DB63 T 1978-2021 公路预制装配式涵洞设计规范.pdf

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1、ICS 93.080.10 CCS P 28 DB63 青 海 省 地 方 标 准 DB 63/T 19782021 公路预制装配式涵洞设计规范 2021 - 12 - 01发布 2022 - 01 - 01实施 青海省市场监督管理局 发 布 DB63/T 19782021 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语与定义 . 1 4 符号与缩略语 . 2 5 总体要求 . 3 6 工程勘察 . 3 7 材料要求 . 3 8 结构设计 . 4 9 构造设计 . 7 DB63/T 19782021 II 前 言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作

2、导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起 草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 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：青海省交通规划设计研究院有限公司、青海省交通控股集团有限公司、青海省 交通建设管理有限公司、青海交通投资有限公司、青海西互高速公路管理有限公司、招商局重庆交通 科研设计有限公司、中交二公局第三工程有限公司、中交一公局第三工程有限公司、江西交通咨询监 理有限公司、中南安全环境技术研究院股份有限公司。 本文件主要起草人：赵顺良、李国全、马旭、李小斌、蔡军、马墩真、严文、

3、薛海方、张磊、邱丹 丹、葸生海、韩文旭、张一鸣、周智海、邓景辉、鲁晨、胡少东、王楠、段金明、干求学、马俊。 本文件由青海省交通运输厅监督实施。DB63/T 19782021 1 公路预制装配式涵洞设计规范 1 范围 本文件规定了公路预制装配式涵洞的术语与定义、符号与缩略语、总体要求、工程勘察、材料要 求、结构设计、构造设计。 本文件适用于公路新建或改扩建工程预制装配式涵洞（通道）的勘察与设计。 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

4、本 文件。 GB/T 18173.3 高分子防水材料 第3部分：遇水膨胀橡胶 GB/T 21873 橡胶密封件给、排水管及污水管道用接口密封圈材料规范 GB/T 23457 预铺防水卷材 GB/T 50942 盐渍土地区建筑技术规范 JTG 3362 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG 3363 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG/T 3365-02 公路涵洞设计规范 JTG B02 公路工程抗震规范 JTG C10 公路勘察规范 JTG C20 公路工程地质勘察规范 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 3 术语与

5、定义 下列术语与定义适用于本文件。 3.1 预制装配式涵洞 采用工厂制造和现场拼装施工方式建造的公路钢筋混凝土构造物。 3.2 纵向节段 沿涵洞纵向按一定长度划分的具有完整截面形状的结构单元。 3.3 DB63/T 19782021 2 平接缝 涵洞节段间或节段各预制构件间垂直于洞身方向的接缝。 3.4 铰接缝 涵洞节段各预制构件间平行于洞身方向的接缝。 3.5 顶板 设置于涵洞截面顶部的板式构件。 3.6 侧墙 设置于涵洞截面两侧的墙体构件。 3.7 底板 设置于涵洞截面底部连接两侧的板式构件。 4 符号与缩略语 下列符号和缩略语适用于本文件。 4.1 材料性能有关符号 fck混凝土轴心抗压

6、强度标准值； ftd混凝土轴心抗拉强度设计值； ftk混凝土轴心抗拉强度标准值； fsd普通钢筋抗拉强度设计值； fsk普通钢筋抗拉强度标准值。 4.2 作用与作用效应有关符号 Bg沟谷宽度； D涵洞的外宽； H涵顶填土高度； h设计路面或填土顶面至涵洞计算截面的填土高度； qv填土重力对涵洞的竖向压力强度； qH填土重力对涵洞的水平压力强度； R结构构件承载力设计值； S作用组合的效应设计值； 沟谷横向坡度； 土的重力密度。 4.3 计算系数及其他有关符号 DB63/T 19782021 3 K竖向土压力系数； r弧面连接的凸面半径； 0结构重性系数； 静土压力系数； 土的内摩擦角。 5 总

7、体要求 5.1 设计阶段应综合考虑建设、设计、预制、施工各方之间的关系，并应加强与各专业之间的配合。 5.2 应遵循“标准化设计、工厂化预制、装配化施工”原则，并应满足因地制宜、就地取材、节能环 保、便于施工、利于养护等要求。 5.3 应充分调查工程所在区域气候特点、水文地质条件，以及既有工程的冻害情况和防冻经验等。混 凝土抗冻设计应综合技术和经济因素，遵循安全耐久原则。当采用新技术、新材料、新工艺时，应进行 抗冻性能试验验证。 5.4 预制构件平立面的基本单元应遵循“少规格、少接缝”原则。 5.5 设计文件中应对预制构件的施工安全事项提出要求。 5.6 设计、预制、运输、施工、竣（交）工交付

8、及运营维护管理等过程可采用BIM 技术。 5.7 预制场地建设应满足构件存放基本要求。 5.8 改扩建工程还应收集涵洞勘察设计、施工及竣（交）工、养护等资料，了解涵洞的运营、养护及 水损坏等情况。 6 工程勘察 6.1 基本资料 应符合JTG/T 3365-02规定，包括但不限于以下内容： a) 沿线地形图，以能获得汇水区流域面积、主河沟纵横坡度等资料为原则； b) 地质特征资料和区域地质图； c) 多年平均降雨量，与设计洪水频率相对应的 24 h降雨量及雨力等； d) 涵位附近上下游坝、闸、渠等水利设施的建设情况及水文资料； e) 地区性洪水计算方法、历史洪水资料、各河沟已有洪水计算成果等；

9、 f) 现有排灌系统及规划设计图，各排灌渠的设计断面、流量、水位等资料； 6.2 初步设计 应符合JTG C10、JTG C20及 JTG/T 3365-02 规定，基于外业调查资料，初步确定涵洞的位置、结 构类型及主要尺寸。 6.3 施工图设计 应符合JTG/T 3365-02规定，在初步设计的基础上，进行详细的调查、核实、补充或修正，最终确 定涵洞的具体位置、结构类型及具体尺寸。 6.4 平立面布设 6.4.1 涵洞平面布设应按JTG/T 3365-02 规定，确定山区、平原、不良地质地段的布设要求。 DB63/T 19782021 4 6.4.2 涵洞立面布设应按JTG/T 3365-0

10、2 规定，确定山岭重丘区和平原微丘区的布设要求。 7 材料要求 7.1 混凝土 7.1.1 混凝土强度等级、强度标准值（fck、ftk）、强度设计值及耐久性应符合JTG 3362规定。 7.1.2 洞口及其他构件预制时，其混凝土强度等级不应小于C 30。 7.1.3 抗冻等级应符合JTG/T D31-06规定，在满足力学性能的基础上，还应根据设计使用年限、服役 环境及作用等级进行配合比分类设计。 7.2 钢筋 7.2.1 普通钢筋的抗拉强度标准值（fsk）、抗拉强度设计值（fsd）、抗压强度设计值（fsd）应符合 JTG 3362规定。 7.2.2 主体结构和基础的钢筋宜采用 HPB300、H

11、RB400 及HRB500。 7.2.3 吊环钢筋应采用HPB300。 7.3 垫层材料 7.3.1 垫层的混凝土强度等级应不低于C 25。 7.3.2 垫层的砂砾粒径应不大于50 mm，0.075 mm以下颗粒含量应不大于 5%，含泥量应不大于5 %，含 砂量应不超过40 %，易溶盐含量宜不大于 0.3 %，且级配良好。 7.4 密封材料 7.4.1 应具有弹性和防渗透性。低温条件下应具有良好的抗冻和抗腐蚀性能。 7.4.2 应符合 GB 18173.3和GB/T 21873 规定，应根据环境条件选用沥青麻絮、弹性橡胶、遇水膨胀 橡胶、聚氨酯密封胶等材料。 7.4.3 防水卷材应符合GB/T

12、 23457 规定，宜采用SBS改性沥青防水卷材等；采用其他防水卷材时，其 性能应不低于同等要求。 7.5 水泥砂浆 平接缝和铰接缝的水泥砂浆强度等级应不小于M 10。 7.6 回填材料 宜采用透水性好的回填材料，并应符合JTG/T 3365-02规定。 8 结构设计 8.1 基本要求 8.1.1 设计使用年限应符合 JTG/T 3365-02规定。 8.1.2 排水涵洞应根据JTG/T 3365-02规定进行水文和水力计算；涵式通道净空应符合 JTG D60规定。 8.1.3 多年冻土、盐渍土、湿陷性黄土地区的涵洞地基处理应符合 JTG 3363及GB/T 50942 规定。 8.1.4 标

13、准化跨径宜采用1.5 m、2.0 m、2.5 m、3.0 m、4.0 m、5.0 m。 8.1.5 结构设计应按 JTG D60、JTG 3362规定，并满足以下要求： DB63/T 19782021 5 应采取措施加强预制构件间的连接，确保结构的连续性和整体性； g) 接缝应考虑受力情况、构造特点，并应满足承载力、延性和耐久性等要求； h) 根据连接节点和接缝的构造方式及性能，确定结构的整体计算模型； i) 预制构件和连接件的设计，应考虑预制和施工过程中所有的荷载条件和约束条件，包括脱膜、 存放、吊装、运输和安装。 8.1.6 预制构件连接宜设置在结构受力较小的部位，其尺寸、形式及结构性能应

14、满足以下要求： a) 根据预制构件的拼装部位、预制及施工精度等要求，确定合理的公差； b) 满足预制、存放、吊装、运输、安装及质量控制的要求。 8.1.7 结构设计可分为施工图设计和预制构件设计两个阶段，并应满足以下要求： a) 施工图设计阶段，进行装配式结构的整体计算分析、结构构件的平立面布置、结构构件的截面 和配筋设计、节点连接构造设计等，其内容和深度应满足预制构件设计的要求； b) 预制构件设计阶段，综合施工图以及预制、存放、吊装、运输、安装等要求进行构件设计。 8.2 截面形式 8.2.1 应按洞身断面形式，设计预制构件的组成和洞身连接方式，装配式涵洞截面形式可分为整体式 涵洞、拼块式

15、涵洞、门式涵洞和盖板式涵洞（见图1）。 标引符号说明： Bc涵洞截面宽度； B0涵洞截面内宽； Hc涵洞截面高度； H0涵洞截面内高； T1涵洞截面顶板厚度； DB63/T 19782021 6 T2涵洞截面底板厚度； T3涵洞截面侧板厚度。 图1 装配式涵洞截面形式示意图 8.2.2 涵洞跨径小于 3 .0m时，宜采用整体式；跨径大于等于 3.0 m 且地基承载力较好时，宜采用盖板 式或门式；运输、吊装条件受限时，宜采用拼块式。 8.3 作用及作用组合 8.3.1 填土重力对涵洞的竖向和水平压力强度，可分别按公式（1）、公式（2）计算： H K q V .（1） h q H .（2） 式中：

16、 土的重力密度（kN/m 3 ）； H涵顶填土高度（m）； h设计路面或填土顶面至涵洞计算截面处的填土高度（m）； K竖向土压力系数（见表1），对经久压实路堤取1.0； 静土压力系数，按公式（3）计算： sin - 1 .（3） 式中： 土的内摩擦角（）。 表1 竖向土压力系数K 坡 0 Bg/D 3 3 Bg/D 10 Bg/D 10或=0 H/D 0.1 H/D 1 1 H/D 10 H/D 10 0.1 H/D 1 1 H/D 10 H/D 10 0.1 H/D 1 1 H/D 10 H/D 10 30 1.10 1.15 1.04 1.25 1.30 1.15 1.50 1.60 1.

17、30 60 1.15 1.20 1.04 90 1.04 1.10 1.15 1.04 注：D涵洞外宽（m）；Bg沟谷宽度（m）；沟谷横向坡度（）；H涵顶填土高度（m）。 8.3.2 应按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别设计。 8.3.3 设计采用车辆荷载，应按JTG D60 规定选用。 8.3.4 计算涵顶汽车荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下30 分布。当几个车轮 的压力扩散线相重叠时，扩散面积以最外侧的扩散线为准。 8.3.5 汽车荷载冲击系数应取 0.3，填土厚度大于 0.5 m 时不计冲击力。 8.3.6 作用于涵顶的车辆荷载、结构自重、填土荷载及温度作用应按不

18、同极限状态，依据 JTG D60 规 定进行组合。 8.4 荷载效应分析 8.4.1 应分别按正常使用极限状态和承载能力极限状态的设计要求进行荷载效应分析，计算各结构构 件的内力及变形情况。 DB63/T 19782021 7 8.4.2 可按框架结构进行设计和计算，框架轴线以构件混凝土截面的重心轴线为准。进行超静定结构 内力效应分析时，可按全截面考虑。 8.4.3 整体式涵洞现浇部分应按刚性连接计算；拼块式涵洞各构件间连接处、门式涵洞侧墙底部与底 板连接处、盖板式涵洞顶板与侧墙连接处可按铰接计算。 8.4.4 顶板、底板、侧墙可按偏心受压构件设计和配筋，其中顶板和底板也可按受弯构件设计和配筋

19、 （不计轴向力的影响）。 8.4.5 明涵的洞内外温度变化值顶板可按10 考虑，暗涵可不考虑。 8.5 持久状况承载能力极限状态设计 8.5.1 应对涵洞抗弯承载力和抗剪承载力进行验算。 8.5.2 承载能力极限状态验算应根据公式（4）进行。 R S 0 .（4） 式中： 0结构重要性系数，二级及以上公路取1.0、二级以下公路取0.9； S作用组合的效应设计值； R结构构件承载力设计值。 8.5.3 洞身构件的承载力强度应按 JTG 3362规定进行验算。 8.6 持久状况正常使用极限状态设计 8.6.1 裂缝宽度和挠度应按 JTG 3362规定进行验算。 8.6.2 洞身构件的最大裂缝宽度值

20、应按JTG 3362 规定计算，并应符合其最大裂缝宽度限值要求。 8.6.3 顶板的长期挠度值应按 JTG 3362 规定计算，其值应不大于计算跨径的 1/600。 8.7 短暂状况构件的应力计算 8.7.1 构件预制、运输及安装等施工阶段由自重、施工荷载等引起的正截面和斜截面的应力应按JTG 3362规定进行计算。 8.7.2 施工阶段应对涵洞预制构件的吊装、运输进行验算，构件在吊装、运输时构件重力应乘以动力 系数1.2（对结构不利时）或 0.85（对结构有利时），可视构件具体情况适当增减。 8.8 斜交端部设计 8.8.1 宜优先选用“斜交正做”。 8.8.2 涵洞与公路斜交角度宜不大于

21、30 。斜交角度大于 30 时，涵洞端部应采用现浇方式，并进 行特殊设计。 8.8.3 斜交端部按以下原则进行设计： a) 斜交角度不大于30 时，宜采用斜交转正交理论进行计算； b) 斜交角度大于 30 时，可采用三维有限元建模方式进行计算。 8.9 抗震设计 8.9.1 地震基本烈度度及以上时，涵洞抗震措施设防等级应按JTG B02规定确定。 8.9.2 强度和稳定性应按JTG B02规定进行验算，其综合影响系数Cz可取 0.3。 8.9.3 涵洞处于软土或液化地基时，基础处理还应符合 JTG B02规定。 9 构造设计 DB63/T 19782021 8 9.1 基本规定 9.1.1 洞

22、身预制节段长度的确定应兼顾经济性、吊装、运输及安装条件。 9.1.2 预制构件应预埋吊环，采用立式预制时应在侧面设置翻转吊环，其构造应符合JTG 3362规定， 计算拉应力应不大于 65 MPa。 9.1.3 洞身底部宜设置砂砾和混凝土组合垫层。 混凝土层厚度应不小于15 cm， 强度等级应不低于C25； 砂砾层厚度宜不小于 40 cm，宽度应超出洞身外边线不少于50 cm。 9.1.4 非岩石地基涵洞应设置沉降缝，其具体位置应根据涵底纵坡、洞身分段位置、地基土变化情况 和填土高度确定，每间隔6 .0 m10.0 m应设置 1道。 9.1.5 排水涵洞应设置纵坡，纵坡宜不大于3 %；纵坡大于3

23、 %时，应符合JTG/T 3365-02 规定。 9.2 洞身 9.2.1 明涵应在预制节段接缝处预留铺装层连接筋，混凝土铺装层厚度应不小于80 mm。 9.2.2 明涵洞身节段顶板宜设置牛腿和搭板。 9.2.3 洞身内壁刚性连接角隅处宜设倒角，并配置防劈裂钢筋，倒角尺寸可按以下要求设置： a) 跨径小于 2 .0 m，倒角宽、高分别为150 mm； b) 跨径大于等于 2.0m且小于 3.0 m，倒角宽、高分别为200 mm； c) 跨径大于等于 3.0 m，倒角宽、高分别为 300 mm。 9.2.4 洞身混凝土保护层最小厚度应符合 JTG 3362规定。 9.2.5 各构件（顶板、底板或

24、侧墙）验算截面最小配筋率应满足以下要求： a) 按偏心受压构件计算时，纵向钢筋的配筋率应不小于5 %，当混凝土强度等级为 C50及以上时， 应不小于 6 %；同时一侧钢筋的配筋率应不小于 2 %； b) 按受弯构件计算时，构件一侧受拉钢筋的配筋率应不小于 45ftd/fsd，同时应不小于 2 %。 9.2.6 涵洞主钢筋直径应不小于10 mm，间距应不大于200 mm，同时各主钢筋间横向净距和层与层之间 的竖向净距应不小于 30 mm，且不小于钢筋直径。 9.2.7 涵洞内应在垂直于主钢筋方向设置分布钢筋，其直径应不小于8 mm，间距应不大于200 mm。 9.2.8 斜交涵洞顶板斜交区域的配

25、筋可按以下要求布置： a) 斜交角度小于 15 时，可采用扇形布置； b) 斜交角度为 15 30 时，锐角侧弯矩适当增加后进行配筋，可采用扇形布置； c) 斜交角度大于 30 时，应按受力情况设置加强钢筋。 9.3 洞口 9.3.1 洞口构造应符合JTG/T 3365-02规定。 9.3.2 排水涵洞宜优先采用八字墙式洞口。 9.3.3 涵洞斜交角大于等于 30 时，宜采用八字式洞口。 9.4 连接 9.4.1 洞身节段间连接设计可采用平接和凹槽式企口连接，并应保证各节段间密贴。 9.4.2 凹槽式企口宜为斜坡，插口斜坡长度可取 80 mm、高度可取 20 mm。 9.4.3 拼块式涵洞洞身

26、分片之间的连接可预留钢筋，现浇湿接缝连接成整体；也可设计为弧面连接或 台阶式连接，弧面连接的凸面半径 r宜为1.5 m 3.0 m；台阶式连接的凸齿宽度宜均匀设置，凸齿长度 宜不小于 8 cm。 9.4.4 门式涵洞底板对应侧墙墙角处应设置预留凹槽，洞身拼装完成后用水泥砂浆填充密实。 DB63/T 19782021 9 9.4.5 涵洞预制节段之间、分片式涵洞洞身分片之间，接缝密封应满足以下要求： a) 平接缝内应采用沥青麻絮或橡胶等密封材料填塞密实； b) 企口缝、竖向分片连接之间应采用橡胶密封材料填塞密实； c) 应在构件外侧节段接缝位置两侧至不小于 20 cm范围内设置防水卷材。 9.5 节段长度 9.5.1 涵洞节段一般宜为1.0 m、2.0 m、3 .0 m 标准节段，根据路基宽度选用。 9.5.2 节段应以涵洞纵轴线和端平面为基准定位，定位应符合以下规定： a) 涵洞纵轴线以底板顶面中线为准； b) 涵洞端平面以纵轴线、前端倒角后缘线上最外点为界的矩形平面为准。 9.5.3 涵洞斜交时，端部可通过设置边管节进行调整。 _