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文档简介
ICS93.040
CCSP26
T/TMAC
团体标准
T/TMAC×××—2023
————————————————————————————————————————
先组合钢板梁桥设计与建造技术标准
Technicalstandardfordesignandconstructionofpre-composedsteelplatebeambridge
(征求意见稿)
202X-××-××发布202X-××-××实施
中国技术市场协会发布
T/TMACXXX—2023
先组合钢板梁桥设计与建造技术标准
1范围
本文件界定了先组合钢板梁桥的术语,规定了材料、结构计算、结构设计、加工与制造、
现场施工等要求。
本文件适用于跨径不大于45m的公路先组合钢板梁桥上部结构设计与施工,具备运输
条件的市政先组合钢板组合梁桥可参照执行,跨径不大于60m的先组合钢板梁桥上部结构设
计与施工可参考本文件。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期
的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括
所有的修改单)适用于本文件。
GB/T714桥梁用结构钢
GB/T1228钢结构用高强度大六角头螺栓
GB/T1229钢结构用高强度大六角头螺母
GB/T1230钢结构用高强度垫圈
GB/T1231钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件
GB/T1591低合金高强度结构钢
GB/T23439混凝土膨胀剂
GB/T31387活性粉末混凝土
JGJ/T221纤维混凝土应用技术规程
JT/T722公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件
JTGD60公路桥涵设计通用规范
JTGD64公路钢结构桥梁设计规范
JTG/TD64-01公路钢混组合桥梁设计与施工规范
JTG/T3310公路工程混凝土结构耐久性设计规范
JTG3362公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范
JTG3363公路桥涵地基与基础设计规范
JTG/T3650公路桥涵施工技术规范
3术语和定义
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下列术语和定义适用于本文件。
3.1
先组合钢板梁桥prefabricatedcompositesteelplatebeambridge
上部结构采用混凝土桥面板与工字形钢主梁在工厂先形成预制组合梁再整体架设的桥
梁。
3.2
钢主梁steelgirder
与混凝土桥面板形成组合截面的纵桥向主要受力构件。
3.3
π形梁πshapedbeam
两片工字形钢主梁与混凝土桥面板结合形成预制组合梁
3.4
边支点横梁endcrossbeam
一联桥两端主梁简支支点处的混凝土横梁。
3.5
中支点横梁middlecrossbeam
一联桥主梁连续支点处的混凝土横梁。
3.6
纵向湿接缝longitudinalwetjoint
两片π形梁之间沿桥梁纵向的桥面板湿接缝
3.7
跨间钢横梁internalcrossbeam
主梁非支点处的跨间钢横梁。
3.8
负弯矩区抗裂措施anti-crackingatnegativebendingmoment
为防止组合梁连续支点处承受负弯矩桥面开裂采取的措施。
3.9
T形湿接缝T-shapedwetjoint
为提升湿接缝的抗裂能力,在混凝土桥面板或混凝土中横梁设置的T形断面湿接缝。
3.10
超高性能混凝土ultra-highperformanceconcrete;UHPC
具有超高强度、超高韧性、超长耐久性的水泥基复合材料。
4材料
4.1一般规定
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钢板组合梁使用的材料除应符合本文件的规定外,尚应符合有关法律、法规及国家、行
业现行有关标准的规定。
4.2钢材
4.2.1主梁钢材牌号不应低于Q345q或Q355,交货状态宜为TMCP,质量应符合GB/T714或
GB/T1591的规定。
4.2.2钢材强度设计值应按照JTGD64的规定执行。
4.2.3主梁钢材可采用耐候钢,钢材牌号不应低于Q345qDNH,交货状态宜为TMCP,质
量应符合GB/T714的规定。
4.2.4耐候钢在无涂装使用情况下,耐大气腐蚀性指数不应小于6.0,且不应使用在以下环
境:
a)年平均湿度大于80%;
b)空气中的盐分(NaCl)含量超过0.05mdd;
c)重腐蚀性工业大气或硫酸盐(SO3)含量超过2.1mdd;
d)通风性较差地区;
e)距离设计水位线2.5m以内;
f)大量使用融雪剂(除冰盐)且有大量盐分聚集地区。
4.3混凝土
4.3.1钢筋混凝土桥面板混凝土强度等级不应低于C40,设计指标应符合JTG3362的规
定。
4.3.2现浇中横梁、端横梁与纵向湿接缝土宜采用微膨胀纤维混凝土,相关技术指标应符合
JGJ/T221、GB/T23439的规定。为提高现浇湿接缝混凝土的抗裂性,减小收缩率,提高密
实度,需在混凝土内掺入高模量高强度复合纤维,纤维掺量参考值范围0.8~1.5kg/m3。微膨
胀混凝土水中养护14天的最小限制膨胀率≥2.5×10-4,随后放在恒温恒湿室养护28天的最大干
缩率≤3.0×10-4。
4.3.3负弯矩区桥面板上层及现浇纵向湿接缝可采用超高性能混凝土(UHPC),技术标准
满足表1规定:
表1UHPC技术指标
指标
材料性能测试依据
龄期指标
2d≥40
抗压强度(MPa)GB/T313877d≥80
28d≥120
弹性模量(GPa)GB/T313872d≥16
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7d≥28
28d≥40
2d≥8
抗折强度(MPa)GB/T313877d≥16
28d≥22
抗拉强度(MPa)DL/T519328d≥8
限制膨胀率(%)GB/T234397d0~0.02
28天收缩率(με)GB/T50082<150
坍落扩展度(mm)GB/T50080≥660
4.4钢筋
钢筋设计指标应符合JTG3362的规定。
4.5连接件
螺栓连接应采用高强度螺栓摩擦型连接,应满足GB/T1228、GB/T1229、GB/T1230、
GB/T1231规定。
5结构计算
5.1一般规定
5.1.1先组合钢板梁应进行以下极限状态设计:
a)承载能力极限状态:包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏,结构、构件丧失稳定
及结构倾覆;
b)正常使用极限状态:包括影响结构、构件正常使用的变形、开裂、界面滑移验算及
影响结构耐久性的局部损坏。
5.1.2先组合钢板梁设计应根据不同种类的作用及其对结构、构件的影响、桥梁所处的环境
条件,考虑以下四种设计状况:
a)持久状况应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计;
b)短暂状况应近在承载能力极限状态设计,必要时进行正常使用极限状态设计;
c)偶然状况应进行承载能力极限状态设计;
d)地震状况应进行承载能力极限状态设计。
5.2作用与作用组合
5.2.1先组合钢板梁设计应考虑结构上可能出现的所有作用,包括结构重力、基础变位、混
凝土收缩和徐变、活载、施工荷载、温度效应等,并按JTGD60的规定要求进行作用组合。
5.2.2先组合钢板梁的作用效应计算应符合下列规定:
a)应按弹性方法进行计算,必要时应考虑结构的二阶效应;
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b)应考虑施工方法及顺序的影响;
c)应考虑混凝土开裂、混凝土收缩徐变等因素的影响。
5.2.3主要作用:
a)结构重力:钢构件和混凝土桥面板自重按照构件实际重力计算。初步试算时,钢构
件可按照其截面尺寸并考虑1.15倍放大系数估算其重力。
b)基础变位:超静定结构当考虑由于地基压密等引起的长期变形影响时,应根据最终
位移量计算构件的效应。当采用经验估值时,按照JTG3363的规定,相邻墩台间不
均匀沉降差值(不包括施工中的沉降)不应使桥面形成大于2‰的附加纵坡(折角)。
c)混凝土收缩和徐变:
1)混凝土收缩产生的效应可按现行JTG3362的相关规定计算;
2)在进行组合梁桥整体分析时,可采用调整钢材与混凝土弹性模量比的方法考
虑混凝土徐变的影响,按照JTG/TD64-01的相关规定计算;
3)超静定结构中混凝土收缩徐变所引起的效应,宜采用有限元方法计算。
d)活载:汽车荷载及汽车冲击荷载、人群荷载按照JTGD60规定取值。
注:施工荷载作为临时荷载考虑,包含施工模板及支架、人员荷载、施工设备等。梁上运梁时,
运梁车及运输预制梁自重可按1.3考虑动力放大系数。对采用的施工工艺,按照施工顺序进行承
载能力极限状态验算。根据需要进行正常使用极限状态分析。
e)温度效应:组合梁应按现行JTGD60的相关规定计算温度效应。
5.2.4作用组合:
a)作用组合按下列三个阶段进行计算:
1)第一阶段,先组合钢板梁位于预制场内,处于多点连续支撑状态,组合梁按整
体计算,考虑混凝土桥面板收缩徐变在组合梁截面引起的结构次内力;
2)第二阶段,混凝土桥面板与钢主梁进行结合,在完成体系转换前先组合钢板梁
处于简支状态,组合梁按整体计算,荷载应考虑组合构件自重、部分桥面系及
附属自重以及施工荷载等;
3)第三阶段,在桥位完成中横梁、边横梁的现浇,体系转换后先组合钢板梁处于
连续状态,组合梁按整体计算,荷载应考虑部分桥面系自重及附属以及使用阶
段可变作用等。
b)主要作用组合:
1)组合前恒载+施工荷载;
2)恒载+活载;
3)恒载+活载+徐变+收缩;
4)恒载+活载+徐变+收缩+温度作用;
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5)恒载+活载+徐变+收缩+温度作用+基础变位;
6)偶然组合;
7)地震作用组合。
c)进行承载能力极限状态计算时,作用组合采用基本组合。
d)进行正常使用极限状态计算时,作用组合采用频遇组合、准永久组合。
5.3计算模型
5.3.1先组合钢板梁整体稳定、强度、刚度和疲劳分析时,可建立梁格模型或单梁模型。对
形状规则桥梁,可采用单梁模型;形状特殊桥梁和超宽桥梁等,宜采用梁格模型。钢混结合
段分析时,宜采用有限元空间模型。
5.3.2采用单梁模型时,荷载横向分布系数应符合下列规定:
a)在支点断面,采用横向铰接板法或杠杆原理法计算;
b)在四分点断面和跨中断面,采用偏心压力法;
c)先组合钢板梁桥在其适用跨径范围内,各片梁的横向分布系数随桥梁跨径的变化影
响很小,在设计时可以采用统一的横向分布系数;
d)桥梁宽度变化对先组合钢板梁桥横向分布系数的影响较小,两车道和三车道桥梁可
简化采用统一的横向分布系数。
5.3.3采用梁格法建模时,可按图1建模,横向梁单元间距不应大于1.5m,开裂区桥面板刚
度只计入钢筋的影响。
图1梁格法模型示意图
5.3.4负弯矩区桥面板按普通钢筋混凝土构件设计时,开裂的影响可按下列规定执行:
a)假定负弯矩区桥面板混凝土不开裂,混凝土作为钢梁上翼缘与钢梁一起承担荷载,
该模型用于判断混凝土是否开裂,计算剪力件数量;
b)考虑负弯矩区混凝土开裂退出工作,根据JTGD64,开裂范围考虑中支点两侧0.15L,
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仅考虑有效截面内的钢筋作用。该模型用于钢梁强度计算、钢筋应力计算、裂缝宽
度计算、挠度计算、疲劳计算等。
5.4承载能力极限状态计算
5.4.1抗弯承载力计算
先组合钢板梁应按下列要求进行抗弯承载力计算:
a)先组合钢板梁的作用效应及抗力计算均采用线弹性计算方法,承载力极限状态以
计算截面的边缘应力达到材料强度设计值为标志,同时需考虑施工方法、混凝土桥
面板剪力滞后效应及混凝土开裂等影响。
b)先组合钢板梁正弯矩区抗弯承载力应符合下列规定:
IIIM
d,i.............................(1)
iIWeff,i
................................()
0f2
式中:
i——变量,表示不同的应力计算阶段;其中,i=I表示先组合钢板梁处于多点连续
支撑状态的应力计算阶段(考虑混凝土桥面板收缩徐变在组合梁截面引起的结
构次内力);i=II表示先组合钢板梁处于简支状态的应力计算阶段;i=III表
示先组合钢板梁处于连续状态的应力计算阶段;
Md,i——对应不同应力计算阶段,作用于钢梁或组合梁截面的弯矩设计值(N·mm);
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Weff,i——对应不同应力计算阶段,钢梁或组合梁截面的抗弯模量(mm);
f——钢筋、钢梁或混凝土的强度设计值(MPa)。
c)先组合钢板梁负弯矩区抗弯承载力仍采用式(2)(3)计算,对于开裂截面,不考
虑混凝土对截面刚度的影响,但应计入混凝土板有效宽度内纵向钢筋的作用。
5.4.2抗剪承载力计算
抗剪承载力按JTG/TD64-01中的11.2、JTGD64中的7.2有关规定计算。
5.4.3整体稳定计算
先组合钢板梁整体稳定计算应符合如下要求:
a)先组合钢板梁可不进行施工阶段整体稳定计算;
b)先组合钢板梁体系转化后(简支变连续),可不进行正弯矩区整体稳定性验算;
c)先组合钢板梁体系转换后,负弯矩区应按JTG/TD64-01的规定进行钢梁侧扭稳定
性验算。
5.4.4疲劳计算
抗疲劳设计按JTG/TD64-01中的7.4、JTGD64中的5.5有关规定计算,并符合以下要
求:
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a)疲劳荷载计算模型I对应于整体受力构件具有无限疲劳寿命,正应力幅验算对应常
幅疲劳极限,剪应力幅验算对应疲劳截止限。0.737,为正应力幅常
幅疲劳极限,0,为正应力幅∆疲��劳=截止限∆,��∆��0,
为剪应力幅疲∆劳�截�=止限.4,05疲∆�劳�细∆节�类�别、按JTGD64中∆�的�=附录.45C7确∆�定�;∆��
b)当构件和连接不满足疲劳荷载模型I验算∆�要�求∆时��,应按模型II验算在其设计使用周
期内的安全性,正应力和剪应力幅对应疲劳细节类别、按JTGD64中的附
录C确定;∆��∆��
c)桥面系构件应采用荷载模型III计算,正应力和剪应力幅对应疲劳细节类别、,
疲劳细节类别按JTGD64中的附录C确定。∆��∆��
5.4.5连接件计算
连接件按JTG/TD64-01中的9.3、JTGD64中的11.4有关规定计算,并符合以下要求:
先组合钢板梁桥钢梁与混凝土结合面上纵桥向水平剪力应按线弹性分析方法,不考虑钢梁与
混凝土板之间的黏结力及摩擦作用,按未开裂分析方法进行计算。
5.4.6抗倾覆设计按JTGD64中的4.2.2规定计算。
5.4.7桥面板承载能力极限状态按JTG3362中的5.2规定计算。
5.5正常使用极限状态计算
5.5.1变形计算
先组合钢板梁变形计算应符合如下要求:
a)组合梁变形按JTG/TD64-01-2015中的7.6规定计算;
b)计算竖向挠度时,应按结构力学的方法并采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值,
频遇值系数为1.0,计算挠度值不应超过计算跨径l的1/500;
c)计算竖向挠度时,当荷载作用于一个跨径内有可能引起该跨径正负挠度时,计算挠
度应为正负挠度绝对值之和。
5.5.2先组合钢板梁钢筋混凝土桥面板裂缝宽度按JTG/TD64-01中的7.5规定计算。
5.5.3抗剪连接件正常使用极限状态按JTG/TD64-01中的9.3.3规定计算。
5.6短暂状态应力计算
5.6.1对短暂状况的设计,应计算构件在制作、运输及安装等施工阶段由自重、施工荷载等
引起的应力。
5.6.2自重、施工荷载除有特别规定外,均应采用标准值;温度作用可按施工时实际温度场
取值;采用梁上运梁施工工艺时,运梁车及运输预制梁自重可按1.3考虑动力放大系数。
6结构设计
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6.1一般规定
6.1.1先组合钢板梁设计应与运输和架设方案统筹考虑,结合地形地质等条件选择合理的
结构形式,宜采用梁上运梁的运输方案、架桥机安装的架设方案与先简支后连续的结构形式。
6.1.2先组合钢板梁桥的结构设计应根据技术发展、建设条件、施工技术、运营及养护等要
求,进行标准化设计,结构与连接应简洁、合理。
6.2总体布置
6.2.1先组合钢板梁纵向布置应符合下列规定:
a)梁跨径宜取25~45m,等跨布置;
b)连续跨数宜为3~5跨,最大联长根据气候、抗震、墩高条件及伸缩缝、支撑形式确
定;
c)梁高一般采用等高型式,高跨比宜取1/16~1/22。
6.2.2断面布置:单片π形梁工字钢横向间距宜取1.8~2.5m;路基宽度为26m高速公路单幅
桥宜采用3片π形梁,见图2;路基宽度为34.5m高速公路单幅桥宜采用4片π形梁,见图3。
图226m路基宽度标准横断面
图334.5m路基宽度标准横断面
6.2.3先组合钢板梁不设桥面现浇层,预制桥面板上采用沥青混凝土铺装。横坡实现方式为
桥面板混凝土顶缘设置单向横坡,钢梁下翼缘水平布置,见图4。
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图4桥面横坡设置方式
6.3钢主梁
6.3.1工字形钢主梁主要由上翼缘板、腹板、下翼缘板焊接组成,高跨比宜为1/20-1/25。
6.3.2翼缘板宽度与厚度符合以下要求:
宽度:翼缘自由伸出肢宽度不应大于其厚度的倍;上翼缘板宽度相较
a)16355/fy
于下翼缘板宽度宜减少100mm~200mm。
b)厚度:上翼缘板一般采用等厚14~16mm;下翼缘板厚度宜为26mm~50mm,下翼缘
板厚度变化位置除考虑静力强度外,同时需考虑疲劳性能要求,板厚类型以1~3种
为宜,见图5。翼缘厚度变化时,宜保持上、下翼缘外表面齐平。相邻板厚差不宜
小于4mm,且不宜大于较厚板的1/3和较薄板的1/2。
图5下翼缘板厚度变化示意图
6.3.3腹板厚度宜为14~16mm,一般采用等厚。30m跨径先组合钢板梁宜采用免纵、横向加
劲肋设计,其余跨径宜单侧设置横向加劲肋,间距取1.5m左右。
6.3.4典型跨度对应的主梁尺寸、主梁间距可按表2选用。
表2典型跨度参数表
跨度(m)30354045
组合梁高(mm)1600180021002400
桥面板厚(mm)250~400250~400250~400250~400
钢梁高(mm)1200140017002000
上翼缘板宽/板厚(mm)400/14400/14400/14400/14
腹板板厚(mm)14/16141416
下翼缘板宽/板厚(mm)600/26~36600/28~40600/30~44600/32~48
是否设置腹板加劲横向加劲/否横向加劲横向加劲横向加劲
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6.3.5主梁纵向拼接符合以下条件:
a)拼接应按等强原则进行设计;
b)拼接应避开受力不利截面,宜设置在1/4跨附近;
c)主梁上翼缘板、下翼缘板和腹板的拼接,工厂拼接应采用全熔透I级焊缝,工地
拼接宜采用高强度螺栓摩擦型连接;
d)高强度螺栓摩擦型连接见图6,高强度螺栓摩擦型连接设计应按与被连接板件净截
面承载力等强原则计算,上翼缘板工地拼接板件区域应设置剪力钉与混凝土桥面板
连接;
图6纵向高强度螺栓摩擦型连接示意图
e)翼缘拼接焊缝与腹板的焊缝错开距离L不宜小于10倍腹板厚度,且不小于100mm,
可根据施工需要设置过焊孔,见图7。
图7纵向焊缝连接示意图
6.4跨间钢横梁
6.4.130m跨径可不设置跨间钢横梁,35m跨径宜设置1道跨间钢横梁、40~45m跨应设置1道
钢横梁。
6.4.2跨间钢横梁设计符合下列规定:
a)跨间钢横梁高度宜取0.40~0.55倍钢板组合梁梁高;
b)跨间钢横梁宜采用实腹式工字形截面,翼板宽宜取250~350mm,推荐采用轧制型钢;
c)横梁与主梁宜采用高强螺栓摩擦型连接,采用焊接时应采用全熔透I级焊缝;
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d)跨间横梁和主梁上下翼缘板不连接,横梁腹板可与主梁腹板加劲肋直接栓接,见图
8;或采用双拼接盖板连接,见图9。
图8横梁与主梁连接(腹板栓接)
图9横梁与主梁连接(双盖板连接)
6.5支点横梁
6.5.1支点横梁分为边支点横梁、中支点横梁,采用现浇钢筋混凝土结构。
6.5.2钢主梁与支点横梁通过正立焊钉、侧立焊钉与PBL剪力键进行钢混结合。
6.5.3钢主梁下翼缘板与部分高度腹板在支点横梁区域对齐焊接。
6.5.4钢梁端承钢板宜与临时支座中心对齐,端承钢板兼作横梁混凝土侧模与支座更换顶升
支点。
6.5.5支点横梁可与钢纵梁高度齐平(型式I)或采用将钢纵梁插入混凝土横梁(型式II)两
种方式,见图10、图11。
图10型式I横梁与钢纵梁齐平
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图11型式II钢纵梁插入混凝土横梁型式
6.6.6采用钢纵梁插入混凝土横梁型式时,墩顶横梁相对钢纵梁加高厚度宜为15~30cm,加
高横梁纵向尺寸应考虑支座锚栓布置需要。
6.6.7采用钢纵梁插入混凝土横梁型式时,支座位于钢纵梁正下方时,边支点端承钢板距梁
端b不宜小于60cm,中支点两端承钢板间距b不宜小于90cm;支座与钢纵梁不对齐时,b值应
考虑加宽,加宽值不宜小于20cm。
6.6桥面板
6.6.1桥面板采用钢筋混凝土结构,在梁场台座上浇筑,与钢主梁形成先组合钢板梁。
6.6.2桥面板宜在钢主梁顶部设置混凝土承托以提高组合梁惯性矩,承托外形轮廓应满足
JTG/TD64-01的相关规定,底宽宜与工字钢梁顶板同宽。
6.6.3桥面板标准厚度一般可取为240mm~280mm。
6.6.4桥面板纵向湿接缝宜采用T形接缝或矩形接缝,其余接缝构造宜由试验确定,见图12。
图12接缝示意图
6.6.5钢筋混凝土桥面板应配置主要受力方向的主筋、与主筋垂直或斜交的分布筋、梗腋
加强筋等。钢筋混凝土桥面板配筋应满足以下要求:
a)主筋应采用螺纹钢筋,直径不宜小于16mm;
b)主筋中心间距不应大于20cm,其最小净距和层距应符合JTG3362第9.3.3条的规定。
6.7连接件
6.7.1桥面板与钢主梁结合宜采用焊钉连接件,支点横梁与钢主梁的结合宜采用焊钉和PBL
连接件。
6.7.2焊钉直径宜采用20~25mm,高度宜采用150mm~250mm。
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6.7.3焊钉的间距应符合以下要求:
a)焊有连接件的钢板厚度不应小于焊钉直径的0.5倍;
b)焊钉连接件的间距不宜大于300mm;剪力作用方向上的间距不宜小于焊钉直径的5
倍,且不应小于100mm;剪力作用垂直方向的间距不宜小于焊钉直径的2.5倍,且
不应小于50mm;
c)焊钉连接件的外侧边缘与钢板边缘的距离不应小于25mm;
d)主梁上翼缘纵向连接盖板上应根据需要设置焊钉。
6.7.4PBL连接件直径和尺寸要求:钢板开孔尺寸应利于钢筋贯穿,常规位置可采用圆形开
孔,对于施工条件受限的位置宜采用长圆形开孔,开孔直径宜取贯穿钢筋直径的2.5倍左右。
6.7.5PBL连接件布置要求:PBL连接件钢板的开孔位置应与剪力钉布置相协调,避免贯穿
钢筋与剪力钉冲突或钢筋贯穿困难。
6.7.6PBL连接件构造需满足JTGD64-01关于开孔板连接件的构造要求。
6.8负弯矩区抗裂措施
6.8.1在体系转换前,结构简支状态施工跨中区域防撞护栏;桥位现浇支点衡量后,完成简
支到连续体系转换,连续梁只承担二期铺装、墩顶部分护栏及活载作用。
6.8.2负弯矩桥面板宜采用强配筋形式,控制混凝土裂缝宽度。
6.8.3中支点横梁桥面板顶部增加水平台阶,现浇断面呈T型,提高抗裂和承载能力,见图
13。T型接缝后浇顶板厚度不宜小于10cm,并应充分暴露纵向顶层钢筋,后浇顶板纵向长度
不宜小于30cm~50cm。
图13T型接缝示意图
6.8.4为进一步提高抗裂能力,负弯矩区桥面板顶层可采用UHPC,见图14。UHPC层厚度
一般为10cm左右,纵桥向浇筑长度为中支点中心线往两侧各1/10跨径,横桥向浇筑宽度为全
宽。
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图14UHPC层布置示意图
7加工与制造
7.1钢梁制造
7.1.1一般规定
先组合钢板梁钢梁制造应符合如下要求:
a)钢梁制造除符合设计要求外,尚应符合国家行业现行有关标准的规定;
b)钢梁加工前应对设计文件进行工艺性审查,编制制造工艺方案、焊接工艺评定报告
和制造验收规则,并经批准后方可加工;
c)钢梁制造单位的测量工具应严格定期校正,以保证构件尺寸的准确;
d)根据吊装、运输需要,钢梁制造工厂可将钢梁分为两~三段制造,在预制场再连接;
梁段划分位置可与下翼缘板厚变化位置对应;
e)板厚变化处,厚板应切斜角(斜角坡度为1:8,采用机加工),以减小应力集中,
使应力传递均匀;
f)加工过程中使用的配件或临时构件,在钢构件现场拼接完成后应予以割除,切割后
一律用砂轮打磨至平;
g)钢梁预拱度可结合制造工艺采用多段折线模拟,但和理论预拱度高程差不应超过
10mm。
7.1.2板件制造
先组合钢板梁板件制造应符合如下要求:
a)板件放样和下料应严格按图纸和工艺要求进行。样板、样杆、样条制作的容许偏差
应符合表3的规定。
表3样板、样杆、样条制作容许偏差表
序号项目容许偏差(mm)
1两箱梁孔中心线距离±0.5
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2对角线、两极边孔中心距离±1.0
3孔中心与孔群中心线的横向距离0.5
4宽度、长度+0.5,-1.0
5曲线样板上任意点偏离1.0
b)钢材划线时应避免对加工后仍保留的主要受力部位及需进行弯曲加工的部位造成
影响使用的损伤。
c)钢板在下料前应进行辊平、抛丸除锈、防尘及涂装防锈底漆等处理。主梁上、下翼
缘、腹板等主要受力零件下料时,应使钢板轧制方向与其主要应力方向一致。
d)板件下料应考虑桥梁平曲线、竖曲线、预拱度、温度及制造等的影响。
e)板件加工尺寸允许偏差应符合表4的规定。
表4零件加工尺寸允许偏差表
名称项目允许偏差(mm)
盖板宽度±2.0
板梁、横梁
腹板宽度+2.0,-0.0.
节点板、拼接板孔边距±2.0
拼接板宽度±2.0
7.1.3钢梁组装
先组合钢板梁钢梁组装应符合如下要求:
a)组装前必须熟悉加工图纸和工艺文件,与图纸认真核对零件编号、外形尺寸和坡口
方向,按照工艺文件规定的组装顺序进行组装;
b)组装工作必须在胎架上进行,胎架的基础应有足够的承载力和刚度;
c)在胎架外应设置足够的基准点,以控制胎架的位置及高程;
d)钢板接料必须在板单元组装前完成,接料宽度不得小于200mm;
e)用埋弧焊、CO2气体(混合气体)保护焊及低氢型焊条手工焊等方法焊接的接头,组
装前必须彻底清除待焊区域的铁锈、氧化铁皮、污垢、水分等有害物,使其表面显
露出金属光泽。清除范围应符合图15的规定;
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图15清除范围(mm)
f)板单元组装尺寸允许偏差应符合表5的规定。
表5板梁组装尺寸允许偏差表
项目允许偏差(mm)示意图
t≥25mm1.0
对接高低差△
t<25m0.5
对接间隙b1.0
盖板中心与腹板中心线的偏移△1.0
组装间隙△1.0
横梁高度h+1.5,-0
板梁高度hh≤2m+2.0,-0
盖板倾斜△0.5
板梁板件局部平整度△1.0
7.1.4钢梁焊接
先组合钢板梁钢梁焊接符合以下要求:
a)在工厂、预制场、工地首次焊接工作之前,或材料、工艺在施工过程中有变化时,
应分别进行焊接工艺评定实验。
b)焊接作业宜在室内进行。若必须露天焊接作业时,则应在防风防雨设施内进行。焊
接环境相对湿度应不大于80%,焊接低合金钢的环境温度不应低于5℃,焊接碳素
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结构钢的环境温度不应低于0℃。
c)焊前预热温度应通过焊接性试验和焊接工艺评定确定,预热范围一般为焊缝每侧
100mm以上,距焊缝30~50mm范围内测温。
d)焊脚尺寸、焊波或余高等超出JTG/T3650规定上限值的焊缝及小于1mm且超差的
咬边应修磨匀顺。所有表面的修磨均应沿主要受力方向进行,使磨合平行于主要受
力方向。
e)厚焊缝坡口应采用机械加工,并应采用控制焊接变形和收缩的工艺。
7.1.5矫正
先组合钢板梁钢梁应按如下要求进行矫正:
a)冷校的环境温度不宜低于5℃,总变形不应大于2%。矫正后的板件表面不应有凹
痕和其他损伤;
b)热校的加热温度应控制在600℃~800℃,严禁过烧,不宜在同一部位多次重复加
热。
7.1.6钢梁质量检验
钢梁应按相关验收规则及国家行业规范的规定进行质量检验。
7.1.7钢梁试拼装
先组合钢板梁应按如下要求进行试拼装:
a)钢梁应场内单个π形梁整孔试拼装,未经试拼装检验合格,不得成批生成;
b)试拼装时应使板层密贴,冲钉不宜少于孔眼总数的10%,螺栓不宜少于螺栓孔总
数的20%。螺栓孔应100%自由通过较设计孔径小1.5mm的试孔器,方可认为合格;
c)试拼装检验应在无日照影响的条件下进行,并应有详细的检查记录。试拼装主要尺
寸偏差应符合表6的规定。
表6试拼装主要尺寸允许偏差表
检查项目允许偏差
梁高h(mm)±2
跨度(mm)支座中心至中心±8
主梁中心距(mm)±3
旁弯桥梁中心线与其试拼装全长LL/5000
两片梁相对拱度差(mm)4
横梁对角线差(mm)4
主梁倾斜(mm)5
支点高差(mm)支座处3点水平时,另一点的翘起高度3
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7.1.8钢梁包装、存放与运输
先组合钢板梁钢梁包装、存放与运输应符合如下要求:
a)在包装、运输和存放过程中,应采取措施保证钢梁不变形、不损坏、不散失;
b)钢梁应在涂层干燥后对高强度螺栓连接部位进行包装,包装和存放应采取措施避免
损坏摩擦面。拼接板、螺栓、螺母、垫圈等小件应分类装箱,并加标记;
c)应注意对涂装的保护,对损伤涂装应保证现场二次涂装的工艺和质量;
d)运输过程中,应采用辅助撑架加强支撑、固定牢固,防止变形或倾覆;
e)提供工地抗滑移系数试验用的试件,应随同钢梁运至工地。
7.2桥面板预制场内施工
7.2.1一般规定
先组合钢板梁桥面板预制应符合如下要求:
a)桥面板预制除符合设计要求外,尚应符合JTG/T3650和JTGF80/1的规定;
b)浇筑桥面板时,工字形主梁下宜采用满堂式支撑;如采用多点支撑,支撑间距不得
大于3m;
c)宜采用轨道式整平机对桥面板顶面进行整平,确保整体高度、平整度、横坡等满足
设计要求;
d)同一孔跨、相邻孔跨的预制梁,其预制施工龄期差应小于10d。
7.2.2预制场地
先组合钢板梁预制场地应符合如下要求:
a)预制场的布置应满足预制、移运、存放及架设安装的施工作业要求;
b)制、存梁台座基础宜选择坚实地基,对软质地基应进行加固处理;
c)应按组合梁结构尺寸及反拱值要求控制好预制台座精度,制梁台座底模平整度不大
于2mm,尺寸允许偏差±3mm;
d)建立沉降位移观测基准点网,对制存台座的主要部位定期进行跟踪观测。基础不
均匀沉降量差值不超过2mm,存梁台座支点高差不超过2mm。
7.2.3模板工程
先组合钢板梁模板工程应符合如下要求:
a)模板系统的构造、刚度及稳定性应考虑工业化生产循环使用的要求;
b)桥面板底模和侧模宜采用刚度较大的钢模板,平整度不大于2mm,长宽尺寸及对
角线允许偏差±3mm。
7.2.4钢筋工程
先组合钢板梁钢筋工程应符合如下要求:
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a)钢筋宜采用数控机械加工,钢筋骨架应在胎架上制作成型,钢筋的尺寸、型号、数
量、规格等均应满足设计及规范要求;
b)钢筋骨架上设置的混凝土保护层垫块应满足骨架精确入模的要求,宜采用定型生产
的纤维砂浆垫块。
7.2.5混凝土浇筑与养生
先组合钢板梁混凝土浇筑与养生应符合如下要求:
a)桥面板混凝土浇筑应连续浇筑、一次成形;
b)为保证桥面板质量,宜采用自拌制混凝土,混凝土塌落度宜控制在5~8cm,混凝
土拌和物入模前含气量应控制在3.0~4.5%,模板及钢筋温度宜在5℃~35℃,混
凝土拌和物入模温度宜在5℃~30℃;
c)桥面板保湿养护不少于14天,养生宜采用智能喷淋或蒸汽养生;
d)桥面板混凝土强度达到设计强度90%后方可脱模起吊、转运、安装;
e)预制板在预制场地内存放期间及完成桥位现浇混凝土前,应对外露钢筋及金属连接
件采取相应的防腐措施,经批准后方可实施。
8组合梁现场施工
8.1一般规定
先组合钢板梁现场施工应符合如下要求:
a)先组合钢板梁现场施工应编制施工组织设计、专项施工方案和安全技术方案,经批
准后实施;
b)现场施工流程为:跨间钢横梁梁高栓连接→施工纵向湿接缝混凝土、跨中部分护栏
→钢主梁墩顶焊接连接→支点横梁混凝土施工→支点护栏施工→附属工程施工。
8.2组合梁存放
先组合钢板梁应按如下要求进行存放:
a)存放台座应坚固稳定,且宜高出地面200mm以上,存放场地应有防排水设施;
b)堆放支点应设置于纵向腹板与梁端封板交点下,支点应采用弹性支撑块;
c)应按工地架设顺序编号,并按吊运顺序安排位置;
d)多层叠放时,层与层之间以垫木隔开,上下层垫木应在同一条竖直线上。叠放层数
应按预制梁强度、台座地基承载力、垫木强度和叠放的稳定性经计算确定,不宜超
过两层;
e)雨季或春季冻融期间,应采取措施防止地面软化下沉而造成构件断裂及损坏。
8.3组合梁运输与安装
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先组合钢板梁应按如下要求进行运输与安装:
a)组合梁运输、吊装系统应保证足够的稳定性及良好的可操作性,其工作过程期间对
钢结构及预制板产生较小的集中荷载和冲击;
b)吊装应避免钢梁扭转、翘曲和侧倾,不宜采用兜底吊;吊点一般设置4个,应均匀
布置,吊具刚度应满足吊装需要;
c)桥梁架设宜采用梁上运梁,运梁车在桥上行驶时必须使架桥机重量落在梁肋上;
d)组合梁安装前,应对垫石标高、平整度等进行全面验收,垫石顶面四角高差不得超
过2mm;
e)组合梁简支时,应设置临时支座;组合梁安装前由测量人员准确放样临时支座的平
面位置和标高,并在临时支座上标识纵横向中心线,作为梁片安装基准线;
f)组合梁宜采用架桥机安装,前移至安装位置上方时,通过临时支座基准线,初步对
位,落梁至距支座顶面5cm左右,安装三向千斤顶;
g)组合梁落梁在千斤顶上,全站仪对组合梁的标高及坐标进行复测,通过三向千斤顶
调整组合梁的标高和平面位置,落梁至临时支座;
h)支点横梁现浇混凝土达到设计强度后拆除临时支座,完成体系转换;
i)组合梁安装精度应符合表7要求:
表7组合梁安装精度要求
项目允许偏差项目允许偏差
支座中心偏位5顶面纵向高程(mm)+8,-5
竖直(m度m()%)1.2相邻梁顶面高差(mm)5
8.4工地钢结构连接
工地钢结构连接应按JTG/T3650要求实施。
8.5组合梁混凝土现场浇筑
先组合钢板梁混凝土现场浇筑应符合以下要求:
a)现场混凝土施工时需确保钢筋接头质量,采用合理施工工艺防止漏浆;
b)现浇混凝土施工前应清除接缝内的垃圾及污物;
c)应严格控制钢筋接头质量;预制板间纵向焊接接头,焊缝应交错布置;
d)现浇混凝土浇筑前,接缝处预制板侧面应凿毛露出粗骨料,并用水湿润接缝两侧预
制混凝土侧面;
e)支点横梁采用型式II时,应采取可靠工艺及质量控制措施,确保钢梁下翼缘以下
的混凝土能浇筑密实。
8.6现场UHPC浇筑施工应满足要求
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先组合钢板梁现场UHPC浇筑应符合以下要求:
a)混凝土凿毛:要浇注UHPC的范围内的桥面板或支点横梁表层普通混凝土凿去5~
10mm,在浇注混凝土时湿润表面并坐浆,以保证新老混凝土的良好结合。
b)UHPC拌合物浇筑应保证纤维分布的均匀性和结构的连续性,并应符合下列规定:
1)浇筑的混凝土应填充到钢筋、埋设物周围及模板内各角落;
2)UHPC应采用平板振捣或模外振捣器振捣成型,不得采用人工振捣。所采用的
振捣机械和振捣方法除应保证密实外,还应避免拌合物离析、分层以及纤维露
出构件表面;
3)UHPC拌合物浇筑倾落的自由高度不应超过0.5m,当倾落高度大于0.5m时,
应加串筒、斜槽、溜管等辅助工具,避免钢纤维从水泥浆中离析或结团;
4)UHPC浇筑过程如采用分层浇筑,每层厚度不应大于300mm,层间不应出现冷缝。
9耐久性设计
9.1钢梁耐久性设计
9.1.1钢梁的防腐年限不应少于15年,防腐涂装体系应符合JT/T722的规定。
9.1.2受侵蚀介质作用的结构以及不易重新涂装的结构应采用以热镀、热喷、冷喷金属作
为底层的重防腐涂装体系。
9.1.3涂装颜色的选择宜考虑桥位处结构对耐光性、耐候性和耐化学性的要求。
9.1.4钢梁板件维修涂装和重新涂装要求的最小间距不宜小于300mm。
9.1.5构造设计应便于养护、检查,减少死角或凹槽,钢主梁下翼缘处应适当设置排水孔。
9.2桥面板耐久性设计
9.2.1桥面板混凝土应根据环境类别和环境作用等级选用质量稳定并有利于改善密实性和
抗裂性的水泥和集料等原材料以及混凝土配合比。
9.2.2混
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