主桥说明典尚设计

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1、说 明一、任务来源及设计工作依据 官厅湖特大桥为京张高速公路跨越官厅水库的特大型桥梁,业主(河北华能京张高速公路股份有限公司)对该桥采用设计施工总承包方式进行建设管理,并对此项目进行招标。本设计根据京张高速公路冀京界(怀来)至宣化段官厅湖特大桥工程(10合同)招标文件及补遗书要求进行大桥(K61+005K62+835)施工详图设计。二、设计范围 本册图纸主桥上、下部构造,自桩号K61+305至桩号K62+535，内容包括主桥下部桩基、承台、墩身构造,上部预应力混凝土箱形梁构造,支座及伸缩缝布置,抗震锚栓布置及构造等。三、主要技术指标 1. 桥面宽度:桥面全宽27米,双幅分离,每幅横向布置为0.

2、5+12+0.5米,中央分隔带宽1.0米。 2. 桥面纵坡:0.5%,桥面横坡:2%。 3. 设计荷载:汽车超20级,挂车120。 4. 温度变化范围:-8.2oC24.1oC,设计合拢温度510oC。 5. 地震基本烈度:度。四、技术规范 1.公路工程技术标准（JTJ 00197） 2.公路桥涵设计通用规范（JTJ 02189） 3.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ 02385） 4.公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ 02485） 5.公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ 02586） 6.公路工程抗震设计规范（JTJ 00489） 7.预应力混凝土用钢丝（GB 5223

3、85） 8.公路桥涵施工技术规范（JTJ 04189）五、主要材料 1.混凝土上部结构箱梁采用50号混凝土，墩身采用40号混凝土,承台采用30号混凝土，钻孔桩采用25号水下混凝土, 混凝土用水泥、砂、石料避免采用碱性材料。 2.普通钢筋 设计用钢筋为级钢筋（公称直径16mm）, 必须符合国家标准（GB149991）的有关规定。 3.预应力钢材 纵、横向预应力采用公称直径为15.24mm、抗拉强度为Ryb=1860MPa的低松驰钢绞线。张拉控制应力采用0.75Ryb或图纸中指定值，计算弹性模量E=1.95105MPa。钢绞线必须符合国家标准GB/T5224-1995的技术要求。 竖向预应力采用直

4、径32mm的40Si2MnMoV精轧螺纹粗钢筋，屈服强度不小于750MPa，张拉控制应力采用屈服强度的0.9倍，弹性模量E=2.0105MPa，必须符合交通部公路规划设计院预应力高强精轧螺纹粗钢筋设计施工暂行规定的技术要求。 4.预应力锚具鉴于预应力锚具的重要性和市场上低劣产品较多，设计建议采用OVM产品或质量可靠并符合设计要求的其它产品。六.设计要点 1.主桥上部结构采用(65+10110+65)米一联预应力混凝土连续箱梁，位于直线段上,全长1230米。在主桥和两岸引桥衔接的过渡墩顶设GQF-MZL720伸缩缝各一道,桥面全宽27米,双幅分离,每幅为单箱单室断面。 2.为减小下部结构规模,节

5、省造价,缩短工期,同时也获得较好的景观效果,主桥采用独柱空心墩,上部为大悬臂板的单箱单室箱梁,箱梁顶宽13米,箱梁底及墩顶宽均为5米,箱梁悬臂板宽4米。 3.本桥位于110国道上,目前交通中运煤重车占有较大比例,同时本桥联长较长,受温度影响较大,考虑这一特点,为保证大桥的总体质量及使用寿命,本桥设计跨中梁高取为3米,墩顶根部梁高取为5.8米,同时为避免箱梁桥面板应力集中,在桥面板、桥面铺装等局部构造上作了加强及优化处理。 4.本桥地震基本烈度为度,联长又较长,地震力较大,设计中在16号墩顶设置TPZ-1抗震型固定支座,其它墩上设滑动支座,可容许有限位移以消能,同时为防止产生较大位移,破坏伸缩缝

6、及引桥,在11个主墩上均设有防震锚栓,以限制地震时梁的位移量。 5.本桥位于官厅水库中,环保要求较高,同时建设工期较紧,在下部基础设计中选用直径为2.5米的大直径桩,减少桩数及承台规模,钻孔桩按摩擦桩设计,主墩基础采用钢围堰及钢护筒围水施工,以减少对水库的污染。 6.本桥区水库中冰层较厚(0.61米0.98米),结冰期较长,冰层的不均匀胀缩对结构产生不利影响,桥位上游的一座桥曾因冰害而遭坡坏,本设计中,将承台顶标高置于最低冰冻线以下,使桩和承台不受冰的影响,墩身设计参照俄罗斯联邦运输建筑科学研究院的水库桥墩冰层负荷确定方法指南的有关方法及俄罗斯专家的咨询意见,在最高冰冻线与承台底面间,选用上小

7、下大的双曲面圆形变截面空心墩,以减小冰对墩身的直接作用力,此段墩身混凝土中掺加一定数量钢纤维,以增强墩身抗裂性。 7.为方便施工,节省钢筋用量,设计中对主要受力钢筋采用新级钢筋,屈服强度为400Mpa。 8.主桥箱梁设计为三向预应力结构,纵向预应力钢束设置了顶板束（T）、底板束（B）、临时束（L）和预备束（Y）共四种，锚具采用OVM15-19或OVM15-19P）、OVM15-12（或OVM15-12P）。纵向预应力钢束及管道的规格和布置详见有关设计图纸（所有纵向预应力钢束的平、竖弯均相对于箱梁腹板、顶板或底板外侧）。预备束的管道为施工中一旦正常钢束管道堵塞或其他原因需要时，在下一梁段使用。如

8、不需要使用可视情况分段压浆填实；横向预应力钢束采用OVM BM15-3扁锚体系，设计张拉吨位为587.1kN（可采用单根张拉，单根张拉吨位为195.7kN）,采用一端张拉方式，相应预应力锚具张拉端与锚固端交错布置。竖向预应力钢筋采用公称直径为32mm的精轧螺纹粗钢筋，设计张拉吨位为542kN采用梁顶一端张拉方式，预应力锚具两端均采用JLM32型。纵向和竖向预应力钢束管道均采用镀锌金属波纹管，横向预应力管道采用镀锌金属扁型双波纹管道。 9.主墩墩身为双曲面圆形变截面空心墩,单幅独柱,顶部外径为5米,底部外径为8米,墩壁厚从80厘米变化至2.3米,墩顶设2.5米厚实心段,墩底设有1米实心段,过渡墩

9、墩身为双曲面圆形变截面空心墩,单幅独柱,顶部外径为4米,底部外径为5.5米,墩壁厚从70厘米变化至1.45米,墩顶设2.5米厚实心段,墩底设有1米实心段,主墩、过渡墩曲面变截面范围内混凝土中均添加钢纤维增加抗裂性能；过渡墩盖梁高3.2米,宽4.3米,为钢筋混凝土盖梁。 10.主墩承台为矩形承台，顺桥向为16.5米,横桥向为10.25米,厚度4.5米；过渡墩承台为方形承台,边长为7.5米。 11.单幅主墩下采用6根2.5米大直径的钻孔桩；桩长65米,过渡墩采用4根1.8米直径的钻孔桩,桩长45米。桩基础按摩擦桩设计,考虑抗震,钢筋笼到底,桩身配筋分为全筋段及半筋段。建议进行小直径基桩模拟承载力试

10、验，并根据承载力试验结果最终确定桩长。七.计算要点 主桥上部结构的总体结构分析分施工阶段及使用阶段分别按照规范进行计算,施工阶段按施工步骤依次形成计算图式,考虑施工阶段的荷载计算各施工阶段的内力、变形,验算混凝土及钢束应力；使用阶段考虑一、二期恒载、混凝土收缩徐变、汽车、挂车、体系温度、上下缘温差效应、支座摩阻力、基础沉降、地震力的作用,按规范进行荷载组合,验算混凝土正应力、剪应力、主拉应力、预应力钢束应力。箱梁横向采用横框架进行分析。下部结构计算根据上部计算的反力,分别按规范计算桩身强度、地基承载力、沉降变形,验算承台及墩身强度,墩身验算还参考俄罗斯资料进行冰力计算。八.施工要点 施工必须严

11、格遵守中华人民共和国交通部颁发的标准公路桥涵施工技术规范（JTJ04189）的有关要求，并注意下列事项： 1.混凝土施工前必须做配合比试验，综合考虑施工工序、工期安排、环境影响等因素，通过试验，保证混凝土强度，减少混凝土收缩、徐变的不良影响；普通钢筋、预应力钢材和锚具应按设计技术指标和型号进行采购，并按有关质量检验标准进行严格的检验，遵照施工技术规范及有关要求进行施工。 2.主桥箱梁施工 箱梁混凝土颜色应全桥保持一致，表面光洁平整。应采用同一厂家同一品种的水泥。 各梁段要求一次浇筑完成，浇筑方式应认真研究确定，为防止箱梁混凝土开裂和棱边碰损，应待混凝土强度达到施工规范的有关要求时方可拆模。 应

12、严格控制箱梁混凝土的质量，确保混凝土的强度。在浇筑新混凝土前应将老混凝土的接缝面凿毛洁净，以保证新老混凝土的连接强度，并注意混凝土的养生。 箱梁单“T构”施工采用挂篮对称悬臂施工，挂篮在确保承载能力和刚度的情况下，尽可能轻型化。设计要求挂篮的最大承载能力不得小于1500kN，挂篮自重及模板等施工荷载重应控制在800kN以下。如挂篮重量与设计不符，应及时通知设计单位，不得随意增加挂篮重量。 各梁段应严格控制箱梁截面尺寸，施工误差应限制在施工规范容许的偏差范围之内。各悬臂施工梁段，无论在浇筑阶段、挂篮移动或拆除阶段，均要尽可能保持对称平衡施工，要求不对称重量不得大于550kN。要重视施工观测和施工

13、控制，按有关要求与科研试验项目紧密结合，做好各施工阶段的控制分析和调整。悬浇挂篮在墩顶梁段上安装完毕后，应进行预压测试，以尽可能消除非弹性变形和获得调整数据。合拢梁段利用合拢吊架施工，其施工工艺应进行认真研究，严格按照工艺流程施工。合拢时合拢段两侧梁端相对竖向高差不大于2cm，桥轴线偏差不大于1cm。 预应力施加应待箱梁混凝土强度达到85%以上进行，要求采用张拉吨位和引伸量双控，引伸量容许误差在5%以内，如果引伸量超过允许误差，应停止张拉，查明原因。同一断面的断丝率不得大于1%，更不容许整根钢绞线拉断。 箱梁合拢顺序请严格遵照设计图纸进行,合拢前做好合拢骨架的连接及临时钢束的张拉。为了减小混凝

14、土徐变、收缩的影响，应尽可能在低温下合拢。 伸缩缝是在主桥箱梁全部合拢后才予安装，并保证伸缩缝平整。而支座应在浇筑边跨现浇段前安装，其安装的初始位置应根据有关图纸及要求进行。 4.预应力施工 预应力钢材及预应力锚具进场后，应分批严格检验和验收，妥善保管。 所有预应力钢材不许焊接，凡有接头的预应力钢绞线不准使用。钢绞线使用前应作除锈处理。 纵向预应力钢束在箱梁横截面应尽量保持对称张拉，纵向钢束张拉时两端应保持同步。 钢束张拉时应在初始张拉力（可取设计张拉吨位的5%）状态下注出标记，以便直接测定各钢绞线的引伸量。 主桥预应力筋施工顺序：纵向预应力筋，竖向预应力筋，横向预应力筋；横、竖向预应力筋可滞

15、后12个梁段，注意竖向预应力筋作为挂篮的后锚点时，挂篮产生的拉力应小于500kN/根。 各类型束的张拉控制吨位和张拉步骤建议如下（初始张拉力按实际需要选取）： 1519钢束：控制张拉应力为0.75Ryb时：张拉力03719kN（持荷三分钟）再张拉到0.75Ryb锚固1512钢束：控制张拉应力为0.75Ryb时：张拉力02349kN（持荷三分钟）再张拉到0.75Ryb锚固 153钢束： 采用一次张拉时: 张拉力0587.1kN（持荷三分钟）再张拉到0.75Ryb锚固 采用单根张拉时：张拉力0195.7kN（持荷三分钟）再张拉到0.75Ryb锚固 直径32mm粗钢筋： 张拉力0542kN（持荷三分

16、钟）再张拉到542kN锚固 预应力钢束和粗钢筋张拉完毕后应及时压浆，并严禁撞击锚头和钢束，钢绞线和粗钢筋多余的长度应用切割机切割（用于挂篮后锚杆的粗钢筋留待以后切割），切割方式和切割后留下的长度应按照有关图纸的要求进行。 压浆嘴和排气孔可根据施工实际需要设置，压浆前应用压缩空气清除管道内杂质，然后压浆。管道压浆要求密实，压浆配合比要仔细比选，采用最优配合比。不得掺入各种氯盐，28天强度要求达到50MPa。 5.箱梁普通钢筋施工 所有钢筋的加工、安装和质量验收等均应严格按照公路桥涵施工技术规范（JTJ 04189）的有关规定进行。 各段梁之间的纵向连接钢筋应预埋,并满足锚固要求。 凡因施工需要而

17、切断的钢筋当再次连接时，必须进行焊接，单面焊10d，双面焊5d（d为钢筋直径）。 当钢筋和预应力管道在空间上发生干扰时，可适当移动普通钢筋的位置，以保证钢束管道位置的准确。钢束锚固处的普通钢筋如影响预应力施工时，可适当弯折，待预应力施工完毕后应及时恢复原位。施工中如发生钢筋空间位置冲突，可适当调整其布置，但应确保钢筋的净保护层厚度。 如因浇筑或振捣混凝土需要，可对钢筋间距作适当调整。 施工时应结合施工条件和施工工艺安排，尽量考虑先预制钢筋骨架（或钢筋骨架片）、钢筋网片，在现场就位后进行焊接或绑扎，以保证安装质量和加快施工进度。钢筋骨架（或钢筋骨架片）和钢筋网片的预制及安装均应符合公路桥涵施工技

18、术规范（JTJ 04189）的有关规定。 锚下螺旋筋与分布筋相干扰时，可适当移动分布钢筋或调整分布钢筋的间距。 伸缩缝预埋钢筋应根据伸缩缝供货商提供的有关图纸，对预埋钢筋进行调整。 7.下部构造采用钻孔桩基础，施工时应根据地质、水文等情况，选择恰当的方案及工序,尽量减少施工期对水库的污染,精心施工确保工程质量。 8.相邻两孔不得同时钻孔和浇注，以免搅动孔壁造成串孔或断桩，钻孔桩应适当增加护筒长度，保证泥浆稠度，防止孔壁坍塌。 9.各墩每根桩均要埋设至少3根声测钢管，以便采用超声波检测法检查桩的混凝土质量，具体埋设方法与检测部门商定。声测管采用套筒丝扣连接，以保证声测管内侧平顺。同时应采取防护措

19、施，保证声测管在施工中不被堵塞。 10.所有桩基础桩顶中心位置与设计偏差不得大于5cm。 11.钻孔施工至设计标高后，应进行清孔，去除松渣和沉淀，清孔要求应满足施工规范的要求。 13.浇注承台混凝土时不得抛填块、片石。 14.墩身采用模板分节浇筑,墩身及钻孔桩竖向主筋接长均采用钢筋挤压接头。 15.支座垫石表面应确保水平，同一垫石内任意点高差不得大于1mm，为确保各支座的均匀受力，垫石顶面标高与设计标高误差亦不得大于2mm。 16.按本桥桥位处的地震基本烈度，设置了抗震锚栓，抗震锚栓的施工应严格按照图纸要求定位准确，以确保在正常运营情况下抗震锚栓不对箱梁的变形产生约束，而一旦发生地震时又能保证不落梁。 18.箱梁悬臂施工及合拢施工各阶段均要认真做好施工观测和记录，认真进行质量检验，经监理认可后才能开始下一阶段的施工，所有观测数据和施工记录均应收入工程竣工报告中。施工过程中应注意采取预防风害等措施。质量评定按公路工程质量检验评定标准办理。九、其它 本册图纸为投标文件,仅在中标后方可成为合法的施工图设计文件,否则,不能直接用于施工,特此声明。