连续梁(80.6+128+80.6)m设计说明、施工方法及注意事项Word文档下载推荐.doc
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3、桥面宽度:
防护墙内侧净宽8.8m,
桥上人行道栏杆内侧净宽11.9m,
桥面板宽12m,
桥梁建筑总宽12.28m。
4、曲线上梁按曲线曲做布置,梁体沿线路左线中心线布置,相应的梁体轮廓及附属构造尺寸均为沿线路左线中心线的展开尺寸,梁体轮廓、普通钢筋、预应力钢束及管道等均以左线中心线为基准线沿径向依据曲率进行相应的调整,支座亦按径向布置。
(一)设计荷载
1、恒载:
(1)结构构件自重:
按《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005)采用。
(2)附属设施重(二期恒载):
二期恒载:
包括钢轨、扣件、轨道板、砂浆垫层、底座板等线路设备重以及防水层、保护层、人行道栏杆或声屏障、防护墙、电缆槽盖板及竖墙等附属设施重量。
本设计二期恒载按工点计算。
当实际二期恒载与设计不同时,应重新进行检算。
工点名称
曲线半径(m)
有无声屏障
二期恒载(KN/M)
芷江舞水特大桥
有
126.7
田家坪舞水特大桥
无
114.3
跨芙蓉大道特大桥
12000
130.5
跨焦柳铁路特大桥
(3)混凝土收缩、徐变影响
混凝土收缩、徐变影响按《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005)进行计算。
(4)基础沉降
根据《高速铁路设计规范》(试行)(TB10621-2009)7.3.10条规定,墩台基础的沉降量按恒载计算。
本次设计相邻墩台沉降差按20mm考虑,荷载组合时按最不利情况进行组合。
2、活载
(1)纵向计算采用ZK标准活载。
(2)横向计算采用ZK特种活载。
(3)列车活载动力系数如下:
动力系数:
1+μ=1+(1.44/(Lφ0.5-0.2)-0.18)
其中Lφ为梁的加载长度,以米计,当计算动力系数小于1.0时采用1.0.。
(4)横向遥摆力:
根据《高速铁路设计规范》(试行)(TB10621-2009)第7.2.9条规定办理;
(5)人行道及栏杆荷载:
根据《高速铁路设计规范》(试行)(TB10621-2009)第7.2.13条规定办理;
(6)曲线列车竖向静活载产生的离心力:
根据《高速铁路设计规范》(试行)(TB10621-2009)第7.2.8条规定办理;
3、附加力
(1)风力:
按《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005)第4.4.1条计算。
(2)温度荷载:
施工合龙温度按照5~15℃考虑,梁体按均匀升温25℃,降温25℃计算,非线性温度变化按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)第4.3.10条计算。
4、特殊荷载
(1)列车脱轨荷载:
根据《高速铁路设计规范》(试行)(TB10621-2009)7.2.12条规定办理。
(2)地震力:
按《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)(2009版)规定计算。
5、施工荷载
施工挂篮、机具及人群等按850KN计算,挂篮前支点距离梁端0.5m;
当采用的施工荷载大于设计荷载或本图检算荷载时,施工单位应结合实际施工荷载重新进行检算。
6、荷载组合分别以主力、主力+附加力进行组合,取最不力组合进行设计,并对特殊荷载进行检算。
(三)主要设计指标
1、设计安全系数及务阶段应力指标见下表
序号
项目
检算条件
控制条件
01
设计安全系数
强度安全系数
运营荷载
主力
K≥2.2
主力+附力
K≥1.98
安装荷载下
K≥1.8
02
抗裂安全系数
运营荷载下
Kf≥1.2
Kf≥1.1
03
预应力钢绞线应力(MPa)
预加应力时的锚下钢绞线控制应力
σcon≤0.75fpk
04
传力锚固时的钢绞线控制应力
σp≤0.65fpk
05
运营荷载下钢绞线应力
σp≤0.60fpk
06
疲劳荷载作用下钢束应力幅
Δσp≤140
07
钢筋应力(MPa)
疲劳荷载作用下带肋钢筋应力幅
Δσp≤150
08
混凝土应力(MPa)
传力锚固时混凝土压应力
σc≤0.75fc’
09
传力锚固时混凝土拉应力
σc≤0.70fct’
10
运营荷载下混凝土压应力
σc≤0.50fc
11
运营荷载下混凝土拉应力
σc≤0
12
运营荷载下混凝土最大剪应力
τc≤0.17fc
13
抗裂荷载作用下混凝土的主压应力
σcp≤0.60fc
14
抗裂荷载作用下混凝土的主拉应力
σtp≤fct
注:
fpk为钢绞线之抗拉强度标准值;
fc’fct’分别为施加预应力时混凝土轴心抗压、抗拉极限强度;
fcfct分别为混凝土轴心抗压、抗拉极限强度。
2、各项损失计算:
(1)纵、横向预应力损失
锚口及喇叭口损失按锚外控制应力的6%计算,管道摩阻力系数取0.26,管道偏差系数取0.003;
松驰损失、收缩徐变及其他各项损失按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)计算。
(2)竖向预应力损失
管道摩阻力系数取0.35,管道偏差系数取0.003;
3、梁体变形限值
(1)在列车竖向静活载作用下,梁体竖向挠度值Δ≤L/1363,L为计算跨度。
(2)在列车竖向静活载作用下,梁端竖向转角不应大于1‰。
(3)在列车横向摇摆力、风力和温度的作用下,梁体的水平挠度应小于或等于梁体计算跨度的1/4000。
(4)以一段3m长的线为基准,ZK静活载作用下,一线两根钢轨的竖向相对变形量≤1.5mm.
(5)轨道铺设后,无砟轨道桥面梁的徐变上拱值不大于10mm.
(四)线形控制(符号:
向上变形为“+”,向下变形为“—”)
1、最大静活载挠度:
—49.2mm,为跨度的1/2613.
2、ZK静活载作用下梁端竖向折角:
下挠0.89‰,反弯0.69‰,小于限值1‰。
3、线形控制:
理论计算各阶段各控制点挠度图《施工阶段梁体挠度表》,实际施工中反拱的设置根据具体情况,充分考虑徐变的影响以及预计二期恒载上桥时间确定。
本设计二期恒载上桥时间按预加应力后60天计算,理论计算残余徐变拱度值见下表,铺设无砟轨道应在终张拉60天后方可进行。
二期恒载
114.3KN/m
126.7KN/m
130.5KN/m
徐变拱度值(向上为正)
边跨中(mm)
-1.3
-1.5
-1.6
中跨中(mm)
3.0
1.1
-0.9
(五)支座纵向预偏量
支座纵向预偏量系指支座上板纵向偏离中心线的位置。
设Δ1为箱梁在预应力、二期恒载及收缩徐变作用下引起的各支点的位移量,Δ2为各支点由于实际合龙温度与计算合龙温度之差引起的位移量,各支座处的纵向偏移量由式Δ=—(Δ1+Δ2)求得,式中负号表示按计算所得的位移量反方向设置预偏量。
施工过程中应根据具体的合龙温度、预应力情况、施工工期等确定合理的支座偏量。
支座偏移量表
支座号
边支座
固定支座
中支座
位移量Δ1(mm)
23
58
80
方向
向左
五、材料
(一)混凝土
梁体混凝土强度等级为C50,
封端采用强度等级为C50的无收缩混凝土
防护墙、遮板及电缆槽竖墙混凝土强度等级为C40;
防水层的保护层采用C40纤维混凝土,
电缆槽盖板采用钢筋混凝土或RPC混凝土,其中RPC混凝土性能指标应满足《客运专线活性粉末混凝土(RPC)材料人行道板、盖板暂行技术条件》要求。
(二)钢材
1、纵向预应力体系
纵向预应力钢筋采用抗拉强度标准值为1860MPa的高强度低松驰钢绞线,公称直径15.2mm,其技术条件应符合GB/T5224-2003标准。
锚固体系采用自锚式拉丝体系,锚具应符合《铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》,张拉采用与之配套的机具设备。
管道形成采用金属波纹管成孔,金属波纹管应符合《预应力混凝土用金属波纹管》JG225-2007要求。
合龙段处预应力筋金属波纹管采用增强型,其他可采用标准型。
2、横向预应力体系
横向预应力筋采用抗拉强度标准值为1860Mpa的高强度低松驰钢绞线,公称直径15.2mm,其技术条件应符合GB/T5224-2003标准。
采用BM15-4(P)锚具及锚固体系,锚具应符合《铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》;
张拉机具采用YDC240Q型千斤顶;
管道形成采用内径70*19mm扁形金属波纹管成孔,金属波纹管应符合《预应力混凝土用金属波纹管》JG225-2007要求。
3、竖向预应力体系
竖向预应力筋采用ø
25mm预应力混凝土用螺纹钢筋,型号PSB830MPa,抗拉强度标准植830MPa,其技术条件应符合GB/T20065-2006标准,锚固体系采用JLM-25型锚具;
张拉采用YC60B型千斤顶;
管道形成采用内径ø
35mm铁皮管成孔。
4、钢筋
光圆钢筋(HPB235)应符合《钢筋混凝土用钢第1部分:
热轧光圆钢筋》(GB1499.1),螺纹钢筋(HRB335)应符合《钢筋混凝土用钢第2部分:
热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2007);
桥面防裂钢筋采用冷轧带肋钢筋,用φR表示。
(三)支座:
采用球型钢支座(LXQZ型),支座安装参见《铁路桥梁大吨位球型钢支座(LXQZ型)安装图》(通桥(2009)8361-LXQZ),支座型号见表4,固定支座及横向支座的纵向水平承载力同时满足轨道结构实际作用于桥梁结构的水平荷载要求。
固定支座和纵向活动支座位于曲线内侧或直线段简支梁固定支座同侧。
支座编号
支座规格
位移量(mm)纵/横向
地震动峰植加速度
1
12500-ZX
±
150/-
0.1g
2
12500-DX
150/±
3
70000-GD
4
70000-HX
-/±
5
70000-ZX
100/-
6
70000-DX
100/±
(四)桥面泄水管及管盖:
PVC管材应符合《无压埋地排污、废水用硬聚氯乙烯(PVC-u)管材》(GB/T13663-2000)要求。
(五)桥面防水层及保护层:
材料及施工工艺按《通桥(2008)8388A》要求办理。
六、构造及其他
(一)防护墙
本设计防护墙采用挡墙结构,防护墙每2m设10mm断缝,并以油毛毡填塞。
在该处防护墙下端泄水孔并进行防水处理,即在泄水孔周围涂涮防水涂料,泄水孔底部按桥面横坡过渡到防护墙内侧,保证排水畅通。
直线地段和曲线内侧防护墙高度780mm,曲线外侧防护墙高度960mm.这了便于作业人员通行,在间隔40m左右设置高*宽=260(440)*300mm的人行通道。
(二)电缆槽
根据通讯、信号、电力等专业的要求,在防护墙的外侧分别设置通讯、信号电缆合槽和电办电缆槽。
电缆槽由竖墙和盖板组成,盖板为预制,竖墙现浇,浇筑梁体时应在电缆槽竖墙相应的位置预埋钢筋,使竖墙与梁体连为一体,以保证电缆槽竖墙在桥面上的稳定性,为保证通讯、信号电缆预留冗余长度要求,局部范围在保证电力电缆槽使用空间的基础上,竖墙外移,加大通讯、信号电缆合槽尺寸,具体预留位置可根据相关专业要求确定。
根据通讯、信号、电力电缆综合接地的需要,电缆槽中间竖墙在靠近预留综合接地端子部位可设置预留孔。
电缆槽盖板和竖墙钢筋布置见《通桥(2008)8388A》。
(三)接触网支柱
接触网支柱实际设置根据接触网专业提供资料设置,浇筑梁体时应在相应位置预埋接触网锚固螺栓,加强钢筋及下锚基础预埋钢筋,支柱基础混凝土可与电缆槽竖墙一同灌筑。
设计中采用的接触网支柱类型和支柱的外部荷载参照《客运专线铁路接触网H型钢柱》图(通化(2008)1301)执行,设计支柱基础上的外部荷载及尺寸见下表。
接触网支柱基础构造及桥面板加强钢筋按表中所列荷载计算,若支柱底中心荷载有变化,应重新进行检算。
接触网支柱外荷载及基础尺寸
支柱型号
基础代号
工况
垂直力(KN)
弯矩(KN*m)
剪力(KN)
扭矩(kN*m)
荷载组合
支柱基础尺寸
垂直线路平面内
平行线路平面内
顺线路*垂直线路(mm)
GH240
QJ-A1
风向垂直线路
30~100
120
20
2~10
主+附
1000*700
风向平行线路
90
45
7
GH260
QJ-A2
150
GH280
QJ-B
200
27
16
GH300
GHT240
QJ-C
240
32
144
19
下锚拉线中心荷载
荷载标准值
上拔力(方向向上)(KN)
垂直线路方向(线路左右均可能)
平行线路方向(线路前后均可能)
QJLX-1
66
55
400*500
(四)人行道栏杆及声屏障
人行道外侧设置栏杆或声屏障。
人行道栏杆所需遮板插板式声屏障均为预制构件,通过预留钢筋与竖墙预埋钢筋绑扎后现浇竖墙混凝土安装于桥面。
本设计声屏障每侧按竖向力7.9KN/m,弯矩25.5KNm/m计算。
荷载有变化时应重新计算。
具体构造见相关图纸。
(五)通风口的设置
在结构两侧腹板上设置直径为100mm的通风口,上层通风口距离顶板顶面约为1.5m,上下两层通风口距离2.5m,纵向间距1.5~2.5m。
若通风口与预应力筋管道或锯齿块相碰,应适当移动其位置,并保证与预应力筋管道的净保护层大于1倍管道直径,在通风口处应增设φ10直径180mm的钢筋环。
(六)桥上排水系统
本设计采用两侧排水方式,在防护墙与承轨台之间设置泄水管,电缆槽内积水通过防护墙流到防护墙内侧泄水孔。
承轨台之间的积水通过梁端泄水管引至梁底。
本桥排水方式根据各具体工点设计要求选定。
当桥下为立交道时,积水通过排水管导管引到桥下;
当桥梁处于郊外且桥下无立交要求时,外侧排水管可采用直接排放方式,线间泄水管照常采用集中排水方式。
排水系统构造具体材料及形式应根据本线的设计要求进行选定。
注意做好梁顶保护层、防水层的施工。
(七)梁端排水措施及伸缩缝构造
为了减少伸缩缝处积水对伸缩缝的腐蚀老化的影响,并避免无砟轨道桥梁形成顺桥向水流。
在伸缩缝处设置集中排水装置,引出伸缩缝内的水,由排水管引入桥面排水系统。
具体详见“常用跨度桥梁CXF-N型耐候钢伸缩缝安装图”(叁桥通(2008)8388A-CK-N)。
(八)梁底泄水孔的设置
在中支点横隔板的两侧、端支点内侧设置外径为160mm的泄水孔,在灌注梁底板混凝土时,应在底板的上表面根据泄水孔的位置设置一定的汇水坡,避免箱内积水。
(九)检查孔的设置
根据维修养护的需要,在梁端底板设置0.25*1.5m的槽口。
为减少槽口的应力集中,在槽口设置半径为250mm的倒角。
(十)综合接地措施
根据通讯、信号、电力等专业的要求,本设计在梁端及中墩处预埋接地钢筋,并在桥面板及梁底预留连接接地端子。
具体设置按本线设计要求办理。
(十一)结构外形
箱梁两侧腹板与顶底板相交处均采用圆弧倒角过渡。
(十二)防落梁措施
为了保证梁部结构在地震力等特殊荷载下的安全性能,应在梁与墩之间设置防落梁措施。
具体设置按本线设计要求办理,梁体施工时勿遗漏预埋件。
(十三)封端
为提高结构的耐久性,封锚前应对新旧混凝土结合面进行凿毛处理并对锚具进行防水处理,并设置封端钢筋网。
利用锚垫板上安装螺孔,拧入带弯钩螺栓,封端钢筋应与之绑扎形成钢筋骨架。
封端混凝土浇筑后,在梁端顶、底板和腹板的表面满涂聚氨酯防水涂料,防水涂料厚1.5mm.
(十四)通讯信号电缆过轨预留孔
为保证通讯、信号电缆过轨需要,在每联梁的梁端电缆槽内设置外径110mm的预留孔,预留孔采用外径110mmr的PVC管,并可兼做电缆槽的排水孔。
施工时在安装PVC管后进行防水层施工,同时应注意预留孔处PVC管的防水处理,PVC管伸也桥面板下缘长度不小于30mm。
(十五)横隔板处的爬梯
在横隔板的两侧,对应各横隔板进人洞的下方,预埋U形钢筋作为爬梯,方便通过。
(十六)无砟轨道与梁体的连接方式:
按照相关专业要求办理,同时注意加强连接处的防水处理。
七、施工方法及注意事项
(一)为提高结构耐久性,混凝土材料的选定及工艺应结合桥梁所处的环境,按照《铁路混凝土结构耐性设计规范》(TB10005-2010)采用性能指标满足环境要求的高性能混凝土。
(二)悬臂施工过程中,各中墩采取临时锚结措施,临时锚结措施应能承受中支点处最大不平衡弯矩113581KN.M及相应竖向反力85662KN(此荷载为参考值,应实际施工荷载进行检算),墩梁固结或临时墩在横桥向必须支承在箱梁腹板范围内,其材料及构造由施工单位确定。
此不平衡荷载考虑了中墩两侧梁体结构的不均匀性,施工不平衡荷载和风荷载影响,未考虑安全系数及一侧挂蓝坠落的情况,设计临时固结构造时应确保满足强度和倾覆稳定性要求,并应在施工时加强挂蓝固结。
六级以上大风停止施工。
(三)主梁除0号块和边跨现浇段采用支架施工,中跨合龙段采用悬吊支架施工外,其他梁段采用挂蓝悬臂浇筑施工,悬臂施工时,要求对称浇筑,如难以实现应控制两侧不平衡重不超过20吨,(含施工挂蓝偏差)。
梁段悬浇时,与前段混凝土结合面应预以凿毛并清洗干净。
(四)本梁属三向预应力体系,由于钢筋、管道密集,如钢铰线、螺纹钢筋等管道,普通钢筋发生冲突时,允许进行局部调整,调整的原则是:
先普通钢筋,后竖向预应力钢筋,然后是横向预应力钢筋,保持纵向预应钢筋管道位置不动。
横向预应力钢筋张拉槽处的梁体钢筋可切割。
同时应注意加强捣固,不得存在空洞或漏捣。
梁体的腹板箍筋与预应力束干扰时,若切割腹板箍筋,需在相应的位置补加强筋,并满足锚固长度。
顶板纵向预应力钢束下弯锚固时,锚垫板如若切割梁体纵向钢筋,需采取补强措施。
在张拉槽口内被截断的钢筋在封锚时应恢复原位并按要求焊接。
(五)钢束管道位置用定位钢筋固定,定位钢筋牢固焊接在钢筋骨架上,如管道位置与骨架钢管相碰时,应保持管道位置不变,仅将钢筋稍加移动。
定位筋基本间距不大于0.6m,在钢束曲线段(包括底板钢束呈凸曲线段)适当加密不大于到0.3m,并应保证管道位置正确。
锚具垫板尺寸应正确,锚垫板要与钢束中心线严格垂直,喇叭管和波纹管的衔接要平顺,不得漏浆,并杜绝堵孔道。
(六)压浆管道设置,对有腹板束、顶板束在0#段管道中部设三通,中跨底板钢束在合龙段附近管道设三通管,边跨底板束在距支座约10m附近管道设三通管。
钢束长超过60m的按相距20m左右增设一三通管,以利于排气,保证压浆质量。
(七)钢筋绑扎
梁体钢筋应整体绑扎,先进行底板及腹板的钢筋绑扎,然后进行顶板的钢筋绑扎,当梁体钢筋与预应力钢筋相碰时,可适当移动梁体钢筋或进行适当弯折。
梁体钢筋最小保护层厚度为35mm。
绑扎铁丝的尾段不应伸入保护层内。
所有梁体预留孔处均增设相应的环状或螺旋状钢筋;
桥面泄水孔处的钢筋可适当移动,并增设井字形钢筋进行加强;
;
施工中为确保腹板、顶板、底板钢筋的位置准确,应根据实际情况加强架立钢筋的设置,可采用增加架立筋数量或增设W型或矩形的架立筋等措施。
当采用垫块控制净保护厚度时,垫块应采用混凝土类材料,且保证梁体的耐久性。
锯齿块的纵向补偿钢筋在节段间不得断开。
(八)预应力筋张拉
1.预施应力分阶段一次张拉完成。
2.张拉应力在梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值的100%后进行,且必须保证张拉时梁体混凝土龄期大于5天。
3.纵向预施应力采用两端同步张拉,并左右对称进行,最大不平衡束不应超过1束,张拉顺序:
先腹板束,后顶板束,从外到内左右对称进行。
各节段先张拉纵向再竖向再横向,并及时压浆。
预施应力采用采用双控措施,预施应力值以油压表读数为主,以预应力筋伸长值进行校核。
预施应力过程中应保持两端的伸长量基本一致。
4.张拉预应力钢绞线时,张拉程序:
0—初应力(0.10σcom)--σcom,持荷5分钟锚固。
张拉工艺及要求按照《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》中