【文章內(nèi)容簡介】 .......................................... 82 附件 1 83 附件 2 94 寧道高速公路瓢勺洞大橋施工圖設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 100 頁 1設(shè)計(jì)說明 設(shè)計(jì)依據(jù) 橋址區(qū)地處道縣大源口、紅巖、白 竹塘三村交界處，斜跨小溪和沖，沖溝寬約100150m，沖溝內(nèi)地勢平坦，地形起伏不大，為稻田種植區(qū)和耕跟還林荒地，溝內(nèi)地面標(biāo)高在 ，沖溝兩側(cè)為山體斜坡，山勢較陡，坡體上植被發(fā)育，灰?guī)r露頭較多，溶洞隨處可見，地下暗河流水不斷，橋 址區(qū)屬低山丘陵地貌。 橋梁原始依據(jù)及基本設(shè)計(jì)要求： (1) 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書及橋位平面圖、橋址斷面圖等原始資料； (2) 設(shè)計(jì)車速： 100m/h； (3) 荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路 I； (4) 橋面寬度： 26m； (5) 地震烈度： VI 度；地震加速度值為 按照 7 度設(shè)防； (6) 設(shè)計(jì)洪水頻率： 1/300； 設(shè)計(jì)基本資料 （ 1）材料規(guī)格 混凝土：預(yù)制梁及其現(xiàn)澆接縫、封錨、墩頂現(xiàn)澆連續(xù)段、橋面現(xiàn)澆層均采用 C55， 樁基采用 C25，其余構(gòu)件采用 C30。 預(yù)應(yīng)力鋼絞線：采用《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》（ JTGD62—2020）中 d= mm 的鋼絞線，公稱面積為 140 mm2，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 fpk=1860 MPa，彈性模量 EP=105 MPa。 普通鋼筋： R23 HRB335 鋼筋標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合 GB 13013—1991 和 GB 1499—1988 的規(guī)定。凡鋼筋直徑 ≥12 mm 者，均采用 HRB335 熱軋帶肋鋼；凡鋼筋直徑﹤ 12 mm 者，采用 R235 鋼；鋼板應(yīng)符合 GB 700—88 規(guī)定的 Q235 鋼板。 錨具：預(yù)制 T 梁采用 OVM15 型錨具及其配套設(shè)備； T 梁接頭頂板束采用 BM15 型錨具及其配套 設(shè)備。 預(yù)應(yīng)力管道：采用預(yù)埋圓形或扁形塑料波紋管成型。 寧道高速公路瓢勺洞大橋施工圖設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 100 頁 支座：橋梁支座根據(jù)設(shè)置的部位不同，分別采用 GYZ、 GYZF4 板式橡膠支座，其技術(shù)性能應(yīng)符合《公路橋梁板式橡膠支座》（ JT/T 4—93）的要求。 伸縮縫：采用 80 型伸縮縫及 160 型伸縮縫。橋面鋪裝： 10cm 現(xiàn)澆 C50 混凝土橋面板 +10cm 瀝青混凝土鋪裝。 （ 2）設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù) 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（ JTG B01—2020）； 《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 (JTG D60—2020)（以下均簡稱為《通規(guī)》）； 《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 D62—2020） 以下簡稱《公 預(yù)規(guī)》）。 （ 3）基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 根據(jù)《公預(yù)規(guī)》中各條規(guī)定，混凝土、鋼絞線和鋼筋的各項(xiàng)基本數(shù)據(jù)以及在各個(gè)階段的容許值，如下表 11 所列。 表 11 基本計(jì)算數(shù)表 名 稱 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù) 主 梁 混 凝 土 立方體強(qiáng)度 cuf MPa 50 彈性模量 CE MPa 104 軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 ckf MPa 軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 tkf MPa 軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度 cdf MPa 軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度 tdf MPa 主 梁 混 凝 土 短暫狀態(tài) 壓應(yīng)力限值 39。ckf MPa 拉應(yīng)力限值 39。tkf MPa 持久狀態(tài) 主壓應(yīng)力限值 MPa 拉應(yīng)力限值 MPa 寧道高速公路瓢勺洞大橋施工圖設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 100 頁 續(xù)表 11 名 稱 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù) 鋼 絞 線 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 pkf MPa 1860 彈性模量 pE MPa 105 抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度 pdf MPa 1260 最大控制應(yīng)力 MPa 1395 材料重度 鋼筋混凝土 γ1 kN/m3 25 瀝青混凝土 γ2 kN/m3 24 鋼絞線 γ3 kN/m3 注： fck′、 ftk′為鋼束張拉時(shí)混凝土軸心抗壓、抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值，考慮混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 90%時(shí)開始張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，因此， fck′=， ftk′= 寧道高速公路瓢勺洞大橋施工圖設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 100 頁 2 方案比選 方案擬定 調(diào)查資料 橋址區(qū)地處道縣大源口、紅巖、白竹塘三村交界處，斜跨小溪和沖，沖溝寬約100150m，沖溝內(nèi)地勢平坦，地形起伏不大，為稻田種植區(qū)和耕跟還林荒地，溝內(nèi)地面標(biāo)高在 ，沖溝兩側(cè)為山體斜坡，山勢較陡，坡體上植被發(fā)育，灰?guī)r露頭較多，溶洞隨處可見，地下暗河流水不斷，橋址區(qū)屬低山丘陵地貌。 橋址區(qū)有簡易公路至仙子腳鎮(zhèn)與 S323 省道相連，交通不方便。 橋址區(qū)地表水主要為溪溝水，該溪溝水平行于橋位在 K298+405K299+085 里程段內(nèi)流經(jīng)橋址區(qū)，溪溝寬 ，深 ，屬季節(jié)性溪流，雨季水面寬，水深 ，由于上游積雨面積大，流量大，流速較快，據(jù)訪問附近村居民 2020 年 7 月最高洪水位標(biāo)高 ，旱季溪溝中斷流，基本無水。 橋址地區(qū)的不良地質(zhì)現(xiàn)象為主要為巖溶，巖溶形態(tài)的主要為溶蝕裂縫和溶洞。本區(qū)內(nèi)河水水質(zhì)良好，對(duì)混凝土無腐蝕性。 方案構(gòu)思宗旨 （ 1）該橋?yàn)楦咚俟飞系臉?，滿足整體公路的線型要求，保證行車舒適及滿足交通要求。 （ 2）設(shè)計(jì)方案力求結(jié)構(gòu)受力明確，易于分析，使用常規(guī)的橋型，在某些細(xì)節(jié)方能有一定的創(chuàng)新。 （ 3）施工方案技術(shù)成熟，施工較簡便，工期較短，能加快整條高速公路建設(shè)。 方案擬定 方案一：先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力 T 梁橋。 孔徑布置為 630m＋ 2440+830m。全橋長 1380m。 主梁采用由 6 片 T 梁組成。 440m 段梁高 米 30m 段梁高 米。 可采用鉆孔灌注樁基、雙柱式橋墩、帶懸臂蓋梁的結(jié)構(gòu)，以克服基礎(chǔ)開挖的一系列弊端，樁墩連接處設(shè)系梁 ，樁基伸 出地面與墩柱連接，墩柱上面接 寧道高速公路瓢勺洞大橋施工圖設(shè)計(jì) 第 5 頁 共 100 頁 蓋梁。 預(yù)制吊裝 方案一的橋型方案布置圖見下圖（圖 和圖 ） 圖 方案一橋型立面圖（單位 mm） 圖 方案一橋型立面圖（單位 mm） 方案二：等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋 孔徑布置為 4630m全長 1380m。 主梁采用等截面箱梁。梁高 米。 可采用鉆孔灌注樁基、雙柱式橋墩、帶懸臂蓋梁的結(jié)構(gòu)，以克服基 寧道高速公路瓢勺洞大橋施工圖設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 100 頁 礎(chǔ)開挖的一系列弊端，樁墩連接處設(shè)系梁，樁基伸出地面與墩柱連接，墩柱上面接蓋梁。 頂推施工。 方案二的橋型方案布置圖見下圖（圖 和圖 ） 圖 方案二橋型立面圖 圖 方案二橋型剖面圖 根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)符合技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適用耐久 、經(jīng)濟(jì)合理的要求，同時(shí)滿足美觀、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求。共擬定了兩種方案，其一： 630m＋ 2440m+830m先簡支后連續(xù)梁橋，其二 : 4630m 等截面連續(xù)梁。兩種方案取其中 440m（即一聯(lián)）比較。（其中兩方案主橋結(jié)構(gòu)示意圖分別見圖三、圖四）。各主橋橋型優(yōu)缺點(diǎn)比較見下表。 寧道高速公路瓢勺洞大橋施工圖設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 100 頁 表 21 各主橋橋型優(yōu)缺點(diǎn)比較表 橋 型 先簡支后連續(xù) T 梁 （方案一） 等截面連續(xù)箱梁 （方案二） 經(jīng)濟(jì)性 經(jīng)濟(jì) 較經(jīng)濟(jì) 適用性 ，行車舒適。 ，利于汛期 防洪 。 ，橋較多，用預(yù)制 T 方便，工期短，實(shí)用性很強(qiáng)。 ，行車舒適。 ，利于 汛期防洪。 。 安全性 梁可在預(yù)制場預(yù)制，質(zhì)量可 靠，工期有保障，但須大型預(yù)制場和吊 裝設(shè)備。 。 ，一次投入 大，頂推施工須大型設(shè)備及千斤 頂，工期有保證。 2 后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低 美觀性 ，與周邊環(huán) 境較協(xié)調(diào)，一種簡單美。 ，簡單美 推薦方案第一種，因?yàn)槠吧锥创髽驑蛑诽幦芏?隨處可見，地下暗河出口流水不斷。所以橋梁采用跨徑不宜太大，必要時(shí)采用不等跨。而且后張法預(yù)應(yīng)力混凝土 T 梁預(yù)制簡單，施工方便，造價(jià)非常經(jīng)濟(jì)。且寧道高速上同一標(biāo)段采用的都是預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土 T梁。這樣節(jié)省模板制作，施工期更短，造價(jià)更低。通過上面的比較，并結(jié)合實(shí)際的需要，即高速公路對(duì)工期要求及批量預(yù)制的功能，綜合考慮得出，方案一更合理，最終決定方案一為推薦方案 設(shè)計(jì)要點(diǎn)及結(jié)構(gòu)尺寸擬定 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 本橋上部結(jié)構(gòu)為 630m＋ 2440m+830m 共 38 跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。每一聯(lián)結(jié)構(gòu)相似，本文取其 中一聯(lián)為代表進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)及計(jì)算。 采用先簡支后連續(xù)的施工方法，方法如下 寧道高速公路瓢勺洞大橋施工圖設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 100 頁 （ 1）預(yù)制簡支 T 梁，吊裝到位； （ 2）澆筑墩頂連續(xù)段混凝土，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，張拉負(fù)彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼束，并 壓注水泥漿； （ 3）再拆除臨時(shí)支座，完成體系轉(zhuǎn)換； （ 4）完成主梁橫向接縫澆筑； （ 5）最后進(jìn)行防撞護(hù)欄及橋面鋪裝施工。 預(yù)應(yīng)力鋼束必須待混凝土立方體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度的 90%后（且齡期不小于 4d ） , 方可張拉。預(yù)制梁內(nèi)彎矩鋼束采用兩端同時(shí)張拉錨下控制應(yīng)力為 =1395MPa；墩頂橋面現(xiàn)澆層負(fù)彎矩鋼束采 用單端張拉，錨下控制應(yīng)力為=,未計(jì)入預(yù)應(yīng)力鋼筋與錨圈口之間的摩擦損失。 結(jié)構(gòu)尺寸擬定 （ 1）主梁片數(shù)與主梁間距 主梁間距通常應(yīng)隨著梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟(jì)，同時(shí)加寬翼緣板對(duì)提高主梁截面效益指標(biāo) ρ 很有效，故在許可條件下應(yīng)適當(dāng)加寬 T 梁翼緣板。本設(shè)計(jì)主梁內(nèi)、外梁翼緣寬度均為 217cm，由于寬度較大，為保證橋梁的整體受力性能，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭。因此主梁工作截面主要有兩種：預(yù)施應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小截面（內(nèi)梁翼緣板寬 155cm，外梁翼緣寬 ） ,二期恒載施工以及運(yùn)營階段的大截面。單幅橋面寬為 13m,選用 6 片 T 形梁。主梁橫斷面布置如圖 所示。 圖 主梁橫斷面布置圖（尺寸單位： cm） （ 2）主梁結(jié)構(gòu)尺寸的擬定 主梁采用 T 形截面，梁高 米，高跨比 H/L=。 寧道高速公路瓢勺洞大橋施工圖設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 100 頁 T 梁截面尺寸如圖 所示。本文設(shè)計(jì)為大橋的第一聯(lián)，即 4x40 米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，施工方法為先簡支后連續(xù)。其主梁構(gòu)造圖見圖紙，得出預(yù)制安裝時(shí)，邊跨和中跨的預(yù)制長度為 ，計(jì)算跨徑均為 。簡支變連續(xù)后邊跨計(jì)算跨徑為 中跨計(jì)算跨徑 為 40m。 圖 T 梁橫斷面圖（尺寸單位： cm） 橫截面沿跨長的變化 本設(shè)計(jì)主梁采用等高形式，橫截面的 T 梁翼板厚度沿跨長不變，梁端部區(qū)由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應(yīng)力，也為布置錨具的需要，在距梁端 處到梁端 之間段將馬蹄加高，腹板逐漸加厚，腹板由原來的 20cm 加厚到 60cm,馬蹄加高到與梁肋同高，在 距支點(diǎn)內(nèi)為橫截面，馬蹄的加高腹板的加寬按一次線性變化。 橫隔板的設(shè)置 模型試驗(yàn)結(jié)果表明，在荷載作用處的主梁彎矩橫向分布，當(dāng) 該處有橫隔板時(shí)比較 寧道高速公路瓢勺洞大橋施工圖設(shè)計(jì) 第