【正文】 前 言公路橋梁交通是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和人民生活服務(wù)的公共基礎(chǔ)設(shè)施，是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。我國(guó)從“七五”開(kāi)始，公路建設(shè)進(jìn)入了高等級(jí)公路建設(shè)的新階段，近幾年隨著公路等級(jí)的不斷提高，路橋方面知識(shí)得到越來(lái)越多的應(yīng)用，同時(shí)，各項(xiàng)規(guī)范也有了較大的變動(dòng)，為掌握更多路橋方面知識(shí)，我選擇了支井河大橋施工圖設(shè)計(jì)這一課題。本次設(shè)計(jì)路段位于巴東縣野三關(guān)鎮(zhèn)支井河村. 它是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求和《公路橋規(guī)》的規(guī)定，選定裝配式預(yù)應(yīng)力T形截面簡(jiǎn)支梁橋，該類型的梁橋具有受力均勻、穩(wěn)定，且對(duì)于小跨徑單跨不產(chǎn)生負(fù)彎矩，施工簡(jiǎn)單且進(jìn)度迅速等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括擬定橋梁縱,橫斷面尺寸、上部結(jié)構(gòu)計(jì)算，下部結(jié)構(gòu)計(jì)算，施工組織管理與運(yùn)營(yíng)，施工圖繪制,各結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算，書寫計(jì)算說(shuō)明書、編制設(shè)計(jì)文件這幾項(xiàng)任務(wù)。在設(shè)計(jì)中，橋梁上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算著重分析了橋梁在施工及使用過(guò)程中恒載以及活載的作用力，采用整體的自重荷載集度進(jìn)行恒載內(nèi)力的計(jì)算。按照新規(guī)范公路I級(jí)車道荷載進(jìn)行布置活載，并進(jìn)行了梁的配筋計(jì)算，估算了鋼絞線的各種預(yù)應(yīng)力損失，并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力階段和使用階段主梁截面的強(qiáng)度，正應(yīng)力及主應(yīng)力的驗(yàn)算。下部結(jié)構(gòu)采用以鉆孔灌注樁為基礎(chǔ)的墩柱，并分別對(duì)橋墩和樁基礎(chǔ)進(jìn)行了計(jì)算和驗(yàn)算。主要依據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D0622004）,《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 0248,《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（簡(jiǎn)稱《預(yù)規(guī)》）JTG D60—2004《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（簡(jiǎn)稱《通用規(guī)范》）在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，新舊規(guī)范的交替，電腦制圖的操作，都使我的設(shè)計(jì)工作一度陷入僵局。在指導(dǎo)老師***老師及本組其他組員的幫助下，才使的這次設(shè)計(jì)得以順利完成。在此，對(duì)老師和同學(xué)們表示衷心的感謝。由于公路橋梁工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新，加之本人能力所限，設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤和不足再所難免，敬請(qǐng)各位老師給予批評(píng)指正。第一部分 橋梁設(shè)計(jì)1. 概述 設(shè)計(jì)題目 支井河大橋1140m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋施工圖設(shè)計(jì).支井河特大橋位于巴東縣野三關(guān)鎮(zhèn)支井河村一組，滬蓉國(guó)道主干線湖北省宜昌至恩施高速公路榔坪～高坪段，橋梁中心樁號(hào)為K120+，起點(diǎn)樁號(hào)為K120+，終點(diǎn)樁號(hào)為K120+，主橋?yàn)?430米鋼管混凝土拱橋，橫跨支井河峽谷，該峽谷兩岸懸崖陡立，山頂高程1415米，河床高程660米，相對(duì)高差755米，谷底寬30米，地形復(fù)雜，施工條件極為困難。支井河特大橋地處構(gòu)造侵蝕溶蝕峰叢槽谷中山區(qū)，地形上屬于不對(duì)稱“V”字型河谷岸坡，河谷東岸為陡緩相間的折線陡坡，河谷西岸下方為懸崖峭壁，崖肩高程845m，以上為40176。陡坡。大橋東橋頭處于陡崖崖肩一帶，西橋頭則處于崖肩以上陡坡段。在高程660～665m段為一深切河谷，河流總體流向由北向南，河谷谷底寬30m。支井河特大橋橫跨支井河，該河水量豐富，為一常年性河流，河床寬約15～30m，水量隨季節(jié)變化大，調(diào)查最高洪水位遠(yuǎn)低于擬建橋面，對(duì)建橋無(wú)影響。支井河全長(zhǎng)數(shù)十公里，流域面積大，總落差一千余米，平均坡降18%，年逕流量達(dá)億立方米。⑴公路等級(jí)：高速公路。⑵設(shè)計(jì)行車速度：110公里/小時(shí)。⑶路基寬度： 。⑷設(shè)計(jì)荷載：公路I級(jí)。⑸設(shè)計(jì)洪水頻率： 1/300。⑹地震烈度：VI度，按VII度設(shè)防。：(1)中華人民共和國(guó)交通部部標(biāo)準(zhǔn)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ 00197) (2)中華人民共和國(guó)交通部部標(biāo)準(zhǔn)《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 00489)
(3)中華人民共和國(guó)交通部部標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTJ 02189) (4)中華人民共和國(guó)交通部部標(biāo)準(zhǔn)《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 02285)(5)中華人民共和國(guó)交通部部標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 02385)(6)中華人民共和國(guó)交通部部標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 02485)(7)中華人民共和國(guó)交通部部標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ 0412000) (1)關(guān)于上海至成都國(guó)道主干線湖北省宜昌至恩施公路初步設(shè)計(jì)的批復(fù)，交公路發(fā)[2004]271號(hào)。(2)支井河大橋初步設(shè)計(jì)文件(3)支井河大橋工程地質(zhì)詳勘報(bào)告。（湖北省神龍地質(zhì)工程勘察院編）(4)支井河大橋西岸巖基變形穩(wěn)定性研究報(bào)告（武漢大學(xué)水利水電學(xué)院編）(5)支井河特大橋技術(shù)設(shè)計(jì)文件1．混凝土：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土主梁：C50；蓋梁采用C40混凝土；墩柱采用C30混凝土，基樁、承臺(tái)、臺(tái)身采用C25混凝土，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土容重γ=25 KN/m179。，混凝土容重γ=24 KN/m179。，瀝青混凝土容重γ=23 KN/m179。2．預(yù)應(yīng)力鋼筋：混凝土用預(yù)應(yīng)力均采用按ASTMA 41697a標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的低松弛270級(jí)鋼絞線，公稱截面積140mm2，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860Mpa，105Mpa，%。3．普通鋼筋：鋼筋直徑≥12mm者，采用Ⅱ級(jí)熱軋螺紋鋼筋，其性能應(yīng)符合《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》GB149998的規(guī)定；直徑＜12mm者，采用Ⅰ級(jí)鋼筋，其性能應(yīng)符合《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》GB1301391的規(guī)定。：橋面系的尺寸自定或參照標(biāo)準(zhǔn)圖。橋墩：采用樁柱式橋墩。橋臺(tái)：采用樁柱式橋臺(tái)。支座：板式橡膠支座，尺寸：（m），其摩擦系數(shù)f=，擺動(dòng)支座的最小摩擦系數(shù)可取為f=，一般情況為f=。支井河特大橋地處構(gòu)造侵蝕溶蝕峰叢峽谷低中山區(qū)，山頂高程為1415m，河床高程660m，相對(duì)高差755m，地形上屬不對(duì)稱“V”字型峽谷，兩岸地形變化極為復(fù)雜，谷深陡坡、懸崖連綿，整體呈現(xiàn)縱坡陡峻、橫坡起伏變化、切割強(qiáng)烈的幽谷地貌景觀。東岸沿橋軸線為陡緩相間的折線陡坡，橋面下方斜坡由下至上坡度變化為45176?！?0176?！?0176?！?5176。～64176?！?3176。，橋面上方坡度為42176。陡坡，僅在760～810m高程為緩坡帶，拱座及橋臺(tái)位于64176?！?3176。急陡坡及陡崖地段，平面投影范圍對(duì)應(yīng)的地面高程850～888m。西岸下方為懸崖峭壁，崖肩高程855m，以上為40176。陡坡，拱座位于崖肩以上地帶，平面投影范圍對(duì)應(yīng)的地面高程887～904m。在高程660～665m段為深切河谷，河流總體由北流向南，河谷谷底寬30m。 地基土工程地質(zhì)特征橋址區(qū)分布地層較簡(jiǎn)單，根據(jù)巖性成分的工程地質(zhì)特征及工程使用意義分為兩大層，其工程地質(zhì)特征分述如下：①殘坡積碎石土（Qel+dl）：松散～中密狀，中等～低壓縮性，屬性質(zhì)不均一的松散巖類，強(qiáng)度低。推薦承載力[σ0]=200～250kPa，極限摩阻力τi=50～70kPa。由于分布有限、厚度小，實(shí)際無(wú)工程使用意義。 ②1強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r（T1d2）：薄層狀碎裂結(jié)構(gòu)巖體，整體性較差，裂隙發(fā)育且充填軟弱粘性土，屬各向差異性大的不均質(zhì)巖類，結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度較差。推薦承載力[σ0]=500kPa，極限摩阻力τi=120kPa。由于分布有限、厚度小，基本無(wú)實(shí)際工程基礎(chǔ)使用意義。②2弱風(fēng)化灰?guī)r（T1d2）：薄層～中厚層狀構(gòu)造，層理較清晰，為層狀碎塊結(jié)構(gòu)巖體，巖石較完整～完整，性質(zhì)堅(jiān)硬，節(jié)理裂隙較發(fā)育，多為方解石充填呈閉合狀，少量微張充填泥質(zhì)。巖芯多呈短～中長(zhǎng)柱狀?！?，承載力[σ0]=2000～2300kPa。②3微風(fēng)化灰?guī)r（T1d2）：薄層～中厚層狀構(gòu)造，層理較清晰，為層狀塊體結(jié)構(gòu)巖體，巖石完整，性質(zhì)堅(jiān)硬，節(jié)理裂隙較發(fā)育，為方解石充填呈閉合狀，巖芯多呈長(zhǎng)柱狀?！?，推薦承載力[σ0]=2500～2600kPa。(1)地表水支井河特大橋跨越的支井河，全長(zhǎng)數(shù)十公里，流域面積大，總落差1000余米，平均坡降18%，年逕流量達(dá)億立方米，為一常年性河流。河床寬30m，水量隨季節(jié)變化大，調(diào)查最高洪水位高出河床約3m，遠(yuǎn)低于擬建橋面，對(duì)拱橋無(wú)影響。但施工中架設(shè)過(guò)河臨時(shí)設(shè)施，必須考慮山洪及其搬運(yùn)物質(zhì)的沖擊破壞作用，應(yīng)采取防洪、防沖擊措施。(2)地下水水質(zhì)據(jù)支井河水水質(zhì)分析成果：，，水化學(xué)類型為HCO3Ca型，屬中性微硬淡水。參照《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JTJ06498）》結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)條件綜合判斷，橋址區(qū)地表水、地下水水質(zhì)均較好，對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。 地震根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB183062001）及中國(guó)地震局地震研究所《滬蓉國(guó)道主干線湖北省宜昌～恩施公路工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》的劃分，橋址區(qū)隸屬我國(guó)大陸地震活動(dòng)較弱的華中地震區(qū)江漢地震帶秭歸～漁洋關(guān)地震亞帶，該區(qū)地震活動(dòng)微弱，歷史上無(wú)中強(qiáng)地震記載，、 (地震基本烈度6度)。2．方案比選及橋梁縱斷面、橫斷面設(shè)計(jì)及平面布置橋梁的形式可考慮拱橋、梁橋、梁拱組合橋和斜拉橋。任選三種作比較，從安全、功能、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工、占地與工期多方面比選，最終確定橋梁形式。橋梁設(shè)計(jì)原則（1） 適用性橋上應(yīng)保證車輛和人群的安全暢通，并應(yīng)滿足將來(lái)交通量增長(zhǎng)的需要。橋下應(yīng)滿足泄洪、安全通航或通車等要求。建成的橋梁應(yīng)保證使用年限，并便于檢查和維修。（2） 舒適與安全性現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)越來(lái)越強(qiáng)調(diào)舒適度，要控制橋梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋上振動(dòng)與沖擊。整個(gè)橋跨結(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，在制造、運(yùn)輸、安裝和使用過(guò)程中應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。（3） 經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性一般應(yīng)占首位。經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合發(fā)展遠(yuǎn)景及將來(lái)的養(yǎng)護(hù)和維修等費(fèi)用。（4） 先進(jìn)性橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。應(yīng)便于制造和架設(shè)，應(yīng)盡量采用先進(jìn)工藝技術(shù)和施工機(jī)械、設(shè)備，以利于減少勞動(dòng)強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量和施工安全。（5） 美觀一座橋梁，尤其是座落于城市的橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，應(yīng)與周圍的景致相協(xié)調(diào)。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應(yīng)把美觀片面的理解為豪華的裝飾。方案比選應(yīng)完成以下內(nèi)容：（1）確定橋孔孔徑。根據(jù)橋位附近的地形、水文等資料，確定一河一橋或一河多橋的可靠橋位，接著進(jìn)行橋孔布設(shè)，確定橋長(zhǎng)，如需要約束橋孔，則應(yīng)根據(jù)171。公路橋規(guī)187。的要求計(jì)算沖刷系數(shù)，且不能超過(guò)規(guī)定的容許值。（2）初擬橋梁圖式。擬定方案比選階段的橋梁圖式時(shí)，要滿足必需的孔徑要求，可暫不管經(jīng)濟(jì)、美觀與否。初擬方案時(shí)，通常先考慮主孔要求，再考慮邊孔或引橋，能用標(biāo)準(zhǔn)跨度時(shí)，宜優(yōu)先考慮采用定型圖，橋長(zhǎng)不大時(shí)，往往不分正橋和引橋，而是統(tǒng)籌全長(zhǎng)來(lái)設(shè)計(jì)。（3）方案評(píng)比和優(yōu)選各方案在評(píng)比時(shí)，應(yīng)注意他們的評(píng)比條件應(yīng)力相同，例如橋梁全長(zhǎng)應(yīng)接近，橋面與橋頭引線的標(biāo)高是否一致，沖刷線下的基礎(chǔ)埋深要相同。方案評(píng)比的主要內(nèi)容是：①材料（造價(jià)）；②施工設(shè)備和能力；③工期；④養(yǎng)護(hù)和維修運(yùn)營(yíng)；⑤修復(fù)⑥抗震性能（若橋址位于地震區(qū)）⑦航運(yùn)和跨線條件；⑧美觀。應(yīng)根據(jù)上述原則，對(duì)橋梁作出綜合評(píng)估。方案比選表比較項(xiàng)目第一方案第二方案第三方案主橋跨橋型預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁梁拱組合橋主橋跨結(jié)構(gòu)特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無(wú)水平推力。結(jié)構(gòu)造型靈活，可模型好，可根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu)，整體性好，剛度較大，變性較小。受力明確，理論計(jì)算較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)和施工的方法日臻完善和成熟在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無(wú)水平推力。結(jié)構(gòu)造型靈活，整體性好，剛度較大，軟土地基上建造拱橋，存在橋臺(tái)抵抗水平推力的薄弱環(huán)節(jié)。為此采用大噸位預(yù)應(yīng)力筋以承擔(dān)拱的水平推力；預(yù)應(yīng)力筋的寄體是系梁，即加勁縱梁，從而以梁式橋?yàn)榛w，按各種梁橋的彎矩包絡(luò)圖用拱來(lái)加強(qiáng)。這樣可以使橋梁結(jié)構(gòu)輕型化，同時(shí)能提高這類橋梁的跨越能力建筑造型側(cè)面上看線條明晰，與當(dāng)?shù)氐牡匦闻浜?，顯得美觀大方跨徑一般，線條明晰，但比較單調(diào)，與景觀配合很不協(xié)調(diào)?？鐝捷^大，線條非常美，與環(huán)境和諧，增加了城市的景觀養(yǎng)護(hù)維修量小小較大設(shè)計(jì)技術(shù)水平經(jīng)驗(yàn)較豐富，國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平經(jīng)驗(yàn)豐富，國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平經(jīng)驗(yàn)一般，國(guó)內(nèi)一般水平施工技術(shù)滿堂支架法：結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換，不引起恒載徐變二次矩，預(yù)應(yīng)力筋可以一次布置，集中張拉等優(yōu)點(diǎn)。施工難度一般預(yù)制T型構(gòu)件，運(yùn)至施工地點(diǎn)，采用混凝土現(xiàn)澆，將T型梁連接，其特點(diǎn)外型簡(jiǎn)單、制造方便，整體性好轉(zhuǎn)體施工法：對(duì)周圍的影響較小，將結(jié)構(gòu)分開(kāi)建造，再最后合攏，可加快工期，是近十年來(lái)新興的施工方法，施工難度較大工 期較 短較短較 長(zhǎng)綜上所述，簡(jiǎn)支梁受力明確，受無(wú)縫鋼軌因溫度變化產(chǎn)生的附加力、特殊力的影響小，設(shè)計(jì)施工易標(biāo)準(zhǔn)化、簡(jiǎn)單化、可明顯縮短工期。再結(jié)合所選地區(qū)的地質(zhì)和地形情況。本次設(shè)計(jì)選用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋作本橋的橋梁形式，并采用裝配式設(shè)計(jì)。、梁部截面形式梁部截面形式考慮了箱形梁、組合箱梁、槽型梁、T型梁等可采用的梁型。連續(xù)單箱梁方案該方案結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，抗扭剛度大，適應(yīng)性強(qiáng)。景觀效果好。該方案需采用就地澆筑，現(xiàn)場(chǎng)澆筑砼及張拉預(yù)應(yīng)力工作量大，但可全線同步施工，施工期間工期不受控制,對(duì)橋下道路交通影響較其他方案稍大。簡(jiǎn)支組合箱梁結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，抗扭剛度大，適應(yīng)性強(qiáng)。雙箱梁預(yù)制吊裝，鋪預(yù)制板，重量輕。但從橋下看,景觀效果稍差。從預(yù)制廠到工地的運(yùn)輸要求相對(duì)較低，運(yùn)輸費(fèi)用較低。但橋面板需現(xiàn)澆施工,增加現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量，工期也相應(yīng)延長(zhǎng)。但美觀較差，并且徐變變形大，對(duì)于無(wú)縫線路整體道床軌道結(jié)構(gòu)形式來(lái)說(shuō)，存在著后期維修養(yǎng)護(hù)工作量大的缺點(diǎn)。槽型梁為下承式結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點(diǎn)是造型輕巧美觀，線路建筑高度最低,且兩側(cè)的主梁可起到部分隔聲屏障的作用，但下承式混凝土結(jié)構(gòu)受力不很合理，受拉區(qū)混凝土即車道板圬工量大，受壓區(qū)混凝土圬工量小，梁體多以受壓區(qū)(上翼緣)壓潰為主要特征，不能充分發(fā)揮鋼及混凝土材料的性能。同時(shí)，由于結(jié)構(gòu)為開(kāi)口截面，結(jié)構(gòu)剛度及抗扭性較差，而且需要較大的技術(shù)儲(chǔ)備才能實(shí)現(xiàn)。T型梁結(jié)構(gòu)受力明確，設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)成熟,跨越能力大,施工可采用預(yù)制吊裝