DB36 T1010-2018斜拉桥钢锚梁索塔锚固区设计规范

ICS93.040P66DB36江西省地方标准DB36/T1010—2018斜拉桥钢锚梁索塔锚固区设计规范designguidelinesforsteelanchorbeamanchoragezoneinPylonofCable-bridge2018-3-5发布2018-9-1实施江西省质量技术监督局发布DB36/T1010—20181目次前言.................................................................................2引言.................................................................................31范围..............................................................................42规范性引用文件....................................................................43术语和定义........................................................................44符号..............................................................................65基本要求..........................................................................66设计要求..........................................................................97结构形式与构造....................................................................98锚固区结构设计...................................................................11DB36/T1010—20182前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由江西省交通运输厅提出并归口。本标准起草单位：江西省高速公路投资集团有限公司、中铁大桥科学研究院有限公司、江西省交通设计研究院有限公司、江西省交通科学研究院。本标准主要起草人：江祥林、薛志辉、王运金、曾德礼、何伟兵、彭旭民、尹夏明、陶路、李娟燕、吴宝诗、黄清、魏建华、刘礼辉、蒋王清、刘卫华、费伦林、万纯斌。DB36/T1010—20183引言为提升钢锚梁索塔锚固区设计水平，促进钢锚梁索塔锚固区在江西交通系统大跨度桥梁的推广应用，在调研已建成斜拉桥索塔锚固区国内外设计案例，总结相关研究成果及其应用实际经验，收集并参考国内外现行的有关规范、标准和规程的基础上，制定本标准。DB36/T1010—20184斜拉桥钢锚梁索塔锚固区设计规范1范围本标准规定了斜拉桥钢锚梁索塔锚固区的术语和定义、基本要求、设计要求及结构形式与构造等。。本标准适用于新建斜拉桥钢锚梁索塔锚固区设计。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是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GB1499.1钢筋混凝土用钢第一部分：热轧光圆钢筋GB1499.2钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB/T5224预应力混凝土用钢绞线GB/T10433电弧螺柱焊用圆柱头焊钉GB14370预应力筋用锚具、夹具和连接GBT20065预应力混凝土用螺纹钢筋GB50017钢结构设计规范GB/T50153公路工程结构可靠性设计统一标准JTG/TB02公路桥梁抗震设计细则JTGD60公路桥涵设计通用规范JTG/TD60-01公路桥梁抗风设计规范JTGD62公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD64公路钢结构桥梁设计规范JTG/TD65-01公路斜拉桥设计细则JTG/TF50公路桥涵施工技术规范BS5400-5钢桥、混凝土桥及结合桥3术语和定义3.1斜拉桥Cable-stayedbridge将斜拉索两端分别锚固在塔和梁或其他载体上，形成塔、梁、索共同承载的结构体系。DB36/T1010—201853.2斜拉索Staycable承受拉力并支承主梁的构件。3.3索塔Pylon用以锚固或支承斜拉索，并将其索力传递给下部结构的构件。3.4索塔锚固区Cable-pylonanchoragezone索塔上锚固斜拉索的索塔结构部位。3.5钢锚梁Steelanchorbeam索塔上锚固斜拉索的梁形钢结构装置。3.6牛腿Corbel与塔柱相连或塔柱的一部分，用于支撑钢锚梁的结构装置。3.7锚垫板Anchorplate钢锚梁上用于支撑斜拉索锚头的厚钢垫板。3.8剪力连接件Shearconnection连接钢、混凝土两种材料结构的部件，常用圆柱头焊钉和开孔板连接件。3.9约束体系Constraintsystem钢锚梁在两端与索塔牛腿的约束方式。3.10斜拉索初拉力Initialcableforce斜拉索安装到梁段上时，对斜拉索施加的初始张拉力。3.11预拼装Pre-assembled为检验构件是否满足安装质量要求而在出厂前进行整体或分段分层临时性组装的作业过程。DB36/T1010—201864符号下列符号适用于本文件。fck：混凝土轴心抗压强度标准值。fcd：混凝土轴心抗压强度设计值。ftk：混凝土轴心抗拉强度标准值。ftd：混凝土轴心抗拉强度设计值。Ec：混凝土的弹性模量。Gc：混凝土的剪切模量。Ν：混凝土的泊松比。Ρ：材料的重力密度。Α：材料的线膨胀系数。ƒpd’：预应力的抗压强度设计值。ƒpk：预应力的抗拉强度标准值。ƒpd：预应力的抗拉强度设计值。Ep：预应力的弹性模量。K：孔道摩擦系数。Μ：孔道偏差系数。[σ]：钢材的轴向容许应力。[σw]：钢材的弯曲容许应力。[τ]：钢材的剪切容许应力。Es：钢材的弹性模量。[]T：圆柱头焊钉平均承载力。d：圆柱头焊钉的直径。H：圆柱头焊钉的高度，mm。ckσ：桥面板混凝土抗压强度标准，MPa。cyN：焊钉的最大承载力设计值。cE：混凝土弹性模量。sA：圆柱头焊钉钉杆截面面积。f：圆柱头焊钉抗拉强度设计值。r：栓钉材料抗拉强度最小值与屈服强度之比。5基本要求5.1材料5.1.1混凝土选用索塔锚固区混凝土强度等级不宜低于C50，技术条件应符合JTGD62的规定。部分高标号混凝土的材料特性见表1。DB36/T1010—20187表1混凝土的材料特性强度等级C50C55C60抗压强度（MPa）标准值fck32.435.538.5设计值fcd22.424.426.5抗拉强度（MPa）标准值ftk2.652.742.85设计值ftd1.831.891.96弹性模量Ec（MPa）3.45×1043.55×1043.6×104剪切模量Gc（MPa）1.38×1041.42×1041.44×104泊松比ν0.20.20.2重力密度ρ（kN/m3）25.0~26.025.0~26.025.0~26.0线膨胀系数α（1/℃）1.0×10-51.0×10-51.0×10-55.1.2普通钢筋选用钢筋混凝土及预应力混凝土构件中的普通钢筋应选用热轧HPB235、HRB335及HRB400及KL400钢筋，其技术标准应分别符合GB1499.1和GB1499.2的规定。5.1.3预应力材料选用预应力钢绞线、预应力粗钢筋及预应力筋用锚具、夹具和连接的技术条件应分别符合GB/T5224、GB/T20065和GB14370的规定要求。预应力钢筋的主要材料性能摘录见表2。表2预应力钢筋材料性能钢筋种类钢绞线(1x7)精轧螺纹粗钢筋符号ΦS15.2PSB830PSB930PSB1080抗压强度(MPa）设计值ƒpd’390400400400抗拉强度（MPa）标准值ƒpk18608309301080设计值ƒpd1260690775900弹性模量Ep（MPa）1.95×1052.0×105单根延米质量(kg/m)1.10135.9(名义直径75mm)线膨胀系数α（1/℃）1.2x10-55.1.4计算预应力钢筋与管道壁之间摩擦引起的预应力损失，局部偏差影响系数k和摩擦系数μ如表3所示，具体参数可通过预应力孔道摩阻试验测试。DB36/T1010—20188表3摩擦系数和局部偏差系数管道成型方式kμ钢绞线（1×7）精轧螺纹粗钢筋预埋金属波纹管0.00150.20~0.250.50预埋塑料波纹管0.00150.14~0.17/5.1.5结构钢材选用钢锚梁和钢牛腿根据受力宜选择采用Q345q、Q370q和Q420q，其技术条件应满足GB/T714的规定要求。主体结构用钢材的主要材料性能如表4所示。表4钢材主要材料性能钢材牌号Q345qQ355NHQ370qQ420q轴向容许应力[σ](MPa)200210210230弯曲容许应力[σw](MPa)210220220240剪切容许应力[τ](MPa)120120125140端面承载容许应力(MPa)300315315345弹性模量Es（MPa）2.10x105重力密度ρ(kN/m3)78.5线膨胀系数α(1/oC)1.2x10-5注：本表所列容许应力适用于钢材板厚小于16mm情形，当钢材板厚大于20mm，屈服点有变化时，容许应力应乘以屈服强度降低的比例系数。5.1.6剪力连接件推荐采用圆柱头焊钉，其材料为ML15，其技术条件应符合GB/T10433的规定。也可采用开孔板连接件。5.1.7高强螺栓的技术条件应满足GB/T1228的规定要求；螺母的技术条件应满足GB/T1229的规定要求；垫圈的技术条件应满足GB/T1230的规定要求；同时均应满足GB/T1231的规定要求。5.1.8焊接材料应通过焊接工艺评定试验进行选择，所选焊条、焊剂、焊丝均应符合相应的国家标准。5.2作用及取值5.2.1钢锚梁索塔锚固区所受荷载依据JTGD60规定取用。5.2.2在进行最不利组合索力结构验算时，应至少包含最大索力工况、同节段最大索力差值工况。5.2.3索塔锚固区结构应考虑特殊情况下斜拉索失效效应（单侧单根换索或断索）。DB36/T1010—201896设计要求6.1钢锚梁索塔锚固区适用于常规及大跨度的斜拉桥，在大跨度（600m以上）斜拉桥上应用经济性相对较好。6.2指定的钢锚梁索塔锚固区中的钢筋混凝土构件、预应力钢筋混凝土构件和剪力连接件按极限状态法设计，索塔锚固区中的钢构件采用容许应力法设计。若本规范无特殊规定，钢筋混凝土构件结构强度（承载能力或应力）验算、剪力连接件结构强度（承载力）验算及钢构件结构强度（刚度或稳定性）验算应分别满足JTGD62、GB50017和JTGD64的有关规定。6.3索塔锚固区中的塔壁混凝土构件、剪力连接件等主要受力构件，应同时进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。6.4索塔锚固区结构抗风设计宜结合结构特点遵照JTG/TD60进行。斜拉索应安装减震阻尼装置以减小风振引起共振的风险。6.5索塔锚固区结构抗震设计宜结合结构特点遵照JTG/TB02进行。锚固区宜采用有利于桥梁结构整体性的连接方式，并应考虑结构的耐久性要求；采用对抗震有利的延性结构或材料；条件允许时，可采用减隔震装置，减小桥梁的地震反应。6.6索塔锚固区结构构件的强度和稳定性验算应按有效净截面计算，变形验算可按毛截面计算。7结构形式与构造7.1结构形式7.1.1钢锚梁索塔锚固区由钢锚梁