福建省建筑标准设计市政桥梁板梁系列图集号:2018设计说明一、编制依据及适用范围1、本册图纸依据福建省住房和城乡建设厅办公室《关于印发福建省住房和城乡建设系统2016年第二批科学技术项目计划的通知》(闽建办科[2016]2号)进行编制。
2、本册图纸适用于福建地区城镇桥梁,也适用于位于城镇范围内的新建、改建公路桥梁上部结构的后张法简支预应力混凝土空心板,汽车荷载等级为城—A级,人群荷载按相应规范取值,结构混凝土耐久性设计环境类别为Ⅰ类。
二、技术标准与设计规范1、《公路工程技术标准》JTG B01-20142、《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153-20083、《城市桥梁设计规范》CJJ 11-20114、《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-20155、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362-20186、《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166-20117、《公路桥梁抗震设计细则》JTG/T B02-01-20088、《桥梁用结构钢》GB/T714-20089、《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476-200810、《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTG/T B07-01-200611、《公路交通安全设施设计规范》JTG D81-201712、《公路交通安全设施设计细则》JTG/T D81-201713、《城市道路交通设施设计规范》GB 50688-201114、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-201115、《城市桥梁桥面防水工程技术规程》CJJ 139-201016、《公路交通安全设施施工技术规范》JTG/T F71-200617、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ 2-200818、《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》JTG F80/1-201719、《城市道路工程技术规范》GB51286-2018 三、主要技术标准1、空心板参数:主要技术指标表跨径梁长(m)计算跨径(m)梁高(m)支座吨位(kN)最大吊装重量(t) 10m 9.96 9.4 0.60 4×300 边板:159 中板:123 13m 12.96 12.36 0.70 4×300 边板:220 中板:171 16m 15.96 15.3 0.80 4×300 边板:347 中板:273 18m 17.96 17.26 0.95 4×350 边板:437 中板:336 20m 19.96 19.26 0.95 4×350 边板:380 中板:3202、斜交角:0°~40°。
3、汽车荷载:城—A级(快速路、主干路、次干路)。
人群荷载根据《城市桥梁设计规范》(CJJ 11-2011)进行计取。
4、桥梁设计基准期:100年。
主体结构设计使用年限:100年(特大桥、大桥及重要中桥),50年(中桥及重要小桥),30年(小桥)。
5、桥梁设计安全等级:一级(特大桥、大桥、中桥及重要小桥),二级(小桥)。
6、耐久性环境类别:Ⅰ类。
7、防撞护栏等级:防撞护栏形式按《公路交通安全设施设计细则》JTG/T D81-2017中的混凝土护栏,边板悬臂长度C≥505mm 时,应根据计算加强悬臂板配筋。
四、主要材料1、混凝土(1) 水泥:应采用高品质的强度等级为62.5,52.5和42.5的硅酸盐水泥,同一座桥的板梁应采用同一品种水泥。
(2) 粗骨料:应采用连续级配,碎石宜采用锤击式破碎生产。
碎石最大粒径不宜超过20mm,以防混凝土浇筑困难或振捣不密实。
混凝土用石料强度应不低于混凝土强度的2倍。
(3) 混凝土:预制空心板、封锚端、桥面现浇层均采用C50,封端混凝土采用C30;铰缝采用C50细石混凝土,骨料最大粒径不宜超过10mm;桥面铺装采用沥青混凝土。
2、普通钢筋普通钢筋采用HPB300和HRB400钢筋。
HPB300钢筋应符合《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》(GB/T 1499.1—2017)的规定,用符号A表示。
HRB400钢筋应符合《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB/T 1499.2—2018)的规定,用符号C表示。
本册图纸中HPB300钢筋主要采用了直径d=8、10mm两种规格;HRB400钢筋主要采用了直径d=10、12、14、16mm四种规格。
3、预应力钢筋采用国家标准,规格为1×7-15.20-1860-GB/T5224-2014的预应力钢绞线,用符号A S表示,其技术条件应符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2014)的规定。
4、其他材料1)钢板:应采用《碳素结构钢》(GB/T 700-2006)规定的Q235B钢板。
2)锚具:采用15-4型、15-5型、15-6和15-7型系列锚具及其配件;本图集预应力管道采用圆形塑料波纹管,其技术条件应满足《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》JT/T 529-2016的要求,如采用金属波纹管,其技术条件应满足《预应力混凝土用金属螺旋管》JG225-2007》的要求。
3)支座:可采用板式橡胶支座,其材料和力学性能均应符合现行国家和行业标准的规定。
五、设计要点及计算数据1、本通用图的结构体系为简支结构,按部分预应力混凝土A类构件设计。
2、设计计算采用平面杆系结构计算软件计算,桥面现浇层视为7cm附加截面参与结构受力,跨中荷载横向分布系数按铰接板法计算,支点荷载横向分布系数按杠杆法计算,支点至1/4跨按直线渐变,并采用空间结构计算软件校核。
3、设计参数1)钢筋混凝土:重力密度γ=26.0kN/m3,弹性模量为E=3.45×104MPa。
2)沥青混凝土:重力密度γ=24.0kN/m3。
3)预应力钢筋:弹性模量E p=1.95×105 MPa,松驰率ρ=0.035,松驰系数ξ=0.3。
4)锚具: 锚具变形、钢筋回缩按6mm(一端)计算; 塑料波纹管摩阻系数μ=0.17,偏差系数κ=0.0015。
5)竖向梯度温度效应:按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)规定取值。
6)整体升降温:按规范及各地平均温度取值福建地区最高有效温度标准值取34℃,最低有效温度标准值取-3℃,福州地区最低有效温度标准值取0℃。
7)墩台不均匀沉降:取5mm。
4、其他计算混凝土的收缩徐变损失时,预应力筋传力锚固时的混凝土龄期取14d,加载时混凝土的龄期取14d,成桥后按3650d,计算徐变损失,年平均相对湿度RH取80%,构件与大气接触的周边长度μ取空心板周长加内孔周长。
构件运输及安装时动力系数取1.2或0.85。
护栏自重按每侧9kN/m计,DN600给水管按4.8kN/m计,一孔电力管按0.15kN/m 计,电力管单侧共计12孔。
如有其他特殊荷载,应另行验算。
计算结构基频时,现浇桥面铺装不计入计算截面。
在验算空心板悬臂或进行局部加载时冲击系数取0.3。
5、一块板板端支点最大支反力(标准组合支反力最大值):项目恒载(kN)恒+汽+人(kN)10m边板反力143 29010m中板反力109 25213m边板反力192 35113m中板反力161 31616m边板反力240 41016m中板反力192 35718m边板反力335 57918m中板反力257 49220m边板反力441 68520m中板反力317 529六、施工要点有关桥梁的施工工艺、材料要求及质量检查标准,除按《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)有关条文办理外,还应特别注意以下事项:1、材料进场1)采用的材料应按有关规范、规程的规定进行检测,验证合格后方可使用,工程中所采用的混凝土原材料应统一,且宜采用同一生产厂家、同一品种、同一批号且连续进场。
2)预应力工艺所采用的工具、仪表应按有关规定进行标定及检验,未经标定、检验或超过张拉次数的工具、仪表不得使用。
2、空心板预制1)浇筑空心板混凝土前应严格检查伸缩缝、泄水管、护栏、支座、防雷接地等附属设施预埋件是否齐全,确定无误后方可浇筑。
施工时,应保证预应力孔道及钢筋位置准确,控制混凝土骨料最大粒径不得大于20mm。
浇筑混凝土时应充分振捣密实,严格控制其质量, 芯模应采用钢模等刚性模板。
2)为了防止预制板上拱过大,及预制板与桥面现浇层由于龄期差别而产生过大收缩差,存梁期不超过90d,若累计上拱值超过计算值8mm, 应采取控制措施。
同一跨桥梁上的空心板龄期差异不得超过30d。
预制空心板在钢束张拉完成后、各存梁期跨中上拱度计算值及二期恒载所产生的下挠值如下表所示:跨径项目钢束张拉完上拱度(mm)存梁30d上拱度(mm)存梁60d上拱度(mm)存梁90d上拱度(mm)二期恒载产生的下挠值(mm)10m 边板+8.9 +10.1 +10.9 +11.6 -12.6 中板+6.5 +7.4 +8.5 +9.1 -4.913m 边板+10.2 +11.5 +12.3 +12.8 -12.9 中板+7.5 +8.8 +9.2 +9.6 -4.716m 边板+12.0 +13.7 +14.3 +14.7 -15.5 中板+8.2 +9.3 +9.7 +9.9 -5.518m 边板+11.7 +13.2 +13.8 +14.2 -15.5 中板+11.0 +12.4 +13.0 +13.3 -5.420m 边板+16.3 +18.2 +19.0 +19.5 -18.4中板+11.1 +12.3 +12.8 +13.2 -7.2表注:正值表示位移向上,负值表示位移向下。
3)空心板预制时,锚固端面和铰缝面等新、旧混凝土结合面均应凿毛成凹凸不小于6mm的粗糙面,100×100mm面积中不小于1个点,以利于新旧混凝土良好结合。
预制空心板顶面应拉毛。
4) 空心板预制时,除注意按本册设计图纸预埋钢筋和预埋件外,桥面系、伸缩缝、护栏及其它相关附属构造,均应参照有关图纸施工,护栏预埋钢筋必须预埋在预制空心板内,同时应注意预留抗震锚栓孔位及伸缩缝槽口等。
5)空心板混凝土浇筑后,推荐采用蒸汽养护,若采用自然养护时,应适当覆盖并浇水,养护期内始终保持混凝土充分湿润。
3、预应力施工工艺1)预应力管道的位置必须严格按坐标定位并用定位钢筋固定,定位钢筋与空心板腹板箍筋点焊连接,严防错位和管道下垂,如果管道与钢筋发生碰撞,应保证管道位置不变而适当挪动钢筋位置。
浇筑前应检查波纹管是否密封,防止浇筑混凝土时阻塞管道。
2)预制空心板预应力钢束必须待混凝土立方体强度达到设计混凝土强度等级的90%后,且混凝土龄期不小于14d,方可张拉。
施工单位在条件具备时应适当增加龄期,提高混凝土弹性模量,减少反拱度。
预应力钢束采用两端同时张拉,锚下控制应力为σcon=0.75f pk=1395MPa。