DBJ51/T 124-2019 四川省城市桥梁预制拼装桥墩设计标准

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DBJ51/T 124-2019 四川省城市桥梁预制拼装桥墩设计标准

图6.2.9 框架型预制拼装桥墩

·10理想弹塑性弯矩一 良据图6.2.10中两个阴影面积相等求得,计算中应考虑最不无 力组合。

图 6.2.10 等效屈服曲率

6.2.12对于高宽比小于2.5的预制拼装矮立柱JGJ/T 461-2019 公共建筑室内空气质量控制设计标准(完整正版、清晰无水印),可7

Vco ≤o(V. +v)

P≤0 0.355Jc C 13.8×A [1.47α/f.d

fkh一一箍筋抗拉强度标准值(MPa); b一一墩柱的宽度(cm); D一螺旋箍筋环的直径(cm); ho一核心混凝土受压边缘至受拉侧钢筋重心的距离(cm): Φ一抗剪强度折减系数,Φ=0.85。 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 按式(6.2.14)验算。

V, ≤ Ak /0.79 f. (0.9961 +0.2048o,)+ 0.6 Am

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 规范》CJJ166的相关规定。 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。

6.3.1套筒连接处箍筋加密区构造

2加密区范围外箍筋量应逐渐减少。 6.3.3预制拼装桥墩柱身塑性铰加密区域配置的箍筋应延伸到 盖梁和承台内,当连接套筒或波纹管位于盖梁或承台内时,在满 足现行抗震设计规范构造要求的情况下,延伸到盖梁和承台的距 离还不应小于连接套筒或波纹管的高度。 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 装坊件的垃而宝设黑前玉链

装构件的拼接面宜设置剪力销

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)对表示充许稍有选择,在条件许可时应首先这样做的 正面词采用“宜”;反面词采用“不宜”。 4)表示有选择,在一定条件可以这样做,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”

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

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为了便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使 用本标准时能准确理解和执行条文规定,本标准编制组按章、节、 条顺序编制了本标准的条文说明,对条文规定的自的、依据以及 执行中需要注意到的有关事项进行了说明。但是,本标准的条文 说明不具备和标准正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和 把握标准规定的参考

1.0.1预制拼装技术在上部结构中已厂泛应用,但在立柱、盖 梁等下部结构中尚未大规模应用,为了促进和指导预制拼装技术 在桥梁下部结构的应用,响应国家节能减排和绿色建筑的战略要 求,科学合理缩短施工周期,最大限度降低桥梁施工对交通和社 会环境的干扰影响,进一步保证安全质量,有效控制工程造价, 实现人本化管理,大力推行工厂化、机械化等现代化施工手段, 全面促进桥梁行业的进步,并明确预制拼装桥墩的设计及施工技 术要求,因此制定本标准

1.0.2预制拼装混凝土桥墩的连接方式有多种类型,但

内外有关各种类型连接方式的研究成果及技术的成熟度,本标准 仅针对相对成熟的套筒灌浆连接和灌浆金属波纹管连接两类连接 方式予以规定,其他连接方式需通过专项研究论证,确认可行后 方可采用。其中,套筒灌浆连接是通过高强无收缩灌浆料填充在 钢筋与连接套筒间隙,硬化后形成接头,将一根钢筋中的力传递 至另一根钢筋的连接构造,见图1所示;灌浆金属波纹管连接是 通过高强无收缩水泥灌浆料填充在钢筋与金属波纹管间隙,硬化 后形成对钢筋的锚固作用,见图2所示

图1套简灌浆连接示意图

图2波纹管灌浆连接示意图

国内外关于采用套筒灌浆连接或灌浆金属波纹管连接的预制 拼装桥墩的抗震性能研究的成果表明,灌浆金属波纹管或灌浆套 筒设置在承台或盖梁内时,其抗震性能等同现浇混凝土桥墩:但 灌浆套筒设置在墩身塑性区时,其破坏模式与现浇混凝土桥墩 略有不同,塑性损伤集中在拼接缝和套筒顶部,套筒高度范围内 损伤轻微,存在纵筋塑性变形集中的现象,导致其延性能力略低 于现浇混凝土桥墩,因此,采用灌浆套筒或波纹管连接方式的预 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 延性抗震对塑性铰区延性变形能力有更高的要求,而预制拼装桥 敦尚未经历实际震害的检验,故本条文对预制拼装桥墩的应用范 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 输能力、拼装场地条件、吊装能力等因素关系密切,因此在工程 可行性研究、初步设计及施工图阶段必须加强和相关单位的沟通 协作,因地制宜地制定桥墩预制尺寸和形状,并尽量统一,使得 预制拼装技术真正实现标准化、集约化生产。此外,构件的预制 方案受运输条件的限制较多,因此宜结合本地实际情况,在充分 调研运输路线上道路、桥涵限载及空简限制条件的基础上,确定 预制构件的控制尺寸和重量。

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

花拍层求安 学机理及施工可行性,本条提出了套筒灌浆连接及灌浆金属波纹 管莲接的使用范围。由于高立柱受限于运输吊装条件,可采用分 段预制、节段间连接采用套筒灌浆连接的方案,分段数量建议尽 量少,以减少现场工作量。 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,因此在立柱静力计算及E1地 震作用下的变形、内力等计算时,因为要保持弹性,需要考虑金 寓套筒对刚度的影响。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果偏少,基于结构安 全考虑,连接套简建议设置在承台及盖梁内

4.1.1~4.1.2国外已大量应用自密实混凝土,而国内由于种种 原因较少采用自密实混凝土,由于预制采取工厂化生产模式,混 凝土质量比较容易受控,因此为保证质量和推动混凝土事业进步 推荐使用自密实混凝土。 4.1.3对于HRB500及以上热轧钢筋,应进行连接方式和锚固 长度的专项研究。

4.2高强无收缩水泥灌浆料

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

4.2.1高强无收缩水泥灌浆料是两种连接模式均需使用的填充 料,其物理力学指标是保证结构安全性、可靠性、耐久性和可施 工性的重要因素,其构成是以水泥作为基材,辅以高强骨料及高 性能外加剂,在参考国外和国内房屋建筑预制装配相应灌浆料技 术指标的基础上,本标准编制组还进行了大量的基础试验,得出 了适用于预制桥墩的具体技术指标,并在注释中提出了相应的试 验方法。

用高强球墨铸铁。如未来有新型材料经严格论证和检验符 拼装接头相关要求,也可采用

拼装接头相关要求,也可米用 4.3.2灌浆连接套筒的作用是将一根钢筋的力传递至另一根钢 筋,因此在工厂预制安装部分可采用现场灌浆连接或者直接采用 机械连接。本标准称全部采用现场灌浆连接的套筒为全灌浆连接 型套筒,见图4;一端灌浆连接一端机械连接的套筒称为半灌浆 连接型套简。考虑到拼装施工的方便性和可靠性,本标准推荐采 用全灌浆连接型套简作为钢筋连接的方式

4.3.2灌浆连接套筒的作用是将一根钢筋的力传递至

4.3.3根据试验研究,对于全灌浆连接型套筒,为保证钢筋、

3.3根据试验研究,对于全灌浆连接型套筒,为保证钢角 浆料及套筒体系可靠,套筒一端锚固长度不能小于10d,(

为被连接纵筋直径),总长不小于20ds;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;由于 全灌浆连接型套筒分现场拼装端和预制安装端,安装时应特别 注意。 饰合现行行业标准钢

为极按纵肋直径厂,总长不小于20s;为保证压录质量,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;由于 全灌浆连接型套筒分现场拼装端和预制安装端,安装时应特别 注意。 4.3.4用于预制拼装桥墩的连接套筒,应符合现行行业标准《钢 筋机械连接技术规程》JGJ107中I级连接接头的要求,接头性能 应符合现行行业标准《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ355 的有关规定,同时考虑到塑性铰区反复地震荷载下套筒内钢筋存 在拨出的风险,这会导致立柱承载力和延性能力降低,因此提出 断于母材的要求,即灌浆连接套筒的抗拉强度大于等于被连接钢 筋的实测拉断强度。

筋机械连接技术规程》JGJ107中I级连接接头的要求,接头性能 应符合现行行业标准《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ355 的有关规定,同时考虑到塑性铰区反复地震荷载下套筒内钢筋存 在拔出的风险,这会导致立柱承载力和延性能力降低,因此提出 断于母材的要求,即灌浆连接套筒的抗拉强度大于等于被连接钢 筋的实测拉断强度。

4.4灌浆连接金属波纹管

4.4.1为保证钢筋、波纹管与混凝土三者锚固的可

性,波纹管材质应为防腐性能较好的金属材质,形状应为圆形 因此规定为圆形不锈钢波纹管。见图5。

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

0.02A,J, Max ×0.8×0.75, 0.06d,f, ~24d. C

式中Ab一 一钢筋面积; f一钢筋设计屈服强度; f°一一混凝土圆柱体设计抗压强度; db一钢筋直径。 考虑到预制立柱中金属波纹管灌浆料强度可达100MPa,因 此,波纹管中钢筋的锚固长度可适当缩短,参考国内外已有的试 验成果,可缩短至24ds

口下缘布置一道箍筋,因此,压浆口下缘与端部净距

30mm,不应大于50mm。

1.1~5.1.2采用灌浆连接套筒或灌浆金属波纹管连接建 预制拼装混凝土桥墩,已有的试验研究表明,正常使用状态! 制拼装桥墩性能要求与传统现浇混凝土桥墩基本相同,因此 现浇混凝土桥墩进行设计。

5.1.3采用灌浆连接套简和金属波纹管连接建造的预制

些构造细节和指标要求与传统现浇混凝土桥墩存在差异,这 异包括灌浆连接套筒、金属波纹管的布置、进浆口、出浆口 道、定位装置、预埋吊点及构造设置等,均需在设计中予以 并在设计图纸中给出说明

5.1.4为确保预制桥墩满足当前我国规范对桥梁的耐久性要

求,条文对预制立柱从材料、施工质量及受力状态等做出了相关 的规定。采用灌浆连接套筒或灌浆金属波纹管连接的预制混凝土 桥墩,其耐久性主要考虑预制立柱节段自身以及拼接缝(指立柱 与承台、立柱节段之间、立柱与盖梁之间的拼接缝)垫层的耐久 性,预制立柱节段自身的耐久性与传统现浇混凝土桥墩类似,故 可以采用相同的规定;对于墩身内布置灌浆连接套筒的预制立柱 或盖梁,根据国外的应用实践和研究成果,通过提供一定的保护 层厚度即可满足要求

5.2.1采用灌浆连接套筒或灌浆金属波纹管连接建造的预制

5.2.1采用灌浆连接套筒或灌浆金属波纹管连接建造的预制

拼装混凝桥墩,已有的试验研究表明,预制拼装桥墩性能要 求与传统现浇混凝土桥墩基本相同,因此可按现浇混凝土桥墩 进行设计。

拼装混土桥墩,已有的试验研究表明,预制拼装桥墩性能要 求与传统现浇混凝土桥墩基本相同,因此可按现浇混凝土桥墩 进行设计。 5.2.2~5.2.4分节段预制盖梁(系梁),为确保盖梁(系梁) 耐久性,盖梁(系梁)不宜发生开裂,因此在进行正常使用极限 伏态计算时,规定盖梁(系梁)的正截面宜保持受压状态;而进 行承载力极限状态计算时,从经济角度考虑,充许拼接缝开裂, 故计算盖梁(系梁)承载力时,需要考虑拼接缝开裂的影响。目 前行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 TG3362针对受弯构件的开裂弯矩有相关计算规定,而正在编制 中的行业标准《节段预制拼装混凝土桥梁技术标准》有更为针对 性的规定。 对于拼接缝耐久性,主要是确保拼接缝不开裂,以及拼接处 材料自身的耐久性要求,因此,参考国内外相关研究成果,高强 砂浆垫层通过材料成分及施工质量两方面控制,即可满足要求; 对于采用环氧黏结剂为接缝材料的,除控制不出现拉应力之外, 从环氧黏结剂材料和施工质量等方面对其提出耐久性要求规定, 这些要求均已体现在本标准的相关条文中。当立柱与承台的拼接 缝处于冻融范围或水位变动区时,从提高耐久性角度出发,可考 患在承台处设置一定深度的凹槽从而避免拼接缝外露,或考虑在 拼接缝区域表面喷涂憎水剂、防水、防腐蚀涂料等提高耐水性、 耐氯离子腐蚀性以及耐冻融性能等,并通过在拼接缝处承台表面 设置斜坡,避免拼接缝处积水等。

5.3.7试验研究表明,沿截面布置若干适当分布的纵筋,纵筋

5.3.7试验研究表明,沿截面布置若干适当分布的纵筋,纵筋 和箍筋形成一整体骨架,当混凝土纵向受压,横向膨胀时,纵向

和箍筋形成一整体骨架,当混凝土纵向受压,横向膨

钢筋也会受到混凝土的压力,这时箍筋给予纵向钢筋约束作用。 因此,为了确保对核芯混凝土的约束作用,墩柱的纵向配筋宜对 称布置,纵向钢筋之间的距离不宜超过20cm,至少每隔一根宜 用箍筋或拉筋固定。同时,为了减少套筒简的数量以避免套筒间距 过小,建议采用大直径(36mm、40mm)钢筋。

5.3.8考虑到预制立柱的耐久性要

简和主筋净保护层厚度宜不小于30mm。连接套筒通常比纵 寸大,易导致截面拥挤,为确保混凝土浇筑密实,给出了套 净距的构造要求。

个可靠的约束,同时便于施工中对套筒进行整体的安装,应 浆连接套简压浆口下缘处设一道箍筋。

筋净保护层厚度宜不小于30mm;金属波纹管直径通常比级 寸大,易导致截面拥挤,为确保混凝土浇筑密实,给出了金 纹管间净距的构造要求。

5.3.12实际施工中需通过垫层厚度调整立柱的高度

等,同时考虑到预制立柱受力要求,砂浆垫层厚度不宜过天;立 柱节段之间的拼装宜采用环氧黏结剂,其厚度需考虑受力和施工 的要求。

的构造,从施工和受力角度出发,盖梁节段截面上宜采用剪力键 方式,剪力键方式可参考预制节段箱梁剪力键的构造要求。

5.3.16对存在车辆撞击风险的情况,对桥墩的抗剪提出

的要求,因此,需通过设置剪力键齿来提高预制桥墩拼接缝处的 抗剪能力。

6.1.1根据天量试验的结论,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,其抗震性能与现浇混凝土桥墩相近, 故可以按照相同的理论进行抗震设计验算。

6.2.2依据行业标准《城市桥梁抗震设计规范》CJ166

6.2.3依据行业标准《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166或《公

6.2.7采用连接套筒的预制立柱,其塑性铰区域的最大容许转

角可根据极限破坏状态的曲率能力计算,其中延性安全系数取 2.2,这是考虑到墩身塑性铰区连接套筒存在导致该处钢筋存在塑 性变形集中的可能,其延性变形能力略有降低。 6.2.8~6.2.11国内外已有试验研究表明,采用套筒灌浆连接 或金属波纹管连接预制立柱作为延性构件,其弯曲延性容许变 形能力计算与传统现浇混凝土桥墩基本相近,故其顺桥向、横

可根据极限破坏状态的曲率能力计算,其中延性安全系数 ,这是考虑到墩身塑性铰区连接套筒存在导致该处钢筋存在 变形集中的可能,其延性变形能力略有降低。

6.2.8~6.2.11国内外已有试验研究表明,采用套筒灌浆连接 或金属波纹管连接预制立柱作为延性构件,其弯曲延性容许变 形能力计算与传统现浇混凝土桥墩基本相近,故其顺桥向、横 桥向延性变形能力可按照传统现浇混凝土桥墩延性计算的相关 公式计算

坏,为脆性破坏,没有延性DB11/T 1627-2019 建筑日照计算参数标准,因此要求,E2地震作用下对于高度 较矮的预制立柱,即高宽比小于2.5,一般不作为延性构件设计,

需要验算其抗弯和抗剪强度,不需要检算其变形能力。

6.2.13试验研究表明,预制拼装立柱抗剪验算应包含预制立柱 节段自身和拼接缝的校核,其中预制立柱节段自身的抗剪强度计 算与普通现浇混凝土立柱相同(套筒布置区域的抗剪强度由于受 到套筒的影响,其抗剪能力通常高于非套筒设置区),故采用相同 的计算公式。

6.3.2考虑到套筒设置在立柱中对立柱自身局部刚度的

为确保预制立柱具有足够的延性变形能力和抗剪能力,避免塑性 铰区域套筒处箍筋配筋率的突变,箍筋减少宜缓慢变化

增加,但其拼接缝界面的抗剪强度通常高于不设置剪力键齿 况,因此《湖南省绿色建筑工程设计要点(试行)》《湖南省绿色建筑工程技术审查要点(试行)》(湘建科函[2019]181号 湖南省住房和城乡建设厅2019年8月),对抗剪要求高的8度及以上地区的预制桥墩,拼 界面处宜设置剪力键齿,剪力键齿可参考预制节段箱梁剪力 的方式或设置大剪力键齿

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