钢管混凝土拱桥设计与施工规程Word格式文档下载.doc
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1.1.1为满足桥梁工程建设的需要,使钢管混凝土拱桥的设计、施工和验收等工作符合技术先进、安全可靠、耐久适用、经济合理的要求,特制定本规程。
1.1.2本规程适用于以圆形钢管内浇筑素混凝土为拱肋的钢管混凝土拱桥。
1.1.3本规程适用于本省各级市政工程钢管混凝土拱桥的设计与施工,公路工程中的钢管混凝土拱桥可参照执行。
(或写成市政工程与公路工程)
1.1.4本规程主要依据《公路工程结构可靠度设计统一标准GB/T50283》、交通部《公路工程技术标准JTGB01-2003》、《公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004》、《公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000》以及福建省工程建设地方标准《钢管砼结构技术规程DBJB-51-2003》的有关规定制定。
基本术语、符号按照国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号GBJ132》和《道路工程术语标准GBJ124》的规定采用。
1.1.5荷载分市政与公路来写,各有规程
1.1.6钢管混凝土拱桥中的墩台与基础等圬工结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的设计计算与验算,可采用《公路圬工桥涵设计规范JTGD61-2005》、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD62-2004》和《公路桥涵地基与基础设计规范JTJ024-85》等规范进行设计。
横撑、钢横梁等钢结构设计应符合《公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ025-86》的要求。
结构抗震设计应采用《公路工程抗震设计规范JTJ004-89》;
结构抗风设计应采用《公路桥梁抗风设计规范JTG\TD60-01-2004》。
材料和施工质量验收应符合《钢结构工程施工质量验收规范GB50205》、《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204》以及《公路工程质量检验评定标准JTGF80/1-2004》的要求。
1.1.7采用本规程进行设计和施工时,应同时遵守现行有关的国家标准和行业技术规范的规定。
(是否写规定中未明确部分)
1.1.8公路钢管混凝土拱桥结构的设计基准期为100年。
【公路桥涵设计通用规范JTGD60-20041.0.6】
(根据重要等级,也可以不写)
1.1.9对有特殊要求和在特殊环境条件下的钢管混凝土拱桥设计与施工,尚应符合专门规范的规定要求。
2、术语和符号
2.1.1钢管混凝土ConcreteFilledSteelTube(CFST)
在钢管内浇筑混凝土并由钢管和管内混凝土共同承担荷载的构件。
2.1.2钢管混凝土结构ConcreteFilledSteelTubularStructure
以钢管混凝土为主要受力构件的结构。
2.1.3钢管混凝土拱桥ConcreteFilledSteelTubeArchBridge
以钢管混凝土结构作为拱肋的拱桥。
2.1.4钢管混凝土拱肋
2.1.5单圆管、哑铃形、桁式
2.1.6钢管、核心混凝土(管内混凝土)
2.1.7紧箍力
2.1.8上承式、刚架系杆拱、飞 式,
2.1.9
3、设计要求
3.1一般规定
3.1.1钢管混凝土拱桥设计与其它公路桥梁一样,采用以概率理论为基础的极限状态设计,考虑以下两类极限状态设计【公路桥涵设计通用规范JTGD60-20041.0.7】【设计规范校审稿1.0.5】:
1)承载能力极限状态:
对应于公路钢管混凝土拱桥及其构件达到最大承载能力,或出现不适于继续承载的变形或变位的状态。
极限状态和以下设计状况的概念不应在这里定义,这是通用规范的内容和权限,只要指明出处就可以
2)正常使用极限状态:
对应于公路钢管混凝土拱桥及其构件达到正常使用,或耐久性的某项限值的状态。
在进行上述两类极限状态设计时,应同时满足构造和工艺方面的要求。
3.1.2对于不同种类的作用(或荷载)及其对桥梁的影响、桥梁所处的环境条件,设计中应考虑以下三种状况进行相应的极限状态设计【公路桥涵设计通用规范JTGD60-20041.0.8】【设计规范校审稿1.0.6】:
1)持久状况:
桥梁建成后承受自重、车辆荷载等持续时间很长的状况。
应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。
2)短暂状况:
桥梁施工过程中承受临时性作用(或荷载)的状况。
一般仅作承载能力极限状态设计,必要时才作正常使用极限状态设计。
3)偶然状况:
在桥梁使用过程中偶然出现的如罕遇地震的状况。
仅作承载能力极限状态设计。
3.1.3钢管混凝土结构或构件之间的连接,以及施工安装阶段(混凝土浇注浇筑?
前和混凝土硬结前)的承载力、变形和稳定,应按钢结构进行设计【设计规范校审稿1.0.7】。
施工阶段的荷载应改为作用,荷载和作用外延合内涵有别。
主要为湿混凝土是否应改为新拌混凝土,或更正式名称?
的重力和实际可能作用的施工荷载不应具体为施工荷载,施工荷载只是其中一种大类,可能作用的还有很多作用,如风荷载等
【四川院指南2.1.7】。
3.1.4在采用本规范进行设计时,根据桥梁的性质和设计任务书的要求,有关作用(或荷载)及其组合应根据《公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004》或《城市桥梁设计荷载标准CJJ77-98》中的规定采用;
在抗震设防区还应符合《公路工程抗震设计规范JTJ004-89》的要求【四川院指南2.1.2】。
3.1.5除考虑成桥后的计算外,钢管混凝土拱桥在设计阶段还应进行施工控制性的计算。
词条内容规定不明,关键性词语应明了且具有唯一性。
3.1.6对于中下承式拱桥,设计时应对其振动风振?
车振?
是否应具体规定?
进行控制。
3.2截面设计刚度取值
3.2.1钢管混凝土拱肋截面设计刚度取值应改为“刚度设计值”或“刚度计算值”
计算公式见式(3-1)~(3-4),不同截面拱肋和不同计算内容时的选用见表3-1。
【本课题组】
(3-1)
(3-2)
(3-3)
(3-4)
表3-1钢管混凝土拱肋截面设计刚度
拱肋截面
内力、应力、动力特性计算
弹性屈曲及变形计算
抗压刚度
抗弯刚度
单圆管
式(3-1)
式(3-3)
式(3-2)
式(3-4)
哑铃形
桁式
注:
EA为钢管混凝土的抗压刚度;
EI为钢管混凝土的抗弯刚度;
ES、EC分别为钢材和混凝土的弹性模量;
IS和IC分别为钢管截面和混凝土截面的惯性矩;
AS和AC分别为钢管截面和混凝土截面的面积。
3.3温度变化、混凝土收缩与徐变作用
3.3.1基准温度(合拢温度)的取值:
取空钢管拱肋合拢后进行管内混凝土浇灌的当月月平均温度加上4~5°
C作为计算合拢温度【本课题组】。
文献【范丙臣,中承式钢管混凝土拱桥的温度评价及试验研究,硕士学位论文,哈尔滨:
哈尔滨工业大学2001】建议:
在进行升温计算时,采用浇注混凝土10天内的平均日气温减去3~5℃作为合拢温度;
在进行降温计算时,采用浇筑混凝土10天内的平均日气温加上3~5℃作为合拢温度,若合拢时,日温变化不大,也可将浇筑混凝土10天内的日平均气温值作为合拢温度。
】
3.3.2年均计算温度的取值:
取多年极值温度出现当日的日平均温度为年均计算温度【本课题组】。
在进行钢管混凝土拱桥温升计算中,年均最高温度应取日平均温度加上4~6℃,在进行钢管混凝土拱桥温降计算中,年均最低温度应取日平均温度减去3~5℃。
3.3.3钢管混凝土结构或构件变形计算应考虑混凝土徐变、收缩的影响。
无可靠实测资料时,混凝土收缩可按降温20~25℃计算,徐变可参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)附录提供的公式计算。
【设计规范校审稿5.2.2】
温度参照刘振宇论文(日照影响)
3.4初应力的影响
3.4.1钢管初应力度系数ω定义为:
(3-5)
式中:
:
为初应力的大小,为屈服强度标准值、设计值?
符号是否与fy统一?
钢材的屈服强度
3.4.2施工过程中初应力度不宜超过0.4。
对于桁式拱肋,弦杆钢管初应力度不宜超过0.5【本课题组】。
初应力参照黄福云博士论文
3.4.3钢管初应力对钢管混凝土构件承载能力的影响,可以通过将组合轴压强度设计值乘上钢管初应力影响系数来考虑,的计算公式如下【设计规范校审稿3.3.3】:
(3-6)
(3-7)
(3-8)
(3-9)
式中,—考虑构件长细比影响的函数;
—考虑构件荷载偏心率影响的函数;
—钢管中的初应力;
—空钢管的稳定系数,按《钢结构设计规范》GB50017—2003取值。
3.4有限元计算方法
3.5.1在初步设计时,可采用平面有限元模型进行分析。
对于施工图设计阶段的计算,宜采用空间受力分析。
对于大型、重要的设计才有初步设计、技术设计和施工图设计之分,小跨径桥梁没有这样要求。
此条若涵盖小跨径桥梁时则应说明清楚。
3.5.2有限元计算模型如仅用于进行弹性受力分析,则钢管混凝土拱肋可等效为等刚度单一材料单元,然后根据刚度分配计算钢管和管内混凝土的应力。
钢管混凝土拱肋也可采用几何位置相同的双材料单元,直接计算钢管和管内混凝土的内力与应力。
3.5.3对于实体拱肋(单圆管和哑铃型),可采用一根杆单元来模拟拱肋。
对于桁式拱肋宜采用四管桁肋单元实际结构不一定都是四肢的,所以不应指出“四管桁肋”。
,在简化计算时可用一根杆单元来模拟整根拱肋。
但在施工图计算时应用杆单元模拟桁肋的弦杆、腹杆等。
3.5.4钢管混凝土拱桥中其它结构的有限元模型与其它桥梁结构相同,如横撑、横梁、(加劲)纵梁、桥面板、立柱、桩等
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