JTJ 027-1996 公路斜拉桥设计规范(试行).pdf
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1、JTJ 中华人民共和国行业棉准JTJ 027-96 公路斜拉桥设计规范(试行)Design Specifications of Highway Cable Stayed Bridge (on trial) 1996-0520发布199612-01试行中华人民共和国交通部发布中华人民共和回行业标准公路斜拉桥设计规洒(试行)Design Speclfications of Hi嚣hWAyCable Stayed Bridge (on trial) JTJ 027-96 主编部门z交通部重庆公路科学研究所批准部门g中华人民共和网交通部试行日期,1996年12月1日关于发布公路斜拉桥设计规范(试行门的
2、通知交公路发(1996)445号兹发布公路斜拉桥设计规范试行击行业编号为JTJ027-96),作为交通行业标准,自1996年12月1日起试行。请各有关单位将执行过程中发现的问题和意见,萄告交遥部重庆公路科学研究所,以便修订对参考.本规范由人民交通出版社出版,有关事宜请径与之联系e中华人民共和医交通部一九九六年五月二+8目录1 总到u 2 术语. . 2 3 -徽规定. 3 3. 1 材料. . 3 3.2 结构窒式O. . 4 3.3 容许变形. . O. . 5 4设计荷载.O. . O. O. 7 4.1 一毅规定.O . . . . . 7 4. Z 荷载计算.4. .O 7 4.3拉索
3、及锤具的安全系数. . 9 5计算规定. .,. . 10 5.1 结构计算.O. . . . . 10 5.2 施工阶段验算及施工控制. . .,. . 11 5.3 空气动力稳定性. .O.O.O. . 13 5.4拉索设计.O.O.O. 13 6构造要求蕾.6.1 主梁. . . 15 6.2 索塔.O . . . . . . 16 6.3 拉索与错真. . 17 6.4 支座与传缩缝. . . . . 18 附录A施工阶段斜拉桥在横向风力作用下的抗风验算.O. . . 19 附加说呢. . H 21 附件公路斜拉桥设计量E范试仔)(JTJ027-96) 条文说明. 23 I 25 26
4、 34 41 49 总9I. 一被规定. 设计砖载. 计算规定. 将造要求2 4,.吨daar吨UFhuv1 4总JMnJ Rm川1. O. 1 为了使公路斜拉桥设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量.辛苦豁定本规范.1. O. 2 本规范适用于混凝土斜拉桥、结合梁斜拉桥、钢斜拉桥的设计,为瑰行公路桥涵设计规范的补充.除本规范明确规定外,应遵照现行有关公路桥涵设计规范要求执行.1. Q. 3斜拉桥总体方案,应与环堤协调并综合考虑经济与安全、设计与施工、材料与极具、营运与管理,以及桥位处地质、水文、气象、地震等因素确定结梅体系。1. 0.4 桥宽应满足交通发展的要求,并应符合4公路工程技
5、术标准jTOD的规定.1. Q. 5 设计主梁、索塔与拉索对,宣进行多方案比较.1.0.6 J哥选方案除进行静力分析外,应重视动力分析,结梅体系应满足强度、刚皮、稳定性要求,并有较好的抗震位能,混凝土斜拉桥宜注意减小收缩徐变影响.1 2 术语2. O. 1 混凝土斜拉桥z主梁为锈筋混凝土或预应力混凝土的斜拉桥。2.0.2钢斜拉桥2主只及桥面系均为钢结构的斜拉桥。2. O. 3结合梁斜拉桥z主梁为锅结构,桥面系为混凝土结构,主梁与桥画系结合在一起共愿受力的斜拉桥.2.0.4 拉索z承受拉力并作为主梁主要支承的结构构件。2. O. 5 索塔2用以错困拉索,并将其索力直接传递给下部结构约受力钩件。2
6、.0.6 主梁主要自拉索支承,直接承受荷载的结构梅伶。2.0.7 辅助墩2为改善主E号的受力状态,在边跨内设置的既能承受压力又能承受拉力的墩a2.0.8初拉力z安装拉索时,给拉索施加的张拉力.2. O. 9 拉索调整力z为改善主梁及索主害的截面内力状态而诱整范索的拉力。2.0.10跨径=原则上为两支座中心线阔的距离,中跨为两个索塔中心线f司的距离,边跨为后错索处豹墩上支座中心线与临近的索塔中心线汩的JI离e2 3 -般规定3. 1材料3. 1- 1 混凝土属于斜拉桥各部分构件的混凝土标号、混凝土设计强度和标准强度、混凝土受压及受拉时的弹位模量.接交通部现行公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规
7、范)(TJ023-85)部规定采用。预应力混凝土主梁的混凝土标号不宜低于号,预应力混凝土索塔的混凝土标号不宜低于30号,钢筋混凝土主梁约混凝土标号不宜低于30号,领筋混凝土索塔的混凝土标号不宜低于30号。3.1.2钢材钢筋浪凝土及预应力混凝土构件所采用的钢筋类裂、钢筋的设计强度和标准强度飞钢筋的弹性模量接交通部窥行公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范)(JJ023-8日的规定采庭。拉索采用强度及弹俭模量较高的高强钢丝、辛德绞线及高强粗钢筋。钢斜拉桥主梁所周铜板、离强螺栓、程锁螺栓、幸自苦i等材料的技术要求,焊接材料及钢材约弹性模量等按交通部现行公路桥涵钢结梅及木结街设计规范)(JTJ025
8、-86)的规定采用e3.1.3 锚具用钢材拉索错具及颈应力锚头应采用45号钢及其他优质钢材.3.1.4 拉索防护材料拉索防护材料应选用具有防锈蚀、耐老化及经济的聚乙烯、3 玻驾曾告费、防腐涂料等材料。3.2结构式3.2.1 斜拉桥基本体系斜拉桥基本体系按力学佳能可分为飘浮体系、支承体系、培梁留结体系、梅体系。按塔数分为独塔体系、双塔体系和多培体系。斜拉桥辅助数Jstl.穰据边孔高度、通航要求、施工其是安全、全桥自t度以及经济、使用条件进行设置。3.2.2 结构型式及总体尺寸拟定3.2. 2. 1 斜拉桥的跨径比应考虑金桥副度,拉索疲劳强度、锚固敬承载能力等多种因素确定.双塔斜拉桥的边跨与主跨比
9、一般为O.250. 50.从经济角度考虑,室取0.4,但在待殊约地形条件下可采用更小的边跨与主跨比或边跨为地铺形式。独塔斜拉桥的双例j跨比还需要考虑地形条件及跨越能力,可取0.5-1.0.3.2.2.2 索塔设计应满足强度、黯度、稳定等使用要求,并充分考虑施工部便、造价低及造型美观等要求。,斜拉桥索塔的型式有往式剖,门式b)、吵.A型心,倒Y型的及菱型。等。如图3.2.2-1 E厅示。a) b) c) d) .) f) 匮3.2.2-1双缮斜拉桥索塔离与主跨比宣选用0.18-0.25.独塔斜拉桥的塔离与主跨比主E选用。300. 45,并窒使边索与水平线夹角控制在25-45左右e3.2.2.3斜
10、拉桥梁高与主跨比一般为1/切-1/100,对密索体4 系大量号径斜拉桥,比值可小于1/200;单索面应按统主主陪j度确定e主梁截商型式应很援跨径、索莲、桥宽等不同需要,综合考虑结钩的力学要求、抗风稳定性、施工方法等选用。混凝土斜拉桥的典型裁军百型式如图3.2.2-2所示,有实心扳型的、整体籍包、幻、分离式箱型伦、c、g、虹和梁板型(d)。飞、J主且090-寸二三二二厂a) 曾lQr一一lQlb) 飞支主二厂f) f芋-,c:=有1C 二;一平g) 非司二二上二至声咱d) 应3.2.2.23.2.2.4 斜拉桥索型应根据设计总体构思、受力情况、美学要求等因素在竖室li内可选择扇型、竖琴壁、辐射型
11、,直在3.2.2-3 所示.在孚萄内可选单E耳索、平行双商索、空间斜双重Z索等型式。d然想4会忘4企A摩型爱琴撞l1f亏晤回3.2.2-3 拉索索距应根据主梁内力、拉索张拉力、错题构造、施工中吊装能力、材料规格及经济等综合考虑,一毅密索体系的混凝土主梁索寝室采用4-12m.钢主梁索距宣采用8-24m.3.3容许变形3.3.1 主梁在汽车椅载不计冲击力作用下的最大竖向挠度g5 当为混凝土主梁对不应大于L/5白0;锅主梁时不应大于L/400(L为中墨守跨径当采用平板挂车或震带荷载验算时,上述限值可增加20%。荷载在一个桥跨范围内移动产生正负不同挠度对,计算挠度应为正负主题度的最大绝对值之和e5 4
12、 设计荷载4.1 -.量规定4.1.1 公路斜拉桥设计荷载分类与组合豆豆符合现行公路桥涵设计通用规范)(JTJ021-89)的有关规定,拉索初拉力及拉索调整力应作为永久荷载参与组合。4.1.2 荷载安全系数,应按瑰行公路桥涵设计规范有关规定浓黑e4.2荷载计算4.2.1 公第斜拉桥设计荷载的计算,除本节有明确规定者外,应遵照现行公路桥涵设计通用辈革范OTJ021-8吉)执行.4.2.2结梅重力结构重为计算-般按4公路桥涵设计通用规范)(JTJ021 89)的规定执行,也可采用实测值e4.2.3拉索初拉力拉索初拉力可接邸注支承连续梁法、控制裁军否应力等方法确定.4.2.毒拉索i黯整力4.2.4.
13、 当拉索采用非一次性张拉施工时,应考虑拉索调整力约影响s4.2.4.2确定拉索调整力的原则是使主梁、索塔及辅助敬等的弯矩、剪力减小,并使其分布合理。4.2.5汽车荷载汽车荷载的等级j分、标准图式、主要技术指标及率领荷载7 的选用租布载规定应按公路工程技术标准(jJOO)约魏定执行。4.2.6风力4. 2. 6. 1 作用在桥上的风力计算原则和方法可按是公路桥涵设计通用规范)(JTJ02-89)的规定执行。4.2.6.2 风载体型系数儿,桥墩可毅据公路桥涵设计通用规范)(JTJ021-89)取照,索培取1.8.拉索取O.7.其他梅件取1.3. 4.2.6.3 当结榕离度大于100m苦,风压高度变
14、化系数几按表4.2.6取用e.Iill!i襄度变化系数弘表4.2.6离地面或常水位高度(m)黑压离度变化革数K,110 1. 61 120 L 65 130 1. 69 140 1.73 150 1.77 160 1. 81 170 1. 84 18C L 87 190 1 90 200 ). 93 4. 2. 6. 4 作用在索塔上的纵向风力,可按横向风压乘以索f苦的迎风在积计算,4.2.7狸度影响力4. 2. 7. 1 斜拉桥各部构件受温度变化产生的影响,应根据当地具体情况,结构使用的材料和施工条件等因素计算确定.4.2. 7. 2体系温差,钢结构可按当地最高和最低气温确定s混凝土结构可按
15、当地平均最高和最低气温确定。气温变化值应在结构合龙时的温度起算。8 4.2. 7. 3 泣索与混凝土主梁、索培间的温差可采用土(10(:-15(:) ;塔身左右侧温差可采窍土5C,综合梁内钢梁与混凝土桥Ii板间的温差可采用土(10(:-15,(:),混凝土主梁上下缘温差可采用土5(;。4.2.8 施工荷载在斜拉桥设计时,必须对施工中可能出现的施工荷载如结梅重力、架设机械和材料、人群、风力等进行分析,以考虑所设计结构的施工安全性。4.3位索及锚具约安全系,撞4.3.1 拉索的容许应力应符合下列规定2(JTJ 004-89)有关规定执行.亦可采足其它可靠的方法计算。5.2 :8草工阶段验算及施工控
16、制5.2.1 施工阶段的划分及分阶段计算的魏定5.2. 应选用切实可行、技术先进、经济合理的施工方法,11 根据施工程序,划分施工阶段。5.2.1.2施工各阶段的计算简图应与施工阶段的划分一致。结构在施工阶段应计算z拉索索力、内力、应力、支座反力、水平位移、竖向位移、转角.结榕在施工阶段应考E茸的荷载为3结沟重力、拉索索力、预汹应力、混凝土收缩徐变、施工荷载及偶然荷载e5.2.1.3 进行施工阶段的应力计算时,对钢筋混凝土及预应力混凝土梅件应符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计烧范)(JTJ023-85)的有关规定;钢构伶应符合公路桥涵钢结构及木结构设计规范)(JTJ025-86)的有关规
17、定。5.2.2 下述两个施工阶段应进行抗凤验算g5.2.2.1 索塔浇筑完成,主梁尚未施工,可按结构受纵向风力f!;愿进行验算a计算荷载为结构重力、施工荷载、作用在施工水位或地面以上沿数身及索塔离度的风力.纵向风力的风压值按4公路桥涵设计i适用规范HJTJ021-89)和本规范4.2.在条计算。5.2.2.2 主梁处于最大悬营状态,可按结构受横向风力作用,并分为湾种状态进行验算.1.横向风力的凤压锺按公路桥涵设计通用规范)CJTJ021-89)计算a在横向风力作用下,按空i习结梅进行验算。2.主梁受到横向风力作用,在索塔两侧主梁底窗产生不同的竖向升举力,可按平面体系对结构进行验算.其计算方法觅
18、附录A. 根据桥梁的重要程度,决定是否需要进行本条第一种计算状态验算。对于本条第二种计算状态,不论桥梁主跨大小及桥梁重要程度如何,均应进行此项验算,5.2.3 主梁应设置预拱度。成桥主梁预拱度为混凝土i没结徐变挠度及1/2静活载捷度之手机恒载辈革度应在施工过程中调整消除.5.2.4 施工控制5.2.4.1 施工应按黑设计规定量号施工阶段及工作内容施工,不得黯意更改。如因实际情况变化,确需变动原设计的施工程序12 时,应重新计算后方能施工,5.2.4.2 应严格控销实际施工时的结构几何尺寸、容重、收缩徐变、弹性模量、预加应力、拉索张拉力,并及对采集各类计算参数,按实际参数进行跟踪计算分析,确定下
19、阶段所需拉索索力和施工节段的立模离程。结构总体计算肘,应设定一个标准温度,施工过程中应考虑由于实际施工温度与标准温度不同对主梁高程和结构内力的影响5.3 空气动力稳定性5.3.1 斜拉桥设计时,应进行动力分析,必要对可做风洞试验。5.3.2结梅临界风速宣取设计风速的1.21. 5倍。5.3.3 结构体系的风稳定住在施工阶段处于不利状态,安排工期对室避开台风季节。5.3.4 提离结梅风稳定性的措施为z5.3.4. 桥宽与跨径之比室大子等于1/30,5.3.4.2 桥宽与梁离之比室大于等于8,5.3.4.3 主梁前横断面宜做成流线型g5.3.4.4 采用空间斜拉索面加大两个索面之l司的距离z减小索
20、莲,那选用密索体系。5.3.5 临界风速可采用以下方式确定=5. 3. 5. 1 通过风洞试验测定,5. 3- 5.2 通过三维重重振分析确定。5.3.5.3 采用近似公式计算e5.4拉索设计5.4.1 拉索设计应符合斜拉桥热挤聚乙烯拉索技术条件(JTI 6-94)要求G成品拉索检验起张拉取1.21.4倍设计索力,对大直径拉索取低值。冷铸错锚板内缩值一般不大于5mm.5.4.2拉索强度13 5.4.2.1 在设计荷载作用下,拉索的应力应符合本规范4.3.1 条的规定.5.4.2.2 拉索的疲劳应为应应该验确定。拉索应能通过200万次的反复荷载5.4.3拉索的下料长度,应是钢丝的无应力长度。首先
21、应计算每很拉索的长度基数,再对这一长度基数遂行若干项修正,l可得出下料长度。修正内容为z5.4. 3. 1 初拉力作用下拉索弹性伸长修正,5.4. 3. 2 初拉力作用下拉索垂度修正。5.4. 3.3 张拉端锚莫位置修正a5.4. 3. 4 题定端错真位置修正e5.4. 3. 5 下料时的温度与设计中采用的温度不-致时,应考虑温度修正。5.4. 3. 6 为应力状态下料对,应考虑应力下料前修正.5.4. 3. 7 采用冷铸错峙,应it入钢丝墩头所需的长度,一般取为1.5d.采用拉丝式锚具时,应计入张拉千斤顶工作所需的长度。14 6 构造要求6.1主渠6. 1. 1 主梁截面各部分尺寸应符合现行
22、公路桥梁设计规范有关规定并满足必须的构造要求。6.1.2 主梁联结系的设置与构造6.2.1 主梁横向联络系可采用横漏板(梁),箱形截面也可采用斜撑形式a主梁拉索错窟区必须设置横向联结系,并根据主梁横向商IJ度、桥面板的跨径及索距适当加密布置。铜板梁、钢事行架除设置横向联结系外,还应设置纵向联络系-6. 1. 2. 2 支座处横漏板必须加强,可采取增加混凝土板厚、施加预应力等措施e横隔板的人洞应当05:虽角嘱处的重E筋。6.1.2.3 横隔级的厚度不宜小于16cm,马蹄部分的宽度不得小子25cm钢主梁的横隔梁宣采用拼装钢板梁或钢籍梁,钢板厚度不宣小子1伽民6.1.3拉索在梁上的错窟方式与键因区的
23、梅造6.1.3.1 拉索在主梁上铺雷应有错题实体段构造.并将键因区内的梅件截ii郊大,设置穿索管道及铺下垒板。铺下锅垫扳厚度应根据张拉吨位、锚其型式等确定,并不宜小子16m阻。在.1.3.2拉索通过管道锚图在梁底玲,可采用钢铺箱和增加钢筋来郊强主梁锚固区,锈锚箱的钢板厚度应不小于10mm.6.1.4 分段悬主持的混凝土主梁端窗室设计成企口缝形式,并需在端ii设置定位预埋件。主梁接缝应采用胶接缝,构件接触应平15 整、密贴并做好防水处理号跨径较大时,可加几道湿接缝,便于满整线形。钢主梁节段及钢横梁应采用工厂焊接方法解作a主梁节段阔的连接和主梁与横隔梁间的连接可采用高强螺栓连接或焊接。6. ,.
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