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文档简介
ICS93.080CCSP28高海拔高寒地区钢-混凝土组合梁斜拉桥设计技术规范Technicalspecificationfordesignofcable-stayedbridgeswithsteel-concrete2021-01-01实施2021-01-01实施青海省市场监督管理局发布IDB63/T1857—2020前言 III 12规范性引用文件 13术语和定义 24材料 34.1混凝土 34.2钢材 34.3斜拉索 3 45.1一般规定 45.2各类作用 45.3作用组合 56总体设计 66.1一般规定 66.2结构体系与形式 67构造设计 77.1一般规定 77.2主梁 77.3索塔 7.4斜拉索 7.5锚固系统 7.6气动稳定结构 7.7附属工程 8结构分析 8.1一般规定 8.2静力计算 8.3动力计算 8.4抗剪连接件计算 8.5抗风稳定计算 8.6施工阶段分析 9施工及监控 209.1一般规定 209.2基本要求 20DB63/T1857—20209.3施工过程控制精度 2010可养护检修设计 2110.1一般规定 2110.2养护条件设计 2110.3构件更换条件 2111健康监测 2111.1一般规定 2111.2监测内容 2211.3系统功能设计要求 2211.4系统集成及软件实施 2211.5系统验收 2211.6系统维护及技术服务 22III本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件由青海省交通运输标准化专业技术委员会提出。本文件由青海省交通运输厅归口。本文件起草单位:青海省高等级公路建设管理局、青海省交通科学研究院、中交第二公路勘察设计研究院股份有限公司、中铁大桥科学研究院有限公司、中交第二公路工程局有限公司。本文件主要起草人:季德钧、王克锦、王永亮、晁刚、赵新瑞、房建宏、杨洪福、薛兆锋、彭元诚、朱玉、黄古剑、陈楚龙、刘新华、赵鹏磊、张金保、范建闻、叶生春、张长福、张超、张志为、李彦君、马元元、迟娟、江明晖、李秀兰、陈干、胡俊亮、李立坤。本文件由青海省交通运输厅监督实施。1高海拔高寒地区钢-混凝土组合梁斜拉桥设计技术规范本文件规定了高海拔高寒地区钢-混凝土组合梁斜拉桥的术语和定义、材料、作用、总体设计、构造设计、结构分析、施工及监控、可养护检修设计以及健康监测。本文件适用于高海拔高寒地区公路钢-混凝土组合梁斜拉桥的结构设计。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本GB/T699优质碳素结构钢GB/T3007耐火材料含水量试验方法GB/T5224预应力混凝土用钢绞线GB/T14370预应力筋用锚具、夹具和连接器GB/T15532计算机软件测试规范GB/T18365斜拉桥用热挤聚乙烯高强钢丝拉索GB/T21073环氧涂层七丝预应力钢绞线GB/T25823单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线GB/T30826斜拉桥钢绞线拉索技术条件GB/T32963锌铝合金镀层钢丝缆索GB50057建筑物防雷设计规范GB50917钢-混凝土组合桥梁设计规范GB50982建筑与桥梁结构监测技术规范CJ/T297桥梁缆索用高密度聚乙烯护套料JGJ55普通混凝土配合比设计规程JT/T737填充型环氧涂层钢绞线JT/T1037公路桥梁结构安全监测系统技术规程JTG/T3310公路工程混凝土结构耐久性设计规范JTG/T3360-01公路桥梁抗风设计规范JTG3362公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG/TB02-01公路桥梁抗震设计细则JTGB05公路项目安全性评价规范JTG/TD31-06季节性冻土地区公路设计与施工技术规范JTGD60公路桥涵设计通用规范JTGD64公路钢结构桥梁设计规范JTG/TD64-01公路钢混组合桥梁设计与施工规范2JTG/TD65-01公路斜拉桥设计细则JTGD81公路交通安全设施设计规范JTG/TD81公路交通安全设施设计细则JTG/TF50公路桥涵施工技术规范JTGF80/1公路工程质量检验评定标准第一册土建工程YB/T152高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1高海拔高寒地区海拔高程超过1500m,月平均最低气温低于-10℃的地区。3.2钢-混凝土组合梁由混凝土板与钢梁通过抗剪连接件组合而成能整体受力的梁。3.3抗剪连接件将钢与混凝土两种材料连接组合在一起共同受力的构件。3.4组合梁斜拉桥主梁为钢-混凝土组合结构的斜拉桥。3.5斜拉索覆冰风振由于斜拉索覆冰改变了气动外形,在一定风速下引起的斜拉索驰振。3.6飘浮体系塔处主梁不设竖向支承,纵向可以是不约束或者弹性约束的结构体系。3.7半漂浮体系塔墩固结,主梁在塔墩上设置竖向支座,纵向可以是不约束或者弹性约束的结构体系。3DB63/T1857—2020塔梁固结体系塔梁固结,墩处设支座的结构体系。3.9刚构体系塔、梁、墩均固结的结构体系。3.10限位装置为防止主梁水平位移过大而采用限制纵、横向水平位移的装置。3.11斜拉索减振装置为减小斜拉索风振或风雨振的措施或装置。3.12混合式组合梁斜拉桥主梁边跨的一部分或全部采用混凝土梁,其余梁段采用钢梁或组合梁的斜拉桥。4材料4.1混凝土4.1.1用于斜拉桥各部分构件混凝土的强度、弹性模量和耐久性设计要求等,应按JTG3362、JGJ55、JTG/TD31-06、JTG/T3310的规定采用。4.1.2索塔所采用的混凝土强度等级应按规定选用,不应低于C40。4.1.3主桥桥面系预制、现浇桥面板、湿接缝宜采用微膨胀混凝土,强度等级不宜低于C55。4.2钢材4.2.1钢筋混凝土及预应力混凝土构件所采用的普通钢筋与预应力钢筋类别、设计强度、标准强度和弹性模量,应按JTG3362的规定采用。4.2.2斜拉桥所采用的板材、型材、普通螺栓、高强螺栓、锚栓、剪力钉、焊接材料等的技术要求、物理性能指标及耐久性设计要求应按JTG/TD64-01的规定采用。4.3斜拉索4.3.1斜拉索用高强钢丝应采用Φ5mm或φ7mm的低松弛、高强度锌-铝合金镀层钢丝,其标准强度不宜低于1770MPa,钢丝抗拉强度设计值按JTGD64的规定采用,钢丝防护层应满足GB/T32963、GB/T18365的规定。44.3.2斜拉索用钢绞线应采用高强低松弛预应力镀锌、环氧填充形钢丝、环氧涂层或其他防护钢绞线,其标准强度不宜低于1860MPa,性能应满足GB/T5224的要求。斜拉索用钢绞线的抗拉强度设计值应按JTGD64的规定采用。钢绞线还应符合YB/T152、GB/T25823、JT/T737、GB/T21073的规定。4.3.3斜拉索用锚具宜采用40Cr及其他合金钢,其材料性能应满足GB/T699或GB/T3007的要求。4.3.4斜拉索的外防护材料性能应满足CJ/T297的要求,PE护套外宜缠包具有良好抗紫外线性能的聚氟乙烯缠包带防护。5.1一般规定高海拔高寒地区组合梁斜拉桥设计中作用的计算,除满足本标准外,尚应符合JTGD60的要求。5.2各类作用5.2.1永久作用计算应按JTGD60的规定执行。结构重力计算时,当钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土含筋率(含普通钢筋和预应力钢筋)大于2%(体积比)时,其重度可按单位体积中扣除钢筋体积的混凝土的自重加所含钢筋的自重之和计算。5.2.2汽车荷载、汽车冲击力均应按JTGD60的规定采用。计算汽车冲击力时,结构基频应取主梁的竖向弯曲基频。5.2.3当桥面两侧设置人行道时,人群荷载取值应符合JTGD60的规定。对桥面两侧设置的检修道,人群荷载可取1.5kN/m²。5.2.4风荷载标准值计算按JTG/T3360-01的规定执行。风环境比较复杂的,应进行专题研究。5.2.5流冰漂浮物荷载标准值计算按JTGD60的规定执行,冰雪荷载应进行专题研究。5.2.6温度作用应满足以下要求:a)考虑基于太阳辐射、环境温度和风速等多元气象参数耦合的桥梁结构温度场理论分析方法和数值分析模型;b)体系温差按JTGD60的规定执行;c)钢-混组合梁的梯度温度按JTG/TD64-01的规定执行;d)四车道及以上宽幅无悬臂主梁,宜考虑横桥向梯度温度作用的影响;e)混凝土索塔或桥墩截面上的温度梯度宜按图1取值,需考虑纵横两方向的正负梯度温度作f)构件间的温差可按下述范围取值为:1)斜拉索与混凝土索塔:±15℃;2)斜拉索与组合梁:±10℃;3)组合梁内钢梁与混凝土桥面板间的温差可采用±15℃。DB63/T1857—20205负温差T1=-8℃T2=-3℃正温差负温差T1=-8℃T2=-3℃T2=6℃立a)截面图式b)计算图式图1索塔或桥墩温度梯度5.2.7高海拔、高寒地区钢-混组合梁斜拉桥应采用E1和E2水准地震作用进行抗震设防,E1地震作用宜采用100年超越概率10%的地震动,E2地震作用宜采用100年超越概率4%的地震动。对于跨径不大于150m的斜拉桥,地震作用可按JTG/TB02-01中A类桥梁的规定采用。工程场地地震安全性评价应符合下列要求:a)E1和E2地震作用应考虑长周期效应,计算采用的设计加速度反应谱和设计地震加速度时程的周期范围应包含斜拉桥结构的基本周期;b)桥址存在地质不连续或地形特征可能造成各桥墩的地震动参数显著不同,应考虑地震动参数的空间变化;c)对于地震动峰值加速度大的地区,地震作用效应计算应考虑结构几何非线性影响,必要时可进行专题研究。5.2.8需要考虑船舶或汽车撞击作用时,撞击作用标准值按JTGD60的规定或相关的专题研究确定。在通航环境比较复杂的区域,应进行专题研究。5.2.9进行施工过程计算时,应计入施工中可能出现的施工荷载,包括架设机具和材料、施工人员、桥面堆载、临时配重以及施工期间风荷载等。5.3作用组合5.3.1作用组合应符合JTGD60中有关作用组合的规定。5.3.2设计阶段应考虑可能同时出现的所有作用,按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用组合。5.3.3施工阶段的作用组合应根据实际情况确定,结构上的施工人员和施工机具设备等均应作为可变作用加以考虑。5.3.4高海拔高寒地区钢-混组合梁斜拉桥抗震计算应考虑下列作用:a)永久作用,包括结构重力(恒载)、预应力、土压力、水压力等;b)可变作用,需考虑可能同期作用的一定量的可变作用;c)地震作用,包括地震动的作用和地震土压力、水压力等;d)体系温差,计入50%降温效应。5.3.5高海拔高寒地区钢-混组合梁斜拉桥桥墩防船撞计算应考虑永久作用以及与船撞可同时出现的可变作用,按JTGD60中的偶然组合规定采用。66总体设计6.1一般规定6.1.1总体设计应根据高海拔高寒地区建设条件、技术标准、景观环保等要求,对结构体系、跨径布置、辅助墩的设置、车道数量等进行综合考虑,合理布置。6.1.2总体设计应对主梁、斜拉索、索塔和基础等主要组成构件的类型及其组合,进行多方案综合比选。6.1.3设计中应明确结构体系转换的顺序及应采取的相应措施。6.1.4总体设计应综合考虑高海拔高寒地区的气候条件和地形地质特点。6.1.5对跨径大于400m或建设环境复杂、施工技术要求特殊的组合梁斜拉桥进行初步设计阶段安全风险评估。6.1.6在从工可研究、初步设计、施工图设计、项目评审、交工验收各阶段应按照JTGB05的规范执6.1.7除上述要求外,总体设计尚应满足以下要求:a)方案比选应考虑全寿命周期成本;b)根据高海拔、高寒地区的环境特点,应满足设计使用年限内的耐久性要求;c)应考虑施工与运营期养护的要求。6.2结构体系与形式6.2.1高海拔高寒地区钢-混组合梁斜拉桥主要由主梁、斜拉索、索塔、墩台及基础等部分构成。6.2.2高海拔高寒地区钢-混组合梁斜拉桥根据塔、墩、梁之间的约束方式采用:飘浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系、刚构体系等,如图2所示。a)漂浮体系b)半飘浮体系c)塔梁固结体系d)刚构体系图2四种基本结构体系6.2.3依据组合梁斜拉桥索塔在纵桥向布置、斜拉索索面布置、主梁材料等可采用以下结构类型:a)根据索塔纵桥向的布置,可采用独塔斜拉桥、双塔斜拉桥、多塔斜拉桥;b)根据斜拉索索面布置,可采用单索面、双索面、多索面斜拉桥,如图3所示;c)根据主梁材料,可采用钢-混组合梁和边跨混凝土梁中跨钢-混组合梁的混合梁。DB63/T1857—20207a)单索面b)双索面c)多索面图3斜拉索索面布置6.2.4总体布置及基本参数应按如下原则选用:a)一般情况下,独塔斜拉桥的边中跨比宜为0.5~1.0,双塔斜拉桥的边中跨比宜为0.3~0.5,多塔斜拉桥的各主跨跨径可以不相同,其边跨与主跨比可参照双塔三跨斜拉桥选用;b)双塔、多塔斜拉桥桥面以上塔高与主跨跨径比宜为1/4~1/6;独塔斜拉桥桥面以上塔高与主跨的跨径比宜为1/2.7~1/3.7;c)梁高应根据跨径、索面布置、截面型式、纵横向受力特点等综合确定。双塔斜拉桥一般取主跨的1/125~1/200;d)斜拉索布置宜采用以下形式:1)斜拉索索面布置可采用空间索面或平面索面;2)斜拉索在纵桥向宜采用扇形,也可采用竖琴形、辐射形、星形等;3)斜拉索在主梁上的标准间距对于组合梁宜为8m~16m;对于混合梁的混凝土梁段宜为6m~12m。e)辅助墩应根据整体刚度、结构受力、边跨通航要求、施工期安全以及经济适用条件进行设置。6.2.5多塔斜拉桥基本构造与一般斜拉桥相同,根据结构受力,中塔与边塔可采用不同的塔梁约束方式,并可通过下列措施提高其整体刚度:a)增大中间塔的刚度;b)采用辅助索约束中间索塔顶变位。7构造设计7.1一般规定7.1.1高海拔高寒地区组合梁斜拉桥主要组成部分的尺寸及构造应满足JTG3362、JTG/TD65-01、JTG/TD64-01、GB50917中的构造要求。7.1.2各主要组成部分的构造,应保证结构具有足够的刚度,同时使内力传递顺畅,减少应力集中,便于施工。7.1.3构造设计时应考虑完善的可达、可检、可修设施,对需要更换的构件预设必要的操作空间和构造措施。7.2主梁DB63/T1857—202087.2.1主梁宜布置成连续体系。7.2.2主梁的截面形式应根据材料、跨径、索距、桥宽、索面数等因素,综合考虑结构受力、抗风稳定和施工方法选用。7.2.3组合梁钢梁截面可采用工字形、上字形、箱形(边箱或开口箱)、钢桁梁等截面形式。其典型组合梁截面如图4所示。索和边梁中心线混凝土板果浙面配间距_a)工字钢主梁截面剪力钉混凝土板b)上字钢主梁截面斜拉索斜拉索混凝土板钢横梁人行道挑梁行车轨道粱钢主梁c)小边箱截面混凝土板引5钢边箱主梁d)PK箱梁截面图4组合梁斜拉桥典型示意9e)整体式箱梁截面f)钢桁梁截面图4组合梁斜拉桥典型示意(续)7.2.4组合梁混凝土桥面板厚度不宜小于250mm。当采用预制板时,存放期不应小于6个月。混凝土板间接缝、钢梁顶面的抗剪连接件与钢梁顶面应有效地结合成整体。其典型抗剪连接件如图5所示。连接构造应符合JTG/TD64-01的相关规定。a)焊钉连接件b)开孔板连接件c)型钢连接件图5抗剪连接件7.2.5组合梁钢梁横隔板除桁梁处,宜采用板式横隔板,间距不宜大于4.0m,钢板厚度不宜小于10mm。拉索及支承处横隔板厚度应适当增加。7.2.6主梁纵向连接构造应满足以下要求:a)主梁节段长度以能布置1根~2根斜拉索或2道~4道横梁为宜,节段连接方式可采用高强螺栓连接或焊接;b)混合梁主梁纵向不同材料梁的连接处,宜设置在弯矩最小的位置,可布置在主跨或边跨内,连接处应设横隔板。钢混结合段可采用施加预应力、设抗剪栓钉等连接方式,典型构造形式如图6所示。填充混凝土混凝土梁钢梁填充混凝土混凝土梁钢梁E承压板人孔承压板a)整体式b)填充混凝土整体式填充混凝土金属连接c)填充混凝土直接式d)承压板式图6混合梁的连接方式7.2.7边跨混凝土主梁合龙段长度可取1.5m~3.0m,临时固结措施可采用劲性钢骨架,必要时可施加预应力。主跨组合梁钢梁合龙段长度可取3.0m~4.0m,合龙段钢梁实施长度宜根据合龙温度予以修正。7.2.8预制混凝土桥面板湿接缝宽度可取0.5m~1m,其典型构造如图7所示。湿接缝预制砼板橡胶条环氧砂浆橡胶条图7预制桥面板湿接缝大样DB63/T1857—20207.3索塔7.3.1大跨径组合梁斜拉桥宜采用混凝土索塔。7.3.2索塔的纵向形式、横向形式及横截面形式如下:a)常用索塔的纵向形式有单柱式,A形式及倒Y形式等,如图8所示。索塔宜设计成竖直式,也可以根据需要设计成倾斜式。a)等截面b)向下加宽c)向上加宽d)A形e)倒Y形图8索塔的基本形式b)常用斜拉桥索塔的横向形式有单柱式、双柱式、门式、花瓶式、A形式、倒Y形式、宝塔式、钻石式等,如图9所示。a)单柱式b)窄双柱式c)门式d)花瓶式1e)花瓶式2Wf)A式1g)A式2h)倒Y式i)宝塔式j)钻石式图9索塔的基本形式c)索塔塔柱的横截面可采用实心或空心,截面形式可采用矩形、I字形、箱形或多边形。7.4斜拉索7.4.1斜拉索应结合生产、运输和安装等条件选用平行钢丝斜拉索或钢绞线斜拉索。7.4.2斜拉索应有完整可靠的密封防护构造,尤其是索端与锚具的接合部。斜拉索锚具两端应便于张拉、检查和换索。7.4.3斜拉索索端应考虑施工期和运营期的排水、防潮措施。7.4.4桥面以上的斜拉索应设置有效防护,其竖向防护高度不应小于2.5m。7.4.5斜拉索索端应设置内置式减振装置,宜加设外置式阻尼器。7.4.6平行钢丝斜拉索应满足以下要求:a)平行钢丝斜拉索设计应符合GB/T18365的要求;DB63/T1857—2020b)平行钢丝斜拉索应采用外挤双层HDPE护套,并缠包具有良好抗紫外线性能的聚氟乙烯缠包带防护;c)平行钢丝斜拉索锚具分为张拉端锚具和固定端锚具,锚具外表面应进行防护处理。7.4.7钢绞线斜拉索应满足以下要求:a)钢绞线斜拉索应满足GB/T30826的要求;b)钢绞线斜拉索外护套可采用HDPE半圆管或整管护套,并缠包具有良好抗紫外线性能的聚氟乙烯缠包带防护;c)钢绞线斜拉索锚具结构形式及规格应符合GB/T14370的要求;d)钢绞线斜拉索锚具宜考虑施工及运营期间的整体张拉要求。7.5锚固系统7.5.1索塔与斜拉索的锚固宜采用侧壁锚固、钢锚梁、交叉锚固、钢锚箱、鞍座式锚固(骑跨式和回转式)等形式,锚固的基本构造如图10~图15所示:a)箱形截面b)单箱c)双箱f)对称布索d)钢锚梁e)锚固段为I形截面g)交叉布索图10混凝土索塔锚固基本方式示意图混凝土塔壁混凝土塔壁塔壁钢板混凝土塔壁钢锚梁图11混凝土索塔钢锚梁锚固示意O钢锚箱剪力钉0剪力钉a)立面图b)平面图图12混凝土索塔内置式钢锚箱锚固方式示意a)立面图b)平面图图13混凝土索塔外置式钢锚箱锚固方式示意φ螺母锚垫板a)立面图b)单根拉索c)分丝管构造示意图14索塔分丝管式鞍座锚固方式示意回转式鞍座回转式鞍座大桩号侧小桩号侧前导管过渡管a)立面图b)单根拉索c)鞍座断面造示意图15分丝管构造示意7.5.2组合梁钢梁与斜拉索的锚固宜采用锚箱式、锚拉板式、耳板式、锚管式等形式,锚固的基本构图16组合梁钢梁与斜拉索的锚箱式锚固方式示意a)斜拉索锚固于钢梁截面的节点板上(1)b)斜拉索锚固于c)斜拉索锚固于钢梁风嘴位置(1)d)斜拉索锚固于钢梁风嘴位置(2)图17组合梁钢梁与斜拉索的锚固方式示意7.5.3组合梁钢桁梁与斜拉索的锚固宜采用弦杆内置锚箱式、节点板内置锚箱式、双拉板整体锚箱式、双拉板栓焊锚箱式等形式,锚固的基本构造如图18所示:1222进人孔上弦杆系统线_名义锚固点导管中心线名义锚固点2-2进人孔外侧节点板外侧节点板2-2进人孔L1图18钢桁梁与斜拉索的锚固方式示意锚箱剖面整体式锚拉板斜拉索轴线节点中心线上弦杆腹板系上弦杆横隔板上弦系统线统线上弦杆横隔板上弦系统线系统线b)节点板内置锚箱式c)双拉板整体锚箱式主承压板主承压板锚垫板锚管定位板次承压板下部分拉板高强度螺栓拼接上弦杆系统线图18钢桁梁与斜拉索的锚固方式示意(续)7.5.4斜拉索锚固区构造应满足以下要求:a)混凝土锚固区应设置实体构造;锚固区内的构件截面尺寸应满足设置穿索管道及锚下垫板的需要;锚下局部区段内应增设加强钢筋网或螺旋钢筋。其构造与配筋设计应满足JTG3362b)钢结构锚固区各构件之间应连接可靠,各构件的最小厚度应不小于10mm;c)锚下钢垫板尺寸应根据张拉吨位、张拉机具大小和锚具形式等确定,厚度不小于20mm,斜拉索锚管的最小壁厚不小于10mm;d)斜拉索锚管和锚下钢垫板之间应采用加劲板加强;e)索塔锚固区斜拉索的间距,除应满足计算高度要求之外,同时满足孔洞、管道及张拉操作7.5.5墩梁分离体系的斜拉桥主梁采用悬臂法施工时,应采取措施对塔梁进行临时固结,当双悬臂跨径较大时,可设置临时墩以减小不平衡荷载对塔梁的影响。临时固结措施应确保施工安全,体系转换应方便、快捷。7.6气动稳定结构可采用下列措施提高斜拉桥气动稳定性能:a)提高结构刚度,包括增加塔梁刚度,采用空间索以及边跨设辅助墩等;b)索塔、主梁采用能改善空气动力稳定性的截面外形;c)合理设置检修车轨道位置、改变栏杆形状,在主梁上设置导流装置等。7.7.1主梁桥面铺装可采用沥青混凝土或水泥混凝土铺装,并应设置防水层。7.7.2斜拉桥宜采用球形钢支座和限位装置,应预留支座更换操作空间。7.7.3应根据主梁伸缩量及端部位移合理选择伸缩装置,伸缩装置锚固预留槽宜采用纤维混凝土或环氧混凝土浇注,混凝土强度等级不低于C50,并做好接缝处理。7.7.4应结合地震、风和汽车制动等动力荷载合理选择阻尼器类型和参数。阻尼器可布置在主梁与桥塔的连接处,也可设置在主梁与过渡墩连接处。7.7.5斜拉桥设计除应符合JTGD60中的规定外,还应满足以下关于防雷、航空、航道的要求:a)索塔顶部应设置能覆盖全桥的防雷设施,并应符合GB50057的相关规定;b)根据航空管理的要求设置航空障碍标志灯;c)根据航道管理部门要求设置桥涵标、导航装置。7.7.6护栏、支座、伸缩缝装置、桥面铺装、排水设施、桥面人行道等设施应符合JTGD81,JTG/TD81,JTGD60,JTG3362的有关规定。8结构分析8.1一般规定8.1.1在设计计算中,除进行静力分析外,还应进行动力分析、稳定分析,确保结构的强度、刚度和稳定性满足要求。8.1.2结构计算模型、几何特性、边界条件应反映实际结构状况和受力特征。8.1.3结构的局部构件计算可采用平面结构计算模型和空间结构计算模型,计算模型能体现结构的受力特点。8.2静力计算8.2.1结构计算原则:a)钢-混组合梁斜拉桥结构计算可采用结构力学方法或有限元方法,跨径较大时应考虑结构几何非线性、材料非线性影响;b)将空间斜拉索简化为平面结构计算时,应考虑索力方向的影响;c)结构计算时可采用等效弹性模量法考虑斜拉索垂度对刚度的非线性影响;d)结构计算应考虑主梁组合截面两种材料特效差异引起的结构内力重分配;e)结构计算应考虑基础变位对结构的影响。主梁为箱形结构时,应考虑扭转翘曲的影响;f)结构计算应考虑断索工况;g)除对结构进行总体荷载效应分析外,尚应对一些特殊部位进行局部分析,尤其是锚下应力区、组合梁抗剪连接件、混合梁的钢混结合部及塔墩梁固结等部位,应计入结构总体荷载效应的非线性影响。8.2.2确定合理成桥状态:a)设计计算应确定合理成桥状态;DB63/T1857—2020b)确定合理成桥状态时,组合梁斜拉桥应计入主梁桥面板预应力效应和汽车荷载效应。8.2.3斜拉索初拉力和调整力应以合理成桥状态为目标确定。8.2.4总体静力分析应符合下列规定:a)考虑垂度效应的斜拉索换算弹性模量按式(1)计算:……………………式中:E——考虑垂度影响的确定工况斜拉索换算弹性模量,单位为兆帕(MPa);E——斜拉索钢材弹性模量,单位为兆帕(MPa);γ——斜拉索单位体积重力,单位为千牛每立方米(kN/m³),取每米斜拉索及防护结构重力除以斜拉索面积;S——斜拉索长度,单位为米(m);a——斜拉索与水平线的夹角,单位为度(°);o——确定工况斜拉索应力,单位为千帕(kPa)。b)钢-混组合梁应考虑主梁的两种材料不一致而引起的结构内力重分配;c)混凝土收缩徐变效应按JTG3362的规定计算。8.2.5采用平面计算模型时,纵向整体计算及索塔横向计算可采用平面杆系有限元法。8.2.6主要构件强度验算:a)混凝土索塔截面强度的验算,应符合JTG3362的要求;b)钢主梁、钢索塔截面强度的验算,应符合JTGD64的要求;c)组合梁的强度验算和配筋计算应考虑剪力滞效应。8.2.7基础计算:a)用有限元方法将基础与上部结构一并按施工形成过程进行分析,应计入墩、索塔施工偏心对基础的影响和桥梁横向荷载对基础的影响;b)按常规的基础计算方法将基础单独分析,除应计入墩、索塔施工偏心和桥梁横向荷载对基础的影响外,还应计入上部结构产生效应后对基础产生的二次效应;c)重力式基础计算应包括抗倾覆、抗滑移和抗拔计算,其中抗倾覆、抗滑移安全系数应不小于2.0,抗拔安全系数应不小于1.5;d)重力式基础地基为冻胀土层时,应将基底埋入冻结线以下不小于0.25m,季节性冻胀土层中基础的埋深按JTG/TD31-06计算确定;e)水中桩基承台底面标高应在最低冰层底面以下不小于0.25m。当有强大的流冰时,承台底面标高应保证基桩不受直接撞击;f)水中基础桩受冻融影响及河床冻土范围内部分宜采用抗冻混凝土浇注;g)位于冻胀土层中桩基应按JTG/TD31-06的要求进行抗冻拔稳定性验算。8.2.8稳定分析应根据不同的结构体系和不同的受力工况计算整体稳定和局部稳定:a)钢-混组合梁斜拉桥稳定分析中,应计入斜拉索垂度的影响;b)弹性屈曲的结构稳定安全系数应不小于4;计入材料非线性影响的弹塑性强度稳定的安全系数,混凝土结构应不小于2.50,钢结构应不小于1.75;c)钢结构的局部稳定验算应符合JTGD64的规定。8.3动力计算钢-混组合梁斜拉桥的动力计算图式应正确反映桥梁质量的实际分布并计入非线性影响。8.4抗剪连接件计算8.4.1常温下组合梁抗剪连接件的设计计算按JTGD64和JTG/TD64-01进行。8.4.2低温作用下,剪力连接件的抗剪承载力有一定提高,在设计时可不考虑低温对抗剪承载力的提高作用,可采用常温的抗剪承载力计算公式计算。8.4.3冻融循环作用下,剪力连接件的抗剪承载力随着循环次数逐渐衰减,在有冻融影响的地区,应考虑冻融循环对抗剪承载力的衰减作用,在常温抗剪承载力的基础上乘以折减系数kN,kN可根据N按式(2)计算,kn=-0.0028N+0.9884…………(2)kn——冻融循环作用下抗剪连接件承载能力折减系数;N——冻融循环次数,其值宜根据试验研究结果取用。8.5抗风稳定计算8.5.1斜拉桥的空气动力稳定分析应按照JTG/T3360-01计算。8.5.2斜拉索风振、风雨振计算:a)斜拉索横截面因冰雪凝冻不能保证为圆截面时,应验算斜拉索的驰振临界风速;b)斜拉索由两根以上平行索组成,且风向上下游索距在6D~40D(D为上游索直径)范围之内,下游索距尾流中心距离在2D~4D时,应考虑下游索的尾流驰振;c)应计算斜拉索涡激共振的临界风速;d)计算斜拉索风雨振时,风雨激振相关参数可按JTG/T3360-01取用或通过风洞试验确定。8.6施工阶段分析8.6.1施工阶段划分及计算:a)各施工阶段的计算简图应与施工流程一致;b)施工阶段应计算斜拉索索力、结构内力、截面应力、支座反力、索塔及主梁变位等,应考虑斜拉索的非线性影响;c)施工阶段截面验算应按照JTG3362、JTG/TD64-01的有关规定执行;d)钢-混组合梁斜拉桥计算应包括体系转换工况:1)施工过程中的临时支座(墩)安装和拆卸;2)悬臂施工挂篮和合龙施工挂篮的安装和拆卸;3)临时斜拉索转为永久斜拉索;4)采用满堂支架施工工艺初次张拉斜拉索;5)边跨合龙、中跨合龙。e)钢-混组合梁斜拉桥施工过程中应考虑以下几种不平衡荷载:1)主梁悬臂两端设计不对称产生的不平衡重力;2)主梁悬臂施工两端不同的临时施工荷载;3)主梁悬臂纵坡在斜拉索索力(包括不平衡索力)作用下的不平衡荷载;4)因施工工序产生的不平衡荷载;5)主梁悬臂施工过程中一端挂篮脱落。8.6.2主梁预拱度计算:20成桥预拱度宜不小于主梁的自重、混凝土收缩徐变、斜拉索松弛产生的竖向挠度及1/2汽车荷载产生的竖向挠度之和,并拟合成平顺曲线。主梁应考虑斜拉索松弛及混凝土收缩徐变的影响。9施工及监控9.1一般规定9.1.1施工前应全面了解设计要求,根据结构特点和受力特性,制订施工技术方案和安全技术方案。施工时应做好施工过程控制,使成桥线形、内力符合设计要求。9.1.2高海拔高寒地区钢-混凝土斜拉桥的施工技术一般规定,应符合JTG/TF50的要求。9.1.3钢-混组合梁斜拉桥施工中必须进行施工控制。应严格控制实际施工时的结构几何尺寸、重度、收缩徐变、弹性模量、预加应力、斜拉索张拉力,并及时采集各类计算参数,按照实际参数进行跟踪计算分析,确定下一阶段所需拉索索力和施工节段的立模高程。9.1.4施工控制应以施工图设计内容为基础,以结构总体设计确定的标准温度为参考目标,根据实际施工过程中的具体情况对计算参数进行调整,形成施工控制文件。9.1.5施工控制文件中,应包括下列有关施工控制的内容:a)施工工程控制系统。施工控制流程、误差分析方法、测试系统、判断分析系统等;b)施工过程控制数据。斜拉索初拉力、斜拉索调整力、主梁节段立模或拼装高程;c)主梁节段浇注或安装及结构体系转换顺序;d)施工过程测试数据。主梁立面线形、索塔的变位以及控制截面应力、斜拉索索力等;e)成桥恒载状态数据。主梁立面线形、索塔的变位以及控制截面应力、成桥恒载斜拉索索力9.2基本要求9.2.1根据桥址区多年气温资料,室外昼夜日平均气温连续5d稳定低于5℃时,应采取冬期施工的措施,严寒期不宜进行施工。9.2.2应预先做好冬期施工组织计划和技术准备工作,对各项设施和材料,应提前采取防雪、防冻、防冰凌等防护措施,对钢筋的冷拉和预应力筋的张拉,应制订专门的施工工艺及安全技术方案;对处于结冰水域的下部结构,应采取必要的防护措施,防止其在施工期间和完工后遭受冻胀、流冰撞击等危害。9.2.3除永冻地区外,地基在基础施工和养护时,均不得受冻。9.2.4斜拉桥施工控制应使大桥施工完成后,线形、索力和内力符合设计要求。9.2.5在斜拉桥整个施工过程中应对主梁线形、索塔变位、截面应力和斜拉索索力实施全过程控制。9.2.6施工控制应以控制主梁、索塔截面应力和索力满足索力要求为目标,对主梁立面线形和索塔变位进行控制。9.2.7施工监测内容主要包括:节段安装前后主梁高程、索塔变位、索力大小和结构控制截面应力等。9.2.8施工过程中索力、应力和线形的实际值与理论值的偏差超过允许偏差时,应进行调整。9.2.9施工控制中应在现场进行温度场测试,掌握温度变化规律,有效修正温度的影响。9.2.10应利用计算机分析软件,跟踪、模拟斜拉桥的实际施工过程,确定影响斜拉桥施工状态的各种因素(如结构自重、混凝土弹性模量等),及时修正控制的相关参数,并通过调整索力或立模高程,使实测的结果和理论分析区域一致。9.3施工过程控制精度219.3.1变位控制结构在施工过程的最终误差应符合JTG/TF50、JTGF80/1的要求,且相邻阶段相对高程误差应不大于节段长度的±0.3%,混凝土已浇梁段及成桥后主梁高程误差应不大于±L/5000,钢梁架设高程误差应不大于±L/10000,其中L为跨径。索塔的倾斜度应控制在H/3000以内,且不大于30mm或设计文件规定值,H为承台以上塔高。9.3.2立模高程误差控制施工节段的挂篮空载立模高程与预设值允许误差不大于±5mm。9.3.3索力误差控制斜拉索索力与设计的允许误差需满足设计要求,斜拉索初张力
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