壩頂工作橋、交通橋設(shè)計(jì)大綱范本

1、FJD31130 FJD水利水電工程 技術(shù)設(shè)計(jì)階段壩頂工作橋、交通橋設(shè)計(jì)大綱范本水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化信息網(wǎng)1997年11月水電站技術(shù)設(shè)計(jì)階段壩頂工作橋、交通橋設(shè)計(jì)大綱范本主 編 單 位:主編單位總工程師: 參 編 單 位:主 要 編 寫 人 員: 軟 件 開 發(fā) 單 位: 軟 件 編 寫 人 員: 勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院年 月目 次1. 引 言 42. 設(shè)計(jì)依據(jù)文件和規(guī)范 43. 基本資料 44. 橋面系統(tǒng)布置 75. 荷載及組合 86. 橋面系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與配筋設(shè)計(jì) 137. 支座設(shè)計(jì) 148. 橋面構(gòu)造 149. 工程量計(jì)算 1510. 應(yīng)提交的設(shè)計(jì)成果 161 引 言工程位于 省(區(qū) 市(縣以 k

2、m的 河上，是以 為主，兼有 、 等綜合利用的水利水電工程，最大壩高 m。工程按初步設(shè)計(jì)確定，壩頂采用鋼筋混凝土預(yù)制(或現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)橋面系統(tǒng)，是溝通本工程左右岸的壩頂交通和工程運(yùn)行工作的建筑物。整個(gè)橋面由 、 、 、等 部分組成。橋面結(jié)構(gòu)按承受荷載不同，分為壩頂門機(jī)橋、交通橋和其他工作橋。2 設(shè)計(jì)依據(jù)文件和規(guī)范2.1 有關(guān)本工程的文件(1 工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告；(2 工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告審批文件；(3 工程初步設(shè)計(jì)專題報(bào)告。(4 有關(guān) 工程壩頂運(yùn)輸和壩頂各部位吊運(yùn)的最大、最重部件的資料。(5 有關(guān) 工程的其他文件或紀(jì)要2.2 主要設(shè)計(jì)規(guī)范(1 JT188 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；(2 GB5020194 防洪標(biāo)

3、準(zhǔn)；(3 SDJ1278或 水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和補(bǔ)充規(guī)定SDJ21787 (試行；(4 GBJ13990 內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)；(5 JTJ1194 公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范；(6 JTJ2189 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范；(7 JTJ2385 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；(8 GBJ1089 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范；(9 GBJ987 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范；(10 JTJ489 公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范；(11 SDJ1078 水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(試行。3 基本資料3.1 橋面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)JTJ 188，本工程橋面按 級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。路基寬 m，設(shè)計(jì)車型為汽一 級(jí)，驗(yàn)算車型為 。門機(jī)型號(hào)為

4、 ，固定啟閉機(jī)型號(hào)為 。3.2 橋面各部位凈跨段： m,段： m,段： m,3.3 橋面寬度車道凈寬 m；上游人行道寬 m；下游人行道寬 m；橋面總寬 m。3.4 橋面高程橋面高程 m。3.5 壩前最高洪水位壩前最高洪水位 m。3.6 門機(jī)大梁下水面安全超高門機(jī)大梁下水面安全超高 m。3.7 上游最高通航水位上游最高通航水位 m。3.8 橋面下通航凈空橋面下通航凈空 m。3.9 地震烈度(1 基本烈度根據(jù) 鑒定，本工程區(qū)地震基本烈度為 度。(2 設(shè)計(jì)烈度本工程大壩設(shè)計(jì)烈度為 度。3.10 材料特性(1 混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度、彈性模量及線膨脹系數(shù)見表1。表1 混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度、彈性模量及線膨脹系數(shù)混凝土

5、標(biāo)號(hào)設(shè)計(jì)強(qiáng)度，MPa彈性模量EhMPa線膨脹系數(shù)軸心抗壓Ra彎曲抗壓RW抗 拉RL抗 裂Rf(2 鋼筋混凝土容重為： kN/m3。(3 流態(tài)混凝土容重為： kN/m3。鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度及彈性模量見表2。表2 鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度及彈性模量 單位：MPa鋼筋種類 符 號(hào)鋼筋抗拉、抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度Rg、Rg彈性模量提示：受力鋼筋一般采用II級(jí)或III級(jí)鋼筋，受力較小或簿板結(jié)構(gòu)可采用I級(jí)鋼筋。3.11 荷載超載系數(shù)恒載：1.2門機(jī)荷載：1.4設(shè)計(jì)車輛荷載：1.4驗(yàn)算車輛荷載：1.1人群荷載：1.4其他可變荷載：1.43.12 安全系數(shù)構(gòu)件工作安全系數(shù)：b =0.95混凝土安全系數(shù)：c =1.25鋼筋安全系數(shù)：s =

6、1.253.13 動(dòng)荷沖擊系數(shù)門機(jī)荷載的動(dòng)荷沖擊系數(shù)：輕、中級(jí)工作制的軟鉤吊車為1.05，重級(jí)工作制的軟鉤、硬鉤吊車和其他特種吊車為1.1。級(jí)設(shè)計(jì)汽車荷載的動(dòng)荷沖擊系數(shù)為1.3。為驗(yàn)算車型，不考慮沖擊力。當(dāng)采用預(yù)制梁時(shí)，吊裝時(shí)的動(dòng)力系數(shù)為1.2。3.14 允許撓度門機(jī)大梁的最大撓度不允許超過L/600(L為計(jì)算跨度。交通橋梁以汽車荷載(不考慮沖擊力作用計(jì)算的最大撓度不允許超過L/600，用 荷載驗(yàn)算時(shí)，上述允許撓度可增加20%。其他工作橋梁的最大撓度不允許超過 。提示：工作橋梁的最大撓度一般不允許超過L/400。3.15 允許裂縫寬度門機(jī)大梁的允許裂縫寬度為0.2mm。壩頂交通橋梁在 型汽車荷

7、載(不考慮沖擊力作用作用下，允許裂縫寬度為0.2mm；在驗(yàn)算荷載作用下，允許裂縫寬度為0.25mm。4 橋面系統(tǒng)布置4.1 平面布置提示：(1根據(jù)初步設(shè)計(jì)審批意見確定的公路等級(jí)和由壩頂工作條件而定的門機(jī)類型，考慮起重、金屬結(jié)構(gòu)、電氣等各專業(yè)的要求，進(jìn)一步優(yōu)化橋面系統(tǒng)的布置，使其更為合理。(2壩頂工作橋是溢流壩(或水閘、發(fā)電廠房進(jìn)水口、船閘(或升船機(jī)擋水壩段等水工建筑的附屬工程，橋面高程應(yīng)與壩頂高程齊平。(3壩頂既是公路交通的一部分，又有門機(jī)的運(yùn)用，兩者一般是結(jié)合在一起布置的。對(duì)航運(yùn)過壩的橋面，應(yīng)注意交通橋下的凈空要滿足JTJ2189第一章第四節(jié)及GBJ 13990的有關(guān)規(guī)定。(4壩頂公路的橫斷

8、面設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)工程所在地區(qū)的具體情況，并按照J(rèn)TJ 1194的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。在壩頂公路不作為交通干線，上壩人員少，車流量小的情況下，可不設(shè)置人行道和自行車道。如壩面車道布置有圓弧曲線，則應(yīng)進(jìn)行車道曲線超高和曲線加寬。(5壩頂?shù)墓潭▎㈤]機(jī)、電纜道、滑線道等梁式支承，可結(jié)合壩頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.2 門機(jī)大梁提示：(1對(duì)不同壩段，根據(jù)門機(jī)和大梁不同的使用條件及荷載情況，確定門機(jī)大梁的結(jié)構(gòu)形式和梁高。門機(jī)大梁一般采用T形梁，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)與交通橋梁及其他結(jié)構(gòu)分開。若受通航凈空或其他條件限制，如采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁高不能滿足要求時(shí)，可采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁或鋼梁；為減輕吊運(yùn)重量，可采用焊接骨架式鋼筋簿腹

9、梁(單腹或雙腹結(jié)構(gòu)。(2由于普通鋼筋混凝土門機(jī)大梁承受荷載較大，因此截面尺寸一般也較大。梁高一般為跨徑的1/41/7；梁的高寬比，矩形載面為22.5，T形和I字形截面為67；上翼緣寬度除滿足承受水平荷載要求外，尚應(yīng)滿足固定軌道的需要，一般取梁高的1/32/3，且不小于40cm，同時(shí)，上翼緣不應(yīng)再承受汽車輪壓荷載；下翼緣寬度一般小于或等于上翼緣寬度；翼緣高度一般取梁高的1/51/8。4.3 交通橋梁提示：(1根據(jù)交通橋梁的跨度、荷載、寬度等條件的不同，可采用整體式鋼筋混凝土板橋、裝配式鋼筋混凝土板橋、整體式鋼筋混凝土梁橋、裝配式鋼筋混凝土梁橋等幾種結(jié)構(gòu)。其中梁橋又有簡(jiǎn)支、連續(xù)、雙懸臂梁等結(jié)構(gòu)型式

10、。在實(shí)際工程中，一般多采用簡(jiǎn)支式梁橋。(2人行道梁的布置應(yīng)按JTJ 1194的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行；人行道梁的斷面形式可與交通橋梁相同，由于荷載較小，也可采用II形梁結(jié)構(gòu)。人行道應(yīng)比橋面高程高出10cm20cm。4.4 其他工作橋梁提示：包括固定啟閉機(jī)及電纜、滑線等的梁式支撐結(jié)構(gòu)布置。4.5 支座提示：(1根據(jù)荷載大小及標(biāo)準(zhǔn)跨徑的不同，應(yīng)采用不同形式的支座。標(biāo)準(zhǔn)跨徑小于10m的簡(jiǎn)支板、梁橋，可采用油毛氈等墊層支座或平板支座；標(biāo)準(zhǔn)跨徑小于20m的梁、板橋，可采用板式橡膠支座或弧形支座；標(biāo)準(zhǔn)跨徑等于或大于20m的橋梁，可采用輥軸支座或盆式橡膠支座。(2一般情況下，壩頂橋面系統(tǒng)宜采用同一類型的支座。5 荷載

11、及其組合5.1 荷載包括結(jié)構(gòu)物重力、橋面鋪裝以及其他永久性附屬設(shè)備等外加重力，按材料容重表3進(jìn)行計(jì)算。表3 材 料 容 重 表 單位：kN/m3材料種類容 重附 注鋼筋混凝土混 凝 土瀝青混凝土(1 門機(jī)輪壓荷載門機(jī)輪壓尺寸及荷載作用示意見附圖1、附圖2、附圖3。門機(jī)輪壓荷載見表4。表4 門 機(jī) 輪 壓 荷 載 表 單位：kN荷載作用范圍 門機(jī)使用條件輪 壓PA輪 壓PB輪 壓PC輪 壓PD沿軌道水平力H垂直軌道水平力S起吊閘門吊荷移動(dòng)起吊閘門吊荷移動(dòng)提示：(1門機(jī)輪壓一般分為四組，每組26個(gè)荷載，表中PA=PB=PC=PD為各組中一個(gè)輪壓荷載的值。(2以上荷載均未考慮沖擊系數(shù)，實(shí)際荷載應(yīng)為表

12、中荷載乘以沖擊系數(shù)。(3水平力H及S均作用于軌道頂面。(4對(duì)于不同部位，由于使用條件不同，門機(jī)荷載也不同。表中PA=PB=PC= PD為門機(jī)在起吊閘門或吊荷運(yùn)行時(shí)，荷載處于不同位置時(shí)，各門機(jī)輪壓的最大值。(5附圖為門機(jī)輪壓布置的一般情況，對(duì)不同門機(jī)，可視具體情況繪制附圖。(2 汽車一 級(jí)荷載級(jí)車隊(duì)的縱向排列見附圖4。級(jí)車隊(duì)的平面尺寸及橫向布置見附圖5、附圖6。級(jí)汽車的主要技術(shù)指標(biāo)見表5。表5 級(jí)汽車主要技術(shù)指標(biāo)名 稱單 位數(shù) 量一輛汽車總重力kN前軸重力kN中、軸重力kN后軸重力kN軸 距m輪 距m前輪著地寬度及長(zhǎng)度m中、后輪著地寬度及長(zhǎng)度m車輛外形尺寸(長(zhǎng)×寬m提示： (1以上荷載

13、均未考慮沖擊系數(shù)，實(shí)際荷載應(yīng)為表中荷載乘以沖擊系數(shù)。(2按兩行車隊(duì)布載時(shí)，汽車荷載不予折減；當(dāng)橋面行車道寬度大于9m且小于等于12m時(shí)，按三行車隊(duì)布載，汽車荷載可折減20%；按四行車隊(duì)布載，汽車荷載可折減30%。但折減后的荷載不得小于用兩行車隊(duì)布載的計(jì)算結(jié)果。(3附圖僅為某一類設(shè)計(jì)或驗(yàn)算車型的布置情況，對(duì)不同級(jí)別或不同類型的車型，應(yīng)視具體情況繪制附圖。(3 車驗(yàn)算荷載車的平面尺寸及橫向布置見附圖7、附圖8。車的主要技術(shù)指標(biāo)見表6。表6 車主要技術(shù)指標(biāo)名 稱單 位數(shù) 量車輛重力kN履帶數(shù)或車軸數(shù)個(gè)各條履帶壓力或每個(gè)車軸重力kN履帶著地長(zhǎng)度或縱向軸距m每個(gè)車軸的車輪組數(shù)目組 履帶或車軸橫向中距m履

14、帶寬度或每對(duì)車輪的著地寬度和長(zhǎng)度m 提示：(1驗(yàn)算荷載不計(jì)沖擊力。(2用 車作驗(yàn)算荷載時(shí)，不計(jì)人群荷載和其他非經(jīng)常作用在橋上的各種外力。(4 人群荷載上、下游人行道的人群荷載為3kN/m2。欄桿立柱頂上作用的水平推力為0.75kN/m，欄桿扶手上作用的豎向力為1kN/m。提示： (1設(shè)有人行道的壩頂結(jié)構(gòu)，用汽車荷載或門機(jī)輪壓計(jì)算時(shí)，應(yīng)同時(shí)計(jì)入該梁人行道上的荷載。(2不設(shè)人行道的壩頂結(jié)構(gòu)，用汽車荷載或門機(jī)輪壓計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入該梁翼緣在汽車外形尺寸或門機(jī)輪頂附屬設(shè)備寬度之外的人群荷載。(3人群荷載可根據(jù)工程所在地區(qū)的人口密集程度及工程實(shí)際情況增大或減小。(4當(dāng)人行道為鋼筋混凝土板時(shí)，應(yīng)以1.2kN的

15、集中豎向力作用在每一塊板上進(jìn)行計(jì)算。(5 離心力提示： (1當(dāng)壩頂公路橋布置有彎道，其彎曲半徑等于或小于250m時(shí)，應(yīng)計(jì)算離心力。(2離心力的計(jì)算按JTJ 2189第2.3.3條規(guī)定進(jìn)行。(3離心力著力點(diǎn)在橋面以上1.2m處(為計(jì)算方便，也可移至橋面上，且不計(jì)由此引起的力矩。(6 汽車制動(dòng)力提示：(1汽車荷載產(chǎn)生的制動(dòng)力，當(dāng)公路為一或二車道時(shí)，為布置在荷載寬度內(nèi)的一行汽車車隊(duì)總重力的10%，但不得小于一輛重車的30%；四車道的制動(dòng)力為上述規(guī)定數(shù)值的兩倍。(2制動(dòng)力的著力點(diǎn)在橋面以上1.2m處(計(jì)算時(shí)，可移至橋面上，且不計(jì)由此而引起的豎向力和力距。(7 風(fēng)力提示：(1對(duì)于單根梁，在計(jì)算梁的穩(wěn)定時(shí)

16、，應(yīng)考慮作用在梁上的橫向風(fēng)力。(2橫向風(fēng)力的計(jì)算見規(guī)范JTJ 2189第2.3.8條。(8 施工荷載模板及支架自重：根據(jù)模板材料及尺寸計(jì)算。木材容重按6kN/m38kN/m3計(jì)，鋼材容重按78.5kN/m3計(jì)。新澆混凝土重量：根據(jù)容重計(jì)算，一般按24kN/m325kN/m3計(jì)。鋼筋在混凝土中重量：一般可按1kN/m3計(jì)。工作人員及澆筑設(shè)備、工具的荷載：按均布活載2.5kN/m2計(jì)。振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載：按1kN/m2計(jì)。(9 支座摩阻力提示：按TJT 02189第2.3.13條計(jì)算。(10 施工門機(jī)荷載施工門機(jī)輪壓荷載見表7。表7 施 工 門 機(jī) 輪 壓 荷 載 表 單位：kN荷載作用范圍

17、門機(jī)使用條件輪 壓PA輪 壓PB輪 壓PC輪 壓PD沿軌道水平力H垂直軌道水平力S起吊閘門吊荷移動(dòng)起吊閘門吊荷移動(dòng)提示：(1施工門機(jī)軌道僅能布置在門機(jī)大梁或其他工作橋梁上，不能布置在交通橋梁上。(2施工門機(jī)大梁的輪壓尺寸及荷載作用示意可參照門機(jī)大梁并根據(jù)實(shí)際情況繪制。(3其他提示同門機(jī)大梁。(11 固定啟閉機(jī)荷載基礎(chǔ)：A點(diǎn) kN，B點(diǎn) kN，C點(diǎn) kN，D點(diǎn) kN。提示：固定啟閉機(jī)基礎(chǔ)荷載的作用點(diǎn)分布關(guān)系，宜以圖表示。提示： (1偶然荷載僅考慮地震力。(2若壩頂橋面采用簡(jiǎn)支架，可不計(jì)算地震力，但應(yīng)采取抗震措施；如壩頂橋面采用連續(xù)梁，應(yīng)計(jì)算地震力。(3交通橋梁及門機(jī)梁的抗震設(shè)計(jì)，對(duì)連續(xù)梁、T型剛

18、構(gòu)等橋型，宜采用設(shè)計(jì)烈度7度。(4地震力的計(jì)算，應(yīng)符合JTJ 489第四章的規(guī)定。5.2 荷載組合組合一：恒載+固定起吊閘門輪壓+(人群荷載組合二：恒載+門機(jī)吊門移動(dòng)輪壓+(人群荷載組合三：施工荷載組合四：吊裝荷載組合五：恒載+地震力提示：(1組合一、二括號(hào)中的荷載，視結(jié)構(gòu)的具體情況，可考慮或不考慮。(2組合三為迭合梁及現(xiàn)澆梁的施工階段驗(yàn)算。(3組合四為迭合梁預(yù)制部分及預(yù)制梁的吊裝驗(yàn)算。構(gòu)件在吊裝時(shí)，構(gòu)件重力應(yīng)乘以動(dòng)力系數(shù)。(4組合五為連續(xù)梁、T型剛構(gòu)在遇地震荷載作用時(shí)應(yīng)進(jìn)行的驗(yàn)算。組合一：恒載+ 輪壓荷載(設(shè)計(jì)輪壓+(人群荷載+汽車制動(dòng)力+離心力組合二：恒載+ 輪壓荷載(驗(yàn)算荷載+(人群荷載

19、+汽車制動(dòng)力+離心力組合三：施工荷載組合四：吊裝荷載組合五：恒載+地震力提示：同門機(jī)大梁。組合一：恒載(相應(yīng)荷載組合二：施工荷載組合三：吊裝荷載組合四：恒載地震力提示：(1其他工作橋梁包括固定啟閉機(jī)梁、電纜溝梁、滑線溝梁和壩頂其他梁式構(gòu)件。(2組合一中的相應(yīng)荷載，應(yīng)為各類構(gòu)件除恒載之外可能出現(xiàn)的相應(yīng)荷載。(3如果布置有施工門機(jī)或啟閉機(jī)，則荷載組合中必須考慮施工門機(jī)輪壓或啟閉機(jī)荷載與恒載的組合。(4其他參見門機(jī)大梁提示部分。提示：各類支座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況確定是否考慮支座摩阻力。6 橋面系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與配筋設(shè)計(jì)6.1 計(jì)算方法整個(gè)橋面系統(tǒng)的計(jì)算按極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)。6.2 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算

20、提示：(1板與梁的荷載分布計(jì)算按JTJ 2385第二章第一節(jié)、第二節(jié)中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，結(jié)構(gòu)內(nèi)力按有關(guān)結(jié)構(gòu)力學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算。(2正截面強(qiáng)度按JTJ 2385第4.1.6條第4.1.8條的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。(3斜截面強(qiáng)度按JTJ 2385第4.1.9條第4.1.15條規(guī)定進(jìn)行。(4配置間接鋼筋的鋼筋混凝土構(gòu)件的局部承壓強(qiáng)度按JTJ 2385第4.1.24條、第4.1.25條規(guī)定進(jìn)行。(5疊合梁的承載力應(yīng)按GBJ 1089第7.5.3條第7.5.5條的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。6.3 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算提示：(1變形驗(yàn)算按JTJ 2385第4.2.1條4.2.4條規(guī)定進(jìn)行。(2裂縫寬度驗(yàn)算按JTJ 2385第4.2.5、第4.2.6條規(guī)定進(jìn)行。(3疊合梁的抗裂驗(yàn)算、鋼筋應(yīng)力、裂縫寬度以及變形驗(yàn)算應(yīng)按GBJ1089第7.5.6條第7.5.16條的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。6.4 施工階段應(yīng)力計(jì)算提示：(1若構(gòu)件有施工階段驗(yàn)算的要求，才進(jìn)行施工階段計(jì)算。(2施工階段應(yīng)力計(jì)算按JTJ 2385第四章第三節(jié)的規(guī)定進(jìn)行。(3預(yù)制梁的施工階段吊裝計(jì)算按正截面強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算；吊筋的配置按有關(guān)材料力學(xué)和鋼筋混凝土理論進(jìn)行計(jì)算。6.5 配筋構(gòu)造要求提示：(1板、梁的構(gòu)造要求按JTJ 2385第六章第一節(jié)、第二節(jié)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。(2疊合梁的構(gòu)造要求按GBJ 1089第7.15.17條第7.15.18條規(guī)定執(zhí)行。7