说明典尚设计.doc
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1、说 明一、 设计依据南盘江大桥是云南昆明九乡乃古石林二级公路跨越南盘江的一座特大桥梁。南盘江大桥起点桩号为K15+939,终点桩号为K16+575.15,桥梁全长为636.15米。本桥施工图设计依据以下合同及文件编制:1、 九乡石林二级公路(K15+940K16+560段)南盘江特大桥招标文件;2、 湖北省交通规划设计院、贵州省公路工程总公司联合体中标通知;3、 云南昆明南盘江特大桥设计合同。二、 设计规范及标准1、公路桥涵设计通用规范(JTJ021-89)2、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ023-85)3、公路桥涵地基及基础设计规范(JTJ024-85)4、公路工程抗震设计
2、规范(JTJ004-89)5、公路桥涵施工技术规范(JTJ041-89)6、公路工程技术标准(JTJ01-88)7、公路工程基本建设项目设计文件编制办法(交通部1996年1月1日颁发)三、 主要技术标准1、 设计行车速度:60公里/小时2、 桥面构成:0.5+11+0.5=12米3、 设计荷载:汽20级,挂车1004、 地震烈度:按九度设防5、 设计洪水频率:1/3006、 设计最大风速:31米/秒7、 设计合拢温度:202四、 桥位:南盘江特大桥桥位西距昆明宜良县城36公里,东距南盘江柴石滩电站约1公里。五、 气象、水文勘察场地地处北亚热带夏雨河谷温凉气候区,年平均气温14.7,最冷月平均气
3、温7.5,最热月平均气温18.6,极端低温-5.7,极端最高温32.1,冬春季节最大日温差可达19。年平均降水量1005.5毫米,年平均蒸发量1685.0毫米,每年610月为雨季,雨季降水量占全年总降水量80%,每年12月次年4月为旱季,旱季降水量仅占全年降水量7%,干燥度为1.67,为微湿润气候区,日最大降雨量155.2毫米,夏季平均气压为615.32毫米汞柱,30年一遇最大风速为28.6米/秒,最大积雪厚度32.0厘米。六、 环境工程地质特征1、 地形、地貌特征场地位于南盘江南北向转弯向东西向径流深切曲流峡谷地段,河流总体自西向西径流,宽谷与峡谷相间,峡谷区两侧山体近南北走向。桥址区河流自
4、东向西进入峡谷转向自南向北径流进入宽谷、峡谷区,然后自北向南流入宜良县城。峡谷区最大切割深度为550米。桥轴线与河流流向呈70夹角正交。K15+995K16+200段为逆向坡:K16+200K16+615段为顺向坡,与人工采石开挖形成人工边坡有关。桥轴线基本顺岩层走向线或与岩层走向线呈小角度相交。2、 地层岩性特征场址区分布古生代震旦纪地层,表层为第四纪松散层覆盖。岩性以硅质白云岩为主,夹变质石英板岩、石英岩及生物碎屑白云岩。岩石具有一定的变质重结晶作用。由于各处硅质白云岩可溶盐及重结晶程度不同,往往在可溶盐含量高、重结晶程度差的地段形成囊状风化岩体,地形上表现为低洼、缓坡、沟谷等特征,深部岩
5、溶亦较发育。在可溶盐含量低、重结晶程度高的地段地形上则表现为形成陡坡、陡坎、陡壁。岩石可溶盐含量为0.670.75%,有一定差异。第四纪松散层以坡积、崩积、滑坡堆积为主,岩性为块、碎石土。河床中分布河流相漂石与崩积相块石,局部为人工堆积块碎石层。在山体斜坡及山顶上,分布少量红粘土,为白云岩残、坡积而成。3、 地质构造与地震场址位于单面山单斜地层构造单元,桥址穿越地区,地层产状倾向为300340,倾角2432。地应力主压应力方向为北东南西向,与桥轴线平行。在K16+460K16+540间,断层较为发育,断层将岩体切割成20*45米岩块,完整岩体呈近东西向带状或楔形体分布。在岩层面及节理面附近,岩
6、溶洞穴较发育,在K16+560K16+589段发现一斜卧背斜,背斜轴部张性节理发育,有利于岩溶溶蚀作用速度加快,在现场发现一宽0.501.20米的溶蚀沟,与张性构造节理有关。控制边坡稳定性的不连续面为岩层层面、构造张性节理面、卸荷裂隙面等,在K16+325K16+645段,相似场地边坡失稳大多数滑坡沿岩层面滑动,岩层层面起到控制边坡稳定性主导作用。场址区位于石屏嵩明地震带上,西距小江断裂带约6千米,地震以震级大、频度低为其特征,地层以硬质岩石为主夹软质岩石,有利于地应力集中和释放。据1300万中国地震烈度区划图,场址区地震基本烈度为度。必须指出,柴石滩电站水库蓄水,对区域地质环境有很大程度的影
7、响,一方面软化岩体加速地应力释放,另一方面水库水体的重量将导致该地区地应力集中释放,因此,水为诱发地震对该桥的影响是一个不可忽略的问题。4、 地下水场地地下水以岩溶水为主,亦存在季节性孔隙水及裂隙水。桥基处的地下水以垂直运动为主,其运动方向与岩溶发育方向有关。K15+995K16+200段地下水位为 米,受到下伏隔水层阻隔,高出现南盘江枯水位约10米,具承压性。K16+200K16+615段地表水形成片流集中于岩溶裂隙中向南盘江排泄。据水电十四局生活区供水地下水资料,地下水水质:PH=7.18,CI=17.70毫克/升,HCO3=274.6毫克/升,K+Na+=12.50毫克/升,Ca2+=4
8、4.10毫克/升,Mg2+=27.90毫克/升,游离CO2=30.00毫克/升,侵蚀性CO2=0.00毫克/升,地下水对混凝土及钢筋混凝土中钢筋无腐蚀,地下水对钢结构物具有弱腐蚀。地下水可作为混凝土浇筑及养护混凝土使用。5、 不良地质现象桥址周围可见滑坡、崩塌、岩溶等不良地质现象,现分述如下: 滑坡桥址区北0号桥台台以北约700米发育一滑坡,下滑方量约25万立方米,滑坡体为强风化板岩,覆盖于硅质白云岩之上。是典型的岩溶区因塌陷而产生的大型“塌陷岩体弯曲滑动”型滑坡。桥址区1号墩台以东约45米(现采石场以北)发育一滑坡,滑坡以下沉为主,下沉约15米,滑坡后壁清晰可见,受到滑坡牵引,滑坡后壁岩体有
9、不同程度的卸荷作用。QK14钻孔处的风化岩体较厚与该滑坡活动有关。2号墩台地面为滑坡滑床,原滑坡滑动方向为北西向。滑床岩体有不同程度的卸荷作用,QK21、QK22钻孔处块石土厚,均为斜坡岩体卸荷张开后期堆积致。4号墩台以西岩体错落(约40立方米)、5号墩台以东岩体错落(约26立方米)以及6号墩台以北岩体错落(约115立方米)均以人工采石有关,坡脚采空后顺岩层面滑动的小型滑坡。经调查,场址区周围相似场地顺层滑坡规模较小,方量一般为201000立方米,易于治理,而切层滑坡规模较大,方量一般为1025万立方米,较难治理,切层滑坡与岩溶发育程度、构造(节理)断裂、河流(沟谷)切割深度有关。崩塌桥位保护
10、线内无崩塌发育。崩塌仅见于水电十四局采石场内,距离桥位约100150米,由于岩体坚硬,崩塌体方量小,一般为10200立方米,不影响桥体的稳定性。另外,在2号墩台以西北地带的陡壁上可见因崩塌而残留下的陡坎,南盘江河床中见的大块石即是崩塌大块堆积物,在坡脚地带亦分布着块、碎石土,从植被长势进行分析,崩塌的发生与地震有关。岩溶沿河谷进行观察,岩溶以河床附近较为发育,是现代地下水较活跃所致,据访问,在雨季天,桥位K16+285河床附近有地下水呈管状涌出。而水电十四局生活供水水源则充分利用了岩溶地下水,该地下水水源是离桥位最近的一唯一常年不干泉,流量为5580升/秒,为岩溶管道型水。在山顶及斜坡上,可见
11、埋藏型石芽、溶槽、溶槽或石芽间由红粘土充填,局部发育落水洞,落水洞深1520米,向沟谷方向延伸、发展。地表水不易汇集,多沿落水洞及溶沟垂直排泄。岩溶裂隙沿岩层面发展,平面上具有南东浅、北西深的特征。在剖面上,岩溶发育深度以山顶浅、山坡脚较深为其特征,与山体斜坡卸荷裂隙、构造节理及风化作用具有共生关系。1号墩台与2号墩台QK14深部、QK21、QK23及QK22上部钻探严重漏水,与岩溶裂隙、洞隙发育有关。七、 桥址工程地质评价1、 北0号桥台见QK10孔。基岩半裸露,上部为块石土,无法利用。中部为强风化硅质白云岩,风化裂隙发育,岩体完整性差,承载力低(=1000Kpa),岩体抗压不抗拉,地基抵抗
12、地震、风荷载能力低,山体斜坡两面临空,桩周摩阻力Qsi=150Kpa,仅可作为桩周摩阻力利用。深部为硅质白云岩,承载力高,=5000Kpa,桩周摩阻力Qsi=150Kpa,可利用桩周摩阻力及桩端土承载力,是理想的桩端持力层。2、 1号墩台见QK11、QK12、QK13及QK14各钻孔。为不均匀地基。上部块石土、碎石土厚度变化大,尢其是QK14钻孔,孔深2251米灌入泥浆(水灰比11)1600kg仍会漏水,岩溶垂直型管道状裂隙发育,地下水具有承压性。说明深部基岩较难以利用。建议基础应尽可能浅埋并将中心点移至K16+95。采用桩基,选-5(=4500Kpa)层硅质白云作桩端持力层。基槽开挖应进行地
13、质验槽。避免大开挖松动岩石,采石场应关闭。3、 2号墩台见QK21、QK22、QK23及QK24钻孔。为不均匀地基。上部碎石土无法利用。中部岩体卸荷裂隙发育,卸荷裂隙宽0.051.20米,岩溶化,无充填或为块石土、红粘土半充填。建议采用桩基,选-5硅质白云岩(=4500Kpa)用桩端持力层,并对坡脚桩端基岩进行处理,可采用锚杆锚固法处理之。4、 3号墩台见QK31、QK32钻孔。上部块石土及构造碎裂岩无法利用,可采用墩基,选择变深度变断面墩基或桩基,选-4石英岩(=3000Kpa)或-5硅质白云岩(=8000Kpa)作基础持力层。应防止地下水进入基坑溶蚀地基。上部块石土中的块石可加工后作为混凝
14、土粗骨料,利用率为35%。5、 4号墩台见QK4钻孔。上部强风化硅质白云岩及石英岩节理裂隙发育无法利用。可采用变深度变断面墩基或桩基,选-5硅质白云岩(=8000Kpa)作基础持力层。桩周摩阻力不计入承载力,作为安全储备。上部强风化硅质白云岩加工后可作为混凝土粗骨料,利用率25%。6、 5号墩台见QK5钻孔。上部石英岩呈碎裂结构,无法作基础持力层利用。下部石英岩(=3000Kpa)完整性稍好,但易扰动碎裂,基坑开挖时,应采用小计量爆破法施工。可采用变深度变断面墩基。基槽挖应进行地质验槽。7、 6号墩台见QK6钻孔。上部块石土无法利用。中部石英岩底部发育土洞,会产生不均匀沉降,亦无法利用。下部硅
15、质白云岩节理较发育,亦采用变深度变断面墩基。基槽开挖应进行地质验槽。8、 南0号桥台见QK20钻孔。上部7.2米为人工爆坡松动基岩,不均匀,不可利用。下部-5硅质白云岩完整性较好(=8000Kpa),可作为墩基利用,建议对上部岩体进行削方,削方岩体经加工后可作为混凝土粗骨料利用,利用率65%。八、 主要材料1、 混凝土:主梁混凝土标号须大于50号,其轴心抗压设计强度Ra28.5Mpa,轴心抗拉设计强度R12.45Mpa,计算弹性模量En=(3.53.65)104Mpa。2、 普通钢筋:设计用钢筋为级钢筋和级钢筋两种,必须符合国家标准(GB149984)的有关规定。钢筋抗拉、抗压设计强度为:级钢
16、筋:Rg=Rg=240Mpa级钢筋:Rg=Rg=340Mpa3、 预应力钢材:纵、横向预应力采用15.24mm预应力钢绞线,公称抗拉强度为Rby=1860 Mpa,1000小时松驰率在70%公称最大负荷下2.5%,在80%公称最大负荷下3.5%,张拉控制应力采用0.75Rby,计算弹性模量E=1.9105Mpa,必须符合ASTMA416-88b的技术标准。竖向预应力采用直径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。4、 预应力锚具:所使用的预应力锚具应采用业主和设计指定的标准与型号,并应符合国家
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