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1、. . . . 前 言公路桥梁交通是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施，是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。我国从“七五”开始，公路建设进入了高等级公路建设的新阶段，近几年随着公路等级的不断提高，路桥方面知识得到越来越多的应用，同时，各项规也有了较大的变动，为掌握更多路桥方面知识，我选择了支井河大桥施工图设计这一课题。本次设计路段位于巴东县野三关镇支井河村. 它是根据设计任务书的要求和公路桥规的规定，选定装配式预应力T形截面简支梁桥，该类型的梁桥具有受力均匀、稳定，且对于小跨径单跨不产生负弯矩，施工简单且进度迅速等优点。设计容包括拟定桥梁纵,横断面尺寸、上部结构计算，下
2、部结构计算，施工组织管理与运营，施工图绘制,各结构配筋计算，书写计算说明书、编制设计文件这几项任务。在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在施工及使用过程中恒载以及活载的作用力，采用整体的自重荷载集度进行恒载力的计算。按照新规公路I级车道荷载进行布置活载，并进行了梁的配筋计算，估算了钢绞线的各种预应力损失，并进行预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度，正应力及主应力的验算。下部结构采用以钻孔灌注桩为基础的墩柱，并分别对桥墩和桩基础进行了计算和验算。主要依据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规（JTG D062-2004）,公路桥涵地基与基础设计规（JTJ 024-85、,公路钢筋混凝土及预应
3、力混凝土桥涵设计规（简称预规）JTG D602004公路桥涵设计通用规（简称通用规）在本次设计过程中，新旧规的交替，电脑制图的操作，都使我的设计工作一度陷入僵局。在指导老师*老师及本组其他组员的帮助下，才使的这次设计得以顺利完成。在此，对老师和同学们表示衷心的感。由于公路桥梁工程技术的不断进步，技术标准的不断更新，加之本人能力所限，设计过程中的错误和不足再所难免，敬请各位老师给予批评指正。第一部分 桥梁设计1. 概述1.1 设计题目 支井河大桥1140m装配式预应力混凝土T梁桥施工图设计.1.2工程概述支井河特大桥位于巴东县野三关镇支井河村一组，沪蓉国道主干线省至高速公路榔坪高坪段，桥梁中心桩
4、号为K120+433.507，起点桩号为K120+170.037，终点桩号为K120+715.577，桥梁全长545.54米，主桥为1-430米钢管混凝土拱桥，横跨支井河峡谷，该峡谷两岸悬崖陡立，山顶高程1415米，河床高程660米，相对高差755米，谷底宽30米，地形复杂，施工条件极为困难。支井河特大桥地处构造侵蚀溶蚀峰丛槽谷区，地形上属于不对称“V”字型河谷岸坡，河谷东岸为陡缓相间的折线陡坡，河谷西岸下方为悬崖峭壁，崖肩高程845m，以上为40陡坡。大桥东桥头处于陡崖崖肩一带，西桥头则处于崖肩以上陡坡段。在高程660665m段为一深切河谷，河流总体流向由北向南，河谷谷底宽30m。支井河特大
5、桥横跨支井河，该河水量丰富，为一常年性河流，河床宽约1530m，水量随季节变化大，调查最高洪水位远低于拟建桥面，对建桥无影响。支井河全长数十公里，流域面积大，总落差一千余米，平均坡降18%，年迳流量达亿立方米。1.3技术标准及技术规1.3.1技术标准公路等级：高速公路。设计行车速度：110公里/小时。路基宽度： 24.5米。设计荷载：公路I级。设计洪水频率： 1/300。地震烈度：VI度，按VII度设防。1.3.2技术规：(1)中华人民国交通部部标准公路工程技术标准(JTJ 001-97) (2)中华人民国交通部部标准公路工程抗震设计规(JTJ 004-89) (3)中华人民国交通部部标准公路
6、桥涵设计通用规(JTJ 021-89) (4)中华人民国交通部部标准公路砖石及混凝土桥涵设计规(JTJ 022-85)(5)中华人民国交通部部标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规(JTJ 023-85)(6)中华人民国交通部部标准公路桥涵地基与基础设计规(JTJ 024-85)(7)中华人民国交通部部标准公路桥涵施工技术规(JTJ 041-2000) 1.3.3设计依据(1)关于至国道主干线省至公路初步设计的批复，交公路发2004271号。(2)支井河大桥初步设计文件(3)支井河大桥工程地质详勘报告。（省神龙地质工程勘察院编）(4)支井河大桥西岸岩基变形稳定性研究报告（大学水利水电学院编
7、）(5)支井河特大桥技术设计文件1.4设计资料1.4.1主要材料1混凝土：预应力钢筋混凝土主梁：C50；盖梁采用C40混凝土；墩柱采用C30混凝土，基桩、承台、台身采用C25混凝土，预应力钢筋混凝土容重=25 KN/m，混凝土容重=24 KN/m，沥青混凝土容重=23 KN/m。2预应力钢筋：混凝土用预应力均采用按ASTMA 416-97a标准生产的低松弛270级钢绞线，公称直径15.24mm，公称截面积140mm2，标准强度1860Mpa，弹性模量为1.95105Mpa，松弛率3.5%。3普通钢筋：钢筋直径12mm者，采用级热轧螺纹钢筋，其性能应符合钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB1499-98
8、的规定；直径12mm者，采用级钢筋，其性能应符合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB13013-91的规定。1.4.2上部结构：桥面系的尺寸自定或参照标准图。1.4.3下部结构桥墩：采用桩柱式桥墩。桥台：采用桩柱式桥台。支座：板式橡胶支座，尺寸：0.0470.300.50（m），其摩擦系数f=0.05，摆动支座的最小摩擦系数可取为f=0.03，一般情况为f=0.05。1.5工程地质条件1.5.1地形地貌支井河特大桥地处构造侵蚀溶蚀峰丛峡谷低区，山顶高程为1415m，河床高程660m，相对高差755m，地形上属不对称“V”字型峡谷，两岸地形变化极为复杂，谷深陡坡、悬崖连绵，整体呈现纵坡陡峻、横坡起伏变化
9、、切割强烈的幽谷地貌景观。东岸沿桥轴线为陡缓相间的折线陡坡，桥面下方斜坡由下至上坡度变化为453020456473，桥面上方坡度为42陡坡，仅在760810m高程为缓坡带，拱座及桥台位于6473急陡坡及陡崖地段，平面投影围对应的地面高程850888m。西岸下方为悬崖峭壁，崖肩高程855m，以上为40陡坡，拱座位于崖肩以上地带，平面投影围对应的地面高程887904m。在高程660665m段为深切河谷，河流总体由北流向南，河谷谷底宽30m。1.5.2 地基土工程地质特征桥址区分布地层较简单，根据岩性成分的工程地质特征及工程使用意义分为两大层，其工程地质特征分述如下：残坡积碎石土（Qel+dl）：松
10、散中密状，中等低压缩性，属性质不均一的松散岩类，强度低。推荐承载力0=200250kPa，极限摩阻力i=5070kPa。由于分布有限、厚度小，实际无工程使用意义。 -1强风化灰岩（T1d2）：薄层状碎裂结构岩体，整体性较差，裂隙发育且充填软弱粘性土，属各向差异性大的不均质岩类，结构及强度较差。推荐承载力0=500kPa，极限摩阻力i=120kPa。由于分布有限、厚度小，基本无实际工程基础使用意义。-2弱风化灰岩（T1d2）：薄层中厚层状构造，层理较清晰，为层状碎块结构岩体，岩石较完整完整，性质坚硬，节理裂隙较发育，多为方解石充填呈闭合状，少量微充填泥质。岩芯多呈短中长柱状。岩石天然抗压强度31
11、.134.6MPa，饱和抗压强度26.2MPa，承载力0=20002300kPa。-3微风化灰岩（T1d2）：薄层中厚层状构造，层理较清晰，为层状块体结构岩体，岩石完整，性质坚硬，节理裂隙较发育，为方解石充填呈闭合状，岩芯多呈长柱状。岩石天然抗压强度37.964.2MPa，平均饱和抗压强度37.1MPa，推荐承载力0=25002600kPa。1.5.3水文地质条件(1)地表水支井河特大桥跨越的支井河，全长数十公里，流域面积大，总落差1000余米，平均坡降18%，年迳流量达亿立方米，为一常年性河流。河床宽30m，水量随季节变化大，调查最高洪水位高出河床约3m，远低于拟建桥面，对拱桥无影响。但施工
12、中架设过河临时设施，必须考虑山洪及其搬运物质的冲击破坏作用，应采取防洪、防冲击措施。(2)地下水水质据支井河水水质分析成果：PH值8.24，硬度111.9mg/l，矿化度169.98mg/l，水化学类型为HCO3Ca型，属中性微硬淡水。参照公路工程地质勘察规（JTJ064-98）结合区域水文地质条件综合判断，桥址区地表水、地下水水质均较好，对混凝土无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。1.5.4 地震根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）及中国地震局地震研究所沪蓉国道主干线省公路工程场地地震安全性评价报告的划分，桥址区隶属我国大陆地震活动较弱的华中地震区江汉地震带秭归渔洋关地震亚带，该区
13、地震活动微弱，历史上无中强地震记载，地震动峰值加速度为0.05g、地震动反应谱特征周期为0.35s (地震基本烈度6度)。2方案比选及桥梁纵断面、横断面设计及平面布置2.1.桥型方案比选2.1.1桥梁总体规划原则桥梁的形式可考虑拱桥、梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。任选三种作比较，从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选，最终确定桥梁形式。桥梁设计原则（1） 适用性桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。（2） 舒适与安全性现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免
14、车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。（3） 经济性设计的经济性一般应占首位。经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。（4） 先进性桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设，应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备，以利于减少劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施工安全。（5） 美观一座桥梁，尤其是座落于城市的桥梁应具有优美的外形，应与周围的景致相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。2.1.2方案比选方案比选应完成以下容：（1）确定桥孔孔径。根据桥位附近
15、的地形、水文等资料，确定一河一桥或一河多桥的可靠桥位，接着进行桥孔布设，确定桥长，如需要约束桥孔，则应根据公路桥规的要求计算冲刷系数，且不能超过规定的容许值。（2）初拟桥梁图式。拟定方案比选阶段的桥梁图式时，要满足必需的孔径要求，可暂不管经济、美观与否。初拟方案时，通常先考虑主孔要求，再考虑边孔或引桥，能用标准跨度时，宜优先考虑采用定型图，桥长不大时，往往不分正桥和引桥，而是统筹全长来设计。（3）方案评比和优选各方案在评比时，应注意他们的评比条件应力相同，例如桥梁全长应接近，桥面与桥头引线的标高是否一致，冲刷线下的基础埋深要相同。方案评比的主要容是：材料（造价）；施工设备和能力；工期；养护和维修运营；修复抗震性能（若桥址位于地震区）航运和跨线条件；美观。应根据上述原则，对桥梁作出综合评估。方案比选表比较项目
