跨古洞口水庫大橋新建工程施工圖設(shè)計(jì)說明

1、興山縣勾兒灘橋新建工程施工圖設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明PAGE 5跨古洞口水庫大橋新建工程施工圖設(shè)計(jì)說明 HYPERLINK l _Toc163996681 一、項(xiàng)目概況湖北省興山縣古洞口水庫蓄水后，庫區(qū)中陽埡村出行交通依靠渡口，給當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村發(fā)展和民生帶來極大影響，經(jīng)當(dāng)?shù)卣芯繘Q定，在勾兒灘處架設(shè)橋梁以解決中陽埡村交通問題。勾兒灘大橋跨越古洞口水庫，橋長185.4m。目前橋址水面寬135m左右，測時(shí)水位312.19m。二、設(shè)計(jì)依據(jù)1、勾兒灘橋勘察設(shè)計(jì)委托書。2、興山縣勾兒灘渡改橋新建工程初步工程地質(zhì)勘察報(bào)告。 HYPERLINK l _Toc163996940 三、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、道路等級(jí)：四級(jí)道路。2、

2、計(jì)算行車速度：V=20km/h。3、荷載等級(jí)：公路級(jí)。4、標(biāo)準(zhǔn)橋面布置：0.5m（欄桿）+5.5m（車行道）+0. 5m（欄桿）6.5m。5、橋下凈空要求：橋梁底高于庫區(qū)設(shè)計(jì)水位1.5m。四、采用技術(shù)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500172003混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則JTGTB02-01-2008公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTJD50-2006公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTGB01-2003公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTGD60-2004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JTGD62-2004公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD63-2007公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ

3、025-86公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ041-2000公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)規(guī)范 JTG/TB07-12006公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范JTJxxx-2002懸索橋預(yù)制主纜絲股技術(shù)條件395-1999鋼結(jié)構(gòu)用大六角螺栓、螺母、墊圈技術(shù)條件鋼結(jié)構(gòu)用六角大螺母鋼結(jié)構(gòu)用六角螺栓公路懸索橋吊索 JTT449-2001一般工程用碳素鋼構(gòu)件鋼絲繩國家標(biāo)準(zhǔn)8706-2006五、工程地質(zhì)條件1、地形地貌橋位區(qū)位于神農(nóng)架南部邊緣鄂西山地，地勢趨向北高南低，山脈呈北東走向的帶狀分布，山間深切的陡峻溝谷發(fā)育，邊坡坡角在35-70之間，并常伴有陡坎及山間盆地等地貌形態(tài)發(fā)育。除了幾級(jí)夷平面外，還發(fā)育有多級(jí)零星分布寬窄不一的

4、階地，在近期所形成的一些階地及現(xiàn)代河床上均可見到厚1-30m不等的砂卵礫石層等河床沉積物?，F(xiàn)代的古夫河床是一條寬窄不一，小型盆地與狹谷相間分布的堆積河床。橋位區(qū)屬構(gòu)造剝蝕、溶蝕中低山峽谷地貌。巖石建造類型以碳酸鹽巖與陸源碎屑巖互層，以碳酸鹽巖構(gòu)成峽谷的谷坡，以碎屑巖互層構(gòu)成谷底及緩坡為基本特征。地貌的顯著特點(diǎn)是受構(gòu)造及巖性控制，河谷走向與地質(zhì)構(gòu)造基本一致。橋位橋塔左岸橋塔位于緊鄰庫岸地段斜坡處（見插圖2），坡向337度，坡度約40，地表覆蓋厚度約0.2-0.5m的碎石堆積體，為209國道擴(kuò)建山體開挖巖體堆積物。地表植被較發(fā)育，多為灌木叢。橋位處上下游地段基巖基本裸露。后端山體斜坡近乎直立，坡高

5、10-70m。巖層產(chǎn)狀2657，與邊坡呈直交。橋位橋塔右岸地段（見插圖3）為一相對(duì)平緩地帶，地表基巖基本裸露，后端邊坡近乎直立，坡向177度，坡度約60度，巖層基本裸露，為巖質(zhì)高陡邊坡，坡高100-200m，斜坡坡面發(fā)育少量灌木植被。巖層產(chǎn)狀2656，為切向坡。2、巖土層分布根據(jù)本次勘察揭露，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，在勘察深度范圍內(nèi)主要為第四系人工填土（Q4ml）層及寒武系中統(tǒng)覃家廟組(2qn)白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r。將本場區(qū)地層自上而下劃分為如下地層：填土（Q4ml）：黃色、黃灰色，黃褐色。厚0.30-3.00m主要由白云巖碎石組成，粒徑在50-150mm，局部夾有粒徑達(dá)200mm以上塊石，呈棱角狀

6、，次棱角狀。主要為修建209國道開挖山體堆積的塊石，斜坡后端分布厚度較薄，臨水段較厚約3.0m左右。結(jié)構(gòu)松散，無規(guī)律性沿斜坡分布。-1強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r(2qn)：灰色、灰褐、灰黑色。厚約2.0-3.5m，平均厚約2.9m。主要為薄-中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r。層狀構(gòu)造，單層厚穩(wěn)定在5-25cm，巖質(zhì)不新鮮，風(fēng)化裂隙發(fā)育，以粘土礦物充填為主。巖體組織結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，巖石礦物成分發(fā)生明顯改變，受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，巖層揉皺發(fā)育，巖芯破碎成塊狀、取芯率低。-2弱風(fēng)化灰?guī)r(2qn)：灰白色、灰黑色。具交錯(cuò)層、波痕和鮞狀等結(jié)構(gòu)構(gòu)造，本次勘察最大揭露深度為19.0m。左岸地段：0-15m地段巖層成薄-中厚層，單層厚1

7、0-30cm，通過鉆孔ZK1、ZK2鉆探可知受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)（巖層揉皺發(fā)育）及層理發(fā)育影響，巖芯成塊狀或短柱狀。取芯率較低；15m以下地段巖層呈中厚-厚層狀，風(fēng)化裂隙發(fā)育較少巖芯相對(duì)較整狀，可取長約50cm以上整狀巖芯。右岸地段：巖層呈中厚-厚層狀，單層厚30-100cm風(fēng)化裂隙發(fā)育較少，巖體組織結(jié)構(gòu)基本完整，巖石礦物成分未發(fā)生明顯變化，風(fēng)化裂隙較發(fā)育，以方解石脈充填。3、巖土層力學(xué)性質(zhì)根據(jù)地質(zhì)勘探結(jié)果，選用-2弱風(fēng)化灰?guī)r層做為持力層， 其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為：-2層弱風(fēng)化灰?guī)r：C=7.9Mpa，=42.6。巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表土層編號(hào)巖土名稱試驗(yàn)次數(shù)（n）基本值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)統(tǒng)計(jì)修正系數(shù) s標(biāo)準(zhǔn)值

8、frk(MPa)XmaxXminXm-2弱風(fēng)化灰?guī)r660.245.253.35.770.110.9148.5其余各土層力學(xué)特性值如下：各巖土層巖土參數(shù)綜合成果表地層編號(hào)巖土名稱巖石試驗(yàn)綜合建議值frc(MPa)0(kPa)0(kPa)E0(MPa)Es1-2(MPa)填土-1強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r80052.0-2弱風(fēng)化灰?guī)r48.597004500視為不可壓縮層4、場地穩(wěn)定性、適宜性評(píng)價(jià)1）場地穩(wěn)定性、適宜性分析擬建物重要性等級(jí)為二級(jí)，地基等級(jí)為三級(jí)，場地等級(jí)為二級(jí)，綜合確定該巖土工程勘察等級(jí)為乙級(jí)。場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層等不良地質(zhì)構(gòu)造，現(xiàn)場地的整體穩(wěn)定性較好，不存在大的嚴(yán)重威脅場地和工程安全的工程地質(zhì)災(zāi)害。場

9、地內(nèi)無河道、溝浜、墓穴、防空洞等對(duì)工程不利的埋藏物，適宜本工程建設(shè)。2）灰?guī)r地帶巖溶影響場地位于灰?guī)r地帶，通過調(diào)查及現(xiàn)場鉆探揭露，場區(qū)內(nèi)灰?guī)r巖溶一般發(fā)育，僅表現(xiàn)為地表裸露巖體局部地段發(fā)育小的溶槽，局部沿節(jié)理裂隙有溶蝕現(xiàn)象，鉆孔控制范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)溶洞及地下河，故巖溶現(xiàn)象對(duì)工程建設(shè)影響較小。3）邊坡現(xiàn)狀穩(wěn)定性分析勾兒灘大橋兩端橋塔地段均位于斜坡地段，場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層等不良地質(zhì)構(gòu)造，場地的整體穩(wěn)定性較好。左岸地段橋塔斜坡坡向337度，坡度約40，地表覆蓋厚度約0.2-0.5m的碎石堆積體，為209國道擴(kuò)建山體開挖巖體堆積物。地表植被較發(fā)育，多為灌木叢。橋位處上下游地段基巖基本裸露。后端山體斜坡近乎直立

10、，坡高10-70m。巖層產(chǎn)狀2657，與邊坡呈直交。右岸地段橋塔處為一相對(duì)平緩地帶，地表基巖基本裸露，后端邊坡近乎直立，坡向177度，坡度約60度，巖層基本裸露，為巖質(zhì)高陡邊坡，坡高100-200m，斜坡坡面發(fā)育少量灌木植被。巖層產(chǎn)狀2606，為切向坡。從坡面與巖層面分析，該斜坡為近切向坡，巖層傾角較緩，且均為巖質(zhì)邊坡，巖石質(zhì)量良好，基巖基本裸露，宏觀分析兩岸斜坡均為穩(wěn)定狀態(tài)。通過現(xiàn)場調(diào)查未發(fā)現(xiàn)崩塌、危巖等影響擬建物安全及正常使用的不利地質(zhì)現(xiàn)象。4）不良地質(zhì)作用場地?zé)o滑坡、泥石流、巖溶、危巖和崩塌等明顯不良地質(zhì)作用。勘察區(qū)內(nèi)的橋位左岸橋塔處由于受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，巖層揉皺現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)（見插圖6）

11、，巖層產(chǎn)狀其傾向由265-290變化，其傾角由6-15度變化，另由于該地段巖層層理發(fā)育，單層厚度薄，大部分單層厚度在5-25cm，影響深度約10m。對(duì)橋尾錨索的設(shè)置有一定影響。5、地震效應(yīng)及場地類別根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）附錄A“我國主要城鎮(zhèn)抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)基本地震加速度和設(shè)計(jì)地震分組”的規(guī)定，興山縣抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)地震加速度值0.05g(g為重力加速度)，對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)特征周期為0.25s(s為秒)。根據(jù)場區(qū)地震效應(yīng)及地形地貌、工程地質(zhì)條件，本場地為建筑抗震不利地段。按公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ004-89）本工程為D類，其采用簡易抗震措

12、施。6、水文1）橋址區(qū)地表水屬長江河流域支流香溪河水系，主要河道香溪河上游古夫河段古洞口水庫。古洞口（級(jí)）水利水電工程位于湖北省興山縣境內(nèi)，壩址在長江支流香溪河上游古夫河段的古洞口峽谷出口處，下距興山縣新縣城古夫鎮(zhèn)2.5Km，距縣城高陽鎮(zhèn)18.5Km，為古夫河流域水電開發(fā)的近期骨干工程。古洞口水庫屬省級(jí)大型水庫，位于興山縣縣城上游1.5千米處，庫容1.49億立方米，集防洪、發(fā)電、城市供水等功能于一體，最高蓄水水位為325.0米。場區(qū)地表水的補(bǔ)給主要來源于大氣降水和山體沖溝中的基巖裂隙水，山體斜坡的一般逕流方式為片流、面流紋、細(xì)沖溝沖溝匯入山前河流或溪谷之中。橋址區(qū)水文地質(zhì)條件相對(duì)較簡單，根據(jù)地

13、下水含水介質(zhì)及水動(dòng)力特征，將地下水類型分兩種，即灰?guī)r巖溶裂隙水及第四系松散巖類孔隙水。2）由各橋址區(qū)巖土體組成結(jié)構(gòu)可知，填土為強(qiáng)透水層；-1層灰?guī)r強(qiáng)風(fēng)化帶含少量風(fēng)化裂隙水和少量巖溶裂隙水， -2層灰?guī)r中、微風(fēng)化帶含部分巖溶裂隙水，其水量主要受地下水補(bǔ)給來源和巖溶發(fā)育程度控制。巖溶裂隙水活動(dòng)規(guī)律左右岸有別，右岸地下水埋藏相對(duì)較淺，水力坡降為40-70%，局部地段有裂隙承壓水。左岸地下水由于斷層裂隙的切割，排泄條件較通暢而埋藏較深。但在近河床一帶較低部位埋藏較淺，水力坡降為20-35%，河床相對(duì)抗水層埋深左、右兩岸分別為70m、40m。本次勘察期間各鉆孔均未見穩(wěn)定地下水位存在，均為干孔。說明區(qū)內(nèi)穩(wěn)

14、定地下水位埋深相對(duì)較深，對(duì)擬建物地基及施工影響較小。3）環(huán)境水的腐蝕性分析與評(píng)價(jià)由于橋塔緊鄰于水庫兩岸，其地下水與地表古洞口水庫水質(zhì)基本一致，本次勘察取橋塔附近水庫水進(jìn)行室內(nèi)水質(zhì)簡分析（見附表三），通過室內(nèi)水質(zhì)簡分析報(bào)告可見，其水質(zhì)中：PH值在7.02為中性水，cl-含量在2.13mg/L；so42-含量為101.82mg/L；礦化度為349.23mg/L，場地所屬為類環(huán)境，判定無無腐蝕性。六、設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、總體設(shè)計(jì)結(jié)合橋址的地形、地貌條件，綜合考慮橋跨布置的協(xié)調(diào)性及主塔基礎(chǔ)的邊坡穩(wěn)定性， 為減輕主纜的荷載， 采用180m的較小跨度簡支懸索橋，采用自錨式索塔錨固體系結(jié)構(gòu)。橋位平面位于直線上，縱斷

15、面位于半徑為8000m的豎曲線上。吊索間距采用6.0m，充分考慮了山區(qū)預(yù)制混凝土梁塊的吊裝與架設(shè)， 主梁通過豎向支座支承于主塔承臺(tái)上，主梁與承臺(tái)間豎向設(shè)置普通板式橡膠支座，橫向與縱向均設(shè)置橡膠減震塊。2、主梁設(shè)計(jì)主梁采用薄空心板鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，梁板高0.6m，吊索錨固區(qū)局部加寬1m，梁體混凝土采用C40混凝土。主梁采用分段預(yù)制吊裝施工，預(yù)制節(jié)段長5.5m， 吊裝就位后現(xiàn)澆0.5m的濕接頭，節(jié)段吊裝重42.26t。3、主塔設(shè)計(jì)本橋采用索塔錨固體系，索塔須承受主纜所傳遞的水平力，因此主塔采用直角三角形結(jié)構(gòu)，將水平力轉(zhuǎn)化為斜邊的軸向力。主塔采用C40混凝土，斜邊采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，直角邊采用預(yù)應(yīng)力混

16、凝土結(jié)構(gòu)。4、纜索系統(tǒng)設(shè)計(jì)1）主纜每根主纜由8束19-15.2的預(yù)應(yīng)力鋼絞線組成，采用PPWS法工廠預(yù)制成束，運(yùn)至現(xiàn)場后由牽索船牽引過水庫，然后架設(shè)至塔頂安裝就位。2）吊索吊索間距6.0m，采用單束7-15.2的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，在主纜部位采用騎跨式跨越。索夾及錨具相關(guān)尺寸詳見設(shè)計(jì)圖紙。3）鞍座鞍座主要將主纜拉力傳給主塔，為受壓結(jié)構(gòu)。根據(jù)本橋特點(diǎn)，本橋鞍座采用全封閉式結(jié)構(gòu)，施工時(shí)預(yù)埋在塔內(nèi)。5、主塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)本橋基礎(chǔ)位于中風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r上，選用擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)入巖深度須滿足相關(guān)規(guī)范要求。本橋采用索塔錨固體系，因此從塔頂傳至基礎(chǔ)的水平力很大，不能僅依靠基礎(chǔ)及索塔自重來平衡水平力，本橋考慮兩種方案平衡水平

17、力：一是在承臺(tái)背面設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿，通過錨桿提供拉力來平衡水平力；二是在承臺(tái)下設(shè)置抗拔樁來平衡水平力。根據(jù)計(jì)算，若采用方案一，則須在每個(gè)承臺(tái)后設(shè)置20根19-15.2的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，錨索有效長度為14m，取自由長度為6m，則錨索錨固長度為20m。若采用方案二，則須設(shè)置3根直徑1.8m的抗拔樁，樁身有效長度為6.5m。也可采用錨索和抗拔樁共同作用的形式，但由于錨索施工相對(duì)困難，且施工費(fèi)用較高，因此，本橋選用方案二，在每個(gè)橋塔承臺(tái)下設(shè)置3根直徑為1.8m的抗拔樁，樁長為8.0m，有效承載長度為6.5m。6、相關(guān)計(jì)算結(jié)論1）荷載取值恒載：結(jié)構(gòu)自重26KN/m3；二期恒載28.5KN/m；活載：人群荷載

18、：2.0kN/m；車輛荷載：公路二級(jí)（單車道，偏載系數(shù)取1.2）；地震烈度：地震動(dòng)加速度峰值取a=0.05g，按度設(shè)防；溫度荷載：整體升溫：25度；整體降溫：20度；加勁梁梯度升溫：6.7度；加勁梁梯度降溫：-3.35度；主塔內(nèi)外側(cè)、前后側(cè)升降溫：5度；主纜升降溫：15度；吊桿升降溫：8度；風(fēng)荷載：按規(guī)范取值。2）結(jié)構(gòu)變形計(jì)算結(jié)論：梁體在活載作用下最大豎向位移為32.6cmL0/250=72cm，最大水平位移為8.84cm；在橫向風(fēng)荷載作用下最大橫向位移為3.4cm；均滿足規(guī)范要求。3）主纜計(jì)算結(jié)論：主纜在正常使用階段最不利組合下最大拉力為14732.4KN，鋼絞線拉應(yīng)力為692.3MPa，安

19、全系數(shù)k1860/692.32.69。4）吊桿計(jì)算結(jié)論：吊桿在正常使用階段最不利組合下最大拉力為612.8KN，鋼絞線拉應(yīng)力為625.3MPa，安全系數(shù)k1860/625.32.97。5）梁體計(jì)算結(jié)論：承載能力極限狀態(tài)組合下，梁體最大正彎矩為4711.1KN.m，最大負(fù)彎矩為3314.4KN.m，根據(jù)施工圖配筋計(jì)算梁體最大裂縫寬度為0.14mm。6）主塔基礎(chǔ)計(jì)算結(jié)論：正常使用狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)組合下，0號(hào)橋塔基礎(chǔ)合力偏心距為3.97m，抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)Ko=1.61，抗滑移穩(wěn)定系數(shù)Kc1.34；1號(hào)橋塔基礎(chǔ)合力偏心距為4.61m，抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)Kc1.38，抗滑移穩(wěn)定系數(shù)Kc1.34。七、公用構(gòu)造1、橋面

20、鋪裝橋面鋪裝層采用1012.8cm C40防水混凝土鋪裝。2、伸縮縫橋梁兩段采用SCF-120梳形鋼板伸縮縫。3、支座橋梁支座采用GYZ250*55圓板式橡膠支座。八、主要材料施工圖設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD62-2004、JTGD61-2005）的相關(guān)條款選取材料，以保障橋涵結(jié)構(gòu)在施工及運(yùn)營過程中的安全、耐久及正常使用。1、混凝土C40混凝土：橋塔塔柱及橫梁。C40防水混凝土：橋面鋪裝。C30混凝土：加勁梁和橋塔承臺(tái)。C25片石混凝土：橋塔基礎(chǔ)。C25混凝土：抗拔樁和橋面防撞帶。2、鋼材普通鋼筋：采用R235及HRB335鋼筋，鋼筋符合鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋（GB13013-1991）和鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋（GB1499-1998）的規(guī)定。預(yù)應(yīng)力鋼絞線：采用抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860MPa，公稱直徑d=15.2mm的低松弛高強(qiáng)度鋼絞線，其力學(xué)性能指標(biāo)符合預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線（GB/T5224-2003）的規(guī)定。豎向預(yù)應(yīng)力采用JL-32精軋螺