沁阳紫陵至焦巩黄河公路大桥公路工程设计工作报告

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1、泌阳紫陵至焦巩黄河公路大桥公路工程设计工作报告中交第二公路勘察设计研究院二零零九年三月一、概况（一）、任务来源及依据 本项目勘察设计，受河南省焦作市公路局委托，由中交第二公路勘 察设计研究院进行两阶段施工 图设计文件的编制 工作 。中交第二公路勘察设计研究院 1999 年 7 月编 制的沁阳紫陵至 焦巩黄河公路大桥公路初步设 计（以下简称 初步设计）； 河南省计委、交通厅关于沁阳紫陵至焦巩黄河公路大桥公路新建 工程初步设计审查意见的文件（以下简称审查意见）；焦作市公路局与中交二院签订的沁阳紫陵至焦巩黄河公路大桥 公路新建工程勘测设计合同。（二）、采用规范体系1. 交通部颁标准公路工程技术标准J

2、TJ001-972交通部颁标准公路沥青 路面设计规范 JTJ014-97 ；3交通部颁标准公路路线设计规范 JTJ011 94； 4交通部颁标准公路路基设计规范 JTJ013 95； 5交通部颁标准公路桥涵设计通用规范 JTJ020-89 6交通部颁标准公路砖石及混凝土桥涵设计规范 JTJ022-857交通部颁标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ023-858交通部颁标准公路桥涵地基与基础设计规范 JTJ024-85 9交通部颁标准公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ025-86 10交通部颁标准公路工程抗震设计规范 JTJ004-8911交通部颁标准公路环境保护设计规范 JT

3、JT00698 等相 关规范与条文进行设计。地质资料 采用华北石油地质局勘察工程公司第四工程公司提供的工程地质 钻孔资料。（三）沿线自然地理概况1地形地貌该项目全长 32.8km 。北枕太行山 与山西省接壤，南依黄河与郑州隔 河相望，东邻新乡市，位于豫西北自然经济区的中心地带。路线起点位于焦克路（K39+000 ）,该路线经太行山坡地长lkm,其 后进入沁河、黄河冲积平原， 全线均为平原区， 地形起伏不大。该区主 要河流有石河、沁河、丹河、峪河、蟒河，其中以沁河、蟒河流域面积 最大， 区内河流均属黄河水系， 为季节性河流。该区植被丰富， 水土流 失较小， 农作物一年两熟，雨水和地下水充沛， 属

4、于小麦高产区。2水文地质沿线地下水位均在25m以下。随着北部气候变暖，地下水呈逐年 下降趋势， 但该地区水量补给来源广， 水质良好， 浅层地下水补给模数 为 5075 万 m3/km2 。3工程地质（1）路线所在地区属沁河、黄河冲积平原， 表层为中液限粘土和 低液限粘土， 无不良工程地质地段。（2）沁河特大桥桥位处表层为中砂土层，下层为细砂和砾卵石层， 地层条件较好。4气象项目所在地区， 气候属大陆季风性气候。 四季分明， 寒暑适中， 无 霜期较长。全年多东北风和西南风，年平均气温14.9 C,历史最高气温 43 C ,最低气温-15.9 C。年平均降雨量为584mm ,最大为908.7mm

5、（ 1964年），最小为333.3mm （1965 年），年内分配很不均匀，汛期在 7-9 月份；降雪量最大为 634mm， 积雪厚 150-290mm ；无霜期年平均为 237 天，最长为 266 天，最短为 198 天。历年平均风速 29m/s， 定时最大风力 9 级， 风向 NW。 不定时特大风 速 40m/s 以上（1974 年 7 月 22 日 NW 风）。5、地震该区域历史上未发生过 3 级以上地震， 但属发震构造带。 历史上沁 阳、温县的地震活动震级小、频度低， 无强震发生。依据国家地震局、建设部中国地震基本烈度区划图，结合焦巩 黄河公路大桥地震评价分析，本项目按VI度考虑设防。

6、（四）主要技术指标的运用情况 泌阳紫陵至焦巩黄河公路大桥公路采用平原区微丘区二级公路标 准（路基宽度采用 17m， 设计速度为 80km/h ）进行设计。 本项目 主要技 术指标如下：设计速度80Km/h路基宽度17m最小平曲线半径800m/2 处最大纵坡1.94%凸形竖曲线最小半径14000m凹形竖曲线最小半径16000m桥梁设计荷载特大 桥 汽车-超 20 级 挂车-120大、中、小桥涵 汽车-20 级 挂车-100路面结构沥青混凝土路面桥梁净宽沁河特大桥 14m 中小桥 16m涵洞通道的长度满足路基宽度要求设计洪水频率特大、大、中桥 1/100小桥涵、路基1/50地震基本烈度特大桥中小桥

7、涵切（五）工程规模路 线 全 长 32.808km ，其中新建二级公路 27.108km ， 利用地方乡镇道路 5.7km 。 主要工程有：特大桥 1057.04m/1 座、中桥 159.12m/3 座、 小 桥 27.14m/2 座、通道 7.203m/1 处 、涵洞 62 道。全线 平面 交叉 39 处， 其中与主要道路交叉 5处， 与地方铁路交叉一处， 与地方道路（沥青或 水泥路面交叉）27处， 与农村大车道交叉 6处。本项目共分4个合同段，第1合同段K0+000K5+450 ；第2合同段 K5+450 K15+300 ；第 3 合同段 K15+300 K22+103 ；第 4 合同段

8、K22+103 K32+808.63 。二、设计要点1、路线设计路线起点位于沁阳市紫陵镇西 侧焦克路上，向东南行经西紫陵转向 南行，经王村西侧跨沁河，修建沁河特大桥一座。向南行经葛村乡西， 与沁伏公路交叉，再向南经南寻、郜庄村西南，跨大干河及地方窄轨铁 路后向南与新济公路交叉， 经大留庄，转向东南行，绕水运西南，经崇 义镇北、大金香西、范庄东、西小吴东、跨西干渠，继续向东南走，经 后峻山东、刘庄西、殷庄西，止于新孟公路与杨垒乡人民大道交叉口。 路线主要控制点有：起、终 点位置，沁河特大桥桥位，与新济公路交叉 的位置，同时兼顾地方铁路及郜庄。路线全长 32.808km 。路线平面设计 本项目按平

9、原微丘区二级公路标准进行设计，在满足规范要求的前 提下，尽量采用了较高的设计指标。同时本着工程量小、造价低、营运 费用省、效益好的原则尽量利用县乡道路。本 项 目 共 设 平 曲 线 14 处 ， 最 大 半径 为 8000m ，最 小 半 径 为 800m ， 平曲线占路线总长 39%。最大直线长度 3110.29m 。设计中采用各种不同 手法，灵活运用各种线形要素，以适应地形地物，保持线形的连续性和 均衡性。纵断面设计纵断面设计，新建路段主要受地形及构造物控制；利用县乡道路段 主要受原有道路的控制。设计中在满足规范要求的前提下，尽量降低路 基高度，以免加大过多的工程数量。全线共设变坡 点

10、44 个，平均每公里纵坡变更 1.4 次，最大纵坡 1.94% ，最短坡长 400m 。凸形竖曲线最小半径 14000m ，凹形竖曲线最小 半 径 16000m 。2、路基路面及防护工程设计（1）路基横断面布置本段路基宽度为17m，路面宽14m，土路肩宽2 X 1.5 m （全部硬化）。 路拱横坡：行车道采用 2.0%，土路肩采用 3.0% 。本项目以路中心线处 标 高 作 为 设 计 标 高 。 超 高以 路 中 心 线 为 旋 转轴 ， 超 高 过 渡 在 全缓 和 曲 线 内完成。内、外侧土路肩：始 终以 3%的横坡向外倾。（2）路基边坡设计路线位于沁黄冲积平原，冲积黄土均可作为路基填料

11、。路堤边坡设 计根据填土高度的不同采用不同的边坡形式与边坡坡率。填 土高 度小 于等 于 8.0m 时边 坡采 用 1： 1.5 一 坡到顶 的直 线边 坡。填土高度大于 8.0m 时边坡采用折线形边坡， 路基边缘以下 8.0m 内的边坡坡率采用1: 1.5 ； 820m边坡坡率采用1: 1.75。（3）路基防护设计主要采用植草护坡和拱型骨架护坡（4）路面设计路面结构组合设计主要依据交通量和公路等级对路面的使用要求， 并考虑到路面结构应具有足够强度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整等 多种功能的要求，结合沿线气候、水文、地质及筑路材料的分布情况， 本着因地制宜、合理取材、方便施工、利于养护的原则，

12、进行各结构层 的 设计 与组 合 沥青混凝土路面结构设计参数路面的设计基准期 :15 年设计基准期内标准轴载累计作用次数 :418 万次 主要路面结构层位结构层类型路面结构层厚度（cm）上面层中粒式改性沥青混凝土（AC-16）4中面层中粒式沥青混凝土（ AC-25）5基层水泥稳定碎石16上底基层水泥稳定碎石17下底基层石灰土15路面总厚度（cm）90.5（5）排水系统设计 路基 排水 系统本合同段均为填方路基，路基 设计洪水频率为 50 年一遇。平原 区 地势平缓，沟渠较多。沿线所经河流、沟渠、洼地及灌溉渠道均相应设 置了桥梁、涵洞。路基两侧设置边沟与桥涵贯通，由与边沟相连的送水 槽将边沟中的

13、积水引至天然河沟排走。如果不能引入天然河沟。路基两 侧边沟依地势及沟河分布情况进行纵坡设计，确保路基、路面水通过边 沟合理排泄。 路 面路 肩排 水系 统路面排水采用集中排水方式，在土路肩内侧边缘设置沥青混凝土拦 水带，降落在路表面上的水在路线合成坡度的作用下，通过泄水口、急 流槽送至路基排水沟中。为将水更均匀、快速地排离路基、路面，急流 槽处的泄水口根据纵坡大小进 行了详细的设计。 土路肩顶部用预制 8cm 厚混凝土板进行加固。 路 面内 部排 水系 统对于填土高度鼻4m的路段，在硬化路肩边缘设置拦水带，利用路面 纵横坡合成坡度将路面表面水汇集在拦水带与硬化路肩铺面组成的浅 三角形过水断面内

14、， 然后通过一定间距设置泄水口和急流槽集中排放到 路基两侧的排水沟， 引至桥涵及天然沟渠内。对于填土高度小于 4m 的路堤， 通过路面和路肩的纵、横合成坡度 向路基两侧分散漫流。3、桥梁、涵洞、通道设计（1）桥梁、涵洞、通道设计标准的采用情况： 设计荷载：沁河特大桥汽车 超 20，挂车120 ；中小 桥、涵 洞汽车20，挂车100。设计洪水频率：特大、大、中桥 1100；小桥涵 1/50 。 桥面净宽：沁河特大桥 15m ；中小桥、 明涵、明通道与路 基同宽。 地震烈度：中小桥切度，沁河特大桥度。（2）沁河特大桥结构型式上部结构为标准跨径 30m 先张法预应力混凝土空心板简支梁、桥面 连续。下

15、部结构均为三柱式桥台，三柱式桥墩， 钻孔灌注桩基础； 桥孔布设全桥共布设 35 孔， 标准跨径 30m 空心板梁， 先简支后桥面连续， 五跨和六跨一联，全桥共分六联，3 X 6 X 30+5 X 30+2 X 6 X 30m ,桥梁全 长 1057.04m 。大桥在 0#台， 35#桥台设 GQZ-MZL80 型伸缩缝， 6# 、12# 、18# 、2 3# 、 29#桥墩处设 GQZ-MZL160 型伸缩缝。 桥梁纵坡： 小于桩号 K5+160 桥梁纵坡为平坡；大于桩号 K5+160 桥梁纵坡为坡度为-0.9% 。竖曲线要素为： JD-K5+250 ， R-20000 m， T-90 m ， E-0.203 m 。 设 计洪水频率为百年一遇， 设计流量 Q1%=6000M3/S ， 相应水位 H1%=131.443m ， 最大冲止标高 116.981m 。（3）其他桥梁设计要点 上部构造采用装配式预应力混凝土空心板；下部结构采用柱式墩、台或肋 板式台；钻孔