斜拉橋鋼錨梁索塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)程-編制說明

一、任務(wù)來源《斜拉橋鋼錨梁索塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)程》是江西省高速公路投資集團(tuán)有限公司基于《九江長江公路大橋索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)特性及試驗(yàn)研究》項(xiàng)目前期工作完成的基礎(chǔ)上于2014年1月申請立項(xiàng)，江西省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局下達(dá)的2014年第一批立項(xiàng)的地方標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目。標(biāo)準(zhǔn)提出時間：2014年3月，要求的完成時間2015年4月。本標(biāo)準(zhǔn)由江西省高速公路投資集團(tuán)有限公司提出。本標(biāo)準(zhǔn)由江西省交通運(yùn)輸廳歸口管理。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：江西省高速公路投資集團(tuán)有限公司。參加起草單位：中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司、江西省交通科學(xué)研究院、江西省交通科學(xué)研究院。二、標(biāo)準(zhǔn)編制的目的和意義斜拉橋索塔錨固區(qū)承受強(qiáng)大的集中力作用，錨固區(qū)構(gòu)造和受力狀況均較為復(fù)雜，通常是控制斜拉橋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部位，其結(jié)構(gòu)受力可靠與否，將直接關(guān)系到整座大橋的安全。鋼錨梁索塔錨固區(qū)是在索塔內(nèi)部牛腿上設(shè)置鋼錨梁，而兩側(cè)斜拉索錨固在鋼錨梁上，斜拉索的水平分力由鋼錨梁自身平衡，豎向分力則通過牛腿傳遞至混凝土索塔上。作為組合結(jié)構(gòu)，斜拉橋鋼錨梁索塔錨固區(qū)能充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，因此，隨著在建斜拉橋跨徑的增大，越來越廣泛地應(yīng)用大跨度斜拉橋索塔錨固區(qū)工程實(shí)踐中。但是目前并無針對斜拉橋索塔錨固區(qū)的專門設(shè)計(jì)規(guī)范及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，交通部部標(biāo)《公路斜拉橋設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTGD65-1-2007）中關(guān)于索塔的設(shè)計(jì)也只有混凝土及鋼結(jié)構(gòu)索塔總體設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容，并無組合結(jié)構(gòu)索塔錨固區(qū)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)相關(guān)要求。用于大跨度斜拉橋的鋼混組合索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，設(shè)計(jì)過程中需要考慮鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼混結(jié)合面、預(yù)應(yīng)力布置等多因素的影響。由于細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的缺乏，目前鋼混組合索塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)主要經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主，并輔以索塔錨固區(qū)專項(xiàng)試驗(yàn)研究，通過仿真計(jì)算分析結(jié)合進(jìn)行索塔錨固區(qū)足尺模型頂推加載試驗(yàn)為輔，限制了鋼錨梁索塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)水平的提高及推廣應(yīng)用。本標(biāo)準(zhǔn)編制單位以《九江長江公路大橋索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)特性及試驗(yàn)研究》科研成果為依托，結(jié)合同類橋梁如荊岳長江大橋、金塘大橋等橋梁前期研究資料，編制鋼錨梁索塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范，有利于提升鋼錨梁索塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)整體水平，節(jié)省設(shè)計(jì)專項(xiàng)科研經(jīng)費(fèi)，促進(jìn)鋼錨梁索塔錨固區(qū)在江西交通系統(tǒng)大跨度橋梁的推廣應(yīng)用，并為國內(nèi)同類橋梁提供借鑒價值，具有較大的社會經(jīng)濟(jì)意義。三、標(biāo)準(zhǔn)編制原則本標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍：規(guī)定了斜拉橋鋼錨梁索塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)的基本思路和方法，適用于江西省境內(nèi)新建斜拉橋鋼錨梁索塔錨固區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，國內(nèi)新建斜拉橋可參考本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。本標(biāo)準(zhǔn)所指斜拉橋鋼錨梁索塔錨固區(qū)是指在斜拉橋索塔上采用鋼錨梁結(jié)構(gòu)作為斜拉索錨固件，鋼錨梁主要承擔(dān)斜拉索的水平分力，并通過牛腿等構(gòu)造措施，將斜拉索的豎向分力傳遞至混凝土索塔的斜拉索塔上錨固構(gòu)造。經(jīng)檢索，目前國內(nèi)外尚無專門針對斜拉橋索塔錨固區(qū)的設(shè)計(jì)規(guī)程。國內(nèi)交通系統(tǒng)斜拉橋索塔設(shè)計(jì)主要依據(jù)為《公路斜拉橋設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTGD65-1-2007）、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62-2004）、《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）、BS5400-5:2005《鋼橋、混凝土橋及結(jié)合橋》、GB50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》等。這些標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范用于斜拉橋索塔鋼錨梁錨固區(qū)設(shè)計(jì)總體上規(guī)定較粗放，且對于鋼錨梁錨固區(qū)這類由鋼材及預(yù)應(yīng)力混凝土組成的組合結(jié)構(gòu)，大多技術(shù)規(guī)定散布于各個規(guī)范，缺乏系統(tǒng)性，不利于設(shè)計(jì)人員采用，一定程度上影響了鋼錨梁錨固區(qū)設(shè)計(jì)水平的提高及推廣應(yīng)用。本標(biāo)準(zhǔn)主要從規(guī)范性引用文件，術(shù)語和符號、基本設(shè)計(jì)規(guī)定、結(jié)構(gòu)型式與構(gòu)造、錨固區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析等技術(shù)內(nèi)容對斜拉橋鋼錨梁索塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了系統(tǒng)性的歸納整理，并合理吸收了國內(nèi)相關(guān)研究成果，力爭做到標(biāo)準(zhǔn)方法簡便易行，設(shè)計(jì)參數(shù)可查可用，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指導(dǎo)性強(qiáng)，條文要求明確具體，便于一般設(shè)計(jì)人員及設(shè)計(jì)單位推廣應(yīng)用，認(rèn)為已達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。本標(biāo)準(zhǔn)的編制基礎(chǔ)為：本標(biāo)準(zhǔn)的起草單位曾承擔(dān)了江西省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目《九江長江公路大橋索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)特性及試驗(yàn)研究》科研成果及國內(nèi)多座斜拉橋索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、試驗(yàn)研究及咨詢等工作。九江長江公路大橋索塔錨固區(qū)研究項(xiàng)目在前期大量設(shè)計(jì)及試驗(yàn)資料調(diào)研的基礎(chǔ)上，著重對鋼錨梁索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、傳力機(jī)制、耐久性設(shè)計(jì)措施及發(fā)展相應(yīng)設(shè)計(jì)方法等方面進(jìn)行了研究。研究課題涵蓋了錨固區(qū)結(jié)構(gòu)受力機(jī)理、鋼錨梁與塔壁牛腿的約束方式及約束施工工藝、拉索“失效”突發(fā)事件和換索狀態(tài)影響、混凝土收縮徐變及環(huán)向預(yù)應(yīng)力損失對結(jié)構(gòu)耐久性的影響、斜拉索單多節(jié)段分析計(jì)算的精度影響擬分析誤差、錨固區(qū)施工工藝優(yōu)化研究、錨固區(qū)實(shí)體1：1模型試驗(yàn)驗(yàn)證、鋼混結(jié)合面及剪力釘工作狀態(tài)研究、結(jié)構(gòu)開裂及極限荷載研究、基于受力特點(diǎn)的索塔錨固區(qū)耐久性分析研究等，涉及材料、結(jié)構(gòu)、施工工藝、成品性能等諸多方面研究。在此基礎(chǔ)上，形成了課題研究報(bào)告和一系列研究論文，這些均為制定本標(biāo)準(zhǔn)奠定了良好的基礎(chǔ)。本標(biāo)準(zhǔn)是在調(diào)研已建成斜拉橋索塔錨固區(qū)國內(nèi)外設(shè)計(jì)案例，總結(jié)相關(guān)研究成果及其應(yīng)用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，收集并參考國內(nèi)外現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程的基礎(chǔ)上進(jìn)行編制的。本標(biāo)準(zhǔn)形式上按照GB/T1.1-2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則進(jìn)行編寫。本標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容是：1、范圍；2、規(guī)范性引用文件；3、術(shù)語與符號；4、基本設(shè)計(jì)規(guī)定；5、結(jié)構(gòu)形式與構(gòu)造；6、錨固區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；7、結(jié)構(gòu)分析等內(nèi)容。針對關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，結(jié)合資料調(diào)研及相關(guān)工程實(shí)例，給出條文說明。本標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)特點(diǎn)：1、相較于通常設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)對涉及鋼錨梁錨固區(qū)設(shè)計(jì)需要的設(shè)計(jì)原則、材料要求、作用取值、構(gòu)造形式、各構(gòu)造設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)分析提出了具體而明確的規(guī)定便于設(shè)計(jì)人員及單位采用，因而更具有系統(tǒng)性和針對性的專業(yè)規(guī)范特色。2、本標(biāo)準(zhǔn)基于多座鋼混凝土組合索塔錨固區(qū)結(jié)合面試驗(yàn)及研究成果，首次提出了針對以傳遞豎向剪力為目標(biāo)的剪力結(jié)合面的合理構(gòu)造要求。3、本標(biāo)準(zhǔn)在節(jié)段及索塔整體計(jì)算案例的分析基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)了鋼錨梁索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)受力機(jī)理及傳力途徑，并據(jù)此規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)造細(xì)節(jié)要求、施工工藝要求，整體及局部結(jié)構(gòu)分析要求，用利于提高設(shè)計(jì)工作質(zhì)量與效果，提高結(jié)構(gòu)耐久性。四、主要工作過程2010年5月，江西省交通運(yùn)輸廳在南昌主持召開九江長江公路大橋首批科研項(xiàng)目立項(xiàng)評審會。中鐵大橋局集團(tuán)武漢橋梁科學(xué)研究院有限公司匯報(bào)了《九江長江公路大橋索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)特性及試驗(yàn)研究》科研大綱。2011年5月，在江西九江召開了九江長江公路大橋索塔錨固區(qū)模型試驗(yàn)研究細(xì)則（含中間成果）專家評審會。2013年7月，江西省高速公路投資集團(tuán)有限公司、中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司、江西省交通設(shè)計(jì)研究院有限公司、江西省交通科學(xué)研究院、等幾個單位組建了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組。標(biāo)準(zhǔn)起草工作組召開了第一次工作會議。會議上進(jìn)一步明確了標(biāo)準(zhǔn)起草工作要求，就標(biāo)準(zhǔn)的基本框架及標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行了充分討論，研究了標(biāo)準(zhǔn)的編寫工作并對編著工作組成員分工、工作進(jìn)度及時限要求作了具體安排。2013年12月：向省質(zhì)監(jiān)局提交了本標(biāo)準(zhǔn)的編制建議書和標(biāo)準(zhǔn)最初的草稿。2014年1月~2014年5月，在進(jìn)一步調(diào)查、分析和研究的基礎(chǔ)上，起草了本標(biāo)準(zhǔn)討論稿，于2014年6月形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿，該征求意見稿之后在中鐵大橋工程局、中交第二公路工程局有限公司等單位相關(guān)專家征求意見，獲得了許多寶貴有益的建議和意見。2014年3月，在交通部技術(shù)信息研究所查新檢索中心進(jìn)行了國內(nèi)外查新，查新檢索中心共查詢了14種數(shù)據(jù)庫及工具書，查出相關(guān)文獻(xiàn)27篇。查新的結(jié)論是：該項(xiàng)目提出的兩項(xiàng)技術(shù)特征，在上述文獻(xiàn)中，未見相同報(bào)道。2014年8月26日，省質(zhì)監(jiān)局組織專家對本標(biāo)準(zhǔn)送審稿初稿進(jìn)行了初步評審，再次提出了許多好的意見和建議。2014年9月~2017年10月，標(biāo)準(zhǔn)編制組根據(jù)送審稿初稿的初審意見和建議逐一進(jìn)行了修改和完善，對一些一時難以回答的問題進(jìn)行了充分、深入的研究、分析和相關(guān)試驗(yàn)，并于2017年10月再次形成了標(biāo)準(zhǔn)的送審稿。五、需要說明的其他問題本標(biāo)準(zhǔn)是國內(nèi)橋梁界首部關(guān)于鋼錨梁索塔錨固區(qū)的設(shè)計(jì)規(guī)范，因此本標(biāo)準(zhǔn)的制定嚴(yán)格限制在鋼錨梁索塔錨固區(qū)前提之下，具有一定的限制性。但基于橋梁結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)風(fēng)格、結(jié)構(gòu)所處地理環(huán)境及施工條件的不同，索塔錨固區(qū)具有不同的設(shè)計(jì)要求，對于其它形式的索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)構(gòu)造，在借鑒使用本標(biāo)準(zhǔn)時需要關(guān)注適用條件問題，并在使用中積累相關(guān)技術(shù)資料，便于今后標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)編。六、標(biāo)準(zhǔn)屬性的建議待標(biāo)準(zhǔn)通過審查后，建議將《斜拉橋鋼錨梁索塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》作為推薦性地方標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施。七、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的措施建議為使標(biāo)準(zhǔn)能更好地發(fā)揮技術(shù)指導(dǎo)作用，規(guī)范斜拉橋鋼錨梁索塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)工作，保證工程質(zhì)量，統(tǒng)一驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和評價方法，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用，建議：（1）做好本標(biāo)準(zhǔn)的宣貫和技術(shù)培訓(xùn)，使全省相關(guān)企業(yè)掌握標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)技術(shù)要求，加