《钢管混凝土拱桥技术规范 GB50923-2013》

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中华人民共和国国家标准

钢管混凝土拱桥技术规范


Technical code for concrete-filled steel tube arch bridges
GB 50923-2013

主编部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2 0 1 4 年 6 月 1 日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第210号

    现批准《钢管混凝土拱桥技术规范》为国家标准,编号为GB 50923-2013,自2014年6月1日起实施。其中,第7.4.1、7.5.1条为强制性条文,必须严格执行。
    本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部
2013年11月1日

前言

    根据住房和城乡建设部《关于印发<2011年工程建设标准规范制定、修订计划>的通知》(建标[2011]17号)的要求,规范编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,编制本规范。
    本规范主要技术内容包括:总则、术语和符号、材料、基本规定、持久状况承载能力极限状态计算、持久状况正常使用极限状态计算,结构与构造、钢管拱肋制造、焊接施工、防腐涂装施工、钢管拱肋架设、管内混凝土的浇注、其他构造施工、养护。
    本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
    本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由福州大学负责具体技术内容的解释。在执行过程中如有意见和建议,请寄送福州大学土木工程学院(地址:福州市闽侯大学城学园路2号,邮政编码:350108)。
    本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
    主编单位:福州大学
              中建海峡建设发展有限公司
    参编单位:深圳市市政设计研究院有限公司
              四川省交通运输厅公路勘测设计研究院
              广西壮族自治区公路桥梁工程总公司
              交通运输部公路科学研究院
              长沙理工大学
              长安大学
              武汉理工大学
              哈尔滨工业大学
              武船重型工程有限公司
    主要起草人:陈宝春 吴平春 韦建刚 吴庆雄 牟廷敏 陈宜言 陈光辉 丁庆军 阮家顺 张建仁 查晓雄 张劲泉 刘永健 焦安亮
    主要审查人:郑皆连 黄 侨 范文理 彭元诚 马 骉 徐 勇 赵林强 曹 瑞 龙 跃

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1 总 则


1.0.1 为满足桥梁工程建设的需要,使钢管混凝土拱桥的设计、施工和养护等技术工作符合安全可靠、耐久适用、技术先进,经济合理的要求,制定本规范。

1.0.2 本规范适用于城市桥梁与公路桥梁中钢管混凝土拱桥的设计、施工与养护。

1.0.3 钢管混凝土拱桥的设计、施工与养护除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

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2 术语和符号


2.1 术 语


2.1.1 钢管混凝土拱桥 concrete-filled steel tube(CFST)arch bridge
    以圆形钢管混凝土为基本单元所形成的拱肋为主要承重结构的桥梁。

2.1.2 钢管混凝土拱肋 CFST arch rib
    主要承重单元为钢管混凝土的拱肋。

2.1.3 钢管拱肋 steel tube arch rib
    钢管内未填充混凝土的拱肋。

2.1.4 管内混凝土 concrete in tube
    浇注在钢管内的混凝土,又称核心混凝土。

2.1.5 钢管混凝土构件 CFST member
    在钢管内浇注混凝土,并由钢管和管内混凝土共同承担荷载的构件。

2.1.6 单圆管拱肋 single tube arch rib
    截面为单个圆钢管混凝土的拱肋。

2.1.7 哑铃形拱肋 dumbbell shape arch rib
    截面由上下两个单圆钢管混凝土和两块连接钢腹板组成的拱肋。

2.1.8 桁式拱肋 truss arch rib
    由上下钢管混凝土弦杆通过腹杆组成桁式的拱肋。

2.1.9 钢管混凝土格构柱 CFST laced column
    由若干钢管混凝土主肢和空钢管缀件组成的柱子。

2.1.10 刚架系杆拱 rigid-frame tied arch
    拱肋与桥墩固结,以系杆索的预加力来平衡拱部分水平推力的结构。

2.1.11 下承式刚架系杆拱 rigid-frame tied through arch
    全部桥面系悬挂在拱肋以下的刚架系杆拱。

2.1.12 中承式刚架系杆拱 rigid-frame tied half-through arch
    由多跨组成,主跨为中承式,两端边跨为上承式悬臂半拱,系杆索锚固在边跨端部的刚架系杆拱,又称飞鸟式拱或飞燕式拱。

2.1.13 约束效应系数 confinement or hooping coefficient
    反映钢管对核心混凝土约束效应的系数,又称约束套箍系数。

2.1.14 钢管初应力 initial stress or preloading of steel tube
    因钢管构件先于管内混凝土施工而在钢管混凝土组合作用形成前作用于钢管中的纵向正应力,又称钢管混凝土初应力。

2.1.15 初应力度 initial stressing ratio or preloading ratio
    钢管初应力与其钢材屈服强度的比值。

2.1.16 计算合龙温度 computional closure temperature
    管内混凝土形成设计强度时,通过换算确定的钢管混凝土拱肋温度内力为零时所对应的截面平均温度。

2.1.17 相贯节点 intersection joint
    主管和支管直接通过相贯线焊接的节点。

2.1.18 脱粘 debonding
    由温度荷载、管内混凝土收缩等非施工质量原因形成的管内混凝土与钢管之间微小程度脱离的现象。

2.1.19 脱粘率 debonding rate
    钢管混凝土横截面上产生脱粘区域对应圆心角与整个截面角度的比值,又称脱粘角度率。

2.2 符 号


2.2.1 荷载和荷载效应
N——截面轴向力设计值;
N1,N2——分配到哑铃形拱肋两个肢管上的轴向力值;
M——截面弯矩设计值;
M1,M2——分配到哑铃形拱肋两个肢管上的弯矩值;
Ns——轴向压力组合设计值;
S——荷载效应的组合设计值;
R——构件承载力设计值;
R(·)——构件的承载力函数;
V1——腹杆所受轴力设计值。

2.2.2 材料指标
(EA)sc——钢管混凝土拱肋截面整体压缩设计刚度;
(EI)sc——钢管混凝土拱肋截面整体弯曲设计刚度;
(EA)sc1——钢管混凝土毛截面压缩设计刚度;
(EI)sc1——钢管混凝土毛截面弯曲设计刚度;
(EA)sc2——单肢钢管混凝土毛截面压缩设计刚度;
(EI)sc2——单肢钢管混凝土毛截面弯曲设计刚度;
Ec——混凝土弹性模量;
Es——钢材弹性模量;
fcd——混凝土轴心抗压强度设计值;
fck——混凝土轴心抗压强度标准值;
fd——材料强度设计值;
fvd——钢材抗剪强度设计值;
fs——钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值;
ftd——混凝土轴心抗拉强度设计值;
ftk——混凝土轴心抗拉强度标准值;
fy——钢材强度标准值;
Gc——混凝土剪切变形模量;
Gs——钢材剪切变形模量;
No——钢管混凝土单圆管截面轴心抗压强度设计值;
0.1.jpg

——考虑脱粘影响的钢管混凝土单圆管截面轴心抗压强度设计值;
0.2.jpg

——拱肋截面各肢钢管混凝土截面轴心抗压强度设计值;
Noi——桁式拱肋第i根弦杆轴心抗压强度设计值;
No1——钢管混凝土单圆管截面偏心抗压强度设计值;
No2——钢管混凝土单圆管偏心受压构件稳定承载力设计值;
ND——钢管混凝土哑铃形和格构柱构件截面轴心抗压强度设计值;
ND1——钢管混凝土哑铃形构件和格构柱偏心抗压强度设计值;
ND2——钢管混凝土哑铃形构件和格构柱偏心受压稳定承载力设计值;
0.3.jpg

——与钢管混凝土主肢共同承担荷载的连接钢板的抗压强度设计值;
ftpk——吊索或系杆索的抗拉强度标准值;
a——钢管混凝土拱肋受截面均匀温度作用时轴线方向的线膨胀系数;
as——钢材线膨胀系数;
ac——混凝土材料线膨胀系数;
ρs——钢材密度;
μc——混凝土泊松比;
μs——钢材泊松比;
σ——吊索或系杆索应力;
σo——钢管初应力。

2.2.3 几何参数
ad——几何参数设计值;
Ab——一个节间内各平腹杆面积之和;
Ac——钢管内混凝土的截面面积;
Ad——一个节间内务斜腹杆面积之和;
Afs——连接钢板的截面面积;
As——钢管的截面面积;
Asc——钢管混凝土构件的组合截面面积;
As1——拱肋截面钢材面积;
Ac1——拱肋截面混凝土面积;
ai——钢管混凝土格构柱单根柱肢中心到虚轴y-y的距离;
bi——钢管混凝土格构柱单根柱肢中心到虚轴x-x的距离;
D——钢管外径;
d——拉索直径;
eo——截面偏心距;
f——拱的矢高;
f1——桥面系以上拱肋的矢高;
h1——哑铃形截面、格构柱截面受弯面内两肢中心距离;
h2——哑铃形截面腹板高度;
H——拱肋截面高度;
r——截面计算半径;
i——截面回转半径;
Ic——混凝土截面惯性矩;
Is——钢管截面惯性矩;
Isc——钢管混凝土组合截面惯性矩;
Is1——钢材截面惯性矩;
Ic1——混凝土截面惯性矩;
l——构件长度;
L——拱桥计算跨径;
lo——构件的计算长度;
lo1——拱肋净跨径;
Lo——拱肋的等效计算长度;
Ld——吊索长度;
Lz——拱肋节段的直线段长;
lox——构件对X轴的计算长度;
loy——构件对y轴的计算长度;
l1——格构柱柱肢节间距离;
l2——哑铃形截面腹板加劲构造间沿拱肋方向的距离;
rc——钢管内混凝土横截面的半径;
Sg——拱轴线长度;
t——钢管壁厚或混凝土初凝时间;
T——计算合龙温度;
To——附加升温值;
T28——钢管内混凝土浇注后28d内的平均气温;
εb——界限偏心率;
θ——拱肋两节段间折角;
△——支管间隙。

2.2.4 计算系数及其他
β——钢管初应力度;
ξo、ξ——钢管混凝土约束效应系数设计值、标准值;
ρ——构件偏心率;
ρc——钢管混凝土截面含钢率;
χ——计算系数;
μ——柔度系数;
μo——钢管混凝土拱肋汽车荷载冲击系数;
γo——桥梁结构重要性系数;
η1——单肢钢管混凝土和整个构件截面抗弯刚度之比;
φ——稳定系数;
φe——偏心率折减系数;
λ——钢管混凝土构件的名义长细比;
λn——相对长细比;
λ*——钢管混凝土格构柱的换算长细比;
λ1——钢管混凝土格构柱单肢名义长细比;
λx,λy——钢管混凝土格构柱对X轴、对Y轴的名义长细比;
a——有初应力的钢管混凝土极限承载力计算时,考虑长细比影响的系数;
fo——钢管混凝土拱桥的一阶竖向频率,
kc——钢管混凝土承载力徐变折减系数;
KP——初应力度影响系数;
k1——荷载系数;
k2——行车道系数;
k3——轴心抗压强度设计值换算系数;
Kt——钢管混凝土承载力脱粘折减系数;
K——换算长细比系数;
K'——换算长细比修正系数;
m——有初应力的钢管混凝土极限承载力计算时,考虑偏心率影响的系数;
n——桁式拱肋弦杆数;
V——输送泵的额定速度;
Q——管内混凝土浇注方量。

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3 材 料


3.1 钢 材


3.1.1 钢管混凝土拱肋中的钢管宜选用质量等级为B级及以上的碳素结构钢或低合金高强度结构钢,其质量要求应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700或《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。

3.1.2 钢管可采用卷制焊接管或无缝钢管。当满足卷制要求时,宜采用直缝焊接管。

3.1.3 钢材的主要强度指标应按表3.1.3采用。


表3.1.3 钢材强度指标
表3.1.3.jpg


3.1.4 钢材的物理性能指标可按表3.1.4采用。


表3.1.4 钢材的物理性能指标
表3.1.4.jpg


3.2 混 凝 土


3.2.1 钢管混凝土拱肋的管内混凝土等级不应低于C30,宜为C40~C60。

3.2.2 混凝土轴心抗压强度标准值fck、轴心抗压强度设计值fcd、轴心抗拉强度标准值ftk、轴心抗拉强度设计值ftd、弹性模量Ec应按表3.2.2采用。混凝土剪切变形模量Gc可按表3.2.2中弹性模量Ec的40%采用,混凝土泊松比μc可取为0.2。

表3.2.2 混凝土强度和弹性模量(N/mm² )

表3.2.2.jpg



3.3 钢管混凝土


3.3.1 钢管与管内混凝土的匹配可按下列材料组合选用:
    1 Q235钢配C30~C40强度等级混凝土。
    2 Q345钢配C40~C60强度等级混凝土。
    3 Q390钢配C60或C60以上强度等级混凝土。

3.3.2 钢管混凝土构件的钢管壁厚不应小于8mm。钢管的外直径D与壁厚t之比宜为35×(235/fy)~100×(235/fy),钢材强度标准值fy取值应符合本规范表3.1.3的规定。

3.3.3 钢管混凝土约束效应系数设计值ξo不宜小于0.60,截面含钢率ρc宜为0.04~0.20。ξo、ρc应按下列公式计算:

3.3.3-1.jpg

    式中:ξo——钢管混凝土约束效应系数设计值;
          ρc——钢管混凝土截面含钢率;
          As——钢管的截面面积(mm²);
          Ac——钢管内混凝土的截面面积(mm²);
          fs——钢板(材)抗拉、抗压和抗弯强度设计值(N/mm²);
          fcd——混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm²)。

3.4 其他材料


3.4.1 吊索和系杆索的高强钢丝宜采用 0.4.jpg

5mm或 0.5.jpg

7mm热镀锌钢丝,其强度标准值不宜低于1670N/mm²,性能要求应符合现行国家标准《桥梁缆索用热镀锌钢丝》GB/T 17101的规定。

3.4.2 吊索和系杆索的钢绞线宜采用高强低松弛预应力镀锌或其他防护钢绞线,其强度标准值不宜低于1860N/mm²,性能要求应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224的规定。

3.4.3 吊索和系杆索的锚具及连接件的钢材应选用优质碳素结构钢或合金结构钢,性能要求应符合国家现行有关标准的规定。吊索与系杆索所用防护材料不得含有对钢材有腐蚀作用的成分。

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4 基本规定


4.1 一般规定


4.1.1 本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,按分项系数的设计表达式进行设计。

4.1.2 钢管混凝土拱桥应按下列两类极限状态进行设计:
    1 承载能力极限状态:对应于钢管混凝土拱或其构件达到最大承载能力,或出现不适于继续承载的变形或变位的状态。
    2 正常使用极限状态:对应于钢管混凝土拱或其构件达到正常使用或耐久性的某项限值的状态。

4.1.3 钢管混凝土拱桥应按持久状况承载能力极限状态和持久状况正常使用极限状态进行设计。

4.1.4 钢管混凝土拱桥抗震设计应符合现行行业标准《城市桥梁抗震设汁规范》CJJ 166或《公路桥梁抗震设计细则》JTG/T B02-01的规定。

4.1.5 钢管混凝土拱桥中钢结构和钢构件之间的连接,包括施工阶段管内混凝土达到设计强度前的钢管拱结构,其承载力、变形和稳定性能均应按桥梁钢结构进行设计与计算,并应符合国家现行有关标准的规定。

4.1.6 钢管混凝土拱桥设计时应根据地形地质、交通运输条件和其他建设条件,确定指导性的施工方案、主要施工步骤、质量要求和施工中允许的不平衡荷载,并应明确结构体系转换的顺序及采取的措施。

4.1.7 钢管混凝土拱桥设计时应对主要施工阶段进行计算。施工阶段的计算应包括下列内容:
    1 拱肋构件的运输、安装过程中的应力、变形和稳定计算。
    2 与拱肋形成有关的附属结构的计算。
    3 拱肋形成过程中自身的应力、变形和稳定计算。
    4 成桥过程中桥梁结构的应力、变形和稳定计算。

4.1.8 施工计算中,应计入施工中可能出现的实际荷载,包括架设机具和材料、施工人群、桥面堆载以及风力、温度变化影响力和其他施工临时荷载。施工阶段结构弹性稳定特征值不应小于4.0。

4.1.9 钢管混凝土拱肋、横撑、立柱、桥面系主梁等,应进行满足使用期间检查和养护维修要求的设计。

4.1.10 钢管混凝土拱桥的钢结构应依据桥位处的大气腐蚀环境进行防腐设计,其免维修周期不应小于15年。防腐体系宜根据桥梁所处环境及不同部位进行设计,不同防腐体系的钢材表面除锈等级、表面清洁度、表面粗糙度等指标要求应符合现行行业标准《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》JT/T 722的规定。

4.1.11 钢管混凝土拱桥的防水、排水和其他结构的耐久性要求应符合国家现行有关标准的规定。

4.1.12 钢管混凝土拱桥施工前,对各关键工序,应制订专项施工技术方案和安全技术方案。

4.1.13 大跨径钢管混凝土拱桥应进行施工监测与控制,拱的轴线、内力、吊索与系杆索拉力、钢管应力等应满足设计要求。

4.2 作 用


4.2.1 钢管混凝土拱桥的荷载分类、效应组合与荷载计算,除应符合本规范规定外,还应根据工程性质的不同,符合现行行业标准《城市桥梁设计规范》CJJ 11或《公路桥涵设计通用规范》JTG D60的规定。

4.2.2 钢管混凝土拱肋的汽车荷载冲击系数μo可按下式计算:

μo=0.05736fo+0.0748   (4.2.2 )

    式中:fo——钢管混凝土拱桥的一阶竖向频率(Hz)。

4.2.3 钢管混凝土拱受温度变化影响产生的变形值或由此而引起的次内力,应根据桥位处气温、桥梁结构和施工设计等因素计算确定。材料线膨胀系数和作用标准值可按下列规定取用:
    1 钢管混凝土拱肋受截面均匀温度荷载时轴线方向的线膨胀系数a可按下式计算:

(4.2.3-1)

    式中:as——钢材线膨胀系数,取1.2×10-5/℃;
          ac——混凝土材料线膨胀系数,取1.0×10-5/℃。
    2 计算钢管混凝土拱因截面均匀温度变化引起外加变形或约束变形时,应以计算合龙温度T为基准温度,考虑最高和最低有效温度的荷载效应。
    3 合龙温度T可按下式计算:

(4.2.3-2)

    式中:T28——钢管内混凝土浇注后28d内的平均气温(℃);
          D——钢管外径(m);
          To——考虑管内混凝土水化热荷载的附加升温值,为3.0℃~5.0℃,冬季取小值,夏季取大值;混凝土强度等级低于C40时,在此基础上减去1.0℃。
    4 最高与最低有效温度可取当地最高与最低气温。

4.2.4 计算钢管混凝土拱因管内混凝土收缩而产生的变形值或由此而引起的次内力时,管内混凝土收缩可采用实测值或按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62的规定计算。

4.3 结构计算


4.3.1 钢管混凝土拱桥的结构计算应包括静力计算、稳定计算、动力计算和节点疲劳计算等。结构计算图式、几何特性、边界条件应反映实际结构状况和受力特征。

4.3.2 当刚架系杆拱进行有限元计算时,宜将上部结构、下部结构与基础作为整体。

4.3.3 钢管混凝土拱肋截面整体压缩设计刚度(EA)sc与弯曲设计刚度(EI)sc应按下列公式计算:

4.3.3-1.jpg

    式中:(EA)sc——钢管混凝土拱肋截面整体压缩设计刚度(N);
          (EI)sc——钢管混凝土拱肋截面整体弯曲设计刚度(N·mm²);
          As1——拱肋截面钢材面积(mm²);
          Ac1——拱肋截面混凝土面积(mm²);
          Is1——钢材截面惯性矩(mm4);
          Ic1——混凝土截面惯性矩(mm4)。

4.3.4 钢管混凝土拱肋截面回转半径i宜按下列公式计算:

4.3.4-1.jpg

    式中: i——截面回转半径(mm);
          (EA)sc1——钢管混凝土毛截面压缩设计刚度(N),可按本规范公式(4.3.3-1)计算;
          (EI)sc1——钢管混凝土毛截面弯曲设计刚度(N·mm²)。

.

5 持久状况承载能力极限状态计算


5.1 一般规定


5.1.1 钢管混凝土拱桥应按承载能力极限状态的要求,对结构与构件进行强度和稳定性验算。

5.1.2 持久状况承载能力极限状态计算时,钢管混凝土拱桥的安全等级应根据其重要性、桥梁结构破坏可能产生后果的严重程度以及工程性质进行划分,并应符合现行行业标准《城市桥梁设计规范》CJJ 11和《公路桥涵设计通用规范》JTG D60的规定。

5.1.3 钢管混凝土结构与构件的承载能力极限状态应按下列公式计算:


γoS≤R            (5.1.3-1)
R=R(fd,ad)       (5.1.3-2)

    式中:γo——桥梁结构重要性系数,对安全等级为一级、二级、三级的结构或构件应分别取1.1、1.0、0.9;桥梁抗震设计不考虑结构的重要性系数;
           S——荷载效应的组合设计值,应符合现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60或《城市桥梁设计规范》CJJ 11的规定,其中汽车荷载应计入冲击系数;
           R——构件承载力设计值;
           R(·)——构件的承载力函数;
           fd——材料强度设计值;
           ad——几何参数设计值。

5.1.4 钢管混凝土拱肋强度计算应包括拱肋各组成构件,稳定计算应包括各组成构件与拱肋整体。对桁式拱肋的钢管混凝土弦管,当单肢一个节间的长细比λ1小于或等于10时,承载力计算可仅进行强度计算,并应符合本规范第5.2.2条~第5.2.5条的规定;当λ1大于10时,承载力计算应进行稳定计算,并应符合本规范第5.3.3条的规定。λ1的计算应符合本规范公式(5.3.9-3)~公式(5.3.9-5)的规定。

5.2 拱肋强度计算


5.2.1 拱肋强度计算时,截面的内力可采用弹性理论计算。对组成哑铃形或桁肋的钢管混凝土单圆管构件,其内力可由有限元计算结果或截面内力分配计算确定。当采用截面内力分配计算哑铃形截面各肢的内力且上、下两肢相同时(图5.2.1),各肢的内力可按下列公式计算:

图5.2.1.jpg


    (EI)sc2=EsIs+EcIc         (5.2.1-5)

    式中:M——截面弯矩设计值(N·mm);
          N——截面轴向力设计值(N);
          M1,M2——分配到两个肢管上的弯矩值(N·mm);
          N1,N2——分配到两个肢管上的轴向力值(N);
          η1——单肢钢管混凝土和整个构件截面抗弯刚度之比;
          h1——哑铃铃形截面受弯面内两肢中心距离(mm);
          χ——计算系数;
          Ic——混凝土截面惯性矩(mm4);
          Is——钢管截面惯性矩(mm4)
          (EA)sc2——单肢钢管混凝土毛截面压缩设计刚度(N),按本规范公式(4.3.3-1)计算;
          (EI)sc2——单肢钢管混凝土毛截面弯曲设计刚度(N·mm²),按本规范公式(4.3.4-2)计算。

5.2.2 钢管混凝土单圆管截面轴心抗压强度应按下列公式计算:


γoNs≤No      (5.2.2-1)
No=k3(1.14+1.02ξo)(1+ρc)fcdAc       (5.2.2-2)

    式中:Ns——轴向压力组合设计值(N);
          No——钢管混凝土单圆管截面轴心抗压强度设计值(N);
          ξo——钢管混凝土的约束效应系数设计值,按本规范公式(3.3.3-1)计算;
          ρc——钢管混凝土截面含钢率,按本规范公式(3.3.3-2)计算;
          fcd——混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm²);
          k3——轴心抗压强度设计值换算系数。当钢管壁厚t≤16mm时,k3=1.0。当钢管壁厚t>16mm时,Q235钢和Q345钢,k3=0.96;Q390钢,k3=0.94。

5.2.3 对有脱粘影响的钢管混凝土单圆管截面轴心抗压强度设计值 0.6.jpg

应按下式计算:

0.7.jpg

=KtNo      (5.2.3)    式中: 0.8.jpg

——考虑脱粘影响的钢管混凝土单圆管截面轴心抗压强度设计值(N);
          Kt——钢管混凝土承载力脱粘折减系数,拱顶截面取0.90,拱跨L/4截面取0.95,拱脚截面取1.00,中间各截面的系数取值可用线性插值法确定。

5.2.4 钢管混凝土单圆管截面偏心抗压强度设计值No1应按下列公式计算:


γoNs≤No1    (5.2.4-1)
No1=φeNo     (5.2.4-2)

    式中:φe——偏心率折减系数,按本规范第5.2.5条的规定计算;
          No1——钢管混凝土单圆管截面偏心抗压强度设计值(N)。

5.2.5 钢管混凝土单圆管偏心抗压强度的偏心率折减系数φe应按下列公式计算:

5.2.5-1.jpg

    式中:eo——截面偏心距(mm);
          rc——钢管内混凝土横截面的半径(mm)。

5.2.6 钢管混凝土哑铃形截面和格构柱截面轴心抗压强度设计值ND应按下列公式计算:

5.2.6-1.jpg


5.2.6-2.jpg

    式中:ND——钢管混凝土哑铃形和格构柱构件截面轴心抗压强度设计值(N);
          0.9.jpg

——拱肋截面各肢钢管混凝土截面轴心抗压强度设计值(N),按本规范公式(5.2.2-2)计算;
          0.11.jpg

——与钢管混凝土主肢共同承担荷载的连接钢板的极限承载力设计值(N);
          Afs——连接钢板的截面面积(mm²)。

5.2.7 钢管混凝土哑铃形构件和格构柱偏心抗压强度验算时,轴向压力组合设计值Ns应分别取截面轴向力最大设计值和对应于截面弯矩最大设计值的轴力值,并应按下列公式计算:


γoNs≤ND1     (5.2.7-1)
ND1=φeND     (5.2.7-2)

    式中:ND1——钢管混凝土哑铃形构件和格构柱偏心抗压强度设计值;
          φe——偏心率折减系数,哑铃形构件按本规范第5.2.8条的规定计算,格构柱按本规范第5.2.9条的规定计算。

5.2.8 钢管混凝土哑铃形构件的偏心率折减系数φe应按下列公式计算:

5.2.8-1.jpg

    式中:eo——哑铃形构件截面的偏心距(mm)。

5.2.9 钢管混凝土格构柱的偏心率折减系数φe应按下列公式计算:

5.2.9-1.jpg

    式中:εb——界限偏心率;
           h1——格构柱截面受弯面内两肢中心距离(mm);
           eo——格构柱截面的偏心距(mm)。

5.2.10 钢管混凝土桁式拱肋腹杆所受轴力设计值V1应取实际轴力或按下式计算结果取其较大值:

5.2.10.jpg

    式中:V1——腹杆所受轴力设计值(N);
          n——桁式拱肋弦杆数;
          Noi——桁式拱肋第i根弦杆轴心抗压强度设计值(N),按本规范公式(5.2.2-2)计算。

5.2.11 哑铃形与桁式拱肋除了弦杆钢管混凝土构件外,还应对腹板或腹杆、平联等其他拱肋组成构件和连接构造进行受力计算。

5.2.12 钢管混凝土节点和空钢管节点应按钢管节点进行节点连接承载力计算,并应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定。

5.3 拱肋稳定计算


5.3.1 钢管混凝土拱桥应进行空间稳定性计算,弹性稳定特征值不应小于4.0。计算时拱肋截面整体压缩设计刚度和弯曲设计刚度应按本规范第4.3.3条的规定计算。

5.3.2 钢管混凝土拱肋的面内整体稳定承载力可将其等效成梁柱进行验算。单圆管拱肋、哑铃形拱肋和桁式拱肋可分别等效成单圆管构件、哑铃形构件和格构柱。等效梁柱的计算长度可按表5.3.2的规定计算,等效梁柱的两端作用力可取拱跨L/4截面处的弯矩与轴力。


表5.3.2 拱肋的等效计算长度

拱结构

等效计算长度Lo

三铰拱

0.58Sg

双铰拱

0.54Sg

无铰拱

0.36Sg

注:Sg为拱轴线长度。


5.3.3 钢管混凝土单圆管偏心受压构件稳定承载力设计值No2应按下列公式计算:


γoNs≤No2     (5.3.3-1)
No2=φφeNo      (5.3.3-2)

    式中:No2——钢管混凝土单圆管偏心受压构件稳定承载力设计值(N);
          φ——稳定系数,按本规范第5.3.5条的规定计算;
          φe——偏心率折减系数,按本规范第5.2.5条的规定计算。

5.3.4 钢管混凝土哑铃形构件和格构柱偏心受压稳定承载力设计值ND2应按下列公式计算:


γoNs≤ND2    (5.3.4-1)
No2=φφeNo    (5.3.4-2)

    式中:ND2——钢管混凝土哑钤形构件和格构柱偏心受压稳定承载力设计值(N);
          φe——偏心率折减系数,哑铃形构件按本规范第5.2.8条的规定计算,格构柱按本规范第5.2.9条的规定计算。

5.3.5 稳定系数φ应按下列公式计算:

5.3.5-1.jpg

    式中:λn——相对长细比,按本规范公式(5.3.6)计算。

5.3.6 钢管混凝土柱的相对长细比λn应按下列公式计算:

对单圆管和哑铃形柱:
5.3.6-1.jpg

    式中:λ——钢管混凝土单圆管柱、哑铃形柱的名义长细比,分别按本规范第5.3.7条和第5.3.8条的规定计算;
          λ*——钢管混凝土格构柱的换算长细比,按本规范第5.3.10条的规定计算。

5.3.7 钢管混凝土单圆管柱的名义长细比λ应按下式计算:

λ=4lo/D      (5.3.7)

    式中:lo——计算长度;
          D——钢管外径。

5.3.8 钢管混凝土哑铃形柱的名义长细比A应按下式计算:

λ=lo/i    (5.3.8)

5.3.9 钢管混凝土格构柱对X轴和Y轴的名义长细比λx和λy、单肢名义长细比λ1应按下列公式计算:

5.3.9-2.jpg


5.3.9-1.jpg

    式中:λx,λy——钢管混凝土格构柱对X轴和Y轴的名义长细比;
          loy,lox——钢管混凝土格构柱对Y轴、X轴的计算长度;
          λ1——钢管混凝土格构柱单肢名义长细比;
          Asc——单根柱肢的组合截面面积;
          Isc——单根柱肢的组合截面惯性矩;
          As,Ac——柱肢钢管横截面总面积和管内混凝土横截面总面积;
          ai,bi——单根柱肢中心到虚轴y-y和x-x的距离(i=1,2)(图5.3.9)。


图5.3.9.jpg


5.3.10 钢管混凝土格构柱的换算长细比λ*应按下列公式计算:

5.3.10-1.jpg

    式中:λ*——换算长细比;
          K'——换算长细比修正系数;
          K——换算长细比系数;
          μ——柔度系数;
          A——柱肢截面换算面积;
          Ad——一个节间内各斜腹杆面积之和;
          Ab——一个节间内各平腹杆面积之和;
          λ——钢管混凝土格构柱的名义长细比(λx或λy),按本规范公式(5.3.9-1)或(5.3.9-2)计算;
          l1——格构柱柱肢节间距离。

5.3.11 对钢管混凝土轴压构件和偏心率ρ≤0.3的偏压柱,其承受永久荷载引起的轴压力占全部轴压力的30%及以上时,截面轴心抗压强度设计值No应乘以混凝土徐变折减系数kc。徐变折减系数kc应按表5.3.11的规定取值,偏心率ρ应按下列公式计算:

5.3.11-1.jpg

    式中:r——截面计算半径,单圆管、哑铃形柱按公式(5.3.11-2)计算,格构柱按公式(5.3.11-3)计算;
          t——钢管壁厚。


表5.3.11 徐变折减系数kc

名义长细比λ

永久荷载所占比例(%)

30

50

70及以上

40≤λ≤70

0.90

0.85

0.80

70<λ≤120

0.85

0.80

0.75

注:表中名义长细比λ应撩本规范第5.3.7条~第5.3.9条的规定计算;表内中间值可采用线性内插法求得。


5.3.12 钢管混凝土拱稳定承载力计算中,计入初应力影响时,按牟规范公式(5.2.2-2)计算的截面轴心抗压强度设计值No应乘以初应力度影响系数KP。初应力度影响系数KP应按下列公式计算:

5.3.12-1.jpg

    式中:KP——初应力度影响系数;
          a——考虑长细比影响的系数;
          m——考虑偏心率影响的系数;
          β——钢管初应力度;
          λ——构件的长细比,按本规范第5.3.7条~第5.3.10条的规定计算;
          σo——钢管初应力,在截面上不均匀时,取截面平均应力;
          fy——钢管强度标准值,取值应符合本规范表3.1.3的规定;
          ρ——构件偏心率,按本规范公式(5.3.11-1)计算。

5.4 吊索和系杆索计算


5.4.1 吊索和系杆索设计宜按现行行业标准《公路斜拉桥设计细则》JTG/T D65-01中对斜拉索的技术要求执行。

5.4.2 吊索的应力应满足下式要求:

σ≤0.33ftpk     (5.4.2)

    式中:σ——吊索的应力(N/mm²);
          ftpk——吊索的抗拉强度标准值(N/mm²)。

5.4.3 系杆索的应力应满足下式要求:

σ≤0.5ftpk      (5.4.3)

    式中:σ——系杆索的应力(N/mm²);
          ftpk——系杆索的抗拉强度标准值(N/mm²)。

6 持久状况正常使用极限状态计算


6.0.1 钢管混凝土拱桥的持久状况设计应按正常使用极限状态的要求,采用荷载的短期效应组合、长期效应组合或短期效应组合并计入长期效应组合的影响,对构件的应力、挠度进行验算,各项计算值不应超过本规范规定的各相应限值。各种组合中,汽车荷载效应可不计冲击系数。

6.0.2 钢管混凝土拱肋应设置预拱度。拱肋预拱度值的计算与设置可按现行行业标准《公路圬工桥涵设计规范》JTG D61的规定执行。

6.0.3 钢管混凝土结构或构件变形计算中,混凝土徐变系数在无可靠实测资料时可按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62的规定计算。

6.0.4 钢管混凝土拱肋的挠度计算,按短期效应组合并消除结构自重产生的长期挠度后,在一个桥跨范围的正负挠度绝对值之和的最大值不应大于计算跨径的1/1000。

6.0.5 持久状况下钢管混凝土拱肋的钢管应力不宜大于0.8fy

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7 结构与构造


7.1 结构形式


7.1.1 钢管混凝土拱桥主要结构体系可分为上承式[图7.1.1(a)]、中承式[图7.1.1(b)、(c),图(c)中桥面系未示]和下承式[图7.1.1(d)、(e),图(d)中桥面系未示]。当地质、地形条件许可时,宜选择推力拱。下承式拱不宜采用简支拉索拱结构。

图7.1.1.jpg


图7.1.1 钢管混凝土拱桥主要结构体系
1-桥面系;2-拱肋;3-系梁;4-系杆;5-桥墩;6-主拱肋,7-边拱肋;8-主墩;9-边墩
7.1.2 钢管混凝土拱桥的主拱矢跨比宜为1/3.5~1/6.0。

7.1.3 钢管混凝土中承式刚架系杆拱桥,边跨与中跨跨径之比宜为1/4.0~1/5.5,边跨拱肋与中跨拱肋的矢高之比宜为1/3.5~1/4.5,边跨拱肋矢跨比与中跨拱肋矢跨比之比宜为1/1.1~1/2.0。

7.1.4 多跨钢管混凝土拱桥宜设置单向推力墩或采用其他抗单向推力措施。单向推力墩宜每隔三跨至五跨设置一个。下承式多跨连续刚架系杆拱的系杆宜各跨独立锚固。

7.2 主 拱


7.2.1 钢管混凝土拱肋的截面形式应根据跨径、桥宽与车辆荷载等级等进行选择。截面形式可采用单圆管、哑铃形和桁式(图7.2.1)。


图7.2.1.jpg


图7.2.1 钢管混凝土拱肋截面类型
1-弦管;2-腹板;3-腹杆;4-平联杆;5-平联板
7.2.2 对跨径不大于300m、采用哑铃形或四肢桁式(四肢全桁式和横哑铃形桁式)等高度截面的钢管混凝土拱桥,拱肋截面高度H可按式(7.2.2)估算,四肢桁式拱肋的宽度可采用0.40H~0.75H。变高度截面的桁拱,拱顶和拱脚截面高度可分别按式(7.2.2)计算值的80%和1.4倍~1.5倍取用。

7.2.2.jpg

    式中:H——拱肋截面高度(m);
          lo1——拱肋净跨径(m);
          k1——荷载系数,公路Ⅰ级或城-A级取1.0,公路Ⅱ级或城-B级取0.9;
          k2——行车道系数,当设计车道为2或3时取0.9;当设计车道为4时取1.0;当设计车道为6时取1.1。

7.2.3 钢管混凝土拱的拱轴线应根据桥梁跨径和受力情况选择,宜为抛物线或拱轴系数为1.2~2.8的悬链线。当采用悬链线时,其拱轴系数m对上承式宜为1.2~2.8,对中承式不宜大于1.9,对下承式不宜大于0.5。

7.2.4 钢管混凝土拱肋钢管外径宜为600mm~1300mm。哑铃形截面的弦管管径可采用0.35H~0.46H。等高度桁式截面的拱肋弦管直径可采用0.18H~0.30H,随拱肋高度的增大可取用低值。

7.2.5 哑铃形截面中两块腹板间应设置加劲构造。加劲构造间沿拱肋方向的距离l2不应大于3倍的腹板高度h2(图7.2.5)。

图7.2.5.jpg


图7.2.5 哑铃形截面拱肋腹板加劲构造示意图
1-弦管;2-腹板;3-加劲构造
7.2.6 横哑铃桁式截面中两块平联板间应采用加劲板等构造措施。当无斜杆时,两根平联杆间的距离宜为平联长度的1.5倍~3.0倍。

7.2.7 桁式拱肋的吊杆或立柱宜设置在弦杆与腹杆的节点处。拱肋在吊杆、立柱等截面处,应进行局部加劲。

7.2.8 提篮拱的拱肋内倾角宜为5°~12°。

7.2.9 拱肋横撑(风撑)可采用空钢管结构。

7.2.10 钢管混凝土拱桥管结构中主管与支管应满足构造要求。支管钢管与主管钢管直径比宜为0.40~0.60,壁厚比宜为0.55~1.00,支管与主管的面积比不宜小于0.25。桁式拱肋的主管(钢管混凝土弦杆)可在节点处设置内栓钉。

7.2.11 钢管混凝土拱桥管结构的节点构造(图7.2.11)应符合下列规定:
    1 支管与主管宜采用相贯线直接焊接连接,支管不得穿入主管。
    2 钢管节点宜采用间隙节点,支管间隙△不应小于相邻两支管壁厚之和且不应小于50mm。
    3 支管轴线宜交于节点中心[图7.2.11(c)]。当不能满足时,支管轴线可不交于主管轴线,但其节点偏心范围e宜控制在-0.55D~+0.25D之间。
    4 主管与支管之间夹角θ宜为30°~90°。

图7.2.11.jpg


图7.2.11 管结构的节点构造示意图
7.2.12 对分段安装的拱肋,各拱段接头间应设置临时定位设施。当拱肋钢管对接或合龙采用焊接连接时,应采取措施保证焊缝的质量。对节段间的临时连接,可采用法兰盘配螺栓连接或其他可靠方式连接。当采用内法兰盘连接时,法兰盘构造应具有使管内混凝土连成一体的通透性。

7.2.13 钢管混凝土拱肋施工时应在空管阶段完成合龙。合龙口宜选在结构对称处。对无支架施工的大跨径拱肋宜采用瞬时合龙。

7.2.14 钢管混凝土拱肋固结于拱座的构造应采用埋入式,埋入长度应满足锚固要求。对单圆管或哑铃形拱肋,埋入长度应大于1倍的拱肋高度。对桁式拱肋,受压弦杆埋入拱座的长度应大于弦杆管径的1倍;对受拉弦杆,其埋入长度应根据计算确定。当拉力超出设计限值时,可通过在钢管表面设置剪力钉或其他刚性剪力连接件增强其锚固能力。

7.2.15 钢管混凝土拱肋应设置灌注管内混凝土的构造,并应采取相应的补强措施。

7.3 拱座与立柱


7.3.1 拱座宜为钢筋混凝土结构。拱座构造应能满足拱肋的固结要求,并应有足够的强度与抗裂性能。可在拱脚埋入段的钢管外缘设置螺旋箍筋,在拱座内拱脚截面下宜设置2层~4层分布钢筋网。

7.3.2 立柱与钢管混凝土拱肋间宜设置柱脚。

7.4 吊索和系杆索


7.4.1 钢管混凝土拱桥的吊索与系杆索必须具有可检查、可更换的构造与措施。

7.4.2 吊索与系杆索的设计应满足施工时的安装与张拉空间的要求,并应对使用时检查、养护和换索进行设计。

7.4.3 吊索的上下端锚具宜露出结构外。当锚具设置于结构内时,应满足锚具的安装空间和检查、养护的要求。吊索和系杆索应具有防水、排水措施,桥面处吊索预埋管上端应伸出桥面结构100mm~150mm,伸出口应封闭。

7.4.4 吊索锚具应满足抗疲劳性能要求,吊索上下端的预留孔道宜填充防腐材料。外露的锚具应设防护罩,防护罩内宜注入油脂或其他防护材料进行封锚处理。

7.4.5 系杆索宜选用具有热挤PE保护层的预应力钢绞线或平行钢丝索。钢绞线系杆索可采用环氧喷涂钢绞线或镀锌成品索体。

7.4.6 系杆索锚具根据系杆长度可采用冷铸锚。当系杆索锚具采用夹片锚时,应有防止失锚装置。

7.4.7 系杆索可采用系杆箱防护。系杆箱应具有防水、排水性能,并应设检查口。系杆索的预埋管应伸出结构150mm~200mm。外露的系杆索锚具应设置防护罩。

7.4.8 吊索与系杆索锚固处应有可扩散局部集中应力,并将吊索与系杆索索力传给受力结构的构造措施。吊索与系杆索不宜穿过主拱等主要受力结构。当无法避免时,应采取保证主拱受力性能的补强措施。

7.5 桥 面 系


7.5.1 中承式和下承式拱桥的悬吊桥面系应采用整体性结构,以横梁受力为主的悬吊桥面系必须设置加劲纵梁,并应具有一根横梁两端相对应的吊索失效后不落梁的能力。

7.5.2 中承式和下承式拱的悬吊桥面系宜在拱梁相交处设置横向限位装置。不承受水平拉力的悬吊桥面系的加劲纵梁不应与其端部结构或主拱固接。

7.5.3 中承式拱桥面系肋间横梁的设置不应影响主拱结构的连续性。桥面系与拱肋之间的结构设计应防止因变形不同引起的结构损伤。

7.5.4 悬吊桥面系的桥面板与横梁之间,在桥面伸缩装置附近可设置支座,其余不宜设置支座。伸缩缝附近的小支座应具有可更换条件,且宜采取限位或固定等防止脱落的措施。

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8 钢管拱肋制造


8.1 钢管加工制作


8.1.1 焊接钢管宜采用自动焊接。钢管焊接成型后应进行校圆。

8.1.2 钢管相贯坡口应采用相贯线切割机加工成型,坡口尺寸应由焊接工艺试验评定确认,并应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661的要求。

8.2 钢管拱肋组装


8.2.1 钢管拱肋组装前,应根据设计要求以及材料、工艺、运输、吊装等因素确定其制作的节段长度。

8.2.2 当钢管拱肋采用弧形钢管拼接时,每节弧形钢管的轴线不应出现S形;当采用分段直线代替曲线时,折点应在计入预拱度后的拱轴线上,由于制作误差引起的钢管弯曲的方向应与拱轴的弯曲方向一致。

8.2.3 弯管宜采用加热顶压方法。实施前应进行钢管弯曲工艺评定试验及首节段弯管验收,在确定弯曲度时应计入回弯的影响。弯曲后的管节应在空气中缓慢冷却,不得用水骤冷。弯管时,不应出现鼓泡及拉薄等现象。

8.2.4 钢管拱肋节段组装应在胎架上进行。胎架应满足下列要求:
    1 宜采用长线放样,若条件限制,应满足至少三个相邻吊装节段按1 :1放样的要求。
    2 肋架表面应设拱肋轮廓线、轴线、角尺线、水平线、吊杆或立柱定位线、横撑定位线以及节段端口检查线等标记。

8.2.5 节段组装前应按图纸核对零件编号、外形尺寸和坡口方向。节段宜采用连续匹配组装的工艺,每次组装节段的数量不应少于3段。节段组装时,应计入结构温度的影响。

8.2.6 哑铃形钢管拱肋的单节段制造和多节段预拼可采用单层侧卧法。桁式钢管拱肋单节段制造和多节段预拼可采用双层侧卧法,大跨径的钢管桁式拱肋多节段预拼可采用立拼法。

8.2.7 钢管拱肋组装前,对填充混凝土的钢管的内表面,设计未要求进行防腐涂装时,应采取防锈措施;对不填充混凝土的钢管的内表面,应按设计要求进行除锈与防护。

8.2.8 拱肋节段在所有部件装配好并经几何尺寸检查合格后,方可进行组装焊接,焊后应复检尺寸。吊杆锚箱、横撑短接头及节段间连接法兰等构件的安装应在拱肋装焊结束后定位安装。

8.2.9 钢管拱肋制作过程中,应按设计要求设置吊点、扣点、防混凝土倒流的截止阀、混凝土压注孔、排气孔、排渣孔等设施;对钢管上预留的混凝土压注孔、排气孔等,可在工厂开孔,也可在拱肋安装好后在工地开孔。开孔留下的盖片均应编号并妥善保管或点焊在原位上。开孔盖板应在混凝土强度达到设计值的50%后,按设计要求原位对接。焊接应平整光滑,不得突出和漏焊,不得烧伤混凝土。

8.2.10 拱肋节段组装定位中心线(拱轴线)与组装场地中心线重合的允许偏差宜为±3.0mm,端口和节段长度检查线重合的允许偏差宜为±3.0mm。

8.2.11 当施工中需在钢管拱肋开孔和焊接临时结构时,应经过施工设计,具有相应的结构补强措施。当割除钢管拱肋上的施工临时钢结构时,不应伤及钢管拱肋。

8.3 钢管拱肋质量检验


8.3.1 钢管构件外形尺寸允许偏差应符合表8.3.1的规定。


表8.3.1 钢管构件外形尺寸允许偏差(mm)
表8.3.1.jpg


注:管端不平度中的δ5指加工之后的钢管端部平面与施工详图的端部平面之差。
8.3.2 拱肋节段出厂应具备完整的验收资料。经检验合格后的拱肋节段方可吊运出厂。

8.3.3 钢管拱肋节段组装允许偏差应符合表8.3.3的规定。


表8.3.3 钢管拱肋节段组装允许偏差(mm)
表8.3.3.jpg


8.3.4 钢管混凝土桁式拱肋的节段组装除应符合本规范表8.3.3的规定外,还应符合下列规定:
    1 弦杆、竖腹杆、斜腹杆的轴线应处于同一平面上,竖腹杆、斜腹杆的轴线交汇与设计的偏差值不应超过±3mm。
    2 竖腹杆之间、平联之间的间距偏差不应超过±5.0mm。
    3 管肢组合和缀件组合允许偏差应符合表8.3.4的规定。


表8.3.4 管肢组合和缀件组合允许偏差(mm)
表8.3.4.jpg


8.3.5 钢管拱肋吊装节段预拼装的允许偏差应符合表8.3.5的规定。


表8.3.5 钢管拱肋节段预拼装允许偏差

表8.3.5.jpg


9 焊接施工


9.0.1 钢管、钢管拱肋和辅助构件制作中的焊接,应满足钢结构焊接工艺的具体要求,应制订焊接施工相应的焊接方法、技术要求、焊缝检验方法和检验手段。

9.0.2 对首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊前预热、焊后热处理等,应在焊接性能试验和焊接工艺试验的基础上根据现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661的要求进行焊接工艺评定。

9.0.3 焊接材料和工艺的选择应保证焊接接头的强度和韧性指标与母材匹配,并应满足设计要求。

9.0.4 钢管对接焊缝的允许偏差应符合表9.0.4的规定。


表9.0.4 对接焊缝允许偏差(mm)
表9.0.4.jpg


9.0.5 当钢管拱肋每个吊装节段内包含若干制作节段时,宜先在胎架上对接成整体,并应采取措施满足规定的精度要求。制作节段间应有临时连结,并应用定位板控制焊缝间隙;钢管对接的环焊缝施焊应对称进行,且不得采用堆焊。

9.0.6 焊接应采取能减少焊接变形和残余应力的工艺措施。钢管相贯线焊缝应进行焊缝修磨和锤击,并应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661的规定。

9.0.7 钢管拱肋制造中宜避免焊缝多次相交。当主管采用直焊缝钢管时,对于环焊缝、纵焊缝和节点的相贯线焊缝,焊缝交叉点避让措施应符合表9.0.7的规定。


表9.0.7 焊缝交叉点避让措施
表9.0.7.jpg


9.0.8 焊缝质量检验应符合设计要求,设计没有明确要求的焊缝质量检验应符合本规范的规定。

9.0.9 钢管混凝土拱肋所有焊缝均应进行外观检测。碳素结构钢宜在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢宜在完成焊接24h后进行外观检测。无损检验应在外观检测合格且焊接24h后进行。焊缝的外观检测应符合现行行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50的规定。

9.0.10 拱肋钢管的卷管纵向对接焊缝、环向对接焊缝,应按现行行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50规定的焊缝质量等级Ⅰ、B级检验方法进行检验,并应全部进行超声波检验。对纵环向焊缝T型接头,还应抽取其数量的10%,按现行国家标准《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T 3323进行射线B级检验,焊缝内部质量应达到Ⅱ级,检验范围为纵向、环向各250mm~300mm。

9.0.11 哑铃形截面中钢管与腹板的角焊缝、腹板之间的对接焊缝、钢管桁式拱肋中主管与支管间的相贯线焊缝等,应按现行行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50规定的焊缝质量等级Ⅱ、B级检验方法进行检验,并应全部进行超声波检验。对无法进行超声波探伤的角焊缝,应按现行行业标准《无损检测 焊缝磁粉检测》JB/T 6061的规定进行100%的磁粉探伤检验。

9.0.12 对进行局部探伤的焊缝,当发现裂缝较多或有其他缺陷时,应延长探伤范围,直至焊缝全长。

9.0.13 经射线和超声波两种探伤方法检查的焊缝,均应达到各自标准。

9.0.14 当外观检测和探伤结果有不允许的缺陷时,应进行焊缝修磨及返修焊。焊缝修磨及返修焊应符合现行行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50的规定。

10 防腐涂装施工


10.0.1 钢管混凝土拱桥中钢构件的防腐涂装施工应符合设计要求,并应符合现行行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50的规定。

10.0.2 防腐涂装施工前应进行涂装工艺设计并试涂。对重要的桥梁和处于易腐蚀环境的桥梁,应进行涂层工艺试验。涂层工艺试验宜包括中性盐雾试验、人工加速老化试验和涂层附着力试验等,其中底漆耐盐雾试验、面漆人工加速老化试验可作为型式检测项目,并应提供检测报告。

10.0.3 防腐涂装施工前应按设计要求进行表面净化与粗化处理。表面处理等级检验应符合现行国家标准《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第1部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》GB/T 8923.1中照片目视比较评定的规定。表面粗糙度的检验应符合现行国家标准《涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理后的钢材表面粗糙度特性 第2部分:磨料喷射清理后钢材表面粗糙度等级的测定方法 比较样块法》GB/T 13288.2的规定。

10.0.4 涂料涂层干膜厚度和湿膜厚度的检测应符合现行国家标准《色漆和清漆 漆膜厚度的测定》GB/T 13452.2的规定。涂料涂膜固化干燥后的干膜厚度测定,85%测点的厚度应达到设计厚度,其余15%测点的厚度不应低于设计值的85%。

10.0.5 热喷涂金属涂层应采用磁性测厚仪测量涂层厚度。测量方法应符合现行国家标准《热喷涂涂层厚度的无损测量方法》GB/T 11374的规定,测点位置应符合现行国家标准《热喷涂 金属和其他无机覆盖层 锌、铝及其合金》GB/T 9793的规定。85%测点的厚度应达到设计厚度,其余15%测点的厚度不应低于设计值的85%。

10.0.6 涂料涂层附着力检验应符合现行国家标准《色漆和清漆 漆膜的划格试验》GB/T 9286划格试验的规定或《色漆和清漆拉开法附着力试验》GB/T 5210拉开试验的规定。

10.0.7 热喷涂金属涂层的附着力检验应符合现行国家标准《热喷涂 金属和其他无机覆盖层 锌、铝及其合金》GB/T 9793栅格试验或拉伸试验的规定。试验结果在方格形切样内不应出现金属涂层与基底剥离的现象。

10.0.8 防腐涂装质量检验应符合设计要求。对设计没有明确要求的,检验项目应符合表10.0.8的规定。


表10.0.8 钢材表面防腐涂装检验项目
表10.0.8.jpg


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11 钢管拱肋架设


11.1 一般规定


11.1.1 钢管拱肋架设可采用斜拉扣挂悬臂拼装法、转体法等无支架施工法以及支架施工法。拱肋架设施工前,应在设计架设方案的基础上进行施工方案设计。

11.1.2 施工方案设计中应验算吊装过程拱肋构件、安装过程中拱肋及其临时辅助设施组成的结构在各种工况下的强度、变形和稳定性。拱肋架设过程的受力计算可采用弹性理论。稳定计算时,弹性稳定特征值不应小于4.0。

11.1.3 钢管拱肋架设前应进行下列准备工作:
    1 检查构件的几何尺寸、焊接质量、表面腐蚀及预拼情况。
    2 检查施工设计确定的起吊设施和扣挂点结构。
    3 检查墩台的断面尺寸、预埋件位置,复测拱座起拱线处高程、跨距。
    4 清除拱肋表面及管内的杂物,设置有关测量和监控的标志与元件。
    5 完成现场拱肋安装焊接工艺评定。

11.2 钢管拱肋架设与质量检验


11.2.1 钢管拱肋正式架设前,应对吊装设备系统进行不小于施工设计荷载的负荷运行试验。

11.2.2 钢管拱肋吊点的位置应经结构本身的承载力和稳定性计算确定。

11.2.3 钢管拱肋节段吊装就位后,应立即进行校正,并应采取保证稳定性的措施。

11.2.4 当钢管拱肋无支架施工时,由拱肋与临时结构组成的受力体系应满足强度、刚度与稳定性的要求,并应符合下列规定;
    1 当采用夹片锚时,张拉端应有防止低应力状态下锚具退锚的措施。当采用钢丝绳作扣(锚)索时,扣(锚)索强度安全系数不应小于3;当采用钢绞线、高强钢丝作扣(锚)索时,扣(锚)索强度安全系数不应小于2。
    2 扣塔塔顶宜设风缆。塔高应能满足扣(锚)索倾角的要求。扣塔宜采用标准钢杆件或型钢拼装。
    3 锚锭应能满足安全传递和锚固扣(锚)索拉力的要求,并应方便扣(锚)索收紧、放松、锚固。
    4 当双肋或多肋悬拼时,纵桥向两相临拱肋节段内宜有横撑联系;当无永久横撑时,宜设置临时横撑。拱肋与临时结构可通过设置横向风缆等措施满足结构横向稳定要求。

11.2.5 当钢管拱肋具备合龙条件时,应选择温度相对稳定的时段尽快合龙。

11.2.6 钢管拱肋合龙后解除施工辅助措施的体系转换过程,应按施工计算所规定的程序,有序、对称、均匀地进行。在整个过程中应跟踪观测拱肋轴线和标高的变化,采取措施及时调整,使成拱后的轴线满足设计要求。

11.2.7 拱肋安装完成并解除所有临时支承后的精度应符合表11.2.7的规定。


表11.2.7 钢管拱肋架设实测项目
表11.2.7.jpg

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12 管内混凝土的浇注


12.1 一般规定


12.1.1 拱肋管内混凝土的浇注顺序应按设计提出的施工程序进行。单根钢管混凝土拱肋宜一次性连续对称浇注完成。

12.1.2 采用泵送顶升法施工的管内混凝土宜采用自密实补偿收缩混凝土,其配合比设计应符合现行行业标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55和《自密实混凝土应用技术规程》JGJ/T 283的规定,并应满足下列要求:
    1 混凝土含气量应小于2.5%,初凝时间应大于完成浇筑一根钢管所需的时间。
    2 入泵时坍落度范围宜为20cm~26cm,扩展度宜控制为50cm~65cm,T500时间宜控制为5s~20s,V形漏斗通过时间宜控制为10s~25s,U形箱填充高度试验宜大于30cm。
    3 如泵送顶升施工在6h内完成,宜控制3h坍落度损失小于3cm;如泵送顶升施工在10h内完成,宜控制3h坍落度无损失,5h坍落度损失宜小于3cm。
    4 密闭环境下钢管内混凝土自由膨胀率宜控制为0~6×10-4,其稳定收敛期宜为60d内。

12.1.3 管内混凝土的力学性能试验应符合现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081的规定;混凝土的体积稳定性能试验应符合现行国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082的规定,并应进行在密闭环境下的混凝土收缩性能和抗压强度试验;混凝土的强度评定应符合现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》GB/T 50107的规定;混凝土的质量控制应符合现行国家标准《混凝土质量控制标准》GB 50164的规定。

12.1.4 管内混凝土浇注前应进行下列准备工作:
    1 复查钢管拱肋焊接质量、几何尺寸、高程和拱轴线。
    2 检查进场的设备与材料,并确认质量和数量符合要求,其中输送泵宜备有备用泵。
    3 进行浇注演练,开展拌和设备和输送泵的联动试车。
    4 为施工用电提供双回路供电或备用发电机组。
    5 清洗钢管内壁。

12.1.5 应根据设计要求,选择气温相对稳定的时段浇注混凝土。浇注混凝土时环境气温应大于5℃。当泵送顶升环境气温高于30℃时,宜采取措施降低钢管温度。

12.2 管内混凝土的浇注施工


12.2.1 管内混凝土的浇注施工宜采用泵送顶升法,顶升段顶端宜设置长度大于1.5m、直径大于15cm的出浆管,出浆管下端不应伸入主管内。

12.2.2 泵送顶升法施工前宜进行泵送试验。宜根据泵送高度、距离、输送速度计算最大泵送压力及泵送功率,选用输送泵的型号规格和与之相匹配的混凝土拌和设备。辅送泵的额定扬程应大于1.5倍浇注顶面高度。输送泵额定速度宜满足下式要求:

V≥1.2Q/t (12.2.2)

    式中:V——输送泵的额定速度(m³/h);
          t——混凝土初凝时间(h);
          Q——要求浇注的混凝土方量(m³)。

12.2.3 泵送顶升管内混凝土时,应由拱脚至拱顶两端对称均衡地泵送顶升,管内混凝土宜一次性连续泵送顶升或分段接力一次泵送顶升浇筑完成,浇注过程中拱肋变位不应超过设计限值。

12.2.4 同一拱肋中下一条钢管的管内混凝土浇注应在前一条钢管的管内混凝土强度满足设计规定的强度要求后进行。当设计无规定时,前一条钢管的管内混凝土的强度不宜低于混凝土28d强度的80%。

12.2.5 管内混凝土浇注过程中应对钢管拱肋外表面进行清洗,管内混凝土浇注完成后,应将钢管的所有开孔封闭。

12.3 管内混凝土浇注后质量检验


12.3.1 管内混凝土填充密实度检测可采用人工敲击与超声波检测相结合的办法,并应符合下列要求:
    1 检测次数不少于3次,宜为浇注7天后、28天后和验收前。
    2 人工敲击检查可沿钢管周边选取等距离的若干点,从拱脚往拱顶进行。人工敲击检查结果异常时,应加大检测密度,确定超声波检测范围。
    3 超声波检测发现异常时,应进行钻孔复检。

12.3.2 当检测发现钢管混凝土拱肋脱粘(角度)率大于20%或脱粘空隙厚度大于3mm时,应对脱粘处进行钻孔压浆补强处理。

12.3.3 钢管拱肋混凝土浇注实测项目应符合表12.3.3的规定。


表12.3.3 钢管拱肋混凝土浇注实测项目
表12.3.3.jpg


注;L为跨径;当L在60m~200m之间时,轴线偏位允许偏差可用线性内插法确定。

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13 其他构造施工


13.1 一般规定


13.1.1 其他构造施工包括吊索、立柱、系杆索、桥面系、支座、伸缩装置、桥面防水、桥面铺装、护栏与栏杆等的施工,宜在拱肋钢管内混凝土达到设计强度后进行。

13.1.2 其他构造施工除应符合本章规定外,尚应符合现行行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50的有关规定。

13.2 吊索与系杆索的安装与质量检验


13.2.1 吊索和系杆索及其锚具应由专业生产厂家制造,并应有产品合格证书。

13.2.2 吊索、系杆索产品的包装、运输和堆放贮存均应确保拉索无损、无蚀、无变形,其技术条件及要求宜符合现行国家标准《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》GB/T 18365及其他相关标准的规定。

13.2.3 每根成品索均应有标志,标志设置应符合下列规定:
    1 索端锚具连接筒处应标明该索编号和规格。
    2 两索端均应挂有产品标牌,并应注明制造厂家、产品名称、工程名称、生产日期、索编号、规格、长度和重量及合格证。

13.2.4 计算系杆索的切割长度时,应计入下列因素的影响:
    1 系杆索在拱肋两端的锚固处的位置偏差、桥面高程偏差带来的影响,系杆索两端足够的张拉工作长度。
    2 系杆索安装因垂度引起的增量,采用应力下料时的延长量,应计入应力下料时的温度与设计温度之差引起的拉索伸缩量和拉索设计张拉延伸量。

13.2.5 系杆索的长度切割时,丈量的钢尺应经过标定,并应按50N的张拉力拉尺丈量;对下料索应进行10min~15min施力持续预拉,预拉力可取为设计恒载的1.1倍~1.5倍,量值可使用频率计、压力传感器或带压力表的千斤顶进行测定和控制。

13.2.6 吊索与系杆索的安装方法应根据桥高、索长、索径、索的刚柔程度及施工现场的起重设备状况综合选用。

13.2.7 吊索与系杆索安装时,不得磕碰、敲击损坏锚具,不得损伤拉索的保护层,不得压、弯、折索体。保护层如有损伤,应及时修补。安装过程中,应保持索体与锚具的整洁,不得附着腐蚀物质,不得扭转,并应采取防火措施。

13.2.8 系杆索的张拉顺序、张拉控制与索力调整应符合设计的规定。

13.2.9 系杆索自由段采用支架变向时,应采用滚动支架。

13.2.10 吊索与系杆索的调索应按设计或监控要求进行。在桥面铺装前,吊索标高应按设计要求再进行一次检测。

13.2.11 吊索与系杆索安装质量实测项目应符合表13.2.11-1和表13.2.11-2的规定。


表13.2.11-1 吊索的制作与安装实测项目

序号

检测项目

规定值或允许偏差

1

吊索长度(mm)

±Ld/1000且不大于±10

2

吊索拉力

符合设计要求

注:Ld为吊索长度。

表13.2.11-2 系杆索安装实测项目

  序号  

检测项目

规定值或允许偏差

1

张拉应力

符合设计要求

2

张拉伸长率(%)

符合设计要求,设计无要求时±6

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14 养 护


14.1 养护的基本规定


14.1.1 钢管混凝土拱桥应进行预防性养护和日常养护。

14.1.2 钢管混凝土拱桥应以每座桥为单位建立技术档案。档案内容应包括桥梁主要技术资料,设计资料,施工竣工资料,养护技术文件,历次检查、测试、维修加固资料等。档案资料应纳入相应的桥梁管理系统,并宜电子化和数字化。

14.1.3 除钢管混凝土主拱、吊索与系杆索等结构与构件的养护应按本章的规定进行外,其他结构及附属构造物的养护还应根据桥梁使用性质,符合现行行业标准《城市桥梁养护技术规范》CJJ 99或《公路桥涵养护规范》JTG H11的相关规定。

14.2 检查与评定


14.2.1 钢管混凝土拱桥检查按深度可分为经常检查、定期检查和特殊检查,按内容可分为整体检查、结构与构件检查和附属结构物检查等。

14.2.2 大跨径和特大跨径钢管混凝土拱桥应建立固定可靠的桥梁检测基准点和结构观测点,并应确保各检测项目所获得的信息准确可靠。桥梁检测基准应定期进行复核。

14.2.3 钢管混凝土拱桥检查除应符合本章的规定外,还应根据使用性质,符合现行行业标准《城市桥梁养护技术规范》CJJ 99或《公路桥涵养护规范》JTG H11的规定。

14.2.4 钢管混凝土拱桥的技术状况应按使用性质,根据现行行业标准《城市桥梁养护技术规范》CJJ 99或《公路桥梁技术状况评定标准》JTG/T H21的规定进行评定。

14.2.5 钢管混凝土拱桥的经常检查每月不宜少于一次,汛期和台风期应加强检查。

14.2.6 经常检查可采用目测方法,配以简单工具进行测量与记录,当场填写桥梁经常检查记录表,记录所检查项目的缺损类型,估计缺损范围及养护工作量,提出相应的小修保养措施。

14.2.7 经常检查中如发现桥梁重要部(构)件出现明显病害缺陷时,应及时向上级部门报告。

14.2.8 钢管混凝土拱桥整体状况的经常检查可采用目测法,检查应符合下列规定:
    1 拱肋、桥面系整体结构线形应平顺、无异常变形。
    2 结构应无异常的竖向振动或横向摆动。

14.2.9 钢管混凝土主拱结构的经常检查可采用目测法,检查应符合下列规定:
    1 应检查主拱钢结构防腐体系损坏范围与程度。
    2 主拱钢结构主要焊缝和螺栓连接应正常。
    3 中承式拱拱肋与桥面系相交处的防护与结构应正常。
    4 系杆索锚固区混凝土不得有裂缝、积水。
    5 拱座混凝土结构不得有开裂情况。

14.2.10 吊索、系杆索的经常检查可采用目测法,检查应符合下列规定:
    1 吊索(尤其是短吊索)的偏位应正常。
    2 吊索、系杆索两端的锚固部位与结构相交部位的防水性能、紧固状况和锈蚀情况应正常。
    3 吊索、系杆索索体的防护体不得出现开裂、破损等情况。
    4 系杆索不得出现松弛,吊索的振动应正常,减振措施(两端阻尼减振器)不得损坏失效。

14.2.11 桥面系、人行道、系杆箱等结构的经常检查可通过目测和人体感受,检查支承情况、结构的外观情况和振动情况等。

14.2.12 钢管混凝土拱桥的定期检查包括常规定期检查与结构定期检测。定期检查应符合下列规定:
    1 常规定期检查应每年一次,可根据桥梁实际运行状况和结构类型、周边环境等情况增加检测次数。
    2 结构定期检测的时间间隔,跨径等于或大于200m的宜为1年~2年,关键部位可设仪器监控测试,跨径小于200m的宜为2年~3年。
    3 常规定期检查与结构定期检测可合并进行。

14.1.13 常规定期检查可由养护单位自检,也可委托具有相应资质和能力的单位承担。结构定期检测应由具有相应资质和能力的单位承担。

14.2.14 定期检查宜采用无损检测。有损检测应选择对结构受力影响小的部位进行,并应在检测后采取有效措施予以恢复。定期检查应安排在有利于检查的气候条件下进行。

14.2.15 常规定期检查除目视观察外,还应采用专用的测量仪器和设备,在经常检查内容的基础上,接近或进入各被查部件,检查其功能及其缺损状况。常规定期检查应包括下列内容:
    1 现场校核桥梁基本状况资料。
    2 当场记录各部件缺损状况,做出技术状况评价。
    3 实地判断缺损原因,确定维修范围及方式。
    4 对难以判断损坏原因和程度的部件,提出结构定期检测或特殊检查(专门检查)的要求。
    5 对损坏严重、危及安全运行的状况,提出暂时限载限速等交通管理建议。
    6 根据检查结果,进行桥梁技术状况的评定,并确定下次检查的时间。
    7 形成常规定期检查报告。

14.2.16 钢管混凝土主拱结构的常规定期检查应包括下列内容:
    1 用敲击法检查拱肋钢管与混凝土有无脱粘或脱空及其范围与程度。
    2 用量测工具检测主拱钢结构防腐保护的损坏范围与程度。
    3 用目测法检查主拱钢结构的焊缝和螺栓的锈蚀程度,用敲击法检查螺栓的松紧情况。

14.2.17 吊索与系杆索常规定期检查宜通过打开吊索与系杆索两端锚固的防护罩等方式,抽检锚头、垫板的工作性能、防腐措施与锈蚀情况;也可通过打开吊索与系杆索的防护体,抽检索体的锈蚀与损伤情况。

14.2.18 结构定期检测应在常规定期检查内容的基础上进行。结构定期检测应包括下列内容:
    1 测试拱肋与桥面系的结构动力特性。
    2 对常规定期检查中发现管内混凝土与钢管有脱粘现象的,用超声波全面检查拱肋脱粘情况。
    3 用超声波抽检主拱钢结构主要焊缝的质量。
    4 抽检吊索与系杆索的索力。
    5 检测钢结构、混凝土结构等腐蚀程度。
    6 进行常规定期检查中提出的结构构件检测、材料取样试验。
    7 采用专用仪器测量桥面线形、拱肋线形等。

14.2.19 结构定期检测应根据桥梁跨径、规模、结构特点、桥龄、交通量、桥梁技术状况评定、自然环境以及桥梁临时封闭对交通与社会的影响,制订详细计划。计划应包括采用的测试技术与组织方案。

14.2.20 当结构定期检测中抽检的结构或构件不符合设计要求时,应扩大检测范围直至全面检测。

14.2.21 结构定期检测外业工作完成后,应在综合分析基础上,形成检测报告。结构定期检测报告应包括下列主要内容:
    1 桥梁进行结构定期检测的原因。
    2 结构定期检测的方法和评价结论。
    3 结构使用限制,其中包括荷载、速度、机动车通行或车道数限制。
    4 进一步检测、桥梁静动载试验、承载能力评定的建议。
    5 养护、维修、加固措施的建议。

14.2.22 对大跨径、特大跨径和重要的钢管混凝土拱桥,可建立长期在线监测监控系统进行桥梁管养。

14.2.23 特殊检查包括专门检查和应急检查,应由具有相应资质和能力的单位承担。

14.2.24 特殊检查应采用仪器设备,通过现场勘查、试验等手段和科学分析方法,查明桥梁病害及其原因、破损程度和现有承载力等,进行桥梁技术状况评定,并应提出相应的维修、加固、改造和交通管理措施。

14.2.25 钢管混凝土拱桥在下列情况下应进行专门检查:
    1 需进行吊索、系杆索等构件更换的桥梁。
    2 需对桥面系进行维修加固的桥梁。
    3 当定期检查难以判明损坏的原因及程度,或结构定期检测提出需专门检查的桥梁。
    4 为提高或达到设计荷载等级而需进行维修、加固、改造和扩建的桥梁。
    5 达到或超过设计年限,需延长使用时间的桥梁。
    6 根据现行行业标准《城市桥梁养护技术规范》CJJ 99的规定,被评定为不合格的Ⅰ类城市桥梁;被评定为D级或E级的Ⅱ类~V类城市桥梁;根据现行行业标准《公路桥梁技术状况评定标准》JTG/T H21的规定,技术状况评定为四类、五类的公路桥梁。

14.2.26 专门检查内容应根据检查的目的与要求进行,检查报告应包括下列主要内容:
    1 概述检查的一般情况,包括桥梁的基本情况,检查的组织、时间、背景和工作过程等。
    2 桥梁技术状况的描述,包括现场调查、试验与检测项目及方法,检测数据以及与大桥建成时或最近的定期检查的数据分析比较结果,桥梁技术状况评定等。
    3 详细阐述检查部位损坏的原因及程度,并提出结构部件和总体的维修、加固或改造的建议。

14.2.27 钢管混凝土拱桥在下列情况下应进行应急检查:
    1 钢管混凝土拱肋遭受车辆、漂流物或船舶等撞击,应以拱肋为重点进行应急检查。
    2 吊索或系杆索遭受车辆等撞击或桥上发生8级以上大风后,应以吊索或系杆索为重点进行应急检查。
    3 桥上发生火灾后,应以伸缩装置、吊索与系杆索的防护,过桥管线和过火范围及其附近的结构与构件为重点进行应急检查。
    4 吊索或系杆索出现破断、桥面系落梁等事故后,应对桥梁整体进行应急检查。
    5 钢管混凝土拱桥整体或局部结构在遭受洪水、流冰、滑坡、地震、漂流物或船舶撞击后,或因超重车辆通过或其他异常情况影响而造成损害时,应以受损结构和构件为重点对桥梁整体进行应急检查。

14.2.28 应急检查内容应根据检查的目的与要求进行,检查报告除应包括本规范第14.2.26条规定的内容外,还应包括下列内容:
    1 灾害或突发事件的描述。
    2 受损部位或构件材料的物理、化学性能测试结果与原因分析。
    3 结构强度、刚度和稳定性、整体性能、功能状况等鉴定结果。
    4 维修、加固与改造的建议。
    5 桥梁抗灾能力的评估与防灾减灾的建议。

14.2.29 对特殊检查后不满足使用要求的钢管混凝土拱桥,在维修加固之前,应采取限载、限速或封闭交通的措施,并应继续监测桥梁结构的变化。

14.3 结构养护


14.3.1 钢管混凝土主拱结构应保持钢结构表面清洁,节点、吊点、焊缝等易污部位的污垢应清除。

14.3.2 主拱结构的涂装体系应保持完好。在经常检查中,若发现防腐涂层有现行行业标准《铁路钢梁涂膜劣化评定》TB/T 2486所列的涂膜劣化等级2级及以上的漆膜破损时,应按下列要求及时进行处理:
    1 当劣化类型为3级粉化时,应清除涂层表面污渍,采用细砂纸除去粉化物,然后覆盖两道相应面漆。
    2 当旧涂层未锈蚀,劣化类型为2级~3级,有起泡、裂纹或脱落现象时,应采用手动工具或电动工具清理损坏区域周围疏松的涂层,并延伸至未损坏的涂层区域50mm~80mm坡口,局部补涂相应底漆和面漆。
    3 当旧涂层锈蚀,劣化类型为2级~3级时,应清除松散的涂层。旧涂层表面清理应达到P St3级,然后局部涂装相应防锈底漆和相应中间漆、面漆。
    4 当原喷锌或铝层发生锈蚀,劣化类型为2级~3级时,应除去松动的涂料涂层和锌或铝涂层,钢表面锈蚀清理应达到Sa2.5级。对电弧喷锌或铝涂层清理部位,可改涂特制环氧富锌防锈底漆两道,然后涂装相应中间漆和面漆。

14.3.3 钢管混凝土主拱结构的涂装面层宜每3年~5年重新涂装一次。

14.3.4 当防腐涂装体系达到设计寿命期或破损严重时,应重新进行防腐涂装的设计与施工。对城市或污染严重地区的桥梁,可根据实际情况提高对防腐涂装体系的要求。

14.3.5 对拱座处于常水位以下的钢管混凝土拱桥,每年丰水期来临之前,宜对主拱采取专门的防锈措施。

14.3.6 应保持钢结构栓接或焊接的正常状态。当发现异常情况时,应分析产生的原因,提出消除措施,制订结构修补加固方案。

14.3.7 钢结构焊接修复工作进行前,应确定修复工艺。修复工作应由专业技术人员承担。修复完毕后应进行无损检验,确定原焊缝缺陷已消失,否则应重新修补。焊缝修补次数不应超过两次。

14.3.8 吊索与系杆索的锚头、护筒、索体应保持清洁和干燥。吊索上锚头若漏水、渗水应及时用防水材料封堵,下锚头若漏水、积水应及时将水排出并封堵水源。系杆箱应保持清洁和干燥,发现积水应及时排出,并采取措施防止积水。

14.3.9 应定期更换锚具锚杯内的防护油。当发现防护油渗漏时,应对渗漏部位实施封堵,并补注防护油。

14.3.10 应定期更换钢护筒与套管连接处的防水垫圈与阻尼垫圈,连接处应进行防水处理。

14.3.11 吊索与系杆索的防护应经常养护。当索体护套出现开裂、漏水、渗水时,应及时处理。当油脂渗漏时,应对渗漏部位进行堵塞。

14.3.12 当吊索或系杆索出现松弛情况时,应及时查明原因,并采取调索或更换的措施。

14.3.13 吊索与系杆索出现下列情况之一时应进行更换:
    1 吊索与系杆索达到产品使用寿命。
    2 锚头出现裂缝或破损。
    3 索体护套出现老化与破损且难以修复。
    4 索体出现腐蚀、断丝,遭受撞击或意外损坏,且无法修复。
    5 定期检查或特殊检查认为需更换。

14.3.14 短吊索的更换周期可短于其他吊索,并可通过更换下来的短吊索检查吊索的内部情况和材料性能。

14.3.15 吊索与系杆索更换时应采用技术先进、质量可靠的产品。

14.3.16 吊索与系杆索更换工程宜由原设计单位进行方案与施工图设计。更换设计标准不应低于原设计标准。

14.3.17 吊索更换时,原吊索的拆除应在无应力状态下进行。

14.3.18 系杆索更换过程中,宜保持总索力不小于原设计索力。系杆换索不得采用突然释放应力的办法进行。

14.3.19 吊索与系杆索更换工程应由专业施工队伍实施。

14.3.20 桥面系结构的支座应经常养护。支座垫层上的积水应及时清除。钢构件应保持清洁,防止锈蚀。当出现下列情况时,应及时维修:
    1 支座与梁底、支座与砂浆垫层之间的接触面不平整时,应予以调平。
    2 梁体位移及转角受阻碍时,应解除约束,恢复其自由变形。
    3 支座组件有损坏时,应予以维修、更换。
    4 支座脱落时,应及时补上,并设置限位或固定措施。

14.3.21 对中承式、下承式钢管混凝土拱桥仅有横梁无加劲纵梁的悬吊桥面系,宜根据桥梁使用状况进行加固改造。加固改造后的结构应具有一根横梁两端相对应的吊索失效后不落梁的能力。

14.3.22 拱座应清洁干燥,及时排除积水;当拱座外包混凝土出现褶皱、龟裂、裂纹时,宜进行水泥砂浆涂抹、压浆封闭,或凿除裂损部位进行修复;当拱座混凝土出现裂缝时,应采取措施进行处理。

14.3.23 伸缩缝应经常清扫;排水系统应保持畅通;人行道、栏杆、防护栏、照明设施、交通标志等功能应正常。

本规范用词说明


1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
    1)表示很严格,非这样做不可的:
     正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
    2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
     正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
    3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
     正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
    4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录


《钢结构设计规范》GB 50017
《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081
《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082
《混凝土强度检验评定标准》GB/T 50107
《混凝土质量控制标准》GB 50164

《钢结构焊接规范》GB 50661
《碳素结构钢》GB/T 700
《低合金高强度结构钢》GB/T 1591
《色漆和清漆 漆膜厚度的测定》GB/T 13452.2
《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T 3323

《色漆和清漆 拉开法附着力试验》GB/T 5210
《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224
《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第1部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》GB/T 8923.1
《色漆和清漆 漆膜的划格试验》GB/T 9286
《热喷涂 金属和其他无机覆盖层 锌、铝及其合金》GB/T 9793

《热喷涂涂层厚度的无损测量方法》GB/T 11374
《涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理后的钢材表面粗糙度特性 第2部分:磨料喷射清理后钢材表面粗糙度等级的测定方法 比较样块法》GB/T 13288.2
《桥梁缆索用热镀锌钢丝》GB/T 17101
《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》GB/T 18365
《城市桥梁设计规范》CJJ 11

《城市桥梁养护技术规范》CJJ 99
《城市桥梁抗震设计规范》CJJ 166
《无损检测 焊缝磁粉检测》JB/T 6061
《普通混凝土配合比设计规》JGJ 55
《自密实混凝土应用技术规程》JGJ/T 283

《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》JT/T 722
《公路桥梁抗震设计细则》JTG/T B02-01
《公路桥涵设计通用规范》JTG D60
《公路圬工桥涵设计规范》JTG D61
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62

《公路斜拉桥设计细则》JTG/T D65-01
《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50
《公路桥涵养护规范》JTG H11
《公路桥梁技术状况评定标准》JTG/T H21
《铁路钢梁涂膜劣化评定》TB/T 2486

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