预制拼装模块化钢结构市政桥梁技术规程条文说明x
时间：2020-11-08 12:44:49 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
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《预制拼装模块化钢结构市政桥梁技术规程》
条文说明
1 总则
1. 0. 1 本条与《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）—致，符合国家和行业对钢结构桥梁的要求和未来的发展趋势。
1. 0. 2 预制拼装模块化钢结构市政桥梁所适用的支点间距，无需设置现场接头即可进行运输，原则上没有恒载荷预拱度。因此，形成该限度的支点间距基本上在16m左右。由于方形钢管纵梁只能设置在直线上，因此，基本上适用于直线桥梁。用于曲线桥、加宽桥时，虽然可以将栏杆的底座突出并使其长度随意变化，但是，对于托架的设置等方面要进行充分的研讨。
1. 0. 3 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钢结构桥梁设计，与钢筋混凝土桥涵、圬工桥涵和地基基础等结构设计保持一致。
1. 0. 4 预制拼装模块化钢结构市政桥梁设计需满足城市桥梁工程结构应具有的安全性、耐久性和适用性的功能要求。《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）中给出了桥梁结构结构的设计使用年限，是按照桥涵规模来考虑的。本条规定主体结构设计使用年限宜为100年，比上述标准规范中的规定有所提高，是考虑到钢材的材料性能比较优异，在正常设计、正常施工和正常使用并做好防腐等耐久性措施的前提下，可以达到要求的年限，并不增加过多的经济成本，这一要求也与《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）一致。
1 .0. 5 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2015)规定了桥梁结构设计的两类极限状态：
(1)承载能力极限状态：对应于桥涵结构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，包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏、结构或构件丧失稳定及结构倾覆等。
(2)正常使用极限状态：对应于桥涵结构或其构件达到正常使用或耐久性能的某项限值的状态，包括影响结构、构件正常使用的开裂、变形及影响结构耐久性的局部损坏等。
并规定了4种设计状况以及对应应开展的极限状态设计：
(1)持久状况所对应的是桥梁的使用阶段。这个阶段持续的时间很长，要对结构的所有预定功能进行设计，即要进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算。
(2)短暂状况所对应的是桥梁的施工阶段和维修阶段。这个阶段的持续时间相对于使用阶段是短暂的，结构体系、结构所承受的荷载等与使用阶段也不同，设计要根据 具体情况而定。在这个阶段，要进行承载能力极限状态计算，可根据需要作正常使用极 限状态计算。
(3)偶然状况所对应的是桥梁可能遇到的撞击等状况。这种状况出现的概率极小，且持续的时间极短。偶然状况一般只进行承载能力极限状态计算。
(4)地震状况对应的是桥梁可能遭遇地震的状况，一般只进行承载能力极限状态计算
1. 0. 6 结构应经济合理，要结合我国的制造工艺和装备，考虑结构形式及结构细节便于制造；要结合拟定的架梁方案、起吊设备的最大吊重和最大吊距以及运输条件，考虑构件长度及重量，便于架设和运输；结构细节，特别是重要受力接头部位，要便于检 查人员和检测设备进人，便于日常检查和维护。
2 术语、符号
2.1 预制拼装模块化钢结构市政桥梁是采用方形钢管板梁作为主体结构的一种钢构桥梁。作为桥梁商品，可实现较低的大梁高度、轻量、节省空间和快速施工。这种形式是将方形钢管并排铺设，以规定的间距将钢管插入方形钢管中，然后，在插入钢管中的该部分中填充混凝土使其固化形成板式结构。
3 材料及设计指标
3.1 材料
3. 1. 2 上部使用的钢材详见《公路钢结构桥梁设计规范》的相关规定。另外，对于那些在《公路钢结构桥梁设计规范》中未做规定，而有使用业绩的钢材，通过试验，经确认无论在机械性质方面、还是在化学成分等方面均可满足材料的要求时，也可以使用。
3. 1. 3 本结构形式虽然现场基本不需要设置接头，但考虑到无法排除有可能需要接头的特殊情况，所以这里进行了规定。此外，螺栓尚需满足耐久性要求。
3. 1. 4 考虑到可施工性，设定填充混凝土的坍落度值。对于水泥混凝土整平层，其厚度很薄，并且在方形钢管的上表面承受了活荷载，因此以该表为质量标准。
4 结构分析
4.1 结构分析模型
4. 1. 2 环境对桥梁结构的影响不能忽视，例如海洋大气环境、峡谷风环境、侵蚀介质环境、地质断层环境、温度环境等，都对结构的安全和耐久产生较为显著的作用。
4.2 结构强度、稳定与变形计算
4.2.1 式（4.2.1)中，Sd包括了计算中各种有关作用效应和荷载效应的分项系数，Rd中也包括了材料系数（或抗力系数）。
4. 2. 2 近年来，各地相继发生了简支、连续梁桥整体横桥向倾覆失稳直至垮塌的事故案例。事故桥梁的破坏过程表现为，单向受压支座脱离正常受压状态，上部结构的支承体系不再提供有效约束，上部结构变形或受力失稳，以致垮塌，支座、下部结构连带损坏，如图4-1所示。按照现行《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153)的规定，这类破坏属于承载能力极限状态范畴。
图4-1典型破坏过程
分析特征状态3需要考虑箱梁扭转、支座刚度等多种非线性因素，机理复杂，本规范不将特征状态3作为验算工况，通过严格控制特征状态2,避免结构体系达到特征状态3；另外，国内外相关规范基本采用特征状态1和特征状态2作为抗倾覆验算工况。综上所述，本规范规定了如下两项抗倾覆验算要求：
1 针对特征状态1，在作用基本组合下，单向受压支座处于受压状态。
2 同一桥墩的一对双支座构成一个抗扭支承，起到对扭矩和扭转变形的双重约束; 当双支座中一个支座竖向力变为零、失效后，另一个有效支座仅起到对扭矩的约束，失去对扭转变形的约束；当梁的抗扭支承全部失效时，梁处于受力平衡或扭转变形失效的极限状态，即达到特征状态2。对特征状态2,参考挡土墙、刚性基础的横向倾覆验算，采用“稳定作用效应≥稳定性系数×失稳作用效应”的表达式。
4. 2. 4 原则上，本形式不附加恒载荷拱预度。但是，如果判断出它太不经济，或者如果由于纵梁高度的限制等而导致尺寸受限制时，则可以设置预拱度进行应对。
5 构件设计
5.1 —般规定
5. 1. 1 预制拼装模块化钢结构市政桥梁是由方形钢管和横向联结钢管组成的简易板梁桥，是根据基本原则设计的。一般设计步骤和主要设计项目如图5.1.1所示。
图5.1.1设计步骤
5.2 主体结构设计
5. 2. 1 按整个宽度大于方形钢管的合计总宽度进行配置。剩余部分采用在底座上探出的悬臂并设置滤水板来解决。对于曲线桥，将通过改变悬臂长度来处理。悬臂长度较大时，要研讨加固措施，例如采用托架等。但是，悬臂长度在≤（底座宽度/2）以内。
根据宽度和使用的方形钢管的尺寸，有时，整个宽度=方形钢管的合计宽度。在这种情况下，由于对雨水的排水变得困难，最好减少一根方形钢管，以此来缩短方形钢管的合计宽度。如果很难减少，必须对排水结构进行研讨。
(2) 对于设置横梁的方形钢管主梁，考虑到由于在其上面和侧面开孔而致使截面受损，因此，必须检查其应力情况。所以，要避免在应力最大的跨中位置配置横梁而应按奇数进行配置。
考虑荷载横向分配效果，规定横梁的间隔在3m以下。
图5.2.1希望避免出现的结构举例
5. 2. 2 方形钢管的标准截面有28种，但是，受梁的高度制约这一情况除外，还是使用尺寸在400以上的截面比较划算。因此，最好经过经济方面的比较再去选择使用的尺寸。耐气候性的方形钢管在尺寸上有所制约这一点要引起注意。
在使用耐气候性方形钢管时，往往欠缺对周边环境的考虑，因此提醒注意。耐气候性钢材在按其裸规格使用时，最好按照规定，距离江河等流动水面2.4m以上，距离湖泊沼泽地等静水面3.0m以上。
5. 2. 3 截面内力计算
预制拼装模块化钢结构市政桥梁在结构上没有焊接接头，并具有较高的抗疲劳强度，因此，可以省略疲劳设计。
但是，如果有焊接构件（例如踏板的悬挂支架），则必须根据其接头的种类对抗疲劳强度进行验算。
在进行疲劳设计时设计依据《公路钢结构桥梁设计规范》执行。
5.4 横向联结钢管
横向联结钢管的最终位置（横向，高度）应为可操作的构件长度，因为它是手工作业。
如果可以架设4到6个面板，则最好在划分时考虑面板的宽度。
图5.4.1面板架设举例
(2) 在桥墩上有用于固定填土的反向翼（底部隐藏）情况下，即使架设一根，也很难在支点处插入最终的横向联结钢管。
有必要事先制定计划，事先考虑到施工顺序，是否对面板进行划分，或者在架设大梁后再进行逆向翼（底部隐藏）的施工。
图5.4.2一根架设举例
(3) 为了防止在方形钢管之间靠近的不充分时（例如，方形钢管部分的弯曲精确度或螺栓紧固的较松时）的混凝土泄漏，作为施工标准，应使用间隙胶带贴上以防止混凝土泄漏。
图5.4.3贴上间隙胶带
(4) 当纵向坡度变大时，在纵向坡度较高的一侧上可能会留有空隙，因此，有必要将用于浇注的孔的位置尽可能地移向较高侧等来考虑填充特性。另外，最好考虑两次填充混凝土。
图5.4.4填充混凝土浇注孔
5.5 分期施工
在一期施工和二期施工时，由于存在或不存在桥面固定荷载而使大梁产生拱度差，在二期施工时的第一个接合侧进行横向紧固的螺栓孔以及方形钢管梁的横向联结钢管的开孔部位，需要进行扩孔等处理，以便能够应对拱度差。
图5.5.1横向紧固螺栓的联结
5.6 附属结构设计
5. 6. 1 纵向、横向坡度的处理
在桥宽较大的情况下，当水泥混凝土整平层厚度过大时，将方形钢管以最小的混凝土厚度倾斜，如下图所示。
图5.6.1宽度较宽的情况
5. 6. 5 预制拼装模块化钢结构市政桥是通过在方形钢管梁上面浇注的双头螺钉与混凝土底座结合为一体。对于因作业荷载而在方形钢管梁上面位置产生力矩情况，必须检查螺钉的安全性。
5. 6. 8 预制拼装模块化钢结构市政桥梁以铺装沥青为标准，在方形钢管桥梁的上面直接进行铺装时，不得使用自身具有防水功能的沥青砂胶或环氧沥青之外的其它沥青。而且，在方形钢管桥梁上面直接铺设防水层，在施工的可操作性方面也存在问题，因此不应该这样做。
通常是用于调整路面的横向坡度，且以设置防水层为目的时，其最低厚度为5cm，在方形钢管桥梁的上面浇注钢筋混凝土并摊平，在铺设完防水层之后再铺装沥青。
防水层包括涂膜层和薄板层，并且必须选择适合于路面结构的防水层。
必须在与底座、伸缩装置和排水槽等交界处进行足够的挡水处理，以免雨水进入。
5. 6. 9 增设位置原则上在外侧大梁或在底座的外侧。
这是因为将其增设在大梁下方很难维护。另外，由于不可能进行维护和管理，因此不允许将其增设在方形钢管梁的内部。
