XX桥梁结构设计

概述:
（一）设计依据: 1、XX公司提供的商务区电子版地形图，电子版道路图纸，电子板河道及景观图纸；
2、甲方确定的规划河底宽度为20米，设计最高水位 4.8米，设计河底高程 2.0米；
3、桥梁方案汇报会确定桥位和桥型布置方案；
4、xx公司其它要求。

（二）工程概况：
二级桥包括涵洞两座，位置分别在规划一路与水街交叉处和规划二路与水街交叉处，新区商
务区水街规划河底宽度为20米，设计最高水位4.8米，设计河底高程2.0米，其中按3-6m
框架涵设计，道路规划宽度为20米，两侧景观带按景观要求设计。

框涵俩侧按悬挑结构设
计。

二、桥梁工程场地地质条件、水文地质条件等介绍
（一）自然、气候条件
天津市属于暖温带半湿润季风气候，位于大陆性与海洋性气候的过渡带上，四季分明。

冬季
受蒙古冷高气压控制，盛行西北风；夏季受太平洋副热带高气压左右，多为偏南风。

气候特
点是：春季干旱多风，冷暖多变；夏季温高湿重，雨热共济；秋天天高云淡，风和日丽；冬
季寒冷干燥，雨雪稀少。

年平均气温11.1~12.3 C,七月平均气温26 C以上，一月份平均气温-4 C以下，偶然最
高温40.3 C，极端最低温-21 C。

］
年平均降水量为 550~680mm ，一日最大暴雨量 304.4mm 。

每年6~9月为汛期，平
均雨日34天左右，占全年总降水量的73%以上，冬季雨雪量只占全年总降水量的
1%~3% 。

（二）拟建场地概况
拟建场地位于华北平原北部，属滨海冲积平原，地貌单一，场地地表略有起伏。

本次勘探揭
示埋深50.00m 以上的地层属海相、陆相沉积地层。

勘探50.0m 深度范围内，场地土按成因年代可分为9层，按物理力学性质进一步划分为
18个亚层。

各层土的土质特征及分布规律描述如下：
（1 ）人工填土层（Qml ））
主要由素填土（地层编号①）组成，厚度0.30〜1.20m，黄褐色，主要粘性土组成，含少量植物根系，水平方向分布连续。

人工填土填垫年限小于十年。

02、04、06号孔夹有厚
度0.3〜0.4m的灰黑色坑底淤泥质土。

（2 ）全新统新近组坑底淤积层（ Q43Nsi ）
地层编号②，该层土在本场地缺失。

（3）全新统新近组古河道、洼淀冲积层（ Q43Nal ）
系北运河洪泛冲积而成，层顶标高为 5.95〜1.75m，主要由上部的粘土、粉
质粘土（地层编号为③1）及下部的粉土（地层编号为③2）组成：
③1粘土、粉质粘土，层顶标高为 5.95〜1.75m，厚度0.60〜4.10m，灰黄色，可塑，
含少量有机质，属中偏高压缩性土，水平方向分布不连续，在02、06#孔附近缺失。

③2粉土，层顶标高为 5.85〜1.15m，厚度1.00〜2.70m，灰黄色，稍密，饱和，含少量有机质，夹粉质粘土薄层，分布不连续，属中压缩性土。

（4）全新统上组河床〜河漫滩相沉积层（ Q43al ）
地层编号④，该层土在本场地缺失。

（5）全新统上组湖沼相沉积层（ Q43l+h ）
层顶标高为2.35〜-0.38m ，主要由上部的粘土（地层编号⑤1），中部的粉土（地层编号
⑤2 ），以及下部粉质粘土（地层编号⑤3 ）、粉土（地层编号⑤4）组成：
⑤1粘土，厚度0.80〜3.00m，灰黑色〜青灰色，可塑，含少量有机质及腐殖物，夹粉质粘土薄层，属中偏高压缩性土，水平方向分布连续。

⑤2粉土，层顶标高为1.55〜-2.44m ，厚度0.70〜5.70m，青灰色，稍密〜中密，饱和，含少量有机质，属中压缩性土，水平方向分布不连续，在20#孔附近缺失。

⑤3粉质粘土，层顶标高为 0.05〜-4.29m ，厚度0.50〜5.00m，青灰色，可塑，含少量有机质，夹粉质粘土薄层，属中偏高压缩性土，水平方向分布不连续，分布于1#桥、2#
桥和4〜6#桥（01〜12#、20〜23#孔）附近。

⑤4粉土，层顶标高为-2.58〜-7.85m ，厚度0.50〜2.50m，青灰色，稍密〜中密，饱
和，含少量有机质，属中压缩性土，水平方向分布不连续，在3#桥和6#桥区域（13〜19#、
22#、23#孔）缺失。

（6）全新统中组浅海相沉积层（ Q42m ）
层顶标高为-4.68〜-8.85m ，主要由上部粘土、粉质粘土（地层编号⑥1 ）和下部的粉土
（地层编号⑥2 ）组成：
⑥1粘土、粉质粘土，层顶标高为-4.75〜-8.85m ，厚度1.60〜4.00m，灰色，可塑，
含少量有机质及贝壳，属中偏高压缩性土，水平方向分布不连续在1#桥局部和5#桥区域
（19#、21#、22# 孔）缺失。

⑥2粉土，层顶标高为-4.68〜-10.85m ，厚度0.50〜4.10m，灰色，稍密〜中密，砂粘互层，含少量有机质及贝壳，属中压缩性土，水平方向分布不连续，仅在1#桥和2#桥、
6#桥局部（01〜05#、17#、08#、10#、24#孔附近），以及5#、6#桥所在区域（19〜 22#孔附近）有分布。

（7 ）全新统下组沼泽相沉积层（ Q41h ）
层顶标高为-7.95〜-11.35m ，主要由粘土、粉质粘土（地层编号⑦）组成，厚度0.50 4.10m，灰黑〜浅灰色，可塑，含腐植物及少量有机质，属中压缩性土，水平方向分布连续。

⑧1粉土，层顶标高为-11.28〜-13.29m ，厚度1.20〜3.80m，灰黄色，粉土，饱和，含铁质，夹粉质粘土薄层，属中偏低压缩性土，水平方向分布不连
续，仅在2#桥所在区域（07〜12#孔附近）有分布。

⑧2粉质粘土，层顶标高为-9.84〜-15.08m ，厚度1.00〜6.20m，灰黄色，可塑，含铁质、少量蚌壳，夹粘土薄层和粉土薄层，属中压缩性土，水平方向分布连续。

（9 ）上更新统五组河床〜河漫滩相沉积层（Q3eal）
层顶标高为-14.45〜-17.38m ，主要由粉质粘土（地层编号⑨1 ）和粘土（地层编号⑨2）
组成：
⑨1粉质粘土，层顶标高为-15.18〜-17.38m ，厚度2.00〜9.60m，黄褐色，可塑，含
铁质、少量蚌壳，夹粘土薄层和粉土薄层，属中压缩性土，水平方向分布不连续，仅在5# 桥局部（22#孔附近）缺失。

⑨2粘土，层顶标高为-14.25〜-23.85m ，厚度2.50〜10.20m ，黄褐色，可塑，含蚌壳, 属中压缩性土，水平方向分布不连续，在2#桥6#桥局部（10〜12#孔、24#附近）以及3#桥所在区域（13〜18#孔附近）渐变为⑨1粉质粘土。

111粘土，层顶标高-24.38〜-26.79m 左右，厚度2.50〜10.20m ，灰黄色，可塑，含铁质、蚌壳、姜石，夹粉质粘土薄层，在05、13#、14#、17#、18#、23#、24#孔
该层中部（层顶标高-27.71〜-31.08m 左右，层底标高-31.41〜-35.44m 左右）夹密实
113粉土，层顶标高-31.15〜-40.25m 左右，厚度3.50〜12.30m ，灰黄色，密实，饱和，含铁质、蚌壳，属低压缩性土。

水平分布连续。

（12 ）上更新统二组浅海〜滨海相沉积层（Q3bm）
层顶标高-40.31〜-43.58m 左右，主要由粉质粘土（地层编号为12 ）组成，褐灰色，可
塑，含姜石，夹粘土薄层，属中压缩性土，水平方向分布连续。

本次勘察未揭穿该层，最大揭示厚度为
4.50m，最低揭示标高为-47.88m 。

各岩土层详细分布情况详见《钻孔柱状图》及《工程地质剖面图》。

2、不良地质作用、地质灾害及及特殊土本场地地面略有起伏，无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用。

本场地标高1.75m 以上，分布有厚薄不均的素填土（地层编号①），主要由粘性土组成
可塑状态，在02#、04#、06#孔该层为灰黑色淤泥质土，厚度0.3〜0.4m，为河底淤积而成，应清除；均为特殊性土。

据区域水文地质资料，地下水位年变化幅度在0.50〜1.00m 左右。

勘探期间测得场地地下水位如下：初见水位埋深 1.50〜2.40m，标高2.91〜4.45m ;稳
定水位埋深1.30〜2.10m，标高3.38〜4.75m。

(2 )地下水及地表水水质及腐蚀性评价根据本次勘探所取地下水及地表水水质分析报告，判定该场地地下水属
CI--SO42--HCO3---K++Na+-Ca2+-Mg2+ 型水，地下水 PH 值为 7.34 〜7.76，为中〜
弱碱性水；地表水属 Cl--SO42---K++Na+ 型水，地下水 PH值为7.68〜7.81，为弱碱性水。

水质分析结果详见《水质分析报告》。

依据《公路工程地质勘察规范》(JTG C20--2011) 附录K,就地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性进行评价。

场地环境按n 类。

(3)浅层地基土的渗透性
[L]根据本次勘察室内渗透试验结果，提供本场地埋深20.00m 以上各层土的渗透系数及渗
透性如表3-4。

[/L]
浅层地基土渗透性表表3-1 地层编号岩性
垂直渗透系数
KV(cm/s)
(建议值)
水平渗透系数
KH(cm/s)
(建议值)
渗透性等级
③1
粘土、粉质粘土
1.6E-6
2.1E-5
弱透水
③2
粉土
1.8E-6
3.0E-6
微透水
粘土
4.5E-8
9.0E-8
不透水
粉土7.2E-6
1.3E-5
弱透水
⑤3
9.0E-8
不透水
粉土
5.1E-6
2.9E-5
弱透水
粘土、粉质粘土2.3E-7
4.8E-8
不透水
⑥2
粉土
9.6E-6
2.1E-6
微透水
⑦
3.3E-8
不透水
粉土1.2E-5
1.3E-5
弱透水
⑧2
粉质粘土4.5E-8
1.2E-7 不透水
(4 )地基土承载力基本容许值
成因地层编号主要岩性标高段(m)
[faO] (kPa)
Q43N al
[L]③ 1[/L]
粘土、粉质粘土
4.56m 以上(不含人工填土层)
85
[L]③2[/L]
粉土
3.05 〜
4.56m
110
Q43 l+h
[L]⑤ 1[/L]
粘土
-2.44 〜2.21m
80
[L]⑤2[/L]
粉土
-5.44 〜-4.85m
120
[L]⑤3[/L]
[L]⑤4[/L]
粉土
120
Q42m_|
[L]⑥ 1[/L] 粘土、粉质粘土-9.44 〜-8.95m
110
[L]⑥2[/L]
粉土
130
Q41h
[L]⑦[/L]
粘土、粉质粘土
-10.74 〜-10.18m 120
Q41al
[L]⑧ 1[/L]
粉土
[L]⑧2[/L]
粉质粘土
-15.64 〜-4.45m 140
Q3eal
[L]⑨ 1[/L]
粉质粘土
-17.38 〜-23.85m
140
[L]⑨2[/L]
粘土
120
Q3cal
[L]111[/L]
粘土
-24.65 〜-24.44m 130
[L]111t[/L]
粉土
-35.44 〜-32.45m 180
[L]112[/L]
粉质粘土
-40.25 〜-39.44m 160
[L]113[/L]
粉土
-40.25 〜-44.44m 180
Q3bm
[L]12[/L]
粉质粘土
-44.44m 以下
170
本涵洞基底落在第⑤1层上。

(5 )标准冻结深度
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002) 附录F,确定该场地标准冻结深度为
0.60m 。

4、场地土液化判别及场地类别
根据《建筑抗震设计规范》( GB50011-2001 )，该场地设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g 。

根据勘查结果及宏观调查，判定本场地土无液化土层分布。

根据《建筑抗震设计规范》( GB50011-2001 )，确定场地类别为III类，场地土类型为中软场地土。

一、设计规范及技术标准
(JTJ004-89)
11、 《公路桥梁抗震设计细则》 (JTG/T B02-01-2008)
12、 《公路工程混凝土结构防腐技术规范》 (JTG B07-01-2006
)
(二)设计技术标准 1、 设计基准期：50年。

2、 箱涵结构设计安全等级：二级。

3、 荷载标准：
车辆荷载：公路--I 级。

人群荷载：整体分析 4.0kN/m2
;局部分析：5.0kN/m& #178; 均布荷载或1.5kN 集中
4、 地震基本烈度
参照《中国地震动参数区划图》 (GB18306-2001) ，桥梁工程区域地震动峰值加速度为
0.15g 。

根据《公路桥梁抗震设计细则》 (JTG/T B02-01
— 2008)，桥梁抗震设防类型为
B 类，桥梁抗震设防措施等级为 8级，E1地震作用下桥梁抗震重要性系数为 0.43 , E2地
震作用下桥梁抗震重要性系数为 1.3。

5、 河道：
规划河底宽度为20米，设计水位4.8米，河底高程为2.0米。

6、 通航要求：无通航要求。

7、 横坡：机动车道双向横坡 1.5%。

8、 铺装：与道路一致。

9、 坐标系统：1990年天津市任意直角坐标系。

10、高程系统：1972年天津市大沽高程系， 2008年高程
二、主要材料规格 1、混凝土： (1 ) 箱涵结构：C40防水混凝土，抗冻耐久性指数 70 %，抗渗等级 W8。

(2 ) 垫层素混凝土： C15 ;
2、普通钢筋： 图中“0表示HPB235钢筋，“0表示HRB335钢筋。

一、 桥梁结构设计
商务区五号箱涵跨越处河底宽度约为 20米，设计水位4.8米，涵洞洞口处为满足景观需求，
设置异型悬臂。

(一)车行箱涵结构：
箱涵长度为29.74米：分五个涵节，节长范围为 5~6米；分节之间中间留 2cm 缝，并用
浸沥青软木板填塞。

悬臂部分长度为 1~3米。

根据河道设计断面及过水要求，箱涵的标准横断面总宽度为
20m ，断面形式为：0.5m(结
构侧墙)+6.0m (净宽)+0.5m( 结构侧墙)+6.0m
(净宽)+0.5m( 结构侧墙)+6.0m (净宽)+0.5m( 结构侧墙)=20m 。

箱体高度为3.0m 。

1、框涵主体结构 (1 )
结构设置
根据结构变形受力要求，
综合考虑箱涵长度较长，
箱涵分成五节，箱体的结构长度范围约为
9、 《中国地震动参数区划图》 10、 《公路工程抗震设计规范》
(4) 结构侧墙
根据结构受力要求，结构侧墙的厚度取为50cm 。

(5) 基底承载力］
设计基底承载力为 150Kpa。

2、附属结构
(1 )涵洞出入口上端设置栏杆。

二、桥梁耐久性设计：
(一)本场地处于长期浸水和干湿交替条件下，场地地下水及地表水对混凝土结构均具弱腐
蚀性，腐蚀介质为 SO­42-;长期浸水条件下，地下水及地表水对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，干湿交替条件下，地下水及地表水对混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性，腐蚀介质为Cl-。

(二)耐久性设计：
考虑到本工程所处环境对桥梁结构混凝土及钢筋有腐蚀，桥梁结构混凝土按环境作用等级采
取防护措施，混凝土品质要求如下：二
1、结构混凝土最大水胶比为0.45，最大氯离子含量 0.10 %，最大碱含量3.0kg/m3 。

2、混凝土掺和料应保证品质稳定、来料均匀，并符合《混凝土用矿物掺和料应用技术规程》
(J10527 )的要求，骨料和外加剂应符合《公路工程混凝土结构防腐技术规范》( JTG B07-01-2006) 的有关要求。

如采用新型胶凝材料原料，必须有可靠的科学试验依据，证
明其配制的混凝土耐久性能够满足工程使用的环境条件，并通过技术鉴定。

一、施工要点及施工注意事项
(一)施工放线：
1、桥位图中，注意桥梁中心线与设计道路路中线的关系，请按《坐标表》施放。

2、桥位放线后应反复核对夹角方向，注意翻阅相关图纸确定无误后方可开工，如有问题需及时与设计单位联系。

(二)基坑开挖：
所有结构均采用明挖施工。

基坑施工根据既有的情况，可以采用放坡开挖基坑的方式；在开挖较深处，施工单位应结合现场情况采用钢板桩临时支护进行开挖，保证施工的安全。

1、施工方式及施工顺序
采用放坡的施工方法，坡度为 1 : 1.5〜1 : 2。

(1 ) 施工前期工作
在施工前，应对工程范围内的地下管线进行详细调研，请施工单位会同建设单位、产权管理单位对所涉及的地上、地下管线采取有效措施进行保护或改移。

匚
(2 ) 基坑施工放线
根据道路专业提供的平面尺寸及其曲线要素和控制点坐标放线。

核对无误后，根据图纸提供
的尺寸施放平面轮廓线、特征点等。

2、基坑开挖
(1 ) 基坑开挖应遵循先深后浅、分层开挖”的原则，应减少暴露时间。

挖土时
应坚持随挖随运到卸土地点。

(2 ) 基坑开挖过程中，严禁超挖或扰动地基原状土。

机械挖土至坑底时应留有
20cm 厚土层，由人工挖土修整基坑。

如发现坑外水渗流入基坑时应及时进行排水及止水，必要时结合地道
箱体段降水一同考虑采用大口井进行降水。

(3) 采用机械开挖时，施工单位应做好施工组织，提出安全保证措施。

二、设计要点及施工注意事项
1、施工缝浇灌混凝土前，应将其表面浮浆和杂物清除，先铺净浆，再铺上30~50mm 厚的1:1水泥砂浆或涂刷混凝土界面处理剂，及时浇灌混凝土。

2、加强振捣。

采用高频机械振捣实，振捣时间宜为10~30s ，以混凝土泛浆和不冒气泡
为准，应避免漏振、欠振和超振。

3、施工缝后浇混凝土的施工，为防止由于水化热引起的混凝土收缩裂缝，应采取以下措施：
(1) 采用低水化热水泥、控制水泥用量；_
(2 ) 采取保温湿养护。

混凝土中心温度与表面温度的差值不应大于25 C,混凝土表面温度与大气温度的差值不应大于25 C。

养护时间不应小于 14天。

(3 ) 采用微膨胀混凝土。

F50-2011）执行。