DB34∕T 4096-2022 公路混凝土斜拉桥锚拉板技术指南.pdf

ICS 93.040 CCS P 66 34 安徽省地方标准 DB34/T 40962022 公路混凝土斜拉桥锚拉板技术指南 Technical guideline for anchorage plate of highway concrete cable-stayed bridge 2022 - 03 - 29 发布 2022 - 04 - 29 实施 安徽省市场监督管理局 发 布 学兔兔 标准下载DB34/T 40962022 I 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。 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。 本文件由安徽省交通运输厅提出并归口。 本文件起草单位：安徽省交通控股集团有限公司、安徽双盈标准技术服务有限公司、同济大学、华汇工程设计集团股份有限公司、安徽交控工程集团股份有限公司。 本文件主要起草人：胡可、曹光伦、刘志权、刁凯、牛彦、石雪飞、杨晓光、郑建中、孙海鹏、朱玉、梅应华、窦巍、黄维树、何金武、曹进、曹皓、张军、孙兵、徐德伟、黄朝辉、刘恺。 学兔兔 标准下载DB34/T 40962022 1 公路混凝土斜拉桥锚拉板技术指南 1 范围 本文件规定了公路混凝土斜拉桥锚拉板的设计、施工和养护要求。 本文件适用于公路混凝土斜拉桥钢绞线拉索用锚拉板，平行钢丝拉索可参照使用。 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 1591 低合金高强度结构钢 JT/T 722 公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件 JTG/T 3650 公路桥涵施工技术规范 JTG 5120 公路桥涵养护规范 JTG D60 公路桥涵设计通用规范 JTG D64-2015 公路钢结构桥梁设计规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 锚拉板 anchorage plate 一种以横桥向预应力方式与混凝土结构连接的公路混凝土斜拉桥拉索锚固用构造，见图A.1。 支承管 support pipe 锚拉板上部承载拉索锚固力的钢管。 主拉板 main pulling plate 连接锚拉板上部支承管与下部埋入混凝土结构部分的主要受拉构件。 侧拉板 side pulling plate 主拉板两侧设置的辅助受拉构件。 压接板 pressure linking plate 锚拉板下部以挤压方式与混凝土结构连接的钢板。 上翼板 top flange 压接板组件与主拉板及侧拉板连接的钢板。 学兔兔 标准下载DB34/T 40962022 2 下翼板 bottom flange 压接板组件底部设置的辅助支承钢板。 4 设计 一般规定 4.1.1 锚拉板一般由支承组件、拉板组件、压接组件组成，见图 1。常用型号尺寸可参照附录 A。 标引序号说明： 1 支承组件； 2 拉板组件； 3 压接组件； 4 混凝土主梁。 图1 公路混凝土斜拉桥用锚拉板示意 4.1.2 锚拉板宜采用 Q355 及以上钢材，相应技术指标应符合 GB/T 1591 的规定。 4.1.3 锚拉板应进行防腐处理，其中外露部分防腐应按环境腐蚀种类采用长效型涂层配套体系；埋于混凝土主梁部分可采用防锈底漆进行保护。防腐并应符合 JT/T 722 的规定。 4.1.4 锚拉板的构造应与设置处斜拉桥的主梁构造匹配，并应与设置处的预应力构造、普通钢筋构造等进行联合设计，宜进行空间三维设计，见图 2。 标引序号说明： 1 预应力锚具； 2 横向钢筋； 3 纵向钢筋； 4 压接板开孔。 图2 锚拉板联合设计示意 学兔兔 标准下载DB34/T 40962022 3 4.1.5 锚拉板的倾角应与拉索相适应，主拉板底边宜平行于主梁轴线并沿该处梁顶纵向布置，支承管的平面位置应根据支承管与主拉板底边夹角和主拉板横桥向倾角确定，相关设计参数可参照附录 B。 4.1.6 锚拉板的设计计算及其作用、组合、抗力及使用年限等应符合 JTG D60 的有关规定。 4.1.7 锚拉板宜进行实体有限元复核计算，见公式（1）。 1 (1) 式中： m各部位的计算应力标准值，单位为千帕（kPa）； fy钢材屈服强度，单位为千帕（kPa）； k1强度安全系数，对于结构中的应力集中点可取 1.0，其他部位应取 1.8。 4.1.8 锚拉板的疲劳设计应按照 JTG D64-2015 中第 5.5 条的规定执行。 支承组件设计 4.2.1 支承组件一般由支承管、加劲环、锚垫板、顶帽板、导管组成，见图 3。 标引序号说明： 1 支承管； 2 加劲环； 3 锚垫板； 4 顶帽板； 5 导管。 图3 支承管组件示意 4.2.2 支承组件设计应符合下列规定，见图 4： a) 支承管内径应与拉索锚具尺寸、导管内径、锚垫板和顶帽板开孔孔径相匹配，外径与壁厚比应不大于 70，长细比应不大于 100。 b) 加劲环应设置于支承管下部。加劲环与支承管环向焊接，与主拉板和侧拉板垂直焊接，在主拉板与支承管、侧拉板焊接处设半径 30 mm 的过焊孔。 c) 锚垫板底面宜设深 1 mm 锚具定位槽；顶帽板尺寸应满足与主拉板、侧拉板焊接的空间要求；锚垫板、顶帽板应垂直于支承管环向焊接。 d) 导管长度应不小于 300 mm，满足内部定位器、外部锥形帽等安装要求，拉索锚固时的设计偏转角度应不大于 1.4。 学兔兔 标准下载DB34/T 40962022 4 图4 支承管组件构造示意 4.2.3 支承管组件的计算应符合下列规定： a) 计算应采用作用的基本组合； b) 支承管正截面抗压承载力应满足公式（2）要求： 0 10 (2) 式中： 0 结构重要性系数； Tc 作用于锚拉板的拉索力设计值，单位为千牛（kN）； A0 支承管正截面面积，单位为平方米（m2）； fd 钢材强度设计值，单位为千帕（kPa）； 1 支承管应力不均匀及局部稳定影响系数，采用附录A 的常规锚拉板取值 0.65。 c) 支承管管壁抗剪承载力应满足公式（3）要求： 0 22 (3) 式中： 0 结构重要性系数； Tc 作用于锚拉板的拉索力设计值，单位为千牛（kN）； tzg支承管管壁厚度，单位为米（m）； lzz主拉板与支撑管焊接单侧焊缝长度，单位为米（m）； fvd 钢材抗剪强度设计值，单位为千帕（kPa）； 2支承管管壁剪应力不均匀影响系数， 宜通过计算确定， 采用附录A 的常规锚拉板可取 0.85。 拉板组件设计 4.3.1 拉板组件由主拉板、侧拉板组成，见图 5。 标引序号说明： 1 主拉板； 学兔兔 标准下载DB34/T 40962022 5 2 侧拉板； 3 主拉板张拉孔。 图5 拉板组件示意 4.3.2 拉板组件的构造应符合下列规定，见图 6： a) 主拉板在支承管后方设置的拉索张拉用开孔纵向尺度宜不小于 1 m。拉索需要整体张拉时，应进行特殊设计。 b) 主拉板与支承管焊缝下端及主拉板底边应设置半径为 35 mm 的倒角。 c) 主拉板两侧的侧拉板应对称设置。 d) 主拉板与侧拉板组合后的底边与压接组件的上翼板进行斜角焊接， 主拉板、 侧拉板在焊接交汇处应设半径 30 mm 的过焊孔。 图6 拉板组件构造示意 4.3.3 拉板组件的计算应符合下列规定： a) 计算应采用作用的基本组合； b) 拉板组件组合正截面抗拉承载力应满足公式（4）要求： 0 11+ 22 (4) 式中： 0 结构重要性系数； Tc 作用于锚拉板的拉索力设计值，单位为千牛（kN）； A1垂直于拉索轴线的拉板组件截面上主拉板面积，单位为平方米（m2）； A2垂直于拉索轴线的拉板组件截面上侧拉板面积，单位为平方米（m2）； 1主拉板应力不均匀影响系数，宜通过计算确定，采用附录A的常规锚拉板可取0.85； 2侧拉板应力不均匀影响系数，宜通过计算确定，采用附录A的常规锚拉板可取0.65； fd 钢材强度设计值，单位为千帕（kPa）。 c) 主拉板的抗剪承载力应满足公式（5）要求： 0 3 (5) 式中： 0 结构重要性系数； Tc 作用于锚拉板的拉索力设计值，单位为千牛（kN）； 3主拉板剪应力不均匀影响系数，宜通过计算确定，采用附录A 的常规锚拉板可取 0.85； tzl主拉板厚度，单位为米（m）； lzz主拉板与支撑管焊接长度，单位为米（m）； fvd 钢材抗剪强度设计值，单位为千帕（kPa）。 学兔兔 标准下载DB34/T 40962022 6 压接组件设计 4.4.1 压接组件一般由压接板、上翼板、下翼板、加劲肋组成，见图 7。 标引序号说明： 1压接板； 2上翼板； 3下翼板； 4加劲肋； 5混凝土主梁。 图7 压接板组件示意 4.4.2 压接组件设计应符合下列规定，见图 8： a) 压接板应与主拉板对齐；侧拉板应与加劲肋对齐。 b) 压接板上通过预应力束时应设开孔，压接板与加劲肋上通过普通钢筋应设剪力孔。 c) 上翼板顶应与主梁顶平齐，与压接板斜角焊接。 d) 位于主梁底部的下翼板应与主梁底平齐， 与压接板斜角焊接； 位于主梁内的下翼板与压接板可垂直焊接。加劲肋垂直焊接，设置半径 30 mm 的过焊孔。锚具与压接板之间的混凝土应设置加强钢筋。 图8 压接板组件构造示意 4.4.3 压接板与主拉板横桥向夹角可结合抗拉拔设计进行适当调整，调整范围应控制在 155180之间。 学兔兔 标准下载DB34/T 40962022 7 4.4.4 压接组件的抗拉拔计算应符合下列规定，见图 9： a) 计算采用的拉索力应根据结构总体计算确定， 作用组合应为作用标准值的组合。 计算应考虑锚拉板最可能发生的拉拔状态。 b) 压接组件的抗拉拔安全系数k2应不小于拉索的安全系数，k2值可按公式（6）计算： 2= (6) 式中： k2抗拉拔安全系数，当压接组件设有抗剪开孔、PBL键等联合抗拉拔构造时，k2 可取 1.5；当未设有相应联合抗拉拔构造时，k2 应不小于 2.5； np压接板与混凝土之间的作用面数，作为混凝土结构预应力锚固构造的压接板应取 1，作为混凝土结构受压区嵌固构造的压接板可取 2； j压接板与混凝土之间的静摩擦系数， 宜通过试验确定， 无试验资料时， 值可按 0.25 取用； Fpk垂直于压接板板面的预应力引起的组合挤压力标准值，单位为千牛（kN）； Fck作用于压接板面内的组合拉拔力标准值，单位为千牛（kN）。 标引说明： 1 主拉板横桥向仰角； 2 预应力弯起角； 3 压接板横桥向倾角； Tpk 作用于锚拉板的挤压力标准值； Tck 作用于锚拉板的拉索力标准值。 图9 锚拉板拉拔受力示意 4.4.5 压接组件的承载能力计算应符合下列规定： a) 计算应采用作用的基本组合； b) 压接组件与混凝土结构的抗拉承载力应满足公式（7）要求： 0 + 1( )+ 2 (7) 式中： 0 结构重要性系数； Fcd 作用于压接板面内的组合拉拔力设计值，单位为千牛（kN）； np 压接板与混凝土之间的作用面数， 作为混凝土结构预应力锚固构造的压接板应取 1， 作为混凝土结构受压区嵌固构造的压接板可取 2； d 压接板与混凝土之间的动摩擦系数，宜通过试验确定，无试验资料时，值可按 0.2 取用； Fpd 垂直于压接板板面的组合挤压力设计值，单位为千牛（kN）； nk 压接板板上抗剪开孔数量； Ac 压接板板上单个抗剪开孔面积，单位为平方米（m2）； 学兔兔 标准下载DB34/T 40962022 8 As 压接板板上单个抗剪开孔内贯通钢筋面积，单位为平方米（m2）； fcd 混凝土轴心抗压强度设计值，单位为千帕（kPa）； fsd 抗剪开孔内贯通钢筋抗拉强度设计值，单位为千帕（kPa）； 1 抗剪开孔形状影响系数，宜通过试验确定，采用常规圆形开孔可取 0.89； 2抗剪钢筋强度折减系数，宜通过试验确定，一般可取 0.76。 c) 压接板截面的抗拉承载力应满足公式（8）要求： 0 3 (8) 式中： 0 结构重要性系数； Fcd 作用于压接板面内的组合拉拔力设计值，单位为千牛（kN）； 3 压接板应力不均匀影响系数，宜通过计算确定，采用附录A的常规锚拉板可取 0.85； tyj 压接板厚度，单位为米（m）； lyj 垂直于拉拔方向的压接板截面长度，扣除板上相关开孔，单位为米（m）； fd 钢材强度设计值，单位为千帕（kPa）。 5 施工 一般规定 5.1.1 锚拉板的施工除应符合本指南的有关规定外，尚应符合 JTG/T 3650 的有关规定。 5.1.2 锚拉板应分别进行加工和安装的质量检验。 加工 5.2.1 钢板件加工应符合下列规定： a) 钢板件下料前应进行辊平、抛丸除锈、除尘及涂防锈底漆等处理，防锈底漆干膜厚度不宜小于20 m。 b) 钢板件切割宜采用数控切割工艺。 c) 钢板件切割面、制孔面应与表面垂直，对接焊缝宜与结构长轴垂直。 5.2.2 组装与焊接应符合下列规定： a) 锚拉板宜先分别进行支撑组件、 拉板组件和压接组件的加工和焊接， 后进行支撑组件与拉板组件组装与焊接，再进行与压接组件的组装和焊接。 b) 钢板件等零部件加工齐全并经检查合格后， 方可进行锚拉板构件或单元件的组装和焊接。 焊接应采用级焊缝。 c) 组装和焊接应采用可控制组装精度和焊接变形的专用工作台架和装备。 d) 支承管应标识主拉板、锚垫板定位用的十字对称标记等；支承管底部管口应进行磨光处理，与锚垫板顶紧后进行焊接。 5.2.3 防腐应符合下列规定： a) 工厂防腐应在封闭场所内进行。 b) 防腐应满足本标准 4.1.3 和 JT/T 722 的有关要求；防腐层的质量应逐一检查。 5.2.4 锚拉板在组装、焊接、防腐完成后应设置临时保护衬垫，并标注规格、重量、安装位置等。 5.2.5 加工的质量标准除应符合表 1 的规定外，尚应符合 JTG/T 3650 的有关规定。 学兔兔 标准下载DB34/T 40962022 9 表1 加工质量标准 项次 项目 规定值或允许偏差 1 钢板件几何尺寸(mm) 1 2 钢板件平面度(mm) 02 3 钢板件制孔尺寸(mm) 00.2 4 钢板件制孔位置及间距(mm) 0.5 5 锚垫板面平面度(mm) 00.5 6 支承管轴线长(mm) 1 7 支承管边线偏离设计边线(mm) 1 8 主拉板在支承管上位置偏差(mm) 1 9 主拉板与支承管表面垂直度(mm) 1 10 锚垫板与支承管管口垂直度(mm) 1 11 支承管轴线与主拉板底边夹角（） 0.4 12 主拉板与压接板夹角（） 0.4 13 锚拉板几何尺寸(mm) 5 安装 5.3.1 安装应符合下列规定： a) 安装应以主梁顶为基准进行定位， 可按先定位主拉板与主梁顶面交线坐标， 再定位主拉板横向倾斜状态，后联测支承管轴线调整定位的顺序进行，见图 10。 标引序号说明： 1 主拉板； 2 主梁顶； 3 主拉板主梁顶面定位线； 1 主拉板横向倾斜定位角。 图10 锚拉板安装定位示意 b) 定位前应在主梁顶及锚拉板上预设对应安装定位标记。 c) 定位应采用临时设施及劲性骨架进行位置的调整与固定。 d) 定位后应注意连续设置锚拉板开孔处的主梁钢筋。 应及时浇筑主梁、 张拉预应力、 灌浆、 封锚。 5.3.2 安装的质量标准除应符合表 2 的有关规定外，尚应符合 JTG/T 3650 的有关规定。 学兔兔 标准下载DB34/T 40962022 10 表2 安装质量标准 项次 项目 规定值或允许偏差 1 支承管底部出口坐标（mm） 8 2 支承管轴线倾角（） 0.5 3 锚拉板外观 无变形、损伤、锈蚀、污染 4 混凝土外观 无间隙、裂缝、崩起、剥落 6 养护 一般规定 锚拉板的养护除应符合本指南的有关规定外，尚应符合 JTG 5120 的有关规定。 检查 6.2.1 经常检查应符合下列规定： a) 频率应不低于 1 次/月。 b) 内容包括： 1) 桥面有无积水； 2) 结构有无积水； 3) 涂层有无破损； 4) 拉索锚具是否完好。 c) 做好记录，报告异常情况。当经常检查发现异常情况时应增加检查。 6.2.2 定期检查应符合下列规定： a) 频率应不低于 1 次/年； b) 内容包括： 1) 构件是否变形、损伤，有无裂纹、脱开； 2) 涂层是否老化、开裂，是否起皮、剥落； 3) 焊缝是否连续、饱满，有无裂纹、腐蚀； 4) 连接区混凝土有无裂缝、崩起、剥落。 6.2.3 特殊检查应符合下列规定： a) 出现下列情况应进行特殊检查： 1) 定期检查中出现难以判明损坏原因及程度的损伤时； 2) 发生交通撞击等突发事故时； 3) 需进行桥梁改造加固时； 4) 养护管理单位认为必要时。 b) 特殊检查应由相应资质和能力的单位承担。特殊检查应对结构的安全耐久性提出明确结论和处置措施。 6.2.4 检查结果的处理应按 JTG 5120 的规定执行。 维护 6.3.1 日常养护应符合下列规定： a) 及时清除积物、梳理通道、封闭间隙，消除积水和渗水。 b) 及时维修破损涂层、更换锈蚀部件，做好新旧涂层衔接。 学兔兔 标准下载DB34/T 40962022 11 c) 锚具防腐系统出现渗漏等现象，应查明原因，及时处治。 6.3.2 维修、加固和改造应符合下列规定： a) 构件出现病害，应查明原因，采取适当措施维修，必要时可予以割除更换。 b) 涂层防护失效，应进行清除，重新进行防腐涂装。 c) 混凝土出现病害，应查明原因，及时处治。 学兔兔 标准下载DB34/T 40962022 12 附录A （资料性） 锚拉板主要技术参数 A.1 锚拉板主要技术参数见表 A.1。 表A.1 常用锚拉板主要技术参数 拉索 型号与规格 （Dn-n） 支承管 mm 加劲环 mm 锚垫板 mm 主拉板 mm 侧拉板 mm 压接板 mm 上翼板 mm 下翼板 mm 加劲肋 mm D1t1L1 t2 t3 B4t4 B5t5 L6B6t6 B7t7 B8t8 B9t9 15.2-22 32722850 60 50 20522 15018 3000100032 60020 60020 25016 15.2-27 36126850 60 60 20526 15022 3000100032 60020 60020 25016 15.2-31 36126950 60 60 20526 20022 3000100032 60020 60020 25016 15.2-37 40030950 60 75 20530 20026 3000100032 60020 60020 25016 15.2-43 448301200 60 75 20530 25026 3000100032 60020 60020 25016 15.2-55 467341200 60 80 20534 25030 3000100032 60020 60020 25016 注1：本表技术参数适用于公称直径Dn为 15.2 mm，抗拉强度标准值fptk为 1860 MPa的钢绞线拉索； 注2：当拉索规格与本表不相同时，应选择邻近的较大规格； 注3：当拉索规格超过本表范围时，应进行尺寸的重新设计； 注4：表中：n 拉索钢绞线根数；t1t9 对应构件的厚度；其他符号示意见图A.1。 A.2 技术参数符号示意见图 A.1。 图A.1 技术参数符号示意图 学兔兔 标准下载DB34/T 40962022 13 附录B （资料性） 锚拉板定位参数计算 B.1 坐标系 坐标系可按以下规定建立，见图B.1： a) 坐标系原点设在索塔中轴线 0 m 处；X 轴为顺桥向，正方向沿桥轴线指向锚拉板侧；Y 轴为横桥向，正方向垂直桥轴线指向锚拉板侧；Z 轴为竖向，正方向向上。 b) 拉索上端点为塔上拉索锚点 b。 c) 拉索下端点为梁上拉索锚点 g。拉索下端点切线为锚拉板轴线。 d) 梁上横隔板中面垂直于梁顶面。锚拉板主拉板平行桥面纵轴线。 图B.1 设计坐标系示意 B.2 计算 B.2.1 锚拉板初始定位 B.2.1.1 在 X-O-Y(Z)坐标系中，初设 c 点为悬链线下端点。以计算和借用方式补全 c 点待定坐标值部分。由此建立初始定位模型,计算拉索定位参数，作为后续精确修正的基础。 B.2.1.2 对 c 点，Xc=Ec+(c+Dc)sin(ic)；借用近处 t 点坐标，Yc=Yt ；Zc=Ec-(c+Dc)cos(ic)，见图 B.2。 B.2.1.3 各式中，ic为梁段顶面正倾角；Xc 、Yc 、Zc ，Dc为 c 点假设为悬链线下端点时的坐标和限位学兔兔 标准下载DB34/T 40962022 14 （Dc初值取Dc ） ，定位计算中将不断修正；Ec为桥面设计高程，由既定的桥面竖曲线，对应Xe自动计算；c为桥面设计高程点与 c 点对应梁顶之间的高差。 图B.2 拉索梁上设计参数示意 B.2.1.4 在拉索垂度面内，根据拉索张力 、材料比重 、竖向投影高度f、水平投影长度L，可构建拉索悬链线方程，计算出参数 、，并由 s进一步计算出参数 、 。 B.2.2 锚拉板梁上调整定位 B.2.2.1 移悬链线下端点至其真正位置 g 点，见图 B.3。 图B.3 拉索梁上设计参数示意 B.2.2.2 在拉索垂度面内，根据悬链线方程计算 g 点至 c 点水平、竖向距离Xg 、Zg ，换算拉索垂度面内梁段顶面倾角i。各参数满足Xgsin(i) +Zgcos(i )= Dg+Dc。 B.2.2.3 由Xg=Xc-Xgsin(s/2)，Yg=Yc-Xgcos(s/2)，Zg=Zc+Zg计算 g 点坐标。 B.2.2.4 由Xt=Xg+Ltcos( )，Yt=Yg+Ltcos( )/tg(s/2)，Zt=Zg-Ltsin( )计算 t 点坐标。Lt= Dg/sin(c)，c=+ic。 B.2.2.5 由 g 点切线，按Xc=Xg+Lccos()sin(s/2)，Yc=Yg+Lccos()cos(s/2)，Zc=Zg-Lcsin()更新 c 点坐标。Lc=Xgcos(i)- Zgsin(i)/cos(c)，为 c 点至 g 点空间长度。c=+i。 B.2.3 锚拉板梁上修正定位 B.2.3.1 Yt与Yt之间的偏差通过修正Y Yc消除。 B.2.3.2 Zc与Zc之间的偏差通过修正Dc消除。 学兔兔 标准下载