DB63 T 1857-2020 高海拔高寒地区钢混凝土组合梁斜拉桥设计技术规范.pdf
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1、ICS 93.080 CCS P 28 备案号: DB63 青海省地方标准 DB63/T 18572020 高海拔高寒地区钢-混凝土组合梁 斜拉桥设计技术规范 Technical specification for design of cable-stayed bridges with steel-concrete composite beamin high altitude and cold regions 2020 - 12 - 09 发布 2021 - 01 - 01 实施 青海省市场监督管理局 发布 DB63/T 18572020 I 目 次 前言 . . III 1 范围 . . 1
2、 2 规范性引 用文件 . . 1 3 术语和定义 . . 2 4 材料 . . 3 4.1 混凝土 . . 3 4.2 钢材 . . 3 4.3 斜拉索 . . 3 5 作用 . . 4 5.1 一般规定 . . 4 5.2 各类作用 . . 4 5.3 作用组合 . . 5 6 总体设计 . . 6 6.1 一般规定 . . 6 6.2 结构体 系与形式 . . 6 7 构造设计 . . 7 7.1 一般规定 . . 7 7.2 主梁 . . 7 7.3 索塔 . . 11 7.4 斜拉索 . . 11 7.5 锚固系统 . . 12 7.6 气动稳 定结构 . . 16 7.7 附属工程
3、 . . 17 8 结构分析 . . 17 8.1 一般规定 . . 17 8.2 静力计算 . . 17 8.3 动力计算 . . 18 8.4 抗剪连 接件计算 . . 19 8.5 抗风稳 定计算 . . 19 8.6 施工阶 段分析 . . 19 9 施工及监控 . . 20 9.1 一般规定 . . 20 9.2 基本要求 . . 20 DB63/T 18572020 II 9.3 施工过 程控制精度 . . 20 10 可养护 检修设计 . . 21 10.1 一般规定 . . 21 10.2 养护 条件设计 . . 21 10.3 构件 更换条件 . . 21 11 健康监测 .
4、 . 21 11.1 一般规定 . . 21 11.2 监测内容 . . 22 11.3 系统 功能设计要求 . . 22 11.4 系统 集成及软件实施 . . 22 11.5 系统验收 . . 22 11.6 系统 维护及技术服务 . . 22 DB63/T 18572020 III 前 言 本文件按照GB/T 1.12020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 起草。 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
5、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。 DB63/T 18572020 1 高海拔高寒地区钢-混凝土组合梁斜拉桥设计技术规范 1 范围 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-
6、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 文件。 GB/T 699 优质碳素结构钢 GB/T 3007 耐火材料含水量试验方法 GB/T 5224 预应力混凝土用钢绞线 GB/T 14370 预应力筋用锚具、夹具和连接器 GB/T 15532 计算机软件测试规范 GB/T 18365 斜拉桥用热挤聚乙烯高强钢丝拉索 GB/T 21073 环氧涂层七丝预应力钢绞线 GB/T 25823 单丝涂覆环氧涂层
7、预应力钢绞线 GB/T 30826 斜拉桥钢绞线拉索技术条件 GB/T 32963 锌铝合金镀层钢丝缆索 GB 50057 建筑物防雷设计规范 GB 50917 钢-混凝土组合桥梁设计规范 GB 50982 建筑与桥梁结构监测技术规范 CJ/T 297 桥梁缆索用高密度聚乙烯护套料 JGJ 55 普通混凝土配合比设计规程 JT/T 737 填充型环氧涂层钢绞线 JT/T 1037 公路桥梁结构安全监测系统技术规程 JTG/T 3310 公路工程混凝土结构耐久性设计规范 JTG/T 3360-01 公路桥梁抗风设计规范 JTG 3362 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG/T B0
8、2-01 公路桥梁抗震设计细则 JTG B05 公路项目安全性评价规范 JTG/T D31-06 季节性冻土地区公路设计与施工技术规范 JTG D60 公路桥涵设计通用规范 JTG D64 公路钢结构桥梁设计规范 JTG/T D64-01 公路钢混组合桥梁设计与施工规范 DB63/T 18572020 2 JTG/T D65-01 公路斜拉桥设计细则 JTG D81 公路交通安全设施设计规范 JTG/T D81 公路交通安全设施设计细则 JTG/T F50 公路桥涵施工技术规范 JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程 YB/T 152 高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线 3
9、 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1500 m,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
10、体系。 DB63/T 18572020 3 3.8 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 JTG 3362、JGJ 55、 JTG/T D31-06、JTG/T 3310 的规定采用。 4
11、.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 JTG 3362 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/T D64-01 的规定采用。 4.3 斜拉索 4.3.1 斜拉索用高强钢丝应采用5 mm 或7 mm 的低松弛、高强度锌-铝合金镀层钢丝,
12、其标准强度不 宜低于1770 MPa, 钢丝抗拉强度设计值按JTG D64的规定采用, 钢丝防护层应满足GB/T 32963、 GB/T 18365 的规定。 DB63/T 18572020 4 4.3.2 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 1860 MPa,性能应满足GB/T 5224 的要求。斜拉索用钢绞线的抗拉强度设计值应按 JTG D64 的规定采用。钢绞线还应符合 YB/T 152、GB/T 25823、JT/T 737、GB/T 21073 的规定。 4.3.3 斜拉索用锚具宜采用 40Cr 及其他合金钢,其材
13、料性能应满足 GB/T 699 或GB/T 3007 的要求。 4.3.4 斜拉索的外防护材料性能应满足 CJ/T 297 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 作用 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 JTG D60 的要求。 5.2 各类作用 5.2.1 永久作用计算应按 JTG D60 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、
14、汽车冲击力均应按 JTG D60 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 JTG D60的规定。对桥面两侧设置的检修道, 人群荷载可取 1.5 kN/m 2 。 5.2.4 风荷载标准值计算按 JTG/T 3360-01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 JTG D60 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
15、按 JTG D60 的规定执行; c) 钢-混组合梁的梯度温度按 JTG/T D64-01 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 用; 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/T 18572020 5 a)截面图式 b)计算图式 注:A当索塔截面高度H小于600 mm时,A=H-200(mm);当索塔截面高度H大于或等于600 m
16、m时,A=400 mm。 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 150 m 的斜拉桥,地震作用可按 JTG/T B02-01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
17、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 JTG D60 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 JTG D60 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
18、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 JTG D60中的偶然组合规定采用。 DB63/T 1
19、8572020 6 6 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 400 m 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
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