《城市桥梁装配式混凝土桥墩设计与施工技术规程》（征求意见稿）

DB32江苏省地方标准DB32JXXXXX-202XDB32/TXXX-202X城市桥梁装配式混凝土桥墩设计与施工技术规程Technicalspecificationfordesignandconstructionofprecastconcretepiersofmunicipalbridges（征求意见稿）20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施江苏省住房和城乡建设厅联合发布江苏省市场监督管理局前言根据《省住房城乡建设厅关于下达2021年度江苏省建设系统科技项目（指导类）和工程建设地方标准编制修订项目（一般类）的通知》（苏建科[2021]126号）的要求，编制组经大量调查研究，认真总结实践经验，多次研讨和反复修改，在广泛征求意见的基础上编制本规程。本规程于202×年×月×日经主管部门批准发布，自202×年×月×日起实施。本规程共8章，主要技术内容包括：SEQ_1级\*ARABIC1总则；2术语和符号；3材料；4结构设计计算；5抗震设计；6构造要求；7工厂预制；8现场拼装；附录A-附录B。本规程由江苏省住房和城乡建设厅负责管理，由南京工业大学负责具体技术内容的解释。各单位在执行过程中若有修改意见或建议，请反馈至江苏省工程建设标准站（地址：南京市江东北路287号银城广场B座4楼；邮政编码：210036）。本规程主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：主编单位：参编单位：主要起草人：主要审查人：

目次TOC\o"1-3"\u1总则 制定说明本规程制定过程中，编制组进行了广泛的调研、深入的研究和装配式桥墩应用试点，总结了江苏省预制装配式桥墩工程设计与施工的实践经验，同时参考了预制装配式桥梁相关的国家、行业技术标准及外省相关技术法规、技术标准，通过应用试点的实际工程建设经验，取得了适用于江苏省装配式桥墩设计与施工技术指标参数和工作经验。为了便于广大设计、施工、科研和学校等单位有关人员在使用本规程时能正确理解和执行条文规定，《城市桥梁装配式混凝土桥墩设计与施工技术规程》编制组按章、节、条顺序编制了本规程的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。

目次TOC\o"1-2"\h\u1总则 653材料 663.1混凝土 663.2普通钢筋和钢材 663.3预应力钢筋和锚具 663.4灌浆连接套筒 663.5灌浆金属波纹管 663.6水泥灌浆料 673.7环氧粘结剂 674结构设计计算 684.1一般规定 684.2持久状况承载能力极限状态计算 684.3持久状况正常使用极限状态计算 704.4持久状况和短暂状况构件接缝位置应力计算 705抗震设计 725.1一般规定 725.2抗震分析 725.3抗震验算 745.4抗震措施 756构造要求 776.1一般规定 776.2盖梁 776.3横系梁 776.4墩柱 786.5灌浆套筒连接 786.6灌浆金属波纹管连接 796.7承插式与插槽式连接 796.8预应力钢筋连接 801总则1.0.1为促进和指导预制装配技术在桥梁下部结构的应用，响应国家节能减排和绿色建筑的战略要求，科学合理缩短施工周期，最大限度降低桥梁施工对交通和社会环境的干扰影响，进一步保证安全质量，有效控制工程造价，实现人本化施工管理，大力推行工厂化、机械化等现代化施工手段，全面促进桥梁行业的进步，并明确装配式混凝土桥墩的设计及施工技术要求，因此制定本规程。1.0.2本条给出了本规程的适用范围，包括江苏省范围内市政行业中装配式混凝土桥墩的设计、施工与质量检验。1.0.3本规程不能代替所有技术标准，故城市桥梁装配式混凝土桥墩设计、施工与质量检验尚应符合国家现行标准《城市桥梁设计规范》CJJ11、《公路桥涵设计通用规范》JTGD60、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362、《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1、《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166、《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T2231-01、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T3650等国家和江苏省相关技术标准的规定。

3材料3.1混凝土3.1.1高性能混凝土是采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。采用高性能混凝土可提高装配式桥墩的耐久性指标，具有很大的推广意义。3.1.2湖南大学、同济大学、东南大学等高校长期研究超高性能混凝土（UHPC）在桥梁工程中的应用，已建成多座示范性桥梁。UHPC在装配式混凝土桥墩中具有广阔应用空间。中国工程建设标准化协会现行团体标准《超高性能混凝土（UHPC）技术要求》T/CECS10107对UHPC的技术指标提出了相关要求，中国建筑材料协会标准《超高性能混凝土基本性能与试验方案》T/CBMF37提出了具体的试验方法。3.2普通钢筋和钢材3.2.1沿海或海洋等腐蚀性较强地区的桥梁或对耐久性要求较高的桥梁可采用不锈钢钢筋或环氧树脂钢筋。3.3预应力钢筋和锚具3.3.1考虑抗震要求，装配式混凝土桥墩用预应力钢筋-锚具组装件应确保在循环荷载下预应力钢筋在锚具夹持区域不发生断裂，以提高桥梁整体抗震性能及耐久性。3.4灌浆连接套筒3.4.1用于装配式桥墩的灌浆连接套筒，需满足国家现行标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107中对连接套筒性能的要求，同时考虑到塑性铰区反复地震荷载下套筒内钢筋存在拔出的风险，这会导致立柱承载力和延性能力降低，因此提出断于母材（钢筋），即灌浆套筒的抗拉强度大于等于被连接钢筋的实际拉断强度。3.5灌浆金属波纹管3.5.1为保证压浆质量，压浆顺序应由下至上，并保证在压浆口下缘布置一道箍筋，因此，压浆口下缘与端部净距应大于20mm。3.6水泥灌浆料3.6.1灌浆料施工环境温度宜为5℃～35℃，-5℃～5℃时应采用保温养护条件或采用低温型灌浆料。3.7环氧粘结剂3.7.1桥墩节段间界面粘结剂应采用环氧类粘结剂，其胶体性能及粘结能力应具有良好的物理性能、力学性能、长期使用性能和耐介质浸蚀性能。由环氧基材料和固化剂组成的双组分环氧胶，其强度上升速度可通过材料组分的比例进行控制。合理控制环氧胶的固化时间是安装施工的重要环节，既要确保有足够的涂抹、拼接可操作时间，也要保证安装后的强度快速上升。

4结构设计计算4.1一般规定4.1.1接缝的存在将直接影响构件的破坏形态和承载力，接缝截面成为破坏薄弱截面。因此，对接缝位置的正截面除应进行截面抗弯或抗压承载力计算，还应对接缝截面进行抗剪弯承载力计算。4.1.2装配式混凝土构件接缝位置正截面承载力计算时，等效矩形图的高度与实际受压区高度之比β以及相对界限受压区高度均与无接缝段截面一致。4.1.3小偏心受压构件在接缝截面受拉侧或受压较小侧的钢筋应力计算方法，同无接缝截面的规定一致。4.2持久状况承载能力极限状态计算4.2.1国内及国外的试验结果表明，预制拼装受弯构件的正截面破坏主要在接缝截面、破坏裂缝集中在接缝，加之节段端面部位的混凝土强度也可能低于其它部位，从而导致受压混凝土更早压溃、接缝截面承载力下降。因此，根据对比试验的统计结果，接缝对抗弯承载力的影响系数取。4.2.2受弯构件在各种受力状态下的截面抗剪承载力设计值均应受到其抗剪承载力上限值的控制，否则抗剪钢筋的强度不能充分发挥，截面抗剪承载力无法达到其设计值。当构件截面抗剪承载力上限值小于截面抗剪承载力设计值时，需要通过调整截面尺寸或优化钢筋配置等方式加以避免。根据357根发生斜压破坏梁的试验数据，对不同混凝土强度的形式、抗剪截面尺寸、腹板高厚比、剪跨比的357根试验梁的试验规律进行对比，并采用已有资料中与试验规律符合最好的公式的表达形式拟合试验数据。在拟合曲线达到包络95%试验数据的保证率后，除以材料分项系数和乘以受力模式不确定系数后得到了计算公式。有关接缝对抗剪承载力上限值影响的问题，目前还没有明确的研究成果，本规程认为接缝对抗剪承载力上限值有不利影响，需考虑接缝对抗剪承载力上限值的折减系数。此外，国内验证试验表明，当有预应力钢筋跨过破坏裂缝时，预应力钢筋的拉力对抗剪承载力上限值有提高作用。因此，本规程计入了预应力钢筋拉力在截面破坏时对承载力的贡献，同时也考虑预应力孔道对抗剪截面宽度的削弱影响。注意到斜压破坏属于脆性破坏，破坏时预应力钢筋拉力的增量很小，故计算时偏安全地采用永存预加力。4.2.3根据试验和理论分析结果，公式以斜截面剪切破坏脱离体建立平衡方程，预应力钢筋达到相应的抗拉强度设计值参与截面受力平衡。其中：混凝土的抗剪贡献偏安全地按试验和理论数据的97.5%保证率取值；箍筋的抗剪贡献受接缝与荷载相对位置的影响较大，在现行标准采用的受力不均匀系数基础上，按试验数据统计再乘以折减系数0.6；预应力钢筋的抗剪贡献按设计要求的保证率取值。试验和理论计算表明，构件的破坏斜裂缝与接缝及荷载的相对位置关系密切，破坏斜裂缝不跨接缝，即破坏斜裂缝的水平投影长度不超出一个节段的长度，故公式中采用按一个节段长度和的较小者计算。4.2.4装配式预应力混凝土受弯构件到达剪弯极限受力状态时，也可能出现沿着接缝的破坏裂缝，是一种与整体浇筑构件不同的破坏形态。这种在弯剪段出现的破坏形态虽与受弯构件正截面破坏形态相似，但截面相应的抗弯承载力却低于受弯构件正截面抗弯承载力。目前，国外规范通常采用一个剪切强度折减系数考虑接缝对抗剪承载力的影响，这样导致了即使箍筋没有起任何作用但计算时仍被计入进去了。国内外大量试验结果表明，在剪力和弯矩共同作用下，由于接缝处纵向普通钢筋不连续及拼接界面缺陷，构件在接缝消压后将会最先开裂，主裂缝在接缝处集中发展，接缝一旦开展到一定高度后，腹板不再可能出现破坏斜裂缝。因此，受弯构件可能以接缝开展的形式发生剪切（剪弯）破坏，在这种情况下剪弯区的混凝土将在剪压应力作用下达到其极限强度，传统设计方法已无法对该破坏形态下的截面承载力进行计算。根据试验结果，考虑接缝对混凝土抗剪强度的折减、混凝土剪-压复合强度准则及假定条件，采用条文中的计算图式进行接缝截面承载力计算方程的推导，经试验验证后再按要求的设计可靠度提出了公式（4.2.4-3）~（4.2.4-7）。由于受弯构件的接缝截面抗剪弯承载力计算公式之间是非线性关联的，建议采用数学迭代计算方法或采用计算机软件直接求解方程组。下面介绍一种简化计算方法：①假定，开始计算；②根据式（6.2.4-5）求解，后取；③根据式（6.2.4-6）求解；④根据下式（1）求解；（4.2.4-1）⑤根据下式（2）求解；（4.2.4-2）⑥代入步骤①继续计算，当时终止计算；⑦输出（，），（，），······，（，），绘制接缝M-V的弯剪耦合承载力相关曲线。⑧（，）位于M-V承载力相关曲线以内，则验算通过，否则不通过。在本规定基本公式的前面给出了剪弯比条件，是为了让计算公式的使用符合假定条件、避免对不发生相应破坏形态的截面进行计算。因为当弯起预应力钢筋的抗剪贡献超出了截面抗剪需求或接缝不开裂而全截面抗剪弯时，接缝截面不可能发生该类破坏。4.2.5同4.2.4条，根据试验结果、考虑接缝对混凝土抗剪强度的折减、混凝土剪-压复合强度准则及假定条件，采用条文中的计算图式进行接缝截面承载力计算方程的推导，经试验验证后再按要求的设计可靠度提出了公式（4.2.5-3）~（4.2.5-6）。4.2.6试验表明：在压-弯-剪共同作用下，由于拼接缝的构造和接缝区域材料强度等因素，装配式混凝土墩柱在接缝截面消压后会集中开裂，接缝一旦开展到一定高度后，附近的斜裂缝（即使之前已有的斜裂缝）就不再发生，最终接缝将发展成为破坏裂缝，且破坏时接缝受压区的应力分布和量值与偏心受压构件有所不同，其整体性能基本与装配式预应力混凝土受弯构件在剪-弯共同作用下的接缝破坏情况一致。由于装配式混凝土大偏心受压构件的裂缝开展特征、破坏形态与受弯构件相似，接缝对大偏心受压构件抗压承载力的影响系数取。4.3持久状况正常使用极限状态计算4.3.1国内外大量的试验和理论研究结果表明，装配式预应力混凝土构件若纵向普通钢筋在接缝处不连续，一旦接缝开裂，裂缝将快速扩展、受力性能明显下降。因此本规范规定：纵向普通钢筋断开时，构件接缝截面应按全预应力混凝土设计。4.3.2在《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362中，已对装配式全预应力混凝土构件的正截面、斜截面及部分预应力混凝土构件斜截面的抗裂验算提出了明确要求，因此本规程采用了相应规定。本规程规定中的部分预应力混凝土构件，是不开裂且应力受限的A类部分预应力混凝土构件。根据试验结果，接缝位置混凝土材料的抗拉强度低于无接缝段约10%~30%，故在作用效应频遇组合下正截面抗裂验算时对公式（4.3.8-2）右侧的混凝土抗拉容许应力偏安全地折减了约30%。4.3.3根据试验资料，装配式预应力混凝土受弯构件在使用荷载下的挠度大于整体施工构件在10%之内。为了计入该影响，将受弯构件的挠度计算值乘以1.1的增大系数或截面刚度计算值乘以0.9。4.4持久状况和短暂状况构件接缝位置应力计算4.4.1根据试验结果，接缝部位混凝土的受力性能相比其它部位有所下降，其中抗拉性能影响较大但抗压性能影响较小。因此，本规程对使用阶段预制拼装预应力混凝土构件正、斜截面最大压应力的限值仍采用现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362的规定。设计时若偏安全考虑，可将重要构件个别关键受力截面的最大压应力限值降低5%。4.4.2短暂状况装配式混凝土构件非接缝截面的最大压应力同现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362的规定。对于接缝截面，由于装配式混凝土构件施工周期短，接缝结合材料可能还未达到正常使用阶段的性能，因此，预应力混凝土和钢筋混凝土构件在接缝截面的最大压应力限值均有所降低。4.4.3构件非接缝截面的最大拉应力限值仍同现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362-2018的规定。考虑到接缝部位混凝土或粘结材料的强度缺陷，同时也为确保持久状况正常使用极限状态的抗裂性能，接缝截面的最大拉应力同抗裂验算中一样折减了约30%。4.4.4预制拼装钢筋混凝土构件非接缝部位中心轴处的主拉应力限值同现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362的规定，但接缝部位的主拉应力限值折减了30%。4.4.5在设置多重剪力键的盖梁或墩柱节段拼装过程中，胶结剂未固化、预压应力或轴向压力低是剪力键最不利的抗剪工况，但此时又不能允许键块破坏。因此，在抗剪承载力验算时，可采用混凝土剪-压复合强度准则作为计算剪力键强度的依据。抗剪承载力计算公式以力的量纲表示，采用系数使混凝土应力达到现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362短暂状况相当的受力容许水平，考虑剪力键部位缺陷对混凝土强度的折减，并偏安全地忽略与剪力平行的涂胶界面的滑动摩阻抗力。4.4.6装配式混凝土墩柱的接缝通常不设剪力键或设少量的定位键，剪切面可与节段接缝的界面重合，属于结合界面的剪切受力问题。当达到设计要求的最短养护时间和强度要求后，在接缝截面混凝土不开裂的前提下，不能允许接缝出现粘结抗力破坏，也不能计入破坏界面的摩阻抗力，故在抗剪承载力验算时仅考虑了接缝界面部位混凝土的粘结抗力。抗剪承载力计算公式以力的量纲表示，并采用系数使混凝土应力达到现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362短暂状况相当的受力容许水平。

5抗震设计5.1一般规定5.1.1装配式混凝土桥墩可供选择的连接方式繁多，采用不同连接方式装配而成的桥墩在抗震性能方面的表现不尽相同，故确定连接方式时需考虑抗震设防需求。5.1.2依据现行《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T2231-01的规定，按延性抗震设计的桥梁，地震作用下利用桥梁墩柱发生塑性变形，延长结构周期，耗散地震能量。对这类结构，需考虑以下几个方面：1）允许发生塑性变形的耗能部位一般选择在墩柱上，墩柱按延性构件设计，可以发生弹塑性变形，耗散地震能量。2）墩柱的设计剪力值按能力保护设计原则进行计算，为与墩柱的极限弯矩（考虑超强系数）所对应的剪力。在计算剪力设计值时，考虑所有塑性铰位置以确定最大的设计剪力。3）盖梁、节点及基础按能力保护构件设计，其设计弯矩、设计剪力和设计轴力为与墩柱的极限弯矩（考虑超强系数）所对应的弯矩、剪力和轴力。在计算盖梁、节点及基础的设计弯矩、设计剪力和设计轴力时，考虑所有塑性铰位置以确定最大的设计弯矩、设计剪力和设计轴力。5.2抗震分析5.2.1E1地震作用下结构在弹性范围工作，关注的是结构的承载力，在此情况下可以近似偏于安全地取桥墩的全截面刚度进行抗震分析，因为取全截面刚度计算出的结构周期相对较短、计算出的地震力偏大，对抗震设计来说是偏安全的。当预制混凝土桥墩采用灌浆套筒连接时，考虑到密集布置的套筒对接缝附近区域刚度有增大影响，因此建议E1下偏保守地采用换算截面法计入套筒的影响。而E2地震作用下，容许结构进入弹塑性工作状态，关注的是结构的变形，此时延性构件采用开裂后的有效截面抗弯刚度，以保证不会过低估计结构的变形，建议忽略灌浆连接套筒对墩柱刚度的影响。本规范列举了目前装配式混凝土桥墩常用的连接方式，其中采用灌浆套筒、灌浆波纹钢管、承插式、插槽式以及湿接缝连接的装配式桥墩，通过精心设计和良好措施保证，实现现场连接后形成的预制桥墩能够在包括水平承载力、变形能力、刚度、耗能能力等抗震性能与传统意义的现浇桥墩保持相同或相似，这一类装配式桥墩的抗弯刚度可借鉴现浇桥墩的公式进行计算。而采用预应力钢筋施加后张预应力的连接方式，预制桥墩在地震作用下的非线性转动主要集中在摇摆节点，主要表现为节点接缝的张开与闭合，避免了在墩底形成塑性铰区，保证即使在大震下预制构件混凝土的拉应力仍处于较低的水平，从而减小了预制构件本身的损伤，其抗弯刚度可以采用全截面计算。5.2.2装配式混凝土桥墩采用除湿接缝和承插式以外的连接形式时，在地震作用下墩底破坏主要集中在接缝的张开闭合以及接缝处混凝土的局部压碎破坏，因此装配式桥墩模拟的重点包括对接缝力学特性的模拟。目前接缝区域的模拟主要有三种方法：第一种是忽略未贯穿接缝的钢筋的作用，将实际接缝的集中变形处理为分散于整个构件受拉侧的变形；第二种是采用与接缝实际高度等长的素混凝土柱来模拟；第三种是并联弹簧模型。5.2.3根据桥梁抗震设防原则，在E2地震作用下，允许桥墩发生损伤和塑性变形，即在E2地震作用下进入非线性工作范围。由于非规则桥梁动力特性的复杂性，采用简化计算方法不能正确把握其动力响应特性，要求采用有限元法建立结构动力空间计算模型。为了正确反映实际桥梁结构的动力特性，要求每个墩柱至少采用三个杆系单元。5.2.4阻尼是影响结构地震反应的重要因素，在进行时程反应分析时可采用瑞利阻尼假设建立阻尼矩阵，即：式中：——结构的阻尼矩阵、质量矩阵、刚度矩阵；——可按下式确定：——结构阻尼比；——桥墩振动的第n阶和第m阶圆频率，一般可取桥墩的基频，取后几阶对结构振动贡献大的模态的频率。5.2.5当桥墩高度与截面尺寸之比较大时，桥墩的几何非线性效应不能忽略，本条直接引用了《公路桥梁抗震设计规范》（JTG/T2231-01-2020）的规定。5.2.6钢筋混凝土盖梁或墩柱的剪切属于脆性破坏，是一种危险的破坏模式。根据能力保护设计原则，墩柱的剪切强度应大于墩柱可能在地震中承受的最大剪力，而最大剪力对应于墩柱塑性铰区域截面可能达到的最大弯矩承载能力。5.2.7钢筋混凝土墩柱的实际极限弯矩要大于其设计承载力，该现象称为墩柱抗弯超强现象。引起墩柱抗弯超强的原因很多，但最主要的原因是钢筋在屈服后的实际极限强度比设计强度大。为保证预期出现塑性铰的构件不发生脆性破坏模式（如剪切破坏、2破坏），并保证脆性构件和不宜用于耗能的构件（即能力保护构件）处于弹性反应范围，在确定它们的弯矩、剪力设计值时，采用墩柱抗弯超强系数来考虑超强现象。5.3抗震验算5.3.1采用延性设计时，装配式混凝土桥墩需要满足现行《公路桥梁抗震设计规范》（JTG/T2231-01）的规定，即：E1地震作用下装配式桥墩一般不受损伤或不需修复即可继续使用，意味着E1地震作用下要求装配式桥墩保持弹性，基本无损伤，需要验算其强度；在E2地震作用下，装配式混凝土桥墩通常为延性构件，可以进入塑性工作，因此需要验算其极限变形能力是否满足要求。对于采用减隔震设计的桥梁，即使在E2地震作用下，桥梁的耗能部位也位于桥梁上、下部连接构件（支座、耗能装置），上部结构、桥墩和基础基本不受损伤或仅局部轻微损伤，但仍处于弹性状态，因此没有必要再进行E1地震作用下的强度验算。减隔震装置是减隔震桥梁中的重要组成部分，需按照现行《公路桥梁抗震设计规范》（JTG/T2231-01）进行验算。5.3.2试验研究表明，装配式桥墩抗剪强度校核包含预制墩柱节段校核和接缝校核。根据国内外预制桥墩拟静力试验结果，当剪跨比为4.0~6.4时，采用灌浆套筒或灌浆波纹管连接的预制试件最终均出现核心混凝土压溃、受拉主筋断裂或者主筋受压屈曲，均为弯曲破坏，未出现接缝截面的剪切滑移破坏。因此当剪跨比较大时，采用灌浆套筒或灌浆波纹管连接的预制桥墩在往复荷载作用下的强度由抗弯能力控制。根据文献（套筒连接的预制拼装桥墩抗剪性能试验，王志强等，同济大学学报（自然科技板），2018年第46卷第6期），当剪跨比小于2时，采用钢筋灌浆套筒连接且套筒预埋于承台的预制试件进行拟静力试验最终破坏模式为弯剪破坏，且实测抗剪承载能力与现浇试件较为接近，可以参照现行《公路桥梁抗震设计规范》（JTG/T2231-01）中的方法进行E2地震作用下预制墩柱斜截面抗剪承载能力计算。根据国内外采用承插式连接的预制桥墩试件拟静力试验结果，当剪跨比为3~5.83，墩柱埋入深度以及接缝承载力使得破坏仅出现在墩柱，并且其抗震性能与传统意义的现浇桥墩保持相同或相近，可以采用参照现行《公路桥梁抗震设计规范》（JTG/T2231-01）中的方法进行E2地震作用下预制墩柱斜截面抗剪承载能力计算。5.3.3震害调查表明，矮墩的地震损伤主要破坏模式为剪切破坏，属脆性破坏，因此要求E2地震作用下，高度较矮及高宽比小于2.5的装配式桥墩，一般不作为延性构件设计，需要验算其抗弯和抗剪承载力，不需要验算其变形能力。5.3.4根据对国内外装配式混凝土桥墩拟静力试验结果的统计分析，采用灌浆套筒、灌浆波纹管连接的预制试件与整体现浇试件损伤过程、破坏模式总体上接近，滞回环、骨架曲线、等效刚度、滞回耗能、残余变形发展趋势基本一致，且峰值荷载相当，但装配式混凝土桥墩存在接缝张开现象，最大曲率集中于接缝附近，破坏主要集中在接缝附近，相较于现浇试件，预制试件墩顶极限位移偏小，等效塑性铰长度偏小。表5-1列举了套筒/波纹管预埋于承台中的装配式桥墩等效塑性铰长度实测结果。各试验中现浇试件与对应预制试件的实测等效塑性铰长度之比为1.13~2.0，中值为1.5。因此，基于《公路桥梁抗震设计规范》（JTG/T2231-01—2020）第7.4.4条计算的现浇混凝土桥墩等效塑性铰长度，建议引入等效塑性铰长度折减系数1.5，来计算采用在承台中预埋灌浆套筒、灌浆波纹钢管连接的装配式桥墩等效塑性铰长度。表5-1装配式桥墩试件与现浇试件等效塑性铰长度实测结果对比表试件编号连接形式套筒、波纹管预埋位置Lp（实测)2灌浆套筒承台152.00C1灌浆套筒承台201.50C2灌浆套筒承台201.50C3灌浆套筒承台201.50D1灌浆波纹管承台201.50D2灌浆波纹管承台201.50D3灌浆波纹管承台201.50precast1灌浆套筒承台20.31.502灌浆套筒承台152.673灌浆波纹管承台251.60BBPC-1灌浆波纹管承台23.01.13PRC-H14灌浆波纹管承台31.11.475.3.5对于双柱式、排架式墩横桥向，以及采用预应力钢筋连接的装配式桥墩，由于很难根据塑性铰转动能力直接给出计算墩顶容许位移的计算公式，建议采用非线性静力分析方法计算墩顶容许位移。5.4抗震措施5.4.1根据相关研究结果，灌浆套筒预埋在承台中时塑性铰行为与现浇桥墩试件更为相近，塑性铰区裂缝分布均匀，后期裂缝开展集中在接缝附近。灌浆套筒预埋在墩柱内时，装配式桥墩试件在套筒位置刚度大，套筒高度范围内裂缝很少，裂缝集中于接缝和套筒顶部2个区域，在套筒顶部可能形成第二塑性铰，其变形、破坏机制与传统现浇桥墩不同。灌浆套筒预埋在墩柱内的装配式混凝土桥墩试件样本数较少，其变形能力、破坏机制尚无深入的研究，因此，建议将灌浆套筒设置在承台或者盖梁中。若将套筒设置在墩柱中，考虑到对墩柱自身局部刚度的影响，为确保预制墩柱具有足够的延性变形能力和抗剪能力，避免塑性铰区域套筒处箍筋配筋率的突变，箍筋减少需缓慢变化。5.4.2横向钢筋在桥梁墩柱中的功能主要有以下三个方面:1）用于约束塑性铰区域内混凝土，提高混凝土的抗压强度和延性；2）提供抗剪能力；3）防止纵向钢筋压曲。在处理横向钢筋的细部构造时需特别注意，由于表层混凝土保护层不受横向钢筋约束，在地震作用下会剥落，这层混凝土不能为横向钢筋提供锚固。因此，所有箍筋都应采用等强度焊接来闭合，或者在端部弯过纵向钢筋到混凝土核心内，角度至少为135°。为了防止纵向受压钢筋的屈曲，矩形箍筋和螺旋箍筋的间距不应过大。5.4.3研究表明，当耗能钢筋用量过高时，节段预制拼装桥墩在地震作用下的损伤也增大，残余位移提高，并提出了为了确保预制桥墩的自复位能力，耗能钢筋对水平承载力的贡献率ED不应超过35%，ED按下式计算：（5.4.3-1）式中：Vexp——设置耗能钢筋后能承受的最大水平荷载（kN），根据push-over分析计算；Vexp0——不设置耗能钢筋时能承受最大水平荷载（kN）。多项研究提出了，为了防止墩底接缝处有粘结预应力钢筋和耗能钢筋在地震作用下因接缝反复开合而发生低周疲劳破坏，过早拉断，建议在墩底接缝附近设置无粘结段。无粘结段长度可以根据抗震需求确定，必要时也可以开展装配式桥梁下部结构的接缝连接构造低周疲劳性能的试验研究。5.4.4对于采用预应力钢筋连接的节段预制拼装桥墩，若不设置剪力键或抗剪销，节段接缝面的抗剪承载力较低，为避免因底节段损伤造成桥墩在地震作用下发生难以修复的剪切破坏，建议在接缝处增设剪力键。剪力键的设置可以参考节段预制箱梁剪力键的构造要求。

6构造要求6.1一般规定6.1.1水位变动区及浪溅区的工作环境具有干湿交替的特点，使氯离子更容易侵入到混凝土中造成钢筋锈蚀，考虑到接缝处材料不连续，孔隙率较大，其耐久性能有可能称为装配式混凝土桥墩的薄弱部位，因此装配式混凝土桥墩的拼接缝不宜设置于水位变动区及浪溅区；考虑到位于严寒地区的河道或湖水冻结线区域的桥墩，冬季冰压力对装配式桥墩拼接缝的耐久性将产生不利影响，因此，拼接缝设置宜尽量避开冰冻区域，否则应设置可靠的隔水构造措施。其隔水措施如外包防水混凝土、坐浆包裹等。6.1.2在方案设计阶段，应协调和加强设计、预制、运输、拼装等单位间的关系和配合，构件的预制方案主要受限于运输和施工条件，因此应根据工程实际情况确定合理的结构尺寸，当预制构件体量较小时优先选用整体预制方案。6.2盖梁6.2.1装配式混凝土盖梁采用竖向分段拼装建造时，参考预制节段箱梁的构造，从施工和受力角度出发，盖梁节段截面上宜采用剪力键方式，剪力键方式可参考预制节段箱梁剪力键的构造要求。6.2.2简支变连续桥梁兼具简支梁桥和连续梁桥的特点，具有结构冗余度高、抗震性能好、行车舒适平顺等优点。美国加利福尼亚州交通厅于2015年开展的系列研究表明，预制盖梁和预制梁可通过设置纵向、横向湿接缝形成整体，实现先简支、后连续的结构体系转化，并能确保上部结构在地震作用下共同受力，保持结构连续。基于研究成果，提出若干采用预埋钢筋或预应力束、设置横向传力杆的构造措施，增补至2019年版抗震设计规范（CaltransSeismicDesignCriteria,V2.0），并在美国加利福尼亚州高地震烈度区预制装配式桥梁中应用。6.3横系梁6.3.1该构造特征在于：适用于高墩分节段预制墩柱的台座式连接构造。墩柱横系梁长度为上节段墩柱间的净距，工厂预制时预留后浇段钢筋；墩柱侧向横系梁位置预留后浇段锚固钢筋，并与横系梁预留钢筋错开；连接台座锚固钢筋向上延伸至横系梁顶，与墩柱预留钢筋、横系梁预留钢筋共同绑扎成后浇段钢筋骨架，定模浇筑UHPC。相对于立柱设置临时支承，主要优点是：有效解决了困扰工程界的高墩预制横系梁无支架拼装的工艺问题，为高墩全构件预制装配提供了一种方案；利用墩柱上预制节段的连接台座进行横系梁临时就位，避免了高空支架搭设，施工方便，减小了施工成本。6.4墩柱6.4.1离心法制作混凝土构件可以达到较高的强度，结合公路工程中常用墩柱尺寸、预制工艺和强度需求，提出混凝土强度等级低限为C50。考虑空心墩柱刚度相对于实心墩要更低以及偏心距增大系数等影响，规定空心墩柱直径应不小于1m。空心墩柱壁厚设计主要由受力计算控制，包含极限承载能力、轴压比、抗剪能力等，管墩壁厚过薄时，可能出现局部压溃破坏，故规定管墩壁厚应不小于150mm。6.4.2为了保证在地震荷载作用下，纵向钢筋不发生粘结破坏，墩柱的纵筋应尽可能地延伸至盖梁和承台的另一侧面，纵筋的锚固长度应在按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG3362第9.1.4条的要求基础上增加10ds，ds为纵筋的直径，不应在塑性铰区域进行纵筋的搭接。6.5灌浆套筒连接6.5.1装配式混凝土桥墩的连接方式有多种类型。灌浆套筒连接是通过高强无收缩灌浆料填充在钢筋与连接套筒间隙，硬化后形成接头，将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接构造。根据HRB400钢筋接头试验研究，对于全灌浆套筒，为保证钢筋、灌浆料及套筒体系可靠，套筒一端钢筋锚固长度不能小于10ds（ds为被连接纵向钢筋直径）；为保证压浆质量，压浆顺序应由下至上，并保证在压浆口下缘布置一道箍筋，因此，压浆口下缘与端部净距应大于30mm，不应大于50mm；由于全灌浆套筒分现场拼装端和预制安装端，安装时应特别注意。对于HRB500及以上热轧钢筋，应进行连接方式和锚固长度的专项研究。对于半灌浆套筒，为保证钢筋、灌浆料及套筒体系可靠，现场灌浆拼接端钢筋锚固长度不能小于10ds（ds为被连接纵向钢筋直径）。6.5.2考虑到当连接套筒位于盖梁或承台内时，为确保预制拼装桥墩墩身塑性铰区域具有可靠的延性能力及纵向钢筋与套筒可靠的锚固，参考现行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166的规定，要求加密区域配置的箍筋应延续到预制承台或盖梁内，延伸长度不宜小于墩柱长边尺寸的1/2，并不应小于500mm，且在满足现有抗震设计规范构造要求的情况下，延伸到预制承台或盖梁的距离还不应小于连接套筒的高度，预制墩柱内的加密箍筋高度按现有抗震设计规范构造要求配置即可。6.6灌浆金属波纹管连接6.6.1灌浆金属波纹管应有足够强度和刚度确保施工浇筑振捣等工况作用下波纹管不破损、不变形。可借鉴现行行业标准《预应力混凝土用金属波纹管》JG225的相关规定选用灌浆金属波纹管。目前工程中，采用轧制钢管制作的灌浆金属波纹管取得较好效果，相关标准也正在编制，发布后可参考使用。根据试验研究，为确保灌浆金属波纹管连接可靠，本条文对波纹管的长度、直径、肋高等做出了一系列的规定。我国现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362及《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T2231-01对受拉直筋锚固于强度大于C40混凝土，建议锚固长度大于30ds，考虑抗震影响，建议增加10ds。考虑到预制立柱中灌浆金属波纹管灌浆料强度可达100MPa，可将纹管中钢筋的锚固长度可适当缩短，参考国内外已有的试验成果，可缩短至24ds。考虑到抗震构造要求，波纹管预埋在盖梁或承台中时，应在24ds的基础上增加10ds。如果盖梁或承台混凝土强度低于C40，应通过试验研究确定锚固长度。6.6.