四川省城市桥梁预制拼装桥墩设计标准

四川省工程建设地方标准四川省城市桥梁预制拼装桥墩设计标准2019-05-20发布2019-10-01实施四川省住房和城乡建设厅发布四川省工程建设地方标准Thestandardfordesignofprecastandassemble西南交通大学出版社3关于发布工程建设地方标准川建标发(2019)272号由成都市土木建筑学会和上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司主编的《四川省城市桥梁预制拼装桥墩设计标准》方标准，编号为DBJ51/T124-2019,自2019年10月1日起在2019年5月20日5建标发〔2018〕104号)的要求，由成都市土木建筑学会、上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司会同有关单位进行了本标准共分6章，主要技术内容包括：1总则；2术语和符号1栋2214号，邮编：610031;电话邮箱：上海市城市建设设计研究总院(集团)有参编单位：四川西南交大土木工程设计有限公司6上海城建市政工程(集团)有限公司7 12术语和符号 22.1术语 22.2符号 33基本规定 6 74.1混凝土和钢筋 74.2高强无收缩水泥灌浆料 4.3灌浆连接套筒 4.4灌浆连接金属波纹管 94.5砂浆垫层和环氧黏结剂 4.6预应力筋-锚具组装件 5预制拼装桥墩设计 5.1一般规定 5.2设计验算 5.3构造设计 6预制拼装桥墩抗震设计 216.1一般规定 216.2抗震验算 86.3抗震构造 26 29引用标准名录 31 339 1 2 2 33Basicrequireme 6 74.1Concreteandreinforcemen 74.2High-strengthnon-shrink 7 8 94.5Groutpad(beddingm 21 21 26Explanationofwordinginthis Listofquotedstandards Addition:Explanationofprovisions 11.0.1为了适应预制拼装技术在桥梁下部结构建造的应用需22.1.1预制拼装桥墩prefabricatedbridgepier由预制混凝土节段通过连接构造拼装形成的混凝土桥墩结2.1.2钢筋套筒灌浆连接groutedsleevesplicingofrebars2.1.3钢筋金属波纹管灌浆连接gro在金属波纹管中插入单根带肋钢筋并注入灌浆料拌合物，通过拌合物硬化形成的对钢筋的单向锚固构造，简称波纹管灌浆连接。2.1.4钢筋连接用灌浆套筒grou2.1.5钢筋连接用灌浆金属波纹管groutedductforrebar2.1.6高强无收缩水泥灌浆料high-strengthnon-shrinkage3辅以高流动、防离析、微膨胀等性能外加剂组成的固态混合料，现场加水搅拌均匀后用于填充钢筋和套筒或金属波纹管间的空2.1.7砂浆垫层beddingmortar填充在预制构件之间拼接缝处的高强无收缩水泥砂浆过渡2.1.8环氧拼接缝epoxyjoint2.1.9匹配法matchingmethod2.1.10非匹配法non-matchingmethod2.1.12E2地震作用earthquakeactionE22.2.1作用和作用效应4核心混凝土面积；d——灌浆连接套筒外径；箍筋的间距。63.0.2在预制拼装桥墩初步设计阶段，应遵循标准化和模数化3.0.4设计单位编制的设计文件应明确设计意图，指出关键技3.0.5预制立柱节段之间的钢筋连接应采用灌浆套筒，预制立3.0.6抗震设防烈度为7度及以下地区的城市桥梁工程中，预金属波纹管设置在立柱内；抗震设防烈度为8度时，预制立柱与7检测项目竖向自由膨胀率84.2.2高强无收缩水泥灌浆料的试验方法、检验与验收应符合现行行业标准《钢筋连接用套筒灌浆料》JGT408的相关9内径外径注：表内套筒尺寸为推荐值，可根据实际生产条4.4.2金属波纹管全长不应小于24dg,且不得拼接；内径不宜于10cm的波纹管，其钢带厚度(壁厚)不应小于0.45mm,波4.4.3金属波纹管下端应设置压浆口，上端应设置出浆口或直接由端部出浆；压浆口下缘与端部净距应大于30mm,不应大于4.4.4金属波纹管与高强无收缩水泥灌浆料组合体系性能应符4.5.1不同类型预制构件拼缝处宜采用砂浆垫层，砂浆垫层应采用高强无收缩砂浆。在标准试验方法下，高强无收缩砂浆1d并高出被连接构件混凝土抗压强度不少于10MPa,且28d竖向膨胀率应控制在0.02%～0.10%。4.5.2砂浆垫层用高强无收缩砂浆宜选用质地坚硬、级配良好的中砂(天然砂或机制砂),细度模数不应小于2.3,且不应大于3.0,含泥量不应大于1%,且不应有泥块存在。4.5.3同类型预制构件拼缝处宜采用环氧黏结剂，环氧黏结剂性能项目≥60,且≤240固化速度(低限温度条件)12h抗压强度/MPa不挥发物含量(固体含量)吸水率(高限温度条件)水中溶解率(高限温度条件)高限温度0℃≤适用温度<10℃≤适用温度<力学性能且为混凝土内聚破坏50℃温度、95%相对降低率5%氯化钠溶液、喷雾温度(35±2)℃、每0.5h、作用持续时间90d,到期钢-钢拉伸≤5%,且不得有注：1本条文中所列指标均为胶体在适用温度范围内的值；3在进行持久状况和短暂状况构件的应力计算时，作用除4在进行预制构件翻转、运输、吊运、安装等短暂状况下的施工阶段验算，应将构件自重标准值乘以动力系数1.2(对结构不利时)或0.85(对结构有利时),并可视构件具体情况作适2立柱与其他构件及立柱节段间拼接缝处的耐久性设计应1单根盖梁分节段预制拼装时，在节段拼接缝处的环氧黏结剂固化过程中，需施加临时预压力将环氧黏结剂在盖梁全断面均匀挤出，保证盖梁节段拼接缝处的正压应力不应小于2在进行承载能力极限状态计算时，应计入盖梁节段间拼3盖梁节段间拼接缝处的耐久性设计应根据桥梁运营和所1系梁与立柱拼接缝处的环氧黏结剂固化过程中，需施加2在进行承载能力极限状态计算时，应计入拼接缝张开时3系梁与立柱拼接缝处的耐久性设计应根据桥梁运营和所5.3.1为降低施工成本，提高模具的通用性和周转率，设计时20cm的模数。5.3.2设计预制立柱时，应考虑上、下砂浆垫层厚度的影响，5.3.3同类型预制构件拼缝处宜采用环氧黏结剂，不同类型预5.3.4预制构件的拼接面设置剪力键时应采用匹配法施工，拼1中部系梁整体预制时，上下应各带一段立柱，每段高度墩柱图5.3.5-1中部系梁预制示意图图5.3.5-2顶部系梁预制示意图>50m>50m>50m>50m预应力钢束图5.3.5-3系梁设置预应力预制示意图5.3.11预制拼装桥墩中的圆形金属波纹管净距不应小于5.3.12预制拼装桥墩中立柱与承台或立柱与盖梁之间的拼接缝砂浆垫层厚度宜为10mm～30mm,立柱节段之间或盖梁节段之间的环氧接缝厚度宜为1mm～3mm。5.3.13墩柱的纵向主筋应延伸至盖梁顶面和承台底面附近，如图5.3.13-1、图5.3.13-2所示。8图5.3.13-2金属波纹管连接模式下墩柱纵向主筋长度5.3.14预制拼装立柱中采用预应力钢绞线或精轧螺纹钢筋时5.3.15预制拼装盖梁采用上下分层建造时，下层预制构件与上5.3.16对可能承受车船撞击力作用的立柱，预制立柱的拼接面5.3.17施工方案中预制节段预埋件、吊点等的设置方案宜由设6预制拼装桥墩抗震设计6.1一般规定6.1.1采用灌浆连接套筒或波纹管灌浆连接的预制拼装混凝土桥墩，可按本节条文规定进行抗震分析和验算。6.1.2除满足本章规定外，预制拼装混凝土桥墩抗震分析、抗震设计和延性构造应符合现行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》6.2抗震验算6.2.1在进行预制拼装桥墩抗震分析时，E1地震作用下，立柱抗弯刚度可按毛截面计算；E2地震作用下，潜在屈服立柱的有效截面抗弯刚度应按式(6.2.1)计算。6.2.2在E1地震作用下，预制拼装立柱在弹性范围内工作，基本不损伤，应校核其强度；E2地震作用下，预制拼装立柱可发生损伤，产生弹塑性变形，耗散地震能量，但立柱的塑性铰区域应具有足够的塑性变形能力。能力，按式(6.2.7-1)计算：盖梁内时，取2.2;计算结果的较小值。式中H——悬臂柱的高度或塑性铰截面到反弯点的距离(cm);b——矩形截面的短边尺寸或圆形截面直径(cm);fy——纵向钢筋抗拉强度标准值(MPa);ds——纵向钢筋的直径(cm)。6.2.8预制单立柱容许位移应按式(6.2.8)计算。6.2.9对于预制双柱墩、排架墩(图6.2.9),其顺桥向的容许位移可按式(6.2.8)计算；横桥向的容许位移可在盖梁处施加水平力F,进行非线性静力分析，当立柱的任一塑性铰达到其最大容许转角时，盖梁处的横桥向水平位移即为容许位移。式中Vco——剪力设计值(kN);fa—混凝土抗压强度设计值(MPa);μ₄——立柱位移延性系数，为立柱地震位移需求Aa与立柱Pc——立柱截面最小轴压力，对于框架墩横向需按本标准第6.2.9条计算(kN);fkh——箍筋抗拉强度标准值(MPa);b——墩柱的宽度(cm);D′——螺旋箍筋环的直径(cm);ho——核心混凝土受压边缘至受拉侧钢筋重心的距离(cm);6.2.14预制拼装立柱拼接缝处沿顺桥向和横桥向的抗剪强度应按式(6.2.14)验算。Ak——破坏面上键根部的面积(mm²);f——混凝土立方体极限抗压强度；On——接缝上的压应力(MPa);Asm——破坏面上的摩擦接触面积(mm²),为拼接面扣除6.3抗震构造6.3.1抗震构造设计应满足现行行业标准《城市桥梁抗震设计6.3.2连接套筒设置在立柱内且其位于潜在塑性铰区域内时，箍筋的配置还应符合下列规定：1箍筋加密区长度应取抗震设计要求长度与连接套筒长度之和(图6.3.1),且套筒外第一道箍距离套筒端部不应大于50mm;箍筋加密区的长度不应小于连接套筒的高度加5d(连接套筒外径)范围。箍筋加密区长度箍筋加密区长度V6.3.3预制拼装桥墩柱身塑性铰加密区域配置的箍筋应延伸到6.3.4抗震设防烈度8度及以上地区的城市桥梁，桥墩预制拼2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为“应符引用标准名录15《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》四川省城市桥梁预制拼装桥墩设计标准f 393基本规定 44 4.4灌浆连接金属波纹管 485预制拼装桥墩设计 5.3构造设计 50 526.1一般规定 52 6.3抗震构造 54灌浆连接套筒拼装端图1套筒灌浆连接示意图盖梁内预埋灌浆波纹管盖梁内预埋灌浆波纹管柱内次筋灌浆波纹管立柱顶锚固连接主筋图2波纹管灌浆连接示意图制桥墩可用于地震危险区，但对于8度区，宜采用灌浆套筒设置在承台或盖梁内的连接方案。考虑到9度高地震危险性地区桥梁围进行了适当的规定，并规定9度区宜进行专项研究论证。3.0.1~3.0.3桥梁桥墩预制(图3)拼装方案和预制能力、运图3预制拼装桥墩示意图(适用于抗震设防烈度7度及以下地区)3.0.5根据套筒灌浆连接及灌浆金属波纹管连接不同的锚固力3.0.6已有试验研究表明，灌浆连接套筒布置在立柱中时，金属套筒对立柱局部的刚度有影响，因此在立属套筒对刚度的影响。对于设防烈度7度以上地区，采用套筒连接的预制拼装混凝土桥墩的抗震性能研究成4.1.3对于HRB500及以上热轧钢筋，应进行连接方式和锚固4.2.1高强无收缩水泥灌浆料是两种连接模式均需使用的填充4.3.1由于高强球墨铸铁具备优秀的物理、力学、机械加工性出浆管出浆管止浆塞压浆管灌浆套筒灌浆料及套筒体系可靠，套筒一端锚固长度不能小于10ds(ds为被连接纵筋直径),总长不小于20ds;为保证压浆质量，压图5灌浆连接金属波纹管4.4.2根据试验研究，采用金属波纹管连接(金属波纹管设置在承台和盖梁内)的预制拼装桥墩的力-位移滞回曲线、变形能力和耗能能力与普通钢筋混凝土桥墩基本相近，直到构件完全失去抗推承载能力，波纹管灌浆连接方式的钢筋也没有与周边所灌浆体发生相对滑移，满足预期常规作用及地震作用下的性能要求。本条文对波纹管的长度、直径、肋高等做出了一系列的规定。我国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵对受拉直筋锚固于混凝土强度大于C40,建议锚固长度大于30dg,考虑抗震影响，建议增加10dg。AASHTO(美国国家公路与运输协会)建议的锚固长度计算见下式：f——混凝土圆柱体设计抗压强度；验成果，可缩短至24ds。4.4.3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。4.6.1~4.6.2不同构件之间的拼装需采用特殊的预应力组合体