公路圬工桥涵设计规范JTGD61附条文说明Word文档下载推荐.docx
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2(2符号
2(2(1材料性能
MU--石材强度等级;
C——混凝土强度等级;
M——砂浆强度等级;
f、f——石材、混凝土、砌体轴心抗压强度标准值、设计值;
ckcd
f、f——砌体轴心抗拉强度标准值、设计值;
tktd
f、f---石材、混凝土、砌体弯曲抗拉强度标准值、设计值;
tmktmd
f、f——混凝土、砌体直接抗剪强度标准值、设计值;
vkvd
E——混凝土受压弹性模量;
c
G——混凝土剪变模量;
E——砌体受压弹性模量;
m
G——砌体剪变模量。
2(2(2作用效应
N--计入作用分项系数后的轴向力设计值;
d
M--计入作用分项系数后的弯矩设计值;
V——计入作用分项系数后的剪力设计值。
2(2(3几何参数
A——截面面积;
A——局部承压面积;
l
A--局部承压计算底面积;
b
W—截面弹性抵抗矩;
S——截面面积矩;
e——轴向力的偏心矩;
s——截面重心至偏心方向截面边缘的距离;
i——弯曲平面内的截面回转半径;
r——圆形截面半径;
h——矩形截面高度;
b——矩形截面宽度;
l——构件支点间长度或跨径;
l--构件计算长度;
0
l--净跨径;
n
L——拱轴线长度。
a
2(2(4计算系数
γ--结构重要性系数;
φ——砌体构件受压承载力影响系数、混凝土轴心受压构件弯曲系数或拱脚处拱轴线的切线与跨径的夹角;
m——截面形状系数或悬链线拱拱轴系数;
β——混凝土局部承压强度提高系数;
μ——摩擦系数f
3材料
3(1材料强度等级
3(1(1石材、混凝土和砂浆的强度等级,应按下列规定采用:
1石材强度等级:
MUl20、MUl00、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30。
2混凝土强度等级:
C40、C35、C30、C25、C20、C15。
3砂浆强度等级:
M20、M15、M10、M7(5、M5。
注:
(1)石材强度等级采用边长70mm的含水饱和的立方体试件的抗压强度(MPa)表示。
抗压强度取三块试件平均值。
(2)混凝土强度等级的定义见《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD26-2004)。
(3)砂浆的强度等级采用边长70(7mm的标准立方体试件28d抗压强度(MPa)表示。
3(1(2不同尺寸的石材试件强度换算系数及石砌体的分类可按附录A的规定采用。
3(2材料基本要求
3(2(1公路圬工桥涵结构物所使用的材料的最低强度等级应符合表3(2.1的规定。
3(2(2片石混凝土为混凝土中掺入不多于其体积20,的片石,片石强度等级不应低于混凝土强度等级和本规范第3(2(1条规定的石材最低强度等级。
片石混凝土各项强度、弹性模量和剪变模量可按同强度等级的混凝土采用。
3(2(3累年最冷月平均温度低于或等于-10?
的地区,所用的石材抗冻性指标应符合表3(2(3的规定。
3(2(4石材应具有耐风化和抗侵蚀性。
用于浸水或气候潮湿地区的受力结构的石材的软化系数不应低于0(8。
软化系数系指石材在含水饱和状态下与干燥状态下试块极限抗压强度的比值。
3(2(5结构混凝土应符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)关于结构混凝土耐久性的要求
3(3材料设计指标
3(3(1石材强度设计值应按表3(3(1的规定采用。
3(3(2混凝土强度设计值应按表3(3(2规定采用。
3(3(3砂浆砌体抗压强度设计值规定如下:
1混凝土预制块砂浆砌体轴心抗压强度设计值f应按表3(3(3(1的规定采用。
cd
2块石砂浆砌体轴心抗压强度设计值f应按表3(3(3-2的规定采用。
3片石砂浆砌体轴心抗压强度设计值f应按表3(3(3-3的规定采用。
4各类砂浆砌体的轴心抗拉强度设计值f、弯曲抗拉强度设计值f和直接抗剪强度设计tdtmd
值f应按表3(3(3-4的规定采用。
vd
5施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体的强度,可按砂浆强度为零进行验算。
3(3(4小石子混凝土砌块石、片石砌体强度设计值应分别按表3(3(4-1和表3(3(4-2
及表3(3(4(3的规定采用。
3(3(5混凝土及各类砌体的受压弹性模量、线膨胀系数和摩擦系数,应分别按表3(3(5-1,
表3(3(5—4的规定采用。
混凝土和砌体的剪变模量G和G分别取其受压弹性模量的0(4cm
倍。
3(3(6混凝土收缩应变可按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004)规定计算。
4构件设计与计算
4(0(1本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,采用分项系数的设计表达式进行计算。
4(0(2圬工桥涵结构应按承载能力极限状态设计,并满足正常使用极限状态的要求。
注:
根据圬工桥涵结构的特点,其正常使用极限状态的要求,一般情况下可由相应的构造措施来保证。
4(0(3圬工桥涵结构的承载能力极限状态,应按表4(0(3规定的设计安全等级进行设计。
4(0.4公路圬工桥涵结构按承载能力极限状态设计时,应采用下列表达式:
4(0(5砌体(包括砌体与混凝土组合)受压构件,在本规范表4(0(9规定的受压偏心距限
值范围内的承载力应按下列公式计算:
4(0(6砌体偏心受压构件承载力影响系数φ,按下列公式计算:
4(0(7计算砌体偏心受压构件承载力的影响系数φ时,构件长细比βx、βy按下列公式
计算:
4(0(8混凝土偏心受压构件,在本规范表4(0(9规定的受压偏心距限值范围内,当按受压承载力计算时,假定受压区的法向应力图形为矩形,其应力取混凝土抗压强度设计值,此时,取轴向力作用点与受压区法向应力的合力作用点相重合的原则(图4(0(8)确定受压区面积Ac。
受压承载力应按下列公式计算:
2双向偏心受压
受压区高度和宽度,应按下列条件确定[图4(0(8b)]:
4(0(9砌体和混凝土的单向和双向偏心受压构件,除符合本规范第4(0(10条的规定外,
其受压偏心距e的限值应符合表4(0(9的规定。
4(0(10当轴向力的偏心距e超过本规范表4(0(9偏心距限值时,构件承载力应按下列公式计算:
按弹性模量比换算截面面积、弹性抵抗矩(或惯性矩),可参见本规范第4(0(6条的规定。
4(0(11混凝土截面局部承压的承载力应按下列公式计算:
4.0(12结构构件正截面受弯时,应按下列公式计算:
4.0(13砌体构件或混凝土构件直接受剪时,应按下列公式计算:
4(0(14对多阶段受力的组合构件,应分别验算各阶段的承载能力。
5拱桥
5(1拱桥计算
5(1(1拱上建筑为梁(板)式结构的拱桥的计算,不应考虑拱上建筑与主拱圈的联合作用;
拱上建筑为拱式结构的拱桥的计算,可考虑拱上建筑与主拱圈的联合作用。
当采用公路—I级、公路一?
级车道荷载计算拱的正弯矩时,自拱顶至拱跨1,4各截面应乘以0(7折减系数;
拱脚截面乘以0(9折减系数;
拱跨1,4至拱脚各截面,其折减系数按直线插入法确定。
5(1(2拱桥设计应优选拱轴线,使拱在作用组合的受力情况下,轴向力的偏心距较小。
对大跨径拱桥,如某些截面的结构重力压力线与拱轴线偏离过大,或在结构重力及其所引起的弹性压缩和温度下降、混凝土收缩等作用组合下的纵向偏心距较大时,则应作适当调整,且应考虑拱轴线偏离结构重力压力线引起的偏离弯矩。
5(1(3拱桥应考虑活载的横向不均匀分布,但实腹式拱桥和拱上建筑为拱式结构的空腹式拱桥或拱上建筑采用墙式墩且活载横桥向布置不超过拱圈以外的拱桥,可考虑活载均匀分布于拱圈全宽。
5(1(4拱桥应验算各阶段的截面强度和拱的整体“强度一稳定”验算。
1拱的截面强度验算
拱圈应按本规范第4(0(5条至第4(0(10条验算截面强度。
1)砌体截面的强度验算可按本规范第4(0(5条至第4(0(7条和第4(0(9条至第4(0(10条的规定计算,计算时可不计长细比β、β对受压构件承载力的影响,即可令本规范公式xy
(4(0(6-2)和(4(0.6-3)内β、β小于3取为3。
xy
2)混凝土截面的强度验算可按本规范第4(0(8条至第4(0(10条的规定计算,计算时可取混凝土轴心受压构件弯曲系数φ为1(0。
2拱的整体“强度一稳定”验算
拱圈应按本规范第4(0(5条至第4。
0(9条进行拱的整体“强度一稳定”验算。
按本规范公式(4(0(7-1)和(4(0(7-2)计算砌体构件长细β、β和按本规范表4(0(8查取混凝xy
土轴心受压构件弯曲系数φ值时,拱圈纵向(弯曲平面内)计算长度l,三铰拱为0(58L、0a
双铰拱为0(54L、无铰拱为0(36L,L为拱轴线长度;
拱圈横向(弯曲平面外)计算长度aaa
l见表5.1.4。
轴向力偏心距可取与水平推力计算时同一荷载布置的拱跨1,4处弯矩设计值M除以N。
dd1)砌体拱可按本规范第4.0(5条至第4(0(7条规定计算。
如符合本规范第5.1(1条规定,考虑拱上建筑与拱圈的联合作用时,纵向长细比β对构件承载力的影响系数φ可不yy考虑,即令β小于3取为3。
y
2)混凝土拱可按本规范第4(0(8条规定计算。
如符合本规范第5(1(1条规定,考虑拱上建筑与拱圈的联合作用时,纵向稳定可不予考虑,即可取纵向轴心受压构件弯曲系数φ=1(0。
3)当板拱拱圈宽度等于或大于1,20计算跨径时,砌体拱可不考虑横向长细比β对构件承x载力的影响,即令β小于3取为3;
混凝土拱可不考虑横向稳定,即可取横向轴心受压构x
件弯曲系数φ=1(0。
5(1(5施工阶段验算时,构件自重效应分项系数取为1(2,施工附加荷载效应分项系数取为1(4。
当按承载能力极限状态设计时,作用分项系数按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60--2004)的规定取用。
5.1(6计算风力或离心力引起的拱脚截面的作用效应时,可按以下假定计算:
1拱圈视作两端固定的水平直梁,其跨径等于拱的计算跨径,全梁平均承受风力或离心力,计算梁端弯矩M。
1
2拱圈视作下端固定的竖向悬臂梁,其跨径等于拱的计算矢高,悬臂梁平均承受1,2拱跨的风力,在梁的自由端承受1,2拱跨的离心力,计算固定端弯矩M。
2
3拱的计算弯矩M为上述两项弯矩在垂直于曲线平面内拱脚截面上的投影之和:
5(1(7多跨无铰拱桥应按连拱计算。
当桥墩抗推刚度与主拱抗推刚度之比大于37时,可按单跨拱桥计算。
5(1(8计算拱圈的温度变化和混凝土收缩影响时,作用效应可乘以下列系数:
温度作用效应:
0(7;
混凝土收缩作用效应:
0(45。
5(1(9箱形截面拱的设计应考虑:
1设计水位(当洪水淹没拱脚)时,漂浮物对拱圈边腹板的撞击力。
2箱室内外温差作用效应。
当无可靠资料时,箱室内外温差可按不低于5?
计算。
5(1(10计算超静定拱桥由相邻墩台引起的不均匀沉降或桥台水平位移引起的作用效应时,其计算作用效应可乘以0(5的折减系数。
5(1(11拱桥应按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)规定的作用短期效应组合,在一个桥跨范围内的正负挠度的绝对值之和的最大值不应大于计算跨径的1,1000。
5(2拱桥构造
5(2(1拱桥的矢跨比宜采用1,4-1,8;
箱形板拱的矢跨比宜采用1,5-1,8。
采用无支架施工或早期脱架施工的悬链线拱的拱轴系数m不宜大于3(5。
5(2(2空腹式拱桥的腹拱,靠近墩台的一孔应做成三铰拱;
大跨径拱桥根据跨径长度和当地温度变化情况,宜将靠近拱顶的腹拱做成三铰拱或二铰拱。
在腹拱铰上面的侧墙、人行道、栏杆等均应设置伸缩缝或变形缝。
对于梁式和板式拱上建筑,可采用连续桥面。
端腹孔的梁或板如支承于桥墩台身墙顶部时,应设置滚动支座或滑动支座。
当采用排架式拱上结构时,应加强柱底垫梁的刚度和强度。
5(2(3多孔拱桥应根据使用要求及施工条件设置单向推力墩或采取其他抗单向推力措施。
单向推力墩宜每隔三孔至五孔设置一个。
5(2(4在软土地基上不宜修建拱式结构,当必须采用拱式结构时,宜采用三铰拱。
设计时应注意下列事项:
1宜选用适应墩台变位和轻型的上下部结构,跨径宜小,矢跨比宜大。
2加强拱脚截面的局部承压能力。
3宜采用无支架或早期脱架施工。
5(2(5严寒地区修建拱桥应注意下列事项:
1拱圈施工应严格控制合龙温度。
2主拱圈的拱脚顶面及拱顶底面应增设钢筋网,拱脚顶面钢筋应伸入拱座。
3加强拱脚截面的局部承压能力;
对大跨径拱桥,宜采用变截面拱圈。
5(2(6当拱桥由预制构件或预制与现浇构件组成时,应保证其组合截面的横向和纵向整体性,并应注意下列事项:
1在构造上应采取措施,使预制与现浇、预制与预制构件之间结合良好。
2拱肋与拱板必须紧密结合,可在拱肋顶部设置锚筋、键块或齿槽。
3对预制组合成型的组合构件及预制构件与现浇构件间的连接,必须将预制构件的钢筋伸出混凝土外,以便组合时与对应钢筋连接;
组合接头处混凝土应采取措施以加强组合构件的整体性。
4分段吊装构件的接头,应构造简单,结合牢固,在安装时,能承受拱圈自重作用下的局部压力。
5组合截面各部分的混凝土强度等级宜一致。
接缝采用砂浆填筑时,砂浆强度等级不宜低于MIO;
接缝如采用小石子混凝土填筑时,小石子混凝土强度等级不应低于被连接构件的强度等级。
5(2(7箱形拱的主拱圈截面形式可采用单室箱或多室箱,箱形截面的挖空率可取50,
。
-70
拱箱由底板、腹板及顶板组成,其中腹板和顶板可由预制构件和现浇混凝土层组合构成。
底板厚度、预制腹板厚度及预制顶板厚度均不应小lOOmm。
腹板的现浇混凝土厚度(相邻板壁间净距)及顶板的现浇混凝土厚度不应小于lOOmm。
预制边箱外壁宜适当加厚。
箱形拱的拱箱内宜每隔2(5-5(Om设置一道横隔板,横隔板厚度可为100-~150mm,在腹孔墩下面以及分段吊装接头附近均应设置横隔板,在3,8拱跨长度至拱顶段的横隔板应取较大厚度,并适当加密。
箱形板拱的拱上建筑采用柱式墩时,立柱下面应设横向通长的垫梁,其高度不宜小于立柱间净距的1,5。
箱形拱采用预制吊装成拱时,除按现浇混凝土要求处理接合面外,尚应设置必要的连接钢筋。
箱形拱应在底板上设排水孔,大跨径拱桥应在腹板顶部设通气孔。
当箱形拱可能被洪水淹没时,在设计水位以下,拱箱内应设进、排水孔。
5(2(8肋式拱桥可采用双肋式或多肋式结构,拱肋可采用实心矩形或箱形截面。
最外侧拱肋间的距离,不宜小于跨径的1,15。
拱肋间应有足够的横系梁,横系梁可采用矩形或I形截面,其梁宽或腹板厚度不宜小于100mm,高度不宜小于800mm或与拱肋同高。
横系梁除在腹拱立柱下设置外,在拱脚附近及拱顶段(31,8—l,2,l为拱的跨径)应予加密。
当拱肋为箱形截面时,箱内横隔板应与横系梁对应设置。
横系梁四周应设直径不小于16mm的构造钢筋。
5(2(9混凝土构件在受拉区应设置不少于构件截面面积的0(05,的构造钢筋。
5(3拱桥施工阶段验算
5(3(1拱桥应设置施工预拱度。
预拱度应根据施工条件,按主拱圈的弹性与非弹性下沉、拱架的弹性与非弹性下沉、墩台位移、温度变化及混凝土收缩和徐变等因素产生的挠度曲线反向设置。
预拱度的计算和设置,可参照附录B的方法确定。
5(3(2安装或砌筑主拱圈及拱上建筑时,必须在纵横向保持对称均衡施工,多孔拱桥应考虑连拱影响。
在施工过程中随时注意观测,控制拱肋或拱圈的变位。
1当采用无支架施工或早期脱架施工时,应根据安装砌筑程序、最不利受力情况及拱脚的支承条件,对裸拱或裸肋进行截面强度和拱的整体“强度一稳定”验算;
主拱圈及拱上结构构件在分段运输、吊装、合龙过程中应进行必要的强度和稳定验算,验算截面应根据实际情况确定;
拱肋接头位置应准确,其接头强度不应低于被连接构件的强度。
分段吊装时应设置缆风索。
2当采用拱式拱架施工时,应根据拱架的结构形式及支承条件进行强度和稳定性验算。
3当采用满堂拱架施工时,拱架上应设置纵、横撑及斜撑。
对高而窄的拱架及在大风地区,应加强拱架的稳定措施。
4当采用分环(层)砌筑时,拱架承受的荷载可按分环数(层数)不同而定。
5(3(3采用缆索起吊构件时,应保证塔架、绳索和锚碇的整体性和稳定性。
在正式施工前,应进行超载试吊,试吊重量不应小于最大吊重的1(2倍。
5(3(4预制构件的吊环应采用R235钢筋制作,严禁使用冷加工钢筋。
每个吊环按两肢截面计算,在构件自重标准值作用下,吊环应力不应大于50MPa。
当一个构件设有四个吊环时,设计仅考虑三个吊环同时发挥作用。
吊环埋入混凝土的深度不应小于35倍吊环钢筋直径,端部应做成180?
弯钩,且与构件内钢筋焊接或绑扎。
吊环内直径不应小于3倍钢筋直径,且不应小于60mm。
6墩台
6(1一般规定
6(1(1在有强烈流冰、泥石流或漂流物的河流中的墩台,其表面宜选用强度等级不小于MU60的石材或C4O混凝土预制块镶面。
镶面砌体的砂浆强度等级不应低于M20。
累年最冷月平均温度低于或等于-10?
的地区,墩台表面应选用强度等级不低于MU50的石料或C30混凝土。
具有强烈流冰河流中的桥墩,应在其迎冰面设置破冰棱。
破冰棱应高出最高流冰水位1(Om,并应低于最低流冰水位时冰层底面下0(5m。
破冰棱的倾斜度宜为3:
1-10:
1(竖:
横)。
破冰棱迎冰面应做成尖端形或圆端形。
混凝土破冰棱在迎冰表面应埋设钢板或角钢。
破冰棱与桥墩应构成一体,自基底或承台底至最高流冰水位以上1(Om处,混凝土墩台应避免设水平施工缝,当不可避免时,其接合面应用型钢或钢筋加强。
6(1(2在非岩石类的地基上修建带八字形翼墙的桥台,台身与翼墙之间宜设缝分开。
在非岩石类的地基上,桥台宜每隔10-15m设置一道沉降缝。
现浇混凝土桥台台身及基础,应根据当地气候条件及施工条件,每隔5,10m设置一道伸缩缝。
桥台应设置台背排水设施。
6(1(3相邻墩台间均匀沉降差(不包括施工中的沉降)不应使桥面形成大于2‰的纵坡。
(4超静定结构桥梁墩台间的均匀沉降差除应满足本规范第6(1(3条要求外,尚应满6(1
足结构的受力要求。
6(1(5各种桥梁墩台除应满足强度和稳定要求外,尚应满足构造和施工要求。
6(刚性角),对于片石、块石和料石砌体,当用强度等级为1(6实体墩台基础的扩散角(
M5的砂浆砌筑时,不应大于30?
;
当用M51以上的砂浆砌筑时,不应大于35?
对于混凝土,不应大于40?
。
6(1(7空心墩台应设置壁孔,在墩台身周围交错布置,其尺寸或直径宜为0(2-0(3m。
6(1(8当桥台锥坡和护坡采用浆砌或干砌砌体时,其砌体厚度不宜小于0(30m。
6(1(9高速公路、一级公路和二级公路上桥梁的桥头宜设置搭板。
搭板厚度不宜小于250mm,长度不宜小于6m。
6(1(10混凝土墩台身宜设置表层钢筋网,其截面面积在水平方向和竖直方向分别不小于
2250mm,m。
6(2梁、板式桥墩台
6(2(1桥梁的墩帽和台帽厚度,特大、大跨径桥梁不应小于0(5m;
中、小跨径桥梁不应小于0(4m。
在墩、台帽内应设置构造钢筋。
设置支座的墩帽和台帽上应设置支座垫石,在其内应设置水平钢筋网。
与支座底板边缘相对的支座垫石边缘应向外展出0(1—0(2m。
支座垫石顶面应高出墩、台帽顶面排水坡的上棱。
墩、台顶面与梁底之间应预留更换支座时的空间。
墩、台帽出檐宽度宜为0(05,0(10m。
6(2(2支座边缘至墩、台身顶部边缘的距离(图6(2
(2)应视墩、台构造形式及安装上部构造的施工方法而定,其最小距离可按表6(2(2的规定采用。
6(2(3实体桥墩侧坡可采用20:
1,30:
横),小跨径桥梁的桥墩也可采用直坡。
实体桥墩墩身的顶宽,小跨径桥梁不宜小于0(8m(采用轻型桥台的桥梁的桥墩不宜小于0(6m);
中跨径桥梁不宜小于1(0m;
特大、大跨径桥梁应视上部构造类型而定。
6(2(4U型桥台(图6(2(4)前墙顶面宽度不宜小于0(50m,其任一水平截面的宽度,不宜小于该截面至墙顶高度的0(4倍。
U型桥台前墙,可参照本规范第6(1(2条规定,设置沉降缝或伸缩缝。
U型桥台的侧墙顶面宽度不宜小于0(50m,其任一水平截面的宽度,对于片石砌体不宜小于该截面至墙顶高度的0(4倍;
块石、粗料石砌体或混凝土不宜小于0(35倍;
如桥台内填料为中、粗砂或砂砾时,则上述两项可分别相
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