鋼橋規(guī)范-纜索、支座和伸縮裝置

1、 公 路 鋼 結(jié) 構(gòu) 橋 梁 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范公 路 鋼 結(jié) 構(gòu) 橋 梁 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 第第16章章 支座和伸縮裝置支座和伸縮裝置黃李驥黃李驥第第13章章 纜索系統(tǒng)纜索系統(tǒng)2015年年12月月第第13章章 纜索系統(tǒng)纜索系統(tǒng)概述概述p本章為新章節(jié)，設(shè)計(jì)對(duì)象纜索p單股或多股的受拉構(gòu)件p以鋼制品為主，也有FRP或其他材料制成p應(yīng)用在懸索橋、斜拉橋和拱橋等結(jié)構(gòu)中，如主纜、吊索、斜拉索、系桿等，但設(shè)計(jì)使用年限不等纜索的特點(diǎn)只受拉剛度小強(qiáng)度振動(dòng)疲勞防腐變形更換應(yīng)力高概述概述p現(xiàn)狀p強(qiáng)度穩(wěn)步增加，1600MPa, 1670MPa, 1770MPa, 1860MPa, 1960MPap疲勞問(wèn)題、耐久性問(wèn)題頻發(fā)

2、概述概述p現(xiàn)狀p疲勞問(wèn)題、耐久性問(wèn)題頻發(fā)概述概述p今后的方向p總體設(shè)計(jì)是纜索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心p材料的發(fā)展解決抗力問(wèn)題，包括強(qiáng)度、疲勞、耐久性p構(gòu)造設(shè)計(jì)解決細(xì)節(jié)問(wèn)題p必須貫徹全壽命設(shè)計(jì)的理念p13.1 一般規(guī)定p13.1.1 纜索構(gòu)件及其附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮安全性、實(shí)用性和耐久性，斜拉索、吊索還應(yīng)考慮可調(diào)節(jié)、可檢查、可監(jiān)測(cè)、可維修和可更換安全耐久基本要求適用功能要求調(diào)、檢、測(cè)、修、換其他要求纜索系統(tǒng)的總體原則，突出設(shè)計(jì)理念的更新，不僅僅是強(qiáng)度和剛度問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)全壽命設(shè)計(jì)。體現(xiàn)近年來(lái)工程設(shè)計(jì)理念13 纜索系統(tǒng)纜索系統(tǒng)p13.1.2 應(yīng)設(shè)置合理的纜索氣動(dòng)外形、阻尼裝置或穩(wěn)定索，控制振動(dòng)對(duì)纜索構(gòu)件及其附屬

3、設(shè)施的影響。主要針對(duì)吊索和斜拉索，需要控制風(fēng)或活載引起的振動(dòng)。措施：氣動(dòng)措施、結(jié)構(gòu)措施、阻尼措施螺旋線凹坑肋條13 纜索系統(tǒng)纜索系統(tǒng)p13.1.2 應(yīng)設(shè)置合理的纜索氣動(dòng)外形、阻尼裝置或穩(wěn)定索，控制振動(dòng)對(duì)纜索構(gòu)件及其附屬設(shè)施的影響。剛性連接器輔助索阻尼器13 纜索系統(tǒng)纜索系統(tǒng)p13.1.3 索構(gòu)件設(shè)計(jì)除了應(yīng)考慮公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60)中規(guī)定的永久作用、可變作用和偶然作用以外，還應(yīng)考慮裹冰荷載、更換與斷裂等偶然工況的影響。需要考慮更換和突然斷裂的作用和實(shí)施。除了直接的靜力、動(dòng)力作用，還要考慮構(gòu)造。13 纜索系統(tǒng)纜索系統(tǒng) 2011年底年底，全國(guó)已有，全國(guó)已有22座座斜拉橋的斜拉索、斜拉

4、橋的斜拉索、34座座拱橋或懸索橋的吊桿更換拱橋或懸索橋的吊桿更換規(guī)定了組成纜索的各部分及之間的防護(hù)。p13.1.4 纜索構(gòu)件及其附屬設(shè)施應(yīng)考慮單根鋼絲的防護(hù)、鋼絲間的防護(hù)、構(gòu)件外表面的防護(hù)和構(gòu)件連接處的防護(hù)。主纜的防護(hù)13 纜索系統(tǒng)纜索系統(tǒng)規(guī)定了組成纜索的各部分及之間的防護(hù)。p13.1.4 纜索構(gòu)件及其附屬設(shè)施應(yīng)考慮單根鋼絲的防護(hù)、鋼絲間的防護(hù)、構(gòu)件外表面的防護(hù)和構(gòu)件連接處的防護(hù)。斜拉索的防護(hù)13 纜索系統(tǒng)纜索系統(tǒng)規(guī)定了纜索構(gòu)件區(qū)別于其他剛性構(gòu)件的重要特性。垂度的影響可以通過(guò)剛度折減或以直代曲來(lái)考慮。構(gòu)件長(zhǎng)度的變化必須考慮。p13.1.5 纜索構(gòu)件的計(jì)算應(yīng)考慮垂度效應(yīng)和構(gòu)件長(zhǎng)度的變化。p13.

5、1.6 纜索系統(tǒng)的二階分析中，可變作用的效應(yīng)應(yīng)基于給定溫度、給定永久作用下的結(jié)構(gòu)初始幾何位置。規(guī)定了纜索系統(tǒng)的二階分析（幾何非線性分析）要基于成橋狀態(tài)。13 纜索系統(tǒng)纜索系統(tǒng)規(guī)定了纜索構(gòu)件的受拉承載能力設(shè)計(jì)：對(duì)于按應(yīng)力計(jì)算的，用應(yīng)力設(shè)計(jì)值表達(dá)式；對(duì)于按力計(jì)算的，用力設(shè)計(jì)值表達(dá)式。p13.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)p13.2.1 纜索構(gòu)件的受拉承載能力極限狀態(tài)應(yīng)滿(mǎn)足下式要求 或式中： Nd軸向拉力組合設(shè)計(jì)值； A纜索構(gòu)件的截面面積； fd纜索構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；NR纜索構(gòu)件的抗拉承載力設(shè)計(jì)值。0ddNfA0dRNN強(qiáng)度13 纜索系統(tǒng)纜索系統(tǒng)規(guī)定了纜索構(gòu)件的抗疲勞承載能力設(shè)計(jì)：對(duì)于按疲勞荷載模型I計(jì)算的，用

6、；對(duì)于按疲勞荷載模型II計(jì)算的，用 。p13.2.2 纜索的抗疲勞設(shè)計(jì)應(yīng)按5.5節(jié)抗疲勞設(shè)計(jì)進(jìn)行，疲勞抗力根據(jù)纜索的疲勞強(qiáng)度曲線和疲勞細(xì)節(jié)構(gòu)造分類(lèi)分別從圖13.2.2和表13.2.2中查取。疲勞圖圖13.2.2 纜索構(gòu)件的疲勞細(xì)節(jié)曲線纜索構(gòu)件的疲勞細(xì)節(jié)曲線表表13.2.2 纜索構(gòu)件的疲勞細(xì)節(jié)纜索構(gòu)件的疲勞細(xì)節(jié)受拉構(gòu)件類(lèi)型受拉構(gòu)件類(lèi)型疲勞細(xì)節(jié)疲勞細(xì)節(jié)CMPa鋼絲繩150平行鋼絞線束160平行鋼絲束160注：采用疲勞荷載模型I時(shí)，CC6/1D858. 052DC13 纜索系統(tǒng)纜索系統(tǒng)p13.2.3 錨頭驗(yàn)算應(yīng)滿(mǎn)足以下要求： 1 錨頭錨杯內(nèi)鋼絲錨固長(zhǎng)度應(yīng)滿(mǎn)足錨固強(qiáng)度的要求，鑄錨可按下式計(jì)算：式中：

7、lsae -鋼絲在錨杯內(nèi)的錨固長(zhǎng)度（mm），見(jiàn)圖13.2.3； fk-鋼絲抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）； v -單根鋼絲與合金在單位面積上的附著強(qiáng)度，無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)： 鑄體材料為熱鑄料，可取25MPa； 鑄體材料為冷鑄料，可取18MPa。 dw-鋼絲直徑（mm）。錨固k0.625saewfldv圖圖13.2.3錨杯與鑄體材料相互作用示意錨杯與鑄體材料相互作用示意13 纜索系統(tǒng)纜索系統(tǒng)13 纜索系統(tǒng)纜索系統(tǒng)p13.2.3 錨頭驗(yàn)算應(yīng)滿(mǎn)足以下要求： 2 錨杯的承載能力極限狀態(tài)應(yīng)滿(mǎn)足公式（13.2.3-2）的要求，錨杯與鑄體材料相互作用示意見(jiàn)圖13.2.3。 （13.2.3-2）式中：t-錨杯的環(huán)向應(yīng)力；

8、 fd-錨杯材料的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 錨杯的環(huán)向應(yīng)力可按以下公式計(jì)算： （13.2.3-3） （13.2.3-4）式中： lsc-鑄體材料的有效長(zhǎng)度， ； Ft-錨杯環(huán)向拉力，可按式13.2.3-4計(jì)算。錨固0dtf smsctttlFsscstNFtan2saescll32第第16章章 支座和伸縮裝置支座和伸縮裝置鋼支座鋼支座面接觸支座面接觸支座線接觸支座線接觸支座特種鋼支座特種鋼支座盆式支座盆式支座球面支座球面支座球型支座球型支座鉸軸鉸軸支座支座鋼平板支座鋼平板支座輥軸支座輥軸支座弧形弧形支座支座概述概述p本章適用于鋼結(jié)構(gòu)橋梁的鋼支座鋼支座設(shè)計(jì)。p依靠鋼部件的滾動(dòng)、搖動(dòng)和滑動(dòng)滾動(dòng)、搖動(dòng)和滑動(dòng)

9、來(lái)完成支座的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)；p承載能力強(qiáng)；p本規(guī)范所列主要為鑄鋼支座；p盆式支座、球形支座、雙曲形支座等，有相應(yīng)的交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)/計(jì)劃號(hào)計(jì)劃號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)1GB/T 17955-2009橋梁球型支座2JT/T 843-2012公路橋梁彈塑性鋼減震支座3JT/T 852-2013公路橋梁摩擦擺式減隔震支座4JT/T 873-2013公路橋梁多級(jí)水平力球型支座5JT/T 927-2014橋梁雙曲面球型減隔震支座6JT/T 391-2009公路橋梁盆式支座概述概述 主要修訂內(nèi)容主要修訂內(nèi)容p增加了伸縮裝置；伸縮裝置；p增加了弧形支座和輥軸支座弧形支座和輥軸支座反力計(jì)算要求

10、；p增加了鉸軸式支座鉸軸式支座圓形樞軸的承壓應(yīng)力計(jì)算要求；p增加了支座設(shè)計(jì)的可更換可更換要求；8686規(guī)范規(guī)范（IVIV）支）支座座弧形支座、弧形支座、輥軸支座、輥軸支座、鉸軸支座鉸軸支座計(jì)算要求；計(jì)算要求；可更換要可更換要求求伸縮裝置伸縮裝置15規(guī)范規(guī)范第第16章章16.1 支座支座p16.1.1 鋼結(jié)構(gòu)梁式橋梁，可采用弧形支座弧形支座、輥軸式支座輥軸式支座、鉸軸鉸軸式支座式支座或性能可靠的其他型式支座。對(duì)受力復(fù)雜或大跨徑橋梁，宜采用盆式支座、球形支座或雙曲形支座。修訂條文。原第1.4.17條。原規(guī)范“搖軸支座”改進(jìn)為“鉸軸支座”。增加了大跨徑橋梁的推薦支座類(lèi)型。dR弧形支座 輥軸式支座 鉸

11、軸式支座p16.1.2 支座應(yīng)具有一定的剛度。底板厚度應(yīng)根據(jù)支座反力對(duì)底板產(chǎn)生的彎矩計(jì)算確定。并符合以下規(guī)定：1 一般活動(dòng)支座底板厚度不宜小于：熱軋鋼板的平板支座為20mm；弧形支座支承中心處為40mm；輥軸及搖軸支座為40mm。2 鑄件各部分加工后尺寸不宜小于30mm。原規(guī)范條文，第1.4.17條。未修改。p16.1.3 支座底板長(zhǎng)度，在順橋方向，不宜超過(guò)墩臺(tái)支承面至鉸中心高度的2倍；在橫橋方向，應(yīng)使墩臺(tái)支承面處的底板寬度與鉸的長(zhǎng)度之差不超過(guò)支承面至鉸中心高度的2倍。支座壓力分布圖支座壓力分布圖16.1 支座支座p16.1.4 活動(dòng)支座底板的計(jì)算有效尺寸，在順橋方向，弧形支座及搖軸支座不應(yīng)大

12、于底板厚度的4倍；輥軸支座不應(yīng)大于兩排最邊輥軸中距加上板厚的4倍；橫橋方向，任何支座均不應(yīng)大于底板頂面壓力接觸線長(zhǎng)度加板厚的2倍。原規(guī)范條文，第1.4.18條。未修改。16.1 支座支座原規(guī)范條文，第1.4.18條。未修改。p16.1.5 輥軸支座宜選用自由接觸式，并符合以下規(guī)定：1 輥軸直徑應(yīng)不小于150mm，懸索橋索鞍上的輥軸可不受此限制。割邊式輥軸經(jīng)兩邊削割后的厚度應(yīng)不小于直徑的1/3。如支座平面尺寸不超過(guò)規(guī)定或不受限制時(shí)，宜少用割邊式輥軸支座。2 宜采用單輥式支座，在選用多個(gè)輥軸時(shí)，宜選用偶數(shù)，輥軸應(yīng)采用側(cè)桿聯(lián)系。3 輥軸支座必須有防止橫斜滑和縱向滾出的設(shè)施。不易養(yǎng)護(hù)的支座應(yīng)四面用防塵

13、罩防護(hù)。16.1 支座支座p16.1.6 鋼支座的座板或下擺均應(yīng)用錨栓固定于墩臺(tái)上。計(jì)算受拔錨栓的錨固力時(shí)，應(yīng)按其內(nèi)力增加50%。原規(guī)范條文，第1.4.20條。未修改。當(dāng)設(shè)置拔力錨栓時(shí)，其錨固力應(yīng)為上拔力的1.5倍，使之有相當(dāng)?shù)陌踩珒?chǔ)備。試驗(yàn)表明，錨栓隨著埋置深度的增加，應(yīng)力遞減很快，所以埋得過(guò)深意義不大。為了增加握裹力，一般在錨栓下端設(shè)置彎鉤或?qū)⒍瞬繑U(kuò)大成螺頭形式的錨固板。16.1 支座支座p16.1.7 設(shè)計(jì)輥軸支座時(shí)，應(yīng)考慮由于溫度和活載（包括沖擊力）所產(chǎn)生的位移，同時(shí)考慮上述因素引起縱向位移后的偏心影響。原規(guī)范條文，第1.4.21條。未修改。輥軸支座應(yīng)能自由地縱向移動(dòng)，其移動(dòng)距離應(yīng)不小

14、于由活載和溫度所產(chǎn)生的移動(dòng)量。輥軸縱向位移后，對(duì)基座和底板均產(chǎn)生偏心，在計(jì)算中應(yīng)考慮偏心彎矩的影響。16.1 支座支座p16.1.8 弧形支座和輥軸支座中圓柱形弧面與平板為線接觸，其支座反力R應(yīng)滿(mǎn)足以下公式要求：240dndlfREp16.1.9 鉸軸式支座的圓柱形樞軸，當(dāng)兩相同半徑的圓柱形弧面自由接觸的中心角90時(shí)，其承壓應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算：2dRfdldR16.1.89，參考現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017規(guī)定。16.1 支座支座p16.1.10 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮支座的可更換性。新增條文。鑄鋼支座易銹蝕；承載力大，更換施工難度大、費(fèi)用高；貫徹橋梁全壽命周期設(shè)計(jì)理念，預(yù)留支座更換空間。16.1

15、支座支座16.2 伸縮裝置伸縮裝置p16.2.2 可根據(jù)伸縮量大小，采用模數(shù)式伸縮裝置或梳齒板式伸縮裝置。新增條文。模數(shù)式、梳齒板式應(yīng)用最為廣泛；模數(shù)式伸縮裝置，利用吸震緩沖性能好又容易密封的橡膠材料，與強(qiáng)度高剛性好的異性鋼材組合，在大位移量情況下能承受車(chē)輛荷載。梳齒板式伸縮裝置，直接承受車(chē)輪荷載，伸縮量大，一般用于中大跨徑橋梁。序號(hào)序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)/計(jì)劃號(hào)計(jì)劃號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)實(shí)施日期實(shí)施日期1JT/T 327-2004公路橋梁伸縮裝置2004.6.12JT/T 892-2014公路橋梁節(jié)段裝配式伸縮裝置2014.9.13JT/T 723-2008單元式多向變位梳形板橋梁伸縮裝置2008.11.14JT/T 502-2004公路橋梁波形伸縮裝置2004.7.155JT 2014-147公路橋梁阻尼減振梳齒板式伸縮裝置6JT 2014-148公路橋梁模數(shù)式伸縮裝置7JT 2015-174單元式多向變位梳形板橋梁伸縮裝置現(xiàn)行或在編伸縮裝置行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)16.2 伸縮裝置伸縮裝置p16.2.2 伸縮量的確定應(yīng)根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算得出的最大伸縮量，并考慮增加25%35%的富余量。新增條文?？紤]伸縮裝置的加工誤差、伸縮量計(jì)算、以及安裝施工的等因素的影響；考慮一定的富余量，作為選定型號(hào)的基本依據(jù)；根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)建議考慮30%左右的富余量。由于