JTJ 027-1996(条文说明) 公路斜拉桥设计规范.pdf
《JTJ 027-1996(条文说明) 公路斜拉桥设计规范.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《JTJ 027-1996(条文说明) 公路斜拉桥设计规范.pdf(36页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、附件公路斜拉桥设计规范(试行)(JTJ 027-96) 条文说明编制说明斜拉桥作为一种新的桥结构,在我国已得到很大发展,并在科研、设计、施工方面取得不少成果和经验。为适应我国斜拉桥发展的需要,迫切需要编制斜拉桥设计规范。为此,交通部公路管理司下达公路斜拉桥设计规范的编制任务。参加这次编写工作的单位有z交通部重庆公路科学研究所,交通部公路规划设计院,四川省公路规划勘察设计院,山东省交通规划设计院,四川省桥梁工程公司。编写过程中,编制组进行了比较广泛的调查研究及资料收集工作,总结和吸收了国内外的经验。多次听取了有关学者、专家及工程技术人员的意见,几经易稿而成.规范共分六章,主要内容包括斜拉桥设计的
2、一般规定、设计荷载、计算规定及构造要求。本规范有明确的针对性,是现行各类公路桥涵设计规范的一个补充,除本规范明确规定外,应执行现行各类公路桥涵设计规程。对汽车荷载的等级划分、标准图示、主要技术指标及车辆荷载的选用和布载规定应按修订后的公路工程技术标准(JTJ01-88) (1995年版执行。24 1 总则.0. 目前,我国己修建斜拉桥30余座,正在施工中的大跨径斜拉桥也有5、6座。已建成的结合梁斜拉桥主跨跨径已达602m(上海杨浦大桥),预应力掘凝土斜拉桥主跨跨径已达444m(重庆长江二桥。为满足大跨径斜拉桥发展的需要,使斜拉桥设计达到技术先进、经济合理、安全适用,确保质量,特制定本规范。,.
3、 O. 2 本规范为公路斜拉桥专用设计规范,内容包混凝土斜拉桥、钢斜拉桥及结合梁斜拉桥。钢斜拉桥、结合梁斜拉桥目前修建的不多,有待进一步完善,所以本规范的编写较偏重于混凝土斜拉桥。1. O. 3 本条提到的管理还应包括养护等方面的问题。设计时应考虑换索措施。1. O. 5 斜拉桥是一种结构体系变换较多的新桥型,对于初设计者和稍有经验者不可能一次就拟定出一个较合理的总体方案,故宜进行多方案比较。25 3一般规定3.材料3. ,., 混凝土斜拉桥作为公路桥梁的一种型式,在选用的材料等级、特性,强度指标方面应符合交通部现行公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范)(JTJ023-85)的规定,具体说
4、明可参见该规范条文说明。本规范分别对钢筋混凝土、预应力混凝土主梁及钢筋混凝土、预应力混凝土索塔采用的渴凝土标号提出了采用的下限值,其中索塔的受力较一般棍凝土构件大,故适当的提高了混凝土的标号。3.2 钢材斜拉桥的钢结构部份所采用材料应符合交通部现行公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86)的规定,具体说明可参见该规范条文说明。高强钢丝及普通钢筋的选用应符合交通部现行公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范HJTJ023-85)的规定。其中钢筋的强度指标及材料特性的具体说明可参见该规范条文说明。斜拉索所用的高强钢丝应对其材料的技术指标作一定的特殊要求,并应采用娇直回火状态的钢丝。表1提
5、供了参考示例.擅自民用高强钢丝撞术指标表1d 径直径前直铸后度镰铸圆未镀不格规5.1士0.03mm5.2士0.06mm;0.04mm 26 续上表1 . 1 1 _ 1 1 1非金属C I si I Mn I P I S I Cu I 1 - 1 .- 1 1 - 1 -1夹杂物二、化学成分lI . . I _. I _ I _ I _ I 0.75%-10.12-10.60%-1 ,; 1 ,; I ,; 10.10% 0.85% 1 0.32, 1 0.90% 1队025%10.025% I 0.20% I 以下!iJl I 1 600MPa 三、物理力学|抗拉嚣厦1180MPa 性能|屈
6、服强度名义屈服点弹性模量四、表观质量延伸率以L=25Omm测定松弛率反复弯曲数弯曲半径=17.5mm)直线性4.0% 2.5% 3次无弯折、无弯曲、无波纹300g/m3 二;!:99.95%无任何损坏、无裂纹无铸皮脱落10次漫溃一分钟,表面不产生挂铜现象,重复5次钢丝金*表面光滑均匀,无痕点、裂纹、毛刺、机械损伤、油迹及有害杂物耐着.矫直回火钢丝的伸直性s取弦长为1m的钢丝,其弦与弧的最大自然矢离不大于2Omm.3.3 锚具用钢材满足使用要求的材料特性以GB5676-85中ZG310-570 原45号钢为例列于表2.ZG310-570锦钢(原45号钢的主要技术指标表2一、化学成份C si Mn
7、 s P Ni Cr Cu Mg v 元素的最0.50 0.60 0.90 0.04 0.04 0.30 0.35 0.30 0.20 0.05 高含量OT/T6-94)要求。3.2结构型式3.2. 斜拉桥基本体系斜拉桥具有大的跨越能力,可减少水中桥墩及深水基础,一般讲,总体布局时从经济角度考虑,宜优先选用独塔方案,亦可根据地形、跨径的需要等各种因素选用双塔及多塔方案。斜拉桥按力学性能区分E飘浮体系在塔、墩圄结时,采用这种体系能减少混凝土徐变影响,抗震消能,因此地震烈度较高地区可考虑选择这类体系,以增长结构的固有周期。为形成这种纵向能摆动的飘浮体系,索在竖28 直面内的布置应为辐射型或扇型.通
8、常为减少塔根处梁的无索区的正弯短,可在塔下设置竖直索,使梁在该处有一弹性支承点或在塔的横撑处设竖向支座以形成半飘浮体系。支承体系在塔、墩固结时,桥塔处梁下设置支座将形成上述半飘浮体系F在塔、梁固结时桥塔处梁下设置支座时将形成全支承体系,这时支座的承载能力将十分庞大,故一般仅用于小跨径斜拉桥。而对于大跨径斜拉桥,由于上部结构反力过大,支座构造复杂,制作困难,且动力特性不理想,于抗风、抗震不利,故不宜采用。塔、梁、墩固结体系采用这种体系,能克服上述大吨位支座的制造困难并提供稳定的施工条件,但其动力性能差,尤其在窄桥情况下,因此在地震区及风荷载较大的地区采用此种体系时要进行认真的动力分析研究。为克服
9、体系温度应力的影响,双塔情况下,通常在中跨设挂孔或镜,但于养护及行车舒适不利,故宜用于独塔斜拉桥的设计中。辅助墩在边孔高度不大及不影响通航的情况下的布置对改善结构受力状态,增加施工期安全均是十分有利的。同时,辅助墩受压时减少边跨主梁弯炬,受拉时减少中跨主梁弯短及挠度,从而大大提高了全桥刚度.通常情况下,辅助墩的位置由跨中挠度影响线确定,同时亦要兼顾索距及施工需要,辅助墩的个数应综合考虑技术需要和全桥的整体经济效益。3.2.2 结构型式及总体尺寸拟定双塔斜拉桥边跨与中跨的跨比,一般而言,从简化设计、方便施工考虑,通常均对称布置,但两边跨亦可以不等。当跨比为0.5时,可对称悬臂施工至跨中合拢,但考
10、虑在施工时侯悬臂的稳定性及为提高成桥后的刚度,很多情况下跨比大多取小于0.5,以使中跨有一段悬拼是在有后锚的情况下进行。大跨度斜拉桥为减小跨中挠度而采用较小的跨比,对提高全桥刚度是有利的。所以一般情况下对双塔斜拉桥边跨与中跨比定为o.350. 50。特殊的地形条件下,边跨与中跨比可更小,如邸阳叹江桥的边跨与中跨比仅为0.203,边跨两端设置重力式平衡桥台,将部份29 拉索以地锚方式锚固于重力式桥台中。独塔斜拉桥塔两侧的跨比更多的是要看地基条件和地形情况来选择,各种比例都可以出现.独塔两侧不对称布跨时,要注意悬臂端部的压重及锚固,构造上会复杂一些。塔的横桥向型式中,单柱式通常用于单索面斜拉桥中,
11、如重庆石门桥E广州海印大桥;长沙湘江北大桥.等。而门式塔则用于平行双索面斜拉桥中,如南浦大桥、东蕾及济南黄凋大桥、武汉长江二桥.等。A型、倒Y型及菱型塔则将形成空间双斜索面,除对主梁提供横向预应力外还大大提高了梁及塔的抗扭刚度,改善全桥的动力特性,有利于抗风、抗地震,目前已建桥中采用这类型式的有z杨浦大桥、邸阳汉江大桥、三原清河新龙桥.等。通常在经济及施工可能的情况下,选用塔高与跨径的比例以高值为宜,因为这将导致拉索用量的降低及减小中跨挠度,但在特大跨径中单以提高塔身高度来取得全桥刚度是不经济的,而采用加强边索及地锚的方式是较好的选择,此时塔高与主跨的比值宜选用低值。国内已建斜拉桥的塔高与主跨
12、之比可参见表4。随着斜拉桥的发展,为方便施工、减少风振危险等原因,将拉索的布置从疏索型向密索型发展,使得主梁的高度不断降低,国内斜拉桥的梁高与跨度之比已从约1/50发展到1/216(铜陵大桥).参见表4。由于主梁梁高减小,目前主梁断面已由过去的箱式断面逐步演变到梁板式断面,这种板式断面对抗风及节省材料等方面都是十分有利的,现将国内外几座典型的大跨、低梁的高跨比列于表3.供参考。桥铜陵*江大桥挪威Helgeland桥30 名斜撞桥集离与跨径比混凝土斜拉桥表3高跨比/216-1/203 1/354 续上表混凝土斜拉桥桥名梁高(m)主跨径(m)高跨比美国DamePoint桥1.52 396 1/26
13、1 加拿大Alrt桥1. 12 339.9 1/304 美国Talmadbg桥1.37 335.3 1/245 钢结合梁斜拉桥杨浦大桥| 川6I 602 I 1/203 加拿大Annacis桥I 2.315 I 465 I 1/201 南浦大桥I 2.36 I I 1/179 国内斜撞桥主要尺寸及参数表4编主跨梁离梁宽塔高梁上梁高塔离塔型及标准桥名L h B H 索距跨比跨比索型号(m) (m) (m) (m) (m) h/L H/L 1 独塔上海恒丰北路桥77 1. 50 24.1 49.97 4.5 1/51 1/1. 54 2 单索丽重庆石门大桥230 4.00 25.5 113.0 7
14、.5 1/57.5 1/2.04 3 上虞章镇桥72 2.10 12.7 32.31 9.0 1/34.3 1/2.24 4 广西西模大桥125 2.08 20.42 48.20 8.0 1/60. 1 1/2.59 5 独塔桐子林大桥120 2.50 13.10 51.60 9.0 1/48 1/2.33 一6 双索丽淮阴运河一号桥90 1.90 17.00 46.00 10.0 1/47.4 1/1.96 一7 广东九江大桥160 2.50 18.90 77.50 8.0 1/64 1/2.06 一8 珠海横琴大桥120 2.20 35.40 59.80 6.0 1/54.5 1/2.00
15、 9 双塔长沙湘江北大桥210 3.40 30.10 53.72 6.2 1/61. 8 1/3.91 10 单索丽广州海印大桥175 3.00 35.00 57.40 5.0 1/58.3 1/3.05 .L 31 续上表编塔型及主跨紧离果宽培高梁上梁高培高桥名L H 标准跨比跨比h B 索距索型号(m) (m) (m) (m) (m) h/L H/L 11 上海柳港大桥200 2.20 12.50 44.00 6.5 1/90.9 1/4.55 一12 天津永和大桥260 2.00 13.60 52.00 11.6 1/130 1/5.00 一13 济南黄河大桥220 2.75 19.50
16、 51.27 8.0 1/80 1/4.29 一14 东蕾黄河大桥288 2.40 19.50 57.00 12.0 1/120 1/5.05 一15 蚌埠淮河大桥224 2.50 21.10 53.75 8.0 1/89.6 1/4.17 一16 双塔辽宁妖兴岛大桥176 1.75 10.50 40.77 6.0 1/101 1/4.32 一17 双索面键为峨江大桥240 2.40 14.10 57.00 8.0 1/100 1/4.21 一18 武汉妖江公路大桥400 3.00 29.40 91.00 8.0 1/133 1/4.40 一19 哪阳汉江大桥414 2.00 15.60 90
17、.42 8.0 1/207 1/4.60 一20 上海南浦大桥423 2.36 30.25 105.00 9.0 1/179 1/4.03 21 上海杨浦大桥602 2.96 30.25 144.00 9.0 1/203 1/4. 18 22 安徽铜陇大桥432 2.00 23.00 104.50 8.0 1/216 1/4.13 主梁截面应按经济要求及使用荷载下的应力要求来选用,对大跨径斜拉桥,截面选择尤其要考虑风振问题,然后根据拉索的布置及施工方法来正确选用截面型式,一般讲,单索面斜拉桥的主梁应有较强的抗扭刚度,以选用整体箱梁为好。拉索在竖直平面内的布置,以辐射型最省材料,但在塔顶将众多的
18、斜拉索锚于塔顶的构造无疑十分复杂,给施工及养护带来困难,竖琴型由于拉索倾角完全一致,构造简单,施工便利,但无法形成飘浮体系,于抗风抗震不利,且难于控制中跨挠度。扇型介于上述二型右橱,可根据实际情况加以选用。拉索索距的选择,从早期疏索体系发展到现在的密索体系是受施工条件,如起吊能力、张拉吨位等的影响,而且由于采用密索体系,主梁梁高在不断减小直至使高宽比例近于薄板,这不仅取得了较好的经济效益,亦大大改善结构的动力特征,提高结构的抗风抗震能力。以往国内已建成或正在建设的斜拉桥索距参见表4.3.3容许变形3.3.1 根据交通部现行公路钢筋棍凝土及预应力混凝土桥涵设计规范)(JTJ023-85)的要求,
19、公路混凝土梁式桥的跨中最大竖向容许挠度为L/600.参考了美国斜拉桥设计施工暂行规定及日本公路桥规范同解说III.混凝土桥第十四章斜拉桥的有关规定。本规范中将混凝土主梁的最大竖向容许挠度定为L/500。而钢主梁跨中竖向最大容许挠度值在交通部公路桥涵钢结掏及木结构设计规范)(JTJ025-86)表1.1. 4内的前二项是对中小跨径的,对大跨斜拉桥目前尚缺乏具体资料,故在参考了悬索桥的规定后,适当严格而将控制值定为L/400。33 4 设计荷载4. ,一般规定4. 斜拉桥作为一种类型的公路桥梁,其作用荷载的分类与组合应与公路桥涵设计通用规范)OTJ021-89)的规定一致。4.2 作用在斜拉桥上的
20、荷载计算规定,基本上与公路桥涵设计通用规范HJTJ021-89)一致f本章只对超出规范的荷载计算予以规定,如汽车荷载、风力、日照温差等。对于不同荷载组合,结构应有不同的安全储备,即安全系数应有所区别。同时,安全系数与材料性质和结构类型有关,故设计人员在使用中应分别根据上述原因参照公路桥漏各有关设计规范的规定取用安全系数值。4.2荷载计算4.2.3 所谓拉索初拉力,即是安装拉索时对其所施加的张拉力。为了确定拉索初拉力应考虑拉索施工结束时的内力状态.仅就主梁而言,在国内目前主要采用二种方法z即刚性支承连续梁法和控制截面应力法。(1)刚性支承连续梁确定拉索初拉力,即把拉索与主梁锚固点作为刚性支点,在
21、施工上做到主梁最终达到刚性支承连续梁的位置,即主梁的弹性支承点处于零位移状态。此时的竖向支点反力即为拉索初拉力的竖向分力。(2)控制截面应力法确定拉索初拉力,一般指在斜拉桥施工阶段结束后,在恒、活载及拉索张拉力作用下主梁达到指定的应力值,这样一种状态作为确定初拉力的依据。如果采用一次张拉34 法,初始拉力可按以下方法试算确定z确定计算初拉力的基本结构,假定试算值;计算拉索张拉力及应力影响系数,将初拉力T,输入安装阶段程序进行计算,得出应力影响系数巧,张拉第J号索时,在j截面所产生的应力,与张拉力Ti之比zY产生计算出在恒载(不计初拉力影响)、预应力、活载等荷载作用下所产生的各断面应力J建立以下
22、平衡方程,见式(1)解出初拉力值Ti。YnT + Y12T2 + Y13T3 +nTn += Y22T2 + Y23T3 + + Y2nT. +2= (1) 几Tn+n=4.2.4 依靠张拉拉索施加调整力是斜拉桥所特有的,通过这种人为作用的张力,能够减少主梁、塔、桥墩的弯矩、剪力,并使其分布均匀。因此,有必要考虑全部结构体系,准确地求出拉索的调整力,并计入以下的影响因素z(1)与包裹材料的摩擦,包括拉索与主梁、塔的锚固部位附近的包裹材料或管道的摩擦,以及与中间部位防锈所用的包裹材料的摩擦,这种摩擦的影响很大时,则应在确定调整力时予以考虑。(2)由于锚具的滑动会造成拉索拉力的减小,对于螺纹和辙头
23、锚固方式,这个滑动损失很小,可以忽略不计s而对于模块锚固方式,因滑动损失比较大,应予以考虑。4.2.5关于车辆荷载效应的折减问题,已完成了专题研究.交通部已批准将专题研究得来的纵横向折减系数纳入了公路工程技术标准)(JTJ01 - 88) (1995年版),自1995年1月1日起施行。因此,本规范列出了修订后的汽车荷载折减规定,供设计人员参照使用。4.2.6 我国公路桥涵设计通用规范)(JTJ021-89)中关于风力计算值的算法有时不适用于大跨径的桥梁,尤其是受台风影响地区,在施工中的大跨斜拉桥及悬索桥。关于大跨径桥梁的风力计算问题,我国开展的研究工作较晚,资料甚少。一些已建的特大桥梁一方面通
24、过进行风洞试验,另一方面通过用我国、日本及英国等国家规范的风力计算值进行综合分析比较确定。所以,对于内陆地区或沿海地区一般跨径的斜拉桥的风力仍可参照我国现有规范确定。另外,(公路桥涵设计通用规范)(JTJ021-89)中对斜拉桥索塔、拉索等掏件的风载体型系数Kz值,我们通过综合分析国内外规范和专题研究成果,以及试算比较。提出了风载体型系数Kz值,索塔取1.8,拉索为0.7,其他构件为1.3,供设计人员参照使用。关于风压高度变化系数凡,根据目前我国斜拉桥索塔高度已达200m左右,本规范把风压高度变化系数换算到200m,所用的换算公式(2)为zK3 = (呈阳(2) 式中1Hz一一所求风压的高度(
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
本资源只提供5页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
5000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- JTJ 027 1996 条文 说明 公路 斜拉桥 设计规范
