白水江1#大桥设计说明

设计说明一、工程简介：云南省昭通市柿子坝至凤翥二级公路是云南省昭通市干线公路网中长期规划中的一条干线公路。

白水江1#大桥是该公路2合同段中的一座大桥，该桥位于云南省昭通市彝良县牛街镇北侧约800m，斜跨白水江，西岸有省道柿火线通过，东岸有乡村公路紧邻。

设计结构形式为11×20米钢筋砼预应力简支空心板。

二、基本资料：（一）技术资料1.设计荷载：公路-II级，人群荷载3.0KN/m2。

2.桥面净宽：净9.0米（行车道）+2×0.5米（防撞护栏）（不含加宽值）。

3.地震基本烈度：地震基本烈度Ⅵ度，按Ⅶ度设防。

（二）设计技术规范1、《公路工程技术标准》JTG B01-20032、《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-20043、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-20044、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-20005、《公路交通安全设施设计技术规范》（JTG D81-2006)三、自然概况：(一)地形地貌桥址范围内属构造侵蚀中低山河谷地貌，切割深度较大，地面高程为534.2~585.0m，高差达50.8m。

桥位区跨越白水江，河沟呈“U”形，延伸方向由南西向北东。

东岸为大块石土覆盖，岸坡坡向300°，坡角15～61°；西岸上覆盖薄层亚粘土，岸坡坡向120°，坡角20～35°。

河床宽约60m，发育深度5～25m左右。

(二)地层岩性桥位处出露第四系残坡积层（Q4el+dl）、崩坡积层（Q4col+dll）、冲洪积层（Q4al+pl）、三叠系中统关岭组（T2g），三叠系下统永宁镇组（T1y）。

（1）第四系残坡积层（Q4el+dl）亚粘土：灰黄色，可塑状~硬塑状，无摇振反应，韧性、干强度中等，稍湿。

土中夹少量灰岩、砂岩碎砾，粒径2~20mm，含量约为5~15%。

钻探揭露厚度0.0～1.45m。

分布于该桥梁柿子坝岸岸坡上。

（2）第四系崩坡积层（Q4 col+dl）大块石土：灰褐色，灰黄色，主要由灰岩和少量砂岩夹粉土组成，块石含量50～85%，块径一般在50～200cm，最大达10m。

呈次棱角状，风化强烈。

结构松散，稍湿，钻探揭露厚度5.50～9.20m。

分布于该桥梁凤翥岸岸坡上。

（3）第四系冲洪积层（Q4al+pl）卵石土：灰色，灰黑色，主要由卵石和漂石及少量砂土组成。

母岩主要为灰岩和砂岩，椭圆状，块径5~20cm的含量约为50-60%，块径20~45cm含量约为10~20%，整个砂卵石层松散、湿，厚度0～6.60m。

分布于白水江河床上。

（4）三叠系中统关岭组（T2g）灰岩：灰白色，灰褐色，隐晶质结构，中厚～厚层状，钙质胶结，所含主要矿物为方解石等。

钻探揭露强风化厚度为50cm左右，岩芯较破碎，质较软；弱风化带岩芯较完整，呈长柱状，质较硬,节长为10～50cm。

该层分布于该桥梁柿子坝岸。

根据声波测井资料，强风化岩体Kw为0.30，弱风化岩体Kw为0.65～0.72。

（5）三叠系下统永宁镇组（T1y）粉砂岩：灰色，灰白色，中粒结构，中厚层状构造，钙质胶结，主要矿物为长石、石英等。

钻探揭露强风化厚度为0.50～6.50m，岩芯较破碎，质较软；弱风化带岩芯较完整，呈长柱状，质较硬,节长为10～20cm。

该层分布于该桥梁凤翥岸。

根据声波测井资料，强风化岩体Kw为0.44，弱风化岩体Kw为0.67。

页岩：褐红色，由粘土矿物组成，泥质结构，薄层构造，泥质胶结，层理面发育。

钻探揭露强风化层厚2.50m，岩芯破碎，呈碎块状，手易折断，质软；弱风化带岩芯较完整，呈长柱状，局部裂隙发育，呈碎块状，质较软,节长为2～10cm。

该层分布于该桥梁凤翥岸。

根据声波测井资料，强风化岩体Kw为0.29，弱风化岩体Kw为0.57。

(三)地质构造及地震桥位处位于牛街背斜北西翼（见图2），岩层产状为312～335°∠20～25°，柿子坝岸岩体主要发育两组裂隙：①100°∠55～72°，裂面较平直，延伸2～5m，发育间距1.25～2.50m，张开1～20mm；②38°∠73°，裂面较平直，缝宽1~3mm，切割深度1.5m ，无充填，延伸10~30m，发育间距2.0m。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）和《云南省地震动峰值加速度区划图》的划分，本项目地震动峰值加速度为 0.05g，设防烈度为7度。

该桥柿子坝岸大部分地区基岩出露，零星有薄层填土覆盖，属Ⅰ类场地土，设计特征周期为0.30s，为抗震有利地段。

凤翥岸斜坡上覆盖较厚的大块石土，地震时可能发生崩塌，为抗震危险地段，反应谱特征周期取0.40s。

(四)水文及水文地质条件勘察表明，桥位区地下水类型主要有上层滞水和基岩裂隙水两种类型。

上层滞水：该桥梁柿子坝岸土层较薄，含水量小；凤翥岸岸坡坡度较陡，第四系土层为块石土，孔隙多，透水性好，钻探过程中均漏水。

上层滞水贫乏。

基岩裂隙水：基岩裂隙水赋存于基底岩层碎屑类岩石构造裂隙及风化裂隙中，主要受大气降水、上层滞水等补给，顺层迳流排泄，钻探揭露此类地下水较丰富。

勘察区地下水无侵蚀性CO2存在，为低矿化度弱酸性水。

依据《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—98），按Ⅱ类环境判定，勘察区地下水对砼无结晶类，分解类和结晶分解类腐蚀性。

(五) 结论及建议（1）该桥位区现状稳定性好，适宜建桥，施工条件好。

但凤翥岸不宜大开挖。

（2）桥位区地下水贫乏，地表水、环境水对砼及钢筋无腐蚀性。

（3）该桥台持力层选择弱风化基岩层，可采用明挖扩大基础。

水上桥墩建议采用人工挖孔桩基础，水下桥墩为机械钻孔桩基础，墩基置于岩层弱风化带内。

（4）基坑开挖时，由于土层与强风化厚度较厚，基坑开挖时易发生坍塌，应采取支护措施。

（5）建议临时基坑开挖坡率值：土层：1:1.00；基岩强风化带：1:0.75；基岩弱风化带：1:0.50。

（6）施工期间应加强地质验槽，以确保工程质量。

四、结构设计：上部结构本桥上部结构采用11×20米钢筋砼预应力简支空心板。

全桥共分二联，前六跨一联，后五跨一联，预制施工。

本桥位于直线和R=130 Ls=0的缓和曲线和圆曲线中。

直线段采用7块空心板，缓和曲线和圆曲线段加宽部分采用8块空心板，同时调整边板悬挑部分的长度。

桥面采用C50防水混凝土铺装层。

本桥在桥台、6#桥墩处设3道Fd-80型伸缩缝。

下部结构本桥下部结构均采用钢筋混凝土桩柱式墩、桩基础。

0#桥台为重力式“U”型桥台，明挖扩大基础；11#桥台为轻型柱式桥台。

桩柱、桩基均采用C30钢筋混凝土，该桥桥墩为水下施工，采用钻孔桩。

桥台台身、明挖扩大基础采用C20片石混凝土。

桩基础嵌入完整弱风化基岩层不小于5米，桩基持力层的天然抗压强度不小于6.5Mpa，明挖扩大基础基底置完整弱风化基岩层不小于1米。

五、主要材料5.1混凝土(1) 水泥：应采用高品质的强度等级为62.5、52.5、42.5的硅酸盐水泥，同一座桥的预制梁应采用同一品种水泥。

(2) 粗骨料：应采用连续级配，碎石宜采用锤击式破碎生产。

碎石最大粒径不宜超过20mm，以防混凝土浇筑困难或振捣不密实。

(3) 混凝土：预制空心板、封锚端、铰缝和桥面现浇层均采用C50；封锚混凝土采用C40，桥面铺装采用沥青混凝土。

5.2、普通钢筋普通钢筋采用R235和HRB335钢筋，钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013-1991）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499-1998）的规定。

凡钢筋直径大于等于12mm者，采用HRB335热轧带肋钢；凡钢筋直径小于12mm者，采用R235 (A3)钢。

本图纸中R235钢筋主要采用了直径d=8mm与d=10mm两种规格；HRB335钢筋主要采用了直径d=12、16、25、28mm四种规格。

5.3、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。

5.4、其他材料(1) 钢板：钢板应采用《碳素结构钢》GB700－1988规定的Q235B钢板。

(2) 锚具：采用15-4型、15-5型和15-6型系列锚具及其配件，预应力管道采用圆形金属波纹管。

(3) 支座：采用板式橡胶支座，其材料和力学性能均应符合现行国家和交通部部颁标准的规定。

六、设计要点6.1、本通用图的结构体系为简支桥面连续结构，按部分预应力A类构件设计。

6.2、设计计算采用平面杆系结构计算软件计算，桥面现浇层参与结构受力，荷载横向分配系数按铰接板法计算，并采用空间结构计算软件校核。

6.3、设计参数(1) 混凝土：重力密度γ=26.0kN/3m，弹性模量EC=3.45×410MPa。

(2) 沥青混凝土：重力密度γ=24.0kN /3m。

(3) 预应力钢筋：弹性模量Ep=1.95×105MPa，松驰率ρ=0.035，松驰系数ζ=0.3。

(4) 锚具：锚具变形、钢筋回缩按6mm（一端）计算；金属波纹管摩阻系数μ=0.25，偏差系数k=0.0015。

(5) 竖向梯度温度效应：按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）规定取值。

6.4、一片板板端支点最大反力：一块板板端支点最大反力七、施工要点有关预应力混凝土空心板的施工工艺、材料要求及质量标准，除按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）有关条文办理外，还应特别注意以下事项：7.1、空心板预制(1) 浇筑空心板混凝土前应严格检查伸缩缝、护栏、泄水管、支座等附属设施的预埋件是否齐全，确定无误后方能浇筑。

施工时，应保证预应力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。

浇筑混凝土时应充分振捣密实，特别是板端2m范围内及锚下混凝土局部应力大、钢筋密，对锚下混凝土，须严格控制混凝土质量。

(2) 为了防止预制板上拱过大，预制梁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8mm，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绕值如下表所示：预加力引起的上拱度及二期恒载产生的下挠值表(表中正值表示位移向上；负值表示位移向下)(3) 空心板预制时，按1m一道在铰缝的侧模嵌上50cm长的φ6mm钢筋，形成6mm 凹凸不平的粗燥面。

(4) 预制空心板时，除注意按本通用设计图纸预埋钢筋和预埋件外，桥面系、伸缩缝、护栏及其它相关附属构造，均应参照有关图纸施工，护栏预埋钢筋必须预埋在预制空心板结构内。

7.2、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箍筋点焊连接，严防错位和管道下垂，如果管道与钢筋发生碰撞，应保证管道位置不变而只是适当挪动钢筋位置。