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文档简介
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362-2018解读背景、原则、修订内容1项目背景《规范》的定位
《规范》规定公路混凝土桥涵设计的原则、方法和要求,是公路行业一部极为重要的通用性强制技术规范•
对于桥梁,适用于混凝土主梁、桥墩、索塔、拱肋、基础等典型构件•
对于涵洞,适用于采用钢筋混凝土结构的圆管涵、箱涵、盖板涵等•
在公路行业,广义上适用隧道、支档结构等配筋混凝土结构31项目背景《规范》的作用
《规范》是公路行业确保混凝土桥涵质量安全的重要抓手•
体现国家和行业宏观政策,是行业技术质量管控的重要依据•
展现工程建设技术质量基本要求,是约束自身健康发展的重要保障•
反映行业技术发展和进步,是促进工程科学进步的引领性文件理念领先质量领先技术领先平安绿色智慧建设品质工程打破技术瓶颈标准的提升标准的规范标准的发展交通强国41项目背景《规范》的发展
伴随60多年公路桥梁建设历程,《规范》多次修订设计理念安全经济容许应力安全耐久破损阶段安全耐久适用全寿命设计、可持续发展设计理论半概率极限状态近似概率极限状态•1956版•1978版•1985版•2004版•1961版•1975版技术内容第一部预应力桥梁设计规范综合性规范框架完善、内容详实的通用性结构设计规范技术要求材料性能提升
承载力计算方法完善
耐久性设计要求强化
开裂防治
构造要求改进51项目背景《规范》的修订基础
工程实践
混凝土桥梁数量众多
混凝土结构类型多样•
中小跨径主梁装配化•
刚构桥和拱桥跨越能力提升•
桥墩和索塔高度不断增大90%为混凝土桥梁61项目背景《规范》的修订基础
科研成果高性能材料理论与方法结构与构造工艺与装备•
500MPa和600MPa钢筋
•
全寿命设计理论•
节段预制拼装箱梁•
节段预制拼装桥墩•
桥梁工业化建造•
1960MPa钢绞线•
预应力螺纹钢筋•
FRP材料、UHPC•
空间效应精细化分析•
结构预制自动化模板•
应力扰动区配筋设计•
大跨径梁拱组合体系
•
一体化运输架设设备•
混凝土桥梁耐久性保障体系•HRB400•HRB500•HRB600热轧带肋钢筋•HRB400E•HRB500E•HRBF400•HRBF500deTb,dPda•HRBF400E•HRBF500ETR,dαTs,dTtb,dTet,d71项目背景《规范》的修订基础xx
事故教训
大跨径梁桥的开裂下挠
独柱墩箱梁桥的倾覆
混凝土桥梁的耐久性病害某桥于1977年建成,1996年进行下挠加固,加固完成三个月后全部垮塌8内容一、项目背景二、工作过程三、修订原则四、修订内容92工作过程工作依据
《关于下达2011年度公路工程标准制修订项目计划的通知》厅公路字〔2011〕115号•
修订项目公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范•
承担单位中交公路规划设计院有限公司•
起始时间2011年102工作过程主要工作
7省区的实地调研和6项内容的问卷、文献调研7省区的实地调研问卷和文献调研—6项内容•
04版规范的适用性•
材料种类及使用现状辽宁山东•
混凝土桥梁耐久性现状•
独柱支撑箱梁桥现状安徽福建湖北四川•
桥涵结构形式及构造广西•
国内外混凝土结构设计规范差异性132工作过程主要工作
12项专题研究序
号专
题
名
称123456789不同环境作用下混凝土桥涵耐久性设计专题研究混凝土桥梁D区分析方法专项研究混凝土桥梁结构实用分析方法专项研究混凝土桥梁体外预应力关键技术研究公路桥梁侧向倾覆问题研究预应力损失及混凝土收缩徐变性能和计算方法专题研究桥梁空间效应简化计算方法专题研究圆形截面偏压构件承载能力及裂缝宽度计算方法研究钢筋混凝土构件计算长度和二阶效应专项研究10
竖向预应力钢筋有效性问题研究11
国内混凝土结构设计规范差异性研究12
中美欧混凝土结构设计规范差异性研究143修编原则一致性•
与现行相关法律法规、方针政策、标准规范,保持协调一致•公路桥涵设计通用规范•工程结构可靠性设计统一标准•公路工程结构可靠性设计统一标准基础类
行业•公路工程混凝土结构耐久性设计细则•公路桥涵施工技术规范规范
规范产品
其他标准
规范•钢筋混凝土用钢-热轧光圆钢筋•钢筋混凝土用钢-热轧带肋钢筋•预应力混凝土用钢绞线•混凝土结构设计规范•港口工程混凝土结构设计规范•水工混凝土结构设计规范•预应力混凝土用钢丝•预应力混凝土用螺纹钢筋•公路桥梁板式橡胶支座•公路桥梁盆式支座•公路桥梁伸缩装置通用技术条件163修编原则系统性•
以规范设计、安全高效为目标,规定混凝土结构的系统性设计要求结构方案效应分析性能验算构造措施•
结构体系•
构件布置•
材料选用•
按照承受的各种作用求解结构的内力、应力和位移•
构件的承载力•
使各个构件及构件连•
构件的抗裂性、裂缝
接达到假定的极限状态,宽度保证结构的传力途径•
耐久性设计要求成熟性科学性•
总结成功成熟的实践经验和成果,剖析典型风险及防治措施•
客观体现桥梁建设的新理念、新方法、新成就和新要求编制具有适用性、可操作性和适当引领性的技术法规文件174修订内容编号修改总体通用
按《公路工程标准体系》JTG1001-2017编号公路建设项目管理
勘测
设计
试验
检测
施工
监理
造价公路管理
公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG
33
62
-
2018《规范》发布年公路养护公路运营《规范》序号“设计”模块编号“公路建设”板块编号194修订内容章节结构
基本保持不变1
总则2
术语和符号3
材料4
结构设计基本规定
(04版《规范》为桥梁计算的一般规定)增加一般规定和耐久性设计要求两节5
持久状况承载能力极限状态计算6
持久状况正常使用极限状态计算7
持久状况和短暂状况构件的应力计算8
构件计算的规定增加后张预应力混凝土锚固区和支座处横隔梁两节9
构造规定204修订内容章节结构
附录——删除1个、修编2个、新增3个2004版《规范》—7个附录2018版《规范》—9个附录•
混凝土强度等级与85版规范混凝土标号及
•
桥梁结构的实用精细化分析模型两者各项设计指标的关系•
拉压杆模型分析方法•
混凝土收缩应变和徐变系数计算及钢筋松•
沿周边均匀配筋圆形截面钢筋混凝土偏压
弛损失中间值与终极值的比值构件正截面抗压承载力计算•
温差作用效应计算公式•
温差作用效应计算公式•
受压构件计算长度的简化计算公式•
由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的
•
沿周边均匀配筋圆形截面钢筋混凝土偏压预应力损失简化计算构件正截面抗压承载力计算•
混凝土构件弹性压缩损失的简化计算•
预应力曲线钢筋由锚具变形、钢筋回缩和•
混凝土收缩应变和徐变系数计算及钢筋松
接缝压缩引起的预应力损失简化计算弛损失中间值与终极值的比值
•
混凝土构件弹性压缩损失的简化计算•
允许开裂的B类预应力混凝土受弯构件受
•
允许开裂的B类预应力混凝土受弯构件受压区高度计算
压区高度计算214修订内容重点内容材料选用•
调整了混凝土桥涵用混凝土、钢筋等级及相关内容结构方案•
补充了桥梁结构方案拟定的基本要求•
补充了考虑施工阶段的内力、应力和挠度计算方法•
补充了针对斜桥、弯桥、多室箱梁桥等复杂桥梁的精细化分析方法•
补充了混凝土桥梁D区的设计方法及构造要求效应分析•
补充了公路桥梁抗倾覆验算要求、体外预应力桥梁的设计方法及构造要求、不同边界条件下确定受压构件计算长度的计算公式结构验算•
调整了圆形截面受压构件的正截面承载力计算方法、裂缝宽度计算方法性能要求•
强化了混凝土桥涵的耐久性设计方法•
完善了构造要求构造措施224修订内容重点内容(1)钢筋等级调整
淘汰低等级,补充高等级、大规格普通钢筋
2004版《规范》
2018版《规范》备
注光圆钢筋R235HRB335HRB400KL400HPB300•
光圆钢筋用300MPa取代235MPa•
淘汰了335MPa带肋钢筋HRB400RRB400带肋钢筋•
引入了采用控温轧制工艺生产的HRBF系列带肋钢筋HRBF400HRB500•
增加了500MPa带肋钢筋预应力钢筋
2004版《规范》
2018版《规范》备
注七股9.5~15.2mm
七股9.5~21.6mm
•
增加了高强(1960MPa)、大直径(21.6mm钢绞线1720~1860MPa1720~1960MPa
的钢绞线光圆光圆钢丝螺旋肋刻痕螺旋肋•
淘汰了锚固性能较差的刻痕钢丝•
列入了大直径(50mm)的预应力螺纹钢筋预应力螺纹钢筋18~40mm18~50mm234修订内容重点内容(1)钢筋等级调整
修订依据
淘汰了235MPa级光圆钢筋、335MPa级螺纹钢筋•
国家发改委以2011年第9号令颁布的《产业结构调整指导目录》2011年本•
住建部工信部联合发布的《关于加快应用高强钢筋的指导意见》(建标〔2012〕1号文)《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》GB1499.1-2017•
删除HPB235,仅保留HPB300产品标准《钢筋混凝土用钢第2部分:热
•
删除HRB335,增加HRB500、HRB600和HRBF(400、轧带肋钢筋》GB1499.2-2018
500)系列钢筋《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2014•
补充了公称直径21.6mm、强度1960MPa的1×7钢绞线《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223-2014•
规定了公称直径4~12mm,强度1470~1860MPa,光圆、螺旋肋和刻痕钢丝的技术要求《预应力混凝土用螺纹钢筋》
规定了公称直径15~75mm、强度785~1200MPa预GB/T20065-2016
应力螺纹钢筋的技术要求2444修订内容重点内容(1)钢筋等级调整
相关条文根据钢筋等级调整予以修订条文号条文内容条文号9.1.5条文内容受拉钢筋的末端弯钩和中间弯折3.2.1
钢筋的选用原则3.2.2
钢筋的强度标准值3.2.3
钢筋的强度设计值3.2.4
钢筋的弹性模量9.1.6
箍筋的末端弯钩9.1.9
钢筋的绑扎接头搭接长度、机械9.1.10
连接要求9.3.9
受拉钢筋的构造要求5.1.6
预应力钢筋的锚固长度9.3.10
弯起钢筋的构造要求受弯构件的的正截面相对界限受压区高度5.2.19.3.12
箍筋的构造要求5.3.9
偏压构件的偏心距增大系数6.1.8
预应力钢筋的预应力传递长度9.1.4
钢筋的锚固长度9.3.13
弯剪扭构件的配筋要求9.4.3~先张法预应力钢筋的构造要求9.4.59.8.2
吊环的构造要求及应力限值254修订内容重点内容(1)钢筋等级调整偏心距增大系数的计算公式——5.3.9条21
l
0
1
1
2•
偏心距增大系数η
1400e
/
h
h
002004版e0h0
1
0.2
2.7
1.0《规范》
荷载偏心率对截面曲率的影响系数ζ•1l0h
2
1.15
0.01
1.0•
构件长细比对截面曲率的影响系数ζ2
常数调整:•
受压构件常用的普通钢筋由HRB335调整为HRB400修订依据•
公式推导时,涉及受拉钢筋屈服应变,HRB335钢筋的0.0017由HRB400钢筋的0.0020代替•
与《混凝土结构设计规范》GB50010一致
参照《混凝土结构设计规范》规定了e0的下限值21
l
0
1
1
2
2018版
•
偏心距增大系数η1300e
/
h
h
00《规范》•
e0不小于20mm和偏压方向截面最大尺寸的1/30两者之间的较大值264修订内容重点内容(1)钢筋等级调整钢筋的锚固——9.1.4条、9.1.5条、9.1.6条
删除R235和HRB335钢筋的要求,增加HPB300和HRB500钢筋的要求HRB400、HRBF400、钢筋种类混凝土强度等级受压钢筋(直端)直端HPB300HRB500C35RRB400C2545d—C30C3538d—≥C4035d—C3030d35d30dC35≥C4025dC3035d45d35d≥C4030d40d—28d33d28d33d30d43d40d受拉钢筋弯钩端40d35d33d30d25d33d30d274修订内容重点内容(1)钢筋等级调整钢筋的锚固——9.1.4条、9.1.5条、9.1.6条
删除R235和HRB335钢筋的要求,增加HPB300和HRB500钢筋的要求284修订内容重点内容(1)钢筋等级调整箍筋的最小配筋率——9.3.12条、9.3.13条•
箍筋的配筋率ρsv2004版《规范》HPB235钢筋不应小于0.18%HRB335钢筋不应小于0.12%•箍筋的配筋率ρ
计算公式为ρ
=1.2*0.35/f
,取自《美国ACI318svsvsv修订依据规范》,自《桥规》JTJ023-85沿用至今•
钢筋等级调整HPB235——HPB300,HRB335——HRB400•
箍筋的配筋率ρsv•
9.3.13条剪扭构件箍筋配筋率公式c2018版《规范》HPB300钢筋不应小于0.14%
按9.3.12条取HRB400钢筋不应小于0.11%294修订内容重点内容(1)钢筋等级调整
钢筋等级提高,充分利用材料性能价格比,优化综合效益
交通运输部《关于做好淘汰低强度钢筋过渡期相关技术措施研究工作的通知》:以HPB300替代HPB235、以HRB400替代HRB335,选取典型桥梁(11类结构),组织普通钢筋调整的试算分析桥型承担单位桥型承担单位装配式钢筋混凝土空心板桥
湖南省院
大跨径预应力混凝土连续刚构
云南省院装配式预应力混凝土空心板桥
湖南省院
大跨径预应力混凝土连续梁桥
辽宁省院装配式预应力混凝土组合箱梁桥
中交一公院装配式预应力混凝土T梁桥
中交二公院整体现浇钢筋混凝土箱梁桥
山东省院整体现浇预应力混凝土箱梁桥
山东省院混凝土拱桥四川省院中交公规院中交公规院斜拉桥混凝土索塔悬索桥混凝土索塔304修订内容重点内容(1)钢筋等级调整
钢筋等级提高,充分利用材料性能价格比,优化综合效益桥型钢筋用量变化•
钢筋等级调整,节约钢筋用量:整体现浇钢筋混凝土箱梁桥减少钢筋用量约1.2%,其余结构减少钢筋用量约3%~9%装配式钢筋混凝土空心板桥装配式预应力混凝土空心板桥9%3%上部结构3.2%~4.2%下部结构5.9%装配式预应力混凝土组合箱梁桥上部结构8.0%下部结构2.4%装配式预应力混凝土T梁桥•
基
于
现
阶
段
HPB300
相
对HPB235、HRB400相对HRB335的差价,钢筋等级调整后,降低工程造价约1%~2%整体现浇钢筋混凝土箱梁桥整体现浇预应力混凝土箱梁桥大跨径预应力混凝土连续刚构大跨径预应力混凝土连续梁桥混凝土箱型拱桥1.2%7.0%7.0%8.6%7.8%~8.3%8.2%~8.8%7.0%~8.5%斜拉桥混凝土索塔悬索桥混凝土索塔314修订内容重点内容(2)结构方案拟定
拟定结构方案的基本原则
混凝土桥涵设计的主要内容——4.1.2条•
结构方案设计•
结构及构件的构造设计•
作用及作用效应分析•
结构及构件的极限状态验算•
结构及构件满足特殊要求的专项设计从结构体系和关键构造上,保障结构安全,避免重大安全事故发生324修订内容重点内容(2)结构方案拟定
混凝土梁桥的主要技术要求
标准化——4.1.3条•
跨径不大于50m的桥梁宜采用标准化跨径
梁桥的适宜跨径——4.1.4条、4.1.5条装配式结构(5类)现浇结构(4类)桥型跨径范围桥型跨径范围装配式钢筋混凝土板桥≤10m整体现浇钢筋混凝土简支板桥、连续板桥
≤10m、≤16m整体现浇预应力混凝土简支板桥、连续板桥
≤20m、≤25m整体现浇钢筋混凝土简支、连续箱梁桥
≤20m、≤25m装配式预应力混凝土空心板桥
13m~20m装配式钢筋混凝土T梁桥装配式预应力混凝土T梁桥≤16m20m~50m预应力混凝土梁桥不作硬性规定装配式预应力混凝土组合箱梁桥
20m~40m334修订内容重点内容(2)结构方案拟定
梁桥适宜跨径的修订依据——4.1.4条、4.1.5条
08版《公路桥梁上部结构通用图》、2004版《规范》条文、工程经验墩高范围m
跨径范围m
结构体系上部结构装配式板梁装配式T梁下部结构施工方法预制吊装≤1510~20桩柱式桥墩简支梁15~3020~30桩柱式桥墩预制吊装预制吊装装配式组合箱梁装配式T梁Y型墩或空心薄壁墩30~40装配式组合箱梁等高度箱梁等高度箱梁变高度箱梁变高度箱梁变高度箱梁—30~6030~6030~70>60连续梁薄壁墩薄壁墩薄壁墩薄壁墩薄壁墩—顶推或支架现浇悬臂施工悬臂施工悬臂施工悬臂施工—连续刚构≥60>100
刚构-连续组合拱桥
跨径大于100m的混凝土梁按全预应力构件设计——4.1.6条344修订内容重点内容(3)精细化分析
空间效应的精细化有限元分析
混凝土箱梁存在结构开裂的典型病害纵向应力引起
横向应力引起
钢束外崩产生
主应力引起的横向裂缝
的纵向裂缝
的底板裂缝
的斜裂缝354修订内容重点内容(3)精细化分析
空间效应的精细化有限元分析
简化计算方法无法阐释典型病害的诱因约束扭转翘曲正应力约束扭转剪应力剪力滞效应荷载横向分布效应箱梁薄壁效应364修订内容重点内容(3)精细化分析
空间效应的精细化有限元分析
6.1.3条规定完整的验算指标,附录A规定实用精细化计算方法验算要求构件顶板全预应力和A类预应力结构截面上缘的纵桥向正应力B类预应力和钢筋混凝土结构截面上下缘的横桥向正应力面内的主应力截面下缘的纵桥向正应力截面上下缘的横桥向正应力面内的主应力满足6.3节的规定满足6.4节的规定底板腹板面内的主应力精细化分析方法空间网格模型剪力滞效应荷载横向分布效应薄壁效应√√√√√折面梁格模型7自由度单梁模型√374修订内容重点内容(4)D区设计方法
应力扰动区的配筋设计方法——4.1.9条
基本概念:截面应变分布不满足平截面假定的区域D区B区384修订内容重点内容(4)D区设计方法
应力扰动区的配筋设计方法——4.1.9条
设计理念:引入实用配筋设计方法,防治相关病害项
目原
理特
点基于连续体变形协调和受力平衡,建立方程;通过边界条件,进行解析公式计算基于弹性力学的解析公式三维实体有限元分析方法基于试验的半经验半理论公式拉杆-压杆分析模型仅能进行典型边界的求解借助有限元程序,建立实体模型,分析D区应
缺少建模原则:材料的弹塑性、力分布;按照应力分布,进行尺寸和配筋验算
混凝土-钢筋的粘结、模型的边界基于试验数据,通过回归,得到半经验办理论设计表达式缺少针对D区的试验数据满足受力平衡条件、以塑性下限定理为基础反映结构内部力流传递的虚拟桁架模型394修订内容重点内容(4)D区设计方法
应力扰动区的配筋设计方法
计算方法1:拉压杆模型——附录B一般规定构形方法验算内容•应力扰动区的界限:由圣维南原理确定•
常用的构形方法•
拉杆验算•
拉杆与压杆之间的最小夹角不宜•
压杆验算•
节点验算•
拉压杆模型的分析步骤小于25°
计算方法2:典型应力扰动区的简化计算公式——8.2节、8.3节和8.4节支座处横梁
盖梁悬臂部分墩帽锚固区总体区bslTs,dTet,dFFddTFdt,dVdTb,dTt,dPdTt,dθs局部区VVdd1.0h~1.2hlx局部区Tt,db'deTb,dPdaVdTR,dαTtb,dbTs,dTet,dss
=
a/2VVdd404修订内容重点内容(4)D区设计方法
应力扰动区的配筋设计方法
构造要求——9.4.18条~9.4.20条端部锚固区支座处横梁配筋构造齿块锚固区414修订内容重点内容(5)抗倾覆设计
箱梁桥抗倾覆验算要求——4.1.8条
基本原则:持久状况下,梁桥不应发生结构体系改变
验算要求1:在作用基本组合下,单向受压支座始终保持受压状况
验算要求2:在作用标准值组合下,稳定效应/失稳效应≥2.5•
箱梁桥的结构形式•
箱梁桥倾覆事件的技术资料•
国内外对箱梁桥倾覆的研究成果收集资料初步分析详细分析设计要求箱梁桥抗倾覆设计方法•
桥型分类——仅支座支承的箱梁桥、含墩梁固结的箱梁桥•
各类箱梁桥的破坏特征•
典型箱梁桥的倾覆破坏机理分析•
箱梁桥抗倾覆性能的影响因素——平曲线半径、支座横向间距和连续单支座的数量•
支反力项的验算要求•
刚体受力平衡项验算要求•
构造要求——《规范》9.6.9条424修订内容重点内容(5)抗倾覆设计增加箱梁桥抗倾覆的构造要求——9.6.9条•
改变破坏模式:跨中独柱单支座桥墩改造为墩梁固结•
提高稳定性:增大墩台台双支座横向间距,跨中独柱单支座改造为多支座支承•
设置冗余约束:设置限位构造、抗拔装置434修订内容重点内容(6)耐久性设计修编依据——《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》
基本要求/具体要求444修订内容重点内容(6)耐久性设计修编条文——4.5节、6.4.2条和9.1.1条
设计依据•
设计使用年限:按照《技术标准》规定取用•
环境类别:按作用机理分为七类环境类别I类-一般环境II类-冻融环境条件2004版《规范》仅受混凝土碳化影响的环境受反复冻融影响的环境III类-近海或海洋氯化物环境
受海洋环境下氯盐影响的环境IV类-除冰盐等其他氯化物环境
受除冰盐等氯盐影响的环境受混凝土孔隙中硫酸盐结晶膨胀影响的环境受酸碱性较强的化学物质侵蚀的环境受风、水流或水中夹杂物的摩擦、切削、冲击等作用的环境V类-盐结晶环境VI类-化学腐蚀环境VII类-磨蚀环境454修订内容重点内容(6)耐久性设计修编条文——4.5节、6.4.2条和9.1.1条
设计要求•
按七类环境类别最低作用等级,规定混凝土强度等级、裂缝宽度、混凝土保护层厚度、通风防水构造梁、板、塔、拱圈、涵洞上部100年
50年、30年
100年
50年、30年
100年
50年、30年构件类别墩台身、涵洞下部承台、基础设计使用年限I类-一般环境C35C40C40C30C35C35C35C35C35C35C30C35C35C35C35C35C35C25C30C30C30C30C30C30C25C30C30C30C30C30C30C25C25C25C25C25C25C25II类-冻融环境III类-近海或海洋氯化物环境IV类-除冰盐等其他氯化物环境
C40V类-盐结晶环境VI类-化学腐蚀环境VII类-磨蚀环境C40C40C40464修订内容重点内容(6)耐久性设计裂缝宽度的限值——6.4.2条(按七类环境类别最低作用等级)最大裂缝宽度限值(mm)环境类别钢筋混凝土构件、采用预应力螺
采用钢丝或钢绞线的B类预纹钢筋的B类预应力混凝土构件应力混凝土构件I类-一般环境0.200.100.10II类-冻融环境0.200.150.150.100.150.20III类-近海或海洋氯化物环境IV类-除冰盐等其他氯化物环境V类-盐结晶环境0.100.10禁止使用0.10VI类-化学腐蚀环境VII类-磨蚀环境0.10474修订内容重点内容(6)耐久性设计混凝土保护层厚度——9.1.1条
钢筋锚固要求:不小于纵向受力钢筋的公称直径、或等代直径
耐久性要求:按环境类别最低作用等级、最低混凝土强度等级以及钢筋和混凝土无特殊防腐措施,规定最外侧钢筋混凝土保护层厚度构件类别梁、板、塔、拱圈、涵洞上部
墩台身、涵洞下部承台、基础设计使用年限100年2050年、30年
100年
50年、30年
100年
50年、30年I类-一般环境2025302525303025354535404045203040303535404045654545606540406040405560II类-冻融环境30III类-海洋氯化物环境IV类-除冰盐等其他氯化物环境V类-盐结晶环境353030VI类-化学腐蚀环境VII类-磨蚀环境3535484修订内容重点内容(7)体外预应力梁体外预应力体系的优越性为现代混凝土桥梁带来发展空间
体外预应力体系的优势•
在施工质量、预加应力有效性和预应力体系耐久性上具有突出优势
体外预应力体系的应用•
用于大跨径梁桥的后期备用束、节段拼装体外预应力混凝土桥梁已建节段拼装桥梁494修订内容重点内容(7)体外预应力梁体外预应力的计算参数钢绞线和管道种类无粘结钢绞线μ
张拉控制应力——6.1.4条钢管0.08~0.100.20~0.30•
体外预应力钢绞线张拉控制应力σcon≤0.70fpk
摩擦系数——表6.2.2-2钢管光面钢绞线•
体外预应力钢绞线与管道壁之间的摩擦系数为HDPE管
0.12~0.15体外预应力桥梁的设计方法
承载力计算——5.2.5条和5.2.6条•
在计算正截面抗弯承载力和斜截面抗剪承载力时,体外预应力钢束的应力取使用阶段体外预应力钢筋扣除预应力损失后的有效应力
体外预应力构件应力的计算——6.1.6条和6.1.7条
使用阶段应力限值——7.1.5条•
在使用阶段,体外预应力钢束的拉应力限值取0.60fpk504修订内容重点内容(7)体外预应力梁补充节段预制拼装箱梁的接缝构造要求——9.4.17条
我国的节段预制拼装箱梁多采用胶接缝和湿接缝。其中,湿接缝设置在箱梁合龙时预留的接缝、或逐跨拼装中的误差调整缝;其余接缝采用胶接缝
胶接缝需设置复合剪力键514修订内容重点内容(7)体外预应力梁补充了体外预应力体系的构造要求——9.4.21条~9.4.27条
预留体外束更换空间
防腐蚀措施索体型号普通钢绞线、镀锌钢绞线、环氧涂层钢绞线预应力钢束无粘结钢绞线无粘结成品索外护套灌浆料类型HDPE套管哈弗式HDPE套管热挤HDPE自由段属无灌浆型成品索水泥浆、油脂、石蜡等自由段属无灌浆型非成品索
索体的最小转向半径
索体自由段长度不宜大于8m
转向构造和锚固构造的尺寸和配筋要求524修订内容重点内容(8)受压构件的计算长度
2004版《规范》对计算长度的规定
四种理想边界条件下的计算长度两端固结一端固结、一端铰接两端铰接一端固结、一端自由l0=0.5ll0=0.7ll0=1.0ll0=2.0l
存在的问题•
桥墩实际计算时,不能简单的套用这四种理想边界条件534修订内容重点内容(8)受压构件的计算长度附录E——计算长度的简化计算公式基本受力模型
对受压构件计算长度的分析•
以两端弹性约束的受压构件为基本受力模型•
通过受力平衡方程、力-变形方程、变形协调方程建立关于计算长度的平衡方程
给出了两类典型边界条件的计算长度系数l0
kl544修订内容重点内容(9)裂缝宽度计算2004版《规范》存在的问题
在材料特性、截面尺寸、钢筋面积、轴力N
一定的条件下,弯矩M
减ss小到一定数值后,裂缝宽度不随Ms减小而减小,而是增大,与实际情况不符
对于宽度和高度相同的矩形截面和工字型截面,当采用相同的受拉配筋时,由于工字型截面的受拉钢筋配筋率ρ较高,导致其裂缝宽度计算值较小,与实际情况不符
圆形截面钢筋混凝土构件的裂缝宽度计算公式与矩形截面(T形、I形截面)构件的裂缝宽度计算公式存在一定的差异554修订内容重点内容(9)裂缝宽度计算修编条文——6.4节
补充了不需要进行裂缝宽度验算的条件矩形、T形、I形截面e0/h≤0.55圆形截面e0/r≤0.55
矩形、T形和I形截面构件
c
d
E
0.36
1.7
•
常数30改为混凝土保护层厚度c•
截面纵向受拉钢筋配筋率
改为纵向受拉钢筋的有效配筋率
teW
C
C
Css
fk123
tes
圆形截面构件•
圆形截面构件的裂缝宽度计算公式与矩形、T形和I形截面构件相同,纵向受拉钢筋的有效配筋率、受拉钢筋应力的计算公式不同3
e
r
A
0.6s0-0.1A
矩形、T形I形截面Ns
As
te
te
ss
ss
圆形截面
(r
r
)2212Ate
r
er
r0.45
0.26
ss0
0.2
564修订内容其他内容(1)总则
《规范》的适用范围——1.0.2条2004版《规范》•
本规范适用于公路桥涵一般钢筋混凝土及预应力混凝土结构构件的设计,不适用于轻集料混凝土及其他特种混凝土桥涵结构构件的设计2018版《规范》•
本规范适用于各等级公路新建的钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵结构的设计,不适用于采用特种混凝土的桥涵结构的设计修订依据•
桥梁改扩建项目采用新建桥梁方案时,新建桥梁应按本规范进行设计•
1.0.7环境条件划分及混凝土材料的耐久性要求•
1.0.8受力钢筋的附加防腐蚀措施要求•
1.0.9混凝土的抗冻等级要求•
4.5耐久性设2004版
计
2018版•
1.0.10混凝土的抗渗等级要求《规范》
《规范》•
1.0.11混凝土的施工质量和管养要求574修订内容其他内容(2)术语和符号
删除已经定义的常用术语可靠度理论•
可靠度、设计基准期作用•
作用、作用标准值、作用设计值、作用频遇值作用组合•
作用效应组合、作用效应组合设计值、作用短期效应组合、作用长期效应组合584修订内容其他内容(2)术语和符号
补充专用术语普通钢筋•
用于混凝土结构构件中的各种非预应力钢筋的总称•
用于混凝土结构构件中施加预应力的钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋预应力钢筋的总称钢筋混凝土结构•
配置受力普通钢筋的混凝土结构预应力•
配置预应力钢筋并通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土结构•
混凝土构件中钢筋外边缘到构件表面之间的距离混凝土结构混凝土保护层厚度•
钢筋依靠其表面与混凝土的粘结作用或端部构造的挤压作用而达到设锚固长度计承受应力所需要的长度594修订内容其他内容(2)术语和符号
补充专用术语•
按照结构或构件的设计使用年限开展的材料选控、构造措施、附加防耐久性设计应力扰动区拉压杆模型劈裂力护等方面的技术要求•
混凝土结构中截面应变分布不符合平截面假定的区域,也称D区•
反映混凝土结构应力扰动区力流传递路径的桁架模型•
在后张预应力锚固区,由锚固集中力的力流扩散引起的横向拉力•
在后张预应力锚固区,由锚固集中力的锚下压缩变形引起的垫板周边剥裂力混凝土的拉力604修订内容其他内容(3)材料
混凝土
提高钢筋混凝土受力构件的混凝土强度等级——3.1.2条2004版《规范》•
钢筋混凝土构件不低于C20•
当用HRB400、KL400级钢筋配筋时,不低于C252018版《规范》•
钢筋混凝土构件不低于C25•
当采用强度标准值400MPa及以上钢筋时,不低于C30•
历次设计规范修订,混凝土强度等级逐步提升614修订内容其他内容(3)材料
混凝土
删除了C15、C20的设计参数——3.1.3条~3.1.5条624修订内容其他内容(4)结构设计基本规定•拟定结构方案的基本原则(4.1.2条)和主要技术要求(4.1.3~4.1.6条)•
作用效应计算的主要要求(4.1.7~4.1.9条)•
运营阶段管养要求(4.1.10条)一般规定板的计算•
在条文说明,完善了计算荷载分布宽度的注意事项(4.2.3条、4.2.5条)•
明确了翼缘有效宽度的适用范围——承载力和应力验算(4.3.2条)•
规定了箱梁翼缘有效宽度的计算公式(4.3.4条)梁的计算•
删除了变高度梁的附加剪力计算要求(2004版《规范》4.2.7条)•
删除了体系转换中徐变效应的计算要求(2004版《规范》4.2.12条)拱的计算•
调整了车道荷载在拱肋的正弯矩折减系数(4.4.1条)•
混凝土桥涵的设计使用年限(4.5.1条)耐久性设计要求•
混凝土桥涵的环境分类(4.5.2条)•
混凝土桥涵耐久性对混凝土强度等级的最低要求(4.5.3条)•
混凝土桥涵耐久性对构造的要求(4.5.4条)634修订内容其他内容(4)结构设计基本规定
作用效应计算的要求——4.1.7条
收缩徐变效应:逐阶段累加,计算位移、内力和应力
截面特性:考虑钢筋与混凝土联合作用,按净截面或换算截面取用
汽车荷载偏载效应:按精细化有限元或可靠工程经验确定
箱梁空间效应:精细化有限元模型644修订内容其他内容(4)结构设计基本规定车道荷载引起拱肋弯矩的折减系数——4.4.1条•
计算由车道荷载引起的拱的正弯矩时,拱顶、拱跨1/4应乘以折减系2004版《规范》数0.7,拱脚应乘以0.9,中间各个截面的正弯矩折减系数,可用直线插入法确定•
跨径60m~400m的拱桥,汽车-超20/公路-I级车道的正弯矩系数修订依据跨径L
m截面L≤
600.760<L
<100直线内插直线内插直线内插L
≥
1001.02018版《规范》•
拱顶、1/4拱跨拱脚0.91.0其他截面654修订内容其他内容(5)承载能力极限状态条文修订情况说明5.1.3
沿用《规范》(JTGD62-2004)的第5.1.4条、5.3.4条5.1.4
沿用《规范》(JTGD62-2004)的第5.1.4条、5.3.3条5.1.5
沿用《规范》(JTGD62-2004)的第5.1.4条、5.3.4条5.1.6
根据《规范》第3.2节钢筋等级调整情况,调整《规范》表5.1.6中数值5.2.1
根据《规范》第3.2节钢筋等级调整情况,调整《规范》表5.2.1中数值5.2.5
补充体内-体外混合配筋受弯构件的正截面承载力计算方法5.2.6
参照《规范》第5.2.4条5.2.95.3.8考虑竖向预应力钢筋的抗剪贡献修改圆截面偏压构件的正截面承载力计算方法根据钢筋等级调整情况,修改偏心距增大系数的计算参数;在《规范》附录E5.3.9补充受压构件的计算长度系数5.4.3
参照《混凝土结构设计规范》GB50010,补充对称配筋的圆形和矩形截面双向5.4.4偏拉构件的正截面承载力的计算方法664修订内容其他内容(5)承载能力极限状态竖向预应力钢筋的抗剪贡献——5.2.9条•
箍筋和竖向预应力钢筋的抗剪贡献,是分开计算的2004版《规范》
cu,k
sv
svV
=0.45×10-3α
α
α
bh
(2
0.6P)
f
(
f
)cs1
2
30•“配置高强竖向预应力筋混凝土梁抗剪性能试验研究”构件试验:抗拉强度标准值1450MPa的竖向预应力钢筋,在无初张拉时,极限状态应力为713MPa;有初张拉时,极限状态应力达到1440MPa;修订依据试验
规范=0.5~1.0
0.6极限状态应力抗拉强度标准值•
箍筋和竖向预应力钢筋联合抗剪,极限状态竖向预应力钢筋的应力取2018版《规范》0.6倍预应力钢筋抗拉强度设计值•Vcs=0.45×10-3α
α
α
bh(2
0.6P)
f
(
f
0.6
f
)
1
2
30cu,ksv
svpv
pv674修订内容其他内容(5)承载能力极限状态修订圆形截面偏压构件承载力计算公式
2004版《规范》第5.3.9条和附录C•
存在多个未知数,需查表后确定承载力
2018版《规范》第5.3.8条和附录F•
仅有一个未知数α
,便于迭代计算•
附录F给出了典型配筋和受力条件下,承载力计算表格684修订内容其他内容(5)承载能力极限状态对称配筋圆形和矩形截面双向偏拉构件的承载力—5.4.3条、5.4.4条•
参照《混凝土结构设计规范》GB50010-2010,对称配筋矩形截面双向2018版《规范》1
N
偏拉构件的正截面承载力为0d2
2
e0
y1e0xMux
M
uyNud
•
《混凝土结构设计规范》GBJ10-89规定了两种计算模型NudxNudy11Nrd,2
Nrd,1
22
1e
e0
y1e0x
0修订依据x
NudM
NudMM
ux
uyud模型1模型2•
模型2计算结果为模型1计算结果的1.04倍~1.13倍e
/h=e
/h0.125
0.250
0.375
0.500
0.625
0.750
0.8751.01.13xy模型2/模型1
1.04
1.07
1.09
1.10
1.11
1.12
1.13694修订内容其他内容(6)正常使用极限状态条文修订情况说明6.1.36.1.46.1.5补充箱梁验算的技术指标补充体外预应力钢绞线的张拉控制应力,降低预应力螺纹钢筋的张拉控制应力(由0.90f
降低为0.85f
)pkpk补充了体外预应力混凝土构件的截面特性取值方法补充了体外预应力混凝土构件的应力计算方法6.1.6、6.1.76.1.8
根据《规范》第3.2节钢筋等级调整情况,调整《规范》表6.1.8中数值6.2.26.2.36.3.3补充了体外预应力钢筋的摩擦系数调整了带螺帽锚具的螺帽缝隙值完善了混凝土竖向压应力的取值方法,需考虑的因素竖向预应力、横向预应力、温度梯度和汽车荷载等因素6.4.2
根据《规范》第4.5.2条,完善了最大裂缝宽度取值6.4.3~6.4.5调整了裂缝宽度计算方法704修订内容其他内容(6)正常使用极限状态调整了钢绞线与塑料波纹管的摩擦系数——6.2.2条
适当放大钢绞线与塑料波纹管的摩擦系数:由原规范的0.14
~0.17调整为0.15
~0.20
建议预应力弯、长束取上限,短、直束取下限714修订内容其他内容(7)应力计算条文修订情况说明补充了体外预应力钢绞线在使用阶段的应力限值,降低了预应力螺纹钢筋在使用阶段的应力限值(由0.80f
降低至0.75f
)7.1.5pkpk7.2.3
调整施工期混凝土强度、弹性模量的要求2004版《规范》•对构件施加预应力时,混凝土的立方体强度不得低于设计混凝土强度等级的75%•
《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011第7.7.4条和7.8.5条规定施加预应力时混凝土强度不低于设计混凝土强度等级的80%弹性模量不得低于混凝土28d弹性模量的80%修订依据2018版《规范》•
对构件施加预应力时,混凝土的立方体强度不得低于设计混凝土强度等级的80%,弹性模量不得低于混凝土28d弹性模量的80%724修订内容其他内容(8)构件计算条文修订情况说明8.1.3
完善了对组合式受弯构件计算收缩徐变效应的技术要求8.1.7
完善了对组合式受弯构件的结合面抗剪承载力及结合面抗剪钢筋的技术要求8.2节
新增内容8.3节
新增内容8.4.1
完善了墩台盖梁和墩柱计算模型的技术要求8.4.6
补充了盖梁短悬臂的配筋设计方法8.4.7
补充了独柱式桥墩顶部的配筋设计方法8.4.9
完善了墩台盖梁裂缝宽度的计算要求8.5.4
完善了混凝土压杆的等效抗压强度计算公式;调整了承台受拉钢筋的配筋率要求8.7节
由《规范》(JTG
D62-2004)的“橡胶支座”修改为“支座”8.7.1
较《规范》(JTG
D62-2004)第8.4.1条,完善了支座选用的技术要求8.7.6
较《规范》(JTG
D62-2004)第8.4.5条,补充了球型支座选用的技术要求734修订内容其他内容(8)构件计算墩台盖梁的计算模型——8.4.1节
墩台盖梁与柱宜按刚架计算,盖梁计算跨径宜取支承中心的距离2004版《规范》盖梁计算模型取2018版《规范》刚构模型墩台盖梁
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