橋涵設計通用規(guī)范宣講_第1頁
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文檔簡介

橋涵設計通用規(guī)范宣講第一頁,共114頁。樹立和落實科學發(fā)展觀提升設計理念提高設計水平——在全國公路勘察設計工作會議上的講話馮正霖(2004年9月25日)“六個堅持,六個樹立”。第一,堅持以人為本,樹立安全至上的理念第二,堅持人與自然相和諧,樹立尊重自然、保護環(huán)境的理念第三,堅持可持續(xù)發(fā)展,樹立節(jié)約資源的理念第四,堅持質量第一,樹立讓公眾滿意的理念第五,堅持合理選用技術指標,樹立設計創(chuàng)作的理念。第六,堅持系統(tǒng)論的思想,樹立全壽命周期成本的理念第二頁,共114頁。要求嚴格遵守規(guī)范的強制性條文,針對工程項目的具體情況,合理運用標準規(guī)范,對可能影響到工程安全的指標應該首先得到滿足,克服工程設計“只對規(guī)范負責,不對工程負責”的做法。第三頁,共114頁。規(guī)范的定位與作用--

我國結構設計規(guī)范的誤區(qū)與危害技術規(guī)范不是法律規(guī)范是以往工程實踐的總結,不可能完全適用各種情況計劃經(jīng)濟年代養(yǎng)成技術人員過分依賴規(guī)范的習慣并一切唯規(guī)范是從的行動準則,使他們的設計行為變成只對規(guī)范負責,而不是首先對工程質量負責。規(guī)范的錯誤定位,束縛了技術人員的創(chuàng)造性,阻礙了技術進步,并成為近年來不少大型、新型、復雜工程出現(xiàn)安全與耐久性不良狀態(tài)甚至事故的重要原因規(guī)范本來只適用一般性工程,卻被照搬到大型工程和重要工程規(guī)范說不能或不宜用的,如粉煤灰、引氣劑,即使必須也不敢使用規(guī)范沒有說過的,如除冰鹽的腐蝕,照樣不考慮第四頁,共114頁。

市場經(jīng)濟條件下,規(guī)范的作用只建立在業(yè)主與設計、施工企業(yè)之間的合同或契約基礎上,作為共同認可的進行工程的一種規(guī)則,如果牽涉到違法,也只反映在是否存在背約的行為上

規(guī)范不能違反國家和公共利益,所以必須有政府部門的批準、認可或干預。業(yè)主和設計人可以選用不同的規(guī)范;在不違反有關法規(guī)規(guī)定的前提下,可以采用不同于規(guī)范的要求和做法

對于重要或復雜工程,應該專門制定設計施工標準,原則上不能采用規(guī)范上的一般做法第五頁,共114頁。第六頁,共114頁。公路行業(yè)標準規(guī)范的發(fā)展方向

1調整理念

2加強技術立法工作

3加強重要標準規(guī)范的研究和管理力度

4充分發(fā)揮地方的技術儲備,積極鼓勵發(fā)展地方標準

5進一步發(fā)揮協(xié)會的作用第七頁,共114頁。交通部文件

交公路發(fā)[2002]288號關于發(fā)布《公路工程標準體系》的通知現(xiàn)批準發(fā)布《公路工程標準體系》(JTGA01-2002),自發(fā)布之日起施行。今后公路工程標準的制訂與管理,將遵照該體系執(zhí)行。現(xiàn)行公路工程標準未列入體系表中的,現(xiàn)階段仍然適用,今后視具體情況逐步予以廢止或轉為協(xié)會標準。二○○二年七月十日第八頁,共114頁。公路工程標準體系表

序號體系編號原標準號名稱類1JTGA01

公路工程標準體系綜合2JTGA02

公路工程標準編寫導則

基礎3JTGB01JTJ001-97公路工程技術標準4JTGB02JTJ004-89公路工程抗震規(guī)范5JTGB03JTJ005-96公路建設環(huán)境影響評價規(guī)范6JTGB04JTJ/T0065-96公路環(huán)境保護規(guī)范7JTGB05

公路安全性評價規(guī)范8JTGB06

公路工程概預算編制導則

9JTGC10JTJ061-99公路工程勘測規(guī)范勘測10JTGC20JTJ064-98公路工程地質勘察規(guī)范11JTGC30JTJ062-91公路工程水文勘測設計規(guī)范

12JTGD10GB/T50283-99公路工程結構可靠度設計統(tǒng)一標準

設計13JTGD20JTJ011-94公路路線設計規(guī)范14JTGD30JTJ013-95公路路基設計規(guī)范15JTGD40JTJ012-94公路水泥混凝土路面設計規(guī)范16JTGD50JTJ014-97公路瀝青路面設計規(guī)范17JTGD60JTJ021-89公路橋涵設計通用規(guī)范18JTGD61JTJ022-85公路磚石與混凝土橋涵設計規(guī)范19JTGD62JTJ023-85公路鋼筋混凝土與預應力砼橋涵設計規(guī)范20JTGD63JTJ024-85公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范21JTGD64JTJ025-86公路鋼結構橋涵設計規(guī)范22JTGD70JTJ026-90公路隧道設計規(guī)范23JTGD80

公路交通工程設計通用規(guī)范24JTGD81JTJ074-94公路交通安全設施設計規(guī)范

第九頁,共114頁。公路工程標準體系表

20JTGD63JTJ024-85公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范設計21JTGD64JTJ025-86公路鋼結構橋涵設計規(guī)范22JTGD70JTJ026-90公路隧道設計規(guī)范23JTGD80

公路交通工程設計通用規(guī)范24JTGD81JTJ074-94公路交通安全設施設計規(guī)范25JTGE10

公路工程試驗檢測導則檢測26JTGF10JTJ033-95公路路基施工技術規(guī)范

施工27JTGF20JTJ034-2000公路基層施工技術規(guī)范28JTGF30

公路水泥混凝土路面施工技術規(guī)范29JTGF40JTJ032-94公路瀝青路面施工技術規(guī)范30JTGF50JTJ041-2000公路橋涵施工技術規(guī)范31JTGF60JTJ042-94公路隧道施工技術規(guī)范32JTGF70

公路附屬設施安裝規(guī)范33JTGF80JTJ071-98公路工程質量檢驗評定標準34JTGG10JTJ077-94公路工程施工監(jiān)理規(guī)范監(jiān)理35JTGH10JTJ073-96公路養(yǎng)護工程通用規(guī)范

養(yǎng)護與管理36JTGH11

公路橋梁養(yǎng)護規(guī)范37JTGH12

公路隧道養(yǎng)護規(guī)范38JTGH20JTJ075-94公路養(yǎng)護質量檢驗評定標準39JTGH30

公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程40JTGH40

公路養(yǎng)護概預算編制導則41JTGH50

公路工程數(shù)據(jù)采集規(guī)范41-14=27第十頁,共114頁。本規(guī)范用詞說明為便于在執(zhí)行本規(guī)范條文時區(qū)別對待,對于要求嚴格程度不同的用詞說明如下:1表示很嚴格,非這樣做不可的用詞(強制性條文)正面詞采用“必須”,反面詞采用“嚴禁”。2表示嚴格,在正常情況下均應這樣做的用詞:正面詞采用“應”,反面詞采用“不應”或“不得”。3表示允許稍有選擇,在條件許可時首先應這樣做的用詞:正面詞采用“宜”,反面詞采用“不宜”。表示有選擇,在一定條件下可以這樣做的用詞采用“可”。第十一頁,共114頁?!豆窐蚝O計通用規(guī)范》JTGD60-2004宣講第十二頁,共114頁。中華人民共和國交通部公告第15號關于發(fā)布《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTGD60—2004)的公告

現(xiàn)發(fā)布《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTGD60—2004),自2004年10月1日起施行,原《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTJ02l一89)同時廢止?!豆窐蚝O計通用規(guī)范》(JTGD60—2004)中第1.0.6、1.0.9、4.1.2、4.1.6、4.3.1、4.3.2和4.3.5條為強制性條文,必須按照國家有關工程建設標準強制性條文的有關規(guī)定嚴格執(zhí)行。《工程建設標準強制性條文》(公路工程部分)2002版中關于《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTJ021—89)的強制性條文同時廢止?!豆窐蚝O計通用規(guī)范》(JTGD60—2004)由中交公路規(guī)劃設計院負責編制,規(guī)范的管理權和解釋權歸交通部,日常解釋及管理工作由中交公路規(guī)劃設計院負責。請各有關單位在實踐中注意積累資料,總結經(jīng)驗,及時將發(fā)現(xiàn)的問題和修改意見函告中交公路規(guī)劃設計院(北京市東四前炒面胡同33號,郵政編碼:100010;聯(lián)系電話:),以便修訂時參考。

特此公告。中華人民共和國交通部(章)二○○四年六月二十八日主題詞:發(fā)布公路規(guī)范公告第十三頁,共114頁。一.編制依據(jù)二.編制工作過程三.主要修訂內容四.概率極限狀態(tài)設計方法的基本概念五.主要修訂內容簡介第十四頁,共114頁。中華人民共和國交通部交公路發(fā)[1996]1085號文《關于下達1996年度公路工程建設標準、規(guī)范、定額等編制、修訂工作計劃的通知》(1997年2月)第十五頁,共114頁。1997年5月,召開規(guī)范修訂編制大綱審查會;國家標準《公路工程結構可靠度設計統(tǒng)一標準》GB/T50283-19992001年8月,召開規(guī)范征求意見會;《公路工程技術標準》JTJ001-97修訂(JTGB01-2003)2003年1月,召開審查會;2003年12月,定稿。第十六頁,共114頁。1總則1.1一般原則1.2橋涵布置和橋孔設計1.3橋涵跨徑1.4橋梁凈空1.5橋上線形及橋頭引道1.6構造要求1.7橋面鋪裝、排水和防水層1.8養(yǎng)護及其他附屬設施2荷載2.1荷載分類與組合2.2永久荷載2.3可變作用(基本可變荷載、其他可變荷載)2.4偶然荷載附錄A主動土壓力計算附錄B靜土壓力計算附錄C全國基本風壓分布圖及迎風面積計算附錄D船只和漂流物的撞擊力1總則2術語3設計要求3.1橋涵布置3.2橋涵孔徑3.3橋涵凈空3.4橋上線形及橋頭引道3.5構造要求3.6橋面鋪裝、排水和防水層3.7養(yǎng)護及其他附屬設施4作用4.1作用分類、代表值和作用效應組合4.2永久作用4.3可變作用4.4偶然作用附錄A全國基本風速圖及全國各氣象臺的基本風速和風壓附錄B氣溫分區(qū)圖

新舊規(guī)范章節(jié)對比第十七頁,共114頁。

1.明確了公路橋涵結構應進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設計,并引入了結構設計的持久狀況、短暫狀況和偶然狀況三個設計狀況;2.修改了公路橋涵結構設計的作用效應的組合方式及其組合系數(shù),引入了作用的短期效應組合和長期效應組合,并提出了各種可變作用短期效應組合時的頻遇值系數(shù)和長期效應組合時的準永久值系數(shù);第十八頁,共114頁。3.引入了公路橋涵設計的安全等級及其重要性系數(shù),以橋涵結構破壞可能產(chǎn)生的后果的不同嚴重程度采用不同的重要性系數(shù),使結構的設計更趨合理;4.開展了“公路橋涵分類標準”專題研究,根據(jù)研究成果,適當調整了公路橋涵的分類標準;5.進行了“高速公路和一級公路橋涵設計洪水頻率標準”的專題研究,分析比較了原標準與國內外相關標準間的關系,比較分析了設計洪水的計算分析方法。經(jīng)綜合分析比較,認為可維持原規(guī)范的規(guī)定;第十九頁,共114頁。6.取消了原汽車荷載等級,改為采用公路—Ⅰ級和公路—Ⅱ級標準荷載;取消了掛車和履帶車驗算荷載,而將驗算荷載的影響直接反映在汽車荷載中;7.將汽車沖擊系數(shù)以跨徑為主要影響因素的計算方法改為以結構基頻為主要影響因素的計算方法,使得更合理和科學;8.局部調整了人群荷載的標準值;第二十頁,共114頁。9.調整了風荷載的計算公式及各影響系數(shù),給出了全國基本風速圖及全國各氣象臺站的基本風速和風壓值表;10.補充了冰壓力的計算方法和計算公式;11.改善了溫度作用的規(guī)定,完善了體系溫度的規(guī)定,調整了溫度梯度曲線的規(guī)定;12.增加了汽車撞擊荷載的計算和設計要求;13.補充了通航海輪船舶撞擊作用的規(guī)定。第二十一頁,共114頁。三、概率極限狀態(tài)設計的基本概念工程結構設計方法:1容許應力法(定值設計法)2破壞階段計算方法(考慮鋼筋混凝土塑性性能)3半經(jīng)驗、半概率的“三系數(shù)”極限狀態(tài)設計法4以結構可靠性理論為基礎的概率極限狀態(tài)設計法1)水準I——半概率設計法2)水準II——近似概率設計方法3)水準III——全概率設計法第二十二頁,共114頁。結構可靠度定義:結構在規(guī)定的時間內,在規(guī)定的條件下,完成預定功能的概率?!耙?guī)定時間”是指對結構進行可靠度分析時,結合結構使用期,考慮各種基本變量與時間的關系所取用的基準時間參數(shù)—設計基準期;“規(guī)定的條件”是指結構正常設計、正常施工和正常使用的條件,即不考慮人為過失的影響;第二十三頁,共114頁。

“規(guī)定時間”即設計基準期,是結構可靠度分析的一個時間坐標,可參考結構使用壽命的要求適當選定,但不能將設計基準期簡單地理解為結構的使用壽命,兩者是有聯(lián)系的,然而又不完全等同。當結構的使用年限超過設計基準期時,表明它的失效概率可能會增大,不能保證其目標可靠指標,但不等于結構喪失所要求的功能甚至報廢。根據(jù)我國公路橋梁的使用現(xiàn)狀和以往的設計經(jīng)驗,我國公路橋梁結構的設計基準期統(tǒng)一取為100年,屬于適中時域。第二十四頁,共114頁。“預定功能”:(1)結構應能承受在正常施工和正常使用期間可能出現(xiàn)的各種荷載、外加變形、約束變形等的作用。(2)結構在正常使用條件下具有良好的工作性能,如:不發(fā)生影響正常使用的過大變形或局部損壞。(3)結構在正常使用和正常維護的條件下,在規(guī)定的時間內,具有足夠的耐久性,如:不發(fā)生由于保護層碳化或裂縫寬度開展過大,導致鋼筋的銹蝕。(4)在偶然荷載(如地震、強風)作用下或偶然事件(如爆炸)發(fā)生時和發(fā)生后,結構仍能保持整體穩(wěn)定性,不發(fā)生倒塌。第二十五頁,共114頁。上述要求中,第(1)、(4)兩項通常是指結構的強度、穩(wěn)定,關系到人身安全,稱為結構的安全性;第(2)項指結構的適用性;第(3)項指結構的耐久性。結構的安全性、適用性和耐久性這三者總稱為結構的可靠性??煽啃缘臄?shù)量描述一般用可靠度,安全性的數(shù)量描述則用安全度。由此可見,結構可靠度是結構可完成“預定功能”的概率度量,它是建立在統(tǒng)計數(shù)學的基礎上經(jīng)計算分析確定,從而給結構的可靠性一個定量的描述。因此,可靠度比安全度的含義更廣泛,更能反映結構的可靠程度。第二十六頁,共114頁。當整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)而不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求時,則此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。對于結構的各種極限狀態(tài),均應規(guī)定明確的標志和限值。1)承載能力極限狀態(tài)。這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。當結構或構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時,即認為超過了承載能力極限狀態(tài):(1)整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡(如滑動、傾覆等);(2)結構構件或連接處因超過材料強度而破壞(包括疲勞破壞),戶或因過度的塑性變形而不能繼續(xù)承載;(3)結構轉變成機動體系;(4)結構或結構構件喪失穩(wěn)定(如柱的壓屈失穩(wěn)等);第二十七頁,共114頁。2)正常使用極限狀態(tài)。這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項限值的狀態(tài)。當結構或結構構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時,即認為超過了正常使用極限狀態(tài):(1)影響正常使用或外觀的變形;(2)影響正常使用或耐久性能的局部損壞;(3)影響正常使用的振動;(4)影響正常使用的其它特定狀態(tài)。第二十八頁,共114頁。結構功能函數(shù):,結構功能函數(shù)是用來描述結構完成功能狀況的,以基本變量為自變量的函數(shù)。結構處于可靠狀態(tài);結構已失效或破壞;結構處于極限狀態(tài)。

第二十九頁,共114頁。可靠度設計的基本概念:p{失效}

=

pf

=

p

{R

-

S

<

0}

<

p目標

其中:

Pf=失效概率P目標=目標失效概率

第三十頁,共114頁。結構的失效概率與可靠指標極限狀態(tài)方程第三十一頁,共114頁??煽恐笜甩屡c平均值mZ關系

第三十二頁,共114頁。第三十三頁,共114頁。可靠指標β及相應的失效概率Pf的關系β1.01.642.003.003.714.004.50Pf5.87×10-25.05×10-22.27×10-21.35×10-31.04×10-43.17×10-53.40×10-6第三十四頁,共114頁。

目標可靠指標目標可靠指標主要是采用“校準法”并結合工程經(jīng)驗和經(jīng)濟優(yōu)化原則加以確定的。所謂“校準法”就是根據(jù)各基本變量的統(tǒng)計參數(shù)和概率分布類型,運用可靠度的計算方法,揭示以往規(guī)范隱含的可靠度,以此作為確定目標可靠指標的依據(jù)。這種方法在總體上承認了以往規(guī)范的設計經(jīng)驗和可靠度水平,同時也考慮了淵源于客觀實際的調查統(tǒng)計分析資料,無疑是比較現(xiàn)實和穩(wěn)妥的。公路橋梁結構構件的目標可靠指標結構安全等級構件破壞類型一級二級三級延性破壞4.74.23.7脆性破壞5.24.74.2第三十五頁,共114頁。設計狀況:1)持久狀況橋涵建成后承受自重、車輛荷載等作用持續(xù)時間很長的狀況。該狀況是指橋梁的使用階段。這個階段持續(xù)的時間很長,結構可能承受的作用(或荷載)在設計時均需考慮,需接受結構是否能完成其預定功能的考驗,因而必須進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計算。2)短暫狀況指橋涵施工過程中承受臨時性作用(或荷載)的狀況。短暫狀況所對應的是橋梁的施工階段。這個階段的持續(xù)時間相對于使用階段是短暫的,結構體系、結構所承受的荷載與使用階段也不同,設計時要根據(jù)具體情況而定。一般只進行承載能力極限狀態(tài)計算(規(guī)范中以計算構件截面應力表達),必要時才作正常使用極限狀態(tài)計算。3)偶然狀況在橋涵使用過程中偶然出現(xiàn)的狀況。這種狀況出現(xiàn)的概率極小,且持續(xù)的時間極短。第三十六頁,共114頁。作用的定義:長期以來,我們一般習慣地稱所有引起結構反應的原因為“荷載”,這種叫法實際并不科學和確切。引起結構反應的原因可以按其作用的性質分為截然不同的兩類:直接作用:直接施加于結構上的外力,如車輛、人群、結構自重等,可用“荷載”這一術語來概括。間接作用:不是以外力形式施加于結構,是間接作用于結構的,它們產(chǎn)生的效應與結構本身的特性、結構所處環(huán)境等有關,如地震、基礎變位、混凝土收縮和徐變、溫度變化等。第三十七頁,共114頁。1.0.7公路橋涵結構應按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行設計:1承載能力極限狀態(tài):對應于橋涵結構或其構件達到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài);2正常使用極限狀態(tài):對應于橋涵結構或其構件達到正常使用或耐久性的某項限值的狀態(tài)。在進行上述兩類極限狀態(tài)設計時,同時應滿足構造和工藝方面的要求。第三十八頁,共114頁。1.0.8公路橋涵應根據(jù)不同種類的作用(或荷載)及其對橋涵的影響、橋涵所處的環(huán)境條件,考慮以下三種設計狀況,并對其進行相應的極限狀態(tài)設計:1持久狀況:橋涵建成后承受自重、車輛荷載等持續(xù)時間很長的狀況。該狀況橋涵應進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設計。2短暫狀況:橋涵施工過程中承受臨時性作用的狀況。該狀況下的橋涵僅作承載能力極限狀態(tài)設計,必要時才作正常使用極限狀態(tài)設計。3偶然狀況:在橋涵使用過程中偶然出現(xiàn)的如罕遇地震的狀況。該狀況下的橋涵僅作承載能力極限狀態(tài)設計。第三十九頁,共114頁。1.0.9按持久狀況承載能力極限狀態(tài)設計時,公路橋涵結構的設計安全等級,應根據(jù)結構破壞可能產(chǎn)生的后果的嚴重程度劃分為三個設計等級,并應符合表1.0.9的規(guī)定。設計安全等級橋涵結構一級特大橋、重要大橋二級大橋、中橋、重要小橋三級小橋、涵洞

注:本表所列特大、大、中橋等系按本規(guī)范表1.0.11中的單孔跨徑確定,對多跨不等跨橋梁,以其中最大跨徑為準;本表冠以“重要”的大橋和小橋,系指高速公路上、一級公路上的橋梁。第四十頁,共114頁。4.1.2公路橋涵設計時,對不同的作用應采用不同的代表值。1永久作用應采用標準值作為代表值。2可變作用應根據(jù)不同的極限狀態(tài)分別采用標準值、頻遇值或準永久值作為其代表值。承載能力極限狀態(tài)設計及按彈性階段計算結構強度時應采用標準值為可變作用的代表值。正常使用極限狀態(tài)按短期效應(頻遇)組合設計時,應采用頻遇值為可變作用的代表值;按長期效應(準永久)組合設計時,應采用準永久值為可變作用的代表值。3偶然作用取其標準值為代表值。第四十一頁,共114頁。4.1.3作用的代表值按下列規(guī)定取用:1永久作用的標準值,對結構自重(包括結構附加重力),可按結構構件的設計尺寸與材料單位體積的自重(重力密度)計算確定。2可變作用的標準值應按本規(guī)范有關章節(jié)中的規(guī)定采用??勺冏饔妙l遇值為可變作用標準值乘以頻遇值系數(shù)??勺冏饔脺视谰弥禐榭勺冏饔脴藴手党艘詼视谰弥迪禂?shù)。3偶然作用應根據(jù)試驗資料,結合工程經(jīng)驗確定其標準值。4.1.4作用的設計值規(guī)定為作用的標準值乘以相應的作用分項系數(shù)。第四十二頁,共114頁。4.1.5公路橋涵結構設計應考慮結構上可能同時出現(xiàn)的作用,按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行作用效應組合,取其最不利效應組合進行設計:1只有在結構上可能同時出現(xiàn)的作用,才進行其效應的組合。當結構或結構構件需作不同受力方向的驗算時,則應以不同方向的最不利的作用效應進行組合。3鋼筋混凝土和預應力混凝土結構在進行結構構件的承載能力極限狀態(tài)設計時,可不考慮混凝土收縮和徐變、溫度作用效應參與組合;基礎變位作用是否參與組合視具體情況確定;拱橋仍應考慮混凝土收縮和徐變、溫度作用效應和基礎變位作用的組合。第四十三頁,共114頁。4.1.6公路橋涵結構按承載能力極限狀態(tài)設計時,應采用以下兩種作用效應組合:1基本組合。永久作用的設計值效應與可變作用設計值效應相組合,其效應組合表達式為:第四十四頁,共114頁。1.2*恒荷載+1.4*汽車荷載1.2*恒荷載+1.4*汽車荷載+0.8*1.4*人群荷載1.2*恒荷載+1.4*汽車荷載+0.7*(1.4*人群荷載+1.1*風荷載)1.2*恒荷載+1.4*汽車荷載+0.6*(1.4*人群荷載+1.1*風荷載+1.4*土壓力)1.2*恒荷載+1.4*汽車荷載+0.5*(1.4*人群荷載+1.1*風荷載+1.4*土壓力+1.4*汽車制動力)第四十五頁,共114頁。2偶然組合。永久作用標準值效應與可變作用某種代表值效應、一種偶然作用標準值效應相組合。偶然作用的效應分項系數(shù)取1.0;與偶然作用同時出現(xiàn)的可變作用,可根據(jù)觀測資料和工程經(jīng)驗取用適當?shù)拇碇?。地震作用標準值及其表達式按《公路工程抗震設計規(guī)范》JTJ004規(guī)定采用。第四十六頁,共114頁。4.1.7公路橋涵結構按正常使用極限狀態(tài)設計時,應根據(jù)不同的設計要求,采用以下兩種效應組合:1作用短期效應組合。永久作用標準值效應與可變作用頻遇值效應相組合,其效應組合表達式為:作用長期效應組合。永久作用標準值效應與可變作用準永久值效應相組合,其效應組合表達式為:

第四十七頁,共114頁。1.0.4設計原則:安全、適用、經(jīng)濟、美觀和有利環(huán)保(公路的可持續(xù)發(fā)展的基礎是在公路的設計、建設和運營過程中考慮環(huán)境的保護,實施恰當?shù)耐恋亻_發(fā)計劃來滿足社會的需要。

1.0.6公路橋涵結構的設計基準期為100年。

第四十八頁,共114頁。1.0.10特殊大橋宜進行景觀設計;上跨高速公路、一級公路的橋梁應與自然環(huán)境和景觀相協(xié)調。第四十九頁,共114頁。

1.0.11公路橋涵分類標準

橋涵分類多孔跨徑總長L(m)單孔跨徑L0(m)特大橋L>500(1000)L0>100(150)大橋100<L≤500(1000)40<L0≤100(150)中橋30<L≤10020<L0≤40小橋8≤L≤305≤L0≤20涵洞——L0<5第五十頁,共114頁。構造物名稱公路等級高速公路一二三四特大橋1/3001/3001/1001/1001/100大、中橋1/1001/1001/1001/501/50小橋1/1001/1001/501/251/25涵洞及小型排水構造物1/1001/1001/501/25不作規(guī)定3.1.7橋涵設計洪水頻率標準高速公路、一級公路的指標間接下調。第五十一頁,共114頁。

沿河高架橋和橋頭引道的設計洪水頻率應符合《公路工程技術標準》JTGB01第4.0.2條路基設計洪水頻率的規(guī)定。

第五十二頁,共114頁。

3.3.1-2高速公路、一級公路的特殊大橋為整體式上部結構時,其中央分隔帶和路肩的寬度可根據(jù)具體情況適當減小,但減窄后的寬度不應小于表3.3.1-2和表3.3.1-3規(guī)定的“最小值”。(特大橋及大橋的側向寬度可適當減小。中小橋和涵洞宜與路基同寬。)第五十三頁,共114頁。

表3.3.1-2中間帶寬度設計速度(km/h)1201008060中央分隔帶寬度(m)一般值3.002.002.002.00最小值2.002.001.001.00左側路緣帶寬度(m)一般值0.750.750.500.50最小值0.750.500.500.50中間帶寬度(m)一般值4.503.503.003.00最小值3.503.002.002.00注:“一般值”為正常情況下的采用值;“最小值”為條件受限制時,可采用的值。第五十四頁,共114頁。

表3.3.1-3右側路肩寬度公路等級高速公路、一級公路二、三、四級公路設計速度(km/h)12010080608060403020右側路肩寬度(m)一般值3.503.003.002.502.501.500.75———最小值3.002.501.501.500.750.25——注:“一般值”為正常情況下的采用值;“最小值”為條件受限制時,可采用的值。

第五十五頁,共114頁。3.3.4跨線橋1公路與公路相交2公路與鐵路相交3農(nóng)村道路與公路相交通道、畜力車及拖拉機通道、

農(nóng)用汽車通道的凈高應大于或等于3.2m,并根據(jù)交通量和通行農(nóng)業(yè)機械的類型選用凈寬,但應不小于4.00m;汽車通道4車行天橋和人行天橋第五十六頁,共114頁。

公路設計、施工的幾個老大難的小問題:1橋頭跳車2橋面鋪裝(橋面排水)3支座和伸縮裝置第五十七頁,共114頁。

3.4.4高速公路、一級公路和二級公路的橋頭應設置搭板。搭板厚度不宜小于250mm,長度不宜小于5m。3.5.3橋涵的上、下部構造應視需要設置變形縫或伸縮縫,以減小溫度變化、混凝土收縮和徐變、地基不均勻沉降以及其他外力所產(chǎn)生的影響。高速公路、一級公路上的多孔梁(板)橋宜采用連續(xù)橋面簡支結構,或采用整體連續(xù)結構。第五十八頁,共114頁。3.6.1橋面鋪裝的結構型式宜與所在位置的公路路面相協(xié)調。橋面鋪裝應有完善的橋面防水、排水系統(tǒng)。特大橋、大橋的橋面鋪裝宜采用瀝青混凝土橋面鋪裝。3.6.2橋面鋪裝應設防水層。圬工橋臺背面及拱橋拱圈與填料間應設置防水層,并設盲溝排水。

第五十九頁,共114頁。3.6.3高速公路、一級公路上橋梁的瀝青混凝土橋面鋪裝層厚度不應小于70mm;二級及二級以下公路橋梁的瀝青混凝土橋面鋪裝層厚度不應小于50mm。3.6.4水泥混凝土橋面鋪裝面層(不含整平層和墊層)的厚度不應小于80mm,混凝土強度等級不應低于C40。水泥混凝土橋面鋪裝層內應配置鋼筋網(wǎng),并設置錨固鋼筋。鋼筋直徑不應小于8mm,間距不宜大于100mm。第六十頁,共114頁。鋼橋面鋪裝一般采用瀝青混凝土體系,其涉及到對正交異性鋼橋面板的受力分析、鋪裝材料的基本強度、變形性能、抗腐蝕性、水穩(wěn)性、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、粘結性、抗滑性、施工工藝,等等。目前,鋼橋面鋪裝主要有以德國、日本為代表的高溫拌和澆筑式瀝青混凝土(Gussasphalt),以英國為代表的瀝青瑪蹄脂混合料(Masticasphalt),德國和日本等國近期采用的改性瀝青SMA(StoneMasticAsphalt),和以美國為代表的環(huán)氧樹脂瀝青混凝土(EpoxyAsphalt)等幾類。3.6.5正交異性板鋼橋面瀝青混凝土鋪裝結構可根據(jù)當?shù)鼐唧w環(huán)境條件和橋梁結構及其橋面系的實際情況選用。第六十一頁,共114頁?!豆窐蚝O計通用規(guī)范》JTGD60-20043.5.8板式橡膠支座安裝時,應保證其上下表面與梁底面及墩臺支承墊石頂面平整密貼、傳力均勻,不得有脫空的橡膠支座。當板式橡膠支座設置于大于某一規(guī)定坡度上時,應在支座表面與梁底之間采取措施,使支座上、下傳力面保持水平放置。彎、坡、斜、寬橋梁宜選用圓形板式橡膠支座。公路橋涵不宜使用帶球冠或坡型的橡膠支座。墩臺構造應滿足更換支座的要求。第六十二頁,共114頁。目前板式橡膠支座存在的主要問題:1產(chǎn)品質量低劣,合格率低2產(chǎn)品價格不合理,間接導致質量存在隱患(鋼板4000元/噸,天然橡膠13000元/噸,氯丁橡膠32000元/噸)3用天然橡膠替代氯丁橡膠4業(yè)主管理存在問題5質量監(jiān)督不夠到位第六十三頁,共114頁。

第六十四頁,共114頁。提高板式橡膠支座質量的主要措施:1標準的完善2加強檢測,包括檢測手段的更新和完善

3適度利用生產(chǎn)許可證的發(fā)放制度4完善施工、加強施工管理第六十五頁,共114頁。3.6.6橋面伸縮裝置應保證能自由伸縮,并使車輛平穩(wěn)通過。伸縮裝置應具有良好的密水性和排水性,并應便于檢查和清除溝槽的污物。特大橋和大橋宜使用模數(shù)式伸縮裝置,其鋼梁高度應按計算確定,但不應小于70mm,并應具有強力的錨固系統(tǒng)。第六十六頁,共114頁。3.6.7橋面應設排水設施。每平方米橋面宜設300mm2的排水管面積。排水管直徑不應小于100mm??缭焦?、鐵路、通航河流的橋梁,橋面排水宜通過設在橋梁墩臺處的豎向排水管(落水管)流入地面排水設施中。3.7.1公路橋涵構造物應按規(guī)定進行定期檢查,掌握其技術狀況,發(fā)現(xiàn)技術缺陷和相關環(huán)境的變化,并采取相應的養(yǎng)護措施。第六十七頁,共114頁。作用第六十八頁,共114頁。

車隊荷載標準模式的主要不足之處1容易使人誤認為標準荷載模式所采用的車輛重力即是實際橋梁上可以通行的車輛,造成公路交通管理上的不便;2原標準的級差不合理,兩級標準之間的荷載水平的級差時大時??;3計算不便;4標準荷載在結構上產(chǎn)生的效應不連續(xù);5與國際先進標準不接軌。

第六十九頁,共114頁。

汽車荷載等級(97標準)新標準汽車—超20級、掛車—120公路—Ⅰ級汽車—20級、掛車—100公路—Ⅱ級

汽車—15級、掛車—80汽車—10級、履帶—50第七十頁,共114頁。第七十一頁,共114頁。第七十二頁,共114頁。

汽車荷載等級公路等級高速公路、一級公路二、三、四級公路汽車荷載等級公路—Ⅰ級公路—Ⅱ級二級公路為干線公路且重型車輛多時,其橋涵的設計可采用公路—Ⅰ級汽車荷載。

四級公路上重型車輛少時,其橋涵設計采用的公路—Ⅱ級車道荷載的效應可乘以0.8的折減系數(shù),車輛荷載的效應可乘以0.7的折減系數(shù)。第七十三頁,共114頁。汽車-20級/汽車-超20級標準荷載效應比關系汽車-20級/汽車-超20級效應M1M2Q簡支梁0.7960.748連續(xù)梁0.8480.7780.791拱橋根部0.7290.7871/40.7890.762跨中0.8020.758第七十四頁,共114頁。

標準汽車荷載模式

97標準車隊荷載(計算荷載+驗算荷載)新標準車道荷載(均布荷載+集中荷載)+車輛荷載(橋涵結構的整體計算采用車道荷載,局部加載、橫向橋面板、涵洞、橋臺臺后汽車引起的土壓力和擋土墻上汽車引起的土壓力等的計算采用車輛荷載。車輛荷載與車道荷載的作用不得疊加。)第七十五頁,共114頁。

公路—Ⅰ級車道荷載均布荷載標準值:10.5kN/m集中荷載:計算跨徑小于等于5m時,180kN計算跨徑大于等于50m時,360kN計算跨徑在5至50m之間時,直線內插。剪力效應應再乘以1.2的系數(shù)。公路—Ⅱ級車道荷載車道荷載標準值應取公路—Ⅰ級汽車荷載的車道荷載標準值的0.75倍第七十六頁,共114頁。標準車輛荷載公路—Ⅰ級和公路—Ⅱ級標準車輛荷載采用原汽車—超20級標準荷載中總重為550千牛的加重車。第七十七頁,共114頁。

設計車道數(shù)、橫向分布系數(shù)的計算、汽車荷載縱向和多車道折減的規(guī)定維持97標準的規(guī)定。第七十八頁,共114頁。多車道橋梁上的汽車荷載應考慮橫向折減。當橋涵設計車道數(shù)大于2時,由汽車荷載產(chǎn)生的效應應按表4.3.1-4規(guī)定的橫向折減系數(shù)進行折減,但折減后的效應不得小于兩設計車道的荷載效應。橋涵設計車道數(shù)按表4.3.1-3確定。表4.3.1-4橫向折減系數(shù)橫向布置設計車道數(shù)345678橫向折減系數(shù)0.780.670.600.550.520.50第七十九頁,共114頁。表4.3.1-3橋涵設計車道數(shù)行車道寬度W(m)橋涵設計車道數(shù)車輛單向行駛時車輛雙向行駛時W<6.06.0≤W<10.510.5≤W<14.014.0≤W<17.517.5≤W<21.021.0≤W<24.524.5≤W<28.028.0≤W<31.56.0≤W<14.014.0≤W<21.021.0≤W<28.028.0≤W<35.012345678第八十頁,共114頁。施加于長跨橋梁上的汽車荷載應考慮縱向折減。當橋梁計算跨徑L≥150m時,應按表4.3.1-5規(guī)定的縱向折減系數(shù)進行折減。當為多跨連續(xù)結構時,整個結構均應按最大的計算跨徑考慮汽車荷載效應的縱向折減。

表4.3.1-5縱向折減系數(shù)計算跨徑L(m)縱向折減系數(shù)計算跨徑L(m)縱向折減系數(shù)150≤L<400400≤L<600600≤L<8000.970.960.95800≤L<1000L≥10000.940.93第八十一頁,共114頁。

特別注意點:標準規(guī)范中取消驗算荷載的概念以后,并不表明同時也允許各類超載超限車輛可以不受限制地在公路上通行。超載、特載車輛在公路上行駛時,仍要對橋涵構造物進行必要的驗算,并按有關管理程序取得道路通行證。第八十二頁,共114頁。4.3.2沖擊系數(shù)μ可按下式計算:

當時,μ=0.05當時,

當時,

μ=0.45

第八十三頁,共114頁。

4.3.5

人群荷載1標準值97標準:3.5千牛/平方米新標準:3.0千牛/平方米縱向折減L=50米:3.0千牛/平方米L=150米:2.5千牛/平方米L=50-150米:線性內插第八十四頁,共114頁。4.3.6汽車荷載制動力可按下列規(guī)定計算和分配:1汽車荷載制動力按同向行駛的汽車荷載(不計沖擊力)計算,并應按本規(guī)范表4.3.1-5的規(guī)定,以使橋梁墩臺產(chǎn)生最不利縱向力的加載長度進行縱向折減。一個設計車道上由汽車荷載產(chǎn)生的制動力標準值按本規(guī)范第4.3.1條規(guī)定的車道荷載標準值在加載長度上計算的總重力的10%計算,但公路—Ⅰ級汽車荷載不得小于165kN;公路—Ⅱ級汽車荷載不得小于90kN。同向行駛雙車道的汽車荷載制動力標準值為一個設計車道制動力標準值的兩倍;同向行駛三車道為一個設計車道的2.34倍;同向行駛四車道為一個設計車道的2.68倍。第八十五頁,共114頁。4.3.7風荷載第八十六頁,共114頁。1基本風壓和風速的計算由離地20米高改為通用的10米高;2以橋梁所在地區(qū)的設計基本風速(m/s)為基本計算依據(jù),其系按平坦空曠地面,離地面10m高,重現(xiàn)期為100年10min平均最大風速計算確定。3當橋梁所在地區(qū)缺乏風速觀測資料時,可按附錄阿A“全國基本風速分布圖”或表B(全國主要地區(qū)的基本風速和基本風壓值)的有關數(shù)據(jù)并經(jīng)實地調查核實后采用。4風荷載的計算結構總體上較原規(guī)范的計算值平均大200%。第八十七頁,共114頁。4.3.10溫度作用表4.3.10-2公路橋梁結構的有效溫度標準值(℃)氣溫分區(qū)鋼橋面板鋼橋混凝土橋面板鋼橋混凝土、石橋最高最低最高最低最高最低嚴寒地區(qū)46-4339-3234-23寒冷地區(qū)46-2139-1534-10溫熱地區(qū)46-9(-3)39-6(-1)34-3(0)第八十八頁,共114頁。3計算橋梁結構由于梯度溫度引起的效應時,可采用圖4.3.10所示的豎向溫度梯度曲線,其橋面板表面的最高溫度T1規(guī)定于表4.3.10-3。對混凝土結構,當梁高H小于400mm時,圖中A=H-100(mm);梁高H不小于400mm時,A=300mm。對帶混凝土橋面板的鋼結構,A=300mm,圖中的t為混凝土橋面板的厚度(mm)?;炷辽喜拷Y構和帶混凝土橋面板的鋼結構的豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5。第八十九頁,共114頁。T1(℃)T2(℃)混凝土鋪裝256.750mm瀝青混凝土鋪裝層206.7100mm瀝青混凝土鋪裝層145.5第九十頁,共114頁。4.4.2船舶與漂流物撞擊力表4.4.2-2海輪撞擊作用的標準值船舶裝載量DWT(t)300050007500100002000030000橫橋向撞擊作用(kN)196002540031000358005070062100順橋向撞擊作用(kN)98001270015500179002535031050第九十一頁,共114頁。

4.4.3橋梁結構必要時需考慮汽車的撞擊作用。汽車撞擊荷載在規(guī)定車輛行駛方向取1000kN;在車輛行駛垂直方向取500kN,兩個方向的撞擊荷載不同時考慮,撞擊荷載作用于行車道以上1.2m處,直接分布于撞擊涉及的構件上。第九十二頁,共114頁。橋涵設計應注意的問題:1混凝土材料(包括外摻材料)2混凝土結構的耐久性

第九十三頁,共114頁?;炷敛牧?水泥(細度、摻加料)2石料3摻加劑(引氣劑、減水劑等)

(強度、彈性模量、短期性能與長期性能)第九十四頁,共114頁。第九十五頁,共114頁。工程設計的耐久性標準過低:結構設計規(guī)范主要考慮荷載作用下的結構構安全性,環(huán)境作用下的耐久性設計被置于次要和從屬地位規(guī)范中沒有結構設計壽命和耐久性設計的明確要求耐久性設計要求,未能隨著幾十年來由于水泥性能、施工條件、環(huán)境條件的巨大轉變而與時俱進第九十六頁,共114頁。工程施工進度的不適當追求養(yǎng)護不良使表層混凝土的抗?jié)B性成倍降低,使鋼筋開始銹蝕的年限成倍縮少

1天養(yǎng)護與7天養(yǎng)護,可使碳化引起銹蝕年限縮減為原來的1/4搶工省略必要檢驗工序,使鋼筋位置出現(xiàn)偏差鋼筋的保護層厚度如在施工中縮減一半,出現(xiàn)銹蝕年限將縮減為原來的1/4

保護層厚度的5~10mm施工允差,甚至能使鋼筋銹蝕的年限發(fā)生成倍差別結構各種施工、連接縫和防水層是影響耐久性的薄弱環(huán)節(jié),其質量在快速施工中最不易保證。第九十七頁,共114頁。缺乏正常檢測與維修結構耐久性需要有正確使用和正常檢測與維修相配合重新建、輕維修,是土建建設管理工作中的重大缺陷對于基礎設施工程,應在設計中進行結構全壽命經(jīng)濟分析與評價只有適當加大初始投資費用,強化結構耐久性,才是最經(jīng)濟有效的途徑第九十八頁,共114頁?;炷两Y構性能劣化鋼筋銹蝕氯離子引起水氧

近海環(huán)境、除冰鹽環(huán)境,氯離子從外表侵入海砂、防凍鹽用于混凝土,氯離子拌入

碳化引起二氧化碳水氧凍融破壞水飽和

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