1.桥梁工程设计说明

一、项目概述

拟建的南陵县秋浦大道起点太白大道，终点籍山大道，全长约1.7km，道路等级为城市主干道。沿线于跨越老河处设置小桥一座。设计洪水位11.5 m。桥梁中心桩号为K0+535.000。

本桥上部结构全长23.02m , 跨径为1x13 m 的预应力砼(后张)空心板，此方案施工工艺成熟，桥型简洁美观、跨越性好、整体性好。根据道路的断面布置，本次桥梁设计按照单幅桥梁设计，空心板高度为70 cm , 顶底板厚12 cm，一片板宽度为1.24m。下部结构桥台采用U型桥台和桩基础。

由于本桥处于道路红线宽度渐变段，故桥梁横断面设置为0.5米+人行道（5米）+非机动车道（6米）+绿化带（3米）＋机动车道（22米）+绿化带（3米）+非机动车道（6米）+人行道（5米）+0.5米，全宽51米。

二、设计依据

1．地形、气象、河流水文基础资料

2．桥梁岩土工程勘察报告

3．《南陵县总体规划(2010-2030)》土地利用规划图（2010.11）

4．《南陵县县城老城区控制性详细规划修编》竖向标高控制图（2011.12）

5． 平面测绘资料

三、技术标准

1．桥面宽度：51.0 m；

2．设计荷载：城-A级；人群荷载按《城市桥梁设计规范》（CJJ 11-2011）相应规定取值；

3．设计行车速度：50km/h；

4．抗震等级：桥位处地震动峰值加速度为0.05g，相当于基本烈度6度；

5．设计洪水频率： 1/100；

6．设计基准期： 100年；

7．为减轻由于桥台与桥头路基沉降差引起的桥头跳车，设置桥头搭板，搭板与机动车道和非机动车道同宽，搭板长为6米。搭板顶面铺设10cm厚沥青混凝土形成路面。

四、设计规范

1、《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）

2、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）

3、《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）

4、《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）

5、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）

6、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)

7、《公路交通安全设施设计技术规范》( JTG D81-2006)

8、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50－2011）

9、《公路桥涵养护技术规范》（JTG H11-2004）

10、《城市桥梁设计规范》（CJJ 11－2011）

11、《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166-2011）

12、《城市桥梁桥面防水工程技术规程》（CJJ139-2010）

13、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）

五、工程地质水文概况

1.地形地貌

拟建的秋浦大道北至太白大道，南至籍山大道，该线路沿途地形地貌变化一般，沿线间断分布有沟塘，水田及村庄，地形基本平坦。

场地地貌单元为级阶地，为河流冲淤积沉积层和河湖相沉积层。

2. 气象水文

南陵县气象属于北亚热带湿润型气候，温暖湿润，雨水充沛，四季分明，季风明显，光照充足，雨热同季。全县平均气温15.8摄氏度，年平均日照时间1935.4小时，日照率43.7%。

3. 区域地质构造

南陵县在构造上属下扬子台坳的沿江拱断褶带，长期以来受下降运动控制，沉积了寒武系至中三迭统，厚逾万米的滨海或浅相沉积岩。其基岩岩性多为泥质砂岩、砂质泥岩类，局部已蚀变，属软岩，构造裂隙发育。

4.区域稳定性评价

根据区域地质资料和本次勘察结果分析，本场地为中等复杂场地，场地土为不均匀场地土。附近及周围未发现有较大规模的断裂构造存在，属较稳定的建筑场地，适宜本建筑的建设。

5.岩土地层构成及特性

拟建勘察场地岩土地层构成及特征，自上而下可分为8个工程地质层，现描述如下：

①层：杂填土，杂色，松散，强度不均匀，含植物根茎，厚度在0.4～3.0米。

①-1层：淤泥质粉质粘土，青灰～灰色，流塑～软塑，饱和。摇振反应中等，中等干强度，局部存在。厚度在0.9～1.5米，层顶埋深0.4～0.9米，层顶黄海高程11.10～13.6米。

②层：粉质粘土，黄褐色，可塑，局部软塑，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。厚度在0.8～5.3米，层顶埋深0.4～1.8米，层顶黄海高程8.5～14.5米。

③层：淤泥质粉质粘土，青灰～灰色，流塑～软塑，饱和。摇振反应中等，中等干强度，韧性中等。厚度在1.5～5.1米，层顶埋深0.5～2.5米，层顶黄海高程8.00～12.5米。

④层：粉质粘土，灰黄～灰褐～黄褐色，可塑～硬塑，无摇振反应，稍有光泽，干强度高，中等韧性，含铁锰结核及少量灰白色高岭土。厚度在1.00～5.30米，层顶埋深0.50～6.90米，层顶黄海高程5.80～13.00米。

⑤层：粉质粘土夹粉土，灰黄～黄褐色，局部夹粉砂，湿，稍密，灰～灰黄色，具层理，摇振反应中等，稍有光泽，低干强度，无韧性。厚度为0.70～9.60米，层顶埋深2.10～7.50米，层顶黄海高程4.50～10.40米。

⑤1层：淤泥质粉质粘土，青灰～灰色，流塑，饱和。厚度为1.40～3.10米，层顶埋深5.50～8.20米，层顶黄海高程3.90～5.90米。

⑥层：圆砾，灰，中密，局部密实，圆砾含量30%～40%，砾径0.5～2厘米，为圆状，含卵石，含量约为10%～40%，充填物为中粗砂。厚度为0.10～7.10米，层顶面埋深为6.00～13.60米，层顶黄海高程为-0.90～6.30米。

⑦层：强风化泥质粉砂岩（K），棕褐色,结构构造大部分破坏,岩芯呈碎块状及短柱状,节理裂隙较发育,砂状结构,泥质胶结,吸水性很强,易软化,手易折断,质地较软,敲击易碎。顶板埋深15.1～18.8米，顶板黄海高程-7.4～-4.1米，厚度2.2～3.4米。

⑧层：中风化泥质粉砂岩（K），棕褐色-浅红色, 砂状结构,块状构造，岩芯呈柱状,较破碎，具有可软化性和膨胀性，节长20-50厘米,取芯率大于80%,局部含灰白色砾,新鲜岩难折断。顶板埋深18.4～21.0米，顶板黄海高程-9.6～-6.7米，已揭示厚度7.6～11.2米。

各土层厚度、埋深及标高变化详见剖面图。

6.地下水条件

经钻探揭露，场地地下水较为丰富。拟建场地地下水潜部土层主要为潜水，其水位及含水量与雨水、季节变化有关。②、④层为隔水层，③、⑤、⑥层为饱水层。根据我院已有的水质分析资料，该线路地下水对砼结构及其中钢筋具微腐蚀性，地基土对钢结构有微腐蚀性。地下水位位于0.4～3.2之间，水位黄海高程为7.5～10.8米。

7、地震效应

芜湖地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，场地土类型为中软场地土；建筑场地类别为Ⅱ类；属抗震不利地段,应采取有效措施。

六、主要材料

1、混凝土

（1）上部预应力混凝土预制空心板采用C50混凝土；桥面铺装现浇桥面板采用4cm细粒式沥青混凝土AC-13(采用SBS改性剂4%-6%)+粘层+6cm中粒式沥青混凝土AC-20+防水层+10cmC50防水混凝土；人行道采用C25混凝土；伸缩缝现浇段采用C50钢纤维混凝土；桥头搭板采用C30混凝土；栏杆形式采用青石栏杆。

（2）下部U型桥台、承台、挡块采用C30混凝土，支座垫石采用C40混凝土；桥台桩基采用C30水下混凝土。

（3）铰缝采用C50细石子混凝土。

2、普通钢筋

设计用普通钢筋为HPB235和HRB335钢筋，抗拉强度标准值分别为235Mpa和335Mpa，其中带肋钢筋技术标准应符合国家标准《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》(GB 1499.2-2007)的规定，光圆钢筋应满足《钢筋混凝土用钢 第1部分：热轧光圆钢筋》(GB 1499.1-2008)的规定。

设计中用到钢板均采用普通碳素结构钢(Q235B)，技术标准应符合《碳素结构钢》（GB/T 700-2006）规定。

焊接钢材应满足可焊性要求。

3、预应力钢筋

采用抗拉强度标准值fpk =1860MPa，公称直径d=15.2mm的低松弛高强度钢绞线，其力学性能指标应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224 -2003）的规定。

4、其他材料

1）防水层材料的各种指标应满足国家标准规范的要求，应选择较强的粘结强度和抗剪切强度，同时应具有较好的不透水性、耐热性、抗刺破及渗水性、耐酸碱性等性能。

2）锚具：采用15-3型和15-4型系列锚具及其配件；预应力管道采用圆形金属波纹管。

3）采用板式橡胶支座，支座的规格、型号、技术标准应符合《公路桥梁板式橡胶支座》(JT/T4-2004)及《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》(JT/T663-2006)的规定。

4）伸缩缝采用D40型。伸缩装置有关技术特性必须满足《公路桥梁伸缩装置》(JT/T 327-2004)。

七、设计要点

上部结构

1、本桥空心板结构体系为简支结构，按部分预应力A类构件设计。

2、设计计算采用平面杆系结构计算软件计算，桥面现浇层计入5cm参与结构受力，荷载横向分配系数按铰接板法计算。

3、设计参数

（1）混凝土：重力密度γ=26.0kN/m3，弹性模量Ec=3.45×104MPa。

（2）沥青混凝土：重力密度γ=24.0kN/m3。

（3）预应力钢筋:弹性模量Ep=1.95×105MPa，松弛率ρ=0.035，松弛系数ξ=0.3。

（4）锚具：锚具变形、钢筋回缩按12mm（两端）计算；金属波纹管摩阻系数μ=0.25，偏差系数κ=0.0015。

（5）竖向梯度温度效应：按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）规定取值。

下部结构

下部结构采用U型桥台接承台桩基础。

  八、施工要点

有关预应力混凝土空心板的施工工艺、材料要求及质量检查标准，除按《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50－2011）的有关条文办理外，还应特别注意以下事项：

上部结构：

1、空心板预制

（1）浇注空心板混凝土前应严格检查伸缩缝、支座等附属设施的预埋件是否齐全，确定无误后方可浇注。施工时，应保证预应力束管道及钢筋位置准确，控制混凝土集料最大粒径不得大于20mm。浇注混凝土时应充分振捣密实，严格控制浇注质量。

（2）为了防止预制板上拱度过大，及预制板与桥面现浇层由于龄期差别而产生过大收缩差，存梁期不宜超过90d，若累计上拱值超过计算值4mm, 应采取控制措施。预制空心板在钢束张拉完成后、各存梁期跨中上拱度计算值及二期恒载所产生的下挠值如下表所示：

（3）空心板预制时，按1m一道在铰缝的侧模嵌上500mm长的φ6钢筋，形成6mm凹凸不平的粗糙面。

（4）空心板预制时，除注意按本册设计图纸预埋钢筋和预埋件外，桥面系、伸缩缝、护栏及其他相关附属构造的预埋件，均应参照相关图纸施工。

2、预应力工艺

（1）预应力束管道的位置必须严格按坐标定位并用定位钢筋固定，定位钢筋与空心板腹板的箍筋点焊连接，严防错位和管道下垂，如果管道与普通钢筋发生碰撞，应保证管道位置不变而适当挪动钢筋位置。浇注前应检查波纹管是否密封，防止浇注混凝土时阻塞管道。

（2）预制空心板的预应力钢束必须待空心板浇注后的混凝土立方体强度达到设计混凝土强度等级的85%后，且混凝土龄期不小于7d，方可张拉。施工单位在条件具备时宜适当增加龄期，提高混凝土弹性模量，减小反拱度。预应力钢束采用两端同时张拉，锚下控制应力为0.75fpk=1395MPa。 

（3）施加预应力应采用张拉力与引伸量双控。当预应力钢束张拉达到设计张拉力时，实际引伸量值与理论引伸量值的误差应控制在6%以内。实际引伸量值应扣除钢束的非弹性变形影响。

（4）预应力钢束张拉顺序为：左N1→右N2→右N1→左N2。

（5）孔道压浆采用C50水泥浆，要求压浆饱满。

3、空心板安装

（1）预制空心板采用设吊孔穿束兜板底加扁担梁的吊装方法。

（2）桥梁架设若采用架桥机吊装，必须经过验算方可进行，且架桥机的重量宜落在墩台的立柱上。

4、其他

（1）封锚端混凝土浇注前,须将预制板端部混凝土结合面浮浆清凿干净，才能浇注新混凝土。

（2）预制空心板顶面应拉毛，锚固端面和铰缝面等新、旧混凝土结合面均应凿毛成凹凸不小于6mm的粗糙面，100mm×100mm面积中不少于1个点，以利于新旧混凝土良好结合。

（3）本图设计钢筋长度未考虑施工折减，实际施工下料时应按照有关施工规范要求进行控制。

（4）严格控制支座高程，避免支座脱空。

（5）铰缝混凝土浇注时，应连续浇筑，避免出现接缝，还必须保证混凝土振捣密实；还应特别加强浇水养护，7～14天仍需继续保湿养护，以减小混凝土的收缩。

（6）建议外模、芯模均采用整体钢模板，不允许采用充气橡胶芯模。应注意控制模板的拆卸时间，尤其是芯模的拆除，以保证空心板内腔尺寸，和施工质量，容易拆除为准。

下部结构：

1、施工单位在施工前应对桩位坐标、各项高程数据进行仔细核算，准确无误后方能放线施工。

2、成孔方式采用冲击钻成孔，钻孔前钻机就位必须端正稳固，确保施工中不发生倾斜、移位，在搭设的工作平台上完成钻孔桩施工。

3、本桥采用摩擦桩设计。

4、桩基终孔高程在设计文件的前提下，一般应由监理工程师同施工单位共同确定，如果施工时发现地质情况与设计资料不符，施工单位应会同驻地监理工程师及设计院地质专业工程师、结构设计工程师，三方现场确认基岩类别及终孔高程。

5、钻孔时应采用长度适应钻孔地质条件的护筒，保证孔口不坍塌及不使地表水进入孔内，并保持孔内泥浆的表面高程。

6、护筒应满足下列要求：

       a、护筒可用钢板或钢筋混凝土制作，应具有足够的强度；

       b、护筒内径一般应大于桩径200～300mm；

       c、护筒平面位置偏差不得大于50mm，护筒倾斜度的偏差不大于1％。

7、施工时应结合施工条件和施工艺安排，尽量考虑先预制钢筋骨架（或钢筋骨架片）、钢筋网片，在现场就位后进行连接或绑扎，以保证安装质量和加快施工进度。钢筋骨架（或钢筋骨架片）和钢筋网片的预制及安装均应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50－2011）的有关规定。

8、桩基钢筋骨架可分节吊装，上下骨架连接可采用双面焊搭接，焊接时应使上下节钢筋笼保持在同一轴线上。钢筋焊接的焊缝长度单面焊不小于10d、双面焊不小于5d（d为焊接钢筋直径），同一截面的钢筋接头应不超过25%。

9、钻孔施工至设计标高后，必须测量孔位、孔深、孔径、沉淀层厚度和泥浆的含砂率，只有在确认各项指标满足设计和规范要求后，才能灌注桩基混凝土。各项规定和指标的允许值如下：

    桩孔中心位置偏差：不大于50mm；

    孔径：不小于设计桩径；

    倾斜度：不大于1%桩长，且不大于500mm；

    孔深：不小于设计要求的深度；

    沉渣厚度：不大于10cm；

    泥浆指标：相对密度：1.03～1.10；粘度：17～20Pa·s；含砂率＜2％；胶结率＞98％。

10、为确保基桩的质量，成桩后应逐一进行无破损检验，本设计建议采用声测法，每根桩均要埋设声测管，以便采用超声波检测法检查桩的混凝土质量，具体埋设要求与检测部门商定。声测管应采用套筒丝扣连接或套筒焊接连接，以保证声测管内壁平顺和密封。同时应采取防护措施，保证声测管在施工中不被堵塞。

11、桩基、桥台各部分的施工缝应严格进行凿毛，去除浮浆、松散混凝土和油污，以保证新老混凝土的结合质量。

12、一根桩的所有混凝土灌注时间要求控制在首批混凝土初凝以内。

13、台帽顶面搁置支座处必须平整、清洁、粗糙，并浇筑支座垫石，保证支座与梁底及墩台密贴，传力均匀。

14、台帽上支座垫石位置和高程控制要求准确，垫石顶面必须保持平整、清洁。

15、桥台两侧锥坡均对称填筑，以防桥台单向受力，造成位移。

16、填土分层夯实要求：分层厚度宜为每层20cm；压实度要求不小于96%。

17、台后填土不得采用重型或振动机械施工，以免造成桥台失稳或产生水平位移。

18、浇筑桥台背墙时注意相关预埋钢筋的预埋。

19、桥台耳墙或侧墙顶面纵坡应同路面纵坡.

20、混凝土结构外观应符合下列要求：

       a、混凝土表面应平整、密实，施工缝整齐，不得有颜色不均匀和模板接头痕迹。

       b、柱及承台的混凝土蜂窝、麻面面积不超过被检查面积的0.5％，深度不超过10mm。 

21、为了使桥梁外观颜色一致，地面以上部分结构应采用同一厂家、同品种的水泥。

其他未尽事宜，请按交通部部颁标准《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50－2011）办理或联系勘察设计单位。