JTG-T 3365-01-2020公路斜拉桥设计规范_(高清-无水印).pdf
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1、 JTG 中华人民共和国行业推荐性标准 JTG/T 3365-012020 公路斜拉桥设计规范 Specifications for Design of Highway Cable-stayed Bridge 2020-4-26 发布 2020-8-1 实施 中华人民共和国交通运输部发布 中华人民共和国行业(推荐性)标准中华人民共和国行业(推荐性)标准 公路斜拉桥设计规范公路斜拉桥设计规范 Specifications for Design of Highway Cable-stayed Bridge JTG/T 3365-012020 主编单位:招商局重庆交通科研设计院有限公司 批准部门:中
2、华人民共和国交通运输部 实施日期:2020 年 8 月 1 日 前 言 前前 言言 根据交通运输部办公厅关于下达 2014 年度公路工程行业标准制修订项目计划的通知(厅公路字201487 号)的要求,由招商局重庆交通科研设计院有限公司作为主编单位主持公路斜拉桥设计细则(JTG/T D65-012007)(以下简称“原细则”)的修订工作。本规范是对原细则的全面修订。经批准颁发后以 公路斜拉桥设计规范(JTG/T 3365-012020)颁布实施。在修订过程中,规范修订组进行了大量的专题研究工作,吸取了国内其他单位的研究成果和实际工程设计经验;参考、借鉴了国际先进的标准规范;与国内相关规范进行了比
3、较和协调。在规范条文初稿编写完成以后,通过多种方式广泛征求了设计、施工、建设、管理等有关单位和个人的意见,并经过反复讨论、修改,最终定稿。本规范共分为 9 章,主要章节包括:1 总则;2 术语和符号;3 材料;4 作用;5 总体设计;6 构造设计;7 结构分析计算;8 设计对施工监控的要求;9 养护条件设计。本次修订的主要内容包括:调整了原细则的章节顺序,并修改了部分章节的标题;扩大了本规范适用跨径范围;设计方法修改为统一采用以概率理论为基础的极限状态设计方法;增加了斜拉桥主体结构和可更换部件的设计使用年限、主梁检修道人群荷载、钢桁梁构造、混凝土索塔鞍座式锚固构造、塔梁临时固结措施、换索作业工
4、况、养护检修设施耐久性等的相关规定;调整了地震作用、部分斜拉桥斜拉索安全系数、斜拉索疲劳计算、施工阶段静力分析、施工过程控制精度等的规定。请各有关单位在执行过程中,将发现的问题和意见,函告本规范日常管理组,联系人:耿波(地址:重庆市南岸区学府大道 33 号,招商局重庆交通科研设计院有限公司,邮编:400067,电话:023-62653100,传真:023-62653511,电子邮箱:),以便修订时研用。公路斜拉桥设计规范(JTG/T 3365-012020)-2-主主 编编 单单 位位:招商局重庆交通科研设计院有限公司 参参 编编 单单 位位:中交第一公路勘察设计研究院有限公司 中交公路规划设
5、计院有限公司 同济大学 保利长大公路工程有限公司 中交第二公路勘察设计研究院有限公司 主主 编编:王福敏 主要参编人员:主要参编人员:耿 波 冯云成 王仁贵 李 军 石雪飞 钟建锋 王丰华 宋松林 冯 苠 汪 宏 彭元诚 阮 欣 主主 审审:袁 洪 参与审查人员参与审查人员:刘孝辉 秦大航 詹建辉 沈永林 梁立农 韩大章 刘海青 史方华 罗吉智 鲍卫刚 庄卫林 陈 阵 向中富 钟明全 徐宏光 张建东 杨 斌 谢 旭 徐 伟 周志祥 吉 林 李德坤 朱东生 参参 加加 人人 员员:魏思斯 李会驰 目 次-1-目目 次次 1 总则总则.-1-2 术语和符号术语和符号.-3-2.1 术语.-3-2.
6、2 符号.-6-3 材料材料.-8-3.1 混凝土.-8-3.2 钢材.-8-3.3 斜拉索.-9-4 作用作用.-10-4.1 一般规定.-10-4.2 各类作用.-10-4.3 作用组合.-12-5 总体设计总体设计.-13-5.1 一般规定.-13-5.2 基本结构体系与形式.-14-5.3 其他结构体系与形式.-18-6 构造设计构造设计.-22-6.1 一般规定.-22-6.2 主梁.-22-6.3 索塔.-31-6.4 斜拉索.-32-6.5 气动稳定构造措施.-35-6.6 锚固系统.-35-6.7 附属工程构造.-49-7 结构分析计算结构分析计算.-51-7.1 一般规定.-
7、51-公路斜拉桥设计规范(JTG/T 3365-012020)-2-7.2 成桥状态静力分析.-53-7.3 施工阶段静力分析.-60-7.4 静力稳定分析.-63-7.5 动力分析.-66-8 设计对施工监控的要求设计对施工监控的要求.-74-8.1 一般规定.-74-8.2 基本要求.-75-8.3 控制精度.-76-9 养护条件设计养护条件设计.-77-9.1 一般规定.-77-9.2 养护及更换条件设计.-77-本规范用词用语说明本规范用词用语说明.-79-总 则-1-1 总则总则 1.0.1 为规范和指导公路斜拉桥的设计,按照安全、耐久、适用、环保、经济和美观的原则,制定本规范。条文
8、说明 条文说明 根据 公路工程技术标准(JTG B012014)和 公路桥涵设计通用规范(JTG D602015)的规定,本条文进行相应修订。1.0.2 本规范适用于跨径 1000 m 以下的新建和改建公路斜拉桥的设计。条文说明 条文说明 公路斜拉桥设计细则(JTG/T D65-012007)(以下简称原细则)适用范围为跨径 800m 以下的公路斜拉桥。近年来,国内外已修建了或正在建设多座跨径800m 以上乃至千米级的斜拉桥(表 1-1),本次修订充分总结吸收了近年来公路斜拉桥工程建设经验和技术成果,将适用跨径提高到 1000m,以体现我国公路斜拉桥设计行业的技术发展水平。表 1-1 国内外已
9、建或在建的跨径超过 800m 的公路斜拉桥不完全统计表 序号 桥梁名称 建成时间(年)地点 主跨跨径(m)1 俄罗斯岛大桥 2012 俄罗斯 1104 2 沪通长江大桥(公铁两用)在建 中国 1092 3 苏通长江大桥 2008 中国 1088 4 昂船洲大桥 2008 中国 1018 5 鄂东长江大桥 2010 中国 926 6 多多罗大桥 1999 日本 890 7 诺曼底大桥 1995 法国 856 8 池州长江大桥 2019 中国 828 9 九江长江公路大桥 2013 中国 818 10 荆岳长江大桥 2010 中国 816 11 芜湖长江二桥 2017 中国 806 公路斜拉桥设计
10、规范(JTG/T 3365-012020)-2-12 仁川大桥 2009 韩国 800 13 鸭池河大桥 2016 中国 800 1.0.3 本规范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。条文说明 条文说明 根据公路桥涵设计通用规范(JTG D602015)和公路钢结构桥梁设计规范(JTG D642015)的规定,本条文进行相应修订。1.0.4 公路斜拉桥主体结构设计使用年限为 100 年。对斜拉索等可更换部件,在确保结构安全的前提下,应注重更换的可行性。条文说明:条文说明:根据公路工程技术标准(JTG B012014)规定,结合公路斜拉桥结构特点及建设的实际情
11、况,本规范确定公路斜拉桥主体结构设计使用年限为 100 年。1.0.5 设计应统筹考虑施工及运营养护的需求。条文说明:条文说明:公路斜拉桥在设计中需要考虑施工的可行性和合理性,还要注重运营养护的便利性,实现桥梁结构可视、可达、可检、可修。1.0.6 应积极、稳妥推广应用新材料、新技术、新工艺和新设备。1.0.7 公路斜拉桥设计除应符合本规范的规定外,尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。术语和符号-3-2 术语和符号术语和符号 2.1 术语术语 2.1.1 斜拉桥 cable-stayed bridge 将斜拉索分别锚固在梁、塔或其他载体上,形成共同承载的结构体系。2.1.2 主梁 girde
12、r 由斜拉索和支座支承,直接承受由桥面传递的交通荷载的构件。2.1.3 索塔 pylon 用于锚固或支承斜拉索,并将其索力传递给下部结构的构件。2.1.4 斜拉索 stay cable 承受拉力并支承主梁的构件。2.1.5 过渡墩 transition pier 联跨分界处的桥墩。2.1.6 辅助墩 auxiliary pier 为提高结构整体刚度,改善结构受力而在边跨内设置的桥墩。2.1.7 飘浮体系 floating system 塔墩固结,主梁在索塔处不设竖向支座、全桥不设纵向约束的结构体系。公路斜拉桥设计规范(JTG/T 3365-012020)-4-2.1.8 半飘浮体系 semi-
13、floating system 塔墩固结,主梁在塔墩上设置竖向支座,纵向不约束或者弹性约束的结构体系。2.1.9 塔梁固结体系 fixed system between pylon and girder 塔梁固结、主梁在墩处设支座的结构体系。2.1.10 塔梁墩固结体系 rigid frame system 塔、梁、墩固结在一起的结构体系。2.1.11 地锚体系 ground anchoring system 边跨斜拉索全部或部分锚固在地锚上的结构体系。2.1.12 部分斜拉桥 extra-dosed bridge 拉索承载相对较小且应力幅相对较低、主梁承载相对较大的斜拉桥。2.1.13 多塔
14、斜拉桥 multi-span cable-stayed bridge 多于两个索塔的斜拉桥。2.1.14 混凝土梁斜拉桥 cable-stayed bridge with concrete girder 主梁为钢筋混凝土或预应力混凝土结构的斜拉桥。2.1.15 钢箱梁斜拉桥 cable-stayed bridge with steel box girder 主梁为钢箱结构的斜拉桥。2.1.16 钢桁梁斜拉桥 cable-stayed bridge with steel truss girder 主梁为钢桁结构的斜拉桥。2.1.17 组合梁斜拉桥 cable-stayed bridge with
15、 composite girder 主梁为钢-混组合结构的斜拉桥。术语和符号-5-2.1.18 混合梁斜拉桥 cable-stayed bridge with hybrid girder(修订)(修订)主梁在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。2.1.19 斜拉索减振装置 damping devices of stay cable 减小斜拉索风振或风雨振的措施或装置。2.1.20 钢锚梁 steel anchorage beam 索塔上锚固斜拉索的钢结构梁式装置。2.1.21 钢锚箱 steel anchorage box 索塔和主梁上锚固斜拉索的钢结构箱形装置。
16、2.1.22 分丝管 strand-separation tube 在索塔鞍座内布置的供单根钢绞线穿过的管道。2.1.23 限位装置 limited movement bearing 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。2.1.24 斜拉索风雨振 wind-rain induced vibration of stay cable 在一定临界风速下,雨水沿斜拉索流动引起的斜拉索驰振。2.1.25 设计成桥状态 design state of completed bridge 在设计规定的荷载下,斜拉桥塔梁线形平顺、主梁和索塔弯矩应控制在可行域范围、索力分布应相对均匀的成桥状态
17、。2.1.26 斜拉索涡激共振 vortex-induced resonance of stay cable 风流经斜拉索时会发生漩涡脱落,当漩涡脱落频率接近或等于拉索自振频率时,由周期性漩涡力所激发出的斜拉索共振现象。公路斜拉桥设计规范(JTG/T 3365-012020)-6-2.1.27 斜拉索尾流驰振 wake galloping of stay cable 后排斜拉索处在前排斜拉索尾流不稳定的驰振区内而发生的风致振动。2.1.28 斜拉索参数共振 parametric resonance of stay cable 当主梁的振动频率与斜拉索的横向振动频率满足倍数条件时,斜拉索发生的振
18、动。2.2 符号符号 2.2.1 几何参数有关符号几何参数有关符号 A斜拉索的截面面积;D 斜拉索直径;l计算跨径;S斜拉索长度;y 斜拉索振动的振幅;斜拉索与水平线的夹角;风的相对攻角。2.2.2 材料性能有关符号材料性能有关符号 E考虑垂度影响的斜拉索换算弹性模量;E0斜拉索钢材弹性模量;fd斜拉索的抗拉强度设计值;m 斜拉索的单位长度质量;W 斜拉索单位长度的重力;斜拉索单位体积的重力;T 斜拉索的换算重度。2.2.3 作用和作用效应有关符号作用和作用效应有关符号 f汽车荷载(不计冲击力)引起的竖向挠度;Nd斜拉索的轴向拉力设计值;术语和符号-7-T0 变形前的索力;T1 变形后的索力;
19、斜拉索应力;0斜拉索原有应力;1承受新的荷载后斜拉索的应力;2.2.4 计算系数及其他有关符号计算系数及其他有关符号 Cy 斜拉索在竖直方向上的风荷载系数;风速;0结构重要性系数;d斜拉桥的结构体系修正系数;阻尼比;1 斜拉索自振圆频率;空气质量密度。公路斜拉桥设计规范(JTG/T 3365-012020)-8-3 材料材料 3.1 混凝土混凝土 3.1.1 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,应按现行公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG 3362)的规定采用。3.1.2 混凝土主梁和索塔所采用的混凝土强度等级不应低于 C40。3.2 钢材钢材 3.2.1
20、 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,应按现行公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG 3362)的规定采用。3.2.2 斜拉桥所采用的钢板、型材、普通螺栓、锚栓、高强螺栓、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,应按现行公路钢结构桥梁设计规范(JTG D64)的规定采用。条文说明 条文说明 本条增加了对剪力钉材料的规定。剪力钉在斜拉桥的钢-混组合构件中有较为广泛的应用。苏通长江公路大桥、上海长江大桥、重庆东水门长江大桥、重庆千厮门嘉陵江大桥等斜拉桥的钢-混凝土组合索塔锚固区均采用剪力钉作为连接件。重庆江津观音
21、岩大桥、厦漳大桥南汊主桥以及水土嘉陵江大桥等斜拉桥的钢-混组合主梁也采用剪力钉作为连接件。材 料-9-3.3 斜拉索斜拉索 3.3.1 斜拉索用高强钢丝应采用5mm 或7mm 钢丝,其性能应满足现行桥梁缆索用热镀锌或锌铝合金钢丝(GB/T 17101)的要求。钢丝抗拉强度设计值按现行 公路钢结构桥梁设计规范(JTG D64)的规定采用,标准强度不宜低于 1670MPa。钢丝防护镀层或涂层的性能应满足国家或行业现行有关标准的规定。3.3.2 斜拉索用钢绞线应采用高强度低松弛预应力钢绞线,其性能应满足现行高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线(YB/T 152)的要求。斜拉索用钢绞线的抗拉强度设计值应按现
22、行公路钢结构桥梁设计规范(JTG D64)的规定采用,标准强度不宜低于 1770MPa。钢绞线防护镀层或涂层的性能应满足国家或行业现行有关标准的规定。条文说明 条文说明 3.3.13.3.2 斜拉索一般采用高强度钢丝或钢绞线,钢丝或钢绞线防护一般采用镀锌、环氧涂层、锌铝合金镀层等方式。3.3.3 斜拉索用锚具材料性能应满足现行优质碳素结构钢(GB/T 699)或合金结构钢(GB/T 3077)的要求。3.3.4 斜拉索外防护材料性能应满足现行桥梁缆索用高密度聚乙烯护套料(CJ/T 297)的要求。公路斜拉桥设计规范(JTG/T 3365-012020)-10-4 作用作用 4.1 一般规定一般
23、规定 4.1.1 公路斜拉桥设计采用的结构重要性系数、作用及其组合,除本章有明确规定外,应符合现行公路桥涵设计通用规范(JTG D60)的规定。4.2 各类作用各类作用 4.2.1 计算结构重力时,当钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土体积含筋率(含普通钢筋和预应力钢筋)大于 2%时,其重度可按单位体积中扣除钢筋体积的混凝土的自重与所含钢筋的自重之和计算。4.2.2 计算汽车冲击力时,结构基频应取主梁的竖向弯曲基频。4.2.3 斜拉桥主梁的专用检修道,人群荷载可取 1.5kN/m2。条文说明 条文说明 现行公路桥涵设计通用规范(JTG D60)对于主梁设置的专用检修道上的人群荷载集度并未做具体规定,本
24、条参考国外有关标准和国内已设置检修道的具体情况,推荐采用此集度标准。4.2.4 风荷载标准值应按现行公路桥梁抗风设计规范(JTG/T 3360-1)的规定计算。在风环境比较复杂的地区,应进行专题研究。4.2.5 温度作用应符合下列规定:作 用-11-1 考虑温度作用时,应根据当地的具体情况,结构物使用的材料和施工条件等因素计算由温度引起的结构效应。2 体系温差应按现行公路桥涵设计通用规范(JTG D60)的规定执行。3 主梁的竖向温度梯度引起的效应按现行公路桥涵设计通用规范(JTG D60)的规定执行。4 四车道以上宽幅无悬臂主梁,宜考虑横桥向温度梯度作用的影响。5 无实测数据时,混凝土索塔两
25、侧的梯度温差可取5。6 构件间的温差可按下述范围取值:1)斜拉索与混凝土主梁、索塔:1015;2)斜拉索与钢主梁:10。条文说明 条文说明 本次修订增加了主梁横向温度梯度作用的有关规定,横向温度梯度作用一般根据桥梁的地理位置、环境条件等因素确定。无实测数据时,参考现行公路桥涵设计通用规范(JTG D60)相关条文及说明。4.2.6 斜拉桥应采用 E1 和 E2 两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 150m 的斜拉桥,地震作用可按现行公路桥梁抗震设计规范(JTG/T 2231
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