公路桥涵设计通用规范JTGD60.docx

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公路桥涵设计通用规范JTGD60

公路桥涵设计通用规范-JTG-D60-2004

1总则

1.0.1为使公路桥涵的设计符合技术先进、安全可靠、耐久适用、经济合理的要求，制定本规范。

1.0.2本规范适用于公路桥涵的一般钢筋混凝土及预应力混凝土结构构件的设计，不适用于轻骨料混凝土及其他特种混凝土桥涵结构构件的设计。

1.0.3本规范按照国家标准《公路工程结构可靠度设计统一标准》GB/T50283规定的设计原则编制。

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和国家标准《道路工程术语标准》GBJ124的规定采用。

1.0.4本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，按分项系数的设计表达式进行设计。

本规范采用的设计基准期为100年。

1.0.5公路桥涵应进行以下两类极限状态设计：

1承载能力极限状态：

对应于桥涵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；

2正常使用极限状态：

对应于桥涵及其构件达到正常使用或耐久性的某项限值的状态。

1.0.6公路桥涵应考虑以下三种设计状况及其相应的极限状态设计：

1持久状况：

桥涵建成后承受自重、车辆荷载等持续时间很长的状况。

该状况桥涵应作承载能力极限状态和正常使用极限状态设计；

2短暂状况：

桥涵施工过程中承受临时性作用（或荷载）的状况。

该状况桥涵应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：

在桥涵使用过程中偶然出现的如罕遇地震的状况。

该状况桥涵仅作承载能力极限状态设计。

1.0.7公路桥涵应根据其所处环境条件进行耐久性设计。

结构混凝土耐久性的基本要求应符合表1.0.7的规定。

表1.0.7结构混凝土耐久性的基本要求

环境

类别环境条件最大

水灰比最小水泥用量

最低混凝土强度等级最大氯离子含量（%）最大碱含量

Ⅰ温暖或寒冷地区的大气环境；与无侵蚀性的水或土接触的环境0.55275C250.303.0

Ⅱ严寒地区的大气环境、使用除冰盐环境；滨海环境0.50300C300.153.0

Ⅲ海水环境0.45300C350.103.0

Ⅳ受侵蚀性物质影响的环境0.40325C350.103.0

注：

1有关现行规范对海水环境结构混凝土中最大水灰比和最小水泥用量有更详细规定时，可参照执行；

2表中氯离子含量系指其与水泥用量的百分率；

3当有实际工程经验时，处于Ⅰ类环境中结构混凝土的最低强度等级可比表中降低一个等级；

4预应力混凝土构件中的最大氯离子含量为0.06%，最小水泥用量为350kg/m3，最低混凝土强度等级为C40或按表中规定Ⅰ类环境提高三个等级，其他环境类别提高二个等级；

5特大桥和大桥混凝土中的最大碱含量宜降至1.8kg/m3，当处于Ⅲ类、Ⅳ类或使用除冰盐和滨海环境时，宜使用非碱活性骨料。

特大桥、大桥的含义见本规范表5.1.2注说明。

1.0.8位处Ⅲ类或Ⅳ类环境的桥梁，当耐久性确实需要时，其主要受拉钢筋宜采用环氧树脂涂层钢筋；预应力钢筋、锚具及连接器应采取专门防护措施。

1.0.9水位变动区有抗冻要求的结构混凝土，其抗冻等级不应低于表1.0.9的规定。

表1.0.9水位变动区混凝土抗冻等级选用标准

桥梁所在地区海水环境淡水环境

严重受冻地区（最冷月月平均气温低于-8℃）F350F250

受冻地区（最冷月月平均气温在-4～-8℃之间）F300F200

微冻地区（最冷月月平均气温在0～-4℃之间）F250F150

注：

1混凝土抗冻性试验方法应符合现行标准《公路工程水泥混凝土试验规程》JTJ053的规定；

2墩、台身混凝土应选用比表列值高一级的抗冻等级。

抗冻混凝土应掺入适量引气剂，其伴合物的含气量按现行的《公路桥涵施工技术规范》JTJ041规定的采用。

1.0.10有抗渗要求的结构混凝土，其抗渗等级应符合表1.0.10的规定。

表1.0.10结构混凝土抗渗等级选用标准

最大作用水头与混凝土壁厚之比抗渗等级

＜5

5～10

11～15

16～20

＞20

注：

混凝土抗渗试验方法应符合现行标准《公路工程水泥混凝土试验规

程》JTJ053。

1.0.11桥梁结构的设计和施工质量应分阶段实行严格管理和控制；桥梁的使用应符合设计给定的使用条件，禁止超限车辆通行；使用过程中必须进行定期检查和维护。

1.0.12按本规范进行设计时，有关作用（或荷载）及其组合应符合《公路桥涵设计通用规范》JTGD60的规定；材料和工程质量应符合《公路工程质量检验评定标准》JTJ071、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041的要求；结构抗震设计应符合《公路工程抗震设计规范》JTJ004的规定。

2术语和符号

2.1术语

2.1.1极限状态limitstates

整体结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态为该功能的极限状态。

2.1.2可靠度degreeofreliability

结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。

2.1.3设计基准期designreferenceperiod

在进行结构可靠性分析时，考虑持久设计状况下各项基本变量与时间关系所采用的基准时间参数。

2.1.4设计状况designsituation

结构从施工到使用的全过程中，代表一定时段的一组物理条件，设计时必须做到使结构在该时段内不超越有关的极限状态。

2.1.5材料强度标准值characteristicvalueofmaterialstrength

设计结构或构件时采用的材料强度的基本代表值。

该值可根据符合规定标准的材料，其强度概率分布的0.05分位值确定。

2.1.6材料强度设计值designvalueofmaterialstrength

材料强度标准值除以材料强度分项系数后的值。

2.1.7作用action

施加在结构上的集中力或分布力如汽车、结构自重等，或引起结构外加变形或约束变形的原因如地震、基础不均匀沉降、温度变化等，统称为作用。

前者为直接作用，也可称为荷载；后者为间接作用（不宜称为荷载）。

2.1.8作用效应effectsofactions

结构对所受作用的反应，称为作用效应。

如由作用产生的结构或构件的轴向力、弯矩、剪力、应力、裂缝、变形等。

2.1.9作用标准值characteristicvalueofanaction

作用的主要代表值。

其值可根据设计基准期内最大值概率分布的某一分位值确定。

2.1.10作用设计值designvalueofactions

作用标准值乘以作用分项系数后的值。

2.1.11作用效应组合combinationforactioneffects

结构上几种作用分别产生的效应的随机叠加。

2.1.12安全等级safetyclasses

为使桥涵具有合理的安全性，根据桥涵结构破坏所产生后果的严重程度而划分的设计等级。

2.1.13结构重要性系数coefficientforimportanceofstructure

对不同安全等级的结构，为使其具有规定的可靠度而采用的作用效应附加的分项系数。

2.1.14几何参数标准值nominalvalueofgeometricalparameter

设计结构或构件时采用的几何参数的基本代表值。

其值可按设计文件规定值确定。

2.1.15承载力设计值designvalueofultimatebearingcapacity

结构或构件按承载能力极限状态设计时，用材料强度设计值计算的结构或构件极限承载能力。

2.1.16作用效应组合设计值designvalueofcombinationforactioneffects

设计结构或构件时，由几种作用设计值分别引起的效应的组合。

2.1.17作用短期效应组合combinationforshort-termactioneffects

结构或构件按正常使用极限状态设计时，永久作用效应与可变作用频遇值效应的组合。

2.1.18作用长期效应组合combinationforlong-termactioneffects

结构或构件按正常使用极限状态设计时，永久作用效应与可变作用准永久值效应的组合。

2.1.19开裂弯矩crackingmoment

构件出现裂缝时的理论临界弯矩。

2.1.20作用频遇值frequentvalueofanaction

结构或构件按正常使用极限状态短期效应组合设计时，采用的一种可变作用代表值，其值可根据任意时点（截口）作用概率分布的0.95分位值确定。

2.1.21分项系数partialsafetyfactor

为保证所设计的结构或构件具有规定的可靠度，在结构极限状态设计表达式中采用的系数。

分为作用分项系数和材料分项系数等。

2.1.22施工荷载siteload

按短暂状况设计时，施工阶段施加在结构或构件上的临时荷载。

包括结构自重、附着在结构和构件上的模板、材料机具等。

2.2符号

2.2.1材料性能有关符号

C30——表示立方体强度标准值为的混凝土强度等级；

——边长为的混凝土立方体抗压强度；

——边长为的施工阶段混凝土立方体抗压强度；

——边长为的混凝土立方体抗压强度标准值；

、——混凝土轴心抗压强度标准值、设计值；

、——混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值；

、——短暂状况施工阶段的混凝土轴心抗压、抗拉强度标准值；

、——普通钢筋抗拉强度标准值、设计值；

、——预应力钢筋抗拉强度标准值、设计值；

、——普通钢筋、预应力钢筋抗压强度设计值；

——承台计算中撑杆混凝土轴心抗压强度设计值；

——混凝土弹性模量；

——混凝土剪变模量；

、——普通钢筋、预应力钢筋的弹性模量；

2.2.2作用和作用效应有关符号

——弯矩组合设计值；

、——按作用短期效应组合、长期效应组合计算的弯矩值；

——弯矩组合标准值；

——受弯构件正截面的开裂弯矩值；

——组合式受弯构件第一阶段结构自重产生的弯矩设计值；

——组合式受弯构件第二阶段结构自重产生的弯矩设计值；

——组合式受弯构件第一阶段结构自重外的荷载产生的弯矩设计值；

——组合式受弯构件第二阶段结构自重外的可变作用产生的弯矩设计值；

——轴向力组合设计值；

——后张法构件预应力钢筋和普通钢筋的合力；

——构件混凝土法向应力等于零时预应力钢筋和普通钢筋的合力；

、——集中反力或局部压力标准值、设计值；

——第i根桩单桩竖向力设计值；

——基桩承台撑杆压力设计值；

——扭矩组合设计值或基桩承台系杆拉力设计值；

——剪力组合设计值；

——构件斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值；

——与构件斜截面相交的普通弯起钢筋抗剪承载力设计值；

——与构件斜截面相交的预应力弯起钢筋抗剪承载力设计值；

、——正截面承载力计算中纵向普通钢筋、预应力钢筋的应力或应力增量；

、——截面受拉区、受压区纵向预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等

于零时预应力钢筋的应力；

——由预加力产生的混凝土法向预压应力；

、——截面受拉区、受压区纵向预应力钢筋的有效预应力；

、——在作用（或荷载）短期效应组合、长期效应组合下，构件抗裂边

缘混凝土的法向拉应力；

、—?

—构件混凝土中的主拉应力、主压应力；

——由作用短期效应组合产生的开裂截面纵向受拉钢筋的应力；

、——构件受拉区、受压区预应力钢筋张拉控制应力；

、——构件受拉区、受压区预应力钢筋相应阶段的预应力损失；

——构件混凝土的剪应力；

——由预加应力产生的混凝土法向拉应力；

、——由作用（或荷载）标准值产生的混凝土法向压应力、拉应力；

——构件开裂截面按使用阶段计算的混凝土法向压应力；

——计算的受弯构件特征裂缝宽度。

2.2.3几何参数有关符号

、——构件受拉区、受压区普通钢筋和预应力钢筋合力点至截面近边的

距离；

、——构件受拉区普通钢筋合力点、预应力钢筋合力点至受拉区边缘的

距离；

、——构件受压区普通钢筋合力点、预应力钢筋合力点至受压区边缘的

距离；

——矩形截面宽度，T形或I形截面腹板宽度；

、——T形或I形截面受拉区、受压区的翼缘宽度；

、——T形或I形截面受拉区、受压区的翼缘厚度；

——钢筋直径或圆形板式橡胶支座的直径；

——构件截面的核芯直径；

——混凝土保护层厚度；

——圆形截面半径；

——轴向力对截面重心轴的偏心距；

、——轴向力作用点至受拉区纵向钢筋合力点、受压区纵向钢筋合

力点的距离；

、——轴向力作用点至受拉区纵向普通钢筋合力点、预应力钢筋合

力点的距离；

、——轴向力作用点至受压区纵向普通钢筋合力点、预应力钢筋合

力点的距离；

、——预应力钢筋与普通钢筋的合力对换算截面、净截面重心轴的

偏心距；

——受压构件的计算长度；

——受弯构件的计算跨径或受压构件节点间的长度；

——受弯构件的净跨径；

——箍筋或竖向预应力钢筋的间距；

——截面受压区高度；

——内力臂，即纵向受拉钢筋合力点至混凝土受压区合力点

之间的距离;

、——构件换算截面重心、净截面重心至截面计算纤维处的距离；

、——构件受拉区、受压区预应力钢筋合力点至换算截面重心轴的

距离；

、——构件受拉区、受压区预应力钢筋合力点至净截面重心轴的距离；

、——构件受拉区、受压区普通钢筋重心至换算截面重心轴的距离；

、——构件受拉区、受压区普通钢筋重心至净截面重心轴的距离；

、——构件换算截面面积、净截面面积；

——构件毛截面面积；

、——构件受拉区、受压区纵向普通钢筋的截面面积；

、?

——构件受拉区、受压区纵向预应力钢筋的截面面积；

、——同一弯起平面内普通弯起钢筋、预应力弯起钢筋的截面面积；

——同一截面内箍筋各肢的总截面面积；

——钢筋网、螺旋筋或箍筋范围以内的混凝土核芯面积；

、——混凝土局部受压面积、局部受压净面积；

——开裂截面换算截面面积；

——毛截面受拉边缘的弹性抵抗矩；

、——换算截面、净截面受拉边缘的弹性抵抗矩；

、——换算截面、净截面计算纤维以上（或以下）部分面积对截

面重心轴的面积矩；

——毛截面惯性矩；

、——换算截面、净截面的惯性矩；

——开裂截面换算截面惯性矩；

——开裂构件等效截面的抗弯刚度；

——全截面换算截面的抗弯刚度；

——开裂截面换算截面的抗弯刚度。

2.2.4计算系数及其他有关符号

——桥梁结构的重要性系数；

——轴心受压构件稳定系数；

——偏心受压构件轴向力偏心距增大系数；

——箱形截面抗扭承载力计算时有效壁厚折减系数；

——剪扭构件混凝土抗扭承载力降低系数；

——配置间接钢筋时局部承压承载力提高系数；

——受拉区混凝土塑性影响系数；

——构件挠度长期增长系数；

、——普通钢筋弹性模量、预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值；

ρSV——箍筋配筋率；

ρ——纵向受拉钢筋配筋率。

3材料

3.1混凝土

3.1.1混凝土强度等级应按边长为150mm立方体试件的抗压强度标准值确定。

抗压强度标准值系指试件用标准方法制作、养护至28天龄期，以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度（以MPa计）。

注：

1混凝土强度等级用150mm×150mm×150mm立方体抗压强度标准值并冠以C表示，如C30表示30级混凝土；

2本规范的混凝土强度等级与《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ023—85的混凝土标号和两者各项设计指标的关系，可按附录A的规定采用。

3.1.2公路桥涵受力构件的混凝土强度等级应按下列规定采用：

1钢筋混凝土构件不应低于C20，当用HRB400、KL400级钢筋配筋时，

不应低于C25；

2预应力混凝土构件不应低于C40；

3.1.3混凝土轴心抗压强度标准值和轴心抗拉强度标准值应按表3.1.3采用。

表3.1.3混凝土强度标准值（）

强度种类

强度等级

C15

C20

C25

C30

C35

C40

C45

C50

C55

C60

C65

C70

C75

C8010.0

13.4

16.7

20.1

23.4

26.8

29.6

32.4

35.5

38.5

41.5

44.5

47.4

50.21.27

1.54

1.78

2.01

2.20

2.40

2.51

2.65

2.74

2.85

2.93

3.00

3.05

3.10

3.1.4混凝土轴心抗压强度设计值和轴心抗拉强度设计值应按表3.1.4采用。

表3.1.4混凝土强度设计值（）

强度种类

强度等级

C15

C20

C25

C30

C35

C40

C45

C50

C55

C60

C65

C70

C75

C806.9

9.2

11.5

13.8

16.1

18.4

20.5

22.4

24.4

26.5

28.5

30.5

32.4

34.60.88

1.06

1.23

1.39

1.52

1.65

1.74

1.83

1.89

1.96

2.02

2.07

2.10

2.14

注：

计算现浇钢筋混凝土轴心受压和偏心受压构件时，如截面的长边或直径小于

300mm，表中数值应乘以系数0.8；当构件质量（混凝土成型、截面和轴线尺寸

等）确有保证时，可不受此限。

3.1.5混凝土受压或受拉时的弹性模量应按表3.1.5采用。

表3.1.5混凝土的弹性模量（）

混凝土强度等级

C15

C20

C25

C30

C35

C40

C45

C50

C55

C60

C65

C70

C75

C802.20×104

2.55×104

2.80×104

3.00×104

3.15×104

3.25×104

3.35×104

3.45×104

3.55×104

3.60×104

3.65×104

3.70×104

3.75×104

3.80×104

注：

当采用引气剂及较高砂率的泵送混凝土且无实测数据时，表中C50～C80的

值应乘折减系数0.95。

3.1.6混凝土的剪变模量可按本规范表3.1.5数值的0.4倍采用，混凝土的泊松比可采用0.2。

3.2钢筋

3.2.1公路混凝土桥涵的钢筋应按下列规定采用：

1钢筋混凝土及预应力混凝土构件中的普通钢筋宜选用热轧R235、HRB335、HRB400及KL400钢筋，预应力混凝土构件中的箍筋应选用其中的带肋钢筋；按构造要求配置的钢筋网可采用冷轧带肋钢筋；

2预应力混凝土构件中的预应力钢筋应选用钢绞线、钢丝；中、小型构件或竖、横向预应力钢筋，也可选用精轧螺纹钢筋。

注：

1本条所述“钢筋”系普通钢筋和预应力钢筋的统称，“普通钢筋”系指钢筋混凝土构件中钢筋和预应力混凝土构件中的非预应力钢筋；

2R235钢筋系指国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》GB13013-1991中的Ⅰ级钢筋；HRB335、HRB400钢筋摘自国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499-1998、相当于原国家标准GB1499-91中的Ⅱ级钢筋、Ⅲ级钢筋；KL400钢筋系指国家标准《钢筋混凝土用余热处理钢筋》GB13014-1991中的Ⅲ级钢筋；冷轧带肋钢筋取自国家标准《冷轧带肋钢筋》GB13788-1992。

3预应力钢丝系指国家标准《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223-1995及其第一号修改单中消除应力的三面刻痕钢丝、螺旋肋钢丝和光面钢丝；

3.2.2钢筋的抗拉强度标准值应具有不小于95%的保证率。

普通钢筋的抗拉强度标准值和预应力钢筋的抗拉强度标准值，应分别按表3.2.2-1和表3.2.2-2采用。

表3.2.2-1普通钢筋抗拉强度标准值（MPa）

钢筋种类符号

235

335

400

400

注：

表中d系指国家标准中的钢筋公称直径。

表3.2.2-2预应力钢筋抗拉强度标准值（MPa）

钢筋种类符号

钢

绞

线1×2

（二股）d=8.0、10.0

d=12.0

1470、1570、1720、1860

1470、1570、1720

1×3

（三股）d=8.6、10.8

d=12.91470、1570、1720、1860

1470、1570、1720

1×7

（七股）d=9.5、11.1、12.7

d=15.21860

1720、1860

消除应力钢丝光面

螺旋肋d=4、5

d=6

d=7、8、9

1470、1570、1670、1770

1570、1670

1470、1570

刻痕d=5、7

1470、1570

精轧螺纹钢筋d=40

d?

=18、25、32JL540

540、785、930

注：

表中d系指国家标准中钢绞线、钢丝的公称直径和精轧螺纹钢筋的公称直径。

3.2.3普通钢筋的抗拉强度设计值和抗压强度设计值应按表3.2.3-1采用；预应力钢筋的抗拉强度设计值和抗压强度设计值应按表3.2.3-2采用。

表3.2.3-1普通钢筋抗拉、抗压强度设计值（MPa）

钢筋种类

195195

280280

330330

330330

注：

1钢筋混凝土轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值大于330MPa时，

仍应按330MPa取用；

2构件中配有不同种类的钢筋时，每种钢筋应采用各自的强度设计值。

表3.2.3-2预应力钢筋抗拉、抗压强度设计值（MPa）

钢筋种类

钢绞线

1000390

1×2（二股）

1070

1×3（三股）

1170

1×7（七股）

1260

消除应力光面钢丝

和螺旋肋钢丝

1000410

1070

1140

1200

消除应力刻痕钢丝

1000410

1070

精轧螺纹钢筋

450400

650

770

3.2.4普通钢筋的弹性模量和预应力钢筋的弹性模量应按表3.2.4采用。

表3.2.4钢筋的弹性模量（MPa）

钢筋种类或

R235

HRB335、HRB400、KL400、精轧螺纹钢筋

消除应力