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设计指南

下部结构一、本指南采用的标准与规范(一)《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004(二)《公路圬工桥涵设计规范》JTG D61-2005(三)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004(四)《公路工程抗震设计规范》JTJ 004-89(五)《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ 024-85(六)《公路桥梁板式橡胶支座》JT/T 4-2004二、本指南共包含下列十部分内容(一) 垫石设计指南(二) 支座设计指南(三) 盖梁设计指南(四) 墩柱设计指南(五) 承台设计指南(六) 桩基设计指南(七) 桥台设计指南(八) 弯桥下部结构设计指南(九) 斜桥下部结构设计指南(十) 抗震设计指南三、垫石设计(一)下垫石平面尺寸至少要比支座大100毫米,高度以100毫米为宜,这样即能均匀传递压力,又能保证混凝土的二次浇注质量。

特殊桥梁需要简算垫石的局部抗压、抗裂与抗剪。

(二) 上垫石平面尺寸至少要比支座大100毫米,现浇结构上垫石宜做成1:1坡度,这样利于脱模和减小局部压应力过大的问题;预制结构上垫石宜做凹槽形式,即不能突出主体结构,这样利于张拉预应力。

(三)下垫石需要设置抗裂钢筋网,钢筋直径不小于8毫米,间距50毫米。

上垫石因有钢板,需要设置抗压直接钢筋,钢筋直径不小于16毫米。

(四)对于板梁、小箱梁等预制构件,可以两个支座公用一块垫石。

四、支座设计指南(一) 橡胶支座的应力控制在10MPa以内,圆板支座的应力不得提高。

(二) 当支座的承载力超过8000kN时,应当改用盆式橡胶支座。

(三) 氯丁橡胶(CR)适用温度为-25℃~60℃,天然橡胶(NR)适用温度为-40℃~60℃,产品表示方法:GJZ300x400x47(CR),公路矩形普通氯丁橡胶支座;CYZF4300x54(NR),公路圆形四氟滑板天然橡胶支座。

(四) 四氟滑板支座应设置防尘罩,构造要便于装拆。

(五) 对于弯、坡、斜、宽桥梁,宜选用圆形板式橡胶支座,桥梁工程中不得采用带球冠的橡胶支座或坡形的橡胶支座。

(六) 支座设计时,在任何工况下,不得出现脱空现象。

(七) 在同一根预制梁(板)下,横向不得设置多于两个支座;不同规格的支座不应并排安装。

(八) 支座边缘至墩、台边缘的最小距离(cm)跨径L(m) 顺桥向横桥向圆弧形矩形L≥150 30 30 50150>L≥50 25 25 4050>L≥20 20 20 3020>L≥5 15 15 20(九) 同一联中仅能有一个固定支座,其它支座必须纵向可动;横桥向可以放置多个固定支座,但最远的支座距离不要超过10米且小于本处墩子高度。

(十) 固定支座宜布置在大吨位、一联中心和墩柱较高的墩位上,这样可以有效减小温度力和地震力的效应。

计算可以取实际刚度,但无资料时,不考虑固定支座的刚度贡献。

(十一) 预制构件支座选取表结构形式中间墩连接墩10米板梁GYZ 150x42 GYZF4 150x4413米板梁GYZ 175x42 GYZF4 175x4416米板梁GYZ 200x42 GYZF4 200x4420米板梁GYZ 250x42 GYZF4 250x4420米小箱梁GYZ 325x55 GYZF4 325x5525米小箱梁GYZ 350x66 GYZF4 350x6630米小箱梁GYZ 375x77 GYZF4 375x7735米小箱梁GYZ 400x88 GYZF4 400x8840米小箱梁GYZ 425x99 GYZF4 425x99附注:各种跨径小箱梁后浇中横梁宽度60(40米为70)厘米,支座(包括上钢板)尺寸不得超出,否则无法进行体系转换。

(十二) 在7度及以上地区,一联结构中需要设置足够抵抗地震的纵向和横向的限位措施,且横向不能少于两个墩位。

(十三) 固定支座在各方向和单向活动支座非滑移方向的水平力标准值,不得大于该标准"设计承载力"的10%。

五、盖梁设计指南(一) 简支梁梁端距离盖梁边缘应有一定的距离,此距离不小于50厘米与计算跨径除以100的和。

(二) 预制构件盖梁选取表:结构形式正桥(宽x高)(m) 斜桥(宽x高)(m)10米板梁 1.3x0.6 1.3x0.713米板梁 1.4x0.7 1.4x0.916米板梁 1.4x0.9 1.4x1.120米板梁 1.5x1.1 1.5x1.420米小箱梁 1.5x1.4 1.5x1.625米小箱梁 1.6x1.6 1.6x1.830米小箱梁 1.8x1.8 1.8x2.035米小箱梁 2.0x2.0 2.0x2.240米小箱梁 2.2x2.2 2.2x2.4附注:盖梁高度还与墩柱间距有关,上表为一般值;斜桥指斜交角在25~45度之间,在正投影墩柱间距不变的情况下高度向上提高一档。

(三) 当钢筋混凝土盖梁,其跨高比L/h为2.5(简支梁为2)<L/h≤5.0时,由于进入深受弯构件范围,因此需要按深受弯构件理论计算。

若用普通连续梁的理论计算盖梁内力时,就需要提高正弯矩的配筋15%。

(四) 普通钢筋混凝土盖梁的含筋率一般为:中盖梁不大于220kg/m3,边盖梁不大于180kg/m3,当不满足上述经济指标时,需要增加截面尺寸。

(五) 盖梁配筋百分率不应小于45ftd/fsd(C30,HRB335时为0.22),同时不应小于0.20%。

(六) 盖梁计算时,因存在车道数折减和横向影响线加载,最大车道数不一定控制设计,计算时需要考虑。

(七) 对于钢筋混凝土焊接钢筋骨架,计算裂缝时钢筋直径需要乘以1.3,一些软件没有考虑(如桥梁博士),对应裂缝关系见下表:钢筋直径(mm) 22 25 28 30 32Ⅰ类和Ⅱ类环境(0.20mm) 0.177 0.176 0.175 0.174 0.173Ⅲ类和Ⅳ类环境(0.15mm) 0.133 0.132 0.131 0.130 0.130(八) 斜截面抗剪计算步骤1.截面必须满足规范要求2.箍筋间距必须满足规范要求3.其余剪力(不超过40%)由斜筋承担(九) 预应力盖梁进行结构分析时,需要模拟墩柱,这样才能保证预应力体系建立的准确性。

(十) 当跨高比L/h≤5.0时,计算裂缝参数C3取,裂缝宽度线性减小。

六、墩柱设计指南(一) 墩柱配置一般原则,墩柱横向宽度之和为桥宽的四分之一,个数及间距设置见下表:桥宽(米) 8 12 16 20 24柱间距(米) 0 , 5 7 8.5 10 12三柱间距(米) 6 7 8附注:本表为各墩柱反力基本相等,且盖梁正负弯矩基本相同的统计结果。

(二) 圆形多柱墩最小配筋率不小于0.8%,独柱墩最小配筋率不小于1.0%,当不满足本要求时,应当增大墩柱截面。

配筋大小见下表:直径(米) 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2多柱墩24φ18 28φ20 36φ22 40φ25 44φ28桩基础24φ22 28φ25 36φ28 40φ28 44φ32独柱墩24φ20 28φ22 36φ25 40φ28 44φ32(三) 桩接柱时,应当保证他们的线刚度比(桩/柱)在1.5~2之间,同时钢筋一一对接,这样,既满足了强度要求又节省了材料,同时也减小了施工难度,保证了施工质量。

(四) 矩形墩柱最小配筋率,单侧受拉、受压钢筋均为0.4%,配筋形式见下表。

截面高(米) 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0配筋形式@10φ22 @10φ25 @10φ28 @10φ30 @10φ32(五) 当抗震装置到墩柱外缘净距离小于300毫米时,需要增加钢箍,钢箍厚度12毫米,高度不小于抗震装置的埋置深度(一般为500毫米)。

(六) 墩柱净保护层厚度50毫米。

(七) 墩柱的计算长度按2倍L计算。

(八) 墩柱内纵向受力钢筋应设置于离角筋中心距离20厘米以内。

(九) 薄壁花瓶墩柱顶面拉筋按深梁计算;其他薄壁墩柱(见下图a),设支座间距为a,墩宽度(距离墩顶为a的地方)为L,墩高度为H,当H>a>L/2时,需要配置墩顶拉筋。

图a 图b(十) 当设置薄壁墙形式(见上图b)的墩台时,应当考虑受力的分布宽度;且应当考虑纵向收缩问题,一般6~8米设一道真缝;当采用空心结构时,北方地区要考虑水的浸入,结冰冻涨等问题。

(十一) 破冰棱破冰区段,应高出最高流冰顶面0.5m~1.0米,低于最低流冰底面0.5m,区段内应设切削棱缘,用埋设的角钢加强。

(十二) 水中墩柱水位变动区,设计时要提出抗冻要求。

七、承台设计指南(一) 冻胀土地区的系梁,其位置应避开冻胀层,免受冻胀力的作用。

(二) 横系梁的主钢筋应伸入桩内与桩内主筋连接,钢筋数量可按横系梁截面面积的0.10%设置。

(三) 系梁截面尺寸见下表:桩基直径(米) 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0系梁(高x宽) 无 1.2x1.0 1.6x1.2(四) 承台需要进行下列计算:1.撑杆抗压承载力计算2.系杆抗拉承载力计算3.斜截面抗剪承载力计算4.墩柱冲切承载力计算5.角桩冲切承载力计算6.边桩冲切承载力计算(五) 承台体积含筋率为60~70kg/m3,单排桩承台取高值,群桩取低值,当不在此范围内时,增加承台高度;受力主筋的配筋率按梁执行,一般不小于0.20%。

(六) 当桩中距等于或大于直径的三倍时,承台内需设置吊筋。

(七) 当承台(或其他构件)长、宽和高均超过3米时,应当埋设内部水管,每3米左右层厚,埋直径25mm~30mm的黑铁水管,平面间距约1.5米,浇注混凝土后,通循环冷却水。

八、桩基设计指南(一) 群桩配筋率不小于0.6%,单排桩配筋率不小于0.8%,桩径与配筋关系表如下:桩径(米) 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0单排16φ18 20φ20 24φ22 28φ25 36φ28 40φ28群桩16φ16 20φ18 24φ20 28φ22 36φ25 40φ25(二) 桩基箍筋加密区长度5D,伸入承台内锚筋长度100厘米。

(三) 抗压摩擦桩主筋长度,半筋长度取4/α和L/3大值,长筋长度取4/α+4和2L/3大值,抗拉摩擦桩和其它形式的桩基主筋通长。

(四) 为了确保主筋有足够的保护层厚度,钢筋笼四周可设置凸出的定位钢筋、定位弧形混凝土块或采用其他定位措施。

(五) 群桩的布置可采用对称、梅花形或环形,其他尺寸见下表(本表仅适用摩擦桩):桩径(米) 0.8 1 1.2 1.5 1.8 2距承台边0.4 0.5 0.6中心距离 2.1 2.6 3.1 3.9 4.6 5.1九、桥台设计指南(一) 柱式桥台挡土高度不超过2.5米;U型桥台挡土高度不超过4.5米;肋式桥台挡土高度不超过6.5米;(二) 柱式桥台宜采用粗桩、短桩,间距以4米为宜,数量为桥宽除以4取整,挡土2.5米应采用直径为1.5米的桩?。

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