广东省高速公路设计标准化宣贯桥梁公用构造参考图编制

桥梁公用构造参考图编制让世界更畅通-----中交公路规划设计院有限公司广东省高速公路设计标准化宣贯Contents汇报提纲1概述3对比分析及通用图编制4总结2调研分析设计标准化标准图编制的技术路线采取已有通用图检索、收集文献资料、调研、计算分析、专题研究、专家咨询、工程验证和优化完善等方式进行。1.概述桥梁公用构造参考图包括防撞护栏、伸缩缝、桥头搭板、桥面防水与排水、支座、桩基检测钢管布置等。1.概述对广东省多条正在运营的高速公路进行了调研，通过收集桥梁定期检查报告、实地查看、与管理养护技术人员座谈等方式，了解到桥梁公用构造常见病害及预防病害的建议和意见，通过对病害产生原因的初步分析，拟定合理的预防措施及建议。2.通车项目调研分析运营中的桥梁防撞护栏多采用F型及加强型墙式防撞护栏，有的采用混凝土挂壁外包、有的不采用挂壁外包。2.调研分析2.1桥梁防撞护栏挂壁外包挂壁不外包桥梁大部分防撞墙结构完好、无松动，个别桥梁防撞护栏混凝土出现小面积剥落、露筋、破损等病害及防撞墙顶防落网破损、钢管缺失等病害。2.调研分析2.1桥梁防撞护栏防撞墙破损、露筋防撞墙剥落、露筋2.调研分析2.2伸缩缝正在运营的高速公路常规桥梁伸缩缝类型包括模数式伸缩装置、钢制式伸缩装置等，多采用模数式伸缩缝。桥梁纵坡、弯桥、斜桥结构型式对伸缩缝均有影响。常用模数式伸缩装置：GQF—MZL、MAURER（毛勒）伸缩装置、SSFB（仿毛勒）伸缩装置、TS型伸缩装置、SG型伸缩装置、XF型伸缩装置、J—75型伸缩装置、OVM—MF伸缩装置等。德国MAURER（毛勒）和仿毛勒伸装置是目前国内使用较多的一种伸缩装置，其使用效果普遍反映较好。2.调研分析2.2伸缩缝伸缩缝主要病害主要体现在：1、伸缩缝趋近闭合；2、缝内淤积泥砂；3、伸缩缝止水胶带破损；4、锚固区混凝土开裂、破损。伸缩缝趋近闭合型钢断裂、砼破损淤塞泥沙锚固区砼破损2.调研分析2.2伸缩缝锚固区与搭板交接处脱开伸缩缝与防撞护栏结合部位对运营数年的桥梁，桥头跳车是一种普遍的病害现象。主要原因是台后填土及路基与桥台间的不均匀沉降。背墙与路面间接缝，由于路面难以碾压密实而沉陷和出现臃疱。同时，由于填缝材料的老化损坏，经雨水渗入以后，也会对路基沉降产生影响。桥头跳车使行车不平稳，感觉不舒适，增加汽车故障率；对桥台和结构产生过大的冲击力，诱发或加重桥梁的病害；影响桥头伸缩缝的工作性能，加速其破坏过程，降低其使用寿命，使伸缩缝维修、更换频繁。此外，桥头跳车产生的冲击力对支座也会产生一定程度的危害。2.调研分析2.3桥头搭板2.调研分析2.3桥头搭板桥头搭板斜裂搭板下沉、破损桥头搭板前端破损桥梁的桥头搭板常出现网裂、小坑槽、桥头跳车等病害。若搭板网裂严重，建议更换搭板。若桥头搭板破损影响行车的舒适性和安全性，同时加大车辆荷载对桥梁上部结构产生的荷载冲击效应，影响桥梁结构的安全，建议采取维修措施。为减少桥头路基沉降，应严格控制桥头路堤填土质量和压实度，要求采用透水性强的砂砾土或粉煤灰掺石灰或一定比例的碎石砂填实，压实度不小于96%。2.调研分析2.3桥头搭板运营中的高速公路空心板桥梁桥面排水多采用矩形铸铁管，由于空心板悬臂尺寸较小，多横向穿过防撞护栏将水排至桥下，不同之处在于泄水孔有的设置在防撞护栏内壁上，有的设置在桥面板上。2.调研分析2.4桥面防排水泄水孔设置在桥面板上泄水孔设置在护栏内壁上预制T梁、组合箱梁、现浇箱梁有较大悬臂，泄水管穿过翼板将水排至桥下。2.调研分析2.4桥面防排水组合箱梁（T梁）泄水孔现浇箱梁泄水孔桥梁原则上采用垂直排水，若桥下有路线、互通匝道穿过或有环保要求的流域需采用桥面排水。桥梁泄水管正常段设置在外侧防撞墙处，超高段段设置在内侧防撞墙处。2.调研分析2.4桥面防水与排水空心板、组合箱梁正常段泄水孔布置空心板、组合箱梁超高段泄水孔布置桥梁防排水系统病害，主要集中在：1、桥面泄水孔有不同程度的被泥砂、杂物填塞等现象；2、铸铁泄水管锈蚀、破损，泄水栅盖丢失，PVC排水管破损等。2.调研分析2.4桥面防排水泄水孔堵塞泄水管缺失防排水系统的病害将会导致其他构件受到损害，应该给予及时的清理、疏通以及维修，确保桥梁排水顺畅。上部预制结构的桥梁支座多采用板式支座或盆式支座，盆式支座整体工作状况相对良好；板式橡胶支座存在有完全脱空、局部脱空、钢板锈蚀、支座偏离支座垫石、支座偏压、支座开裂、剪切变形及垫石破损等病害，具体如下：2.调研分析2.5支座局部脱空支座因偏压、中间钢板翘起而导致功能失效。支座安装时未采取严格的调平措施，梁体存在偏压，导致支座出现局部脱空和剪切变形等现象。剪切变形支座出现完全脱空现象，改变了各梁间的荷载分配关系，梁体受力偏离了设计受力状态，极易诱发桥梁的其它病害。支座偏离支座垫石，部分支座与支座垫石对位不准，导致支座不能全截面受力。2.调研分析2.6支座支座完全脱空支座偏位支座受到外界环境的影响，产生老化、轻微开裂等现象。由于砼强度不足所造成垫石出现砼剥落、破损、破碎、开裂等病害情况。2.调研分析2.6支座支座开裂调平钢板锈蚀经走访调研，部分桥梁锥（护）坡的填土未压实导致锥（护）坡存在沉陷、破损等现象。2.调研分析2.6桥台锥坡锥坡破损、淘空护坡下沉、破损空心砖缺失对存在沉陷、破损的锥（护）坡，应及时进行修复。开展了大范围的桥梁公用构造图的收集工作。经过各方人员的不懈努力，收集到以下项目的桥梁公用构造图：广东省院的广东云浮（双凤）至罗定（榃滨）高速公路工程（双凤至双东段）、大庆至广州高速公路粤境连平至从化段桥梁公用构造、桥面系附属设施设计参考图，中交第二公路勘察设计研究院有限公司的广州增城至从化高速公路（含街口支线）、乐昌至广州高速公路、从莞高速公路东莞段（含清溪支线）工程、港珠澳大桥珠海连接线，广西省院的三江至柳州公路工程设计，中国公路工程咨询总公司永安至武平高速公路（龙岩市境）、重庆涪丰石高速公路，山东省院的汕头至湛江高速公路揭西大溪至博罗石坝段，中交公路规划设计院的沪陕线西安至蓝田至商州高速公路秦岭南段、梅州至大埔高速公路、贵州惠兴高速公路等等。不同项目的桥梁公用构造图不尽相同，通过对这些图纸的对比分析，形成通用图对比分析报告通过历次标准化会议研讨，吸取专家意见，修编完成了桥梁公用构造参考图。3.对比分析及标准图编制护栏纵向吸能，通过自体变形或者车辆爬高来吸收碰撞能量，从而改变车辆行驶方向、阻止车辆越出路外或者进入对向车道、最大限度地减少对乘员的伤害。根据车辆驶出桥外或者进入对向车道可能造成的交通事故等级，选取桥梁护栏的防撞等级。高速公路桥梁防撞护栏适用条件标准化设计桥梁外侧护栏采用SS级、中央分隔带侧采用SAm级。3.1防撞护栏公路等级设计速度(km/h)车辆驶出桥外有可能造成的交通事故等级重大事故或特大事故二次重大事故或二次特大事故高速公路120SB、SBmSS100、80SA、SAm3.对比分析及标准图编制护栏防撞性能混凝土护栏所受碰撞荷载的分布3.1防撞护栏防撞等级碰撞条件碰撞加速度(m/s2)碰撞能量(KJ)碰撞速度(km/h)车辆质量(t)碰撞角度(°）SA、SAm1001.520≤200801420400SS1001.520≤200801820520防撞等级碰撞荷载标准值(kN/m)荷载分布长度(m)力的作用点SA、SAm865距护栏顶面5cmSS10453.对比分析及标准图编制桥梁护栏分为钢筋混凝土墙式、梁柱式刚性护栏、金属梁柱式半刚性护栏和组合式护栏。综合考虑护栏的防撞性能、受碰撞后的护栏变形程度、美观和环境要求及护栏的全寿命周期成本，标准化设计选用钢筋混凝土墙式防撞护栏。钢筋混凝土墙式护栏按构造可分为F型、单坡型和加强型。3.1防撞护栏3.对比分析及标准图编制《公路交通安全设施设计规范》、《公路交通安全设施设计细则》规定钢筋混凝土护栏构造要求如下：3.1防撞护栏3.对比分析及标准图编制3.1防撞护栏单位SS级墙式防撞护栏SA级墙式防撞护栏项目B值(cm)是否带挂壁挂壁尺寸(cm)护栏外侧距梁端距离C值(cm)B+C值(cm)B值(cm)护栏外侧距梁端距离C值(cm)B+C值(cm)广东省院云罗高速45是10——4543.2750.2中交二院广乐高速44.8否——044.843.2043.2港珠澳连接线44.8否——044.843.26.850从莞高速44.8是25——44.844.85.250广西省院三柳公路43否——750437中咨永武公路40否——1050山东省院揭博高速50否——05050050公规院梅大高速43.26.850沪陕线44.8否——5.2503.对比分析及标准图编制标准化设计拟按照《公路交通安全设施设计细则》，在不改变护栏迎撞面截面形状的基础上，适当调整护栏背面形状。桥梁外侧选用SS级加强型钢筋混凝土护栏，底宽500mm，带100mm挂壁，高出桥面铺装1100mm。桥梁内侧选用SAm级F型钢筋混凝土护栏，底宽450mm，距桥面边缘50mm，高出桥面铺装1000mm。3.1防撞护栏3.对比分析及标准图编制3.1防撞护栏3.对比分析及标准图编制3.1防撞护栏3.对比分析及标准图编制3.1防撞护栏3.对比分析及标准图编制3.1防撞护栏单位SS级墙式防撞护栏SA级墙式防撞护栏项目B值(cm)是否带挂壁受力主筋间距(cm)含筋量(kg/m3)B值(cm)距翼缘尺寸(cm)受力主筋间距(cm)含筋量(kg/m3)广东省院云罗高速45是φ1612.5194.9043.27φ1612.5280.94中交二院广乐高速44.8否φ1612.5204.8343.20φ1612.5216.38港珠澳连接线44.8否φ1612.5175.2843.26.8φ1612.5186.42从莞高速44.8是φ1612.5163.63广西省院三柳公路43否φ1620164.48437φ1620136.84中咨永武公路40否φ1820233.52山东省院揭博高速50否φ1612.5218.21500φ1615189.94公规院梅大高速43.20φ1615252.35沪陕线44.8否φ1615226.853.对比分析及标准图编制通过对比可知，SAm、SS级加强型墙式防撞护栏受力主筋多采用φ16，钢筋含筋率约180～220kg/m3。各院的含筋率略有不同，主要在于：①防撞护栏钢筋预埋入预制梁顶板的钢筋型式略有不同，②受力主筋、构造钢筋的型号及钢筋间距有所不同，③防撞护栏的外形尺寸略有不同。防撞护栏预埋钢筋根据上部结构预制梁翼板钢筋型式适当调整。3.1防撞护栏3.对比分析及标准图编制计算基础资料：（1）计算手段：采用有限元程序以及手工计算。（2）材料参数：混凝土、钢筋的相关参数按规范选取。需要计算的部位：防撞护栏防撞验算。主要荷载：结构重力、汽车碰撞荷载。计算原则及模型（1）碰撞力大小和作用点：碰撞荷载执行《公路交通安全设施设计规范》(JTGD81-2006)第４节规定；作用点距护栏顶面50mm处。（2）计算模型：纵向取１m防撞护栏长，可视为悬臂梁受集中力作用，矩形截面受弯。3.1防撞护栏3.对比分析及标准图编制按照《公路交通安全设施设计细则》4.6.1规定的桥梁护栏的碰撞荷载，依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》相关规定进行护栏配筋验算。矩形截面受弯构件正截面承载力计算3.1防撞护栏3.对比分析及标准图编制依据粤潮惠建函【2014】2号及粤交基【2013】1614号文件要求，SS级加强型墙式钢筋混凝土护栏，受力主筋采用100mm间距φ16，截面验算高度分别取500mm、400mm。SA级F型墙式钢筋混凝土护栏，受力主筋采用100mm间距φ14，截面验算高度取450mm。3.1防撞护栏3.对比分析及标准图编制防撞护栏截面高度mm受力主筋荷载弯矩抗力弯矩Mdu/Mj直径mm间距mm根数Mj(kn.m)Mdu(kn.m)SAm级4501410050543.7969.21.78SS级5