白云观至石角段改建工程 --桥涵设计说明.docx
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1、桥涵设计说明1 .初步设计批复意见执行情况1 .补充石角大桥利用的依据,完善设计文件,确保行车安全。执行情况:按照专家审查意见,我公司会后依据业主提供的定期检查报告及调查资料对该桥按 照公路-II级荷我进行检算,补充石角大桥加固措施及计算及料,计算表明加固后石角大桥能满足 公路-II荷载要求。业主应在加固完成后进行荷载实验,通过后方能投入使用,确保行车安全。2 .桥涵设计标准及技术规范2.1 设计标准1、汽车荷载等级:公路-II级;人群设计荷载:3.5kN/nT2、设计行车速度:30Km/h;3 .桥面标准宽度:ll.5m1.75m (人行道)+8. 0m (行车道)+1. 75m (人行道)
2、=11. 5m4、地震动峰值加速度系数:0. 05go5、地震基本裂度:VI度;6、环境类别:【-B类5、设计洪水频率:大中桥为1/50,小桥及涵洞均为1/25。2. 2技术规范公路工程技术标准(JTG B01-2014)公路桥涵设计通用规范(JTG 1)60-2015)公路钢筋混凝土及预应力混凝土.桥涵设计规范(JTG 3362-2018)公路与工桥涵设计规范(JTG D61-2005)公路桥涵地基与基础设计规范(JTG 3363-2019)公路交通安全设施设计规范(JTG D81-2017)公路桥梁伸缩装置通用技术条件(JT/T 327-2016)公路桥涵施工技术规范(JTG/T 3650
3、-2020)公路工程质量检验评定标准(JTGF801-2012)公路交通安全设施设计细则(JTG/T D81-2017)城市桥梁设计规范(CJJ 11-2011) (2019版)城市桥梁抗震设计规范(CJJ 166-2011)2. 3设计文件中强制条文执行情况设计过程中严格执行了公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2015)中的相应条文;公路垮 工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中第3. 2. 1条、3. 3. 1条、3. 3. 2条、3. 3. 3条、3. 3.4条、 4. 0.3条、4. 0.4条、5. 3. 4条强制性条文强制性条文。3 .设计原则3.1 桥涵型式的选择及孔跨布
4、置按照“安全、适用、经济、美观”的原则,在不降低原有河沟功能,尽量不改变原有自然条件 及环境,以满足泄洪、农田排灌及配套水利设施需要的条件下,通过现场勘察、资料分析和经济比 较,选择桥涵型式和孔跨布置。本路段共加固后利用1座。4 .原有桥梁涵洞分布情况4.1 原有桥梁分布情况原有构造物现状表表-1序号中心桩号河名或桥名桥宽 (m)孔数及跨 径 (孔-m)桥梁全 长 (m)结构类型备注1K79+259石角大桥92-40100两跨空腹式与工 拱桥加固后利用4. 2原有桥梁现状1、K79+259石角大桥石角大桥全长100m,跨径组合净2X40m,桥面宽为9m,主拱圈净矢高8m,厚0. 9m,净矢跨比
5、 1/5,腹拱圈净跨径为3.0米,净矢高L 5m厚度为0.4米,净矢跨比1/2。该桥上部结构为空腹式 与工拱桥,下部结构浆砌条石墩台,桥而铺装为水泥混凝土铺装。桥面现状宽度:1m (人行道)+7m (车行道)+lm (人行道)=9nu下部结构为重力式桥台与重力式桥墩、基础采用扩大基础。总体情 况见图4-2、图4-3。图4-2石角大桥立面图4-3石角大桥桥面根据业主提供恭江区S434线一赶路石角大桥(K81+449)定期检杳报告,本桥建成于1972 年,桥梁设计汽车荷载汽车T5级。报告表明本桥状况较好,主要病害有:1)1#主拱圈渗水、泛碱,2#主拱圈泛碱。2)腹拱圈渗水、泛碱、水渍;2-1腹拱圈
6、灰缝脱落。3)桥面栏杆大面积破损、露筋。左侧栏杆向外倾斜(2m)。4)桥面大面枳枳水,排水系统不完善。该桥技术综合评分,Dr值为82. 75,桥梁技术状况等级为2类,桥梁有轻微缺损,对其桥梁施 工功能无影响。但原桥设计荷载为汽车-15级,不满足本次改造设计所采用的公路一H级要求,因 此本次设计对石角大桥进行加固后利用根据我单位现场调杳发现,该桥桥面铺装进一步破损,桥面排水不畅大面积积水,且栏杆高度 仅为90cm,不满足规范要求。图6-3石角大桥栏杆现状5 .改建后沿线桥梁涵洞分布情况改建后沿线桥梁一览表表-2序号中心桩号河名或桥名桥宽(m)孔数及跨径 (孔-m)桥梁全长 (m)结构类型备注1K
7、79+259. 0石角大桥92-40100空腹式与工拱桥加固后利 用改建后沿线涵洞一览表表-3序号桩号孔径涵洞形式备注1K63+443盖板涵2K63+6161-1.5 X1. 5m盖板涵3K63+9751-1. 5X1. 5m盖板涵4K64+6141-1. 5X1. 5m盖板涵5K64+9011-1. 5X1. 5m盗板海6K65+647盖板涵7K65+8471-1. 5X 1.5ra盖板涵8K65+992l-1.5XL5m盖板涵9K66+2501-1. 5X1. 5m盖板涵10K66+4651-1. 5X1. 5m盖板涵11K66+5851-1. 5X1. 5m盖板涵12K66+9432-4
8、. OX 3. Om箱涵13K67+2701-2. 0X2. Om盖板涵14K67+4381-1. 5X1. 5m盖板涵15K67+6381-1. 5X1. 5m盖板涵16K67+80311. 5X 1. 5m盖板涵17K68+0251-1. 5X1. 5m盖板涵18K68+3481-2. 0X2. Om盖板涵19K68+4871-1. 5X1. 5m盖板涵20K68+701盖板涵21K68+948盖板涵22K69+2681-1. 5X1. 5m蛊板涵23K69+5491-1. 5X 1. 5m盖板涵24K69+9451-1. 5X1. 5m盖板涵25K70+0701-1. 5X1. 5m盖板
9、涵26K70+6421-1. 5X 1. 5m盖板涵27K7I+117盖板涵28K71+3771-1. 5X1. 5m盖板涵29K74+3381-1. 5X1. 5m盖板涵30K74+9791-1. 5X 1. 5m盖板涵31K75+1341-1. 5X1. 5m盖板涵32K75+4951-2. 0X2. Om盖板涵33K75+7701-1. 5X1. 5m盖板涵34K76+0011-1. 5X1. 5m盖板涵35K76+44O盖板涵36K77+0861-1. 5X1. 5m盖板涵37K77+316盖板涵38K77+5801-1. 5X1. 5m盖板涵39K78+4681-1. 5X1. 5m
10、盖板涵40K78+6871-1. 5X1. 5m盖板涵6、桥梁设计6 . 1 K79+259石角大桥(加固后利用)石角大桥全长100m,跨径组合净2X40m,加固后桥面宽为11. 5m,主拱圈净矢高8m,厚0. 9m, 净矢跨比1/5,腹拱圈净跨径为3. 0米,净矢高1. 5m厚度为0. 4米,净矢跨比1/2。该桥上部结构 为空腹式与工拱桥,下部结构浆砌条石桥台,桥面铺装为水泥混凝土铺装。原桥面宽度:1m (人行 道)+7m (车行道)+lm (人行道)=9m。下部结构为重力式桥台与重力式桥墩、基础采用扩大基础。 根据业主提供蒙江区S434线一赶路石角大桥(K81+449)定期检查报告,本桥建
11、成于1972年, 桥梁设计汽车荷载汽年75级。该桥技术综合评分,Dr值为82. 75,桥梁技术状况等级为2类,桥 梁有轻微缺损,对其桥梁施工功能无影响。但原桥设计荷载为汽车-15级,不满足本次改造设计所 采用的公路-II级要求,因此本次设计对石角大桥进行加固后利用6.1.1 桥梁病害分析1拱圈渗水、泛碱、砌块断裂、灰缝砂浆脱落原因分析:a桥面排水系统堵塞,防水层破坏,使桥面雨水下渗,导致主拱圈渗水、泛碱。b主拱圈修建时砂浆砌缝不饱满,灌浆不密实,砂浆等级达不到设计要求等原因加上风化与车 辆冲击的综合作用导致砂浆砌缝脱落,同时车辆荷载振动也有很大影响。2 .人行道栏杆损坏分析:a人行道栏杆混凝土
12、强度达不到设计要求,连接部位砂浆灌浆不密实等,栏杆在受到撞击后 破损严重且未得到及时修复加速了病害的发展。b现桥梁栏杆原设计采用现浇护栏基座与预制栏杆相结合的方式,部分结合部位Ml5砂浆随 着砂浆强度降低,不足以使预制栏杆保存垂直,导致预制栏杆局部出现外倾,有倒塌的可能性。3 .桥面铺装磨损及桥面积水原因分析:a 2#桥台处于下坡弯道位置,车辆长期在此处刹车减速,加之桥台可能会存在填料压实度不 足,大量重载反复作用导致铺装出现大面积破损、开裂。b桥面泄水管设置不足,且部分桥面排水系统堵塞,雨天掐面排水不顺畅,导致桥面积水。6. 2加固整治设计原则(1)加固整治后荷我等级达到公路一11级(原桥设
13、计荷我:汽-15)。(2)加固整治设计严格按照相关规范进行。(3)加固整治设计应综合考虑技术可靠性、结构耐久性、后期养护和养护费用等。(4)本次加固整治设计维持原道路设计标高。6. 3加固整治措施(1)主拱圈增设30cm厚C30碎套拱。(2)腹拱圈增设15cm厚C30睑套拱。(3)全桥增设挑梁加宽设置人行道,设置防撞护栏及栏杆。(4)增设桥面泄水管。(5)全桥挖除既有桥面铺装19cm,新铺筑l0cmC40砂+9cm沥青碎。(6)设置桥梁限速标志及桥梁管养标牌(详见交安部分)。7. 4加固计算设计人员对桥梁进行了该桥的参数计算,因为桥梁无明确的设计及竣工资料,设计人员参照交 通部标准图公路桥涵标
14、准图-石拱桥(编号JT/GQB 046-84,交通部公路规划设计院)的相关内 容,假定拱桥的拱轴系数为2. 814,假定拱圈条石为M7. 5浆砌MU50细料石的情况下计算,对该桥 采用公路一H级荷载进行检算,按照公路与工桥涵设计规范(JTGD61-2005)进行拱桥的承载能 力评估,现将主拱圈计算荷载结果列于卜.表:加固前承载能力极限状态计算结果单元位置轴力(Nd)弯矩(Mx)弯矩(My)小roNde Afcd是否满足拱脚-17975. 253853. 61154.880. 27-18183. 7910678. 10否1/4-14226. 133876. 751331.30. 18-14226
15、. 137131.04否拱顶-13802.482889. 671084. 540. 27-13802.4810850. 56否加固后承我能力极限状态计算结果单元位置轴力(Nd)弯矩(Mx)弯矩(My)roNd Afcd是否满足拱脚-20712. 384270. 361087. 450. 53-20712. 3829966.14是1/4。-16242. 204156. 901257. 020. 45-16242. 2025278. 28是拱顶-15733. 543325. 891015. 970. 52-15733. 5429463. 29是经计算分析,按照公路与工桥涵设计规范(JTGD61-2
16、005)进行拱桥的承载能力评估,主拱 圈在加固后能满足公路一H级承载能力要求。7 .涵洞设计本项目新建涵洞76道,均为钢筋碎盖板涵及箱涵,孔径为1.5XL5m、2. 0X2. 0m两种,箱涵 跨径 2-4. 0x3. 0。根据本路段沿线筑路材料分布情况,本着就地取材、节省工程造价的原则,不降低原有功能, 尽量不改变原有自然条件及环境,以满足农田灌水渠畅通、沟谷排放汇水、路基路面排水、配套水 利设施的需要。涵洞洞身应根据地形、地质情况,每隔46nl设置沉降缝一道,沉降缝贯穿整个断 面,洞口型式根据涵洞功能并结合地形情况采用了八字墙、一字墙、跌水井及挡墙等。涵洞基底一 般置于容许承载力满足要求的基
17、岩上,局部软基或承载力不足的路段,可采用换填碎砾石等措施处 理。在涵洞施工过程中,当发现涵洞进出水口的设计标高与实际不符时,应通知设计单位另行处理。8 .主要材料要求:8.1 混凝土材料要求:混凝上应采用高品质的强度等级为52. 5和42. 5的硅酸盐水泥,所用砂、石料、水的技术质量 必须符合公路桥涵施工技术规范(JTG/T 3650-2020)有关条文规定。混凝土粗骨料应采用连续 级配,碎石宜采用锤击式破碎生产的坚硬碎石,最大粒径不宜超过2cm。混凝土细骨料应采用中粗 砂,不得采用细砂,不宜采用机制砂。混凝土的抗压、抗拉强度及弹性模量等指标必须满足相应强 度等级的混凝土的要求。8. 2普通钢
18、筋设计普通钢筋采用HRB400和HPB300,抗拉设计强度分别为330 MPa、250MPao主要受力钢筋 采用HRB400,其它分布钢筋采用HPB300,钢筋的主要技术性能必须符合国家标准钢筋混凝土用 热轧带肋钢筋(GB 1499.2-2007)、钢筋混凝土用热轧光圆钢筋(GB 1499. 1-2008)的有关 规定。钢筋接头宜采用焊接接头和钢筋机械连接接头。HPB300钢筋接头建议采用闪光接触对焊,条 件不具备时采用电弧焊(双面焊: HRB400带肋钢筋直径216nlm时,接头建议采用机械连接, 接头等级为1级,接头应符合钢筋机械连接通用技术规程(JGJ 107-2003)的规定,主筋及骨
19、 架钢筋全部采用机械连接,接头等级为1级。8. 3钢材及焊接设计用钢板除特殊规定外,均采用普通碳素结构钢Q235q,其技术性能必须符合国家标准碳 素结构钢(GB/T700-2006)和桥梁用结构钢(GB/T714-2008)的规定。焊接钢材应满足可焊性 要求。钢结构焊接材料应按如下要求采用:8. 3.1焊接材料应结合焊接工艺,通过焊接工艺评定试验进行选择,保证焊缝性能不低于母材, 工艺简单,焊接变形小:焊条应采用低氢型焊条,焊丝应采用药芯焊丝;相关材料均应符合相应的 国标要求。8 . 3. 2. 2cOt气体保护焊的气体纯度应大于99. 5%09 .4耐久性基本要求混凝土桥梁结构的耐久性取决于
20、混凝土材料的自身特性和结构的使用环境,与结构设计、施 工及养护管理密切相关。本次设计通过以下儿个方面提高混凝土桥梁结构的耐久性:(1)混凝土的相关要求养护要求:混凝土硬化后要进行专人浇水养护,养护时间不少于14天,冬季施工浇注混凝土 要采取保湿保温养护措施。混凝土在满足设计强度要求的前提下,尽量降低水泥用量,采用发热量较低的水泥,加大骨 料粒径增加碎石用量,改善骨料级配,降低水化热,控制混凝土内外温差在20C以下。现浇混凝土若采用泵送混凝土,坍落度为1620cm。在炎热天气,混凝土应在夜间浇注,入模温度应控制在32c以下。混凝土拆模时,芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温
21、差均不得 大于15 (梁体10eC)o混凝土试件应采用与结构相同的混凝土、相同的浇筑方法和养护条件。(2)上部结构细部设计:桥面铺装是桥梁与车辆直接接触的部件,也是桥面排水的第道防线。桥面粘结防水粘结层。桥面铺装与主梁之间的防水粘结层是防止桥面水渗入主梁的第二道防 线。(4)混凝土配合比1)高耐久性混凝上配合比应满足以下四项技术经济要求:较高的抗压或抗弯拉强度、抗压或 抗弯拉弹性模量、较高的抗劈裂强度:高工作性,满足混凝土浇筑成型的工艺条件:高耐久性,满 足所处环境条件的耐久性要求;2)应限制单方混凝土中胶结材料的最低和最高用量。在满足胶结材料最低用量前提下,尽可 能降低水泥用量,但应满足水泥
22、最低用量要求。(5)优化结构的节点构造设计,改善节点受力状况,减小混凝土拉应力。保证钢筋有足够的碎 保护层厚度。8. 5混凝土外加剂建议拌制混凝土过程中掺入适量的混凝土外加剂,如减水剂、防水剂等,但混凝土拌和中应 慎用早强剂。外加剂的掺用必须符合国家标准混凝土外加剂(GB8076-2008)和混凝土外加 剂应用技术规范(GB 50119-2003)的规定。外加剂的掺用必须以严格的实验为基础,满足规定 的各项技术指标,确保外加剂的掺用不会影响混凝土的强度等级。8. 6新建桥面铺装:4cm细粒式沥青混凝土 AC-13C+5cm中粒式沥青混凝土 AC20C+防水层+10cmC30混凝土现浇 层。8.
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