玻璃栈道工程技术.docx
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玻璃栈道工程技术.docx
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玻璃栈道工程技术
1总则5
2术语与符号6
2.1术语6
2.2符号6
3基本规定8
3.1一般规定8
3.2玻璃栈道型式10
3.3作用和效应组合12
3.4变形要求14
4材料16
4.1钢材16
4.2混凝土、钢筋及预应力筋18
4.3玻璃19
4.4建筑密封胶和硅酮结构密封胶20
4.5其它材料20
5勘察设计23
5.1岩土工程勘察23
5.2地基基础26
5.3支撑结构30
5.4玻璃地板32
5.5栏杆37
5.6节点与预埋件38
5.7结构缝和混凝土保护层厚度39
6施工与验收40
6.1一般规定40
6.2施工制作40
6.3安装要求41
6.4验收要求42
7检测与评定44
7.1一般规定44
7.2玻璃栈道的检测46
7.3安全性评定49
7.4检测评定报告52
8监测53
8.1一般规定53
8.2监测项目及测点布置53
8.3监测控制值及预警55
9运维与管理57
9.1运维要求57
9.2管理要求58
附录A现场静载试验59
附录B栏杆推力试验62
附录C现场振动测试方法64
附录D构件节点连接
65
本标准用词说明
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Contents
1总则5
2术语与符号6
2.1术语6
2.2符号6
3基本规定8
3.1一般规定8
3.2玻璃栈道型式10
3.3作用和效应组合12
3.4变形要求14
4材料16
4.1钢材16
4.2混凝土、钢筋及预应力筋18
4.3玻璃19
4.4建筑密封胶和硅酮结构密封胶20
4.5其它材料20
5勘察设计23
5.1岩土工程勘察23
5.2地基基础26
5.3支撑结构30
5.4玻璃地板32
5.5栏杆37
5.6节点与预埋件38
5.7结构缝和混凝土保护层厚度39
6施工与验收40
6.1一般规定40
6.2施工制作40
6.3安装要求41
6.4验收要求42
7检测与评定44
7.1一般规定44
7.2玻璃栈道的检测46
7.3安全性评定49
7.4检测评定报告52
8监测53
8.1一般规定53
8.2监测项目及测点布置53
8.3监测控制值及预警55
9运维与管理57
9.1运维要求57
9.2管理要求58
附录A现场静载试验59
附录B栏杆推力试验62
附录C现场振动测试方法64
附录D构件节点连接65
1总则
1.0.1为规范玻璃栈道工程的勘察设计、施工与验收、检测与评定、监测、运维管理
等工作,做到安全适用、技术先进、保护环境,制定本规程。
1.0.2本规程适用于以钢结构、混凝土结构作为支撑体系的玻璃栈道工程。
1.0.3玻璃栈道工程除应执行本规程外,尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。
[1.0.1~1.0.2条文说明]:
玻璃栈道在我国处于大规模建设阶段,为了保证玻璃栈道工程的工程质
量和结构安全,满足经济合理、科学建设、安全适用、保护环境等要求,有必要针对玻璃栈道工
程编制其技术规程。
2术语与符号
2.1术语
2.1.1玻璃栈道glasstrestle
玻璃栈道是指距地面不低于2m,由支撑结构、玻璃地板、栏杆三个部分组成的承载人群荷载的步道或平台,包含观景玻璃平台。
2.1.2支撑结构supportstructure
承受玻璃栈道上部荷载的传力体系。
2.1.3玻璃地板glassfloor
承受栈道竖向荷载的构件,由玻璃面板及龙骨等组成。
2.1.4栏杆handrail
承受栈道人群水平荷载的构件,含扶手、立柱、横杆、挡板和连接等组成。
2.2符号
2.2.1结构性能、作用效应structuralperformanceandactioneffect
平——结构重要性系数;
Sd——作用组合的效应设计值;
Rd——结构或结构构件的抗力设计值;
S——结构的作用效应;
R——结构或结构构件的抗力;
C——结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值;
f1——硅酮结构密封胶在风荷载、雪荷载、活荷载和地震作用下强度设计值;
f2——硅酮结构密封胶在永久荷载作用下强度设计值;
qk——作用于面板的均布荷载标准值;
G2——平行于玻璃板面的重力荷载设计值。
2.2.2几何尺寸geometricsize
A——观景玻璃平台面积;
H0距地面净空高度;
L栈道总长度;
Lx——支撑结构悬挑最大长度;
Cs——硅酮结构胶粘结宽度;
步一一玻璃与铝合金框的相对位移;
S——玻璃面板周长,即硅酮结构密封胶缝的总长度;
A——玻璃面板面积;
S-―硅酮结构密封胶在拉应力为0.7fi时的伸长率
3基本规定
3.1一般规定
3.1.1玻璃栈道工程应根据使用要求、地形地质条件合理布置。
对存有潜在威胁或直
接危害的滑坡、泥石流、崩塌、岩溶、土洞强烈发育地段等地质灾害作用时,未经治理不应选作玻璃栈道的建设场地。
【条文说明】玻璃栈道所处区域的工程地质条件复杂多变,在同一建筑场地内,经常存在地形
高差较大,岩土工程特性明显不同,不良地质发育程度差异较大等情况。
因此,根据场地工程地质条件和工程地质分区并结合场地整平情况进行平面布置和竖向设计,对避免诱发地质灾害和不
必要的大挖大填,保证玻璃栈道的安全和节约建设投资很有必要。
3.1.2玻璃栈道工程在设计和施工之前,应进行建设场地地质灾害危险性评估和岩土
工程勘察工作。
【条文说明】玻璃栈道工程大都选择风景区内,普遍不考虑建设场地地质灾害危险性评估或岩土
工程勘察工作,因此本条提出此要求。
工程建设场地地质灾害危险性评估相关标准有中华人民共
和国地质矿产行业标准《地质灾害危险性评估规范》DZ/T0286、重庆地方标准《地质灾害防治
工程勘察规范》DB50/143、北京市地方标准《地质灾害危险性评估技术规范》DB11/T893等。
3.1.3玻璃栈道的岩土工程勘察应符合现行现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB
50021的要求。
3.1.4玻璃栈道工程应充分利用和保护天然排水系统和山地植被。
当必须改变排水系统时,应在易于导流或拦截的部位将水引出场外。
在受山洪影响的地段,应采取相应的排洪措施。
3.1.5玻璃栈道按距地面净空高度、栈道总长度、支撑结构悬挑最大长度,划分类别如表3.1.5-1;观景玻璃平台按距地面净空高度、平台总面积、支撑结构悬挑最大长度,划分类别如表3.1.5-2。
表3.1.5-1玻璃栈道的分类
类别
距地面净空
高度Ho(m)
栈道总长度L(m)
支撑结构悬挑
取大长度Lx(m)
大型玻璃栈道
Ho/0
L/00
LxW
中型玻璃栈道
6小o<10
30q<100
2心<3
小型玻璃栈道
H0<6
L<30
Lx<2
注:
类别划分从上而下确定,只要满足其中一项,即为所属类别。
表3.1.5-2观景玻璃平台的分类
类别
距地面净空
高度H0(m)
平台面积A(m2)
支撑结构悬挑
取大长度Lx(m)
大型观景玻璃平台
H0/0
S*5
Lx>3
中型观景玻璃平台
H0<10
S<15
Lx<3
注:
类别从上而下确定,只要满足其中一项,即可划分为所属类别。
[条文说明]:
玻璃栈道及观景玻璃平台分类参考我国特种设备的管理规定,距地面净空高度不小
于2m要求;栈道总长度、平台面积及支撑结构悬挑最大长度取值,是由编制组根据我国目前玻璃栈道工程的实际情况调研给出。
3.1.6玻璃栈道的设计使用年限宜为50年,按表3.1.6确定承载能力极限状态设计的安全等级与结构重要性系数。
对有特殊要求的玻璃栈道,其设计安全等级可按具体情况确定。
表3.1.6玻璃栈道的设计安全等级及重要性系数
安全等级
栈道类别
结构重要性系数0
一级
大型玻璃栈道,大型观景玻璃平台
1.1
二级
中型玻璃栈道,中型观景玻璃平台
1.0
注:
对偶然作用设计状况和地震作用设计状况,结构重要性系数取1.0。
3.1.7同一玻璃栈道工程的结构构件宜取相同的设计安全等级。
3.1.8玻璃栈道设计时,应合理选择材料、结构方案和构造措施,满足结构构件在运输、安装和使用过程中的强度、刚度、稳定性要求,并应符合防火、防腐蚀要求。
3.1.9玻璃栈道耐久性设计应符合相关规范要求。
【条文说明】混凝土结构应符合《混凝土结构耐久性设计规范》GB50476的要求;钢结构防腐
设计应符合《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》JT/T722或《建筑钢结构防腐蚀技术规程》JGJ/T
251-2011的要求;钢结构防火设计应符合《建筑设计防火规范》GB50016的要求。
3.1.10栏杆应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
栏杆设计除应满足
受力与变形要求以外,其栏杆造型、色调宜与周围环境协调。
[说明]:
考虑栏杆围护体系在玻璃栈道的重要性,结构重要性系数适当提高,结合景观设计的要求参照《城市桥梁设计规范》CJJ11—2011。
3.1.11玻璃栈道工程应由建设单位组织进行工程验收。
[说明]:
按照建质综函[2018]15号文《住房和城乡建设部工程质量安全监管司2018年工作要点》,
应强化建设单位首要责任,全面落实质量终身责任制。
对于实际已投入使用,但缺少竣工验收手续的玻璃栈道,建设单位应按本标准第七章进行委托工程质量检测与安全性评定,安全性评定结论为满足本规程要求方可投入使用。
3.1.12玻璃栈道投入使用年限达到10年应进行安全性评定,后不超过3年应进行安全性评定;玻璃栈道投入使用年限达到5年后宜进行耐久性检测,后每隔3年应进行耐久性检测,如检测不符合相关标准要求,则应进行安全性评定。
[说明]:
国家和地方玻璃幕墙相关标准(建设部《既有建筑幕墙安全维护管理办法》建质【2006】
291号文件、《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102)考虑了幕墙的危险性和胶材易老化等缺陷,规定每5年进行安全评定,使用10年后应每3年进行安全评定,玻璃栈道就结构形式和危险性而言,与玻璃幕墙部分相似,且我国旅游业发展迅猛,有必要加强其安全监督,除了日常巡查和定期检查外,本条明确规定了栈道应定期进行安全性评定,通过专业评定以确保玻璃栈道安全可靠。
如对玻璃栈道进行结构改扩建,则需对栈道进行安全评定。
玻璃栈道一般建于旅游风景区(山区、海边等),周边环境条件复杂,极易出现胶材老化开裂、漆膜氧化开裂、钢材生锈,混凝土锈胀开裂等。
根据调查和有关标准(《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102),建议投入使用5年后每隔3年进行耐久性检测一次,如检测不合格,则应将不合格结果计入结构安全评定。
玻璃栈道耐久性检测包含密封胶、钢结构、混凝土等项次。
3.1.13玻璃栈道在恶劣天气,包括大风,大雨或大雪等情况下,严禁进行运营,并应制订相应的处理预案。
[说明]:
环境气象因素对施工质量的影响是不可忽视的,为了保证施工质量的可靠性和稳定性,在恶劣环境气候下应停止施工并对现场做好安全防护工作。
已经投入运营的玻璃栈道,管理运营单位应根据各自景区的特点制定相应的安全管理方案及应急预案。
3.2玻璃栈道型式
3.2.1玻璃栈道根据支撑结构受力情况分为悬挑式和非悬挑式,非悬挑式包括斜撑
3.2.2
式、立撑式、单柱式、双柱式等,见图3.2.1a~a对大型玻璃栈道或大型观景玻璃平台,可采用钢桁架、悬索结构、预应力结构等型式。
图3.2.1玻璃栈道常用结构型式
3.2.3玻璃栈道的结构选型应符合下列原则:
1一侧靠近山体,另一侧因距离地面较高或水位较深等原因,不宜立柱时,宜采
用悬挑式和斜撑式栈道。
2一侧靠近山体,且另一侧竖向有条件立柱的情况下,宜采用单柱式栈道。
3不受山体和水位影响的区域,宜采用双柱式、单柱式栈道等形式。
4小型玻璃栈道可采用悬挑式,其它栈道直选用非悬挑式。
3.2.4钢结构支撑应采取构造措施保证结构整体稳定性,并减小侧向变形。
3.2.5在结构区段内,沿玻璃栈道纵向应适当设置水平支撑和竖向支撑,以便形成稳
定的空间支撑体系。
3.2.6玻璃栈道支撑结构的布置,应符合以下要求:
3.2.7的结构布置应依据功能需求、地质情况及地形确定。
支撑结构最低处标高应高于50年一遇的计算水位1m以上,或高出最高留冰面
0.75m以上。
2当玻璃栈道平面坡度大于1/10时,支撑结构应采用梯段形式,楼梯踏步宽不小于280mm,高度不大于150mm。
3玻璃栈道的支撑结构宜设置检查口,其尺寸不宜小于700mm々00mm,间距
宜为30~50m之间,布置位置见图3.2.2-1。
4当玻璃栈道内侧距离山体大于0.5m时,宜采取防护措施。
5当地质情况或地形有明显变化或支撑结构体系不同时,应设置沉降缝和变形缝。
6支撑结构沿玻璃栈道的纵向应设置温度缝,同一温度区段的长度可按照当地
温度作用的影响计算确定
7在玻璃栈道的落石、流水等特殊地质区域,栈道上部可增加顶棚,并直接与
支撑结构连接,顶棚与支撑结构应进行整体设计。
[条文说明]第3款中检查口的布置可根据实际需要确定,如无明确要求,为便于使用期间检修,
一般可在30~50m之间设置一个。
第6款是由于一般情况下栈道横向尺寸远小于纵向尺寸,因温
度作用引起的纵向水平力对结构的影响较常规结构明显,故建议对温度缝的设置应通过温度荷载
的计算来确定,以保证对结构的内力和相应方向的变形影响可忽略不计或不超过5%。
第7款是
在特殊地质情况,根据功能需要设置防护罩,防止飞石等危险情况的发生造成人员伤亡。
bl[Bn
图3.2.2-1支撑结构的检查口布置(洞口铺装图3.2.2-2增加纵梁进行防护支撑结构
可装卸玻璃地板)
3.3作用和效应组合
3.3.1玻璃栈道应按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载组合,并取
各自最不利的组合进行设计,必要时可进行施工状态不利情况的验算。
[条文说明]:
根据玻璃栈道施工时可能存在的不利情况,包含结构未成体系之前的施工状态,以
及玻璃在安装状态下不利情况等情形,必要时应进行施工验算。
3.3.2玻璃栈道设计应采用概率理论为基础的极限状态设计法,按分项系数设计表达式进行计算。
按承载能力极限状态设计时,应采用荷载效应的基本组合和偶然组合分别进行计算,并应满足下式要求:
0Sd书
(3.3.2)
式中:
0—结构重要性系数,按本规程第3.1.2条取值;
Sd—作用组合的效应设计值;
Rd—结构或结构构件的抗力设计值。
3.3.3按承载能力极限状态设计时,作用组合的效应设计值按照现行国家标准《建筑
结构可靠性设计统一标准》GB50068的规定执行。
其中,可变作用的组合值系数应
不低于0.7。
[条文说明]:
本条基于现行《建筑结构荷载规范》GB50009,是组合值系数的下限。
3.3.4玻璃栈道的正常使用极限状态,应采用荷载的标准组合和准永久组合,并应按
下式进行设计:
Sd 式中: C——结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值。 [条文说明]: 变形、裂缝、自振频率等规定的相应限值,应符合相关设计规范的规定。 3.3.5按正常使用极限状态设计时,作用的标准组合、准永久组合值分别按照现行国 家标准《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068的规定执行。 3.3.6在抗震设防地区,玻璃栈道的结构构件应进行截面抗震验算,并符合下列 要求: S 式中: RE—承载力抗震调整系数,应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》 GB50011的要求。 S—考虑地震作用时,地震作用效应和其它荷载效应的基本组合,且应 符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的要求。 R—结构或结构构件的抗力。 3.3.7玻璃栈道的荷载取值应满足以下要求: 1玻璃栈道上的永久荷载应包括支撑结构构件、玻璃地板、围护构件以及其他 按永久荷载考虑的荷载。 2结构自重、施工荷载、偶然荷载和检修荷载、雪荷载以及风荷载,应按现行 国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。 3人群荷载标准值不应低于4.5kN/m2,人群荷载与雪荷载作用不同时考虑。 4在抗震设防区,栈道的地震作用计算方法应满足现行国家标准《建筑抗震设 计规范》GB50011的规定。 大型玻璃栈道和大型观景玻璃平台除进行水平地震作用的验算外,还应进行竖向地震作用验算。 5风荷载应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009中有关于地形的 修正规定,对复杂玻璃栈道,宜做风荷载模拟计算或风洞试验。 6温度作用应符合《公路桥涵通用设计规范》JTGD60的规定。 7作用在栏杆扶手上的竖向荷载应不小于1.2kN/m;水平荷载应不小于 2.0kN/m。 两者应分别计算,不同时考虑,且不与其它活荷载叠加。 [条文说明]: 第3款,《公路桥涵通用设计规范》JTGD60第4.3.6条第1项中,对专用人行桥梁的人群荷载规定是3.5kN/m2,《公园设计规范》GB51192中人群荷载规定是4.5kN/m2,考虑玻璃栈道的实际用途主要用在风景区,与公园用途相似,所以与后者取一致。 根据玻璃栈道的管理要求,恶劣天气时玻璃栈道应关闭。 因此,人群荷载与雪荷载不同时组合。 第5款,风荷载计算应考虑山区内山峰和山谷以及临海地区的地形修正。 第6款,钢结构的线膨胀系数取1.2e-5,钢筋混凝土结构的线膨胀系数取1.0e-5。 计算结构 因均匀温度作用引起外加变形或约束变形时,应从受到约束(结构合拢)时的结构温度开始,考虑当地最高和最低有效温度的作用效应,必要时应考虑日照引起的温度影响。 第7款,参考中国建筑科学院有限公司相关栏杆水平课题成果,水平荷载不宜取太大,太大引起栏杆刚度增加,造成不经济科学,更多应提高栏杆设计中构造要求。 3.4变形要求 3.4.1玻璃的挠度不应大于其跨度的1/200。 [条文说明]对四边支承的地板,跨度指短边边长;对对边支承的地板,跨度指支承边距离。 走在玻璃地板上应给人以安全感,所以对地板玻璃挠度变形应严格限制,本条参考现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中对屋盖、楼板及楼梯的挠度限值。 3.4.2由人群荷载计算的玻璃栈道支撑结构最大竖向挠度,不应超过表3.4.2中规定 表3.4.2玻璃栈道支撑结构的最大竖向挠度限值 混凝土结构 钢结构 主梁跨中 1/600 1/500 悬臂端 1/300 1/250 桁架 1/800 [条文说明]根据栈道功能以及人群密集情况,此条参考了《城市人行天桥与人行地道技术规范》 CJJ69第2.5.2条的规定。 3.4.3玻璃面板支承龙骨的挠度容许值在荷载标准组合作用下为1/250;在可变荷载 标准值作用下为1/300。 [条文说明]本条对于支承龙骨挠度限值的规定,主要参考了国家标准《钢结构设计标准》GB50017 附录B的相关要求。 对悬挑龙骨的跨度取其悬臂长度的2倍。 3.4.4地震作用下,悬挑栈道、斜撑栈道和立撑栈道可不进行横向水平变形验算,其 他玻璃栈道变形应进行抗震验算。 4材料 4.1钢材 4.1.1玻璃栈道结构用钢材的设计用强度、结构用无缝钢管的强度、焊缝的强度及 螺栓连接的强度按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017的规定取值;钢材的 物理性能指标应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017的规定取值。 4.1.2钢材宜采用Q235、Q355、Q390、Q420、Q460和Q355GJ,质量应符合现 行国家标准《碳素结构钢》GB/T700、《低合金高强度结构钢》GB/T1591和《建筑 结构用钢板》GB/T19879的规定;对耐腐蚀有特殊要求或处于侵蚀性介质环境中的 承重结构,宜采用Q235NH、Q355NH、Q415NH牌号的耐候结构钢,质量应符合现 行国家标准《耐候结构钢》GB/T4171的规定。 [条文说明]: 本条参考《钢结构设计标准》GB50017。 4.1.3玻璃栈道结构用不锈钢材料,质量应符合现行国家标准《不锈钢和耐热钢牌 号及化学成分》GB/T20878、《不锈钢热轧钢板和钢带》GB/T4237和《不锈钢 冷轧钢板和钢带》GB/T3280的规定。 [条文说明]: 本条参考《不锈钢结构技术规程》CECS410。 可采用牌号为06Cr19Ni10(S30408)、 022a19Ni10(S30403)、06Cr17Ni12Mo2(S31608)、022a17Ni12Mo2(S31603)奥氏体型不锈钢和022Cr23Ni5Mo3N(S22053)、022Cr22Ni5Mo3N(S22253)双相型不锈钢;当有可靠依据时,可采用其他牌号的不锈钢。 4.1.4钢材应具有屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和硫、磷含量的合格保证,对 焊接结构尚应具有碳含量(或碳当量)的合格保证,对直接承受动力荷载或需验算疲 劳的构件所用钢材尚应具有冲击韧性的合格保证。 [条文说明]: 本条参考《钢结构设计标准》GB50017。 4.1.5钢材质量等级的选用应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017规定。 4.1.6玻璃栈道抗震设计中钢材应符合下列规定: 1钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值得比的比值不应大于0.85; 2钢材应具有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%; 3钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。 [条文说明]: 本条参考《建筑抗震设计规范》GB50011。 4.1.7玻璃栈道采用钢管结构中的无加劲直接焊接相贯节点,管材的屈强比不宜大 于0.8;与受拉构件焊接连接的钢管,当管壁厚度大于25mm且沿厚度方向承受较大 拉应力时,应采取措施防止层状撕裂。 [条文说明]: 本条参考《钢结构设计标准》GB50017。 4.1.8焊接材料的选用应符合下列规定: 1手工焊接采用的焊条应符合现行国家标准《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T 5117的规定,所选用的焊条型号应与主体金属力学性能相适应。 2自动焊或半自动焊用焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》GB/T14957、 《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110、《碳钢药芯焊丝》GB/T10045、 《低合金钢药芯焊丝》GB/T17493的规定。 3埋弧焊用焊丝和焊剂应符合现行国家标准《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T 5293、《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/T12470的规定。 [条文说明]: 本条参考《钢结构设计标准》GB50017。 4.1.9玻璃栈道所选用紧固件材料应符合下列规定: 1连接用4.
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