新标准的制定是对原标准进行的补充、修改和完善,提升其适用性和可操作性,反映了桥隧行业技术发展的最新成果。高质量的标准是行业高质量发展的保证,在《交通强国建设纲要》“打造一流设施、一流技术、一流管理、一流服务”的战略引领下,公路桥梁专业以标准高质量发展为核心,完善标准体系,加强标准内涵,提升质量效益,注重创新驱动,促使理念落地。
为宣传并促进新标准的应用,本刊会同中国公路学会桥梁和结构工程分会,组织标准规范的主编单位、中交公路规划设计院有限公司等单位,根据各个标准的进展,推出系列标准介绍,为广大读者服务。
本期选登标准规范指南简介:
《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T-
《公路桥涵施工技术规范》JTG/T-
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG-
《波形钢腹板组合梁桥技术标准》CJJ/T-
中华人民共和国交通运输部部颁标准
《公路桥梁抗震设计规范》
(JTG/T-)
招商局重庆交通科研设计院有限公司
唐光武、郑万山、刘海明
年6月2日,交通运输部发布了《公路桥梁抗震设计规范》(JTG/T-01—,以下简称《规范》),作为公路工程行业标准,自年9月1日起施行。原《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01—,以下简称原《细则》)同时废止。
《规范》是在原《细则》基础上经局部修订以及增补和细化了部分内容制定的,总体架构和原《细则》基本一致。《规范》共包括11章和4个附录,删去了原《细则》的附录A,原《细则》的附录B、C、D分别调整为附录A、B、C,新编写了附录D,对构件延性系数的计算方法做出了规定。
《规范》的适用范围和原《细则》保持一致,也保持了原《细则》采用的桥梁抗震设防分类以及两水准设防、两阶段设计的总体技术思路。根据我国的具体情况,考虑公路桥梁的重要性和在抗震救灾中的作用,本着确保重点和节约投资的原则,对不同桥梁要求不同的抗震安全度,将公路桥梁分为A、B、C、D四个抗震设防类别,并按抗震设防类别确定不同的设防标准和设防目标。抗震设防标准(地震作用重现期)和性能目标也保持与原《细则》一致,这是依据汶川地震后交通运输部组织开展的相关研究课题的成果制定的。相关研究成果表明,原《细则》规定的桥梁抗震设防分类以及抗震设防标准、性能目标是基本合适的。但是,为保持和国家对抗震设防的大政方针和总体要求一致,根据现行《中国地震动参数区划图》(GB-)的规定,将计算地震作用常数从2.25调整为2.5,实际上对抗震设计提出了更高的要求。
《规范》主要吸收了近年来国内外在桥梁抗震概念设计、延性抗震设计、减隔震设计以及构造措施等方面的成熟研究成果,修订和完善了相关设计规定和计算方法,增强了《规范》体系的完整性以及设计和计算方法的适用性和可操作性,也弥补了原《细则》的一些不足。
具体来讲,《规范》的主要修订内容如下:
1.在基本要求方面:增加了桥梁结构抗震体系的内容,明确了B类和C类梁桥可采用的抗震体系包括延性抗震体系和减隔震体系两类。细化了抗震概念设计的内容,增加了梁式桥一联内桥墩的刚度比要求和多联梁式桥相邻联的基本周期比要求。这主要是为了避免出现桥梁墩高相差太大、矮墩承受的水平地震力过大而导致剪切破坏的情况,因为如果矮墩出现剪切破坏时,可能导致整座桥梁垮塌。
2.在场地、地基和基础部分:根据《建筑抗震设计规范》(GB—)的规定,将I类场地细分为I0、I1两个亚类。此外,对桩基础验算和承载能力调整系数进行了修订。
3.在地震作用部分:对设计加速度反应谱进行了修订,计算常数取值由2.25改为2.5,为和该调整相适应,反应谱0.1秒及以下的直线上升段计算公式也做了相应修订。取消了谱比函数的概念,采用竖向场地系数来确定竖向地震作用。对动水压力部分进行了修订,《规范》采用附加质量法进行计算,对深水桥墩的计算更为合理。
4.在抗震分析和验算部分:对延性抗震设计计算方法做了较大幅度修订,以达到更为合理和便于操作的目的。大幅扩大了线弹性分析方法的适用范围,修订了规则桥梁抗震计算方法,抗震分析更为简便。修订了E2地震作用下弹性计算方法的地震位移修正系数,增补了构件延性系数计算方法,修改了墩柱塑性铰区域抗剪计算公式和能力保护构件的计算方法,相关计算方法和公式更为合理。
5.全面细化和完善了减隔震体系桥梁抗震设计的内容,《规范》从减隔震体系桥梁设计理念和方法、抗震分析方法、减隔震装置的要求等方面给出了较全面系统的规定和说明。和原《细则》只给出抗震设计原则相比,《规范》可操作性大幅增强。
6.新增了“抗震构造措施等级”的概念,以便读者在理解上更为直观。修改了墩梁搭接长度计算公式,公式的适用范围扩大到简支梁桥和连续梁桥,并考虑了墩高、跨径和联长的影响。
中华人民共和国交通运输部部颁标准
《公路桥涵施工技术规范》
JTG/T-
中交一公局集团有限公司
田克平、张志新
交通运输部于年6月18日颁布新修订的《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T—)(以下简称《规范》),作为公路工程行业推荐性标准,自年10月1日起施行。
一、修订的主要内容
1.为适应公路桥涵工程高质量发展的要求,依据国内近年来成功的工程经验和最新的相关科研成果,在原规范的基础上,新增加了“钢混组合结构”一章。新增加了不锈钢钢筋、自密实混凝土、预制节段逐孔拼装、大节段钢箱梁安装、墩台预制安装、高墩施工、步履式顶推等内容。
2.为使《规范》的框架结构更加合理,适当调整了部分章节的内容编排方式。如原规范第19章“钢桥”调整为《规范》第8章“钢结构工程”;原规范第13章“扩大基础、承台与墩台”拆分调整为《规范》第14章“浅基础、承台”和第15章“桥墩、桥台”;将原规范第22章“涵洞”和第23章“通道桥涵”合并调整为《规范》的第24章“涵洞、通道”等。
3.重新定位《规范》与《公路工程质量检验评定标准》的关系,进一步明确了各自所应起的作用。取消了原规范各章所列的质量标准,《规范》仅就施工过程中的质量控制要求进行规定,最终的分部、分项工程质量标准统一执行《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》(JTGF80/1)的规定。
4.近年来的工程实践证明,采取标准化、工厂化、装配化和信息化施工,对于保证施工安全、增加结构的耐久性、提升工程品质、做好节能减排和环保工作、推进公路桥涵工程的工业化生产,均有积极的作用。因此本次修订在总则中增加了“宜推行标准化、工厂化、装配化和信息化施工”的要求。
5.将原规范中的“GPS测量”修改为“卫星定位测量”,扩充先进测量技术,以支持北斗卫星导航系统(BDS)的应用。
6.为提高资源利用率,推广使用高强高性能材料,调整了混凝土桥涵工程用钢筋的强度等级。取消了HPB、HRB两种钢筋,增加对HRBF、HRB、HRBF等钢筋的施工技术要求,与设计规范保持一致。同时增加了“钢筋宜采用数控化机械设备在专用厂房中集中下料和加工”的规定。
7.为有效保证混凝土桥梁结构的安全耐久,依据最新的相关行业标准的规定,细化了环境作用分类,对混凝土的材料要求和耐久性的相关指标作出了调整和修改。对混凝土粗集料压碎值的指标作出了调整修改。
8.取消了普通松弛预应力筋的张拉程序;增加了“预应力混凝土工程中的钢束张拉和后张孔道压浆宜采用信息化施工”的条文规定。
9.针对公路桥涵工程在建设和运营期间存在的突出问题,就防止产生质量通病的施工技术要求,在相应的条文中作出了规定。
二、《规范》的特点
1.修订后的《规范》在内容上更加系统、全面,进一步扩展了适用范围,基本涵盖了对各类桥涵工程施工技术、工艺以及质量控制的要求。
2.《规范》继续保持了技术的先进性。在总结我国近年来桥涵工程施工实践的成功经验、广泛征求各方意见、借鉴国内外先进技术标准的基础上,对以港珠澳大桥为代表的大型桥梁工程的技术创新成果进行了转化、提升,吸纳了其中相对成熟的先进技术和工艺,使《规范》能始终保持技术的先进性,更好地体现“安全、耐久、环保、节能减排、可持续发展”的公路桥涵工程建设理念。
3.《规范》条文的规定相对合理,可操作性较强。《规范》强调对施工关键工序和关键过程的控制,以过程控制为核心,按照公路桥涵通用部分、基础与下部、不同桥型上部结构的施工顺序编写条文内容,明确给出了各施工工艺过程的技术要求和质量控制要求,便于广大工程技术人员理解、掌握和应用。
4.《规范》注重施工全过程的风险控制,将安全技术要求贯穿在施工工艺中,通过对施工准备、大型临时工程、设备、人员、作业,以及不同环境和不同季节因素等多方面的详细规定,能最大限度地保证施工过程中的结构安全、作业安全及参建人员的职业健康。
5.《规范》通过对施工准备、过程控制、监控检查等方面的规定,明确施工要求,以达到控制质量波动、提高施工效率、降低施工成本、提升工程品质的目的,引导参建人员增强质量意识,践行“品质工程、效率优先”的理念。
中华人民共和国交通运输部部颁标准
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
JTG-
中交公路规划设计院有限公司
袁洪、李会驰、赵君黎
交通运输部年第59号公告发布了公路工程行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG-,以下简称《规范》),并于年11月1日起施行。《规范》是确保占公路行业主体比重的混凝土桥涵质量和安全的重要抓手,是行业内一部极为重要的强制性技术规范。近年来,在公路工程建设的推动下,公路混凝土桥涵在结构方案、分析计算、性能要求、构造措施等方面的要求逐步提升,成果日趋丰富。为了总结实践经验、吸纳技术成果、贯彻新的理念,规范和引导公路混凝土桥涵技术发展,中交公路规划设计院有限公司、同济大学、东南大学、大连理工大学和交通运输部公路科学研究院联合修订完成了《规范》。
《规范》以问题和需求为导向,针对公路混凝土桥梁存在的突出问题,贯彻“方案合理、分析精确、性能全面、构造合理”的设计原则,从“结构方案、效应分析、性能验算、构造措施”四个方面进行系统的总结提升。主要内容包括:
1.强调结构方案的重要性
为有效保证桥梁结构的安全耐久,增加了桥梁结构设计的基本要求,强调结构设计应考虑整个结构体系和单个构件两个层次,包括结构方案、内力分析、截面设计、连接构造、耐久性及工程的特殊性能设计。
2.补充箱梁验算指标体系和实用精细化分析方法
基于箱梁弯剪扭和横向弯曲的空间效应,《规范》提出了包括三项面内主应力、四项横桥向应力、两项纵桥向应力的完整应力验算指标体系,给出了空间网格模型、折面梁格模型和七类自由度梁模型三类实用精细化分析模型的建立法则,提出了根据桥梁受力特点各类模型多尺度共用的分析方法。
3.引入应力扰动区概念和典型应力扰动区的配筋设计方法
首次在标准规范层面提出了应力扰动区的概念,将应变分布满足平截面假定区域和不符合平截面假定区域予以明确区分、同等对待。从分析范围、构建方法、验算要求等方面,规定了拉压杆模型分析的技术要求;针对端部锚固区、齿块锚固区、支座处横梁、盖梁短悬臂、独柱墩顶部等典型应力扰动区,从连续体内抽象出等值力流线,以力流线的几何信息定量表达结构关键截面的弹性应力分布,形成能够直接进行配筋设计的典型应力扰动区的拉力简化计算公式。
4.规定箱梁倾覆临界受力状态和抗倾覆性能的实用验算方法
基于箱梁约束体系中抗扭支承(位于箱梁轴线两侧的支座为一个抗扭支承)的作用,提出了倾覆过程两类特征状态:支座开始脱空状态和抗扭支承全部失效状态。考虑支座支反力变化是倾覆的内因,建立了以支座支反力来计算稳定效应和失稳效应的抗倾覆性能验算公式;考虑重载偏载是倾覆的外因,根据重载车辆与设计车道荷载偏差的统计分布规律,规定了抗倾覆稳定系数,从而建立了抗倾覆性能的实用验算方法。
5.完善构件极限状态验算方法
新增了体外预应力梁设计方法,从计算参数、承载力计算和构造措施等方面作出了具体规定。
调整了圆形截面受压构件的正截面承载力计算方法,增加了不同边界条件下确定受压构件计算长度系数的计算公式,以进一步提升《规范》的适用性。
6.强化耐久性设计要求
吸收相关科研成果,强化了混凝土桥梁的耐久性设计要求,细化环境作用分类、混凝土材料要求、结构构造要求等规定。
《规范》系统提升了混凝土桥涵设计的原则方法和技术要求,客观反映了我国混凝土桥涵领域多年积累的经验和成果,易于理解操作、便于推广应用、利于高质高效,对引导公路桥梁的技术发展、推进公路品质工程建设、支撑交通强国建设具有重要意义。
中华人民共和国住房和城乡建设部部颁标准
《波形钢腹板组合梁桥技术标准》
CJJ/T-
深圳市市政设计研究院有限公司
陈宜言、姜瑞娟、王用中、吴启明
随着低碳环保、耐久、全寿命周期综合效益可持续等基建理念得到日益推广,大力发展新型高效的钢-混凝土组合结构技术,已成为当前桥梁工程界的共识。
波形钢腹板组合梁桥作为一种新型高效钢-混凝土组合桥梁结构形式,由于采用了具有手风琴效应的波形钢腹板,大大提高了预应力效率;混凝土顶底板主要抗弯、波形钢腹板主要抗剪,提高了两种材料的利用效率;有效降低混凝土顶底板的收缩徐变效应;避免了混凝土腹板开裂的顽疾;不必设置平钢腹板必须的加劲肋,降低疲劳风险;抗震性能良好。在国内外的应用过程中,已经展现出了优异的结构性能和全寿命周期综合效益。
波形钢腹板组合梁桥起源于法国,兴起于日本,我国的波形钢腹板组合梁桥的应用起步较晚,但发展迅速。自年建成了第一座波形钢腹板组合梁桥——江苏淮安长征桥以来,我国已建和在建的波形钢腹板组合梁桥数量已达余座。为规范国内波形钢腹板组合梁桥的设计和施工,住房和城乡建设部组织编制和发布了行业标准《波形钢腹板组合梁桥技术标准》CJJ/T-,并于年6月1日起实施。
标准结合了我国城市道路及公路桥梁建设的基本技术要求,充分吸收了国内外先进理论研究成果、设计方法和技术、工程实践经验,规定了波形钢腹板、连接件、横隔板、内衬混凝土、组合梁的计算、构造要求,以及波形钢腹板、连接件、组合梁的制造、施工、检查与验收要求。标准的主要技术内容如下:
1.规定了波形钢腹板组合梁桥应按持久状态、短暂状况、地震状况、偶然状况进行两类极限状态设计;波形钢腹板和连接件的计算应采用作用的基本组合;连接件的正常使用极限状态计算采用作用的标准组合;规定了桥面板车辆荷载效应的计算方法;给出了波形钢腹板组合梁桥整体分析时的计算假定、建模方法、截面特性的计算方法。
2.规定了混凝土、钢筋、钢材的材料要求。
3.规定了承载能力极限状态计算要求,包括:波形钢腹板组合梁弯桥和独墩桥上部结构抗倾覆计算、波形钢腹板组合梁受弯承载力计算、波形钢腹板的抗剪强度与剪切屈曲计算、连接件的水平抗剪承载力与抗角隅弯矩计算。其中连接件的计算包含了最为常用的栓钉连接件、双开孔钢板连接件、单开孔钢板与栓钉组合连接件、埋入式连接件、角钢连接共五种形式。
4.规定了正常使用极限状态计算要求,包括:体外预应力钢绞线的应力计算、每种连接件形式的抗滑移与应力计算、波形钢腹板组合梁桥的挠度计算。波形钢腹板组合梁桥的挠度计算时,应考虑腹板剪切变形、荷载长期效应对混凝土顶底板的影响。
5.规定了波形钢腹板、连接件、内衬混凝土的构造要求;给出了常用的型、型、型波形钢腹板的形状参数;提出了体外预应力束减震装置和转向块的设置要求;给出了跨间横隔板的形式以及与波形钢腹板的连接构造。
6.规定了波形钢腹板组合梁、波形钢腹板、连接的施工与安装质量要求。
标准的发布和实施解决了波形钢腹板组合梁桥国内无统一规范的问题,为在全国全面推广提供了有力的技术支撑,同时也标志着我国波形钢腹板组合梁桥技术已经成熟并达到国际先进水平。
本标准由深圳市市政设计研究院有限公司、河南大建桥梁钢构股份有限公司主编,参编单位包括河南海威工程咨询有限公司、重庆大学、东南大学、福州大学、上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司、河南省交通规划设计研究院股份有限公司、广东省交通规划设计研究院股份有限公司、中交第二公路工程局有限公司、中建交通建设集团有限公司、上海城建市政工程(集团)有限公司、深圳市尚智工程技术咨询有限公司。
本文刊载/《桥隧产业》杂志年10月刊总第42期
编纂/本刊记者周洋
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