体系转换程序先浇筑两边跨2m合拢段，其体系转换程序严格按“主桥施工顺序图” 执行。 （3）各梁段最好一次浇筑成形，如有困难可分两次浇筑，但应先施工底板和底板承托以上一部分腹板，然后再浇筑其上的腹板与顶板，应注意两次浇筑混凝土衔接质量，确保良好的整体性。 （4）箱梁尺寸要求准确，其误差应符合“公路桥涵施工技术规范”要求，细部尺寸误差不得大于该部尺寸的1，混凝土表面应平整、密实，不得有蜂窝、露筋现象。 （5）施工程序中的挂篮，图中仅为示意，施工单位应自行设计，但要求挂篮最大承重量为160吨（不含挂篮自重），挂篮自重应控制在最大吊重的0.5倍左右。合拢段吊架承重120吨，吊架自重宜控制在吊重的0.5左右。施工中如设计的挂篮、吊架自重与设计不符，施工单位应征得设计单位认可后按实际情况做施工挠度计算，或由施工控制单位进行施工挠度控制计算。 （6）为防止混凝土裂缝和边棱碰损，箱梁混凝土强度应达到20MPa才能拆模，达到80的设计强度后，方能张拉预应力束。 （7）穿束之前应对孔道进行检查，用压缩空气或高压水进行清理，若有波纹管破裂造成的漏浆堵孔，应及时处理。3、预应力张拉（1） 锚具进场时应分批进行外观检查，不得有裂纹、伤痕、锈蚀等。（2） 要求锚头平面必须与钢束管道垂直，锚孔中心要对准管道中心。（3）纵向预应力束均采用两端张拉，横桥向对称张拉。（4）各束张拉时均应做出标记，以便测定钢铰线的引伸量，张拉时采用双控，以保证达到所要求的钢束应力。（5）钢束张拉完毕，严禁撞击锚头和钢束，钢绞线多余长度应用切割机切割，钢绞线切割后露出锚固外长度为2.5cm。（6）管道压浆前应用压缩空气或压力水清除管道内杂质，然后压浆，管道压浆要求密实，水泥砂浆的水灰比不宜超过0.40.5，抗压强度R2845MPa，不得掺入各种氯盐，但可掺入减水剂，掺入量由试验决定。为减少收缩，可掺入适量膨胀剂如铝粉等。铝粉的掺入量约为水泥的0.01%。（7）当采用备用管道时，应根据报废管道预应力束的锚固位置作相应调整。当箱梁悬臂施工结束后，报废管道及备用管道应压浆封固。（8）为保证预应力钢束位置准确，宜沿管道每隔1米设一个定位筋，以短钢筋点焊固定。（9）横向预应力的钢束的张拉要求：（a） 顶板横向预应力钢束采用扁波纹管，由于顶板较薄，钢束在板内的竖向位置偏差对结构抗力影响较大，因此横向预应力钢束定位就显得尤为重要，要求定位钢筋的间距不得大于80厘米，要采用“U”形钢筋牢固地焊接在横向扣竖向的钢筋上，钢束中心的位置竖向偏差不得大于5毫米，横向偏差不得大于10毫米。（b）钢绞线固定端的加工应认真操作，在钢束安装完毕后应对裸露在外的钢绞线进行彻底除油，注意波纹管两端的封堵应稳妥。（c） 张拉操作与纵向预应力张拉操作完全相同。（d）横向预应力张拉后的钢束应作出明显的标记，绝对不允许漏拉，如出现漏拉或拉断，将引起箱梁顶面的开裂，张拉应有完整准确的张拉记录（包括钢筋编号、引伸量和吨位）。 4、主桥合拢 步骤如下： （1）合拢前测定高程、温度，先安装合拢段的刚性连接件，完成边跨合拢束后解除合拢跨一侧墩的临时锚固，形成活动支座。 （2）浇筑混凝土前，在安好刚性连接件的情况下，先张拉合拢段顶板预应力合拢束二根及底板合拢束二根。 （3）在合拢跨悬臂端适当压重，重量根据施工控制确定。 （4）浇筑合拢梁段混凝土，同时分级拆除压重，使悬臂挠度保持稳定，以保持在不变荷载下施工合拢梁段。 （5）边孔合拢段浇筑温度一般选择日最低温度即可，而全桥合拢温度要求在150C50C，合拢段混凝土浇筑完成后，应加强养护，并覆盖，防止日晒。 （6）待合拢段混凝土强度达到80%设计强度时，再张拉合拢段的底板钢束，先长束后短束，然后放松先期张拉的顶板、底板束，待合拢段的其它各束拉完后，最后再张拉已放松的顶、底板束，并将管道压浆封锚。 （7）本桥各合拢梁段施工，是关键性技术环节，建议施工单位，事先做好施工组织设计。 5、引桥和匝道桥箱梁引桥和匝道桥箱梁采用满膛支架，逐段施工，施工时应注意预埋与其有关的其他构件，如泄水管、伸缩缝的有关构造等。