陕西安康至陕川界高速公路高坝大桥施工图设计咨询审查报告一、工程概况1、桥跨布置2、主桥上部结构90+150+75m连续刚构桥主桥上部结构，桥梁上部结构设计为单箱双室变截面箱梁，中间支点处梁高10m，边跨直线段及主跨跨中处梁高3.8m，其高跨比分别为1:15和1:39.47。梁高变化段梁底曲线采用R=406.77m的圆曲线，跨中直线段长为2m，75m边跨直线段长为15.85m。主桥立面布置图见图4.6，横断面布置图见图4.7。图4.6 主桥立面布置图箱梁横截面为单箱单室双悬臂截面，箱梁顶宽18.0m，底宽11.0m，箱梁底板水平，顶板设1.5%双向横坡，箱梁两侧悬臂板长度均为3.5m，悬臂根部厚60cm，悬臂板端部厚15cm。箱梁顶板厚25cm，底板厚度40250cm，腹板厚度为40cm100cm，截面转角处均设倒角过渡。中支点横隔墙厚2200cm，边支点横隔墙厚200cm。主桥上部构造按全预应力混凝土设计，采用三向预应力，纵、横向预应力必须符合中华人民共和国国家标准(GB/T5224-2003)预应力筋用钢绞线的规定，标准强度1860Mpa,设计锚下张拉控制应力1395Mpa。箱梁纵向钢束每股直径15.20mm，大吨位群锚体系；顶板横向钢束每股直径15.20mm，扁锚体系；竖向预应力采用精轧螺纹钢筋。图4.7 主桥横断面布置图纵向预应力悬臂束和中跨合龙束为两端张拉，边跨合龙束为单端张拉，预应力束的张拉以张拉力及延伸量双控。竖向预应力筋为单端张拉。桥面铺装5cm厚C40防水混凝土加8cm厚的粗粒式沥青混凝土 (AC-20)。在主桥桥面交界墩位置、桥头位置各设置一道MF240型伸缩缝。3、主桥下部结构46、47号桥墩采用双薄壁矩形实体墩，墩梁固结。桥墩截面尺寸为2（11.02.0m）。承台为大体积混凝土承台，长13.4m，宽11.4m，高4m。基础采用1.8m钻孔灌注桩，每墩设9根桩，桩间距纵桥向4.2m，横桥向5.0m，按嵌岩桩设计。45号交界墩采用矩形实体镦，桥墩截面尺寸为112m，墩顶设帽梁，墩顶每侧悬挑3.25m。承台长12.5m，宽6.2m，高2.5m。基础采用1.5m钻孔灌注桩，每墩设6根桩，桩间距纵桥向3.5m，横桥向5.0m，按嵌岩桩设计。48号桥台为U型桥台，扩大基础。二、桥梁设计标准道路等级：城市主干道，双向四车道。设计速度40km/h；设计荷载：城A级；桥面宽度：全宽：0.5+1.0+27.5+1.0+0.5m=18.0m；地震烈度：地震基本烈度度；设计洪水频率：1/300年；设计水位：169.229m；通航等级：内河级航道，最高通航水位168.229m，单向航宽45m。温度荷载：体系升降温差 25，箱梁顶、底板非线性正温差T1=14，T25.5；箱梁顶、底板非线性负温差T1=7，T22.75；基础不均匀沉降： 过渡墩按10mm，主墩按5mm。三、采用规程及规范公路工程技术标准JTG B01-2003;城市桥梁荷载设计标准CJJ 77-98;公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004;钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004;公路桥涵地基与基础设计规范JTJ024-85;公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000；公路工程抗震设计规范JTJ004-89;高速公路交通安全设计及施工技术规范JTJ 07494。公路砖石及混凝土桥涵设计规范JTJ 022-85。内河通航标准GB 50139-2004。四、主要咨询内容及结论1、主要咨询内容本咨询报告包含以下内容：上、下构施工及运营阶段的结构安全性验算；上、下构初步设计文件咨询。2、主要咨询结论2.1、结构验算主要结论经过对90+150+75m连续刚构主桥、下构施工及运营阶段的结构安全性验算，该主桥主梁、下构及其基础等结构尺寸设计基本合理。主梁承载能力极限状态验算，结构截面强度基本满足规范关于结构承载能力的要求；主梁正常使用极限状态验算，纵桥向验算结构截面抗裂性能基本满足规范关于全预应力构件的要求。但结构验算发现：正常使用极限状态长期效应组合下箱梁边跨梁段上缘正截面最大拉应力为1.20Mpa, 箱梁边跨梁段截面最大主拉应力约1.27 Mpa（略大于规范要求的1.10 Mpa）。使用阶段持久状况部分T束及边、中跨底板束最大组合拉应力不满足规范要求。主墩采用双肢薄壁墩，承载潜力大，形式合理，能较好满足受力要求。但主墩群桩基础的基桩截面强度不满足规范的要求。2.2、设计图表主要咨询结论设计单位提供的初步设计文件内容较齐全，图表清晰，其内容和深度基本达到了交通部部颁公路工程基本建设项目设计文件编制办法规定的要求。五、结构验算90+150+75m连续刚构主桥结构采用同豪土木工程公司开发的桥梁博士3.0结构分析软件进行计算。1、结构计算离散图主梁对应的单元号依次为195，46号主墩及基础单元号为96109，46号主墩单元号为110123，结构离散图如下:2、有关计算参数的选取2.1 结构用材 a) 预应力系统 纵桥向及横桥向预应力材料低松弛预应力钢绞线，标准强度fpk1860MPa，弹性模量Ey1.95x105Mpa，预应力束均采用s15.2；竖向预应力采用25的精轧螺纹钢筋，标准强度fpk750Mpa，弹性模量Ey2.0x105MPa。 b) 非预应力钢筋：钢筋直径小于12mm者采用R235钢筋，反之采用HRB335钢筋。 c) 混凝土主梁采用C55混凝土。2.2有关计算参数的选取锚下控制张拉应力：con=0.75 fpk =1395MPa 徐变系数终值： 2.0 收缩应变终值： 2.410-4 锚具变形与钢束回缩值（一端）： L6mm 基础不均匀沉降： 过渡墩按5mm，主墩按20mm。箱梁日照正温差T1=14，T2=5.5 负温差T1=-7，T2=-2.75体系温度：25 管道摩阻系数 0.2 管道偏差系数 0.00152.3主要参数计算 桥面均布荷载：桥面铺装5cm厚C40防水混凝土加8cm厚的粗粒式沥青混凝土 (AC-20)，二期恒载按65KN/m。2.4 汽车活载城A级，按4车道布置，车道荷载折减系数 = 2.8142.5 预应力布置钢束布置：90m边跨底板钢束：（62+74）12=480股中跨跨中底板钢束：（72+74）12=504股75m边跨底板钢束：（52+64）12=408股主墩墩顶负弯矩钢束：19615+（6+74+82）9=2160股钢束具体布置详见有关设计图纸。3、主要材料基本数据主梁混凝土及预应力各阶段强度指标主 要 材 料 强 度 表名 称项 目符 号单 位数 值混凝土强 度 等 级C55MPaC55弹 性 模 量EcMPa3.55104轴心抗压强度标准值fckMPa35.5轴心抗拉强度标准值ftkMPa2.74轴心抗压强度设计值fcdMPa24.4轴心抗拉强度设计值ftdMPa1.89短暂状况（施工阶段）最大压应力0.70 fckMPa19.88最大拉应力1.15 ftkMPa2.52持久状况（使用阶段）作用标准值组合最大压应力0.5fckMPa17.75主压应力0.6fckMPa21.30作用短期效应组合最大拉应力0.7ftkMpa 1.918斜截面主拉应力0.4ftkMPa1.10作用长期效应组合最大拉应力0.0ftkMpa 0预应力钢绞线抗拉强度标准值fpkMPa1860弹 性 模 量EpMPa1.95e5抗拉强度设计值fpdMPa1260最大控制应力0.75 fpkMPa1395作用标准值组合最大应力0.65 fpkMPa1209注：表中带括号者，括号内数值对应规范中全预应力构件，相应括号外数值对应规范中A类构件。4、结构验算主要内容主梁施工、运营阶段各工况下受力情况，结算结果表明90+150+75m连续刚构主桥施工阶段截面应力及强度满足规范要求；运营阶段考虑以下组合：承载能力极限状态组合：结构重力公路级+混凝土收缩、徐变温差+基础变位正常使用极限状态组合：1、长期效应组合：结构重力公路级+混凝土收缩、徐变2、短期效应组合：结构重力公路级+混凝土收缩、徐变温差+基础变位3、作用效应标准组合：结构重力公路级+混凝土收缩、徐变温差+基础变位5、结构施工阶段验算按规范JTG D622004第7.2.8条，对主桥结构短暂状况构件应力进行验算。5.1最大双悬臂状况结构构件应力验算5.2合拢阶段结构构件应力验算5.3成桥阶段（二期恒载施工完毕）结构构件应力验算通过分析各施工阶段主桥结构各截面应力情况，主桥结构短暂状况构件应力验算均满足规范JTG D622004第7.2.8条的要求。6、结构使用阶段验算6.1持久状况结构正常使用极限状态验算6.1.1 使用阶段结构应力验算作用长期效应组合应力包络图：主梁截面上缘应力包络图:(MPa)主梁截面下缘应力包络图:(MPa)由以上图表可知，使用阶段作用长期效应组合截面正应力基本介于-0.5013.50MPa之间，满足规范要求。6.1.2 使用阶段结构抗裂验算作用短期效应组合应力包络图：主梁截面上缘应力包络图:(MPa)应力包络图:(MPa)由以上图表可知，使用阶段作用短期效应组合主梁截面上缘正应力基本介于-1.2015.5MPa之间，拉应力位于边跨梁端上缘；主梁截面下缘正应力基本介于3.2016.5MPa之间，基本满足规范要求。主梁截面最大主拉应力图:(MPa)考虑到竖向预应力的有效性不易保证，计算过程中计入50%竖向预应力筋的张拉力。由上图可知，使用阶段作用短期效应组合主梁截面最大主拉应力位于主梁边墩支点附近截面，最大主拉应力1.27Mpa，即主梁边墩支点附近截面主拉应力不满足规范要求。由于主梁边墩支点附近截面上缘出现拉应力且主拉应力略超规范，建议将边跨部分底板束梁端锚固位置适当上移，以改善主梁边墩附近梁段的应力状况，同时提高主梁边墩附近梁段抗剪承载能力。6.1.3使用阶段结构挠度校核 变形验算结果表明，主梁在考虑挠度长期增长系数的情况下中跨跨中向下挠度值为110mm，90米边跨跨中向下挠度值为28mm，结构在运营阶段最大竖向变形值满足规范要求。6.2持久状况结构的应力验算6.2.1主梁截面应力验算作用效应标准组合，所有应力组合时各种荷载的分项组合系数都为1.0，参与组合的荷载类型为规范JTG D60-2004第4.1.7条中短期效应组合中规定的所有荷载类型，荷载分项系数都为1.0；主梁截面上缘应力包络图:(MPa)主梁截面下缘应力包络图:(MPa)主梁截面最大主压应力图:(MPa)计算结