DB34/T 3445-2019 全体外预应力节段拼装混凝土桥梁设计与施工指南

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标准编号:DB34/T 3445-2019
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DB34/T 3445-2019 全体外预应力节段拼装混凝土桥梁设计与施工指南

161、JT/T853的规定。

a)标准强度不应小于1860MPa; b)环氧涂层钢绞线应符合GB/T21073、GB/T25823、JG/T387和JT/T876的规定 c)镀锌钢绞线应符合YB/T5004和YB/T152的规定

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GB/T 9649.9-2009 地质矿产术语分类代码 结晶学及矿物学DB34/T34452019

5.1.5全体外预应力节段预制拼装混凝土桥梁应根据结构特点、使用年限、环境条件、施工条件等进

亍耐久性设计。耐久性设计应包括下列内容: a 确定结构和结构构件所处的环境类别及其作用等级; b) 提出对材料的耐久性基本要求; C 提出对体外预应力的耐久性基本要求; d 不同环境条件下节段及接缝等部位的耐久性技术措施: e) 采用有助于耐久性的结构构造,便于施工、检修和维护管理; 提出检测、监测与施工养护要求。 .1.6 节段预制拼装混凝土桥梁应设置检修通道,检修通道应满足检修、养护及部件更换的空间需求。

5. 2. 1 设计基本原则

设计应符合下列基本原则: a)桥梁设计安全等级应符合JTGD60的相关规定; b)桥梁设计应以实现绿色建造、提升工程品质为指导思想,落实工业化建造为原则,综合考虑预 制、拼装工艺,进行标准化设计

5.2.2结构选型与跨径布置

结构选型与跨径布置应符合下列基本原则: 节段梁桥宜采用等截面布置,以减少预制节段类型,保证工厂预制效率; 全体外预应力节段拼装桥梁宜采用逐跨拼装施工,逐跨拼装节段梁桥跨径宜选择30~60m

3.1截面设计应符合下

截面设计应 a 全体外预应力节段梁截面设计宜采用斜腹板箱形截面,除横梁、转向块和加强节段外,宜采用 等截面设计; D 箱梁顶板厚度及构造应满足纵向受力、横向受力及横向预应力钢筋布置要求,且厚度不宜小于 220mm; 箱梁底板厚度及构造应满足纵向受力、横向受力要求,且厚度不宜小于200mm; d 箱梁腹板厚度不宜小于350mm; 2 箱梁翼缘板较宽时,翼缘板下方可设置加劲肋,见图1;当采用加劲肋时,腹板构造需要考虑 加劲肋对腹板的影响。 为增加翼缘的整体性,可在现浇护栏底座内设置纵向预应力,

5.3.2节段设计应符合下列规定

图1带肋翼缘板示意图

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b)预制节段划分应综合考虑节段吊装重量、运输条件等因素影响,标准节段长度宜为2.5m~3.5 m; 转向块节段长度宜与标准节段保持一致,转向块距节段端部净距不宜小于500mm; d 横梁节段长度应满足体外束锚固尺寸要求,单个横梁节段重量不宜大于标准节段重量的1.5 倍,当不满足要求时,可分段设计; e 横梁节段或加强节段与标准节段间宜设置湿接缝,湿接缝宽度宜为100mm~200mm。 5.3.3 转向块设计应符合下列规定: a) 转向块宜采用竖肋式转向块; b 当结构体外预应力较多时,体外预应力束可采用竖向双层布置形式,见图2:

图2转向管道双层布置示意图

转向块内应设置内环筋和外封闭箍筋,内环筋和外封闭箍筋沿转向器长度方向的间距不宜小于 100mm,内环筋与转向器上缘之间的净距不宜小于25mm,直径不宜大于20mm,外封闭箍筋 在竖向与内环筋的净距不宜小于50mm,见图3。

图3转向块配筋构造示意图

苗固横梁及加强段设计应符合下列规定: 横梁厚度应通过受力计算确定。横梁厚度较大时,可采用分段设计,分段设计宜按照以下原则 执行: 1)中横梁可分为两个构造相同的预制节段,预制节段之间的顶、底板及腹板可通过匹配预制 生产,横梁范围预留湿接槽,见图4 湿接槽的宽度宜设置为200

图4中横梁分段设计示意图

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2)端横梁应采用与中横梁相同构造的预制节段,如厚度不满足要求时,可设置加强节段,提 高端横梁承载力,见图5。预制节段与加强节段 之间的连接方式与中横梁相同。

图5端横梁构造示意图

3)通过在标准节段内设置加强横梁,形成加强节段;加强节段的尺寸应通过受力分析确定 加强横梁与顶板间宜设置大倒角,缓解应力集中。 申横梁分段设计仅适用于体外预应力束采用交义锚固的中横梁, 5 分段的横梁之间应设置纵向预应力精轧螺纹钢筋,精轧螺纹钢筋的数量与位置根据计算确 定。 横梁两侧与底腹板交接位置应设置加胶,加腋尺寸不宜小于250mm×250mm; 横梁宜采用分离式设计,见图6:

图6分离式横梁示意图

1)横梁钢筋设计应考虑钢筋绑扎顺序、钢筋连接形式、预应力管道空间及定位的要求。 接缝设计应符合下列规定: 预制节段接缝处应均匀设置密接匹配剪力键,见图7,剪力键的构造应满足下列规定

图7节段剪力键布置示

1)腹板内的剪力键应在腹板全高度范围布置,剪力键的横向宽度宜为腹板宽度的75%; 键块(槽)应采用梯形或圆角梯形截面,倾角约45°,高度应大于混凝土最大骨料粒径 的2倍且不小于40mm,见图8; 键块(槽)的高度与其平均宽度比可取为1:2; 4)腹板与顶、底板结合区应设置剪力键:

5)顶板和底板内的剪力键应设在板中间

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图8剪力键构造尺寸示意图

图8剪力键构造尺寸示

剪力键内宜设置钢筋骨架; 预制节段接缝应采用胶接缝或混凝土湿接缝。湿接缝如不设纵向普通钢筋,其宽度不应大于 200mm; 体外预应力的锚固横梁应考虑检修和换索空间需要,实现可达、可检、可换

5.4体外预应力体系设计

5.4.1体外束设计应符合下列规定

4.1体外束设计应符合下列规定 a)体外预应力体系有四个基本部分组成:体外预应力束(简称体外束)、锚固系统、转向装 减振装置,见图9:

图9体外预应力体系的基本组成示意图

图10交叉锚固平面示意图

体外预应力束宜采用“转弯”式锚固,以提高横梁节段抗剪承载力,便于体外预应力束张拉施 工,见图11:

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图11“转弯”式锚固示意图

e 锚固位置应靠近顶板、底板、腹板布置。 f 锚具以及转向器应预留备用的钢绞线孔,用于补充预应力或为换索提供方便。 5.4.2 转向器设计应符合下列规定: a 根据体外束的构造、钢束材料及设计要求,体外束宜采用散束式转向器,见图12; b 散束式转向器主要由导管、挡板、隔板、填充材料等组成,运营期可补张、更换单根钢绞线 同时弯曲半径宜按照表4的要求执行;

表4体外束的最小弯曲半径

5. 4. 3锚具设讯

图12转向器立面及部面布置示意图

锚具设计应符合下列规定: a)体外束锚具选型及防腐措施选择应满足运营期补张拉、更换的需求,锚具布置需预留张拉空间; b)体外预应力锚具的主要性能应符合GB/T14370和JT/T853的规定。

5.4.4 减振装置设讯

减振装置设计应符合下列规定: a)减振装置间距按钢束段和梁体的竖向自振频率(基频)之比不小于5确定; b)减振装置处钢束与护套间应采用隔振材料填实,见图13。

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13体外预应力钢束减振装置示意图

a 构件采用桁架单元模拟,预应力损失通过调整桁架内力的方法进行模拟。 6 全体外预应力节段梁内力计算应考虑箱梁剪力滞效应的影响,断面的剪力滞特性需要根据截面 形式和体外束配束形式计算确定。 C 桥面板的受力计算应按照JTG3362的规定执行,当在悬臂加肋时,桥面板计算需要考虑加劲 肋的影响。 锚固横梁的受力计算需要考虑施工过程的影响,需对单侧锚固状态下锚固横梁的受力性能进行 验算。 主梁抗弯承载能力计算应按照下列规定执行: a 受压区高度小于或等于翼缘板厚度的矩形受压截面体外预应力混凝土梁,正截面抗弯承载力计 算应符合公式(1)规定:

fadeA.e + fuA=fdA + feab,x...

式中: Yo 结构重要性系数: Md 计算截面弯矩的组合设计值; 信息服务平台 Ap.e 体外预应力钢束的截面设计值 fpd.e 体外预应力钢束的极限应力设计值; hpu.e 体外预应力钢束合力点至截面受压边缘的距离; X 截面混凝土受压区(矩形分布应力)高度; A. 体内纵向受拉普通钢筋的面积; 体内纵向受拉普通钢筋的抗拉强度设计值:

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体内纵向受拉普通钢筋至截面受压边缘的距离; A. 体内纵向受压普通钢筋的面积; fed 体内纵向受压普通钢筋的抗压强度设计值; h, 体内纵向受压普通钢筋至截面受压边缘的距离; fed 混凝土抗压强度设计值; b, 受压翼板的有效宽度。

图14矩形受压截面抗弯承载力计算图示

J pde =(pe.e +Aom Aopue=α(2.25 22 )(4071480p,) L/h.

0≤A0 P,: f.4

fed. 一一体外预应力钢束的极限应力设计值; ? pe一一体外预应力钢束的永存应力值; Aopu,。一一体外预应力钢束的极限应力增量; 体外预应力钢束极限应力增量的折减系数:无接缝构件α=1.0,胶接缝和现浇混凝土接 缝构件α=0.95; 梁的计算跨径:

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hip.e 体外预应力钢束合力点至截面受压边缘的初始距离; P。一一体外预应力配筋指标; fck一一混凝土的轴心抗压强度标准值; A. 一一梁的混凝土截面面积。 2)连续受弯构件

L一一计算跨内体外束长度; L一一锚头之间体外束总长度。 c)体外预应力钢束合力点至截面受压区边缘的极限距离应按式(9)~式(10)计算:

2 体外预应力二次效应的修正系数:简支受弯构件7=1.0;连续受弯构件7=1.07; 接缝对二次效应的影响系数:无接缝构件√=1.0;胶接缝和湿接缝构件√=1.02; hp.e 体外预应力钢筋合力点至截面受压边缘的初始距离; Sd 一一计算截面处相邻转向(或定位)构造之间或转向(或定位)构造与相邻锚固构造之间 的距离。 若计算截面在转向(或定位)或锚固构造位置并有钢筋穿过该构造时,则相应钢筋至截 受压区边缘的极限距离应按式(12)计算。

受压区高度大于翼板厚度的T形(受压区呈T形)截面的节段预制拼装受弯构件,正截面抗弯 承载力计算应符合下列规定:

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5.5.3主梁斜截面承载能力计算

梁斜截面承载能力计算应按照下列规定执行: 斜截面抗剪承载能力可按照式(15)进行验算

1 式中: V 斜截面剪压端剪力的组合设计值(kNV); C1 接缝影响系数:无接缝构件C,=0.06,胶接缝和湿接缝构件Ct=0.72; 异号弯矩影响系数:简支受弯构件取1.0;连续和悬臂受弯构件的中支点截面取0.9, α 其它截面取1.0; 元 体内外预应力配筋的影响系数:全体外配筋取1.0; bho+2hz ? 截面形状影响系数,Φ: ,其中hi为受压翼板的平均厚度; bho fu.k 边长为150mm的混凝土立方体抗压强度标准值(MPa),即混凝土的强度等级; C2 接缝影响系数:无接缝构件C2=12.8,胶接缝和湿接缝构件C2=0.11: 纵向配筋率,P=100p,P=(As+Ap.e+Apb.)/bho,其中,A为纵向受拉普通钢筋的 P 面积(接缝截面普通钢筋不连续时A取零);Ap。为体外直线预应力钢筋的截面面积

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当P>2.5时,取P=2.5;其余符号意义见下说明; b、h一一 分别为腹板宽度与截面有效高度(按受拉侧普通钢筋计算)(mm); m C 斜裂缝的水平投影长度(mm),取一个节段长度和C=0.6mho的较小者; Sv 一 斜裂缝范围内的箍筋间距(mm); fsv 箍筋的抗拉强度设计值(MPa); Asv 一 斜裂缝范围内一个间距内箍筋各肢的总截面面积(mm²); 9 体外弯起预应力钢筋与构件轴线的夹角; 体外预应力钢筋的极限应力设计值(MPa),αm=0.8α,其中α。为体外预应力钢 Opd.e 筋的永存预应力; Apb.c 斜裂缝范围内体外弯起预应力钢筋的截面面积(mm²)。

V一一截面体外预应力钢筋合力设计值的竖向分力。 5.4正常使用极限状态下,体外预应力混凝土受弯构件应按下列规定进行正截面和斜截面抗裂验算 a)作用(或荷载)短期效应组合下,构件正截面抗裂性验算应满足式(17)的要求:

b)作用(或荷载)短期效应组合下,构件斜截面抗裂性验算应满足式(18)

Ost 作用(或荷载)短期效应组合下截面边缘的混凝土拉应力: Opc 永存预应力在截面边缘产生的混凝土压应力; Cp 作用(或荷载)短期效应组合下的混凝土主拉应力: fit 混凝土抗拉强度标准值

Opc 永存预应力在截面边缘产生的混凝土压应力; Cp 一作用(或荷载)短期效应组合下的混凝土主拉应力; 一混凝土抗拉强度标准值。 5.5.5体外预应力构件持久状况和短暂状况应力应按照JTG3362的规定进行验算。 5.5.6竖肋式转向块可按照靠近底部厚度最小截面混凝土抗压和钢筋抗拉共同承担转向力的计算模式 考虑,见图16.计算应满足式(19)的规定

5.5.5体外预应力构件持久状况和短暂状况应力应按照JTG3362的规定进行验算。 5.5.6竖肋式转向块可按照靠近底部厚度最小截面混凝土抗压和钢筋抗拉共同承担转向力的计算模式 考虑,见图16,计算应满足式(19)的规定。

5.5.5体外预应力构件持久状况和短暂状况应力应按照JTG3362的规定进行验算。

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图16转向块的拉杆一压杆计算模式图

N, ≤ f.Lt+ fA. + f'A'

%。一一结构重要性系数,取1.1; N。一一竖向拉力的组合设计值; t 一一验算断面转向块厚度; L一一按照45°扩散后验算断面有效抗压宽度; f。一一内环筋的抗拉强度,取抗拉强度设计值fsd的0.6倍; A 一一内环筋的截面面积; A 一一有效受压区受压钢筋面积。 5.5.7锚固横梁按照拉杆一一压杆模型计算,见图17,环筋(拉杆)的抗拉承载力计算应满足式(20)

式中: Y。——结构重要性系数,取1.1; T。——竖向拉力的组合设计值;

图17锚固横梁的拉杆一压杆计算模式图

5.6.1全体外预应力节段拼装混凝土桥梁的抗震设计应符合下列基本要求: a)抗震设防目标应符合表5的规定;

5.6.1全体外预应力节段拼装混凝土桥梁的抗震设计应符合下列基本要求:

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体外预应力节段拼装混凝土桥梁的抗震设防目标

地震作用应按照下列规定选取: a 一般情况下,抗震设防烈度为6度的地区,可只考虑水平向地震作用,直线桥可分别考虑顺桥 向X和横桥向Y的地震作用; 抗震设防烈度为7度的地区,宜同时考虑顺桥向X、横桥向Y和竖向Z的地震作用;抗震设防 烈度为8度和9度的地区,应同时考虑顺桥向X、横桥向Y和竖向Z的地震作用; 当桥址位于可能发生6.5级以上地震的活动断层30km以内时,应考虑近断裂效应包括上盘 效应、破裂的方向性效应以及竖向地震作用对桥梁地震响应的影响。

5. 6. 3抗震分析

全体外预应力节段拼装混凝土桥梁结构动力计算模型应对上部结构节段梁进行局部精细 梁结构的动力计算模型应满足下列要求: a)计算模型中的全体外预应力节段拼装混凝土箱梁(包括横梁和转向块等构件)可采用板单元模 拟; b 节段接缝中的剪力键可采用连接单元模拟,接缝截面相近位置处的剪力键可进行合并处理,但 应保证刚度分布和力学特性符合实际情况; C)体外预应力钢束可采用预应力钢束单元模拟

GB/T 15166.4-2021 高压交流熔断器 第4部分:并联电容器外保护用熔断器DB34/T 34452019

d)支座单元应反映支座的力学特性。进行非线性时程分析时,支承连接条件应采用能反映支座力 学特性的单元模拟: 混凝土结构的阻尼比可取为0.05,进行时程分析时,可采用瑞利阻尼; 计算模型应考虑相邻结构和边界条件的影响; 名 进行非线性时程分析时,墩柱已进入非线性工作状态,可采用钢筋混凝土弹塑性空间梁柱单元 模拟。

5. 6. 4 性能要求与抗震

性能要求与抗震验算应按照下列规定执行: a)在E1地震作用下,结构不发生损伤,保持在弹性范围内。节段梁的接缝断面应保持受压工作 状态,不允许出现剪力键的脱离,即“接缝开口”现象,不允许出现横向倾覆震害; D 在E2地震作用下,体外预应力钢束不发生损伤,A类桥的接缝断面应保持受压工作状态, 不充许出现剪力键脱离TCAQP 023-2020 TCTES 1029-2020 中小学生校服分级评价技术规范,即“接缝开口”现象;B类和C类桥梁的接缝断面不充许出现剪力键 脱离,即“接缝开口”现象。同时,不允许出现支座脱空产生横向倾覆震害。桥墩、基础等重 要结构受力构件局部可发生可修复的损伤,但要求地震后基本不影响车辆的通行; 剪力键是否发生脱离可采用以下方法进行验算: 1)验算时取节段梁受力最不利的接缝截面作为验算控制截面,节段间剪力键的工作状态按式 (21)进行验算。

式中: W一一截面抗弯模量; N、Ma一一地震荷载和恒载最不利组合下的轴压力和弯矩; A一一有效截面面积; K一一截面剪力键工作状态: ·当K≥0时,表示验算控制接缝断面处于全截面受压工作状态,所有剪力键均未发生分离 当K0时,表示验算控制接缝截面部分剪力键已发生分离,即出现“接缝开口”现象。 2)当验算表明接缝截面发生开口现象时,可提取相应节段接缝断面中各剪力键的受力情况 以确定截面发生脱离的剪力键个数及位置。 d)对抗震设防烈度为7度及以上地区的节段梁,还应进行横向抗倾覆验算

5.6.5抗震构造与措施

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