DB13∕T 2482-2017 公路无伸缩缝桥梁技术规程(河北省).pdf
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1、ICS 93.040 P 28 DB13 河北省地方标准 DB13/T 24822017 公路无伸缩缝桥梁技术规程 2017 - 03 - 29 发布 2017 - 06 - 01 实施 河北省质量技术监督局 发 布 DB13/T 24822017 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 材料 . 4 5 设计基本规定 . 4 6 结构计算与验算 . 7 7 结构与构造 . 9 8 施工 . 17 DB13/T 24822017 II 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由河北省交通运输厅提出并归口。
2、 本标准起草单位:河北省高速公路石安改扩建筹建处、福州大学。 本标准主要起草人:陈宝春、刘中林、葛金城、郑瑞君、崔志勇、黄育凡、董辉、王伟、庄一舟、张韶波、蔡永利、薛俊青、于盛彬、吴庆雄、赵瑞卿、刘冀华、韦建刚、王国伟、黄福云、贾存兴、刘君平、任跃民。 DB13/T 24822017 1 公路无伸缩缝桥梁技术规程 1 范围 本标准规定了无伸缩缝桥梁的设计与施工的技术标准。 本标准适用于公路桥梁、城市桥梁可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件。凡是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。
3、 JTG B01 公路工程技术标准 JTG D60 公路桥涵设计通用规范 JTG D61 公路圬工桥涵设计规范 JTG D62 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D63 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG F30 公路水泥混凝土路面施工技术规范 JTG F40 公路沥青路面施工技术规范 JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准 JTG/T B02-01 公路桥梁抗震设计细则 JTG/T D60-01 公路桥梁抗风设计规范 JTG/T F50 公路桥涵施工技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 无伸缩缝桥梁(无缝桥) 两端引板末端范围内采用连续的上部结
4、构、无桥面伸缩装置的桥梁,简称无缝桥。 3.2 整体式桥台 与上部结构联成整体的桥台。 3.3 半整体式桥台 上部分(端墙)与主梁刚接、下部分通过支座与上部结构联接的桥台。 3.4 DB13/T 24822017 2 延伸桥面板桥台 桥面板与引板形成连续整体、跨越主梁与背墙之间伸缩缝的桥台。 3.5 整体桥 采用整体式桥台的无缝桥。 3.6 半整体桥 采用半整体式桥台的无缝桥。 3.7 延伸桥面板桥 采用延伸桥面板桥台的无缝桥。 3.8 结构连续无缝桥 桥跨结构为连续结构的多跨无缝桥。 3.9 连续刚构无缝桥 桥跨结构与桥墩为刚接的多跨无缝桥。 3.10 连续半刚构无缝桥 桥跨结构与桥墩为半刚
5、接的多跨无缝桥。 3.11 连续梁(板)无缝桥 桥跨结构为连续梁(板)的多跨无缝桥。 3.12 仅桥面连续桥 主梁简支、桥面连续的多跨桥梁。 3.13 仅桥面连续无缝桥 主梁简支、桥面连续的无伸缩缝桥。 3.14 温度计算长度 温度变形覆盖区域的梁体长度。 DB13/T 24822017 3 3.15 连接板 仅桥面连续桥中相邻跨简支主梁之间的连续桥面板。 3.16 端墙 整体式桥台或半整体式桥台中,横桥向将各主梁连成整体的结构。在整体式桥台中,为桩帽以上的部分;在半整体桥中,是桥台的上部分。从上部结构的角度来看,又称为端横隔板或端横梁。 3.17 包布隔离法 在桩的顶部一定深度范围内包以厚布
6、使其与桩周土隔离的方法。 3.18 扩孔填充法 在桩的顶部一定深度范围内扩孔并回填松散材料的方法。 3.19 引板 无缝桥的桥头搭板。 3.20 面板式引板 与接线路面顶部同高,并作为路面结构的的引板。 3.21 平埋入式引板 埋在低于桥面、路面顶部下一定深度处且与路面结构层平行的引板。 3.22 斜埋入式引板 从桥梁相接一端向接线端向下斜向放置的引板。 3.23 Z形引板 由面板、斜板和底板组成Z字形的引板。 3.24 过渡板 联接引板和接线道路的板。 3.25 DB13/T 24822017 4 无粘结层 采用无粘结材料,用于隔离同一结构不同构件的隔离层。 4 材料 4.1 用于无伸缩缝桥
7、梁的混凝土、普通钢筋和预应力筋,其材料设计指标应按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62)的规定采用;圬工材料的设计指标应按公路圬工桥涵设计规范(JTG D61)的规定采用。 4.2 无伸缩缝桥梁设计所涉及的岩土分类、工程特性指标和地基承载力应按公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63)的规定采用。 4.3 铰接板铰缝、连接桥梁结构的现浇混凝土的材料强度等级不应低于被连接结构的材料强度等级。 4.4 引板混凝土强度等级不应低于 C30,宜为 C40C50。 4.5 无伸缩缝桥梁桥台台背填料宜采用透水性强的砂性土、砂砾、碎(砾)石、粉煤灰等材料,严禁采用淤泥、腐殖土、膨胀土,
8、不宜采用粘土作为填料。 4.6 无伸缩缝桥梁台后引板与过渡板、引板与接线道路之间的填缝材料应有弹性、不透水、耐疲劳、耐老化及抗压性能好,并能同水泥混凝土表面粘结牢固。桥台密封防水材料应耐久可靠。 4.7 半整体式桥台的密封材料是指能适应接缝位移且具有水密性的接缝材料,如橡胶类弹性体材料。 4.8 无粘结材料是指隔离同一结构不同构件且无粘结力的材料,如油毛毡。 4.9 引板与背墙间、引板与枕梁间等的滑移层可采用具有滑动阻力小的材料,如聚四氟乙烯。 5 设计基本规定 5.1 一般规定 5.1.1 无伸缩缝桥梁的类型,应根据桥位处的气候、地形地貌、地质条件、上部与下部结构、地基与基础、道路接线、施工
9、条件等,合理选择。本规程适用于桥面纵向坡度不大于 5%的无伸缩缝桥梁,选择的优先顺序依次为整体桥、半整体桥和延伸桥面板桥,适应情况如下: a) 整体桥:桥梁多孔跨径总长不超过 100m;直桥、具有相互平行直梁的曲桥和斜交角不大于 30的斜桥; b) 半整体桥:桥梁多孔跨径总长不超过 120m;直桥、具有相互平行直梁的曲桥和斜交角不大于20 的斜桥; c) 延伸桥面板桥:桥梁多孔跨径总长不超过 150m;直桥、具有相互平行直梁的曲桥和斜交角不大于 30 的斜桥。 5.1.2 本规程采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,按分项系数的设计表达式进行设计。 5.1.3 无伸缩缝桥梁应进行以下两类极限
10、状态设计: a) 承载能力极限状态: 对应于无伸缩缝桥梁及其构件达到最大承载能力, 或出现不适于继续承载的变形或变位的状态; DB13/T 24822017 5 b) 正常使用极限状态:对应于无伸缩缝桥梁及构件达到正常使用,或耐久性的某项限值的状态; c) 在进行上述两类极限状态设计时,应同时满足构造和工艺方面的要求。 5.1.4 无伸缩缝桥梁应考虑以下四种状况及其相应的极限状态设计: a) 持久状况:桥梁建成后承受自重、车辆荷载等持续时间很长的状况。该状况桥梁应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计; b) 短暂状况:桥梁施工过程中承受临时性作用(或荷载)的状况。该状况桥梁应作承载能力极
11、限状态设计,必要时才作正常使用极限状态设计; c) 偶然状况: 在桥梁使用过程中可能遇到的撞击等状况。 该状况桥梁应作承载能力极限状态设计; d) 地震状况: 在桥梁使用过程中可能遇到的地震作用的状况。 该状况桥梁应作承载能力极限状态设计。 5.1.5 无伸缩缝桥梁抗震设计应符合公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01)的规定。 5.1.6 无伸缩缝桥梁的承载力、变形和稳定性能,应符合国家有关标准的规定。 5.1.7 无伸缩缝桥梁的防水、排水和其它桥梁结构的耐久性要求,应符合国家有关标准的规定。 5.1.8 无伸缝缝桥梁的构造、设计计算等除应满足本规程规定外,上部结构、桥墩、桥台、桩基等
12、结构,尚应符合公路桥涵设计通用规范(JTG D60)、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62)的相关规定要求;地基与基础的尚应符合公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63)等相关要求。 5.1.9 无伸缩缝桥梁设计时应提出指导性的施工方案、主要施工步骤和质量要求,明确结构体系转换的顺序及应采取的措施。 无伸缩缝桥梁设计时应对主要施工阶段进行计算, 施工阶段的力学计算模型及加载程序应与设计情况一致。无伸缩缝桥梁的设计除应满足本规程规定外,还应满足公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50)、公路水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30)和公路沥青路面施工技术规范(JTG F4
13、0)的要求。 5.2 作用 5.2.1 无伸缩缝桥梁的作用分类与效应组合,除本规范有明确规定者外,应符合行业标准公路桥涵设计通用规范(JTG D60)设计荷载标准的要求。地震作用计算按公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01)执行。风荷载计算按公路桥梁抗风设计规范(JTG/T D60-01)执行。 5.2.2 无伸缩缝桥梁的上部结构、下部结构与基础设计,均应根据当地气象条件和桥梁材料、形状与尺寸等因素计算由温度作用引起的结构效应。 a) 各种结构的材料线膨胀系数规定见表 1。 表 1 材料线膨胀系数 结构种类 线膨胀系数(以摄氏度计) 钢结构 0.000012 混凝土和钢筋混凝土及预应力
14、混凝土结构 0.000010 混凝土预制块砌体 0.000009 石砌体 0.000008 DB13/T 24822017 6 b) 计算上部结构因均匀温度作用引起外加变形或约束变形时, 应从受到约束时的结构温度 (基准温度)开始,考虑最高和最低有效温度的作用效应,按式(1)计算: 00() = ()ttttmaxmaxll tl TtlTtt (1) 式中: lt杆件(因温度变化引起的)胀缩变形量;材料线膨胀系数,按表5.2.2-1采用; lt温度计算长度; t有效温度变化值; T构件截面有效温度; t0构件截面基准(合龙)温度。 c) 基准温度可取合龙时的大气温度, 构件截面最高和最低有效
15、温度可根据实测资料确定。 如缺乏实测资料,可按式(2)和式(3)计算: 最高有效温度:maxmax=T TT(2) 最低有效温度:minmin=T TT(3) 式中: Tmax当地的历史最高气温; Tmin当地的历史最低气温; Tmax最大截面平均温度与当地的历史最高气温的差值; Tmin最小截面平均温度与当地的历史最低气温的差值。 5.2.3 无伸缩缝桥梁宜考虑引板对结构变形的约束作用。引板与引板路基之间的摩阻系数宜按实测取值;无实测值时,引板与砂之间的摩阻系数,对结构不利时可取为 0.70,对结构有利时可取为 0.50。 5.2.4 计算主梁纵桥向变形时,除温度变形外,还应考虑混凝土收缩、
16、徐变以及车辆制动力引起的变形。同时,预应力混凝土整体桥主梁计算时,也要考虑梁体温度伸缩受桥台及基础的约束引起的轴向变形产生的预应力损失。 5.2.5 延伸桥面板桥的台后土压力、 整体桥和半整体桥不考虑梁体温度变化伸缩作用时的台后土压力,为永久作用,应按公路桥涵设计通用规范(JTG D60)规定的主动土压力计算。对结构的承载力不利时,取作用分项系数 1.4;对结构的承载能力有利时,取作用分项系数 1.0。 5.2.6 考虑温度变化梁体伸缩引起桥台位移时的台后土压力,按可变作用计算。 a) 温度下降梁体收缩时,台后土压力应按公路桥涵设计通用规范(JTG D60)规定的主动土压力计算,即式(4)和(
17、5),对结构的承载力不利时,取作用分项系数 1.4;对结构的承载能力有利时,取作用分项系数 1.0: aiiaikakKcKP2 (4) )245(tan02iaiK(5) 式中: Pak桥台外侧,第i层土中计算点的主动土压力强度标准值(kPa); k桥台外侧计算点的土中竖向应力标准值(kPa),即由土的自重产生的竖向总应力; DB13/T 24822017 7 ci第i层土的粘聚力(kPa); i第i层土的内摩擦角(0); Kai第i层土的主动土压力系数。 b) 温度上升梁体伸长时,应按被动土压力计算,即式(6)和(7);对结构的承载力不利时,取作用分项系数 1.0;对结构的承载能力有利时,
18、取作用分项系数 0.5: piipikpkKcKP2(6) )245(tan02ipiK(7) 式中: Ppk桥台外侧,第i层土中计算点的被动土压力强度标准值(kPa); k桥台外侧计算点的土中竖向应力标准值(kPa); ci第i层土的粘聚力(kPa); i第i层土的内摩擦角(0); Kpi第i层土的被动土压力系数。 6 结构计算与验算 6.1 结构计算 6.1.1 无伸缩缝桥梁结构计算图式、几何特性、边界条件等应反映实际结构状况和受力特征(图 1)。采用有限元计算时, 对于单跨桥,整体桥宜将上部结构、 桥台及基础、台后填料、引板等作为整体计算;半整体桥宜将上部结构、桥台上部分(端墙)及台后填
19、料、引板等作为整体计算,桥台下部分及基础可单独计算;延伸桥面板桥宜将上部结构与引板作为整体计算,桥台及基础可单独计算。多跨桥的上部结构与桥台计算与单跨桥相同,桥墩及基础应按上、下部结构的实际连接情况计算。 a) 整体式桥 b) 半整体式桥 c) 延伸桥面板桥 DB13/T 24822017 8 图 1 结构纵桥向受力示意图 6.1.2 主梁与桥台的连接节点应进行负弯矩计算,其余控制截面处结构弯矩、剪力和支座反力等可按有伸缩缝桥梁结构进行简化计算。梁体结构受力除考虑弯矩、剪力等效应外,还应考虑主梁纵桥向约束变形产生的附加内力。端墙和引板的设计计算应同时考虑竖向作用和水平作用。 6.1.3 主梁温
20、度变形作用下的整体式桥台桩基础内力与变形计算, 采用土抗力法考虑桩土相互作用时,可采用公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63)规定的“m”法计算土抗力。 6.1.4 施工过程中进行结构体系转换的无伸缩缝桥梁, 设计时应进行施工各阶段结构体系的受力计算。各阶段的计算模式应与该阶段实际的受力模式相一致。整体桥分析时至少要划分两个阶段: a) 阶段一:结构体系转换之前,桥台不与上部结构共同作用,只承受上部结构传递过来的竖向荷载的作用,主梁为简支梁(图 2); 图 2 简支跨施工阶段 b) 阶段二:结构体系转换之后,桥台、桥台桩基础、台后填土、桩侧土和上部结构共同承受荷载的作用,为刚架与土共同作用
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