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南京市苜蓿园大街南下拓宽改造工程施工图设计跨外秦淮河大桥及北引桥异形段工程设计说明-1-中铁二院工程集团有限责任公司设计说明一、设计依据、规范及技术标准1.设计依据：(缺)2.设计规范（1）《市政公用工程设计文件编制深度规定》（2004年3月版）（2）《城市道路设计规范》（CJJ37-90）（3）《城市桥梁设计准则》（CJJ11-93）（4）《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）（5）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）（6）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）（7）《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）（8）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）（9）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）（10）《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）（11）《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2002）（12）《公路桥梁盆式橡胶支座》（JT391—1999）（13）《公路桥梁伸缩缝装置》（JT/T327-2004）（14）《公路交通安全设施设计规范》（JTGD81-2006）（15）《内河通航标准》（GB50139-2004）3.技术标准：（1）设计速度：50km/h（2）设计荷载：城－A（并满足公路－I级荷载要求）（3）地震烈度：动峰值加速度系数0.1g,对应地震基本烈度为VII度（4）桥涵设计洪水频率：1/50（5）设计基准期：100年二．沿线自然条件概况1．自然地理与地形地貌本路段位于南京市区东南面，地貌上属秦淮河漫滩与Ⅰ级阶地，地势较平坦，地面高程一般在7～12m之间。2．气象条件南京属亚热带季风湿润气候区，四季分明，夏热冬冷，春秋两季历时短暂，春湿多变，秋高气爽，梅雨显著，夏雨集中。年平均气温15ºC，最高气温32～38ºC，一月份最冷平均低温-1.5ºC。相对湿度73～80%，风速21～27m/s。3．水文,地质条件区内地表水分布于响水河和秦淮河中，其次为区内的大小沟水。由长江水、大气降雨及城市生活排泄的污水补给。表水的水位、水量受长江潮汐与大气降水影响大。城区大量污水常年排入河沟中，使表水受污染严重。区内有两类地下水，上层为第四系松散堆积土层中的孔隙潜水，由于土层以粘性土为主，透水性和孔隙度小，土层孔隙潜水一般不发育。下层为基岩裂隙水，主要分布于上部基岩风化裂隙中，含水量受风化裂隙发育程度影响，由于基岩为南京市苜蓿园大街南下拓宽改造工程施工图设计跨外秦淮河大桥及北引桥异形段工程设计说明-2-中铁二院工程集团有限责任公司砂质泥岩，透水性较弱，裂隙连通性差且一般多呈闭合状，故其富水性较差。地下水主要由大气降水及表水补给，水位埋深与季节有关，一般埋深为1.0～2.0m，动态变幅0.5～1.0m。据临近工程地下水样水质分析，水质为重碳酸钙钠型，一般水质对混凝土工程无侵蚀性。4．地震烈度根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）的划分，本区地震动峰值加速度值为0.10g，抗震设防烈度为7度，设计第一组。三、桥梁工程（一）桥梁工程概况南京市苜蓿园大街南下拓宽改造工程北起苜蓿园大街和光华路交叉口中心，然后依次跨过规划路、宁芜铁路、煤场支线、石杨路、外秦淮河后与中和桥路平面交叉后向南接上纬七路东进地面道路，主线高架桥设计起止里程为K0+183.5～K1+149.5，路线全长约0.966Km。全线共设桥梁三座,分别为北引桥、跨外秦淮河大桥、南引桥。本册图纸只有跨外秦淮河大桥及北引桥异形段。1、跨外秦淮河大桥跨外秦淮河大桥起讫里程为K0+802～K0+967,本桥位于R=1000m的平曲线上，全长165m。本桥为40m+75m+50m现浇预应力连续箱梁，采用左右分修形式。桥梁标准断面组成为：5.5(4)m(人非混行道)+11.0m(车行道)+0.5m(分隔带)+11.0m(车行道)+5.5(4)m(人非混行道)=33.5(30.5)m，箱梁翼缘之间留2cm间缝。左幅桥在K0+937里程处设置人行梯道，因此K0+937～K0+967范围内桥面宽30.5/2m；右幅桥在K0+929里程处设置人行梯道，因此K0+929～K0+967范围内桥面宽30.5/2m。因河流方向与路线方向斜交，故主桥中墩斜交布置与河岸线大致平行，斜交角度为30°，但边墩（岸上墩）正交设置。连续箱梁下部结构采用双肢H型桥墩，承台接摩擦桩基础，桩直径为Φ120cm、Φ180cm。2、北引桥异形段引桥平面布置根据总体布置要求，位于南北主线（苜蓿园大街）与东西向规划路（石杨路）的平面交织段。上部结构主梁结形式采用抗弯、抗扭能力的箱梁，受力体系采用连续梁体系，整幅布置。下部结构交接墩采用双肢外形的H形桥墩，中墩柱式墩。（二）桥位处地质概况根据已施工完成的机钻孔，揭露本场地属于秦淮河漫滩～掩埋阶地地貌单元。地层具有一定的起伏变化。南部分布有软弱土，强度较低；西部地势较高，分布为中高强度土。具体岩土工程地质特征如下：1-1层杂填土：杂色，松散，填料主要为碎砖、碎石及亚粘土，部分地段表层为厚约20cm混凝土地坪或路面。1-2层素填土：灰色～灰黄色，软塑为主，局部硬塑，为亚粘土混少量碎砖、碎石填积，土质不均。地基容许承载力为70～90kPa。1-3层（淤泥质）填土：灰色，松散，含腐植质，嗅味重。地基容许承载力为50～60kPa。南京市苜蓿园大街南下拓宽改造工程施工图设计跨外秦淮河大桥及北引桥异形段工程设计说明-3-中铁二院工程集团有限责任公司2-1层亚粘土：灰黄色，软塑～硬塑，现路基下部位多呈硬塑状，局部夹粘土。地基容许承载力为110～130kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi为35kPa。2-2层亚粘土：灰色，软～流塑，低塑性，局部夹薄层亚砂土，局部呈互层状，水平微层理发育。地基容许承载力为80～90kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi为25kPa。3-1层亚粘土：灰绿～褐黄色，硬塑，含铁锰质结核斑点，土质较均匀。地基容许承载力为200～220kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi为65kPa。3-2层亚粘土：灰～灰黄，硬塑，局部夹亚砂土，欠均质。地基容许承载力为160～180kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi为55kPa。4-1层强风化砂质泥岩：棕红色，风化强烈，结构大部分已破坏，遇水软化；局部为粉砂质泥岩。地基容许承载力为300kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi为120kPa。4-2A层弱风化粉砂质泥岩（裂隙发育）：棕红色，钙质胶结，裂隙发育，岩石呈块状，岩质较硬，遇水软化。地基容许承载力为1600kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi为150kPa。4-2层弱风化粉砂质泥岩：棕红色，钙质胶结，局部夹泥质粉砂岩，少量节理裂隙发育，岩体较完整，岩质较硬，遇水软化。地基容许承载力为2700～3000kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi为290kPa。（三）跨外秦淮河大桥结构设计要点1、上部结构设计（1）预应力混凝土连续箱梁构造外秦淮河大桥采用预应力混凝土斜腹板连续箱梁，单幅箱梁宽16.74（15.24）m，均采用单箱双室结构。箱梁梁高采用2次抛物线变化，H根=L/17.8，H中=L/37.5；变高度段底板上、下缘均采用2次抛物线，抛物线与跨中等高度段相接处为切点，变高度段底板厚度亦为变化值。中支座处梁高4.2m，边支座处梁高2m，中跨跨中梁高2m。连续箱梁顶板厚25cm，底板厚25～120cm，腹板厚45～65cm，采用临时支架法整体现浇施工。斜腹板斜率4:1，标准段左右悬臂宽均为300cm，左幅桥K0+937～K0+967及右幅桥K0+929～K0+967外侧人非混行道悬臂宽为150cm,内侧宽为300cm。300cm宽悬臂外缘厚18cm,150cm宽悬臂外缘厚34cm,根部厚均为50cm；跨中腹板厚度45cm，在支点段加厚到65cm；箱梁顶板厚25cm，在中支点段加厚到65cm，边支点段加厚到45cm；跨中底板厚25cm，在中支点段加厚到120cm，边支点段加厚到45cm。由于小里程端的边、中跨之比值较大，因配重需要，该端端横梁宽度设置为4m，以平衡中跨活载，防止出现负反力而支座脱空。图一33.5m宽预应力混凝土连续箱梁横断面南京市苜蓿园大街南下拓宽改造工程施工图设计跨外秦淮河大桥及北引桥异形段工程设计说明-4-中铁二院工程集团有限责任公司图二30.5m宽预应力混凝土连续箱梁横断面（2）现浇预应力混凝土连续箱梁按全预应力混凝土结构设计，纵向预应力钢束贯穿全跨梁体，钢束采用两端开槽张拉。连续梁体支承处的实心段称为横梁，伸缩缝处的横梁称为端横梁；其余称为中横梁。由于桥宽较大，横梁处均设置横向预应力钢束，按A类部分预应力混凝土结构设计。（3）预应力钢束采用高强度低松弛Φs15.2钢绞线，其抗拉标准强度fpk＝1860MPa，抗拉设计强度为fpd＝1260MPa。纵向预应力钢束均采用两端张拉。顶板钢束采用平、竖弯结合，锚固于顶板承托内；腹板钢束采用竖弯，部分具平弯，锚固于梁端或承托内；底板钢束采用竖弯，部分为平弯，锚固于底板齿块上。锚具设计参数参照VLM或OVM参数，若采用其他参数请告知设计单位查核。（4）为使结构内力能够顺畅传递，避免应力集中现象发生，对于箱内异向截面相交的地方，必须作倒角处理，避免截面之间90度的尖角出现，并顺倒角设置分布钢筋。（5）为减少箱梁内外温度差的影响，并保持箱内外气压平衡，在每个箱室腹板上布设一对100mm通气孔，高度分别位于1/3及2/3梁高处。孔洞处设置钢丝网已免飞禽进入污染箱梁内环境。（6）为利于排放箱梁内施工及运营中可能的积水，在每个箱室最低处设置两个Φ100mm的泄水孔，并在孔洞上设置钢丝网。（7）在底板曲线束下竖向设置“n”形吊筋，以抵抗曲线束径向分力，底板上下层横向构造钢筋通过蹬筋联成整体骨架，防止底板劈裂和崩裂破坏。由于桥梁位于曲线段上在腹板束上横向设置“n”形吊筋以抵抗水平径向分力。（8）主梁截面构造组成部分包括顶板、底板、腹板，均设置双面钢筋网，钢筋网之间采用蹬筋联成整体钢筋骨架，蹬筋间距为30×30cm，梅花形布置。梁体主筋保护层距离不小于30mm，箍筋保护层距离不小于25mm。如普通钢筋与预应力管道或另一方向普通钢筋有冲突时，可适当调整其位置，原则为调整次要钢筋。（9）在锚下除布设与锚具配套的螺旋筋外，必须布设不少于三层锚下钢筋网，并在钢束同向设置加强钢筋，以有效的散发集中的局部应力，即在锚具周围设置构造钢筋与梁体连接，以加强由于锚固对截面的削弱，并分散锚后的局部集中应力。（10）计算参数取值如下：相对湿度：75％计算成桥温度15-20℃，桥梁结构最高最低有效温度取值为34℃和-3℃梯度温升温:14℃梯度降温:-7℃预应力管道成形为塑料波纹管管道摩擦系数ｕ＝0.20南京市苜蓿园大街南下拓宽改造工程施工图设计跨外秦淮河大桥及北引桥异形段工程设计说明-5-中铁二院工程集团有限责任公司管道偏差系数κ＝0.0015/m钢筋回缩和锚具变形为6mmC50砼抗压设计强度fcd=22.4MPa，抗拉设计强度ftd=1.83MPa低松弛钢绞线标准强度fpk=1860MPa，控制张拉应力=1376MPa跨中最大挠度fmax=31.065mm，小于计算跨径75m的1/600＝125mm预拱度值=0mm2、下部结构设计（1）桥墩现浇预应力混凝土连续箱梁下部采用双肢H型桥墩。结合桥梁结构受力需要，桥墩上横向设双支座。墩的受力计算中，在墩顶处按铰接考虑有一定水平位移。墩上预应力混凝土横梁的混凝土必须达到90%设计强度时方准施加预应力，同时养护时间不小于7天。预应力张拉必须按设计图纸中要求的顺序进行。（2）桩基、承台基础采用摩擦桩。承台埋深在设计地面道路0.5m以下。本段管线较多，桩基施工时，必须探挖3m以上方可下钻施工。24号桥墩承台顶标高为5.5m，整个承台露出规划河床断面线，施工时候请业主确认承台顶标高。右幅桥21号桥墩下桩长由于未见详勘资料，其桩长为暂定，待详勘资料完成后另行确定。（3）其他构造