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文档简介
CECS××:××
中国工程建设标准化协会标准
景区人行悬索桥工程技术规程
Technicalspecificationforpedestriansuspensionbridge
engineeringinscenicspot
1
前言
根据中国工程建设标准化协会印发《2018年第二批协会标准制订、修订计划的
通知》(建标协字〔2018〕030号)的要求,编制组经专题研究,检测验证和工程试
用,并参考国内外先进成熟技术,在广泛征求意见的基础上制定本规程。
本规程共分11章和6个附录,主要内容包括总则;术语与符号;基本规定;材
料;作用;结构分析;构件与节点的设计与构造;结构耐久性设计;施工与验收;检
测与评定;运营安全与养护维修等。
根据国家计委[1986]1649号文《关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐
工程建设标准试点工作的通知》的要求,现推荐给建设、设计、施工、检测评定及相
关管理单位采用。
本规程由中国工程建设标准化协会结构设计基础专业委员会CECS/TC-04归口
管理,由中国建筑科学研究院有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意
见或建议请寄送中国建筑科学研究院有限公司(地址:北京市北三环东路30号主楼
C座,邮编:100013)。
主编单位:中国建筑科学研究院有限公司
参编单位:...
主要起草人:...
主要审查人:...
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1总则
1.0.1为规范景区人行悬索桥工程的勘察设计、加工制作、施工验收、检测评定、运
维管理等工作,做到安全可靠、技术先进、实用美观、经济合理、确保质量,制定本
规程。
1.0.2本规程适用于景区人行悬索桥新建工程的建设、设计、施工、验收、检测、评
定、运营、维护。
条文说明
本条规定了本规程的适用范围,适用于景区新建人行悬索桥工程。现有工程的改
造、检测、评定、运营、维护可参考规程相关规定执行。民用建筑中结构体系类似的
工程项目也可参考使用。景区人行悬索桥主要用于景区游乐项目,不能用于机动车运
行车道。
主跨跨度大于500m的人行悬索桥各项规定应做专门研究。
1.0.3景区人行悬索桥工程的设计、施工、验收、检测、评定、运营、维护等工作,
除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
1
2术语与符号
2.1术语
2.1.1景区人行悬索桥pedestriansuspensionbridgeinscenicspot
1)以锚固于大地或其它结构的缆索作为桥跨上部结构主要承重构件,建设于景
区供人通行的桥梁。
2)建造于旅游景区,主要用于景区游乐功能的悬索桥。
2.1.2锚固系统anchoragesystem
将主缆的索股与锚碇或岩体连接的结构。
2.1.3塔桅cabletowerormast
用以支承主缆并将荷载作用通过基础传递给地基的结构。塔桅包括索塔和桅杆两
类结构构件。
2.1.4缆索系统cablesystem
由主缆、背索、索夹、吊索、主索鞍、散索鞍、抗风缆、抗风拉索及防护系统等
构件组成,为桥面梁提供受力支撑的结构。
2.1.5主缆maincable
悬挂于塔桅顶,两端锚固于锚碇由钢丝束或钢绞线组成的悬索桥主要承重构件。
2.1.6抗风缆wind-resistantcable(wind-guycable)
布置于桥面两侧,两端锚固于大地,并通过抗风拉索与桥面结构相连,用于抵抗
横向荷载的高强钢丝束、钢绞线或钢丝绳构件。
2.1.7吊索hanger
连接主缆与桥面梁的构件,可采用拉索和钢拉杆。
2.1.8抗风拉索wind-resistanthanger(wind-tiehanger)
连接抗风缆与桥面梁的构件,可采用拉索和钢拉杆。
2.1.9索夹cableclamp
紧箍主缆或抗风缆,并连接主缆与吊索或抗风缆与抗风拉索的构件。
2.1.10索鞍cablesaddle
支承主缆并使主缆平顺地改变方向的构件。安装在索塔顶部的称为主索鞍,安装
2
在边跨和锚跨之间的称为散索鞍。
2.1.11散索鞍(散索套)cablesplaycollars
当主缆由边跨进入锚跨,用来控制预制索股扩散方向的铸钢(锻钢)构件。
2.1.12桥面梁bridgebeam
承受人群荷载并传递给吊索、塔桅的梁体结构。
2.1.13预制平行索股法prefabricatedparallelwirestrandmethod(PPWS法)
将工厂化预制的平行高强度钢丝组成的索股运至工地安装的施工方法。
2.1.14猫道catway
供悬索桥缆索系统施工作业的通道。
2.2符号
2.2.1几何参数有关符号
——桥面宽;
L1——局部密集人群沿桥长方向分布长度;
dc——主缆在索夹处的设计直径;
φ——索夹安装倾角;
ti——第i片玻璃的厚度(mm);
te——夹层玻璃的等效厚度(mm)。
2.2.2材料性能有关符号
——混凝土的轴心抗压强度设计值;
——混凝土的轴心抗拉强度设计值;
——混凝土的弹性模量;
——混凝土的剪切变形模量;
——混凝土的泊松比;
——混凝土的线膨胀系数;
——钢筋的抗拉强度设计值;
f′y——钢筋的抗压强度设计值;
——钢筋的弹性模量;
3
——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值;
——钢材的抗剪强度设计值;
——钢材的端面承压强度设计值;
E — —钢材的弹性模量;
G——钢材的剪切模量;
α——钢材的线膨胀系数;
ν——钢材的泊松比;
、、——螺栓的抗拉、抗剪、承压强度设计值;
— — 锚 栓 的抗拉强度设计值;
、、——对接焊缝的抗压、抗拉、抗剪强度设计值;
—— 角焊 缝的抗压、抗拉、抗剪强度设计值;
——玻璃面板的强度设计值;
Eg——玻璃的弹性模量。
2.2.3作用有关符号
——构件效应的设计值;
——构件抗力的设计值;
——缆索的抗力设计值;
——缆索的极限抗拉力标准值;
——荷载基本组合设计值;
——荷载标准组合设计值;
——长期荷载组合设计值;
——第i个永久荷载的标准值;
——主导可变荷载的标准值;
——第j个其他可变荷载的标准值;
——游客体重;
——地震设计工况基本组合设计值;
——重力荷载代表值的效应;
、——水平、竖向地震作用标准值的效应;
㌳ Evk
4
——风荷载标准值的效应;
——索夹抗滑设计承载力;
——索夹两侧不平衡索力设计值;
——索夹上所有高强螺栓的有效紧固力之和;
——索孔道两侧所有高强螺栓的初始紧固力之和;
— —单个螺杆设计夹紧力;
q ——作用在玻璃上荷载基本组合设计值(N/mm2);
2
qi——分配到第i片玻璃上的荷载基本组合设计值(N/mm)。
2.2.4计算系数及其它有关符号
——结构重要性系数;
——承载力抗震调整系数;
——缆索的抗力分项系数;
——第i个永久荷载的分项系数;
——主导可变荷载的分项系数;
——主导可变荷载的设计工作年限调整系数;
——第j个可变荷载的设计工作年限调整系数;
——第j个可变荷载的分项系数;
——第j个其他可变荷载的组合系数;
——第j个可变荷载的准永久值系数;
、——水平、竖向地震作用分项系数;
㌳—— 风 荷载分项系数;
Ψw风荷载参与地震设计工况组合的组合值系数;
————水平向地震影响系数;
——水平向地震影响系数最大值;
— 䁢—竖向地震影响系数;
——锚锭抗倾覆稳定性系数;
——锚锭抗滑动稳定性系数;
5
MM——索夹抗滑设计承载力的安全系数;
——索夹与索体间的综合摩擦系数;
B——高强螺栓紧固力损失系数。
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3基本规定
3.1一般规定
3.1.1景区人行悬索桥工程设计时应根据自然地理条件、建设目标确定合理的规模和
形式,并可根据需要进行景观影响和环境影响分析。
3.1.2景区人行悬索桥工程在设计和施工之前,应搜集拟建场地的地质灾害资料;当
拟建工程位于危岩、陡坎等不利地段时,应进行地质灾害危险性评估和地质灾害治理
岩土工程勘察工作。当建设场地位于地质灾害易发区内或切坡、荷载增加等建造行为
对原有场地稳定性有不利影响时,应对改变后的场地进行地质灾害危险性评估。
条文说明:景区人行悬索桥工程的建造地多为地形复杂区域,易发生地质灾害,应重
视地质灾害治理工作。在建设人行悬索桥之前应搜集拟建场地的地质灾害资料,避免
在当地发生地质灾害时,影响悬索桥及桥上游客的安全。在频发地质灾害的建造地,
应进行地质灾害危险性评估。工程建设场地地质灾害危险性评估相关标准有中华人民
共和国地质矿产行业标准《地质灾害危险性评估规范》DZ/T0286、重庆地方标准《地
质灾害防治工程勘察规范》DB50/143、北京市地方标准《地质灾害危险性评估技术
规范》DB11/T893等。
3.1.3景区人行悬索桥工程的设计基准期为50年,主体结构的设计工作年限为50
年,可更换部件的设计工作年限不应低于表3.1.3的规定。
表3.1.3景区人行悬索桥可更换部件设计工作年限(年)
吊索(杆)、抗风缆、抗风拉索栏杆、伸缩装置、支座玻璃桥面板
201510
条文说明:根据《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153及《建筑结构可靠性设
计统一标准》GB50068,结构设计基准期取50年。
表3.1.3参考了《公路桥涵设计通用规范》JTGD60的相关规定。结构设计工作
年限根据可更换难易程度、在使用过程中破坏可能性等进行规定。景区人行桥的塔桅、
主缆、桥面梁、基础、锚碇等主体结构在使用期间无法进行更换,设计时应保证其在
设计工作年限内的正常使用与安全,设计工作年限应取50年。
景区中有一类小型悬索桥,用于跨越小河、山谷等,作为步行交通通道,其跨度
较小(<20m),结构形式简单,主体结构构件如主缆、桥面梁等检查难度低,易于检
7
查和更换,也可将这类构件的设计工作年限取30年。
玻璃桥面板是景区人行悬索桥的常用构件,其设计工作年限主要受夹层玻璃胶片、
结构密封胶等的耐久性年限限制。目前国内常见的作法是由夹层玻璃胶片、结构密封
胶厂家承诺产品的耐久性年限,大量的玻璃幕墙、玻璃采光顶项目中厂家均可以承诺
耐久性不小于10年,因此将玻璃桥面板设计工作年限规定为不小于10年,可以根据
不同厂家承诺情况确定其设计工作年限。
3.1.4景区人行悬索桥结构安全等级不低于二级,结构重要性系数γ0不小于1.0;当
跨度不小于200m时,结构安全等级应为一级,结构重要性系数γ0不小于1.1。
3.1.5应根据景区人行悬索桥所处环境条件和设计工作年限进行耐久性设计。钢结构
防腐设计应符合《建筑钢结构防腐蚀技术规程》JGJ/T251、《悬索桥主缆系统防腐
涂装技术条件》JT/T694等规范的规定;混凝土结构的耐久性设计应符合《混凝土结
构耐久性设计规范》GB50476等规范的规定。
3.1.6主缆、背索和抗风缆的锚固点及钢塔桅底部周边10m范围内不应有易燃物,
否则需对相应部位进行防火保护,耐火极限不少于3小时。
3.1.7景区人行悬索桥应进行防雷设计,应满足航空警示要求。
3.1.8应编制使用养护维修说明书,规定设施的技术性能参数、运行条件、安全防护
措施、操作规程、养护维修方法、故障处理、应急预案等。
3.1.9桥下有通行道路时,应采取防坠物措施。
3.1.10天气恶劣或桥面风速大于15m/s时,应停止运营。
8
3.2总体设计
3.2.1景区人行悬索桥总平面布置应符合规划要求,并结合当地环境特征、交通状况、
人流集散方向等因素进行设计。
条文说明:桥址两端应有足够的游客集散空间,不具备条件时应设置专门的游客平台,
防止发生拥挤和踩踏。
3.2.2景区人行悬索桥应与周围环境协调,有要求时应开展景观设计。
3.2.3景区人行悬索桥设计时,应根据人行悬索桥的功能与形状,合理选择材料、结
构方案和构造措施,满足结构构件在运输、安装和使用过程中的强度、刚度、稳定性
要求,并应符合防腐要求。
3.2.4景区人行悬索桥可由锚固系统、塔桅(索塔或桅杆)、缆索系统(主缆、抗风
缆、吊索、抗风拉索)、桥面系统(桥面梁、桥面板)及附属结构组成。
条文说明:参考公路悬索桥的定义,并结合景区人行悬索桥的特点对各部分构造命名。
3.2.5景区人行悬索桥可采用吊挂式、索承式、单边支承等布置形式。桥面系统两侧
宜设置抗风缆。采用吊挂式结构体系时,可分为单跨、多跨等结构形式,桥面梁宜连
续布置,如图3.2.5a)b)所示;采用索承式结构体系时,桥面梁可分段固定于主缆,
如图3.2.5c)所示;采用单边支承式结构体系时,桥面需采用弧线形布置,如图3.2.5d)
所示。
22或9
3
15
44
76
a)单跨悬索桥
122
3
4
5
764
b)三跨悬索桥
9
24
5
4
76
c)索承式悬索桥
d)单边支承式悬索桥
图3.2.5人行悬索桥结构体系示意图
1-索塔;2-主缆;3-吊索;4-锚锭;5-桥面系统;6-抗风缆;7-抗风拉索;8-桅杆;9-背索
条文说明:本条介绍景区人行悬索桥常用的结构体系。常见的景区人行悬索桥有以下
3类:
1采用吊挂式结构体系,将桥面系统通过吊索悬挂于主缆下方。这一类型的景
区人行悬索桥建造时多借鉴现有的公路悬索桥的经验,同时也结合了民用建筑结构技
术发展的最新成果。受建造地形的限制,该类景区人行悬索桥通常为单跨结构体系,
但条件合适时,也可以建造为多跨悬索桥。景区人行悬索桥荷载小,桥面梁截面小,
梁与塔桅之间宜采用简支或悬浮的连接方式,避免梁塔连接处产生过大弯矩。
2采用索承式结构体系,将桥面系统直接固定于主缆。这类结构体系历史悠久,
曾经广泛应用于我国西南山区。为了让桥面体系只参与荷载传递,不参与主体结构的
受力,桥面梁多采用分段结构体系。同时,由于索形为曲线,将桥面梁分段制作并固
定于主缆也方便安装。
3单边支承式结构体系是近代发展出来的一种结构体系,多建于公园,景区也
有建造。这一结构体系的桥面梁采用弧线形布置,依靠拉索、桥梁的空间作用形成了
一种力平衡系统。其受力原理是“一个圆弧形的桥面只需要沿着桥面一侧弧线有铰接
的支座,就不会向下翻转”。
景区人行悬索桥的特点是体型细长、刚度小,通常需要设置抗风缆,调整竖向、
水平刚度,防止变形过大,抗风缆还对提高桥梁的风致稳定性有一定帮助,实际工程
中也有未设置抗风缆,而将主缆沿平面倾斜布置来提高水平刚度的做法,此时宜将桥
面系统作为抗风系统的一部分进行设计。
3.2.6人行悬索桥主缆一般通过索塔或桅杆支承,索塔横桥常见形式有门形、倒八字
10
形、八字形、A字形等,桅杆支承横桥常见形式有桅杆中间布置双吊索、桅杆侧面布
置双吊索、桅杆侧面布置单吊索等。悬索桥的塔桅可采用悬臂式、摇摆式。条件容许
时,也可采用主缆直接锚固于岩体的无塔桅形式。
(a)门形(b)倒八字形(c)八字形(d)A字形
(1)塔支承
(a)桅杆中间布置双吊索(b)桅杆侧面布置双吊索
(c)桅杆侧面布置单边悬索(有背索)(d)桅杆侧面布置单边悬索(无背索)
(2)桅杆支承
图3.2.7塔桅横桥支承形式
1-塔柱;2-横梁;3-桥面系统;4-主缆;5-吊索;6-桅杆;7-背索
条文说明:人行悬索桥一般通过索塔或桅杆支承,索塔支承常用于结构跨度大、荷载
大的情况;桅杆支承则用于结构跨度相对较小,荷载较小的工程。与索塔支撑相比,
11
桅杆支承布置更为灵活。
3.2.7塔桅顺桥向常见形式有单柱、A形柱,也可采用桅杆与背索组合结构体系。
(a)单柱(b)A形柱(c)桅杆+背索
图3.2.8塔桅顺桥支承形式
1-塔桅;2-横梁;3-桥面系统;4-主缆;5-吊索;6-桅杆;7-背索
3.2.8景区人行悬索桥主缆可采用双主缆或单主缆布置;采用双主缆布置时,主缆可
采用平行平面曲线布置方式,也可采用空间曲线布置方式。索承式悬索桥可采用多根
主缆布置。
3.2.9主缆垂跨比应考虑经济性和全桥结构刚度的需要,结合景观设计要求合理确定。
条文说明:主缆垂跨比是悬索桥总体设计中一项重要指标,根据公路悬索桥的设计经
验,主缆垂跨比在1/9~1/11时,相对比较经济。而景区人行悬索桥荷载相对较小,
主缆垂跨比宜取1/10~1/12,通过调整主缆的线型、刚度等,使得桥梁在满足景观设
计要求的同时,得到较好的结构稳定性及综合经济效益。
3.2.10应结合悬索桥形态和抗侧力需求确定主缆和抗风缆的倾斜角度。
条文说明:若设置抗风缆,抗风缆与竖直平面的倾斜角度宜取30°~60°。若未设
置抗风缆,而将主缆沿平面倾斜布置,此时主缆与竖直平面的倾斜角度宜取30°~
40°。
3.2.10桥面纵向坡度宜小于6%,坡度较大时,应设置台阶。
条文说明:控制桥面纵向坡度是由于桥面纵坡大,游客易滑倒。
3.3结构设计
3.3.1结构设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计法。
3.3.2景区人行悬索桥构件、连接及节点的承载能力极限状态设计应符合下列公式的
规定:
1一般设计工况
12
≤
0SR(3.3.2-1)
2地震设计工况
≤
SR/RE(3.3.2-2)
式中:0——结构重要性系数;
S——构件效应的设计值,对一般设计工况,应按作用的基本组合计算;对于
地震设计工况应按效应的地震组合计算;
R——构件抗力的设计值,其值应按本规程第4章给出的材料参数进行计算;
RE——承载力抗震调整系数,其值应按《建筑抗震设计规范》GB50011的规
定采用。
条文说明:本规程第4章的材料参数来自于现行《钢结构设计标准》GB50017、《混
凝土结构设计规范》GB50010、《索结构技术规程》JGJ257、《建筑玻璃应用技术规
程》JGJ113等标准规范。
3.3.3景区人行悬索桥结构抗震设防类别不低于丙类。
3.3.4景区人行悬索桥的结构设计应考虑永久作用、可变作用和地震作用,保证施工
阶段和使用阶段的强度、刚度、稳定性及抗疲劳要求,应保证成桥后使用时的舒适性,
宜进行施工过程分析。附属结构也需进行相应的设计。
3.3.5景区人行悬索桥在人群荷载作用下,主缆的最大竖向挠度不应超过计算跨度的
1/250;在风荷载标准值和设防地震作用下,桥面梁的最大横向位移均不宜大于跨度
的1/150;正常运营时,在风荷载作用下桥面梁的最大横向位移不宜大于跨度的1/500。
条文说明:对景区人行悬索桥变形的控制主要是为了保证悬索桥有一定的刚度,防止
在正常使用情况下出现过大变形,导致游客恐慌。竖向变形刚度主要通过人群荷载作
用下主缆变形控制来保证。温度变化会影响主缆位形,通常控制变形时不考虑人群荷
载与温度作用组合情况下的变形。对于跨度较大,温度变化较大的情况,应控制温度
变化后桥面梁的坡度。
3.3.6景区人行悬索桥应采取措施保证桥梁抗风稳定性,可采取增加抗风缆、空间曲
面布置主缆、设置阻尼装置、设置交叉吊索、增加桥面自重等方式。
3.3.7可根据需要在跨中设置中央扣。
13
条文说明:中央扣可提高悬索桥结构的抗风稳定性,具有减少桥面梁沿纵向变形及减
少吊索弯折疲劳等作用,但其设置对景观有一定影响,因此在设计时应综合考虑。中
央扣可采用刚性杆,也可采用柔性中央扣。
3.4岩土工程勘察
3.4.1岩土工程勘察除应满足本规程的要求外,尚应按现行国家标准《岩土工程勘察
规范》GB50021的有关规定执行。
3.4.2岩土工程勘察前应搜集建造场地地质资料、获得当地工程经验、了解场地的工
程地质与水文地质条件,并应取得下列资料:
1气象、水文资料,特别是雨季和暴雨强度等资料;
2建设场地地形图、工程设计总平面图;
3工程规模、结构类型、荷载、基础形式和埋置深度、锚固形式等资料;
4场地周边环境条件及地下管道、电缆、地下构筑物等的分布情况。
条文说明:本条为满足景区人行悬索桥工程设计所需的基本资料,除建筑场地工程地
质、水文地质资料外,场地的环境条件、新建工程的平面布置、结构类型、荷载分布、
使用功能上的特殊要求、结构安全等级、抗震设防烈度、场地类型、施工条件、类似
地质条件等都是设计的基本资料。
3.4.3岩土工程勘察应根据拟建工程特征、地基基础设计要求、场地工程地质与水文
地质及周边环境等条件,选择针对性的勘察方法和手段;勘察工作深度与勘察成果应
满足工程建设相应设计阶段及地基基础施工的需要。
条文说明:勘探方法应具有针对性,不应单纯采用钻探。触探可以获得连续的定量的
数据;井探可以直接观察岩土结构,避免单纯依据岩芯判断。因此,应根据具体情况
选择钻探、井探、静力触探和动力触探等勘察手段。其中,钻探和触探宜配合应用。
3.4.4岩土工程勘察成果应明确拟建场地岩土工程条件、岩土层分布特征和地下水的
赋存特性,分析评价场地与地基的稳定性、适宜性及场地的地震效应,提供岩土体性
质指标及地基承载力、变形、稳定性设计、桩基设计、锚固设计计算参数,为选择地
基方案、基础设计及锚固设计提供工程地质依据和必要的设计参数,并提出相应建议。
对在河床中设塔桅的悬索桥,应提供抗冲刷计算所需的岩土参数。
14
3.4.5岩土工程勘察应查明特殊性岩土的特性和空间分布,并提出采取设防措施的建
议。
3.4.4~3.4.5条文说明:本条原则上规定了勘察应做的工作和应有的深度。勘察应有明
确的针对性,要了解塔桅的结构形式、基础形式、锚固体系及所在的环境条件,以便
提出岩土工程设计参数和地基基础的设计建议。
3.4.6勘探点的布置应符合下列规定:
1每个基础下勘探点间距不应大于10m;对于塔桅和锚碇,每个基础勘探点不
应少于1个,不宜少于2个,且勘探点的布置应满足稳定性验算要求;采用锚索锚固
时,应沿锚索方向向外布置不少于2个勘探点。
2当相邻勘探点揭示的主要受力层或有影响的下卧层起伏较大,影响基础设计
和施工方案的选择时,应适当增加勘探点数量,查明其变化。
条文说明:此条为勘探点布置的最低要求。勘探点的布置应满足设计要求,特别是采
用锚索锚固时,应沿锚索长度方向布置勘探点,以满足锚固设计施工要求。当建设过
程中形成临时基坑、永久边坡时,还应满足基坑及永久边坡设计、施工要求。
3.4.7勘探孔深度应符合下列要求:
1当拟采用天然地基时,勘探孔深度应能控制地基主要受力层,且应超过地基
变形计算深度。
2当拟采用桩基时,勘探孔深度应超过桩端以下变形计算深度不小于5m;嵌岩
桩勘探孔深度应达到预计嵌岩面以下(3~5)倍桩径,并应穿过溶洞、破碎带,达到
稳定地层。
条文说明:勘探点深度应根据可能采用的基础形式、变形计算要求等确定,并根据勘
察过程中的实际情况,调整勘探孔深度。
3.4.8取原状土样的勘探孔数量不应少于勘探孔总数的2/3,且不得少于3个勘探孔。
条文说明:鉴于景区人行悬索桥工程勘察孔数一般较少,为保证勘察的准确性,特规
定此条。
3.4.9施工中出现新的岩土工程或工程地质问题,已有勘察资料不能充分判别新情况
时,应进行施工勘察。
3.4.10岩土工程勘察报告应根据任务要求、工程特点和地质条件等具体情况编写。报
15
告应包括文字部分和图表部分。
1文字部分应包括下列内容:
1)拟建景区人行悬索桥工程概况;
2)勘察目的、任务要求和依据的技术标准;
3)勘察方法和勘察工作布置;
4)自然地理、气候条件、水文条件;
5)场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性;
6)各项岩土性质指标,提出岩土的强度和变形参数、地基承载力、桩基及锚
索锚固设计参数;
7)地下水埋藏情况、类型、水位及其变化;
8)土和水对建筑材料的腐蚀性;
9)拟建场地的建筑地震影响评价;
10)可能影响工程稳定的不良地质作用及其特征和对工程危害程度的评价;
11)场地稳定性和适宜性的评价及不良地质作用防护建议;
12)设计和施工相关建议。
2成果报告应附下列图表:
1)勘探点平面布置图;
2)工程地质柱状图;
3)工程地质剖面图;
4)原位测试成果图表;
5)室内试验成果图表;
6)其他相关图表。
条文说明:本条规定了岩土工程勘察成果报告的基本要求。其中第1款10),11)一
般指的是对现状场地进行的初步分析评价。当建设场地位于地质灾害易发区内或切坡、
荷载增加等建造行为对原有场地稳定性有不利影响时,应对改变后的场地进行专项分
析评估。
16
3.5地基基础
3.5.1应根据地质复杂程度、工程规模和使用功能、上部结构类型及已有岩土工程勘
察资料,优先选择场地稳定、地质条件好的地段;对于不利地段,应避让,无法避让
时应采取相应措施。
3.5.2地基基础设计和施工前应对岩土工程勘察提出技术要求,并提供拟建工程规模、
结构类型、荷载、基础形式和埋置深度、锚固形式等资料。当已有的勘察报告不满足
时应提出明确后续勘察阶段补充完善要求。
3.5.3地基基础工程的设计工作年限不应少于景区人行悬索桥主体结构的设计工作
年限。
3.5.4地基基础设计等级应根据景区人行悬索桥主体结构跨度、结构安全等级、地基
类型等综合确定。
3.5.5地基基础设计应包括下列内容:
1地基承载力计算;
2地基变形计算和稳定性验算;
3锚碇锚固系统的承载力、稳定性计算;
4基础的耐久性设计;
5对特殊性岩土的地基处理设计;
6地基基础施工要求;
7地基基础工程检测和监测要求。
3.5.6当基础处于四类、五类环境时,耐久性设计可按《港口工程混凝土结构设计规
范》JTJ267和《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046等执行。
条文说明:环境类别划分按《混凝土结构设计规范》GB50010规定执行。
3.5.7当基础处于腐蚀性环境和受温度影响时,应按有关规范采取相应的防护措施。
3.5.8地基基础除应满足本规程的要求外,尚应按《建筑地基基础设计规范》GB
50007、《建筑桩基技术规范》JGJ94、《建筑地基处理技术规范》JGJ79、《混凝土结
构设计规范》GB50010等规范、标准的规定执行。
3.5.9地基基础开挖施工的临时基坑及建设景区人行悬索桥形成的永久边坡应按相
关标准规范执行。
17
条文说明:基坑支护设计应明确设计工作年限,且不应超过2年。
18
4材料
4.1混凝土、钢筋及预应力筋
4.1.1混凝土应符合下列要求:
1受力构件的混凝土强度等级:钢筋混凝土构件不应低于C30,预应力钢筋混
凝土构件不应低于C40。
2混凝土轴心抗压强度设计值fc和轴心抗拉强度设计值ft应按表4.1.1-1取值。
表4.1.1-1混凝土轴心抗压、抗拉强度设计值(N/mm2)
混凝土强度等级
强度种类
C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80
fc14.316.719.121.123.125.327.529.731.833.835.9
ft1.431.571.711.801.891.962.042.092.142.182.22
3混凝土受压或受拉时的弹性模量Ec应按表4.1.1-2采用。
表4.1.1-2混凝土弹性模量(×104N/mm2)
强度等级C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80
Ec3.003.153.253.353.453.553.603.653.703.753.80
4混凝土的剪切变形模量Gc可按表4.1.1-2相应弹性模量值的40%采用。
混凝土的泊松比vc可按0.2采用。
5在温度0℃~100℃范围内时,混凝土的线膨胀系数取为110-5/℃。
4.1.2钢筋应符合下列要求:
1钢筋混凝土及预应力混凝土构件中的普通钢筋宜选用HPB300、HRB400、
HRB500,并应符合《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》GB1499.1、《钢筋
混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》GB1499.2的规定。
2普通钢筋的抗拉强度设计值fy和抗压强度设计值f′y应按表4.1.2-1取值。
表4.1.2-1普通钢筋抗拉、抗压强度设计值(N/mm2)
公称直径
牌号符号fyf′y
d(mm)
HPB3006~22Φ270270
HRB4006~50360360
HRB5006~50435410
3HPB300钢筋的弹性模量应按表4.1.2-2采用。
19
表4.1.2-2钢筋的弹性模量(×105N/mm2)
牌号弹性模量Es
HPB3002.10
HRB400、HRB5002.00
4.1.3预应力混凝土构件中的预应力筋应选用钢绞线、钢丝或预应力螺纹钢筋,预应
力筋强度设计值及弹性模量应按《混凝土结构设计规范》GB50010的规定采用。
4.1.1-4.1.3条文说明:本节材料数据参考现行《混凝土结构设计规范》GB50010确定,
更详细参数可查阅原规范。
4.2缆索与锚具
4.2.1缆索系统所用高强度钢丝宜采用热镀锌线材或锌-5%铝-混合稀土合金镀层钢
丝。镀锌或镀锌铝高强度钢丝的技术条件应符合《桥梁缆索用热镀锌或锌铝合金钢丝》
GB/T17101的规定,锌-5%铝-混合稀土合金镀锌钢丝应符合《锌-5%铝-混合稀土合
金镀层钢丝、钢绞线》GB∕T20492的规定。
条文说明:锌-5%铝-混合稀土合金镀层钢丝即高钒钢丝。主缆索股采用普通松弛钢丝,
也可选用低松弛钢丝,吊索钢丝宜采用低松弛钢丝。
4.2.2镀锌钢丝绳的技术条件应符合《重要用途钢丝绳》GB8918、《一般用途钢丝
绳》GB/T20118、《粗直径钢丝绳》GB/T20067和《密封钢丝绳》YB/T5295的规定。
4.2.3钢绞线的质量、性能应符合国家现行标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224、
《高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线》YB/T152和《镀锌钢绞线》YB/T5004的规定。
4.2.2-4.2.3条文说明:不锈钢钢丝绳与不锈钢钢绞线强度与耐腐蚀性能均优于高强钢
丝,但价格相对较高,在景区人行悬索桥工程中应用较少,因此未列入规程中。如在
实际工程中采用时,应符合《不锈钢丝绳》GB/T9944、《建筑用不锈钢绞线》JG/T200
等现行国家标准的规定。
4.2.4钢拉杆的质量、性能应符合现行国家标准《钢拉杆》GB/T20934的规定。
4.2.5钢丝绳的极限抗拉强度可分别采用1570、1670、1770、1870、1960MPa等级
别;钢绞线的极限抗拉强度可分别采用1570、1720、1770、1860、1960MPa等级别;
钢拉杆的强度可分为GLG345、GLG460、GLG550、GLG650等级别,其对应极限抗
拉强度可分别采用470、610、750、850MPa。
20
4.2.6缆索材料的弹性模量宜由试验确定。在未进行试验的情况下,缆索材料的弹性
模量可按表4.2.6取值。
表4.2.6缆索材料弹性模量(×105N/mm2)
缆索类型弹性模量
钢丝束1.9~2.0
单股1.4~1.6
钢丝绳
多股1.1
钢绞线1.85~1.95
钢拉杆2.06
条文说明:本条根据《索结构技术规程》JGJ257及制索厂家提供的数据制定,供设
计计算时参考使用。应注意,钢丝绳、钢绞线弹性模量与索体制作方法、钢丝捻距、
捻角有很大关系。
钢丝束包括平行钢丝束与半平行钢丝束,采用PPWS法施工的预制平行索股与符
合《斜拉桥用热挤聚乙烯高强钢丝拉索》GB/T18365的成品缆索大多数可以归类到
钢丝束。
钢丝绳的钢丝捻距较小,捻角较大,钢丝绳制作方法多样,这些都会影响到钢丝
绳的弹性模量,因此设计时应与厂家确认,使用前应对其弹性模量进行检验。
由于防腐的需要,钢丝绳、钢绞线多采用类似《斜拉桥用热挤聚乙烯高强钢丝拉
索》GB/T18365作法,在钢丝束外缠包高强缠包带,并外挤高密度聚乙烯护套(HDPE)。
这类缆索应根据钢丝束部分的材料,分别根据钢丝绳或钢绞线来确定弹性模量取值,
初步设计时,单股钢丝绳可取1.4×105MPa,多股钢丝绳可取1.1×105MPa。
随着技术的进步,采用锌-5%铝-混合稀土合金镀层钢丝制成的钢绞线、密闭索有
良好的防腐性能,可以在不增加HDPE护套的情况下用于室外环境。从制作工艺上来
看,这两种缆索属于单股钢绞线,由于加工工艺的改进,其弹性模量约(1.6±0.5)
×105MPa,接近钢绞线的弹性模量。
4.2.7缆索的抗力设计值应按下式计算:
F
Ftk(4.2.7)
R
式中,F——缆索的抗力设计值(kN);
Ftk——缆索的极限抗拉力标准值(kN);
21
R——缆索的抗力分项系数,按表4.2.7取值。
表缆索的抗力分项系数
4.2.7γR
构件种类缆索类型分项系数
主缆钢丝束、单股钢丝绳、钢绞线2.0
钢丝束、单股钢丝绳、
2.2
吊索多股钢丝绳、钢绞线
钢拉杆2.0
抗风缆、抗风拉索、钢丝束、单股钢丝绳、
2.0
背索、其他索多股钢丝绳、钢绞线
条文说明:缆索的抗力设计值参考了《索结构技术规程》JGJ257、《钢拉杆》GB/T20934、
《公路钢结构桥梁设计规范》JTGD64与《公路悬索桥设计规范》JTG/TD65-05,并
考虑景区人行悬索桥的特点确定。考虑到实际使用情况,主缆不宜采用多股钢丝绳,
因此在主缆分项系数中未对这一情况进行规定。吊索为此类工程的易损构件,其抗力
分项系数与《公路悬索桥设计规范》JTG/TD65-05保持一致,此类工程吊索不应采
用骑跨式。采用钢拉杆作为吊索时,参考了《索结构技术规程》JGJ257,并适当提
高了钢拉杆的抗力分项系数。其他缆索的抗力分项系数与《索结构技术规程》JGJ257
保持一致。
4.2.8缆索的线膨胀系数值宜由试验确定。
4.2.9冷铸锚锚杯的坯件宜为锻件,热铸锚锚杯的坯件可为锻件或铸件。采用锻件时,
其材料宜采用优质碳素结构钢或合金结构钢,其性能应分别符合现行国家标准《优质
碳素结构钢》GB/T699和《合金结构钢》GB/T3077的规定。采用铸件时,其性能应
符合现行国家标准《一般工程用铸造碳钢件》GB/T11352、《大型低合金钢铸件技术
条件》JB/T6402的规定。
4.2.10挤压锚具、夹片锚具的质量、性能、检验和验收应符合现行国家标准《预应
力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370、《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技
术规程》JGJ85的规定。
4.2.11缆索压接锚具的制作、验收应符合现行行业标准《建筑幕墙用钢索压管接头》
JG/T201的规定。
22
4.3结构用钢材及连接材料
4.3.1钢材宜采用碳素结构钢或低合金高强度结构钢,其技术条件应符合《碳素结构
钢》GB/T700、《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定。
4.3.2景区人行悬索桥工程的钢材质量等级不应低于B级。当工作温度不高于0℃但
高于-20℃时,Q235、Q355钢不应低于C级,Q390、Q420及Q460钢不应低于D级;
当工作温度不高于-20℃时,Q235、Q355钢不应低于D级,Q390、Q420及Q460钢
不应低于E级。
4.3.3索鞍、索夹可采用铸钢,非焊接铸钢件的质量应符合现行国家标准《一般工程
用铸造碳钢件》GB/T11352、《大型低合金钢铸件技术条件》JB/T6402的规定,焊
接结构用铸钢件的质量应符合现行国家标准《焊接结构用铸钢件》GB/T7659的规定。
4.3.4锚固系统的拉杆、螺母宜采用合金结构钢,其技术条件应符合《合金结构钢》
GB/T3077的规定。
4.3.5销、轴、锚具等宜采用合金结构钢、合金铸钢、优质碳素结构钢,其技术条件
应符合《合金结构钢》GB/T3077、《大型低合金钢铸件技术条件》JB/T6402、《优
质碳素结构钢》GB/T699的规定。
4.3.6钢结构用大六角高强度螺栓连接的质量应符合现行国家标准《钢结构用高强度
大六角头螺栓》GB/T1228、《钢结构用高强度大六角头螺母》GB/T1229,《钢结构用
高强度垫圈》GB/T1230的规定。扭剪型高强度螺栓的质量应符合现行国家标准《钢
结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T3632的规定。
4.3.7普通螺栓技术条件应符合《六角头螺栓C级》GB/T5780和《六角头螺栓》
GB/T5782的规定。
4.3.8铸焊构件采用的结构用钢板应符合《优质碳素结构钢热轧厚钢板和钢带》GB/T
711、《碳素结构钢和低合金钢热轧厚钢板和钢带》GB/T3274的规定。
4.3.9焊接材料应与主体钢材匹配,并应符合下列规定:
1手工焊接采用的焊条的技术条件应符合《碳钢焊条》GB/T5117、《低合金钢
焊条》GB/T5118的规定,所选用的焊条型号应与主体金属力学性能相适应;
2自动焊和半自动焊采用的焊丝和焊剂的技术条件应符合《熔化焊用钢丝》
GB/T14957、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110、《碳钢药芯焊丝》
23
GB/T10045、《低合金钢药芯焊丝》GB/T17493的规定;
3埋弧焊用焊丝和焊剂的技术条件应符合《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T
5293和《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/T12470的规定。
4.3.10钢材的强度设计值应按表4.3.10的规定采用。
表4.3.10钢材的强度设计值(N/mm2)
抗拉、端面承压
钢材厚度抗剪
钢材牌号抗压和(刨平顶
(mm)fsv
抗弯fs紧)fce
≤16215125
碳素
,≤
结构钢Q235>1640205120320
>40,≤100200115
≤16305175
>16,≤40295170
Q355>40,≤63290165400
>63,≤80280160
>80,≤100270155
≤16345200
>16,≤40330190
Q390415
低合金>40,≤63310180
高强度>63,≤100295170
结构钢≤16375215
>16,≤40355205
Q420440
>40,≤63320185
>63,≤100305175
≤16410235
>16,≤40390225
Q460470
>40,≤63355205
>63,≤100340195
注:表中厚度指计算点的钢材厚度或钢管壁厚度,对轴心受拉和轴心受压构件指截面中较厚板件的厚度。
4.3.11铸钢和锻钢的强度设计值应按表4.3.11的规定采用。
表4.3.11铸钢和锻钢的强度设计值(N/mm2)
钢号
强度种类ZG230-450ZG270-500
ZG300-500HZG310-57035#45#
ZG230-450HZG270-480H
抗拉、抗压
180210235240250280
和抗弯fd
抗剪fvd105120135140145160
端面承压
290310325370——
(刨平顶紧)fce
铰轴紧密接触
85100110110125140
时径向受压frd1
辊轴或摇轴
自由接触时6.58.09.09.010.011.0
24
径向受压frd2
销孔承压fsd————190210
注:1钢号带H为焊接结构用铸钢件,不带H为非焊接结构用铸钢件;
2铰轴紧密接触系指接触面为圆弧,中心角为2×45°的接触;辊轴或摇轴自由接触系指轴与板平面的接触;
3计算紧密接触或自由接触受压强度时,其承压面积采用轴径截面。轴与板采用不同钢种时,径向受压设
计值取用其较低者。
4.3.12钢材和铸钢的物理性能指标应按表4.3.12的规定采用。
表4.3.12钢材和铸钢的物理性指标
弹性模量E剪切模量G线膨胀系数泊松比质量密度ρ
(N/mm2)(N/mm2)α(1/℃)ν(kg/m3)
2.06×1050.79×10512×10-60.317850
4.3.13普通螺栓和锚栓连接的强度设计值应按表4.3.13的规定采用。
表4.3.13普通螺栓和锚栓连接的强度设计值(N/mm2)
强度设计值
普通螺栓高强度
螺栓的性能等级、锚栓
级、级螺栓
锚栓和构件钢材牌号CAB
抗拉抗剪承压抗拉抗剪承压抗拉抗拉抗剪承压
bbbbbbabbb
ftfvfcftfvfc
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